TWI476502B - 投射型投影機 - Google Patents

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Katsumi Asakawa
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Description

投射型投影機
本發明係關於一種投射型投影機，尤是是關於一種能夠保護視網膜不受投射光影響的投射型投影機。
為了實現彩色顯示，投射型投影機通常會使用紅色光、綠色光、藍色光的三原色光做為光源。投射型投影機的光源一向是使用CRT(陰極射線管)、鹵素燈、氙氣燈、金屬鹵化物燈、及超高壓水銀燈等，而近年來由於對節能意識的高漲，使得採用能達到低消耗電力的LED(Light Emitting Diode；發光二極體)或雷射做為光源的投射型投影機也開始出現在市場上。
這種投射型投影機有一點必須留意，即藍色光對視網膜的影響。有關這點，已知當視網膜曝露於主要波長為400nm(nanometer；奈米)至500nm的光之下時，細胞內的分子會因受光激發而產生化學反應，使視網膜組織遭受到影響。日本工業規格JIS C 7550：2011「燈及燈系統的光生物學安全性」中亦為了防止藍色光對視網膜的影響而訂定有在藍色光下的曝露容許時間等以規定曝露的限值。
例如，有人指出做為顯示裝置的光源而使用的藍色LED，不僅其所擁有的波長範圍的分光特性會對視網膜造成影 響，而且對人類的眼睛而言，藍色感覺並不明亮，因此還有瞳孔對其縮小的程度不怎麼大，且藉由眨眼形成的防衛反應也未能有效地作用等特性。
目前投射型投影機也已經開發出使用藍光LED做為光源的產品。此外，近年來也已開發出使用指向性和同調性(coherent)比LED高的藍光雷射做為光源的投射型投影機，使用者受到藍色光對視網膜造成影響的可能性變高。
在下述之專利文獻1中揭示了一種獲得對視網膜的影響程度低的白色發光裝置的技術，該裝置係將有可能對視網膜造成影響的波長範圍的光去除。
此外，在下述之專利文獻2中揭示了一種投射型投影機，其擁有視網膜保護模式，進行限制投射光射出量的控制，以降低故意或偶然窺視投射用透鏡等光學系統部的人的視網膜遭受到影響的可能性。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本國特開2008-311532號公報
專利文獻2：日本國特開2006-330447號公報
若使用專利文獻1中所揭示之以光學濾波器將有可能引起藍色光對視網膜的影響的波長範圍的光去除掉的光源，雖然能夠降低對視網膜造成影響的可能性，但有投射影像的色彩重 現範圍變小等缺點，避免不了畫質的劣化。
此外，專利文獻2中揭示的視網膜保護模式雖然能夠達到使用者窺視投射光時的保護，但無法達到使用者長時間觀看投射至投影幕(screen)的影像時的保護。
本發明乃是為了解決上述問題而研創者，其目的在於提供一種投射型投影機，不會導致投射影像的色彩重現範圍變小等畫質方面的劣化，並降低使用者的視網膜遭受到影響的可能性。
本發明的投射型投影機係具備：光調變部，係調變光源部產生的光；影像信號處理部，係處理輸入的影像信號；及投射光學系統，係將經前述光調變部調變後的光投射至外部的投射對象以獲得投射影像；前述影像信號處理部係具有減輕藍色光對視網膜造成的影響的藍色光影響減輕部；前述藍色光影響減輕部係當影像信號所含的紅色信號、綠色信號及藍色信號之中僅前述藍色信號的比率高時，產生控制前述光源部將前述投射影像整體亮度降低的藍色光影響減輕信號。
依據本發明的投射型投影機，當影像信號所含的各色信號中僅藍色信號的比率高時產生控制光源部降低投射影像整體亮度的藍色光影響減輕信號，因此能夠保護使用者的視網膜。
1至3、23‧‧‧總和算出器
4、5‧‧‧加法器
6‧‧‧除法器
7、7A、7B、7C‧‧‧係數算出器
8至10‧‧‧延遲器
11至13‧‧‧光源控制驅動器
14‧‧‧紅色光源
15‧‧‧綠色光源
16‧‧‧藍色光源
17至19‧‧‧影像形成器
20‧‧‧光源部
20A、21、22‧‧‧乘法器
24‧‧‧係數LUT
25‧‧‧測距器
26‧‧‧變焦透鏡轉動位置檢測器
27‧‧‧投射影像面積推定器
28‧‧‧測光器
30‧‧‧射出光調變部
31‧‧‧液晶面板
40‧‧‧光學系統
50‧‧‧影像信號處理部
60‧‧‧光調變控制部
90‧‧‧投影幕
100‧‧‧投射型投影機
501至507‧‧‧藍色光影響減輕部
B‧‧‧藍色信號
Bd‧‧‧藍色延遲信號
BR‧‧‧像素區域
G‧‧‧綠色信號
Gd‧‧‧綠色延遲信號
k‧‧‧係數
kr、kg、kb‧‧‧比視感度
Ir、Ig、Ib‧‧‧驅動電流
R‧‧‧紅色信號
Rd‧‧‧紅色延遲信號
Sg‧‧‧總和
Si‧‧‧影像信號識別信號
第1圖係顯示本發明的投射型投影機的概略構成之方塊圖。
第2圖係顯示本發明的實施形態1、5、6及7的投射型投影機的構成之方塊圖。
第3圖係顯示本發明的實施形態2、4、5、6及7的投射型投影機的構成之方塊圖。
第4圖係顯示國際照明委員會訂定的明視覺的比視感度曲線之圖。
第5圖係顯示本發明的實施形態3、4、5、6及7的投射型投影機的構成之方塊圖。
第6圖係顯示以LED為光源時的紅色、綠色、藍色的分光分布例之圖。
第7圖係說明本發明的實施形態5的投射型投影機的動作之圖。
第8圖係顯示本發明的實施形態8的投射型投影機的構成之方塊圖。
第9圖係顯示本發明的實施形態9的投射型投影機的構成之方塊圖。
第10圖係顯示本發明的實施形態10的投射型投影機的構成之方塊圖。
第11圖係顯示本發明的實施形態11的投射型投影機的構成之方塊圖。
 <關於投射型投影機>
關於從個人電腦和DVD錄放影機等視訊(video)機器等輸出影像訊號的機器接收影像訊號，將該影像投射至投影幕的 投射型投影機，可舉出以下兩種代表性構成。
第一種代表性構成是令自燈等光源發出的光穿透根據影像信號形成影像圖案(pattern)的穿透型液晶面板(panel)等顯示元件而產生出投射影像的構成，或是使用將對應於影像圖案的光予以反射的反射型液晶面板而產生出投射影像的構成。
以其一例而言，使用3片反射型液晶面板，在各液晶面板形成與三原色光的紅色光、綠色光、藍色光對應的影像圖案，再輸入與各自的液晶面板對應的紅色光、綠色光、藍色光，藉此獲得三原色的影像。此外，還可以舉出使用鏡子等光學零件將三原色的影像合成為1個彩色影像，從投射光學系統輸出的構成。
第二種代表性構成是具有以分時方式形成對應紅色、綠色、藍色的影像圖案的反射型顯示元件，利用該反射型顯示元件將自燈等光源發出的光予以反射而產生出投射影像的構成。
以其一例而言，利用由複數個相當於1個像素的可動式微小鏡面(micro mirror)排列成平面而成之被稱為DMD(註冊商標)的顯示元件，以分時方式產生對應紅色、綠色、藍色的影像圖案，並經由配合各色的影像圖案產生紅色光、綠色光、藍色光的濾色器(color filter)輸入來自光源的光並予以反射，藉此獲得分時的三原色影像。此外，還可舉出經由投射光學系統依序輸出，藉此利用時間性的積分效果獲得一個彩色影像的構成。另外，DMD是Digital Micromirror Device(數位微型反射鏡元件)的簡稱。
本發明的投射型投影機係可適用於上述兩種投射型 投影機的任一者。以下，針對本發明的投射型投影機的實施形態進行說明。
第1圖係顯示本發明的投射型投影機的概略構成之方塊圖。如第1圖所示，投射型投影機100係具備裝置控制部10、光源部20、射出光調變部30、投射光學系統40、影像信號處理部50及光調變控制部60做為主要構成，利用自投射光學系統40射出的投射光，將圖像投射至設置於投射型投影機100外部的投影幕90。
裝置控制部10係例如為由CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)等微處理器所構成，並控制投射型投影機100內各部之部位。
光源部20係包含未圖示的光源用燈等，係產生投射光之部位。射出光調變部30係調變光源部20產生的投射光之部位。在本說明書中，係採用使用後述的穿透型液晶面板31調變投射光之構成進行說明。
投射光學系統40係將射出光調變部30調變過的投射光投射至外部之部位，由包括用於令射出光的圖像成像於投影幕90上的投射透鏡等光學系統零件所構成。
自光源部20射出的投射光係在經由射出光調變部30調變後，由投射學光學系統40放大投射至投影幕90上。
影像信號處理部50係接收來自個人電腦和DVD錄放機等視訊機器的影像信號之輸入，將該影像信號轉換成用於在液晶面板31重現為光調變用圖像的信號之部位。
光調變控制部60係根據來自影像信號處理部50的 影像信號，產生驅動動液晶面板31各像素的信號並輸出給液晶面板31，藉此控制液晶面板31的光調變處理之部位。
另外，液晶面板31可使用穿透型亦可使用反射型，使用反射型液晶面板時，為了使來自液晶的反射光射出，射出光調變部30內係具備有偏向分束器(beam splitter)等光學元件。
上述的投射型投影機100的影像信號處理部50的影像信號處理的相關部位、與光源部20的光源控制的相關部位為關聯於本發明的部位。以下，針對本發明的實施形態進行說明。
<實施形態1>
第2圖係顯示本發明的實施形態1的投射型投影機的藍色光影響減輕部501、光源部20及射出光調變部30的構成之方塊圖。另外藍色光影響減輕部501係第1圖中所示的影像信號處理部50所包含的構成。
如第2圖所示，藍色光影響減輕部501係具備總和算出器1、2及3、加法器4及5、除法器6、係數算出器7、延遲器8、9及10做為主要構成。
此外，光源部20係具備紅色光源14、綠色光源15、及藍色光源16、驅動紅色光源14的光源控制驅動器11、驅動綠色光源15的光源控制驅動器12、驅動藍色光源16的光源控制驅動器13做為主要構成。
藍色光影響減輕部501係在投射影像中僅藍色光的比率高時產生控制光源部20降低投射影像亮度的藍色光影響減輕信號之部位。以下，參照第2圖說明藍色光影響減輕信號的產生方法。
總和算出器1至3係接收紅色信號R、綠色信號G及藍色信號B，並針對各信號算出一幀(frame)份的影像信號的全部像素(液晶面板31的全部像素)的紅色信號總和Σ R、綠色信號總和Σ G、藍色信號總和Σ B。
加法器4係接收紅色信號總和Σ R與綠色信號總和Σ G之輸入，算出第1加法值(Σ R+Σ G)。
加法器5係接收藍色信號總和Σ B與第1加法值(Σ R+Σ G)之輸入，算出第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)。此第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)係代表一幀影像信號的總和。
除法器6係接收第1加法值(Σ R+Σ G)與第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)之輸入，算出將第1加法值(Σ R+Σ G)除以第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)所得的除法值{(Σ R+Σ G)/(Σ R+Σ G+Σ B)}。
係數算出器7係接收除法值{(Σ R+Σ G)/(Σ R+Σ G+Σ B)}之輸入，進行與規定值C的比較。此處，規定值C係為超過0但至1為止的數值，做為判斷一幀影像(影像信號)中是否僅藍色光(藍色信號)含量多之指標值。
係數算出器7係當下述的數學式(1)成立時，亦即藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和(Σ R+Σ G+Σ B)之比為規定值C以上時，輸出數值K1做為係數K。
[數學式1](Σ R+Σ G)/(Σ R+Σ G+Σ B)<C…(1)
此外，係數算出器7係當下述的數學式(2)成立時，亦即藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和(Σ R+Σ G+Σ B)之比未滿規定值C時，輸出數值K2做為係數K。
[數學式2](Σ R+Σ G)/(Σ R+Σ G+Σ B)≧C…(2)
如上述，自係數算出器7係根據上述數學式(1)或數學式(2)輸出數值K1或數值K2的信號做為係數K，藍色光影響減輕部501會輸出此係數K做為藍色光影響減輕信號。另外，數值K1係設為例如0.9等比1小的數值，數值K2設為1。
光源控制驅動器11、12及13係輸出分別用於驅動紅色光源14、綠色光源15、藍色光源16的驅動電流Ir、Ig、Ib，在本發明中係利用藍色光影響減輕信號控制光源控制驅動器11、12及13以輸出工作比(duty ratio)對應於係數K的電流做為該些電流。
此外，工作比係定義為流通電流的期間(ON期間)與{流通電流的期間(ON期間)+沒有流通電流的期間(OFF期間)}之比，即[(ON期間)/{(ON期間)+(OFF期間)}]。
此外，「工作比對應於係數K」係指：工作比等於係數算出器7輸出的係數K之值。
此外，光源控制驅動器11、12及13係構成為能夠根據所接收到的藍色光影響減輕信號(係數K)的值變更各自輸出的驅動電流Ir、Ig、及Ib的工作比，當藍色光影響減輕信號(係數K)為數值K2(=1)時，光源控制驅動器11、12及13各自輸出的驅動電流Ir、Ig、及Ib會是連續性的電流。
另一方面，當藍色光影響減輕信號(係數K)為數值K1(<1)時，光源控制驅動器11、12及13各自輸出的驅動電流Ir、Ig、及Ib會是間歇性(方波)的電流。
此外，K<1時的間歇性的驅動電流Ir、Ig、Ib的ON/OFF的間隔係設為短到人眼察覺不到程度的非常短的期間。另外，數值K1實際上是根據設計或實測而設定為使工作比能夠減輕藍色光對視網膜的影響且不會使影像變得過暗造成畫質劣化。
如上述，藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和(Σ R+Σ G+Σ B)之比為規定值C以上時，自係數算出器7輸出的藍色光影響減輕信號(K)會採用比1小的數值，將驅動電流Ir、Ig、Ib的工作比設定成該數值而驅動紅色光源14、綠色光源15及藍色光源16，藉此，能夠唯獨在僅有藍色光的比率高時，縮短紅色光源14、綠色光源15及藍色光源16的ON期間，從而降低投射影像整體亮度。
由於要在係數算出器7獲得係數K係必須算出一幀影像信號的總和(Σ R+Σ G+Σ B)，因此亦將影像信號以延遲器8至10延遲達一幀的期間。
為此，將紅色信號R、綠色信號G、及藍色信號B分別輸入至延遲器8、9、及10，藉此獲得延遲達一幀期間的紅色延遲信號Rd、綠色延遲信號Gd、藍色延遲信號Bd。
紅色延遲信號Rd、綠色延遲信號Gd及藍色延遲信號Bd係分別經由光調變控制部60(未圖示)輸入至射出光調變部30的紅色用影像形成器17、綠色用影像形成器18、及藍色用影像形成器19，分別形成對應影像的紅色成分、綠色成分、及藍色成分的單色影像。此處，若紅色用影像形成器17、綠色用影像形成器18及藍色用影像形成器19指的是例如對應於各色的液晶面板且為穿透型的液晶面板時，則來自紅色光源14、綠色光源15及 藍色光源16的光係在分別穿透過紅色用影像形成器17、綠色用影像形成器18、及藍色用影像形成器19後，由稜鏡(prism)和鏡子等光學零件合成為彩色影像從投射透鏡射出，投射至投影幕90(第1圖)。
當投射影像中僅藍色光的比率高時，由於對人類的眼睛而言，藍色感覺並不明亮，所以瞳孔縮小的程度不怎麼大，且藉由眨眼睛形成的防衛反應也未能有效地作用。所以對於僅波長400nm至500nm的光的比率高的投射光有直視、觀看鏡面反射的反射光、長時間以反射率高的投影幕觀看投射影像的行為時，有可能對使用者的視網膜造成影響。
尤其是光源為具備藍光雷射的投射型投影機時，由於雷射光的指向性與同調性高，所以提高了對使用者的視網膜造成影響的可能性。
而上述實施形態1的投射型投影機係當影像信號中僅藍色光的比率高時，進行降低投射影像整體亮度的控制，藉此便能夠保護使用者的視網膜。
<實施形態2>
第3圖係顯示本發明的實施形態2的投射型投影機的藍色光影響減輕部502、光源部20及射出光調變部30的構成之方塊圖。對於與第2圖中所示的藍色光影響減輕部501相同的構成係標註相同的元件符號並省略重複的說明。另外藍色光影響減輕部502係第1圖中所示的影像信號處理部50所包含的構成。
如第3圖所示，藍色光影響減輕部502係具備總和算出器1、2及3、加法器4及5、除法器6、係數算出器7、延遲 器8、9及10、乘法器20A、21及22做為主要構成。
藍色光影響減輕部502係在投射影像中僅藍色光的比率高時產生控制光源部20降低投射影像亮度的藍色光影響減輕信號之部位。以下，參照第3圖說明藍色光影響減輕信號的產生方法。
總和算出器1至3係接收紅色信號R、綠色信號G及藍色信號B，並針對各信號算出一幀份的影像信號的紅色信號總和Σ R、綠色信號總和Σ G、藍色信號總和Σ B。
從總和算出器1至3個別輸出的一幀份的影像信號的紅色信號總和Σ R、綠色信號總和Σ G、藍色信號總和Σ B係分別輸入至乘法器20A、21、及22，分別乘上係數(1-kr)、(1-kg)、及(1-kb)。
加法器4係接收紅色信號總和Σ R乘上係數(1-kr)所得的值與綠色信號總和Σ G乘上係數(1-kg)所得的值之輸入，算出第1加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G}。
此處，kr、kg、及kb係為分別與光源的紅色光、綠色光、藍色光的波長對應的比視感度。比視感度代表人的眼睛對哪個波長的光有什麼程度的感度，其大小以可見得最明亮的光的亮度為1。
比視感度包括國際照明委員會(CIE)規定的明視覺標準比視感度和暗視覺標準比視感度，在本發明中係因投射型投影機的性質而使用明視覺標準比視感度。
第4圖顯示國際照明委員會(CIE)訂定的比視感度曲線。在第4圖中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示比視感度。從第4 圖可知，人類的眼睛在明視覺(達到明適應的狀態)下感覺波長550nm的光最為明亮，設此波長的比視感度為1。例如以紅光雷射、綠光雷射、藍光雷射構成光源且各者的振盪波長為650nm、555nm、450nm時，比視感度分別為0.1、1.0、0.038。
咸信會對視網膜造成影響的波長400nm至500nm的光由於比視感度小，人類的眼睛不易感覺其為明亮，所以瞳孔縮小的程度不怎麼大，因而被認為視網膜容易受到影響。
因此，針對影像信號的各色，以(1-比視感度)為係數做乘法運算，藉此就能幫藍色光這種不易感覺其為明亮、容易對視網膜造成影響的波長的光進行加權。亦即，比視感度愈小的波長的光的信號總和會愈大，在影像信號中佔的比率會變得特別高。
此處，回到第3圖的說明。加法器5係接收乘上係數(1-kb)的藍色信號總和Σ B與第1加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G}之輸入，算出第2加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}。此第2加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}係表示一幀影像信號的總和。
除法器6係接收第1加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G}與第2加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}之輸入，算出將第1加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G}除以第2加法值{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}所得的除法值[{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G}/{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}]。
係數算出器7係接收除法值[{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G}/{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}]之輸入，進行與規定值C的比較。此處，規定值C係為超過0但至1為止的數值，做為判斷 一幀影像中是否僅藍色光含量多之指標值。另外，規定值C的值亦可為與實施形態1中的規定值C不同的值。
係數算出器7係當下述的數學式(3)成立時，亦即乘上係數(1-kb)的藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}之比為規定值C以上時，輸出數值K1做為係數K。
[數學式3]{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G]/{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}<C…(3)
此外，係數算出器7係當下述的數學式(4)成立時，亦即乘上係數(1-kb)的藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}之比未滿規定值C時，輸出數值K2做為係數K。
[數學式4]{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G}/{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}≧C…(4)
如上述，自係數算出器7係根據上述數學式(3)或數學式(4)輸出數值K1或數值K2做為係數K，藍色光影響減輕部502會輸出此係數K做為藍色光影響減輕信號。另外，數值K1係設為例如0.9等比1小的數值，數值K2設為1。
光源控制驅動器11、12及13係輸出分別用於驅動紅色光源14、綠色光源15、及藍色光源16的驅動電流Ir、Ig、及Ib，在本發明中係利用藍色光影響減輕信號控制光源控制驅動器11、12及13提供具有工作比K的電流做為該些電流。
另外，關於利用藍色光影響減輕信號進行光源控制驅動器11、12及13的控制，因為與實施形態1相同，故省略重 複的說明。
如上述，當乘上係數(1-kb)的藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和{(1-kr)Σ R+(1-kg)Σ G+(1-kb)Σ B}之比為規定值C以上時，自係數算出器7輸出的藍色光影響減輕信號(K)會採用比1小的數值，將驅動電流Ir、Ig、Ib的工作比設定成該數值而驅動紅色光源14、綠色光源15及藍色光源16，藉此，能夠唯獨在僅有藍色光的比率高時，縮短紅色光源14、綠色光源15及藍色光源16的ON期間，從而降低投射影像整體亮度。
由於要在係數算出器7獲得係數K係必須算出一幀影像信號的總和(Σ R+Σ G+Σ B)，因此亦將影像信號以延遲器8至10延遲達一幀的期間以獲得紅色延遲信號Rd、綠色延遲信號Gd及藍色延遲信號Bd，此亦與實施形態1相同。此外，紅色延遲信號Rd、綠色延遲信號Gd、及藍色延遲信號Bd係分別經由光調變控制部60(未圖示)輸入至射出光調變部30的紅色用影像形成器17、綠色用影像形成器18、及藍色用影像形成器19，此亦與實施形態1相同。
另外，在實施形態1中說明的數學式(1)及(2)係並未考慮到光源的紅色光、綠色光、及藍色光各者亮度的感覺程度的簡易式子，而上述數學式(3)及(4)係針對光源的各色以(1-比視感度)為係數做乘法運算，藉此就能幫藍色光這種不易感覺其為明亮、容易對視網膜造成影響的波長的光進行加權，從而能夠進行考慮到亮度的感度之控制。
雖然瞳孔會調節入射至視網膜的光，但在僅藍色光的比率高的情況下，瞳孔縮小的程度不怎麼大，所以藉由調整投 射影像的亮度，能夠更妥適地減少對使用者的視網膜的影響。
<實施形態3>
第5圖係顯示本發明的實施形態3的投射型投影機的藍色光影響減輕部503、光源部20及射出光調變部30的構成之方塊圖。對於與第3圖中所示的藍色光影響減輕部502相同的構成係標註相同的元件符號並省略重複的說明。另外藍色光影響減輕部503係第1圖中所示的影像信號處理部50所包含的構成。
如第5圖所示，藍色光影響減輕部503係具備總和算出器1、2及3、加法器4及5、除法器6、係數算出器7、延遲器8、9及10、乘法器20A、21及22做為主要構成。
藍色光影響減輕部503係在投射影像中僅藍色光的比率高時產生控制光源部20降低投射影像亮度的藍色光影響減輕信號之部位。以下，參照第5圖說明藍色光影響減輕信號的產生方法。藍色光影響減輕信號的產生方法基本上和使用第3圖說明的藍色光影響減輕部502相同，但乘法器20A、21及22所乘的係數不同。
亦即，從總和算出器1至3的各者輸出的一幀份的影像信號的紅色信號總和Σ R、綠色信號總和Σ G、及藍色信號總和Σ B係分別輸入至乘法器20A、21、及22，分別乘上係數(1/kr)、(1/kg)、(1/kb)。
加法器4係接收紅色信號總和Σ R乘上係數(1/kr)所得的值與綠色信號總和Σ G乘上係數(1/kg)所得的值之輸入，算出第1加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}。
kr、kg、kb係為分別與光源的紅色光、綠色光、及 藍色光波長對應的比視感度，針對影像信號的各色以(1/比視感度)為係數做乘法運算，藉此就能幫藍色光這種不易感覺其為明亮、但容易對視網膜造成影響的波長的光進行加權。亦即，比視感度愈小的波長的光的信號總和會愈大，在影像信號中佔的比率會變得特別高。
此處，回到第5圖的說明。加法器5係接收藍色信號總和Σ B乘上係數(1/kb)所得的值與第1加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}之輸入，算出第2加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}。此第2加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}係表示一幀影像信號的總和。
除法器6係接收第1加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}與第2加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}之輸入，算出將第1加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}除以第2加法值{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}所得的除法值[{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}/{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}]。
係數算出器7係接收除法值[{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}/{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}]之輸入，進行與規定值C的比較。另外，規定值C的值亦可為與實施形態1及2中的規定值C不同的值。
係數算出器7係當下述的數學式(5)成立時，亦即乘上係數(1/kb)的藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}之比為規定值C以上時，輸出數值K1做為係數K。
[數學式5]{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}/{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}<C…(5)
此外，係數算出器7係當下述的數學式(6)成立時，亦即乘上係數(1/kb)的藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}之比未滿規定值C時，輸出數值K2做為係數K。
[數學式6]{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G}/{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}≧C…(6)
如上述，自係數算出器7係根據上述數學式(5)或數學式(6)輸出數值K1或數值K2做為係數K，藍色光影響減輕部503係輸出此係數K做為藍色光影響減輕信號。另外，數值K1係設為例如0.9等比1小的數值，數值K2設為1。
光源控制驅動器11、12及13係輸出分別用於驅動紅色光源14、綠色光源15、及藍色光源16的驅動電流Ir、Ig、及Ib，在本發明中係利用藍色光影響減輕信號控制光源控制驅動器11、12及13提供具有工作比K的電流做為該些電流。
另外，關於利用藍色光影響減輕信號進行光源控制驅動器11、12及13的控制，因為與實施形態1相同，故省略重複的說明。
如上述，乘上係數(1/kb)的藍色信號總和Σ B相對於一幀影像信號的總和{(1/kr)Σ R+(1/kg)Σ G+(1/kb)Σ B}之比為規定值C以上時，自係數算出器7輸出的藍色光影響減輕信號(K)會採用比1小的數值，將驅動電流Ir、Ig、Ib的工作比設定成該數值而驅動紅色光源14、綠色光源15及藍色光源16，藉此，能夠唯 獨在僅有藍色光的比率高時，縮短紅色光源14、綠色光源15及藍色光源16的ON期間，從而降低投射影像整體亮度。
由於要在係數算出器7獲得係數K係必須算出一幀影像信號的總和(Σ R+Σ G+Σ B)，因此亦將影像信號以延遲器8至10延遲達一幀的期間以獲得紅色延遲信號Rd、綠色延遲信號Gd及藍色延遲信號Bd，此亦與實施形態1相同。此外，紅色延遲信號Rd、綠色延遲信號Gd及藍色延遲信號Bd係分別經由光調變控制部60(未圖示)輸入至射出光調變部30的紅色用影像形成器17、綠色用影像形成器18、及藍色用影像形成器19，此亦與實施形態1相同。
另外，在實施形態1中說明的數學式(1)及(2)係並未考慮到光源的紅色光、綠色光、藍色光各者亮度的感覺程度的簡易式子，而上述數學式(5)及(6)係針對光源的各色以(1/比視感度)為係數做乘法運算，藉此就能幫藍色光這種不易感覺其為明亮、容易對視網膜造成影響的波長的光進行加權，從而能夠進行考慮到亮度的感度之控制。
雖然瞳孔會調節入射至視網膜的光，但在僅藍色光的比率高時，瞳孔縮小的程度不怎麼大，所以藉由調整投射影像的亮度，能夠更妥適地減少對使用者的視網膜的影響。
<實施形態4>
以上所說明的實施形態2、3是以具備雷射光這類單波長光源的投射型投影機為前提進行說明，但本發明的實施形態4則係以如第6圖所示之具有預定波長寬度而非單波長的LED等做為光源的構成為前提。
在第6圖中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示相對能量(%)。對於擁有如第6圖所示的分光分布的光源，把各色光其分光分布的各波長的相對能量乘上各波長的比視感度，以所得乘積值最大的波長為代表波長。
在第6圖的藍光LED光的分光分布為420nm至540nm的情形中，把420nm時的相對能量乘上420nm時的比視感度，進行同樣的乘法運算至540nm為止，以所得乘積值最大的波長為代表波長。
在第6圖的例子中，假設算出460nm、540nm、及640nm分別為藍色光、綠色光、紅色光的代表波長，則使用460nm、540nm、及640nm的比視感度分別做為藍色光的比視感度kb、綠色光的比視感度kg、紅色光的比視感度kr。
另外，在本發明的實施形態4的投射型投影機中，就裝置構成而言係使用以第3圖說明的藍色光影響減輕部502或以第5圖說明的藍色光影響減輕部503，並使用上述的比視感度kb、比視感度kg及比視感度kr做為在藍色光影響減輕部502及藍色光影響減輕部503中使用的比視感度。
如上述說明，在光源的各色光中，利用最有助於亮度的波長的光亦即相對能量×比視感度為最大的波長的光的比視感度進行加權，藉此，即使使用的是具有預定波長寬度而非單波長的光作為光源時，仍能夠保護使用者視網膜。
<實施形態5>
在上述說明的實施形態1至4中係說明總和算出器1至3為針對紅色信號R、綠色信號G、及藍色信號B各者算出一 幀份的影像信號的紅色信號總和Σ R、綠色信號總和Σ G、及藍色信號總和Σ B。在實施形態5的投射型投影機中，與實施形態1至4的差異點在於總和算出器1至3為算出將一幀投射影像分割成N個區域時，構成某個區域的複數個像素(液晶面板31的像素)的紅色信號、綠色信號、藍色信號的總和。
另外，在本發明的實施形態5的投射型投影機中，就裝置構成而言係可使用以第2圖說明的藍色光影響減輕部501、以第3圖說明的藍色光影響減輕部502、或以第5圖說明的藍色光影響減輕部503的任一者，而以下的說明係以使用第2圖說明的藍色光影響減輕部501為前提。
在實施形態5的投射型投影機中，總和算出器1至3係算出將一幀投射影像分割成N個區域時之構成一個區域的複數個像素的紅色信號、綠色信號、藍色信號的總和Σ Rp、Σ Gp、及Σ Bp。此處的添加字p表示分割區域的編號，以1至N的整數表示。
加法器4係接收紅色信號總和Σ Rp與綠色信號總和Σ Gp之輸入，算出第1加法值(Σ Rp+Σ Gp)。
加法器5係接收藍色信號總和Σ Bp與第1加法值(Σ Rp+Σ Gp)之輸入，算出第2加法值(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)。此第2加法值(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)係代表一幀內的某個區域p的像素的影像信號的總和。
除法器6係接收第1加法值(Σ Rp+Σ Gp)與第2加法值(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)之輸入，算出將第1加法值(Σ Rp+Σ Gp)除以第2加法值(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)所得的除法值{(Σ Rp+Σ Gp)/(Σ Rp+ Σ Gp+Σ Bp)}。
係數算出器7係接收除法值{(Σ Rp+Σ Gp)/(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)}之輸入，進行與規定值C的比較。此處，規定值C係為超過0但至1為止的數值，做為判斷一幀影像中是否僅藍色光含量多之指標值。另外，規定值C的值亦可為與實施形態1至3中的規定值C不同的值。
係數算出器7係當下述的數學式(7)成立時，亦即藍色信號總和Σ Bp相對於區域p內的像素的影像信號的總和(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)之比為規定值C以上時，輸出數值K1做為係數K。
[數學式7](Σ Rp+Σ Gp)/(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)<C…(7)
此外，係數算出器7係當下述的數學式(8)成立時，亦即藍色信號總和Σ Bp相對於區域p內的像素的影像信號的總和(Σ Rp +Σ Gp +Σ Bp )之比未滿規定值C時，輸出數值K2做為係數K。
[數學式8](Σ Rp+Σ Gp)/(Σ Rp+Σ Gp+Σ Bp)≧C…(8)
總和算出器1至3、加法器4、5及除法器6係對一幀投射影像的區域1至區域N重複上述處理N次，同一幀內的區域只要有一個區域的係數K為K1，係數算出器7便保持K1的值做為K並輸出。另外，切換至處理下一幀時，係數算出器7便將係數K的值重設(reset)。
此處，第7圖係顯示將一幀投射影像沿水平方向分割成4個區域、沿垂直方向也分割成4個區域，形成合計16個區域之例。在第7圖中，水平方向的第1排存在有區域(1,1)、區域 (2,1)、區域(3,1)、區域(4,1)，水平方向的第2排存在有區域(1,2)、區域(2,2)、區域(3,2)、區域(4,2)，水平方向的第3排存在有區域(1,3)、區域(2,3)、區域(3,3)、區域(4,3)，水平方向的第4排存在有區域(1,4)、區域(2,4)、區域(3,4)、區域(4,4)。係數算出器7係從區域(1,1)至區域(4,4)依上述順序進行上述數學式(7)及(8)的判定。
第7圖係顯示唯獨區域(3,2)含有僅藍色光比率高的像素區域BR之例，到區域(2,2)為止的區域符合數學式(8)的條件(藍色光的比率少)，因此K2被保持於係數算出器7做為係數K，但區域(3,2)的處理結果使K1被保持做為係數K，之後K1被保持至此幀的最後一個區域(4,4)的處理結束為止，並從係數算出器7輸出。
當在投射影像中，藍色光集中於局部，整個投射影像中的藍色光的比率非常小時，實施形態1至3的藍色光影響減輕部由於係針對整幀投射影像判定藍色光的比率，所以會判斷為對使用者的視網膜造成的影響低，但當使用者注視僅藍色光集中投射的部位時，視網膜有可能遭受到影響。
相對於此，在實施形態5的投射型投影機中，係將一幀投射影像分割成N個區域，依每個分割區域判定藍色光的比率，因此就算僅有某個分割區域的藍色光比率高，也會進行降低投射影像整體亮度的控制，因此能夠保護使用者視網膜。
<實施形態6>
在上述說明的實施形態1至4中，總和算出器1至3係採用接收紅色信號R、綠色信號G、藍色信號B，針對各者算出一幀份的影像信號的全部像素(液晶面板31的全部像素)的各色 信號的總和之構成，在實施形態5中，總和算出器1至3則係採用算出將一幀投射影像分割成N個區域時，構成某個區域的全部的複數個像素的各色信號的總和之構成，而實施形態6的投射型投影機的特徵在於非以全部的像素做為算出總和的對象，而是算出以預定的像素間隔抽選(抽選：以隔有間隔的方式選擇對象)的像素的總和。
舉例來說，在液晶面板31(第1圖)為由水平800個像素、垂直600個像素，合計480000個像素所構成的投射型投影機中，於一幀的期間內，總和算出器1至3必須各進行480000次的加法運算。因此，液晶面板的像素數愈多，每單位時間的運算量會愈多。
相對於此，若將要把信號輸入至總和算出器1至3的像素，改為例如在水平方向與垂直方向皆每隔5個像素才進行輸入，則總和算出器1至3進行的加法運算會變為160×120=19200次，能將運算量減少為1/25。
此外，當如實施形態5將一幀投射影像分割成N個區域，依每個分割區域算出總和時，也採取一樣的方式，即只要把一個區域裡要輸入信號至總和算出器1至3的像素改為例如每隔5個像素才進行輸入即可。
雖然若使用的是將一幀影像的全部像素的紅色、綠色、藍色的各色信號的總和個別算出的總和值，能夠更正確地算出顯示在投射影像中的藍色光的比率，但當一幀的像素數變多時，運算量也會變大，所以若想要即時進行處理，就需要擁有高速處理速度的處理器。另一方面，若是視訊影像等的自然圖像多 的影像，則鄰接的像素的紅色、綠色、藍色的色信號大多相近，因此就算某些程度抽選用於運算的像素，誤判也會很少，也能夠減少運算量。在視訊影像等自然圖像多的影像中，解析度愈高時，色信號相近的像素數會愈多，因此能夠加大抽選像素的間隔，也能夠大量減少運算量。
藉此，藍色光影響減輕部的運算處理所使用的處理器便不需要具備高速性，能夠降低裝置成本。
<實施形態7>
在上述說明的實施形態6中，總和算出器1至3係採用針對以預定的像素間隔抽選的像素算出紅色信號、綠色信號、藍色信號的總和之構成。因此，若將像素間隔設為M像素間隔，則用到的會是第1個像素、第(M+1)個像素、第(2M+1)個像素、第(3M+1)個像素、…的紅色信號、綠色信號、藍色信號。此時，在所有幀中，做為總和的算出對象的像素都是相同位置的像素。
實施形態7的投射型投影機的特徵在於依每一幀改變做為總和的算出對象的像素。
亦即，改變各幀裡第一個被取用(進行加法運算)信號的像素的位置，藉此便能夠於每一幀改變做為總和的算出對象的像素。舉例而言，被總和算出器1至3取用信號的像素為每隔5個像素取用1個時，在第1幀係以第1、6、11、16、…個像素的色信號、在第2幀係以第2、7、12、17、…個像素的色信號、在第3幀係以第3、8、13、18、…個像素的色信號、在第4幀係以第4、9、14、19、…個像素的色信號、在第5幀係以第5、10、15、20、…個像素的色信號、在第6幀係以第1、6、11、16、… 個像素的色信號做為加法運算對象。
在來自個人電腦的影像信號等的靜止圖像多的情形中，若僅以抽選的特定位置的像素來算出紅色、綠色、藍色的色信號的總和，則誤判藍色光比率的可能性會變高，而藉由在每一幀中一次挪移一點抽選像素的位置來算出總和，就算是靜止圖像也能夠降低誤判藍色光比率的可能性。
另外，在上述的例子中雖然是例示在第6幀時再度以和第1幀時相同位置的像素為加算對象，之後每隔5幀會以相同位置的像素為加算對象，但本發明並不以此為限。
<實施形態8>
第8圖係顯示本發明的實施形態8的投射型投影機的藍色光影響減輕部504、光源部20及射出光調變部30的構成之方塊圖。對於與第2圖中所示的藍色光影響減輕部501相同的構成係標註相同的元件符號並省略重複的說明。另外藍色光影響減輕部504係第1圖中所示的影像信號處理部50所包含的構成。
如第8圖所示，藍色光影響減輕部504係具備總和算出器1、2、3及23、加法器4及5、除法器6、係數算出器7A、延遲器8、9及10、以及係數LUT(Look-Up Table；查閱表)24(係數記憶器)做為主要構成。
藍色光影響減輕部504係在投射影像中僅藍色光的比率高時產生控制光源部20降低投射影像亮度的藍色光影響減輕信號之部位。以下，參照第8圖說明藍色光影響減輕信號的產生方法。
總和算出器1至3係接收紅色信號R、綠色信號G 及藍色信號B，並針對各信號算出一幀份的影像信號的全部像素(液晶面板31的全部像素)的紅色信號總和Σ R、綠色信號總和Σ G、及藍色信號總和Σ B。
加法器4係接收紅色信號總和Σ R與綠色信號總和Σ G之輸入，算出第1加法值(Σ R+Σ G)。
加法器5係接收藍色信號總和Σ B與第1加法值(Σ R+Σ G)之輸入，算出第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)。此第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)係代表一幀影像信號的總和。
除法器6係接收第1加法值(Σ R+Σ G)與第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)之輸入，算出將第1加法值(Σ R+Σ G)除以第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)所得的除法值{(Σ R+Σ G)/(Σ R+Σ G+Σ B)}。除法器6的輸出係提供給總和算出器23算出總和。
此處，若令第i幀時的除法器6的輸出值為{(Σ Ri+Σ Gi)/(Σ Ri+Σ Gi+Σ Bi)}，則到第F幀為止的除法器6的輸出值的總和Sg係能以下述數學式(9)表示。
該總和算出器23係將往前F幀份的除法器6輸出值予以動態加總者，所以第(F+1)幀時的總和係能以下述的數學式(10)表示。
同理，第(F+X)幀時的總和係能以下述的數學式(11)表示。
係數算出器7A係接收上述除法器6輸出值的總和Sg之輸入，進行與規定值C的比較，根據比較結果讀取記憶於係數LUT 24的係數K並將之輸出。
係數LUT 24係記憶有從超過0但未滿1的特定值逐級增加至1為止的係數K。
針對在係數LUT 24記憶有例如0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0這6個係數K的情形進行說明。將自總和算出器23獲得的總和Sg輸入至係數算出器7A，進行與規定值C的比較。此處，規定值C係為超過0但至F為止的數值，做為判斷複數幀影像中是否僅藍色光含量多之指標值。當下述的數學式(12)成立時，係數算出器7A會改變從係數LUT 24讀取的係數，當下述的數學式(13)成立時，係數算出器7A也會改變從係數LUT 24讀取的係數。
[數學式12]Sg<C…(12)
[數學式13]Sg≧C…(13)
在係數算出器7A中，當來自係數LUT 24的係數K的初始設定值為例如1.0時，當上述數學式(12)成立時，亦即藍色信號的總和相對於複數幀的影像信號的總和之比為規定值C以上 時，係數算出器7A係從係數LUT 24讀取比初始設定值小一級的值0.9，以此0.9做為係數K輸出。另外，由於係數K未滿1時，影像會變暗，因此初始設定值設為1。
並且，當針對下一幀取除法器6輸出值的總和而得的值也令數學式(12)成立時，係數算出器7A係從係數LUT 24讀取再小一級的值0.8做為係數K輸出。如上述，只要數學式(12)持續成立，就每次從係數LUT 24讀取再減小一級的值，達到最小值0.5以後，只要數學式(12)成立就維持以該值做為係數K。
另一方面，當針對某一幀取除法器6輸出值的總和而得的值令數學式(13)成立時，亦即藍色信號的總和相對於複數幀的影像信號的總和之比未滿規定值C時，將從係數LUT 24讀取的值增大一級。例如，在維持以最小值0.5做為係數K的情形中，則是讀取大一級的值0.6，以此值做為係數K輸出。並且，只要數學式(13)持續成立，就每次從係數LUT 24讀取再增大一級的值，達到最大值1.0之後，只要數學式(13)成立就維持以該值做為係數K。
另外，在實施形態8中，由於係數K是係數LUT 24所記憶的值，所以K=0.5至1.0。
舉例而言，在影像一幀接著一幀切換的動畫中，因為判斷為某一幀中僅藍色光的比率高而降低投射影像的亮度的情形中，當下一幀中藍色光的比率低時，便將投射影像的亮度調回。若進行這樣的處理，使用者會看到閃爍的投射影像，可能會讓投射影像看起來不自然。
而在實施形態8的投射型投影機中，藉由針對複數 幀取除法器6輸出值的動態總和，便能夠進行當投射影像中僅藍色光的比率高的幀連續出現時將亮度逐步調低，相反的，當投射影像中藍色光的比率低的幀連續出現時將亮度逐步調高之控制。
另外，在上述說明中，就裝置構成而言係例示以第2圖說明的藍色光影響減輕部501加上總和算出器23與係數LUT 24而成的藍色光影響減輕部504(第8圖)，但亦可採用以第3圖說明的藍色光影響減輕部502及以第5圖說明的藍色光影響減輕部503加上總和算出器23與係數LUT 24而成的構成。
另外，在本實施形態中，以總和算出器23取總和的幀數過多時，投射影像便會產生延遲。因此，為了不讓使用者觀看時覺得有延遲，較佳為將幀數設定為10至20幀左右。
<實施形態9>
第9圖係顯示本發明的實施形態9的投射型投影機的藍色光影響減輕部505、光源部20及射出光調變部30的構成之方塊圖。對於與第2圖中所示的藍色光影響減輕部501相同的構成係標註相同的元件符號並省略重複的說明。另外藍色光影響減輕部505係第1圖中所示的影像信號處理部50所包含的構成。
如第9圖所示，藍色光影響減輕部505係具備總和算出器1、2、3及23、加法器4及5、除法器6、係數算出器7、延遲器8、9及10做為主要構成。
藍色光影響減輕部505係在投射影像中僅藍色光的比率高時產生控制光源部20降低投射影像亮度的藍色光影響減輕信號之部位。以下，參照第9圖說明藍色光影響減輕信號的產生方法。
總和算出器1至3係接收紅色信號R、綠色信號G及藍色信號B，並針對各信號算出一幀份的影像信號的全部像素(液晶面板31的全部像素)的紅色信號總和Σ R、綠色信號總和Σ G、及藍色信號總和Σ B。
加法器4係接收紅色信號總和Σ R與綠色信號總和Σ G之輸入，算出第1加法值(Σ R+Σ G)。
加法器5係接收藍色信號總和Σ B與第1加法值(Σ R+Σ G)之輸入，算出第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)。此第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)係代表一幀影像信號的總和。
除法器6係接收第1加法值(Σ R+Σ G)與第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)之輸入，算出將第1加法值(Σ R+Σ G)除以第2加法值(Σ R+Σ G+Σ B)所得的除法值{(Σ R+Σ G)/(Σ R+Σ G+Σ B)}。除法器6的輸出係提供給總和算出器23算出總和。
總和算出器23係構成為接收影像信號識別信號Si之輸入。影像信號識別信號Si係為識別藍色光影響減輕部505正在處理的影像信號是來自個人電腦的影像信號還是來自DVD播放器等視訊機器的影像信號之信號。例如，當有來自個人電腦的影像信號輸入時，影像信號識別信號Si會被給定為「0」，當為來自視訊機器的影像信號時，影像信號識別信號Si會被給定為「1」。另外，影像信號識別信號Si係由接收來自個人電腦和DVD錄放機等視訊機器的影像信號之輸入的影像信號處理部50(第1圖)根據影像信號中所含的水平及垂直同步信號等資料所產生。
並且，當影像信號識別信號Si為「0」時，減少要由總和算出器23算出總和Sg的幀數，當影像信號識別信號Si為 「1」時，增加要由總和算出器23算出總和Sg的幀數。
由於總和Sg是將前面幀數份的除法器6輸出值動態加總後而得者，所以當取總和的幀數少時，是判斷在少幀數份的影像信號中是否僅藍色光的比率高，如此一來對投射影像的變化的追從性會變快。相反的，當取總和的幀數多時，是判斷在多幀數份的投射影像中是否僅藍色光的比率高，如此一來對投射影像的變化的追從性會變慢。
來自個人電腦的影像信號多半是在連續的靜止圖像後從目前的影像急遽切換。預料這通常會讓投射影像中藍色光的比率急遽增加，所以較佳為採用重視快速追從性的控制方式，減少由總和算出器23算出總和Sg的幀數。
相對於此，若為來自視訊機器的影像信號，投射影像急遽切換的情形少。預料投射影像中藍色光的比率急遽增加的情形也少，所以較佳為採用重視自然切換投射影像的控制方式，增加由總和算出器23算出總和Sg的幀數。
藉由上述控制方式的切換，當投射的特別是來自大量使用原色的個人電腦的影像時，能夠降低對使用者的視網膜造成的影響，當投射的是來自視訊機器的投射影像時，能夠降低視聽時不自然的亮度切換的頻度，防止投射影像的閃爍。
此外，在上述說明中，就裝置構成而言係例示以第2圖說明的藍色光影響減輕部501加上總和算出器23而成的藍色光影響減輕部505(第9圖)，但亦可採用以第3圖說明的藍色光影響減輕部502及以第5圖說明的藍色光影響減輕部503加上總和算出器23，並利用影像信號識別信號Si調整取總和的幀數之構 成，及在以第8圖說明的藍色光影響減輕部504利用影像信號識別信號Si調整取總和的幀數之構成。
<實施形態10>
第10圖係顯示本發明的實施形態10的投射型投影機的藍色光影響減輕部506、光源部20及射出光調變部30的構成之方塊圖。對於與第2圖中所示的藍色光影響減輕部501相同的構成係標註相同的元件符號並省略重複的說明。另外藍色光影響減輕部506係第1圖中所示的影像信號處理部50所包含的構成。
如第10圖所示，藍色光影響減輕部506係具備總和算出器1、2及3、加法器4及5、除法器6、係數算出器7B、延遲器8、9及10做為主要構成。
此外，構成為使用內建於投射型投影機的測距器25、變焦透鏡(zoom lens)轉動位置檢測器26及投射影像面積推定器27取得與變焦後的投射影像的面積對應之數值S’，根據該數值S’由係數算出器7B設定係數K。
測距器25係具備利用例如紅外線、雷射、超音波等進行距離量測的感測器(sensor)，測量從投射型投影機到投影幕90(第1圖)為止的距離，將與該距離對應的數值d輸入至投射影像面積推定器27。
變焦透鏡轉動位置檢測器26係輸出與投射光學系統40(第1圖)所含的變焦透鏡的轉動位置對應的數值z。
移動變焦透鏡就能夠改變投影幕90上的投射影像的大小，而變焦透鏡移動前與移動後的投射影像的對角線長度比(投射影像的變焦比)r係由變焦透鏡的光學位置所決定。並且，變 焦透鏡的光學位置係由變焦透鏡的轉動位置z所決定，因此投射影像的變焦比r係能夠以如下述的數學式(14)的函數f求出。
[數學式14]r=f(z)…(14)
上述函數f係依投射型投影機的投射光學系統40而決定為唯一者。
此外，投射影像的面積S係由從投射型投影機到投影幕90為止的距離d和變焦透鏡的光學位置(變焦透鏡的轉動位置z)所決定，因此能夠以下述的數學式(15)所示的函數g求出。
[數學式15]S=g(d,z)…(15)
上述函數g係依投射型投影機的投射光學系統40而決定為唯一者。
此外，變焦後的投射影像的面積係和變焦前後的投射影像的對角線長度比(投射影像的變焦比)的平方成正比，因此變焦後的投射影像的面積S’係能夠以下述的數學式(16)算出。
[數學式16]S’=Sxr 2 =g(d,z)x{f(z)} 2 …(16)
投射影像面積推定器27係接收從測距器25輸出的與從投射型投影機到投影幕為止的距離對應的數值d和從變焦透鏡轉動位置檢測器26輸出的變焦透鏡的轉動位置z之輸入，並根據依投射型投影機的投射光學系統40而決定為唯一的函數f和函數g進行運算，輸出與變焦後的投射影像的面積對應之數值S’。 另外，變焦前的投射影像的面積S可固定為將變焦透鏡的轉動位置設為最小或最大時的值。
此處，由於投射影像的照度係與投射影像的面積成比例性的變化，因此只要從投射型投影機到投影幕90為止的距離變大、投射影像的變焦比調得比1大(放大)等，使得投射影像的面積變大的話，藍色光對使用者的視網膜造成影響的可能性就會變低。相反的，只要從投射型投影機到投影幕90為止的距離變小、投射影像的變焦比調得比1小(縮小)等，使得投射影像的面積變小的話，藍色光對使用者的視網膜造成影響的可能性就會變高。
係數算出器7B係依據變焦後的投射影像的面積S’的大小，輸出在超過0但1以下的數值範圍內可變的係數K。例如，變焦後的投射影像的面積S’從製品規格來看為最小時將係數K設為最小值。並且，變焦後的投射影像的面積S’為某一定大小(即使投射影像中只有藍色光時其照度仍可視為安全的投射影像面積)以上時將係數K設為1(最大值)。
另外，最小值與最大值之間的係數K係能夠以與變焦後的投射影像的面S’的大小成比例(線性轉換)的方式來決定，亦能夠將最小值與最大值之間進行非線性轉換來決定。
當投射型投影機與投影幕90間的距離小，投射影像變小(投射影像變亮)時，即使投射影像中的藍色光的比率低，對使用者的視網膜造成的影響仍會變大，而因為利用如上述設定的係數K(藍色光影響減輕信號)進行降低投射影像整體亮度的控制，所以能夠保護使用者視網膜。
另外，在上述說明中，投射影像面積推定器27係採用根據函數f與函數g進行運算者進行說明，但投射影像面積推定器27亦可構成為並不具運算功能，而是具備對照表以針對從投射型投影機到投影幕90為止的距離d和變焦透鏡的轉動位置z這兩個輸入，輸出與變焦後的投射影像的面積對應的數值S’。
此外，在上述說明中，就裝置構成而言係採用將以第2圖說明的藍色光影響減輕部501的係數算出器7置換成係數算出器7B之構成，而該係數算出部7B係根據與使用測距器25、變焦透鏡轉動位置檢測器26及投射影像面積推定部27取得的變焦後的投射影像面積對應的數值S’設定可變的係數K。但並不以此為限，亦可採用將以第3圖說明的藍色光影響減輕部502、以第5圖說明的藍色光影響減輕部503、以第9圖說明的藍色光影響減輕部505的係數算出器7置換成係數算出器7B，或將以第8圖說明的藍色光影響減輕部504的係數算出器7A置換成係數算出器7B，然後加上測距器25、變焦透鏡轉動位置檢測器26及投射影像面積推定部27之構成。
<實施形態11>
第11圖係顯示本發明的實施形態11的投射型投影機的藍色光影響減輕部507、光源部20及射出光調變部30的構成之方塊圖。對於與第2圖中所示的藍色光影響減輕部501相同的構成係標註相同的元件符號並省略重複的說明。另外藍色光影響減輕部507係第1圖中所示的影像信號處理部50所包含的構成。
如第11圖所示，藍色光影響減輕部507係具備總和算出器1、2及3、加法器4及5、除法器6、係數算出器7C、延 遲器8、9及10做為主要構成。
此外，構成為使用內建於投射型投影機的測光器28測量照度，根據與該照度對應的數值Br由係數算出器7C設定係數K。
測光器28係具備例如照度計等測量光量的感測器，測量投射型投影機周圍的照度，輸出與照度對應的數值Br(為求方便，以照度Br稱之)，輸入至係數算出器7C。
係數算出器7C係依據照度Br的大小，輸出在超過0但1以下的數值範圍內可變的係數K。
例如，當照度Br為某一定值(投射型投影機的週邊能視為非常明亮的照度)以上時，將係數K設為1(最大值)。此外，當照度Br為某一定值(投射型投影機的週邊能視為非常昏暗的照度)以下時，將係數K設為最小值。另外，最小值與最大值之間的係數K係能夠以與照度Br的大小成比例(線性轉換)的方式來決定其值，亦能夠將最小值與最大值之間進行非線性轉換來決定。
在昏暗場所使用投射型投影機時，使用者在瞳孔放大的狀態下觀看投射影像的可能性會變高，即使投射影像中的藍色光的比率比較低，對使用者的視網膜造成的影響仍會變大。相反的，在明亮場所使用投射型投影機時，因為使用者的瞳孔放大的程度不怎麼大，所以即使投射影像中的藍色光的比率比較高，對使用者的視網膜造成的影響仍會變小。
利用如上述設定的係數K(藍色光影響減輕信號)控制光源控制驅動器11至13，當投射型投影機周圍明亮時便提高投射影像的亮度，當投射型投影機周圍昏暗時便降低投射影像整 體亮度，藉此而能夠保護使用者的視網膜。
此外，在上述說明中，就裝置構成而言係採用將以第2圖說明的藍色光影響減輕部501的係數算出器7置換成係數算出器7C之構成，而該係數算出器7C係根據與使用測光器28取得的照度對應的數值Br設定可變的係數K，。但並不以此為限，亦可採用將以第3圖說明的藍色光影響減輕部502、以第5圖說明的藍色光影響減輕部503、以第9圖說明的藍色光影響減輕部505的係數算出器7置換成係數算出器7C，或將以第8圖說明的藍色光影響減輕部504的係數算出器7A置換成係數算出器7C之構成。
另外，本發明乃是能夠在本發明的範圍內自由組合各實施形態，並且可對各實施形態進行適當的變化、省略者。
10‧‧‧延遲器
20‧‧‧光源部
30‧‧‧射出光調變部
31‧‧‧液晶面板
40‧‧‧光學系統
50‧‧‧影像信號處理部
60‧‧‧光調變控制部
90‧‧‧投影幕
100‧‧‧投射型投影機

Claims (12)

  1. 一種投射型投影機，係包括：光調變部，係調變光源部產生的光；影像信號處理部，係處理輸入的影像信號；及投射光學系統，係將經前述光調變部調變後的光投射至外部的投射對象以獲得投射影像；前述影像信號處理部係具有減輕藍色光對視網膜造成的影響的藍色光影響減輕部；前述藍色光影響減輕部係當影像信號所含的紅色信號、綠色信號及藍色信號之中僅前述藍色信號的比率高時，產生控制前述光源部以降低前述投射影像整體亮度的藍色光影響減輕信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之投射型投影機，其中，前述藍色光影響減輕部係具備：第1、第2及第3總和算出器，係分別算出一幀影像信號的每個像素的前述紅色信號、前述綠色信號、及前述藍色信號之總和；第1加法器，係將前述第1總和算出器及前述第2總和算出器的輸出值加總；第2加法器，係將前述第1加法器的輸出值與前述第3總和算出器的輸出值加總；除法器，係將前述第1加法器的輸出值除以前述第2加法器的輸出值；及係數算出器，係當前述除法器的輸出值未滿規定值時輸出 第1係數做為藍色光影響減輕信號，當該輸出值為前述規定值以上時輸出比第1係數大的第2係數做為藍色光影響減輕信號；前述光源部係具備：紅色光源、綠色光源、藍色光源；第1光源控制驅動器，係輸出驅動前述紅色光源的第1驅動電流；第2光源控制驅動器，係輸出驅動前述綠色光源的第2驅動電流；及第3光源控制驅動器，係輸出驅動前述藍色光源的第3驅動電流；前述藍色光影響減輕信號係提供給前述第1至第3光源控制驅動器；前述第1至第3光源控制驅動器各者係根據前述藍色光影響減輕信號，以對應於前述第1或第2係數的工作比輸出前述第1至第3驅動電流。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之投射型投影機，其中，前述藍色光影響減輕部係具備：第1、第2及第3總和算出器，係分別算出一幀影像信號的每個像素的前述紅色信號、前述綠色信號、及前述藍色信號之總和；第1、第2及第3乘法器，係把分別以1減去對應於光的三原色的紅色光的波長的比視感度、綠色光的波長的比視感度、及藍色光的波長的比視感度而得的值做為係數，與前述第 1、第2、第3總和算出器的輸出值相乘；第1加法器，係將前述第1乘法器及前述第2乘法器的輸出值加總；第2加法器，係將前述第1加法器的輸出值與前述第3乘法器的輸出值加總；除法器，係將前述第1加法器的輸出值除以前述第2加法器的輸出值；及係數算出器，係當前述除法器的輸出值未滿規定值時輸出第1係數，當該輸出值為前述規定值以上時輸出比第1係數大的第2係數；前述光源部係具備：紅色光源、綠色光源、藍色光源；第1光源控制驅動器，係輸出驅動前述紅色光源的第1驅動電流；第2光源控制驅動器，係輸出驅動前述綠色光源的第2驅動電流；及第3光源控制驅動器，係輸出驅動前述藍色光源的第3驅動電流；前述藍色光影響減輕信號係提供給前述第1至第3光源控制驅動器；前述第1至第3光源控制驅動器各者係根據前述藍色光影響減輕信號，以對應於前述第1或第2係數的工作比輸出前述第1至第3驅動電流。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之投射型投影機，其中，前述藍色 光影響減輕部係具備：第1、第2及第3總和算出器，係分別算出一幀影像信號的每個像素的前述紅色信號、前述綠色信號、及前述藍色信號之總和；第1、第2及第3乘法器，係分別以對應於光的三原色的紅色光的波長的比視感度的倒數、綠色光的波長的比視感度的倒數、及藍色光的波長的比視感度的倒數做為係數，與前述第1、第2、及第3總和算出器的輸出值相乘；第1加法器，係將前述第1乘法器及前述第2乘法器的輸出值加總；第2加法器，係將前述第1加法器的輸出值與前述第3乘法器的輸出值加總；除法器，係將前述第1加法器的輸出值除以前述第2加法器的輸出值；及係數算出器，係當前述除法器的輸出值未滿規定值時輸出第1係數，當該輸出值為前述規定值以上時輸出比第1係數大的第2係數；前述光源部係具備：紅色光源、綠色光源、藍色光源；第1光源控制驅動器，係輸出驅動前述紅色光源的第1驅動電流；第2光源控制驅動器，係輸出驅動前述綠色光源的第2驅動電流；及第3光源控制驅動器，係輸出驅動前述藍色光源的第3驅 動電流；前述藍色光影響減輕信號係提供給前述第1至第3光源控制驅動器；前述第1至第3光源控制驅動器各者係根據前述藍色光影響減輕信號，以對應於前述第1或第2係數的工作比輸出前述第1至第3驅動電流。
  5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述之投射型投影機，其中，前述光源部係產生具有一定波長範圍的光；前述影像信號處理部係把各色光之分光分布的波長範圍內的各波長的相對能量乘上各波長的比視感度，以所得乘積值最大的波長為代表波長，而決定前述紅色光的波長的比視感度、前述綠色光的波長的比視感度、及前述藍色光的波長的比視感度。
  6. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之投射型投影機，其中，前述第1、第2、及第3總和算出器係算出將一幀前述投射影像分割成複數個區域時，依每個區域之構成各區域的每個像素的前述紅色信號、前述綠色信號、及前述藍色信號的總和；前述係數算出器係當任一區域的前述除法器的輸出值未滿前述規定值時輸出前述第1係數，當該輸出值為前述規定值以上時輸出前述第2係數；前述複數個區域之中只要有任一區域的前述輸出值為前述第1係數時，便輸出前述第1係數做為前述藍色光影響減輕信號。
  7. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之投射型投影機，其中，前述第1、第2、第3總和算出器係算出前述一幀影像信號的前述各個像素之中以預定的像素間隔抽選的像素的總和。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之投射型投影機，其中，前述第1、第2、第3總和算出器係依每一幀改變前述一幀影像信號的前述各個像素之中第一個被取用信號的像素的位置，藉此依每一幀改變做為算出總和之對象的像素。
  9. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之投射型投影機，具備：第4總和算出器，係設置在前述除法器與前述係數算出器之間，針對預定幀數取前述除法器輸出值的總和；及係數記憶器，係記憶從超過0但未滿1的特定值逐級增加至1為止的係數；前述係數記憶器係當前述第4總和算出器的輸出值未滿前述規定值時，從前述係數記憶器讀取比當前值小一級的係數做為前述第1係數，當前述第4總和算出器的輸出值為前述規定值以上時，從前述係數記憶器讀取比當前值大一級的係數做為前述第2係數。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之投射型投影機，其中，前述第4總和算出器係根據前述影像信號是來自個人電腦的影像信號還是來自視訊機器的影像信號來設定前述預定幀數的數目。
  11. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之投射型投影機，復具備： 測距器，係量測到前述投射對象為止的距離；轉動位置檢測器，係檢測前述投射光學系統所含的變焦透鏡的轉動位置；及投射影像面積推定器，係以前述距離與前述變焦透鏡的前述轉動位置做為輸入，算出前述投射影像的推定面積並將之輸出；前述係數算出器係根據前述推定面積，可變地輸出前述第1係數及前述第2係數。
  12. 如申請專利範圍第2項至第4項中任一項所述之投射型投影機，復具備：測光器，係量測周圍的亮度，輸出其照度；前述係數算出器係根據前述照度，可變地輸出前述第1係數及前述第2係數。
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