JP2003279887A - Ｄｍｄプロジェクターとその映像信号補正方法 - Google Patents

Ｄｍｄプロジェクターとその映像信号補正方法

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JP2003279887A JP2002080853A JP2002080853A JP2003279887A JP 2003279887 A JP2003279887 A JP 2003279887A JP 2002080853 A JP2002080853 A JP 2002080853A JP 2002080853 A JP2002080853 A JP 2002080853A JP 2003279887 A JP2003279887 A JP 2003279887A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＭＤパネルを用いたプロジェクター装置に
おいて、フィルタや光源の個体差による色みの異なりを
低減する。 【解決手段】 ＤＭＤプロジェクターにおいて、ミラー
エレメントがオフの状態のときにその反射光が入射され
る位置に設けられた光センサと、映像信号と、光センサ
により得られた電圧とを入力し、駆動部に対して補正さ
れた映像信号を出力する補正部とを備え、駆動部は補正
された映像信号およびカラーホイールの回転状態に応じ
てＤＭＤパネルの各ミラーエレメントの傾き状態を制御
し、補正部は、ＤＭＤパネルの各ミラーエレメントを一
定の状態としたときの光センサの出力により、カラーホ
イールを構成する各フィルタを通った光の相対的な強度
を求め、て映像信号の各色に対する輝度信号を補正して
駆動部に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数のミラーエレ
メントを有するデジタルミラーデバイスを用いたプロジ
ェクター装置に関し、特に、ミラーエレメントがオフ動
作時の光を有効に活用するＤＭＤプロジェクターとその
映像信号補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体メモリーセル上に各々の傾きが制
御可能な数十万のミラーエレメントを取り付けたデジタ
ルミラーデバイス（以下、ＤＭＤと称する）を利用し、
各ミラーエレメントの傾きを制御して反射状態を制御
し、画像を形成するＤＭＤプロジェクターが知られ、例
えば、特開平１０−７８５５０号公報に開示されてい
る。
【０００３】上記公報に開示されているＤＭＤプロジェ
クターは、光源から出射した光を、赤、緑、青の光を選
択的に通過させるカラーフィルターが組み合わされたカ
ラーホイールの一転に集光させ、その通過光を平行光束
としてＤＭＤパネルに照射し、その反射光である画像光
をズーム投写レンズを介してスクリーン上に投影するも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のＤＭＤ
プロジェクターでは、カラーホイールを構成するカラー
フィルターを通過した光の反射光が映像光として利用さ
れる。このため、映像光のもととなる各色光の波長成分
はカラーホイールを構成するフィルタの性能のばらつき
に応じて異なるものとなる。また、たとえフィルタの性
能が均一であるとしても、光源が発生する光自体にばら
つきがある場合にも同様に各色光の波長成分が異なるも
のとなり、同じ映像信号による映像光であっても、異な
る装置で同じ色みに調整することは困難であるという問
題点がある。
【０００５】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、ＤＭＤパネル
を用いたプロジェクター装置において、ミラーエレメン
トがオフ動作時の各色光の強度を個別に測定し、映像信
号を補正することで、各々のプロジェクター装置におい
て同じ色みの映像を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のＤＭＤプロジェ
クターは、光源と、複数の色のフィルタが組み合わされ
たカラーホイールと、第１および第２の傾き状態に制御
され、前記第１の傾き状態のときには前記カラーホイー
ルを構成する各フィルタを通った光源からの光を映像光
として第１の方向に反射し、前記第２の傾き状態のとき
には前記光源からの光を前記第１の方向とは異なる第２
の方向に反射する複数のミラーエレメントを備えるＤＭ
Ｄパネルと、該ＤＭＤパネルの各ミラーエレメントの傾
き状態を制御する駆動部と、を備えるＤＭＤプロジェク
ターにおいて、前記ミラーエレメントが第２の状態のと
きにその反射光が入射される位置に設けられた光センサ
と、映像信号と、前記光センサにより得られた電圧とを
入力し、前記駆動部に対して補正された映像信号を出力
する補正部とを備え、前記駆動部は前記補正された映像
信号および前記カラーホイールの回転状態に応じて前記
ＤＭＤパネルの各ミラーエレメントの傾き状態を制御
し、前記補正部は、前記ＤＭＤパネルの各ミラーエレメ
ントを一定の状態としたときの前記光センサの出力によ
り、前記カラーホイールを構成する各フィルタを通った
光の相対的な強度を求め、これらがあらかじめ定められ
た基準値と一致するように各フィルタを通った光に対す
る重み付け値を決定し、該重み付け値を用いて映像信号
の各色に対する輝度信号を補正して前記駆動部に出力す
ることを特徴とする。
【０００７】本発明の映像信号補正方法は、光源と、複
数の色のフィルタが組み合わされたカラーホイールと、
第１および第２の傾き状態に制御され、前記第１の傾き
状態のときには前記カラーホイールを構成する各フィル
タを通った光源からの光を映像光として第１の方向に反
射し、前記第２の傾き状態のときには前記光源からの光
を前記第１の方向とは異なる第２の方向に反射する複数
のミラーエレメントを備えるＤＭＤパネルと、該ＤＭＤ
パネルの各ミラーエレメントの傾き状態を制御する駆動
部と、を備えるＤＭＤプロジェクターで行われる映像信
号補正方法であって、前記ミラーエレメントが第２の状
態のときにその反射光が入射される位置に光センサを設
け、映像信号と、前記光センサにより得られた電圧とを
入力し、前記駆動部に対して補正された映像信号を出力
する補正部を設け、前記駆動部は前記補正された映像信
号および前記カラーホイールの回転状態に応じて前記Ｄ
ＭＤパネルの各ミラーエレメントの傾き状態を制御する
こととし、前記補正部は、前記ＤＭＤパネルの各ミラー
エレメントを一定の状態としたときの前記光センサの出
力により、前記カラーホイールを構成する各フィルタを
通った光の相対的な強度を求め、これらがあらかじめ定
められた基準値と一致するように各フィルタを通った光
に対する重み付け値を決定し、該重み付け値を用いて映
像信号の各色に対する輝度信号を補正して前記駆動部に
出力することを特徴とする。
【０００８】上記のように構成される本発明によれば、
ＤＭＤパネルを用いたプロジェクター装置において、前
記カラーホイールを通過した光がＤＭＤパネルに照射さ
れ、この光をＤＭＤパネル上の各ミラーエレメントの傾
斜状態を映像信号に応じて制御し、オンの状態及びオフ
状態で光が反射する角度を変え、オンの状態で反射した
光は投射レンズに向かい、オフの状態で反射した光は光
センサーにより出力される光の強度を表す電気信号にな
る。
【０００９】このとき、特定のパターンとして、たとえ
ば、赤１００％、緑１００％、青０％の画像を投射した
とすると、青の光の強さを相対的に測定することが可能
であり、同様に赤、緑についても同様に測定が可能であ
る。このように赤、緑、青の光の強さを補正データとし
て映像信号に対して補正部で各々のレベルを補正した
後、パネル駆動部を介してＤＭＤパネルを動作させるこ
とで常に同じ色みを表現することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るＤＭ
Ｄパネルを用いた単板式プロジェクターの一実施例の要
部構成を示す図である。
【００１１】本実施例は、図１に示すように、光源１、
コンデンサレンズ２、カラーホイール３、リレーレンズ
４、ＤＭＤパネル５、投射レンズ６、スクリーン７、光
センサ４０、ＩＶ変換器４１および補正部４２および駆
動部４３から構成されている。
【００１２】本実施例において、複数のミラーエレメン
トから構成されるＤＭＤパネル５は駆動部４３によりそ
の動作が制御されるもので、駆動部４３は補正部４２よ
り与えられる補正された映像信号およびカラーホイール
の回転状態に応じてＤＭＤパネル５を構成する各ミラー
エレメントの傾き状態を制御することによりスクリーン
７に投写される映像光を作製する。補正部４３における
映像信号の補正については後述する。
【００１３】光源１にて発せられた光は、コンデンサレ
ンズ２で集光され、カラーホイール３に焦点が結ばれる
ように照射される。これは、光束の幅を小さくすること
でカラーホイール３の色の切り替りによる時間を短くす
るためであり、このため、前述するようにカラーホイー
ル３は、光源１から発した光がコンデンサレンズ２によ
り集光され、焦点を結ぶ位置に配置されている。
【００１４】図２はカラーホイール３の構成を示す正面
図である。
【００１５】カラーホイール３は図示されるように、例
えば、赤、青、緑等のフィルタ１２が複数取り付けられ
た円盤である。カラーホイール３はその中心の軸に取り
付けられているモータ１３により高速に回転される。カ
ラーホイール３には前述したように光源１からの光がコ
ンデンサレンズ２により集光されて照射されているの
で、カラーホイール３が回転することで、照射された光
は、赤、青、緑の順にフィルタリングされ、リレーレン
ズ４に出力される。
【００１６】カラーホイール３により赤、青、緑のいず
れかにフィルタリングされた光は、図１に示すように拡
がりながらＤＭＤパネル５に進み、リレーレンズ４によ
りＤＭＤパネル５に効率的に照射されるように光束が整
えられてＤＭＤパネル５に照射される。
【００１７】ＤＭＤパネル５に照射された光は、ＤＭＤ
パネル５を構成する各ミラーエレメントに入射する。上
記の駆動部４３は、ＤＭＤパネル５に対して映像信号に
示される赤、青、緑それぞれの階調に応じて各ミラーエ
レメントの傾きを制御する階調信号を出力し、投射レン
ズ６の方向に向かう各ミラーエレメントによる反射光を
映像光とする。
【００１８】ここで、ＤＭＤパネル５のミラーエレメン
トの反射光に階調を表現させる方法について図３を用い
て説明する。図３はミラーエレメントの傾き状態を制御
する駆動パルスの波形を示す図であり、図の左右方向は
時間の推移を示している。
【００１９】例えば、階調信号を８ｂｉｔとすると、各
ｂｉｔのそれぞれについて図３に示すように所定単位時
間当たりの"Ｈ"の期間が異なる波形が用意されている。
図３に示す例では最上位ビットのｂｉｔ７が最も"Ｈ"の
期間が長く、ｂｉｔ０が最も"Ｈ"の期間が短いもので、
ｂｉｔ７からｂｉｔ０となるにつれて"Ｈ"の期間は徐々
に短くなり、各ビットの"Ｈ"の期間の総和により所定単
位時間のすべての期間が"Ｈ"となる。
【００２０】各ｂｉｔを選択する旨の信号が"１"のとき
に各ｂｉｔに用意された波形が出力され、波形が"Ｈ"の
期間だけミラーエレメントは傾けられ、ミラーエレメン
トは投射レンズ６の方向に入射光を反射し、各ｂｉｔに
対応する波形が"Ｌ"の時には、ミラーエレメントは光セ
ンサ３０に向けて入射光を反射する。各ｂｉｔを選択す
ることにより、映像の階調が表現される。
【００２１】上記の動作をＤＭＤパネル５の全部のミラ
ーエレメント、また、赤、青、緑の光のときに行うこと
により、その反射光として得られる１つの画像光をスク
リーン７に投射する。ここでカラーホイール３の回転は
十分に速いため、人間の目には前の光が残像として残
り、色が分解して見えることはほとんどない。
【００２２】次に、本実施例の特徴的な構造について説
明する。
【００２３】上述したようにスクリーン７に投射される
画像光は、ＤＭＤパネル５により映像の階調に応じて反
射された映像光であるが、本実施例においては映像光と
して利用されない、スクリーン７に投射されない光を用
いて光源１の光量を制御している。本実施例において
は、リレーレンズ４を介して入射された光のうち、スク
リーン７に投射されない光は光センサ４０に入射され
る。光センサ４０は入射光強度に比例した電流を出力
し、この電流はＩＶ変換器４１にて電圧に変換され、補
正部４２へ出力される。
【００２４】補正部４２にはＩＶ変換器４１からの電圧
出力の他に映像信号が入力されており、装置外部から供
給される映像信号に対して補正を行い、駆動部４３へ供
給する。
【００２５】補正部４２で行われる映像信号に対する補
正方法について説明する。まず、ＤＭＤパネル５の各ミ
ラーエレメントを一定の状態とし、このときのフィルタ
１２の各色通過時のＩＶ変換器４１の電圧出力から、
赤、緑、青それぞれのフィルタ通過光の相対的な強度を
求める。次に、これらの相対的な強度があらかじめ定め
られた基準値と一致するように各フィルタを通った光に
対する重み付け値を決定し、該重み付け値を用いて映像
信号の各色に対する輝度信号を補正して駆動部４３に出
力する。駆動部４３では信号のレベルに対してＤＭＤパ
ネルを動作させることで常に同じ色みを表現することが
可能になる。
【００２６】上記の補正部４２で行われる補正のうち、
赤、緑、青それぞれのフィルタの相対的な強度を求める
ことは、装置の使用初期時に行われ、以後、求められた
各フィルタの相対的な強度により映像信号の補正が行わ
れる。
【００２７】ここで、前述した映像信号を補正する効果
について図４を参照して説明する。図４（ａ）は補正を
行う前の赤、緑、青の映像信号レベル対明るさを示す
図、図４（ｂ）は本発明による映像信号を補正したとき
の赤、緑、青の映像信号レベル対明るさを示す図であ
る。それぞれ特性を示すラインは説明のためのものでこ
の限りではない。図４（ａ）を見てわかるように映像信
号のレベルに対して明るさは異なっているが、この相対
的な差を補正部４２にて補正することにより図４（ｂ）
に示すように同一になるよう補正をおこなう。
【００２８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【００２９】映像の赤、緑、青の明るさを容易に合わせ
ることが可能であるため、色みを同じレベルにすること
が可能である。また光源の交換などによって個別に光学
装置を用いて補正する必要もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＤＭＤパネルを用いた単板式プロ
ジェクターの一実施例の要部構成を示す図である。
【図２】図１中のカラーホイール３の正面図である。
【図３】ミラーエレメントの傾き状態を制御する駆動パ
ルスの波形を示す図である。
【図４】（ａ）は補正を行う前の赤、緑、青の映像信号
レベル対明るさを示す図、（ｂ）は本発明による映像信
号を補正したときの赤、緑、青の映像信号レベル対明る
さを示す図である。
【符号の説明】
１ 光源 ２ コンデンサレンズ ３ カラーホイール ４ リレーレンズ ５ ＤＭＤパネル ６ 投射レンズ ７ スクリーン １２ フィルタ １３ モータ ４０ 光センサ ４１ ＩＶ変換器 ４２ 補正部 ４３ 駆動部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H041 AA16 AA21 AB10 AB14 AC01 AC06 AZ02 AZ06 2K103 AA01 AA07 AA16 AB02 BC35 BC37 5C060 BA03 BA09 BC01 BE05 BE10 EA01 GA01 GB06 GD00 HA18 HB05 HC17 JA20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、複数の色のフィルタが組み合わ
    されたカラーホイールと、第１および第２の傾き状態に
    制御され、前記第１の傾き状態のときには前記カラーホ
    イールを構成する各フィルタを通った光源からの光を映
    像光として第１の方向に反射し、前記第２の傾き状態の
    ときには前記光源からの光を前記第１の方向とは異なる
    第２の方向に反射する複数のミラーエレメントを備える
    ＤＭＤパネルと、該ＤＭＤパネルの各ミラーエレメント
    の傾き状態を制御する駆動部と、を備えるＤＭＤプロジ
    ェクターにおいて、 前記ミラーエレメントが第２の状態のときにその反射光
    が入射される位置に設けられた光センサと、 映像信号と、前記光センサにより得られた電圧とを入力
    し、前記駆動部に対して補正された映像信号を出力する
    補正部とを備え、 前記駆動部は前記補正された映像信号および前記カラー
    ホイールの回転状態に応じて前記ＤＭＤパネルの各ミラ
    ーエレメントの傾き状態を制御し、 前記補正部は、前記ＤＭＤパネルの各ミラーエレメント
    を一定の状態としたときの前記光センサの出力により、
    前記カラーホイールを構成する各フィルタを通った光の
    相対的な強度を求め、これらがあらかじめ定められた基
    準値と一致するように各フィルタを通った光に対する重
    み付け値を決定し、該重み付け値を用いて映像信号の各
    色に対する輝度信号を補正して前記駆動部に出力するこ
    とを特徴とするＤＭＤプロジェクター。
  2. 【請求項２】 光源と、複数の色のフィルタが組み合わ
    されたカラーホイールと、第１および第２の傾き状態に
    制御され、前記第１の傾き状態のときには前記カラーホ
    イールを構成する各フィルタを通った光源からの光を映
    像光として第１の方向に反射し、前記第２の傾き状態の
    ときには前記光源からの光を前記第１の方向とは異なる
    第２の方向に反射する複数のミラーエレメントを備える
    ＤＭＤパネルと、該ＤＭＤパネルの各ミラーエレメント
    の傾き状態を制御する駆動部と、を備えるＤＭＤプロジ
    ェクターで行われる映像信号補正方法であって、前記ミ
    ラーエレメントが第２の状態のときにその反射光が入射
    される位置に光センサを設け、 映像信号と、前記光センサにより得られた電圧とを入力
    し、前記駆動部に対して補正された映像信号を出力する
    補正部を設け、 前記駆動部は前記補正された映像信号および前記カラー
    ホイールの回転状態に応じて前記ＤＭＤパネルの各ミラ
    ーエレメントの傾き状態を制御することとし、 前記補正部は、前記ＤＭＤパネルの各ミラーエレメント
    を一定の状態としたときの前記光センサの出力により、
    前記カラーホイールを構成する各フィルタを通った光の
    相対的な強度を求め、これらがあらかじめ定められた基
    準値と一致するように各フィルタを通った光に対する重
    み付け値を決定し、該重み付け値を用いて映像信号の各
    色に対する輝度信号を補正して前記駆動部に出力するこ
    とを特徴とする映像信号補正方法。
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