JP2009069526A - 投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電源投入直後で光源ランプの輝度が比較的低い状態でも充分に明瞭な投影画像を得る。
【解決手段】光源ランプ28の発する光を用い、入力される画像信号に対応した光像を形成して投影する投影系23〜36と、電源投入後に光源ランプ28が一定の条件に達したか否かを判断し、その判断結果に応じて投影系23〜36で投影する光像のコントラストを強調させる投影系38〜40とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば高圧水銀灯などのランプを光源に用いる投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

従来、設置環境に対応して、周囲の明るさ等を検知することで投影の際のコントラストを調整、設定するプロジェクタが考えられていた。（例えば、特許文献１）
特開２００５−０３１５７２号公報

上記特許文献１に記載された技術は、光センサを用いて設置環境周辺の明るさを検知することにより、明るい環境下及び暗い環境下のいずれでも投影画像がなるべく明瞭に視認できるように考えられた技術である。

しかるに、一般にプロジェクタの光源として使用される高圧水銀灯ランプ等は、点灯を開始した直後から、内部の封入水銀が完全に蒸発して輝度が一定のレベルで安定するまでに若干の時間を要するため、その間は画像が若干不明瞭なものとなる。

この点に関し、上記特許文献１を含めて、従来より何らかの対策を施すものとした技術は考えられていない。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電源投入直後で光源ランプの輝度が上がらない状態でも充分に明瞭な投影画像を得ることが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。

請求項１記載の発明は、光源ランプの発する光を用い、入力される画像信号に対応した光像を形成して投影する投影手段と、電源投入後に上記光源ランプが一定の条件に達したか否かを判断する判断手段と、上記判断手段での判断結果に応じて上記投影手段で投影する光像のコントラストを強調させる投影制御手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記判断手段は、光源ランプの点灯を開始してから一定の時間が経過したか否かにより一定の条件に達したか否かを判断することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記判断手段は、光源ランプの点灯を開始してから一定の温度まで上昇したか否かにより一定の条件に達したか否かを判断することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記投影制御手段は、上記投影手段で投影する光像の各原色成分毎のガンマ特性を調整してコントラストを強調させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、光源ランプの発する光を用い、入力される画像信号に対応した光像を形成して投影する投影装置での投影方法であって、電源投入後に上記光源ランプが一定の条件に達したか否かを判断する判断工程と、上記判断工程での判断結果に応じて投影する光像のコントラストを強調させる投影制御工程とを有したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、光源ランプの発する光を用い、入力される画像信号に対応した光像を形成して投影する投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、電源投入後に上記光源ランプが一定の条件に達したか否かを判断する判断ステップと、上記判断ステップでの判断結果に応じて投影する光像のコントラストを強調させる投影制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、電源投入直後で光源ランプの輝度が上がらない状態でも充分に明瞭な投影画像を得ることが可能となる。

（第１の実施形態）
以下本発明をＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の第１の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、同実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０の外観構成を示す。同図で、データプロジェクタ装置１０は、直方体状の本体ケーシング１１の前面に投影レンズ部１２とＩｒ受信部１３とを配設する。

また、同本体ケーシング１１の上面には、スピーカ部１４、インジケータ部１５、及びキー操作部１６を配設する。

投影レンズ部１２は、内部で作成された光像を拡大してスクリーン等に投影するものであり、合焦位置及びズーム位置（投影画角）を任意に可変できるものとする。

Ｉｒ受信部１３は、このデータプロジェクタ装置１０の図示しないリモートコントローラからの赤外線変調信号を受信する部位であり、同様の受信部がこのデータプロジェクタ装置１０の背面側にも配設されている。

スピーカ部１４は、画像信号と共に入力される音声信号や予めデータプロジェクタ装置１０内に記憶されている音声メッセージ、ビープ音等を拡声放音する。

インジケータ部１５は、電源の投入／切断状態、後述する光源ランプの温度が異常となった場合などを内部に設けたＬＥＤ（発光ダイオード）の点灯／点滅などで表示する。

キー操作部１６は、直接ユーザのキー操作を受付けて各種投影動作を制御するためのもので、例えば電源キー、入力切換えキー、ズームアップ／ダウンキー、ＡＦＫ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ／ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｋｅｙｓｔｏｎｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：自動合焦／自動台形補正）キー、メニューキー、カーソルキー（「↑」「↓」「←」「→」）、エンターキー、キャンセルキー等を備える。

また、データプロジェクタ装置１０の下面前端側の左右両端部には一対の調整脚部１７Ａ，１７Ｂが設けられる。図示はしないが、データプロジェクタ装置１０の下面後端側中央にはもう１本の固定脚部が設けられるもので、計３本の脚部によりデータプロジェクタ装置１０を支持すると共に、前側に位置する上記調整脚部１７Ａ，１７Ｂの各脚長をそれぞれ調整することにより、投影レンズ部１２の投影光軸の仰角、及び投影画像の左右の傾きを調整可能となる。

なお、ここでは図示しないが、本体ケーシング１１の背面には各種画像信号を入出力するためのコネクタ部、盗難防止金具取付部、上記Ｉｒ受信部１３と同様のＩｒ受信部等を備えている。

図２は、上記データプロジェクタ装置１０が備える電子回路の機能構成を示すブロック図である。
同図で、２１は本体ケーシング１１の背面側に設けられる入出力コネクタ部であり、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、ＲＧＢ入力端子、及びＵＳＢ端子からなる。

入出力コネクタ部２１より入力される各種規格の画像信号は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）２２、システムバスＳＢを介して画像変換部２３で階調数等を含む所定のフォーマットの画像信号に統一された後に、投影駆動部２４へ送られる。

この際、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用のモード画像やポインタ等の記号も必要に応じて画像信号上に重畳加工された状態で投影駆動部２４へ送られる。

投影駆動部２４は、送られてきた画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開して記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成する。

投影駆動部２４は、このビデオ信号のフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、空間的光変調素子（ＳＯＭ）である例えばマイクロミラー素子２６を表示駆動する。

一方、リフレクタ２７内に配置された、例えば高圧水銀灯を用いた光源ランプ２８が高輝度の白色光を出射する。光源ランプ２８の出射した白色光は、カラーホイール２９を介して時分割で原色に着色され、インテグレータ３０で輝度分布が均一な光束とされた後にミラー３１で全反射して上記マイクロミラー素子２６に照射される。

しかして、マイクロミラー素子２６での反射光で光像が形成され、形成された光像が上記投影レンズ部１２を介して、投影対象となるここでは図示しないスクリーンに投影表示される。

上述した如く投影レンズ部１２は、マイクロミラー素子２６で形成された光像を拡大してスクリーン等の対象に投影するものであり、合焦位置及びズーム位置（投影画角）を任意に可変できるものとする。

すなわち、投影レンズ部１２を構成する複数の光学レンズ中、図示しないフォーカスレンズ及びズームレンズは共に光軸方向に沿って前後に移動することで制御されるもので、それらレンズはステッピングモータ（Ｍ）３２の回動駆動により移動する。

また、光源ランプ２８を冷却するための冷却ファン３３がモータ（Ｍ）３４により回転駆動される。さらに、上記カラーホイール２９を回転させるモータ（Ｍ）３５が設けられる。

しかるに、上記光源ランプ２８の点灯駆動、上記カラーホイール２９用のモータ３５の回転駆動、冷却ファン３３用のモータ３４の回転駆動、及び上記ステッピングモータ３２の回動駆動をいずれも投影光処理部３６が実行する。

加えてこの投影光処理部３６は、リフレクタ２７に取付けられて光源ランプ２８の温度を検出する温度センサ３７からの温度データを入力する。

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ３８が制御する。このＣＰＵ３８は、ＳＤＲＡＭ（シンクロナスＤＲＡＭ）で構成されたメインメモリ３９、動作プログラムや各種定型データ等を記憶した電気的書換可能な不揮発性メモリでなるプログラムメモリ４０を用いてこのデータプロジェクタ装置１０内の制御動作を実行する。

上記ＣＰＵ３８は、操作部４１からの操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部４１は、上記キー操作部１６と、Ｉｒ受信部１３、及びこのＩｒ受信部１３と同様に本体ケーシング１１背面に設けられたＩｒ受信部を含み、ユーザが直接またはリモートコントローラを介して操作したキーに基づくキーコード信号をＣＰＵ３８へ直接出力する。

上記ＣＰＵ３８はさらに、上記システムバスＳＢを介して計時部４２、上記インジケータ部１５、音声処理部４３、及び電源コントローラ４４と接続される。

計時部４２は、ＣＰＵ３８の制御の下に後述する電源投入後の時間等をカウンタする。

音声処理部４３は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、上記スピーカ部１４を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

電源コントローラ４４は、ＡＣ入力部４５を接続する。ＡＣ入力部４５は、装置外部から与えられる交流電圧を所定の電圧、例えば６［Ｖ］の直流電圧に整流、変圧して電源コントローラ４４へ出力する。

電源コントローラ４４は、ＡＣ入力部４５からの直流電圧を上記各回路の動作に適した複数の直流電圧に変圧して供給する
次に上記実施形態の動作について説明する。
図３は、電源スイッチをオンした直後から通常の投影動作に移行する間の初期動作について示したものであり、その動作制御はすべてＣＰＵ３８がプログラムメモリ４０に記憶された動作プログラムを読出してメインメモリ３９に展開しながら実行する。

処理当初には、まず光源ランプ２８の点灯を開始した後（ステップＳ１０１）、合わせて計時部４２による計時動作も開始させる（ステップＳ１０２）。

次いで投影を行なうシステム系統全般のチェックを行なった後（ステップＳ１０３）、入出力コネクタ部２１から入力される画像信号の光像をマイクロミラー素子２６で表示し、その投影光を投影レンズ部１２より出射する投影動作を開始させる（ステップＳ１０４）。

ここで、併せてマイクロミラー素子２６で形成する光像のコントラストに強調を施す設定を行なう（ステップＳ１０５）。これは、具体的には画像変換部２３で表示用の画像データを所定のフォーマットに変換する際に、各原色成分共にそのガンマカーブを予め設定された値で調整し、階調の強弱を強調するような設定を行なうものである。

これにより、点灯直後でまだ充分な安定した輝度で発光していない光源ランプ２８からの光を用いても、投影される画像のメリハリを強調することができる。

その後、計時部４２の計時する内容が一定時間、例えば６０［秒］に相当する内容となったか否かにより、一定時間が経過したか否かを判断し（ステップＳ１０６）、まだ経過していないと判断した場合にはそのままコントラストを強調する設定を維持したまま（ステップＳ１０７）、再度上記ステップＳ１０６に戻る、という処理を繰返す。

しかして、上記ステップＳ１０６で一定の時間が経過したと判断した時点で、光源ランプ２８に封入された水銀が完全に蒸発して安定した輝度で発光しているものとし、それまで維持していたコントラストを強調する設定を解除（ガンマカーブの調整をリセット）し（ステップＳ１０８）、以上でこの図３の処理を終了して、通常の投影動作に移行する。

このように本実施形態によれば、電源投入直後で光源ランプの輝度が上がらない状態でも充分に明瞭な投影画像を得ることが可能となる。

なお、上記実施形態では、光源ランプ２８が点灯直後で発光輝度が安定していない状態を計時部４２を用いて一定時間が経過するまでとして判断するものとしたため、光源ランプ２８が安定するまでに必要な時間を余裕をもって予め設定しておくものとすれば、きわめて容易な制御ながら確実に点灯直後でも明瞭な投影動作を実現できる。

また、コントラストを調整する具体的な手段として、画像変換部２３で画像信号を構成する各原色成分毎の信号の階調をガンマカーブを調整することで実行するものとしたので、通常実施している単純な画質調整の範囲内でコントラスト調整の設定を行なうことができる。

さらに、上記実施形態では、一定時間が経過した時点でコントラストの強調設定を解除するものとしたが、光源ランプ２８の輝度が上がって安定するまでの状態に対応し、複数段階に分けて徐々にコントラストの強調設定を解除していくものとしてもよい。

この場合、時間に対するコントラスト値の調整幅を変化させるルックアップテーブルを用意してプログラムメモリ４０に格納しておくなどにより容易に実現可能となる。

（第２の実施形態）
以下本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の第２の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、同実施形態に係るデータプロジェクタ装置の外観構成については上記図１と、データプロジェクタ装置が備える電子回路の概略機能構成については上記図２と、それぞれ基本的に同様であるため、同一部分には同一符号を付してその図示と説明とを省略するものとする。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図４は、電源スイッチをオンした直後から通常の投影動作に移行する間の初期動作について示したものであり、その動作制御はすべてＣＰＵ３８がプログラムメモリ４０に記憶された動作プログラムを読出してメインメモリ３９に展開しながら実行する。

処理当初には、まず光源ランプ２８の点灯を開始する（ステップＳ２０１）。

次いで投影を行なうシステム系統全般のチェックを行なった後（ステップＳ２０２）、入出力コネクタ部２１から入力される画像信号の光像をマイクロミラー素子２６で表示し、その投影光を投影レンズ部１２より出射する投影動作を開始させる（ステップＳ２０３）。

ここで、併せてマイクロミラー素子２６で形成する光像のコントラストに強調を施す設定を行なう（ステップＳ２０４）。これは、具体的には画像変換部２３で表示用の画像データを所定のフォーマットに変換する際に、各原色成分共にそのガンマカーブを予め設定された値で調整し、階調の強弱を強調するような設定を行なうものである。

これにより、点灯直後でまだ充分な安定した輝度で発光していない光源ランプ２８からの光を用いても、投影される画像のメリハリを強調することができる。

その後、温度センサ３７で光源ランプ２８の温度を検出した上でその値が一定値、具体的には光源ランプ２８内の水銀が完全に蒸発したと目される値となったか否かを判断し（ステップＳ２０５）、まだその温度に到達していないと判断した場合にはそのままコントラストを強調する設定を維持したまま（ステップＳ２０６）、再度上記ステップＳ２０５に戻る、という処理を繰返す。

しかして、上記ステップＳ２０５で光源ランプ２８が一定の温度に達したと判断した時点で、光源ランプ２８に封入された水銀が完全に蒸発して安定した輝度で発光しているものとし、それまで維持していたコントラストを強調する設定を解除（ガンマカーブの調整をリセット）し（ステップＳ２０７）、以上でこの図４の処理を終了して、通常の投影動作に移行する。

このように本実施形態によれば、電源投入直後で光源ランプの輝度が上がらない状態でも充分に明瞭な投影画像を得ることが可能となる。

なお、上記実施形態では、光源ランプ２８が点灯直後で発光輝度が安定していない状態を温度センサ３７での検出温度により判断するものとしたため、より直接的に光源ランプ２８が安定した状態を把握することができる。

加えて、温度センサ３７は本来この種のプロジェクタ装置で光源ランプ２８の温度異常を検出するための必須の構成であるので、必要以上に装置の構成を複雑にすることなく、安定した投影動作を実現できる。

さらに、上記実施形態では、光源ランプ２８が一定の温度に達した時点でコントラストの強調設定を解除するものとしたが、光源ランプ２８の輝度が上がって安定するまでの状態をその温度の変化としてより詳細に対応し、複数段階に分けて徐々にコントラストの強調設定を解除していくものとしてもよい。

この場合、温度に対するコントラスト値の調整幅を変化させるルックアップテーブルを用意してプログラムメモリ４０に格納しておくなどにより容易に実現可能となる。

なお、上記第１及び第２の実施形態はいずれもＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタに適用した場合について説明したものであるが、本発明は投影方式について制限するものではなく、例えば透過型のカラー液晶パネルを用いた液晶プロジェクタ装置やプロジェクション式のテレビ受像機等にも同様に適用可能であることは勿論である。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件により適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係るデータプロジェクタ装置の外観構成を示す斜視図。 同実施形態に係る電子回路の概略機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る主として電源投入直後からの投影動作の処理内容を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係る主として電源投入直後からの投影動作の処理内容を示すフローチャート。

符号の説明

１０…データプロジェクタ装置、１１…本体ケーシング、１２…投影レンズ部、１３…Ｉｒ受信部、１４…スピーカ部、１５…インジケータ部、１６…キー操作部、２１…入出力コネクタ部、２２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、２３…画像変換部、２４…投影駆動部、２５…ビデオＲＡＭ、２６…マイクロミラー素子（ＳＯＭ）、２７…リフレクタ、２８…光源ランプ、２９…カラーホイール、３０…インテグレータ、３１…ミラー、３２…ステッピングモータ（Ｍ）、３３…冷却ファン、３４…モータ（Ｍ）、３５…モータ（Ｍ）、３６…投影光処理部、３７…温度センサ、３８…ＣＰＵ、３９…メインメモリ、４０…プログラムメモリ、４１…操作部、４２…計時部、４３…音声処理部、４４…電源コントローラ、４５…ＡＣ入力部、ＳＢ…システムバス。

Claims (6)

1. 光源ランプの発する光を用い、入力される画像信号に対応した光像を形成して投影する投影手段と、
   電源投入後に上記光源ランプが一定の条件に達したか否かを判断する判断手段と、
   上記判断手段での判断結果に応じて上記投影手段で投影する光像のコントラストを強調させる投影制御手段と
   を具備したことを特徴とする投影装置。
2. 上記判断手段は、光源ランプの点灯を開始してから一定の時間が経過したか否かにより一定の条件に達したか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
3. 上記判断手段は、光源ランプの点灯を開始してから一定の温度まで上昇したか否かにより一定の条件に達したか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
4. 上記投影制御手段は、上記投影手段で投影する光像の各原色成分毎のガンマ特性を調整してコントラストを強調させることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
5. 光源ランプの発する光を用い、入力される画像信号に対応した光像を形成して投影する投影装置での投影方法であって、
   電源投入後に上記光源ランプが一定の条件に達したか否かを判断する判断工程と、
   上記判断工程での判断結果に応じて投影する光像のコントラストを強調させる投影制御工程と
   を有したことを特徴とする投影方法。
6. 光源ランプの発する光を用い、入力される画像信号に対応した光像を形成して投影する投影装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
   電源投入後に上記光源ランプが一定の条件に達したか否かを判断する判断ステップと、
   上記判断ステップでの判断結果に応じて投影する光像のコントラストを強調させる投影制御ステップと
   をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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