JP2009133926A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリー駆動したときに投影時間を長くすることができる走査方式の投影装置を提供する。
【解決手段】バッテリー６００の残量が十分にある場合、アクチュエータ制御部１２０は、通常振り角となるように可動ミラー４３を駆動させ、映像信号処理部１３０は、１画素領域において、所定階調の各レーザ光が通常照射時間ｔ１だけ照射されるように光源部４１を駆動させる。これにより、投影面には、通常画面のサイズの映像が映し出される。一方、電池の残量が少なくなると、アクチュエータ制御部１２０は、小振り角となるように可動ミラー４３を駆動させ、映像信号処理部１３０は、１画素領域において、所定階調の各レーザ光が短照射時間ｔ２だけ照射されるように光源部４１を駆動させる。これにより、投影面には、縮小画面のサイズの映像が映し出される。
【選択図】図７

Description

本発明は、投影装置に関し、特に、光を投影面上で走査することによって画像を投影する、いわゆる走査方式の投影装置に用いて好適なものである。

一般に、投影装置（プロジェクタ）として、赤色、緑色、青色の３色のレーザ光を光源とし、これらレーザ光を、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）等で構成される可動型のミラーを用いて投影面上で走査させることにより、カラー映像を投影するようにした走査方式のプロジェクタが知られている（特許文献１）。このようなプロジェクタは、小型化・低消費電力化ができるため、近年、携帯電話機などの小型機器への搭載が検討されている。

例えば、携帯電話機の場合、自身の大きさに制限され、ディスプレイ部（液晶表示部）の寸法がパーソナルコンピュータなどに比べてかなり小さくなる。このため、既存の携帯電話機では、画像の鑑賞やプレゼンテーション資料の表示は難しい。これに対し、携帯電話機に小型のプロジェクタを内蔵すると、適宜壁等に画像を投影することにより、パーソナルコンピュータに近い画面寸法の表示が可能となる。これにより、携帯電話機の応用範囲が広がる。
特開２００６−３３０５８３号公報

ところで、携帯電話機にプロジェクタが搭載された場合には、携帯電話機に内蔵されたバッテリーによってプロジェクタが駆動されることが多くなる。このように、バッテリーにて駆動される場合には、消費電力を抑えることで、使用時間（投影時間）を長くすることが望まれる。

本発明は、このような課題を解消するものであり、走査方式の投影装置において、バッテリー駆動したときに投影時間を長くできるようにすることを目的とする。

上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。

請求項１の発明に係る投影装置は、光源部と、光源部から発せられた光を投影面上で走査させる走査部と、映像信号に応じて前記光源部を駆動する光源制御部と、前記走査部を駆動する走査制御部と、電力供給を行うバッテリーの残量を判定する残量判定部とを備え、前記残量判定部によって前記バッテリーの残量が第１の所定量まで低下したと判定されると、前記光源制御部と前記走査制御部は、前記投影面上に投影される画面のサイズが小さくなるよう前記光源部と前記走査部を駆動制御する、ことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の投影装置において、前記走査制御部は、前記バッテリーの残量が第１の所定量まで低下したときに前記縮小後の画面サイズに対応するよう走査範囲を縮小する、ことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の投影装置において、前記光源制御部は、前記画面サイズが縮小された投影画像上の各画素領域における照射光量が少なくなるよう前記光源部を駆動する、ことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の投影装置において、前記光源制御部は、前記画素領域の面積の縮小度合いと、前記走査範囲の縮小による１画面分の走査所要時間の短縮度合いとに基づいて、前記画素領域に照射される光量を設定する、ことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１に記載の投影装置において、前記光源制御部と前記走査制御部は、前記サイズが縮小された画面領域にフル画像の一部が表示されるよう、前記光源部と前記走査部を駆動する、ことを特徴とする。

ここで、フル画像とは、このように一部が切り出される前の全体の画像のことである。すなわち、サイズが縮小される前の通常の画面サイズの場合に表示される全体の画像のことである。

請求項６の発明は、請求項５に記載の投影装置において、前記走査制御部は、前記画面サイズが縮小される前後において前記投影面上における光の走査範囲が同じとなるよう前記走査部を駆動し、前記光源制御部は、前記画面サイズの縮小後、前記縮小画面に対応するタイミングにおいてのみ、前記光源部を駆動する、ことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１から請求項６の何れか一項に記載の投影装置において、前記光源部は、複数の色光を発するよう構成され、前記走査部は、前記光源部から発せられた複数の色光を投影面上で走査することにより投影面上に走査範囲に応じた画面サイズの映像を投影し、前記光源制御部は、前記残量判定部によって前記バッテリーの残量が第１の所定量より少ない第２の所定量まで低下したと判定されると、投影面上を走査される色光の数が減るように前記光源部を駆動する、ことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７に記載の投影装置において、前記複数の色光の中から前記投影面上を走査される色光を選択する選択制御部を有する、ことを特徴とする。

この場合、例えば、選択制御部は、使用者による操作に基づいて色光を選択してもよいし、投影される画像に含まれる色の分析結果に基づいて色光を選択してもよい。また、選択制御部は、撮像装置によって撮影された投影面の色に基づいて色光を選択してもよい。

請求項１の構成によれば、バッテリーの残量が少なくなると、投影画面のサイズを小さくするようにしたので、投影画面上に照射する光量を少なくすることができる。これにより、光源部の発光量を低減させることができて、光源部の消費電力を低減させることができる。その結果、投影装置の消費電力を抑えることができ、投影時間を長くすることができる。

なお、この場合は、請求項２のように、縮小後の画面サイズに対応するよう走査範囲を縮小するよう構成することができる、あるいは、請求項５のように、サイズが縮小された画面領域にフル画像の一部が表示されるよう構成することもできる。

請求項３の構成によれば、光源部による消費電力を効率的に抑制することができる。すなわち、請求項２の構成のように画面サイズの縮小に応じて走査範囲を縮小させると、１つの画素領域に対する面積が縮小前に比べて小さくなる。このように１画素領域の面積が小さくなると、同じ明るさを保つのに必要な、１画素に照射すべき光の光量は少なくてよくなる。したがって、請求項３の構成では、画面サイズが小さくなると、１画素領域に照射される光量が小さくされるので、投影画面の明るさを略同程度に維持しつつ、光源部の消費電力を低減させることができる。

請求項４の構成によれば、光源部による消費電力を効率的に抑制することができる。すなわち、走査部による走査速度が画面サイズの縮小前後において同じであると、走査範囲が小さくなるに応じて１画面分の走査所要時間が短くなる。投影中は光の走査が繰り返されるが、このとき、走査所要時間が短くなると、同じ画素領域に光が戻ってくるまでの時間間隔が短くなるため、各画素における１回の照射光量が同じであっても観る者には投影画像が明るく感じられる。そこで、請求項４の構成では、画面サイズが縮小されたときの１画素領域に照射される光量が、画素領域の面積の縮小度合いと、走査範囲の縮小による１画面分の走査所要時間の短縮度合いとに基づいて設定される。これにより、画面サイズを小さくしたときの投影画像の明るさを、小さくする前の投影画面の明るさに近いものに維持することができ、光源部の消費電力を効果的に低減させることができる。

請求項６の構成によれば、走査部の駆動制御を変える必要がないので、制御を簡素化することができる。

請求項７の構成によれば、バッテリーの残量が少なくなると、照射する色光の数を制限し、少ない数（例えば１つ）の色光を用いて投影を行うようにしたので、光源部の消費電力を一層低減させることができる。

請求項８の構成によれば、映像や投影面の状況、使用者の好みなどに応じた色で画像を投影でき、色を減らしたときにできるだけ良い状態で投影を行うことができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、携帯電話機に本発明の投影装置を適用したものである。

図１は携帯電話機の外観構成を示す図であり、同図（ａ）は、操作部１に対して表示部２をほぼ鉛直に立てた状態を示す側面図、同図（ｂ）は同じ状態での背面図である。

携帯電話機は、操作部１と表示部２を備える。操作部１の正面側には、キー操作部１１が配されている。キー操作部１１は、各種モード（カメラ撮影モード、メール送受信モード、インターネットモード、プロジェクタ投影モード）への切替えキー、通話開始キー、通話終了キー、番号・文字入力キーなどの各種キーからなる。表示部２の正面側には、液晶表示器２１が配されている。表示部２は、ヒンジ部３によって回動自在に操作部１に連結されている。これにより、携帯電話機は、キー操作部１１と液晶表示器２１とが対面するように操作部１と表示部２とを折り畳むことができ、また、キー操作部１１と液晶表示器２１とがほぼ同方向を向くように操作部１と表示部２とを拡げることができる。

操作部１における、ヒンジ部３側の内部には、プロジェクタモジュール４とカメラモジュール５が配されている。そして、操作部１のヒンジ部３側の端面には、プロジェクタモジュール４からのレーザ光を通して出射させるための投射窓１ａと、カメラモジュール５へ被写体像を取り込むためのレンズ窓１ｂが設けられている。

図２はプロジェクタモジュール４の構成を示す図である。プロジェクタモジュール４は、光源部４１と、導光光学系４２と、可動ミラー４３とを備える。これら光源部４１、導光光学系４２、可動ミラー４３は、ケース４４内に配されている。

光源部４１からは、赤色、緑色、青色の三色のレーザ光が出射される。このため、光源部４１には、赤色レーザ部４１ａと、緑色レーザ部４１ｂと、青色レーザ部４１ｃとが備えられている。赤色レーザ部４１ａからは赤色のレーザ光（以下、「Ｒ光」という）が出射される。緑色レーザ部４１ｂからは緑色のレーザ光（以下、「Ｇ光」という）が出射される。青色レーザ部４１cからは青色のレーザ光（以下、「Ｂ光」という）が出射される。

導光光学系４２は、反射ミラー４２ａと、２つのダイクロイックミラー４２ｂ、４２ｃとで構成されている。ダイクロイックミラー４２ｂは、Ｇ光を反射するとともに、Ｒ光を透過させる。ダイクロイックミラー４２ｃは、Ｂ光を反射するとともに、Ｒ光およびＧ光を透過させる。

赤色レーザ部４１ａから出射されたＲ光は、反射ミラー４２ａで反射して約９０度折り曲げられ、２つのダイクロイックミラー４２ｂ、４２ｃを透過して可動ミラー４３へ入射する。また、緑色レーザ部４１ｂから出射されたＧ光は、ダイクロイックミラー４２ｂで反射して約９０度折り曲げられ、ダイクロイックミラー４２ｃを透過して可動ミラー４３へ入射する。さらに、青色レーザ部４１ｃから出射されたＢ光は、ダイクロイックミラー４２ｃで反射して約９０度折り曲げられ、可動ミラー４３へ入射する。

可動ミラー４３は、ＭＥＭＳ（micro electro mechanical systems）で構成され、ミラー４３ａと、アクチュエータ４３ｂとを備える。アクチュエータ４３ｂは、２軸型であり、電磁力や圧電素子、静電力などの駆動力によって、ミラー４３ａを２次元方向に回動させる。

可動ミラー４３のミラー４３ａに入射したＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、ミラー４３ａの回動角度に応じた方向に反射される。ミラー４３ａがアクチュエータ４３ｂにより２次元方向に回動されることによって、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が投影面上において２次元的に走査される。これにより、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光によって合成された映像が投影面に映し出される。

ケース４４は、放熱性をよくするため金属材料からできている。ケース４４には、可動ミラー４３で反射されたレーザ光を通過させ、投射窓１ａ（図１（ｂ）参照）に導くための投射口４４ａが形成されている。

図３は、携帯電話機の構成を示す機能ブロック図である。なお、同図では、プロジェクタモジュール４およびプロジェクタモジュール４の駆動に係る構成（後述する）が省略されている。

携帯電話機は、図１により説明したキー操作部１１、液晶表示器２１およびカメラモジュール５の他、ＣＰＵ１００、マイク２００、スピーカ３００、通信処理部４００、メモリ５００、バッテリー６００、電源部７００を備える。

カメラモジュール５は、撮像レンズ５１、撮像素子５２などから構成されている。
撮像レンズ５１は、被写体の像を撮像素子５２上に結像させる。撮像素子５２は、例えばＣＣＤからなり、取り込んだ画像に応じた撮像信号を生成し、ＣＰＵ１００へ送る。

マイク２００は、音声信号を電気信号に変換してＣＰＵ１００へ送る。スピーカ３００は、ＣＰＵ１００からの音声信号を音声として再生する。

通信制御部４００は、ＣＰＵ１００からの音声信号や画像信号、テキスト信号などを無線信号に変換し、アンテナ４１０を介して基地局へ送信するとともに、アンテナ４１０を介して受信した無線信号を音声信号や画像信号、テキスト信号などに変換してＣＰＵ１００へ送る。

メモリ５００には、カメラモジュール５で撮影した画像データや通信処理部４００を介して外部から取り込んだ画像データ、テキストデータ（メールデータ）などが所定のファイル形式で保存される。

バッテリー６００は、ＣＰＵ１００やＣＰＵ１００以外の携帯電話機の各部へ電力を供給するためのものであり、二次電池からなる。バッテリー６００は、電源部７００に接続されている。

電源部７００は、バッテリー６００の電圧を前記各構成部に必要な大きさの電圧に変換して各構成部に供給する。また、電源部７００は、外部電源の入力部（図示せず）を介して供給された電力をバッテリー６００に供給して、バッテリー６００を充電する。

電源部７００には、バッテリー電圧検出部７１０（以下、「ＢＴ検出部」という）
が設けられている。ＢＴ検出部７１０は、バッテリー６００の電圧を検出して、ＣＰＵ１００へ送る。

ＣＰＵ１００は、キー操作部１１、マイク２００、撮像素子５２など各部からの入力信号に基づいて、スピーカ３００、液晶表示器２１などの各部に制御信号を出力することにより、通話処理や各種モードの処理を行う。

ＣＰＵ１００は表示制御部１１０を含む。表示制御部１１０は、ＣＰＵ１００内に用意された作業エリアとなるメモリ（図示せず）内で、液晶表示器２１に表示する画像を生成し、生成した画像を表示させるための駆動信号を液晶表示器２１に出力する。液晶表示器２１には、駆動信号に応じた画像が表示される。

図３の右下には、液晶表示器２１における画面の表示例が示されている。この画面はモード選択画面であり、画面の中央部には、メイン表示としてモード選択ための画像２１ａが配されている。また、サブ表示として、上部には、アンテナの受信状態を示す画像２１ｂ、メールが受信されたことを示す画像２１ｃ、電池の残量を示す画像２１ｄが配されており、下部には、日付を表示する画像２１ｅが配されている。

図４は、携帯電話機における、プロジェクタモジュール４の駆動に係る構成を示す機能ブロック図である。なお、同図では、上述した図３の構成において、プロジェクタモジュール４の駆動制御に係わらない部分を省略している。

携帯電話機は、さらに、アクチュエータ駆動部８００およびレーザ駆動部９００を備える。また、ＣＰＵ１００は、アクチュエータ制御部１２０、映像信号処理部１３０、タイミング制御部１４０、残量判定部１５０を含む。

アクチュエータ制御部１２０は、可動ミラー４３のアクチュエータ４３ｂの駆動制御を行うものであり、アクチュエータ駆動部８００に対して所定の駆動タイミングで制御信号を出力する。アクチュエータ駆動部８００は、この制御信号に従ってアクチュエータ４３ｂに駆動信号を出力する。

映像信号処理部１３０は、光源部４１の駆動制御を行うものである。映像信号処理部１３０は、メモリ５００内に保存した画像データ、通信処理部４００を介して受信した画像データなどを取り込む。そして、取り込んだ画像データからＲＧＢ信号を生成し、生成したＲＧＢ信号を所定の駆動タイミングでレーザ駆動部９００に出力する。レーザ駆動部９００は、このＲＧＢ信号に従って、光源部４１の赤色レーザ部４１ａ、緑色レーザ部４１ｂ、青色レーザ部４１ｃの各々に駆動信号を出力する。

タイミング制御部１４０は、アクチュエータ制御部１２０によるアクチュエータ４３ｂの駆動タイミングと映像信号処理部１３０による光源部４１の駆動タイミングを調整する。残量判定部１５０は、ＢＴ検出部６１０によって検出されたバッテリー６００の電圧に基づいて、バッテリー６００の電圧レベル、すなわちバッテリー６００の残量を判定する。勿論、これらプロジェクタモジュール４の駆動に係る各部へもバッテリー６００から電力供給が行われる。

図５は、プロジェクタモジュール４による投影画面と投影画面に照射される各レーザ光の出力状態について説明するための図である。図５（ａ）は投影画面を作り出すときのレーザ光の走査状態を示す図である。図５（ｂ）は各画素領域における各レーザ光の出力状態を示す図である。なお、同図（ｂ）の縦軸はレーザ光の階調（レーザ出力の大きさ）を表しており、横軸はレーザ光の照射時間を表している
同図（ａ）に示すように、アクチュエータ４３ｂによってミラー４３ａが回動されることにより、レーザ光（Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光）が水平方向に走査される。レーザ光は、同図の実線矢印（走査ライン）が示すように、水平方向の画素数分だけ走査される。１つの走査ラインの走査が終わると、次の走査ラインの始点にレーザ光が来るよう、ミラー４３ａが回動される。そして、上記同様、レーザ光が水平方向に走査され、さらに、次の走査ラインの始点にレーザ光の照射位置が来るよう、ミラー４３ａが回動される。走査ラインは、鉛直方向の画素分だけ存在する。一番下の走査ラインでの走査が終了すると、一番上の走査ラインの始点にレーザ光が来るよう、ミラー４３ａが回動される。こうして、１画面における１回の走査が完了し、投映中、このような走査が繰り返される。なお、レーザ光のスポットの大きさは、通常画面のサイズでの１画素の大きさよりも小さくされている。

図５（ｂ）に示すように、１画素の領域ごとに、所定の階調となるようにレーザ出力が調整された各レーザ光が所定時間だけ照射される。このとき、１画素領域の色は各レーザ光の階調によって決まる。各レーザ光の階調はレーザ出力の大きさによって調整される。本実施の形態では２５６階調とされている。また、１画素領域の明るさ（輝度）は、画素領域に当るレーザ光の総光量、すなわちレーザ光の照射時間によって調整される。照射される光の強さが同じであっても、照射時間が長くなるほど（総光量が多くなるほど）、観る者の目には明るく見える。

このように、３色のレーザ光が、１画素領域ごとに階調が切替えられつつ投影面上を走査されることによって、投影画面に所定の映像（静止画や動画）が映し出される。なお、各レーザ光は、同時に走査されるのではなく、例えば、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が１画面ずつ順に走査される。このように、各レーザ光が順次走査されても、１回の走査は非常に短時間であるため、観る者には、残像現象によって３色が合成され１つのカラー映像として見える。勿論、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光が同時に出射され、導光光学系４２で合成された後に可能ミラー４３に入射される構成であってもよい。

図６はアクチュエータ駆動タイミングとレーザ駆動タイミングを模式的に示す図である。図６（ａ）は、通常画面のサイズで投影するときのタイミングチャートであり、図６（ｂ）は、縮小画面のサイズで投影するときのタイミングチャートである。

同図（ａ）に示すように、アクチュエータ４３ｂの駆動のためのタイミングパルスＰ１が一定周期で出力される。これらタイミングパルスＰ１に同期して、アクチュエータ４３ｂへの駆動信号が出力される。また、タイミングパルスＰ１に同期した各レーザ部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの駆動のためのタイミングパルスＰ２が、１画素領域に対応する周期で、水平方向の画素数分だけ出力される。これらタイミングパルスＰ２に同期して、各レーザ部４１ａ、４１ｂ、４１ｃへの駆動信号が出力される。こうして、アクチュエータ４３ｂの動作と各レーザ部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの動作が同期するので、各画素領域で適正にレーザ光が照射される。画面サイズが縮小されるときには、同図（ｂ）に示すように、タイミングパルスＰ１の周期が短くなり、それに伴って、タイミングパルスＰ２の周期も短くなる。

なお、同図では、アクチュエータ４３ｂの駆動信号が、模式的に単純なランプ（ｒｕｍｐ）信号として表されているが、実際は、レーザ光を水平方向に走査するためにミラー４３ｂを２次元的に駆動するような形態の駆動信号となる。

さて、本実施の形態では、プロジェクタモジュール４がバッテリー６００からの電力によって駆動されている。このように、プロジェクタモジュール４をバッテリー駆動とした場合には、消費電力を抑えることで、使用時間（投影時間）を長くすることが望まれる。そこで、本実施の形態では、バッテリー６００の残量を検出して、バッテリー６００の残量が少なくなると、可動ミラー４３の振り角（ミラー４３ａの回範囲）を小さくして画面サイズを縮小するようにし、これに伴い、光源部４１の各レーザ部４１ａ、４１ｂ、４１ｃの発光量を低減させ、プロジェクタモジュール４の消費電力を低減するようにしている。

図７は、通常画面におよび縮小画面における各レーザ光の出力状態を示す図である。図７（ａ）は通常画面の画面構成および通常画面における各レーザ光の出力状態を示す図であり、図７（ｂ）は縮小画面の画面構成および縮小画面における各レーザ光の出力状態を示す図である。

本実施の形態では、同図（ａ）に示すような、所定サイズ（例えば、７インチ程度）の通常画面が設定されている。バッテリー６００の残量が十分にある場合、通常画面のサイズに対応する振り角（以下、「通常振り角」という）となるように、可動ミラー４３が駆動制御される。また、通常画面のサイズにおいて適正な明るさとなるような１画素領域内でのレーザ光の照射時間（以下、「通常照射時間ｔ１」という）が設定されている。各レーザ光が１画素領域内で通常照射時間ｔ１だけ照射されるように、光源部４１が駆動制御される。

一方、バッテリー６００の残量が少なくなると、同図（ｂ）に示すように、例えば、画面サイズが通常画面の約５０％の大きさ（縮小画面）に縮小される。縮小画面にされた場合、その縦横の幅は、通常画面の縦横の幅より約３０％小さくなる。従って、走査ラインが約３０％短くなり、走査ライン間の距離が約３０％短くなるので、これに応じて、可動ミラー４３は、水平方向および鉛直方向への振り角が通常画面よりも約３０％小さい振り角（以下、「小振り角」という）となるように駆動制御される。

このとき、図６（ｂ）に示したように、タイミングパルスＰ２の周期は、画面サイズが縮小されるのに伴って短くなるが、タイミングパルスＰ２の数は変わらないので、総画素数はそのまま維持される。このため、縮小画面の１画素領域の面積Ｓ２は、通常画面Ｓ１の１画素領域の面積の約５０％に縮小される。また、ミラー４３ａの回動速度は画面サイズが縮小されても変わらないため、縮小画面における走査時間ＴＡ２、水平戻り時間ＴＢ２および鉛直戻り時間ＴＣ２は、通常画面における走査時間ＴＡ１、水平戻り時間ＴＢ１および鉛直戻り時間ＴＣ１に対して約３０％短くなる。ここで、「走査時間」とは、レーザ光が一つの走査ライン上を走査されるのに要する時間を言う。「水平戻り時間」とは、走査ラインの終点から次の走査ラインの始点までミラー４３ａが回動するのに要する時間を言う。さらに、「鉛直戻り時間」とは、一番下の走査ラインの終点から一番上の走査ラインの始点までミラー４３ａが回動するのに要する時間を言う。

投影画面の明るさは、単位面積当たりに照射されるレーザ光の光量が多くなれば大きくなる。よって、同じ明るさを得る場合には、１画素領域の面積が５０％小さくなれば、１画素領域内で照射されるレーザ光の総光量も５０％少なくてよくなる。これからすれば、縮小画面としたときには、１画素領域におけるレーザ光の照射時間を通常画面のときの約５０％にすればよい。

しかしながら、上述のように、投影中はレーザ光の走査が繰り返されるため、１画面分の走査に要する走査所要時間（走査時間＋水平戻り時間＋鉛直戻り時間）が短くなれば、同じ画素領域に戻ってくるまでのレーザ光の時間間隔が短くなるため、その分、観る者にとっては明るさが増すことになる。走査所要時間が通常画面の約３０％短くなれば、その分、観る者にとっては明るく感じることになる。したがって、１画素領域の面積の縮小分だけを考慮して縮小画面の照射時間を設定すると、表示画像が必要以上に明るくなり、光源部４１の消費電力の低減が効率的とならない惧れがある。

そこで、本実施の形態では、縮小画面にされた場合、同図（ｂ）に示すように、投影画面の面積の縮小に伴う光量の低減分とレーザ光の走査所要時間の短縮に伴う光量の低減分とを加味し、１画素領域内における各レーザ光の照射時間が設定される。本実施形態では、１画素領域の面積が約５０％となるため、縮小画面における照射時間（以下「短照射時間ｔ２」という）は、通常照射時間の５０％の時間よりもさらに短い所定時間に設定される。こうして、投影画面を縮小したときには、各レーザ光が１画素領域内で短照射時間ｔ２だけ照射されるように、光源部４１が駆動制御される。

このようにすることによって、縮小画面における画面の明るさが通常画面における画面の明るさと同程度に維持されつつ、光源部４１の消費電力が効果的に低減される。

図８は、プロジェクタモジュール４の消費電力を低減するための具体的な制御動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに従って制御動作を説明する。

プロジェクタ投影モードが開始されると、まず、通常モードでの動作が行われる。すなわち、アクチュエータ制御部１２０は、通常振り角となるように可動ミラー４３を駆動させる（Ｓ１）。また、映像信号処理部１３０は、図６（ａ）に示す周期のタイミングパルスＰ２に同期して、所定階調の各レーザ光が通常照射時間ｔ１だけ照射されるように光源部４１を駆動させる（Ｓ２）。これにより、投影面には、図７（ａ）に示したような、通常画面のサイズの映像が映し出される。

次に、残量判定部１５０は、ＢＴ検出部７１０によって検出した電圧が、予め設定された電池残量レベルＬ１まで低下したか否を判定する（Ｓ３）。電池の残量が十分にあり、残量判定部１５０によって検出電圧が電池残量レベルＬ１に達していないと判定されれば（Ｓ３：ＮＯ）、引き続き、通常モードでの動作が行われる。

一方、電池の残量が少なくなり、残量判定部１５０によって検出電圧が電池残量レベルＬ１まで低下したと判定されると（Ｓ３：ＹＥＳ）、第１低電力モードでの動作が行われる。すなわち、アクチュエータ制御部１２０は、小振り角となるように可動ミラー４３を駆動させる（Ｓ４）。また、映像信号処理部１３０は、図６（ｂ）に示す周期のタイミングパルスＰ２に同期して、所定階調の各レーザ光が短照射時間ｔ２だけ照射されるように光源部４１を駆動させる（Ｓ５）。これにより、投影面には、図７（ｂ）に示したような、縮小画面のサイズの映像が映し出される。

次に、残量判定部１５０は、ＢＴ検出部７１０によって検出した電圧が、予め設定された電池残量レベルＬ２までさらに低下したか否を判定する（Ｓ６）。電池残量レベルＬ２は、電池残量レベルＬ１より低い電圧値である。残量判定部１５０によって検出電圧が電池残量レベルＬ２に達していないと判定されれば（Ｓ６：ＮＯ）、引き続き、第１低電力モードでの動作が行われる。

一方、電池の残量が僅かになり、残量判定部１５０によって検出電圧が電池残量レベルＬ２まで低下したと判定されると（Ｓ６：ＹＥＳ）、第２低電力モードでの動作が行われる。この第２低電力モードにおいては、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光の３色が使用されず、単色のみで映像が投影される。まず、映像信号処理部１３０は、所定の変換式を利用して、ＲＧＢ信号から輝度信号を取り出す（Ｓ７）。そして、この輝度信号に基づいて、たとえば、赤色レーザ部４１ａだけを駆動制御する（Ｓ８）。これにより、輝度信号に基づく階調のＲ光のみが投影面上を走査され、投影面には赤色一色で表現された映像が縮小画面のサイズで映し出される。

なお、通常モードおよび第１低電力モードでは、上述したように、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光が１画面ずつ順次走査されていた。しかし、第２低電力モードでは、Ｒ光のみが可動ミラー４３によって走査され、Ｇ光およびＢ光が走査される期間においては、緑色レーザ部４１ｂおよび青色レーザ部４１ｃが駆動されず、可動ミラー４３だけが第１低電力モードと同様に駆動される。

以上、本実施の形態では、バッテリー６００の残量が少なくなると、投影画面のサイズを小さくするようにしたので、投影に要する光量を少なくすることができる。これにより、レーザ光の発光量（照射時間）を低減できて、光源部４１の消費電力を抑えることができる。その結果、プロジェクタモジュール４の消費電力を抑えることができ、投影時間を長くすることができる。

また、本実施の形態では、投影画面のサイズを小さくしたときのレーザ光の発光量（照射時間）を、投影画面の面積の縮小度合いと１画面のレーザ光走査に要する時間の短縮度合いとに応じた量に設定しているので、縮小時の投影画面の明るさを通常時の明るさに近いものとすることができる。よって、光源部４１の消費電力を効果的に抑えることができる。

さらに、本実施の形態では、バッテリー６００の残量が少なくなると、照射するレーザ光の数（駆動するレーザ部の数）を制限し、１つのレーザ光を用いて単色での投影を行うようにしているので、光源部４１の発光量（照射時間）を低減できて、光源部４１の消費電力を抑えることができる。その結果、プロジェクタモジュール４の消費電力を抑えることができ、投影時間を長くすることができる。

さらに、本実施の形態では、単色での投影の際、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光のうち、最も消費電流が小さいＲ光を用いるようにしたので、消費電力を一層低減することができる。

さらに、ＲＧＢ信号の１つの色信号に基づいて単色での投影を行う場合には、明瞭な映像とならないが、本実施の形態では、ＲＧＢ信号から輝度信号を取り出し、この輝度信号に基づいて単色での投影を行うようにしているので、単色にて明瞭な映像が構成され、映像が見やすくなる。

なお、ここでは、第２低電力モードにおいて、Ｒ光のみを用い、Ｇ光およびＢ光の走査期間は、可動ミラー４３だけを駆動するようにしたが、こうすると、投影画面の明るさが、３色発光の場合に比べて大きく低下してしまう。そこで、消費電力の低減効果は小さくなるが、投影画面の明るさの状況によっては、Ｇ光、Ｂ光のどちらかの走査期間にもＲ光を走査させて画像を投影させるようにしてもよい。

あるいは、Ｇ光、Ｂ光のどちらの走査期間にもＲ光を走査させる構成としてもよい。この場合も、Ｒ光による消費電力は、Ｇ光、Ｂ光による消費電力よりも小さいため、消費電力の低減効果は得られる。

この他、第２低電力モードの開始時には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の走査期間において輝度信号に応じてＲ光を発光させ、さらに電源の残量があるレベルまで低下すると、Ｂ光の走査期間におけるＲ光を発光を中止し、さらに電源の残量が低下すると、Ｇ光の走査期間におけるＲ光を発光をも中止する等、Ｒ光の走査期間を段階的に減少させるようにしても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、また、本発明の実施形態も、上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、照射時間を変えることにより光源部４１の各レーザ光の発光量を調整するようにしているが、これに限らず、以下のようにしてもよい。

図９は、各レーザ光の発光量を調整するための他の構成例を示す図である。同図（ａ）は通常画面における各レーザ光の出力状態を示す図であり、同図（ｂ）は縮小画面における各レーザ光の出力状態を示す図である。

この構成例では、各レーザ部４１ａ、４１ｂ、４１ｃをパルス駆動（一定幅のパルスを間欠的に出力）するようし、１画素領域におけるレーザ光の発光量をパルスの数により調整するようにしている。この場合、投影画面が縮小されると、同図（ｂ）に示すように、１画素領域におけるパルスの数が低減される。

図１０は、各レーザ光の発光量を調整するためのさらに他の構成例を示す図である。同図（ａ）は通常画面における各レーザ光の出力状態を示す図であり、同図（ｂ）は縮小画面における各レーザ光の出力状態を示す図である。

この構成例では、レーザ出力の大きさを変えることにより、１画素領域におけるレーザ光の発光量を調整するようにしている。この場合、投影画面が縮小されると、同図（ｂ）に示すように、最高階調におけるレーザ出力が低くされる。なお、レーザ出力が低くなると階調が出にくくなるので、同図（ｂ）に示すように、階調数を、例えば半分の１２８階調に減らすようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、可動ミラー４３の振り角を小さくしてレーザ光の走査範囲が狭くなるようにすることで、画面サイズを縮小するようにしているが、これに限らず、以下のようにしてもよい。

図１１は、投影画面のサイズを縮小させるための他の構成例を示す図である。同図に示すように、この構成例では、通常画面の映像における一部領域、例えば中央部分を切り出して、この部分のみを投影することにより、投影画面を縮小するようにしている。この場合、１画素領域の面積は変わらず、総画素数が少なくなる。

図１２は、図１１の構成例による具体的な制御動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに従って制御動作を説明する。

プロジェクタ投影モードが開始されると、バッテリー６００の電圧が電池残量レベルＬ１に達するまでは、上記実施の形態と同様に、通常モードでの動作が行われる（Ｓ１１〜Ｓ１３）。これにより、投影面には、図１１における左の図のような、通常画面のサイズの映像が映し出される。

一方、残量判定部１５０によって検出電圧が電池残量レベルＬ１まで低下したと判定されると（Ｓ１３：ＹＥＳ）、第１低電力モードでの動作が行われる。すなわち、映像信号処理部１３０は、もとの映像における中央部分の一部領域を切り出して、画面縮小用の映像信号を生成する（Ｓ１４）。このとき、アクチュエータ制御部１２０は、通常振り角のまま可動ミラー４３を駆動させる。

そして、映像信号処理部１３０は、画面縮小用の映像信号に基づいて、レーザ光の照射位置が切出した一部領域にあるときのみ、レーザ光が照射されるよう光源部４１を駆動させる（Ｓ１５）。これにより、一部領域内でのみレーザ光が走査されることになり、一部領域以外の領域では可動ミラー４３のみが駆動することになる。なお、この場合には、１画素領域の面積は変わらず、一部領域における１画素領域でのレーザ光の出力状態は、通常画面でのその画素領域でのレーザの出力状態と同じになる。こうして、投影面には、図１１における右の図のような、縮小画面サイズの切出し映像が映し出される。この場合、一部領域外の画素（図１１の右図において破線で示されている）においてレーザ光が照射されない分、光源部４１の消費電力が低減することになる。

なお、映像の切出し部分は、上記のような中央部に限らず、任意の位置とすることができる。例えば、映像が動画の場合には、動きの一番ある部分を検出して、その部分を切り出すようにしてもよい。

次に、電池の残量がごく僅かになり、残量判定部１５０によって検出電圧が電池残量レベルＬ２まで低下したと判定されれば（Ｓ１６：ＹＥＳ）、上記実施の形態と同様、第２低電力モードでの動作が行われる（Ｓ１７、Ｓ１８）。これにより、投影面には、赤色一色で表現された映像が縮小画面のサイズで映し出される。

この構成例では、バッテリー６００の残量が少なくなると、もとの映像の一部分が切り出されて、その切出された部分の映像が投影される。このとき、可動ミラー４３の回動範囲は変えないので１画面の走査に要する時間は変わらず、また、１画素領域の面積も変えないので１画素領域に照射されるレーザ光の光量も変わらない。しかしながら、投影画面の総画素数が少なくなるため、その分、光源部４１の消費電力が抑えられる。

また、この構成例では、可動ミラー４３の駆動制御を変える必要がないので、比較的簡単な制御により、プロジェクタモジュール４の消費電力の低減を図ることができる。

さらに、上記実施の形態では、第２低電力モードにおいて、３色の光うち最も消費電力の少ないＲ光が用いられるようにしている。しかし、これに限らず、用いられる色（レーザ光）が選択されるようにしてもよい。

例えば、その時投影される映像に使われている色が、ヒストグラムなどを用いて分析され、映像信号処理部１３０によって、もっとも多く使われている色が選択されるようにしてもよい。また、キー操作などで使用者に選ばれた色が、映像信号処理部１３０によって選択されるようにしてもよい。

さらに、カメラモジュール５を用いて投影面となる壁などを撮影し、３色のうち、その投影面に投影したときに最も見易いとされる色（たとえば、投影面の色を平均化した色から最も色味が遠い色）を映像信号処理部１３０が選択し、この色を用いて投影するようにしてもよい。この場合、図１３に示すように、ＣＰＵ１００に、撮像素子５２で捉えた画像の色を判定する色判定部１６０が設けられる。そして、この色判定部１６０によって投影面の色が判定され、その情報が映像信号処理部１３０に送られる。このようにすれば、投影された映像が見やすくなる。

さらに、上記実施の形態では、第２低電力モードにおいて、１つの画面内を全て１つの色（Ｒ光）で投影するようにしているが、これに限らず、画面の領域（画素単位を含む）ごとに用いる色を変えるようにしてもよい。この場合、グラフィック画像など、使用されている色が少ない画像の場合には、使用されている色を、赤色、緑色、青色など１つレーザ光で表現できる色に置き換えて、それらの色のみで画像を構成するようにするとよい。このようにすれば、１つの画素においては少なくとも１つのレーザ光のみしか照射されないことになるので、１つのレーザ光で１画面を投影する場合と同様な消費電力の低減効果を得ることができる。

また、消費電力の低減効果は少なくなるが、色が少ない画像の場合には、２つのレーザ光で表現される色に置き換えて、２つのレーザ光のみを用いて投影するようにしてもよい。

なお、上記実施の形態では、画面サイズが縮小される前後においてレーザ光の走査速度が変わらないことが想定されているが、画面サイズの縮小の前後において画面の明るさが略同じとなるように、画面サイズの縮小に応じて、レーザ光の走査速度を低下させても良い。

また、図１１における変更例では、画面サイズが縮小される前後においてレーザ光の走査範囲を同じとしているが、縮小された画面領域のみをレーザ光にて走査するようにしても良い。

その他、例えば、光源部４１をＬＥＤ（Light Emitting Diode）など、他の発光素子で構成するようにしてもよい。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係る携帯電話機の外観構成を示す図 実施形態に係るプロジェクタモジュールの構成を示す図 実施の形態に係る携帯電話機の構成を示す機能ブロック図 実施の形態に係る携帯電話機における、プロジェクタモジュールの駆動に係る構成を示す機能ブロック図 実施の形態に係るプロジェクタモジュールによる投影画面と投影画面に照射される各レーザ光の出力状態について説明するための図 実施の形態に係るアクチュエータ駆動タイミングとレーザ駆動タイミングを模式的に示す図 実施の形態に係る通常画面におよび縮小画面における各レーザ光の出力状態を示す図 実施の形態に係るプロジェクタモジュールの消費電力を低減するための具体的な制御動作を示すフローチャート 実施の形態に係る各レーザ光の発光量を調整するための他の構成例を示す図 実施の形態に係る各レーザ光の発光量を調整するためのさらに他の構成例を示す図 実施の形態に係る投影画面のサイズを縮小させるための他の構成例を示す図 図１１の構成例による具体的な制御動作を示すフローチャート 実施の形態に係る携帯電話機における、プロジェクタモジュールの駆動に係る他の構成例を示す機能ブロック図

符号の説明

４ プロジェクタモジュール
４１ 光源部
４３ 可動ミラー（走査部）
１２０ アクチュエータ制御部（走査制御部）
１３０ 映像信号処理部（光源制御部、選択制御部）
１５０ 残量判定部

Claims (8)

1. 光源部と、
   光源部から発せられた光を投影面上で走査させる走査部と、
   映像信号に応じて前記光源部を駆動する光源制御部と、
   前記走査部を駆動する走査制御部と、
   電力供給を行うバッテリーの残量を判定する残量判定部とを備え、
   前記残量判定部によって前記バッテリーの残量が第１の所定量まで低下したと判定されると、前記光源制御部と前記走査制御部は、前記投影面上に投影される画面のサイズが小さくなるよう前記光源部と前記走査部を駆動制御する、
   ことを特徴とする投影装置。
2. 請求項１に記載の投影装置において、
   前記走査制御部は、前記バッテリーの残量が第１の所定量まで低下したときに前記縮小後の画面サイズに対応するよう走査範囲を縮小する、
   ことを特徴とする投影装置。
3. 請求項２に記載の投影装置において、
   前記光源制御部は、前記画面サイズが縮小された投影画像上の各画素領域における照射光量が少なくなるよう前記光源部を駆動する、
   ことを特徴とする投影装置。
4. 請求項３に記載の投影装置において、
   前記光源制御部は、前記画素領域の面積の縮小度合いと、前記走査範囲の縮小による１画面分の走査所要時間の短縮度合いとに基づいて、前記画素領域に照射される光量を設定する、
   ことを特徴とする投影装置。
5. 請求項１に記載の投影装置において、
   前記光源制御部と前記走査制御部は、前記サイズが縮小された画面領域にフル画像の一部が表示されるよう、前記光源部と前記走査部を駆動する、
   ことを特徴とする投影装置。
6. 請求項５に記載の投影装置において、
   前記走査制御部は、前記画面サイズが縮小される前後において前記投影面上における光の走査範囲が同じとなるよう前記走査部を駆動し、
   前記光源制御部は、前記画面サイズの縮小後、前記縮小画面に対応するタイミングにおいてのみ、前記光源部を駆動する、
   ことを特徴とする投影装置。
7. 請求項１から請求項６の何れか一項に記載の投影装置において、
   前記光源部は、複数の色光を発するよう構成され、
   前記走査部は、前記光源部から発せられた複数の色光を投影面上で走査することにより投影面上に走査範囲に応じた画面サイズの映像を投影し、
   前記光源制御部は、前記残量判定部によって前記バッテリーの残量が第１の所定量より少ない第２の所定量まで低下したと判定されると、投影面上を走査される色光の数が減るように前記光源部を駆動する、
   ことを特徴とする投影装置。
8. 請求項７に記載の投影装置において、
   前記複数の色光の中から前記投影面上を走査される色光を選択する選択制御部を有する、
   ことを特徴とする投影装置。

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