JP2011039322A - レーザプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】安価で処理負荷も少なくして画像の輝度及びコントラストの向上を図ることができるレーザプロジェクタを提供する。
【解決手段】走査区間において投影領域に形成される画像を画像解析部３１５が解析して階調を特定する。そして、画像解析部３１５による画像解析結果に応じて、戻り区間におけるレーザ光の出力輝度を輝度上昇画像表示制御部３１６が決定する。そして、ＦＰＧＡ３１０は、ＬＤ３６１，３６２に、輝度上昇画像表示制御部３１６にて決定した出力輝度にて、戻り区間における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ光源からの光を投影面に走査して画像を表示させるレーザプロジェクタに関する。

従来、レーザ光によって外部より入力された画像を投影するプロジェクタとして、レーザプロジェクタが知られている。そして、このようなレーザプロジェクタは、レーザ光を走査領域上の主走査方向及び副走査方向に走査するとともに、レーザ光の走査が走査領域の端部に到達したときに、副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を走査領域の始端部と終端部との間で往復させるように制御されるとともに、副走査往路において、主走査方向に走査されたレーザ光の軌跡を主走査方向と直行する副走査方向に並べるように、投影面に画像を形成することによって画像を表示する一方、副走査復路においてはレーザ光の出射を行わないため、画像の輝度及びコントラストの低いものであった。

このような問題を解決するために、例えば、レーザ光を走査するガルバノミラーの副走査方向の往路期間と復路期間のそれぞれにおいて同一の画像を被照射体上に描画するようにした光走査装置がある（特許文献１）。

特開２００２−３４４７６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、副走査方向の往路期間と復路期間とのそれぞれにおいて同一の画像を表示するため、１フレーム（例えば、１／６０秒）にて動作を完了させる必要があることから、光走査の高速性が求められる。そのため、装置の高性能化が必要となるので、製造コストがかかるという問題がある。また、同一の画像を１フレームの間に２度表示することから、画像を表示するための処理負荷も掛かるという問題がある。

本発明の課題は、安価で処理負荷も少なくして画像の輝度及びコントラストの向上を図ることができるレーザプロジェクタを提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザプロジェクタであって、
前記画像解析部は、前記一の画像を複数の解析領域毎に解析を行い、
前記出力輝度決定手段は、前記解析領域毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら前記投影領域にレーザ光を出射させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレーザプロジェクタであって、
前記レーザ光源は、それぞれ波長の異なる複数種類の光源を有し、
前記出力輝度決定手段は、前記画像解析部による画像解析結果に応じてレーザ光の出力輝度を波長毎に決定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のレーザプロジェクタであって、
前記輝度上昇制御手段は、前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度に対応してレーザ光の出力時間を決定するようにしたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
を備え、
前記画像解析部は、前記一の画像を複数の解析領域毎に解析を行い、
前記レーザ光源は、それぞれ波長の異なる複数種類の光源を有し、
前記出力強度決定手段は、前記解析領域毎及び前記レーザ光の波長毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら投影領域にレーザ光を出射させるとともに、前記出力強度決定手段によって決定された出力輝度に対応してレーザ光の出力時間を決定するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、安価で処理負荷も少なくして画像の輝度及びコントラストの向上を図ることができるレーザプロジェクタを提供することができる。

本発明に係るプロジェクタが設置された状態を示す外観図である。 本発明に係るプロジェクタの要部構成を示すブロック図である。 本発明に係る画像の解析結果を説明する図である。 本発明に係る輝度上昇画像の輝度調整について説明する図である。 本発明に係るレーザ光の走査の態様を説明する図である。 本発明に係るレーザ光の走査における走査区間、投影区間、戻り区間及び輝度上昇投影区間に関する説明図である。 本発明に係る投影領域に表示される画像を示す図である。 本発明に係る画像の解析の別の態様を説明する図である。 本発明に係る画像の解析の別の態様を説明する図である。 本発明に係る画像の解析の別の態様を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、発明の範囲は図示例に限定されない。
また、以下の説明では、図１におけるプロジェクタ１００の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。

（実施形態１）
プロジェクタ１００は、例えば、図１に示すように、テーブル１２０上に設置され、スクリーン１３０に向けて出射されたレーザ光が、投影部３８０によりプレゼンテーション等に用いる表示用の画像１３２Ａとして投影されるレーザプロジェクタである。

次いで、プロジェクタ１００は、例えば、図２に示すように、フロントエンド用のＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）３１０と、レーザ出射部３５０と、操作パネル３３０と、バックエンドブロック３４０と、ＲＯＭ３４４と、ビデオＲＡＭ３４５と、ＲＡＭ３４６と、を含んで構成される。

ＦＰＧＡ３１０は、タイミングコントローラ３１１と、データコントローラ３１２と、ビットデータ変換部３１３と、データ／階調変換部３１４と、画像解析部３１５と、輝度上昇画像表示制御部３１６と、を含むプログラミングが可能なＬＳＩ（Large Scale Integration）である。ＦＰＧＡ３１０は、バックエンドブロック３４０とともに、後述するように、一時的にビデオＲＡＭ３４５に記憶される画像信号に基づいて、スクリーン１３０上の投影領域にレーザ光を出射させて画像を表示する制御を行う。また、後述するように、出力輝度決定手段である輝度上昇画像表示制御部３１６において決定された出力輝度にてスクリーン１３０上の投影領域にレーザ光を出射させて輝度上昇画像を表示する制御を行う。
このように、ＦＰＧＡ３１０は、レーザ光源に、出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段を構成する。

タイミングコントローラ３１１は、バックエンドブロック３４０に含まれるＣＰＵ３４１から送られる指令に基づいてデータコントローラ３１２を介してビデオＲＡＭ３４５に一時的に記憶されている画像信号を読み出す。そして、タイミングコントローラ３１１は、当該画像信号に含まれる同期信号（水平同期信号（HSYNC）、画素クロック信号（PCLK）等を含む）を取得する。さらに、タイミングコントローラ３１１は、当該同期信号に基づいて、後述のレーザ出射部３５０，アクチュエータ３７４のレーザ出射／モータ駆動のタイミングをコントロールする命令を生成し、当該命令をビットデータ変換器３１３，駆動ドライバ３７３にそれぞれ送信する。また、タイミングコントローラ３１１は、後述する戻り区間においては、レーザ出射部３５０，アクチュエータ３７４のレーザ出射／モータ駆動のタイミングをコントロールする命令を生成し、当該命令を輝度上昇画像表示制御部３１６，駆動ドライバ３７３にそれぞれ送信する。

データコントローラ３１２は、ビデオＲＡＭ３４５より読み出した画像信号をビットデータ変換器３１３に送出する。
ビットデータ変換器３１３は、タイミングコントローラ３１１からの命令に基づいて、データコントローラ３１２から送出された画像信号を、レーザ光によって投影するための形式に適合したデータに変換した後、当該画像信号をデータ／階調変換部３１４に送出する。

データ／階調変換部３１４は、ビットデータ変換器３１３及び輝度上昇画像表示制御部３１６から出力されたデータを、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の３色として表示するための色の階調に変換し、変換後のそれぞれの信号を、レーザ出射部３５０に送出する。

画像解析部３１５は、ビデオＲＡＭ３４５より画像信号を読み出し、読み出した画像信号から階調の解析を行う。具体的には、画像解析部３１５は、ビデオＲＡＭ３４５より現在描画中の画像（一の画像）の画像信号を読み出し、読み出した画像信号から、階調の平均を解析領域毎に算出する。そして、画像解析部３１５は、算出した解析領域毎の階調の平均を示すデータを輝度上昇画像表示制御部３１６に送出する。
ここで、図３を参照して具体的に一例を挙げて説明すると、画像解析部３１５は、ビデオＲＡＭ３４５より読み出した画像信号から縦４つの解析領域毎に階調の平均を算出する。その結果、図３に示すように、領域毎の階調の平均は、上から「２５５：１８０：１２８：７７」となる。そして、画像解析部３１５は、これを示すデータを輝度上昇画像表示制御部３１６に送信することとなる。

輝度上昇画像表示制御部３１６は、画像解析部３１５から入力された解析領域毎の階調の平均を示すデータに基づいて、出力するレーザ光の輝度が解析領域毎に定められた輝度上昇画像を生成する。そして、輝度上昇画像表示制御部３１６は、タイミングコントローラ３１１からの命令に応じて、輝度上昇画像データをデータ／階調変換部３１４に送る。ここで、出力するレーザ光の輝度は、例えば、解析領域毎の階調の平均を示すデータが、図３に示すようなものである場合には、最上部の解析領域であればＲ，Ｇ，Ｂともに２５５、上から２番目の解析領域であれば１８０・・・、などとされる。そして、例えば、上から２番目の解析領域に対応する投影領域に輝度１８０の画像を表示する場合は、図４（ａ）に示すように、最大輝度２５５のおよそ７０％である輝度１８０にて、当該解析領域に対応する、後述する副走査復路における投影領域全体に亘ってレーザ光の出力が行なわれる。なお、当該解析領域に対応する投影領域全体の７０％において最大輝度２５５にてレーザ光の走査を行い、残りの３０％においてレーザ光の出力を停止させるようにしてもよい。この際、レーザ光の出力を停止する領域を一箇所に固定せず、いくつかの領域に分散させて設けてもよい。具体的には、例えば、図４（ｂ）に示すように、当該解析領域に対応する投影領域について、全体の２０％を走査するまでレーザ光の出力を最大輝度２５５にて行った後、全体の１０％を走査するまでレーザ光の出力を停止し、この動作を当該投影領域全体の９０％を走査するまで繰り返し行った後、最後の１０％の走査においては最大輝度２５５にてレーザ光の出力を行うようにしてもよく、何れの態様によっても、略同一の光量を得ることができる。
このように、輝度上昇画像表示制御部は、画像解析部による解析の結果に基づいて、一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段を構成する。

レーザ出射部３５０は、レーザ制御回路３５１と、ＬＤ３６１，３６２と、偏光ビームスプリッタ３６３と、レーザ検出器３７０と、レンズ３７１と、スキャナミラー３７２と、駆動ドライバ３７３と、アクチュエータ３７４と、ハーフミラー３７５と、ミラー検出器３７６と、調整部３７７と、を含んで構成される。

ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）３６１は、緑色のレーザ光を出射するダイオードであり、ＬＤ３６２は、赤色及び青色のレーザ光を出射するダイオードであり、それぞれがレーザ制御回路３５１により制御される。
なお、本実施の形態に係るＬＤ３６２は、赤色のレーザ光を出射するＬＤと青色のレーザ光を出射するＬＤとが一体として構成されているが、別個に構成されているものでもよい。
このように、ＬＤ３６１，３６２は、入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源を構成する。

レーザ制御回路３５１は、データ／階調変換部３１４から送られる信号に基づいてＬＤ３６１，３６２の出射量／タイミング等を制御する。また、レーザ制御回路３５１は、後述のレーザ検出器３７０にて検出されるレーザ光の出力量よりレーザ光の出射状態を検知し、当該出射状態に基づいてＬＤ３６１，３６２の出射量の調整を行う。

偏光ビームスプリッタ３６３は、ＬＤ３６１から出射されるレーザ光の光路上に配置され、入射されたレーザ光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する光学部材である。そして、偏光ビームスプリッタ３６３は、ＬＤ３６１から出射された緑色のレーザ光の一部をレンズ３７１に向けて透過させ、残りをレーザ検出器３７０に向けて反射させる。一方で、偏光ビームスプリッタ３６３は、ＬＤ３６２から出射された赤色及び青色のレーザ光の一部をレーザ検出器３７０に向けて透過させ、残りをレンズ３７１に向けて反射させる。

レーザ検出器３７０は、例えば、レーザ光の出力量を検出するセンサであり、ＬＤ３６２から出射されるレーザ光の光路上に配置されている。
レンズ３７１は、偏光ビームスプリッタ３６３を透過したレーザ光を集光する。

スキャナミラー３７２は、後述のアクチュエータ３７４により駆動力が付与されることにより２軸方向に独立して回動可能なガルバノミラーであり、当該回動によりミラー傾斜角を調整することで、入射された光の反射方向を調整することができる。
そのため、例えば、図５のスクリーン１３０上に形成される走査領域に示されるように、レンズ３７１を透過したレーザ光の反射方向をスキャナミラー３７２により順次調整することで、レーザ光の走査が可能となる。
ここで、スキャナミラー３７２によるレーザ光の走査位置は、図５（ａ）に示されるように、副走査往路においては、走査領域の左上隅部（始端部）よりＹ軸方向（副走査方向）に緩やかに下りながらＸ軸方向（主走査方向）に変位し、側端部に到達したタイミングでＸ軸の進行方向が逆転し、走査領域の右下隅部（終端部）に到達するまでこの動作が繰り返される。
また、この動作において、レーザ光の走査位置が投影領域上を通過するときには、ＬＤ３６１，３６２よりレーザ光が出射されることにより、投影領域上に画像が表示される。そして、投影領域全体に亘って走査が終了した時点で１フレーム分の画像投影が完了する。
その後、レーザ光の走査位置は、図５（ｂ）に示されるように、走査領域の右下隅部に到達したタイミングで副走査往路から副走査復路に転換してＹ軸の進行方向が逆転し、急速に上昇しながらＸ軸方向に変位し、左上隅部に到達（帰還）するまでこの動作が繰り返される。
また、この動作において、レーザ光の走査位置が投影領域上を通過するときには、後述するように、ＬＤ３６１，３６２よりレーザ光が出射されることにより、投影領域上に輝度上昇画像が表示される。
このように、スキャナミラー３７２は、レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、レーザ光の走査が走査領域の端部に到達したときに、副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部を構成する。

駆動ドライバ３７３は、例えば、タイミングコントローラ３１１より送信される命令に応じて、アクチュエータ３７４に駆動周波数に対応するパルス信号を与えることで、スキャナミラー３７２によるレーザ光の走査を制御する。
アクチュエータ３７４は、例えば、スキャナミラー３７２の２軸各々に接続された２つのパルスモータであり、それぞれが後述の駆動ドライバ３７３より指示される駆動周波数（共振周波数）に基づいて駆動し、スキャナミラー３７２を所定角回動させるように構成されている。

ハーフミラー３７５は、スキャナミラー３７２にて反射したレーザ光の一部を投影部３８０に向けて透過させるとともに、残りをミラー検出器３７６に向けて反射させる。
ミラー検出器３７６は、例えば、ハーフミラー３７５にて反射したレーザ光を受光し、スキャナミラー３７２の２軸方向の傾斜角（触れ角）を検出する傾斜角検出器である。このミラー検出器３７６にて検出された傾斜角はアナログ電気信号として調整部３７７に入力される。
調整部３７７は、例えば、図示は省略するが、四則算用の演算器、コンパレータ、アナログ信号増幅用のアンプ、Ａ／Ｄ変換器、等を含んで構成され、ミラー検出器３７６より
入力されるスキャナミラー３７２の傾斜角に関するアナログ電気信号について、増幅、四則算、比較等を介して所望の値に調整し、デジタル信号に変換してＣＰＵ３４１に送信するように構成されている。
つまり、スキャナミラー３７２は、設置環境（例えば、温度，湿度，気圧等）によって共振周波数が変動し、レーザ光の走査位置にずれが生じるおそれがあるため、ミラー検出器３７６及び調整部３７７によりスキャナミラー３７２の傾斜角を検出してＣＰＵ３４１に送信し、ＣＰＵ３４１及びタイミングコントローラ３１１が駆動ドライバ３７３による駆動周波数を逐次調整出来る様に構成されている。

操作パネル３３０は、例えば、プロジェクタ１００の筐体部表面あるいは側面に設けられ、操作内容を表示するためのディスプレイ装置（図示省略）と、使用者がプロジェクタ１００に対する入力操作を実行するためのボタンやスイッチ（図示省略）と、を含んで構成される。そして、操作パネル３３０は、使用者による操作が実行されると、当該操作に応じた信号をＣＰＵ３４１に送信する。

バックエンドブロック３４０は、ＣＰＵ３４１と、ビデオＩ／Ｆ３４２と、外部Ｉ／Ｆ３４３と、を含んで構成されるプロジェクタ１００のバックエンド部分である。

ＣＰＵ３４１は、ＲＯＭ３４４に記憶された各種処理プログラムを読み出し、当該プログラムを実行して各部に出力信号を送信することにより、プロジェクタ１００の動作全般を統括制御する。
また、ＣＰＵ３４１は、操作パネル３３０から送信される信号に基づいて、ビデオＩ／Ｆ３４２、外部Ｉ／Ｆ３４３を介してプロジェクタ１００に入力された画像信号に基づく映像の投影を制御する。つまり、ＣＰＵ３４１は、ＦＰＧＡ３１０のタイミングコントローラ３１１と相互に通信を行い、ビデオＲＡＭ３４５に一時的に保持されている画像信号に基づく映像の表示を制御する。

ビデオＩ／Ｆ３４２は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の画像出力装置１５０と接続し、画像出力装置１５０から出力される画像信号を入力するためのインターフェースである。

外部Ｉ／Ｆ３４３は、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）フラッシュメモリやＳＤメモリカード等のメモリカード１５１を装着可能な外部記憶メディア用のインターフェースであり、メモリカード１５１に記憶された画像信号を読み出してプロジェクタ１００に入力することができる。

ビデオＲＡＭ３４５は、ビデオＩ／Ｆ３４２や外部Ｉ／Ｆ３４３を介して入力された画像信号を一時的に記憶している。ビデオＲＡＭ３４５は、ＦＰＧＡ３１０による表示制御がなされる際に、タイミングコントローラ３１１により生成されるタイミングでデータコントローラ３１２により画像信号が読み出されるように構成されている。

ＲＯＭ３４４は、例えば、不揮発性のメモリであり、ＣＰＵ３４１により実行されるプログラムや当該プログラムの実行に必要な各種データ等の格納エリアを備えている。
ＲＡＭ３４６は、例えば、ＣＰＵ３４１のワークエリアとして用いられ、ＣＰＵ３４１によって各種プログラムが実行される際に生じる処理結果や、入力されたデータ等を記憶する。

次に、レーザプロジェクタ１００において、レーザ光の走査位置が切り替えられる区間について説明する。
図６に示すように、プロジェクタ１００におけるスキャナミラー３７２によってレーザ光の走査が行われる区間には、スキャナミラー３７２がレーザ光を左右方向（主走査方向）に走査しつつ、走査領域の始端である最上行（「＋θ」の位置）から走査領域の終端である最下行（「−θ」の位置）の上下方向（副走査方向）に走査位置が切り替えられる走査往路としての走査区間（区間ａ）と、走査区間のうち、スクリーン１３０上の投影領域に実際にレーザ光が出射されて画像が形成される投影区間（区間ｂ）と、走査領域の終端である最下行側から走査領域の始端である最上行側に戻る上下方向へスキャナミラー３７２による走査位置が切り替えられる走査復路としての戻り区間（区間ｃ）と、戻り区間において、投影領域上を走査する区間である輝度上昇投影区間（区間ｄ）と、がある。
そして、この走査区間（区間ａ）と戻り区間（区間ｃ）においてそれぞれレーザ光の走査を行うことによって１フレーム（１／６０秒）の時間におけるレーザ光の走査が行われ、投影区間（区間ｂ）におけるレーザ光の出射による画像の形成を複数フレーム連続して行うことにより、スクリーン１３０の投影領域に画像が表示される。

以上のような構成によれば、１フレーム（１／６０秒）における投影区間（図６における区間ｂ）において、スクリーン１３０には、図７（ａ）に示す画像がスクリーン１３０の投影領域上に表示されたのち、輝度上昇投影区間（図６における区間ｄ）において、図７（ｂ）に示されるように、解析領域毎に対応して輝度の異なる輝度上昇画像がスクリーン１３０の投影領域上に表示される。その後、次のフレームの投影区間において、図７（ｃ）に示すような画像がスクリーン１３０の投影領域上に表示される。

なお、本実施の形態では、画像解析部３１５において、解析領域毎に階調の平均を算出し、輝度上昇画像表示制御部３１６において、Ｒ，Ｇ，Ｂとも輝度が同一である輝度上昇画像を、解析領域毎に対応して輝度を異ならせて投影領域上に表示されるように制御するようにしたが、図８に示すように、画像解析部３１５において、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの階調の平均を解析領域毎に算出し、輝度上昇画像表示制御部３１６において、解析領域毎にＲ，Ｇ，Ｂ各色の輝度をそれぞれ異ならせて輝度上昇画像が表示されるように制御してもよい。

また、本実施の形態では、画像信号を複数の解析領域に割り当てて階調の解析を行い、各解析領域毎に対応して輝度の異なる輝度上昇画像を投影領域上に表示するようにしたが、図９に示すように、領域を分割せず、画像全体の階調の平均を算出し、これに基づいて輝度上昇画像を表示するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、解析領域を縦４つに形成するようにしたが、図１０に示すように、マトリクス状に形成するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、走査区間において投影領域に形成される画像を画像解析部３１５が解析して階調を特定する。そして、画像解析部３１５による画像解析結果に応じて、戻り区間におけるレーザ光の出力輝度を輝度上昇画像表示制御部３１６が決定する。そして、ＦＰＧＡ３１０は、ＬＤ３６１，３６２に、輝度上昇画像表示制御部３１６にて決定した出力輝度にて、戻り区間における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる。その結果、戻り区間において投影領域に表示された輝度上昇画像により、いわゆるバックライト効果が生じ、画像の輝度を向上させるために複雑な画像を戻り区間においても表示させる必要がないので、特別な装置を必要とせず、ソフトウェアのみの対応で容易に実現可能となる。また、走査区間において表示される画像の階調に基づいて戻り区間におけるＬＤ３６１，３６２の出力輝度を決定するので、コントラストの向上も図れる。よって、安価で処理負荷も少なくして画像の輝度及びコントラストの向上を図ることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、画像解析部３１５は、解析領域毎に画像の解析を行い、輝度上昇画像表示制御部３１６は、解析領域毎にレーザ光の出力輝度を決定し、ＦＰＧＡ３１０は、解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら投影領域にレーザ光を出射させる。その結果、画像の表示態様に応じて複数の領域のそれぞれについて輝度を異ならせた輝度上昇画像の表示が可能となるので、コントラストがより向上するようになり、画質の向上が図れる。

また、本実施の形態によれば、ＬＤ３６１，３６２は、赤、緑、青と波長の異なる３色の光源を有し、輝度上昇画像表示制御部３１６は、画像解析部３１５による画像解析結果に応じてレーザ光の出力輝度を波長毎に決定するようにしたので、コントラストがさらに向上するようになり、画質の向上が図れる。

また、本実施の形態によれば、ＦＰＧＡ３１０は、ＬＤ３６１，３６２に、輝度上昇画像表示制御部３１６によって決定された出力輝度に応じて投影領域に出射するレーザ光の出力時間を決定するようにしたので、ＬＤ３６１，３６２を駆動する電流の調整が不要となり、輝度の調整が容易となる。

なお、本実施の形態では、画像解析部３１５において、表示中の画像に基づいて画像の解析を行うようにしたが、表示中の画像（前フレーム画像）と次に表示される画像（後フレーム画像）とに基づいて画像の解析を行うようにしてもよい。また、表示中の画像でなく、次に表示される画像のみに基づいて画像の解析を行うようにしてもよい。

また、本実施の形態では、予め定められた大きさの解析領域を複数設け、解析領域毎に画像の解析を行うようにしたが、解析領域の大きさを固定せず、画像の階調から解析領域を設定するようにしてもよい。解析領域の設定方法は、例えば、隣接する画素の階調の差分を判定し、差分が閾値を超えた場合には、その画素間に境界を設定する。そして、その境界に囲まれた領域を１つの解析領域に設定する。また、差分の判定においては、赤、緑、青の各色毎に行うようにし、赤、緑、青の検出光のそれぞれの出力位置をこれに基づいて定めるようにしてもよい。

１００ プロジェクタ（レーザプロジェクタ）
１３０ スクリーン
３１０ ＦＰＧＡ（輝度上昇制御手段）
３１１ タイミングコントローラ
３１２ データコントローラ
３１３ ビットデータ変換器
３１４ データ／階調変換部
３１５ 画像解析部
３１６ 輝度上昇画像表示制御部（出力輝度決定手段）
３４０ バックエンドブロック
３４５ ビデオＲＡＭ
３５０ レーザ出射部
３５１ レーザ制御回路
３６１ ＬＤ（レーザ光源）
３６２ ＬＤ（レーザ光源）
３７０ レーザ検出器
３７２ スキャナミラー（走査部）
３７３ 駆動ドライバ
３７４ アクチュエータ

Claims (5)

1. 入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
   前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
   前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
   前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
   前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
   を備えたことを特徴とするレーザプロジェクタ。
2. 前記画像解析部は、前記一の画像を複数の解析領域毎に解析を行い、
   前記出力輝度決定手段は、前記解析領域毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
   前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら前記投影領域にレーザ光を出射させることを特徴とする請求項１に記載のレーザプロジェクタ。
3. 前記レーザ光源は、それぞれ波長の異なる複数種類の光源を有し、
   前記出力輝度決定手段は、前記画像解析部による画像解析結果に応じてレーザ光の出力輝度を波長毎に決定することを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザプロジェクタ。
4. 前記輝度上昇制御手段は、前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度に対応してレーザ光の出力時間を決定するようにしたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のレーザプロジェクタ。
5. 入力される画像信号に応じてレーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光源からのレーザ光を走査領域上の主走査方向および副走査方向に走査するとともに、前記レーザ光の走査が前記走査領域の端部に到達したときに、前記副走査方向を逆転させてレーザ光の走査を前記走査領域の始端部と終端部との間で往復させる走査部と、
   前記レーザ光の副走査往路において、前記走査領域のうちの画像の表示を行う領域である投影領域に、前記入力された画像信号に応じたレーザ光をレーザ光源に出射させることによって画像を表示する制御を行う表示制御部と、を備えたレーザプロジェクタにおいて、
   前記レーザ光源から出射されるレーザ光によって前記投影領域上に形成される一の画像の階調を特定することにより画像の解析を行う画像解析部と、
   前記画像解析部による解析の結果に基づいて、前記一の画像の表示の副走査復路におけるレーザ光の出力輝度を決定する出力輝度決定手段と、
   前記レーザ光源に、前記出力輝度決定手段によって決定された出力輝度にて、前記副走査復路における投影領域の所定範囲に亘ってレーザ光を出射させる輝度上昇制御手段と、
   を備え、
   前記画像解析部は、前記一の画像を複数の解析領域毎に解析を行い、
   前記レーザ光源は、それぞれ波長の異なる複数種類の光源を有し、
   前記出力強度決定手段は、前記解析領域毎及び前記レーザ光の波長毎にレーザ光の出力輝度を決定し、
   前記輝度上昇制御手段は、前記出力輝度決定手段の決定に基づいて、前記レーザ光源に、前記解析領域毎に対応してレーザ光の出力輝度を変更しながら投影領域にレーザ光を出射させるとともに、前記出力強度決定手段によって決定された出力輝度に対応してレーザ光の出力時間を決定するようにしたことを特徴とするレーザプロジェクタ。

Images