JP2013074407A - プロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】３Ｄ眼鏡を介してユーザーに感知される画像の明るさを向上させることと、プロジェクターにおいて投射光源として用いられるランプの駆動電流の増加を抑制することを両立させる。
【解決手段】プロジェクター（１０）は、右眼用画像と左眼用画像が時分割で現れる３次元映像を物体に投射するための投射光を発するランプ（２１０２）と、右眼用シャッター及び左眼用シャッターを有する眼鏡（２０）に、３次元映像の右眼用画像と左眼用画像の表示周期を表す信号に基づいて、右眼用シャッター及び左眼用シャッターの開閉状態を制御するためのシャッター同期信号を送信する同期信号送信部（１５、１６）と、前記表示周期を表す信号に基づいて、眼鏡の右眼用シャッターが開状態となっている期間と重なるピーク及び眼鏡の左眼用シャッターが開状態になっている期間と重なるピークを有する交流電流をランプに供給するランプ駆動部（１３）とを有する。
【選択図】図７

Description

本発明は、３次元映像（立体視を可能にする映像。３Ｄ映像とも言う）を表示するプロジェクターにおいて、３Ｄ映像鑑賞用の眼鏡を介してユーザーに感知される画像の明るさを向上させる技術に関する。
３Ｄ映像を表示可能な表示システムが知られている。そのような表示システムにおいて３Ｄ映像を表示する場合、映像表示装置に右眼用映像と左眼用映像とを順次表示したり、合成して表示したりし、３Ｄ映像を鑑賞するユーザーは右眼用映像と左目用映像を分離する３Ｄ映像鑑賞用の眼鏡（３Ｄ眼鏡とも言う）を装着する。特許文献１には、右眼用画像及び左眼用画像を表示画面に交互に表示するとともに、３Ｄ眼鏡として、右眼用液晶シャッターと左眼用液晶シャッターを有するシャッター眼鏡を用いることが記載されている。右眼用画像が表示されているときは、右眼用液晶シャッターは開、左眼用液晶シャッターは閉とされる。左眼用画像が表示されているときは、右眼用液晶シャッターは閉、左眼用液晶シャッターは開とされる。
特許文献２及び３には、プロジェクターの光源として用いられる高圧放電ランプに交流のランプ電流を加えて点灯させる高圧放電ランプ点灯回路が開示されている。特許文献２及び３に記載の高圧放電ランプ点灯回路は、投射画像中に現れるちらつき（フリッカー）を低減するため、交流のランプ電流の各極性の半波の終了時に当該半波の極性と同じ極性を有する付加的な電流パルスを重畳させる制御手段を備える。また、特許文献３に記載の高圧放電ランプ点灯回路では、この制御手段を画像書込み信号と同期させるようになっている。
特開２００９−２５４３６号公報 特表平１０−５０１９１９号公報 特表２００２−５３３８８４号公報
しかしながら、特許文献２及び３には、プロジェクターで３Ｄ映像を表示する際に、３Ｄ眼鏡を介してユーザーに感知される画像の明るさを向上させることと、プロジェクターにおいて投射光源として用いられるランプの駆動電力の増加を抑制することを両立させる点については何ら記載がない。
これに対し本発明は、プロジェクターで３Ｄ映像を表示する際に、３Ｄ眼鏡を介してユーザーに感知される画像の明るさを向上させることと、プロジェクターにおいて光源として用いられるランプの駆動電力の増加を抑制することを両立させることを目的とする。
本発明は、右眼用画像と左眼用画像が時分割で現れる３次元映像を物体に投射するための投射光を発するランプと、独立して開状態又は閉状態となる右眼用シャッター及び左眼用シャッターを有する眼鏡に、前記３次元映像の前記右眼用画像と前記左眼用画像の表示周期を表す信号に基づいて、前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターの開閉状態を制御するためのシャッター同期信号を送信する同期信号送信部と、前記３次元映像の前記右眼用画像と前記左眼用画像の表示周期を表す前記信号に基づいて、前記眼鏡の前記右眼用シャッターが開状態となっている期間と重なるピーク及び前記眼鏡の前記左眼用シャッターが開状態になっている期間と重なるピークを有する交流電流を前記ランプに供給するランプ駆動部とを有するプロジェクターを提供する。
このプロジェクターによれば、３Ｄ映像を表示する際に、３Ｄ眼鏡を介してユーザーに感知される画像の明るさを向上させることと、プロジェクターにおいて投射光源として用いられるランプの駆動電力の増加を抑制することを両立させることができる。
好ましい態様において、前記ランプ駆動部によって供給される前記交流電流の前記ピークの前記３次元映像の前記右眼用画像と前記左眼用画像の表示周期を表す前記信号に対する位相が、前記ランプの輝度と前記右眼用シャッターまたは前記左眼用シャッターの透過率との積を予め定められた期間において時間積分した値が最大になるように設定されてもよい。
このプロジェクターによれば、前記ランプ駆動部によって供給される前記交流電流の前記ピークの前記３次元映像信号に対する位相が、前記ランプの輝度と前記右眼用シャッターまたは前記左眼用シャッターの透過率との積を予め定められた期間において時間積分した値が最大になるように設定されていない場合と比べて、３Ｄ眼鏡を介してユーザーに感知される画像の明るさを向上することができる。
さらに好ましい態様において、前記ランプ駆動部は、前記眼鏡の前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターのいずれもが閉状態にある期間において、前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターのいずれかが開状態にある期間と比べて、前記ランプの輝度を低下させてもよい。
このプロジェクターによれば、前記眼鏡の前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターのいずれもが閉状態にある期間において、前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターのいずれかが開状態にある期間と比べて、前記ランプの輝度を低下させない場合と比べて、クロストークが低減される。
一実施形態に係る表示システムの全体構成を示す模式図。 プロジェクターの映像投射部の構成を示す平面図。 眼鏡の外観を例示する図。 表示システムの機能的構成を示すブロック図。 ランプ駆動部の構成を示すブロック図。 書込み開始信号、ランプ駆動電流及びランプ輝度の一例を示すグラフ。 一実施形態における表示システムの各部の動作に対するランプ輝度パルスの生成タイミングを示す図。 比較例における表示システムの各部の動作に対するランプ輝度パルスの生成タイミングを示す図。 比較例における眼鏡の透過率及びランプ輝度を示す図。 図９に示した例において眼鏡越しに測定される光強度を示す図。 一実施形態における眼鏡の透過率及びランプ輝度を示す図。 図１１に示した例において眼鏡越しに測定される光強度を示す図。 変形例１における眼鏡の透過率及びランプ輝度を示す図。 図１３に示した例において眼鏡越しに測定される光強度を示す図。 変形例２における眼鏡の透過率及びランプ輝度を示す図。 図１５に示した例において眼鏡越しに測定される光強度を示す図。
１．実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る表示システム１の全体構成を示す図である。表示システム１は、プロジェクター１０、眼鏡２０、及びスクリーンＳＣを有する。図１の例において、プロジェクター１０は、入力された映像信号に応じた画像をスクリーンＳＣの前方からスクリーンＳＣに投射するフロントプロジェクターである。尚、プロジェクター１０は、スクリーンＳＣの後方からスクリーンＳＣに画像を投射するリアプロジェクターでもよい。本実施形態において、プロジェクター１０に入力される映像信号が示す映像は、右眼用画像（以下、「右眼画像」という。）と左眼用画像（以下、「左眼画像」という。）とが時分割で（即ち、時間的にずれて）交互に現れる３Ｄ映像とする。３Ｄ映像を構成する個々の静止画をフレームと言う。従って、３Ｄ映像の場合、通常、右眼画像と左眼画像が１フレーム置きに現れる。尚、ここでいう映像は主として動画を想定しているが、静止画であってもよい。スクリーンＳＣは、プロジェクター１０から投射される映像を映し出す面を提供する物体の一例である。スクリーンＳＣの代わりに、壁面などを用いてもよい。眼鏡２０は、右眼画像及び左眼画像を、眼鏡２０を装着したユーザーの右眼及び左眼に独立して視覚させるための３Ｄ眼鏡である。
図２は、プロジェクター１０の映像投射部（図４において符号１４で示す）の構成を示す平面図である。本例において、プロジェクター１０は、液晶パネルをＲＧＢ各色のライトバルブとして用いた３板式プロジェクターである。
図２に示されるように、プロジェクター１０の内部には、超高圧（Ultra High Pressure）水銀ランプ等の高圧放電ランプを白色光源として有するランプユニット２１０２が設けられている。ランプユニット２１０２から射出された投射光は、内部に配置された３枚のミラー２１０６及び２枚のダイクロイックミラー２１０８によってＲ（赤）色、Ｇ（緑）色、Ｂ（青）色の３原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂにそれぞれ導かれる。なお、Ｂ色の光は、他のＲ色やＧ色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ２１２２、リレーレンズ２１２３及び出射レンズ２１２４を有するリレーレンズ系２１２１を介して導かれる。
プロジェクター１０において、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの各々は、画素毎に透過率を設定可能な液晶パネルからなる。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂには、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれの原色成分の階調レベルを画素毎に指定する映像信号が供給され、供給された映像信号に応じて、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂがそれぞれ駆動される。ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム２１１２に３方向から入射する。そして、ダイクロイックプリズム２１１２において、Ｒ色及びＢ色の光は９０度に屈折し、Ｇ色の光は直進する。したがって、各原色の画像が合成された後、スクリーンＳＣには、投射レンズ群２１１４によってカラー画像が投射される。
なお、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂには、ダイクロイックミラー２１０８によって、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のそれぞれに対応する光が入射するので、カラーフィルターを設ける必要はない。また、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂの透過像は、ダイクロイックプリズム２１１２により反射した後に投射されるのに対し、ライトバルブ１００Ｇの透過像はそのまま投射される。したがって、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｂによる水平走査方向は、ライトバルブ１００Ｇによる水平走査方向と逆向きにして、左右を反転させた像を表示する構成となっている。尚、図２では、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂを構成する液晶パネルを透過型とし、透過型のプロジェクターを構成したが、液晶パネルを反射型とし、反射型のプロジェクターを構成してもよい。
図３は、眼鏡２０の外観を例示する図である。図３に示すように、眼鏡２０は、フレーム２０１を有しており、通常の視力矯正用眼鏡のレンズに相当する部分に、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌが設けられている。右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌは、例えば液晶シャッターであり、プロジェクター１０から送信される、後述するシャッター同期信号に応じて開閉する。ここで、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌが「開」であるとは、透過率が所定のしきい値（例えば５％）以上の状態にあることをいい、「閉」であるとは、透過率が所定のしきい値（例えば５％）未満の状態にあることをいう。また、眼鏡２０は、フレーム２０１の前面（即ち、眼鏡２０がユーザーによって装着されたとき、ユーザーの前方に向く面）に設けられた赤外線受光部２０４を有する。赤外線受光部２０４は、例えばフォトダイオードなどの受光素子を有し、プロジェクター１０から赤外線伝送により送信されるシャッター同期信号を受信する。
図４は、プロジェクター１０、眼鏡２０、スクリーンＳＣを含む表示システム１の機能的構成を示すブロック図である。図４に示すように、プロジェクター１０は、映像信号取得部１１、映像信号処理部１２、ランプ駆動部１３、映像投射部１４、同期信号生成部１５、及び赤外線発光部１６を有する。映像信号取得部１１、映像信号処理部１２、ランプ駆動部１３、及び同期信号生成部１５の機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理装置により、ＲＯＭ（Read Only Memory）やハードディスク等の記憶装置に格納されたプログラムを実行することによって実現してもよい。
映像信号取得部１１は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）プレーヤーやパーソナルコンピューターなどの外部装置から映像信号を取得する。映像信号がプロジェクター１０に備えられたハードディスクなどの記憶装置に格納されている場合、映像信号取得部１１は映像信号を記憶装置から取得してもよい。上記したように、本例では、映像信号取得部１１が取得する映像信号は３Ｄ映像を示す映像信号（以下、３Ｄ映像信号という）であることを想定している。映像信号取得部１１が取得した３Ｄ映像信号は、映像信号処理部１２に入力される。
映像信号処理部１２は、映像信号取得部１１から入力された映像信号に対し様々な処理を行う。映像信号処理部１２が行う処理には、映像信号取得部１１から入力された映像信号からＲＧＢ各色の映像信号を分離し、映像投射部１４のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂにそれぞれ供給する処理が含まれる。また、映像信号処理部１２は、映像信号によって表される映像を構成する各画像のデーターをライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂへ書込むときの書込み開始のタイミング（即ち、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの走査の開始のタイミング）を示す書込み開始信号（スタートパルスとも言う）を生成し、ランプ駆動部１３及び同期信号生成部１５に供給する。尚、ある画像のデーター書込みの開始から、次の画像のデーター書込みの開始までの期間をフレーム期間と言う。書込み開始信号は、３次元映像の右眼用画像と左眼用画像の表示周期を表す信号の一例である。
ランプ駆動部１３は、映像信号処理部１２から供給される書込み開始信号に基づいて、映像投射部１４のランプユニット２１０２を駆動するランプ駆動電流を生成する。このランプ駆動電流の生成については、後に詳述する。
映像投射部１４の構成は、図２に例示した。映像信号処理部１２から映像投射部１４に入力されたＲＧＢ各色の映像信号は、映像投射部１４のライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂの制御に用いられ、映像投射部１４は、映像信号に応じた映像をスクリーンＳＣに投射する。映像信号処理部１２から映像投射部１４に供給される映像信号は３Ｄ映像信号であるので、映像投射部１４は、３Ｄ映像信号によって表される映像に含まれる右眼画像及び左眼画像を時分割で交互にスクリーンＳＣに投射し、スクリーンＳＣ上に表示する。
同期信号生成部１５は、映像信号処理部１２から供給される書込み開始信号に基づいてシャッター同期信号を生成する。ここで、シャッター同期信号とは、スクリーンＳＣに右眼画像が表示されるときには、眼鏡２０の右眼用シャッター２０６Ｒが開状態となり、左眼用シャッター２０６Ｌが閉状態となり、スクリーンＳＣに左眼画像が表示されるときには、眼鏡２０の右眼用シャッター２０６Ｒが閉状態となり、左眼用シャッター２０６Ｌが開状態となるように（即ち、スクリーンＳＣに表示される画像に同期してシャッター２０６Ｒ、２０６Ｌの開閉がなされるように）、眼鏡２０の右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌを制御するときの制御タイミングを示す信号である。シャッター同期信号は、シャッター２０６Ｒ、２０６Ｌを開状態とするタイミング及び閉状態とするタイミングの両方を示す信号であってよい。あるいは、シャッター２０６Ｒ、２０６Ｌが、開（または閉）状態となった後、予め決められた時間後に閉（または開）状態となるように設定されている場合、シャッター同期信号は、シャッター２０６Ｒ、２０６Ｌを開（または閉）状態とするタイミングのみを示す信号であってもよい。
赤外線発光部１６は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの赤外線発光素子を有し、同期信号生成部１５により生成されたシャッター同期信号を赤外線伝送によって眼鏡２０に送信する。赤外線発光部１６は、プロジェクター１０の本体とは別体として設け、プロジェクター１０の本体に有線または無線で接続してもよい。その場合、赤外線発光部１６を、スクリーンＳＣの近くに、スクリーンＳＣに対峙したユーザーの方に向くように配置し、赤外線発光部１６から発信されたシャッター同期信号がユーザーに装着された眼鏡２０の赤外線受光部２０４で受信されるようにしてもよい。あるいは、赤外線発光部１６をプロジェクター１０の本体と一体に設け、赤外線発光部１６からシャッター同期信号をスクリーンＳＣに向けて発信し、スクリーンＳＣによって反射されたシャッター同期信号が眼鏡２０の赤外線受光部２０４で受信されるようにしてもよい。同期信号生成部１５及び赤外線発光部１６は、本発明の同期信号送信部の一例である。
眼鏡２０は、図３に示した赤外線受光部２０４及びシャッター２０６Ｒ、２０６Ｌに加え、シャッター駆動部２１０を有する。シャッター駆動部２１０の機能は、ＣＰＵなどの演算処理装置によりＲＯＭやフラッシュメモリー等の記憶装置に格納されたプログラムを実行することにより実現してもよい。
シャッター駆動部２１０は、赤外線受光部２０４が受信したシャッター同期信号に基づいて、眼鏡２０のシャッター２０６Ｒ、２０６Ｌを開閉駆動する。赤外線受光部２０４によりシャッター同期信号が受信されないときは、シャッター２０６Ｒ、２０６Ｌの開閉駆動を停止する（シャッター２０６Ｒ、２０６Ｌは開状態となる）。
図５は、ランプ駆動部１３の構成を示すブロック図である。ランプ駆動部１３は、交流−直流変換器１３１と、直流−交流変換器１３２と、コントローラー１３３とを有する。コントローラー１３３は、ＲＯＭ等の記憶装置に格納されたプログラムを実行する演算処理装置であってよい。交流−直流変換器１３１は、図示しない交流電源電圧が印加される入力端子Ｋ１、Ｋ２を有し、コントローラー１３３からの制御信号に応じた大きさの直流電流を生成する。交流−直流変換器１３１は、例えば、特許文献２の図２に示された手段Ｉと同様に、入力端子Ｋ１、Ｋ２に印加された交流電源電圧を直流に変換する整流ブリッジと、整流ブリッジから出力された直流電流の大きさをコントローラー１３３からの制御信号に応じて変換するダウンコンバーター（直流−直流変換器）とを含むものであってよい。
直流−交流変換器１３２は、交流−直流変換器１３１から供給された直流電流を交流のランプ駆動電流に変換し、ランプユニット２１０２に供給する。直流−交流変換器１３２は、例えばトランジスターやサイリスターのようなスイッチング素子をブリッジ接続したものであってよい。スイッチング素子のオン／オフのタイミングはコントローラー１３３からの制御信号によって制御され、それによって直流−交流変換器１３２から出力される交流のランプ駆動電流の周期や位相（即ち、極性切替のタイミング）が制御される。直流−交流変換器１３２は、例えば、特許文献２の図２に示された手段ＩＩと同様の回路構成であってよい。
コントローラー１３３は、映像信号処理部１２から入力される書込み開始信号（スタートパルス）に同期した交流のランプ駆動電流がランプユニット２１０２に供給されるように、直流−交流変換器１３２に含まれるブリッジ回路のスイッチング素子をオン／オフ動作させるための制御信号を生成する。また、コントローラー１３３は、ランプ駆動電流が書込み開始信号に対して所定の遅延時間だけ位相がずれたピーク（電流パルス）を有するように交流−直流変換器１３１の出力電流を制御するための制御信号を生成する。
図６は、書込み開始信号、ランプ駆動電流及びランプ輝度の一例を示すグラフである。図６に示すように、書込み開始信号は、１フレーム期間に対応する予め定められた周期を有するパルス列である。直流−交流変換器１３２からランプユニット２１０２に供給されるランプ駆動電流は、書込み開始信号に対応した周期を有する振幅Ｉｍの矩形波状の交流電流の各極性の半波の終了時に当該半波と同じ極性のパルス状の電流（以下、電流パルス）ＰＩが重畳された電流であり、電流パルスＰＩが重畳された部分においてピーク振幅Ｉｐを有している。このように、電流パルスＰＩを交流電流に重畳することにより、電極の温度が上昇し、放電アークの安定性が増大する（例えば、特許文献２参照）。本例において、電流パルスＰＩは、書込み開始信号に対し第１の遅延時間Ｔｄ１だけ位相が遅れており、パルス幅ΔＴを有する。
図６に示したランプ駆動電流は、コントローラー１３３の制御の下、直流−交流変換器１３２に含まれるブリッジ回路のスイッチング素子を、書込み信号から第２の遅延時間Ｔｄ２＝Ｔｄ１＋ΔＴだけ遅延したタイミングでオン／オフ動作させて、書込み信号から第２の遅延時間Ｔｄ２だけ遅延したタイミングで極性が切り替わる矩形波状の交流電流を生成すると共に、交流−直流変換器１３１の出力電流の大きさを、書込み信号から第１の遅延時間Ｔｄ１だけ遅延したタイミングで、パルス幅に対応した予め決められた期間ΔＴだけ増加させることにより生成される。即ち、第１の遅延時間Ｔｄ１は、ランプ駆動電流における電流パルス（ピーク）の生成タイミングを表し、第２の遅延時間Ｔｄ２は、ランプ駆動電流の極性の切替のタイミングを表す。コントローラー１３３は、交流−直流変換器１３１への制御信号の生成タイミングを調整することで、第１の遅延時間Ｔｄ１を調整し、直流−交流変換器１３２への制御信号の生成タイミングを調整することで、第２の遅延時間Ｔｄ２を調整する。
上記したようなランプ駆動電流が供給された場合にランプユニット２１０２から発せられる光の強度（ランプ輝度と言う）を、図６の最下段のグラフに示す。ランプ輝度は、ランプユニット２１０２に供給される電流の大きさ（絶対値）に応じて変化する。そのため、図示されているように、ランプ輝度は、ランプ駆動電流の電流パルスＰＩに対応したピーク値ＬｐのパルスＰＬ（ランプ輝度パルスと言う）を有する。また、ランプ輝度は、隣り合うランプ輝度パルスＰＬの間の部分では、電流パルスＰＩが重畳されていない場合の矩形波状の交流電流に対応した概ね一定の値Ｌｍを有する。
図７は、本実施形態における表示システム１の各部の動作に対するランプ輝度パルスＰＬの生成タイミングを示す図である。尚、以下の説明で、液晶パネル（ライトバルブ）１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂを互いに区別する必要がない場合、まとめて液晶パネル１００と言う。図７に示すように、液晶パネル１００には、予め定められた周期（フレーム期間）で右眼画像と左眼画像が交互に表示される。液晶パネル１００に表示される各画像を表すデータ（画像データと言う）の液晶パネル１００への書込みは、対応する書込み開始信号（スタートパルス）の生成に応じて開始される。ここで、１画像分の画像データを液晶パネル１００に書込むには所定の時間がかかるので、ある書込み開始信号生成からその書込み開始信号に対応した画像データの書込みが終了するまでの期間は、書込みが終了した画素に対応した新たな画像（例えば右眼画像）の一部と、書込みが終了していない画素に対応した前の画像（例えば左眼画像）の一部が混在して表示されることとなる。
眼鏡２０の右眼用シャッター２０６Ｒは液晶パネル１００に右眼画像が表示されているときに開となるように、左眼用シャッター２０６Ｌは液晶パネル１００に左眼画像が表示されているときに開となるように、プロジェクター１０から送信されるシャッター同期信号に基づいて制御される。より詳細には、右眼用シャッター２０６Ｒは、右眼画像が表示されるフレーム期間の後半部分において開となり、残りの期間は閉となるように制御される。左眼用シャッター２０６Ｌは、左眼画像が表示されるフレーム期間の後半部分において開となり、残りの期間は閉となるように制御される。このような右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌの制御は、例えば、プロジェクター１０の同期信号生成部１５において、書込み開始信号から所定の遅延時間（本例ではフレーム期間の半分）遅れたシャッター同期信号を生成し、赤外線発光部１６を通じて眼鏡２０に送信することにより実現される。
上記したように、各画像のフレーム期間の開始から所定の期間は、右眼画像の一部と左眼画像の一部が混在して表示されるため、その期間に右眼用シャッター２０６Ｒまたは左眼用シャッター２０６Ｌが開状態となると、右眼画像と左眼画像が分離されずにユーザーの右眼または左眼に届く（即ち、クロストークが発生する）ことになる。右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌを対応する画像のフレーム期間の後半部分においてのみ開状態とすることにより、右眼画像の一部と左眼画像の一部が混在して表示される期間に右眼用シャッター２０６Ｒまたは左眼用シャッター２０６Ｌが開状態となり、右眼画像と左眼画像が分離されずにユーザーの右眼または左眼に届くのが防止される。尚、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌを対応する画像のフレーム期間のどの部分において開状態とするかは、画像データの書込みに要する時間に応じて調整してよく、後半部分に限らない。例えば、画像データの書込みがフレーム期間の４分の１の時間で終了する場合、残りの期間（即ち、フレーム期間の終了前４分の３の期間）、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌを開状態としてよい。要は、右眼画像の一部と左眼画像の一部が混在して表示される期間に右眼用シャッター２０６Ｒまたは左眼用シャッター２０６Ｌが開状態とならないように、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌをフレーム期間の一部で開状態とすればよい。
図７に示すように、本実施形態において、ランプ輝度パルスＰＬは、右眼用シャッター２０６Ｒが開になっている期間、及び、左眼用シャッター２０６Ｌが開になっている期間と重なっている。図６を参照して説明したように、ランプ輝度パルスＰＬは、ランプユニット２１０２に供給されるランプ駆動電流における電流パルスＰＩに対応している。即ち、書込み開始信号に対する電流パルスＰＩの遅延時間である第１の遅延時間Ｔｄ１は、電流パルスＰＩ（即ち、ランプ駆動電流のピーク）が、右眼用シャッター２０６Ｒが開になっている期間、及び、左眼用シャッター２０６Ｌが開になっている期間と重なるように調整されており、図５に示したランプ駆動部１３のコントローラー１３３は、そのように設定された第１の遅延時間Ｔｄ１に基づいて電流パルスＰＩが重畳された交流のランプ駆動電流を生成する。言い換えると、ランプ駆動部１３は、右眼用シャッター２０６Ｒが開になっている期間に重なる電流パルスＰＩと左眼用シャッター２０６Ｌが開になっている期間と重なるＰＩとを有するランプ駆動電流をランプユニット２１０２に供給する。尚、ランプ駆動電流の極性切替のタイミングを示す第２の遅延時間Ｔｄ２は、ランプ駆動電流の電流パルスＰＩが、ランプ駆動電流の各極性の半波の終了部分に生じるように、第１の遅延時間Ｔｄ１及び電流パルスＰＩの幅ΔＴに基づいて設定される。
図７において、右眼光強度及び左眼光強度は、液晶パネル１００を制御してスクリーンＳＣに右眼画像及び左眼画像として予め定められた共通の画像（例えば、全面白色の画像）を表示したときに、スクリーンＳＣに向けて配置した眼鏡２０の右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌを通過する光の強度を示す。右眼光強度は、右眼用シャッター２０６Ｒの透過率とランプ輝度の積に概ね比例し、左眼光強度は、左眼用シャッター２０６Ｌの透過率とランプ輝度の積に概ね比例する。ここでは、簡単のため、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌの開状態における透過率は一定であるとする。図示されているように、右眼光強度は、右眼用シャッター２０６Ｒが閉の期間では概ねゼロであり、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間においては、ランプ輝度パルスＰＬと重ならない部分では概ね一定の値を有し、ランプ輝度パルスＰＬと重なる部分ではパルス状に値が増加している。同様に、左眼光強度は、左眼用シャッター２０６Ｌが閉の期間では概ねゼロであり、左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間においては、ランプ輝度パルスＰＬと重ならない部分では概ね一定の値を有し、ランプ輝度パルスＰＬと重なる部分ではパルス状に値が増加している。
図８は、比較例における表示システム１の各部の動作に対するランプ輝度パルスＰＬの生成タイミングを示す図である。図８に示した例では、ランプ輝度パルスＰＬが右眼用シャッター２０６Ｒが開になっている期間、及び、左眼用シャッター２０６Ｌが開になっている期間のいずれにも重なっていない点が、図７に示した例と異なる。そのため、図８に示した例では、右眼光強度及び左眼光強度は、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間において、パルス状に値が増加する部分のない概ね一定の値となっている。
眼鏡２０を装着してスクリーンに投射された画像を観賞するユーザーが感知する画像の明るさは、各フレーム期間（予め定められた期間の一例）に右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌを通過する光の強度（即ち、右眼光強度及び左眼光強度）を時間積分した値（即ち、時間平均）に依存する。従って、図８に示す例では、図７に示した例と比べて、右眼光強度及び左眼光強度にランプ輝度パルスＰＬに対応してパルス状に増加する部分がない分、光強度の時間積分値が小さく、眼鏡２０を装着したユーザーが感知する画像の明るさが低下する。言い換えると、図７に示した本実施形態においては、ランプ駆動電流のピーク（電流パルスＰＩ）が、右眼用シャッター２０６Ｒが開になっている期間、及び、左眼用シャッター２０６Ｌが開になっている期間と重なるようにランプ駆動電流のピークの位相（即ち、書込み開始信号に対する第１の遅延時間Ｔｄ１）が設定されていることから、ランプ駆動電流のピークが、右眼用シャッター２０６Ｒが開になっている期間、及び、左眼用シャッター２０６Ｌが開になっている期間のいずれとも重ならない場合と比べて、眼鏡２０を介してユーザーに感知される画像の明るさが向上する。
図７及び図８に示した例では、簡単のため、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌの開状態における透過率は一定であるとした。しかしながら、実際には、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌの開状態における透過率は一定ではなく変化する。
図９は、比較例における眼鏡２０の透過率及びランプ輝度を示す図である。図９において、実線はランプ輝度を、そのピークの値を１として相対的に示している。また、点線は右眼用シャッター２０６Ｒの透過率を、その最大値を１として相対的に示している。同様に、一点鎖線は左眼用シャッター２０６Ｌの透過率を、その最大値を１として相対的に示している。図９において、右眼用シャッター２０６Ｒまたは左眼用シャッター２０６Ｌの透過率が、所定の値（例えば、相対値が０．１）以上のとき、右眼用シャッター２０６Ｒまたは左眼用シャッター２０６Ｌは開状態にあると言う。図示されているように、開状態において、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌの各々の透過率は、最初急激に上昇した後、しばらく緩やかに上昇する。そして、閉状態へ状態変更の指示の後、急激に下降している。即ち、方形波がなまった形状を呈する。このように、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌの透過率は、開状態において一定ではなく変化している。図９に示した例では、ランプ輝度パルスＰＬは、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間のいずれとも重なっていない。
図１０は、図９に示した例において眼鏡２０越しに測定される光強度を示す図である。ここで、眼鏡２０越しに測定される光強度とは、図７及び図８を参照して説明したのと同様に、液晶パネル１００を制御してスクリーンＳＣに右眼画像及び左眼画像として予め定められた共通の画像（例えば、全面白色の画像）を表示したときに、スクリーンＳＣに向けて配置した眼鏡２０の右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌを通過する光の強度である。図１０において、点線は右眼用シャッター２０６Ｒを通過した光の強度であり、一点鎖線は左眼用シャッター２０６Ｌを通過した光の強度である。これらの光強度は、ランプ輝度の相対値が１でシャッターの透過率の相対値が１のときに測定される光強度を１として相対的に示されている。右眼用シャッター２０６Ｒを通過した光の強度は、右眼用シャッター２０６Ｒの透過率とランプ輝度の積に概ね比例し、左眼用シャッター２０６Ｌを通過した光の強度は、左眼用シャッター２０６Ｌの透過率とランプ輝度の積に概ね比例する。上述したように、図９に示した例では、ランプ輝度パルスＰＬは、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間のいずれとも重なっていないため、図１０に示す眼鏡２０越しに測定される光強度は、ランプ輝度パルスＰＬに対応してパルス状に増加する部分のない波形となっている。
図１１は、一実施形態における眼鏡２０の透過率及びランプ輝度を示す図である。また、図１２は、図１１に示した例において眼鏡２０越しに測定される光強度を示す図である。図１１の例では、ランプ輝度パルスＰＬが、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間と重なっている点が、図９の例と異なる。より詳細には、図１１の例では、ランプ輝度パルスＰＬの立ち下がりと、右眼用シャッター２０６Ｒの透過率または左眼用シャッター２０６Ｌの透過率が最大値となる点とが概ね一致している。その結果、図１２に示すように、眼鏡２０越しに測定される光強度は、ランプ輝度パルスＰＬに対応してパルス状に増加する部分を有する波形となっている。これにより、図１０に示した眼鏡２０越しに測定される光強度を１フレーム期間において時間積分した値を１００とすると、図１２に示した眼鏡２０越しに測定される光強度を１フレーム期間において時間積分した値は１０５．６となり、５．６％増加する。即ち、眼鏡２０を介してユーザーに感知される画像の明るさが５．６％増加する。
２．他の実施形態
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち、２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。
２−１．変形例１
上記実施形態の図１１及び図１２に示した例では、ランプ輝度パルスＰＬの立ち下がりと、右眼用シャッター２０６Ｒの透過率または左眼用シャッター２０６Ｌの透過率が最大値となる点とが概ね一致するようにしたが、本発明はこれに限定されない。右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間と重なっていれば、ランプ輝度パルスＰＬの生成タイミング（即ち、電流パルスＰＩの生成タイミング）は様々に変更してよい。
図１３は、変形例１に係る眼鏡２０の透過率及びランプ輝度を示す図である。また、図１４は、図１３に示した例において眼鏡２０越しに測定される光強度を示す図である。図１３の例では、ランプ輝度パルスＰＬが、右眼用シャッター２０６Ｒまたは左眼用シャッター２０６Ｌの透過率が最大値となる前の、透過率の相対値が約０．８の時点で、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間または左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間と重なっている点が、図１１の例と異なる。この場合も、図１４に示すように、眼鏡２０越しに測定される光強度は、ランプ輝度パルスＰＬに対応してパルス状に増加する部分を有する。これにより、図１０に示した眼鏡２０越しに測定される光強度を１フレーム期間において時間積分した値を１００とすると、図１４に示した眼鏡２０越しに測定される光強度を１フレーム期間において時間積分した値は１０４．４となり、４．４％増加する。即ち、眼鏡２０を介してユーザーに感知される画像の明るさが４．４％増加する。
図１３及び図１４に示した例でも、ランプ輝度パルスＰＬが、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間のいずれとも重ならない場合と比べて、眼鏡２０を介してユーザーに感知される画像の明るさが増加する。しかしながら、図１３及び図１４に示した例では、図１１及び図１２に示した例と比べると、眼鏡２０越しに測定される光強度の１フレーム期間の時間積分値が小さい。このように、ランプ輝度パルスＰＬが、右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間と重なっていても、ランプ輝度パルスＰＬと右眼用シャッター２０６Ｒが開の期間及び左眼用シャッター２０６Ｌが開の期間との位相関係によって、眼鏡２０越しに測定される光強度の１フレーム期間の時間積分値が変化する。従って、眼鏡２０越しに測定される光強度の１フレーム期間の時間積分値が極力大きくなるように、ランプ輝度パルスＰＬの位相（即ち、電流パルスＰＩの位相）をランプ駆動部１３のコントローラー１３３で調整するとよい。また、眼鏡２０越しに測定される光強度は、上述したように、ランプ輝度と眼鏡２０のシャッター２０Ｒ、２０Ｌの透過率の積に略比例する。したがって、ランプ輝度と眼鏡２０のシャッター２０Ｒ、２０Ｌの透過率の積の１フレーム期間の積分値が最大になるように、ピーク（電流パルスＰＩ）を有するランプ駆動電流をコントローラー１３３で制御するとよい。
２−２．変形例２
図１５は、変形例２に係る眼鏡２０の透過率及びランプ輝度を示す図である。また、図１６は、図１５に示した例において眼鏡２０越しに測定される光強度を示す図である。図１５の例では、ランプ輝度パルスＰＬの幅（即ち、電流パルスＰＩの幅ΔＴ）が、図１１に示したランプ輝度パルスＰＬの幅より広く（約３倍）、また、隣り合うランプ輝度パルスＰＬの間の部分における概ね一定のランプ輝度Ｌｍの値（ランプ輝度パルスＰＬの輝度Ｌｐに対する相対値）が、図１１に示した例におけるランプ輝度Ｌｍの値より小さい点が図１１に示した例と異なる。図１５の例でも、図１１に示した例と同様に、ランプ輝度パルスＰＬの立ち下がりと、右眼用シャッター２０６Ｒの透過率または左眼用シャッター２０６Ｌの透過率が最大値となる点とが概ね一致している。その結果、図１６に示すように、眼鏡２０越しに測定される光強度は、ランプ輝度パルスＰＬに対応してパルス状に増加する部分を有する波形となっている。これにより、図１０に示した眼鏡２０越しに測定される光強度を１フレーム期間において時間積分した値を１００とすると、図１６に示した眼鏡２０越しに測定される光強度を１フレーム期間において時間積分した値は１２０．８となり、２０．８％増加する。この値は、図１１の例に対応した図１２に示した眼鏡２０越しに測定される光強度を１フレーム期間において時間積分した値１０５．６よりも大きい。
このように、図１５及び図１６に示した例では、図１１及び図１２に示した例と比べて、隣り合うランプ輝度パルスＰＬの間の部分におけるランプ輝度Ｌｍの値が低下されているにも関わらず、ランプ輝度パルスＰＬの幅を増大したことにより、眼鏡２０越しに測定される光強度の１フレーム期間における時間積分値が向上している。従って、眼鏡２０を介してユーザーに感知される画像の明るさの向上と、ランプ消費電力の抑制とが両立される。また、隣り合うランプ輝度パルスＰＬの間の部分におけるランプ輝度Ｌｍを低下させることで、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌのいずれも閉の期間におけるランプ輝度（即ち、そのとき表示されている画像の輝度）が、右眼用シャッター２０６Ｒ及び左眼用シャッター２０６Ｌのいずれかが開状態にある期間に比べて低下する。これにより、シャッター２０６Ｒ及び２０６Ｌの開閉速度（即ち、液晶の応答速度）に制限があること等に起因して生じるクロストークが、当該期間においてランプ輝度Ｌｍを低下させない場合と比べて低減される。
２−３．変形例３
上記実施形態では、交流電流により駆動される高圧放電ランプとして超高圧水銀ランプを用いたが、本発明はこれに限定されない。例えば、高圧放電ランプを金属ハロゲン化物ランプとしてもよい。駆動電流が映像信号に同期したピークを含み、駆動電流の大きさに応じた輝度で発光するランプであれば、どのようなランプでもよい。
２−４．変形例４
上記実施形態では、赤外線発光部１６により、赤外線伝送でシャッター同期信号を眼鏡２０へ送信したが、本発明はこれに限らない。赤外線伝送以外の手段を使ってシャッター同期信号を送信してもよい。例えば、無線によりシャッター同期信号を送信してもよい。
２−５．変形例５
上記実施形態では、ランプ駆動電流の電流パルスＰＩが、交流のランプ駆動電流の各極性の半波の終了部分に生じるようにランプ駆動部１３の交流−直流変換器の出力電流を制御したが、本発明はこれに限定されない。電流パルスＰＩが、交流のランプ駆動電流の各極性の半波の開始部分や中間部分に生じるようにランプ駆動部１３の交流−直流変換器の出力電流を制御してもよい。また、ランプ駆動電流は矩形波状の交流電流にパルスが重畳されたものに限らず、三角波状または正弦波状の交流電流であってもよい。
２−６．変形例６
上記実施形態では、プロジェクター１０は、３つのライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ及び１００Ｂを用いた３板式プロジェクターであったが、本発明はこれに限定されない。ＲＧＢ各色の画素を有する１枚のカラー液晶パネルを用いた単板式プロジェクターであってもよい。
１…表示システム、１０…プロジェクター、１１…映像信号取得部、１２…映像信号処理部、１３…ランプ駆動部、１３１…交流−直流変換器、１３２…直流−交流変換器、１３３…コントローラー、１４…映像投射部、１５…同期信号生成部、１６…赤外線発光部、２０…眼鏡、２０１…フレーム、２０４…赤外線受光部、２０６Ｒ…右眼用シャッター、２０６Ｌ…左眼用シャッター、２１０…シャッター駆動部、１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ…ライトバルブ、２１０２…ランプユニット、２１０６…ミラー、２１０８…ダイクロイックミラー、２１１２…ダイクロイックプリズム、２１１４…投射レンズ群、２１２１…リレーレンズ系、２１２２…入射レンズ、２１２３…リレーレンズ、２１２４…出射レンズ、ＳＣ…スクリーン

Claims (3)

  1. 右眼用画像と左眼用画像が時分割で現れる３次元映像を物体に投射するための投射光を発するランプと、
    独立して開状態又は閉状態となる右眼用シャッター及び左眼用シャッターを有する眼鏡に、前記３次元映像の前記右眼用画像と前記左眼用画像の表示周期を表す信号に基づいて、前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターの開閉状態を制御するためのシャッター同期信号を送信する同期信号送信部と、
    前記３次元映像の前記右眼用画像と前記左眼用画像の表示周期を表す前記信号に基づいて、前記眼鏡の前記右眼用シャッターが開状態となっている期間と重なるピーク及び前記眼鏡の前記左眼用シャッターが開状態になっている期間と重なるピークを有する交流電流を前記ランプに供給するランプ駆動部と
    を有するプロジェクター。
  2. 前記ランプ駆動部によって供給される前記交流電流の前記ピークの前記３次元映像の前記右眼用画像と前記左眼用画像の表示周期を表す前記信号に対する位相が、前記ランプの輝度と前記右眼用シャッターまたは前記左眼用シャッターの透過率との積を予め定められた期間において時間積分した値が最大になるように設定されている
    ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
  3. 前記ランプ駆動部は、前記眼鏡の前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターのいずれもが閉状態にある期間において、前記右眼用シャッター及び前記左眼用シャッターのいずれかが開状態にある期間と比べて、前記ランプの輝度を低下させる
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
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