JP2016075826A - 画像投射装置、画像投射方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】コントラストを向上させることが可能な画像投射装置、画像投射方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】本発明は、光源部とカラーホイールと光変調素子とを備える画像投射装置であって、選択制御部を備える。光源部は、供給される電力に応じた明るさの光を発する。カラーホイールは、光源からの光を複数のカラーフィルタの各々から順に透過させる。光変調素子は、入力される映像データを表す入力信号に応じて、カラーホイールを透過した光の強度を変調して画像を形成する。選択制御部は、入力信号の輝度値が第１の閾値以下の場合は、第１のモードにおいて光源に供給する電力の経時的変化を表す第１のランプ波形、および、第１のモードに比べて画像の明るさが低い第２のモードにおいて光源に供給する電力の経時的変化を表す第２のランプ波形のうち、第２のランプ波形を選択する制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像投射装置、画像投射方法およびプログラムに関する。

従来、ＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタでは、映像モードごとに明るさや色味を変化させるために、供給される電力に応じた明るさの光を発する光源に供給する電力の経時的変化を表す波形（ランプ波形）をモードごとに変化させる手法が用いられている。

例えば特許文献１には、フォーカスを調整し易くするために、フォーカスを調整する際に最もコントラストの高いランプ波形に変更する技術が開示されている。プロジェクタのコントラストは、全画面白投影時の明るさと全画面黒投影時の明るさとの比として定義されている。

しかしながら、従来においては、全画面白投影時と全画面黒投影時で同じランプ波形を出力していたため、十分なコントラストを得ることができないという問題がある。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、供給される電力に応じた明るさの光を発する光源と、前記光源からの光を、円周方向に沿って配置された複数のカラーフィルタの各々から順に透過させるカラーホイールと、入力される映像データを表す入力信号に応じて、前記カラーホイールを透過した光の強度を変調して画像を形成する光変調素子と、を備える画像投射装置であって、前記入力信号の輝度値が第１の閾値以下の場合は、第１のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第１のランプ波形、および、前記第１のモードに比べて前記画像の明るさが低い第２のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第２のランプ波形のうち、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う選択制御部を備える。

本発明によれば、コントラストを向上させることができる。

図１は、実施形態のプロジェクタの斜視図である。 図２は、カラーホイールの一例を示す図である。 図３は、プロジェクタのハードウェア構成の一例を示す図である。 図４は、ランプ光源の構成の一例を示す図である。 図５は、メイン制御部の機能構成の一例を示す図である。 図６は、高輝度モード用のランプ波形の一例を示す図である。 図７は、色味重視モード用のランプ波形の一例を示す図である。 図８は、低輝度モード用のランプ波形の一例を示す図である。 図９は、明所比視感度を説明するための図である。 図１０は、色味重視モード用のランプ波形および低輝度モード用のランプ波形の各セグメントに対応する電流振幅比の一例を示す図である。 図１１は、プロジェクタの動作例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る画像投射装置、画像投射方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される画像投射装置としてのプロジェクタ（色順次方式のプロジェクタ）１の全体構成の一例を示す図である。図１に示すように、まずランプ光源（図１では不図示）が発した光は、カラーホイール２へ入射する。

図２は、本実施形態のカラーホイール２の一例を示す図である。カラーホイール２は、ランプ光源からの光を、円周方向に沿って配置された複数のカラーフィルタ（以下の説明では、「セグメント」と称する場合がある）の各々から順に透過させる。つまり、カラーホイール２は、ランプ光源からの白色光を複数の色の光に変換して時分割に出力する。図２の例では、カラーホイール２は、ランプ光源からの白色光を、シアン色の光に変換するシアン色のカラーフィルタと、白色光をそのまま透過させる白色（透明）のカラーフィルタと、白色光を赤色の光に変換する赤色のカラーフィルタと、白色光を黄色の光に変換する黄色のカラーフィルタと、白色光を緑色の光に変換する緑色のカラーフィルタと、白色光を青色の光に変換する青色のカラーフィルタと、白色光を藍色の光に変換する藍色のカラーフィルタとを有している。

なお、各カラーフィルタの形状は扇形であり、それぞれの中心角は予め定められた値に設定されている。図２の例では、シアン色のカラーフィルタの中心角は４０度、白色のカラーフィルタの中心角は９０度、赤色のカラーフィルタの中心角は６０度、黄色のカラーフィルタの中心角は３０度、緑色のカラーフィルタの中心角は６０度、青色のカラーフィルタの中心角は６０度、藍色のカラーフィルタの中心角は２０度に設定されているが、これに限られるものではない。

図１に戻って説明を続ける。カラーホイール２から出射される光はライトトンネル３を通過し、リレーレンズ４、シリンダミラー５、凹面ミラー６等の複数のミラーを経由して光変調素子７へ入射される。カラーホイール２から凹面ミラー６までを照明光学系と称する場合がある。

本実施形態では、光変調素子７は、複数のマイクロミラーからなる矩形状のミラー面を有し、入力される映像データを表す入力信号に応じて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の画像を形成するように投射光を加工して反射するＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）で構成されるが、これに限られるものではない。要するに、光変調素子７は、入力信号に応じて、カラーホイール２を透過した光の強度を変調して画像を形成する機能を有するものであればよい。ＤＭＤは、入力信号に応じて各マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦを切り替えることで、投射光学系へ供給する光を選別する。投射光学系へ供給された光は、複数の投射レンズ（不図示）を通って拡大され、スクリーンなどの投射面に投射される。時分割に投射される各色の画像が重畳されることで、１つのカラー画像が生成される。

図３は、本実施形態のプロジェクタ１のハードウェア構成の一例を示す図である。説明の便宜上、図３では、本発明を実現するのに必要な最低限の構成を例示しているが、プロジェクタ１が有する構成はこれに限られるものではない。図３に示すように、プロジェクタ１は、メイン制御部１０、ランプ制御部１１、光変調素子制御部１２、ランプ光源２０、カラーホイール２、光変調素子７を備える。

メイン制御部１０は、プロジェクタ１の動作を統括的に制御する。この例では、メイン制御部１０は、カラーホイール２、ランプ制御部１１および光変調素子制御部１２の各々に同期信号を送り、これらを同期させて駆動させることにより、時分割で各色の画像を生成する。メイン制御部１０の具体的な内容については後述する。

光変調素子制御部１２は、メイン制御部１０の制御の下、入力信号に応じて、カラーホイール２を透過した光の強度を変調して画像を形成するよう、光変調素子７を制御する。

ランプ光源２０は、供給される電力に応じた明るさの光を発する。より具体的には、図４に示すように、ランプ光源２０は、管球部３１と、管球部３１内に高圧で封入された水銀３２と、管球部３１内に設けられた一対の電極３３と、リフレクタ３４とを含む。ランプ光源２０は、一対の電極３３間の放電により水銀３２が発光することで、光源として機能する。この例では、ランプ光源２０は請求項の「光源」に対応している。また、この例では、ランプ光源２０は交流矩形波で駆動し、その出力はランプ制御部１１により制御される。

図３に戻って説明を続ける。ランプ制御部１１は、メイン制御部１０の制御の下、ランプ光源２０に供給する電力を制御する。この例では、ランプ制御部１１は、投射されるカラー画像（光変調素子７により形成されるカラー画像）の画質（明るさやコントラスト等）に応じた複数種類のモードごとに、ランプ光源２０に供給する電力の経時的変化を表すランプ波形を記録している。この例では、複数のモードとして、カラー画像の明るさが最大となる高輝度モード、カラー画像の色味を重視する色味重視モード、カラー画像の明るさが最小となる低輝度モードが設けられ、ランプ制御部１１は、各モードに対応するランプ波形を記録している。より具体的な内容は後述するが、ランプ制御部１１は、メイン制御部１０の制御の下、何れかのランプ波形を選択し、その選択したランプ波形に従って、ランプ光源２０に供給する電力を制御する。

次に、メイン制御部１０の具体的な内容について説明する。図５は、メイン制御部１０の機能構成の一例を示す図である。図５に示すように、メイン制御部１０は、入力信号受信部１０１と、輝度値検出部１０２と、選択制御部１０３とを有する。説明の便宜上、図５では、本発明に係る機能のみを例示しているが、メイン制御部１０が有する機能は、これらに限られるものではない。なお、この例では、メイン制御部１０は、ＣＰＵ、プログラムを記憶する記憶装置等を含むハードウェア構成を有しており、メイン制御部１０の各部の機能（入力受信部１０１、輝度値検出部１０２、選択制御部１０３）は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。ただし、これに限らず、例えばメイン制御部１０の各部の機能のうちの少なくとも一部が専用のハードウェア回路（例えば半導体集積回路等）で実現されてもよい。

入力信号受信部１０１は、外部から入力信号を受信する。輝度値検出部１０２は、入力信号受信部１０１で受信した入力信号の輝度値を検出する。例えば輝度値検出部１０２は、入力信号受信部１０１で受信した入力信号を、図２に示すカラーホイール２が有する複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データに分解し、各色の映像データに含まれる複数の画素（色情報を有する最小の単位）ごとに輝度値を検出することもできる。この輝度値の検出方法としては、公知の様々な技術を利用することができる。

選択制御部１０３は、入力信号の輝度値が第１の閾値以下の場合、第１のモードにおいてランプ光源２０に供給する電力の経時的変化を表す第１のランプ波形、および、第１のモードに比べて画像（投射されるカラー画像）の明るさが低い第２のモードにおいてランプ光源２０に供給する電力の経時的変化を表す第２のランプ波形のうち、第２のランプ波形を選択する制御を行う。また、選択制御部１０３は、入力信号の輝度値が第１の閾値を上回る場合、第１のランプ波形を選択する制御を行う。例えば上述の第１の閾値は、設定可能な最大の輝度値の５％であってもよい。本実施形態では、選択制御部１０３は、入力信号が黒色の映像データ（より詳しくは全画面が黒の映像データ）である場合は、第２のランプ波形を選択する制御を行う。また、選択制御部１０３は、入力信号が黒色の映像データでない場合（入力信号の輝度値が第１の閾値を上回ることに相当）は、第１のランプ波形を選択する制御を行う。

上述したように、本実施形態では、ランプ制御部１１は、高輝度モード用のランプ波形、色味重視モード用のランプ波形、および、低輝度モード用のランプ波形を記録している。ここでは、高輝度モードまたは色味重視モードが請求項の「第１のモード」に対応し、高輝度モード用のランプ波形または色味重視モード用のランプ波形が請求項の「第１のランプ波形」に対応していると考えることができる。第１のランプ波形とは、第１のモードにおいて、カラーホイール２の複数のカラーフィルタの各々に対してランプ光源２０からの光を照射する期間ごとに、ランプ光源２０に供給する電力の設定値を示す情報であると考えることもできる。なお、高輝度モードおよび色味重視モードのうちの一方のみが設けられる形態であってもよいし、高輝度モードおよび色味重視モード以外に、低輝度モードに比べて画像の明るさが高い１以上のモードがさらに設けられる形態であってもよい。

また、ここでは、低輝度モードが請求項の「第２のモード」に対応し、低輝度モード用のランプ波形が請求項の「第２のランプ波形」に対応していると考えることができる。第２のランプ波形とは、第１のモードに比べて画像の明るさが低い第２のモードにおいて、カラーホイール２の複数のカラーフィルタの各々に対してランプ光源２０からの光を照射する期間ごとに、ランプ光源２０に供給する電力の設定値を示す情報であると考えることもできる。

本実施形態では、選択制御部１０３は、入力信号が黒色の映像データである場合、ランプ制御部１１に対して、低輝度モード用のランプ波形（第２のランプ波形）を選択することを指示する（見方を変えれば、低輝度モードの選択を指示する）。この指示を受けたランプ制御部１１は、低輝度モード用のランプ波形を選択し、低輝度モード用のランプ波形に従って、ランプ光源２０に供給する電力を制御する。また、本実施形態では、選択制御部１０３は、入力信号が黒色の映像データではない場合、ランプ制御部１１に対して、高輝度モード用のランプ波形または色味重視モード用のランプ波形（第１のランプ波形）を選択することを指示する（見方を変えれば、高輝度モードまたは色味重視モードの選択を指示する）。例えばユーザによって、高輝度モードまたは色味重視モードの何れかが予め指定（選択）されていた場合は、選択制御部１０３は、ランプ制御部１１に対して、その指定されていた方のモードのランプ波形を選択することを指示する。この指示を受けたランプ制御部１１は、当該指示に従って、高輝度モード用のランプ波形または色味重視モード用のランプ波形を選択し、選択したランプ波形に従って、ランプ光源２０に供給する電力を制御する。

本実施形態では、ランプ制御部１１は、選択制御部１０３により選択されたランプ波形（第１のランプ波形または第２のランプ波形）に従って、ランプ光源２０に供給する電力を制御していると考えることができる。つまり、この例では、ランプ制御部１１は、請求項の「光源制御部」に対応していると考えることができる。

図６は、高輝度モード用のランプ波形の１周期分を示す図であり、図７は、色味重視モード用のランプ波形の１周期分を示す図であり、図８は、低輝度モード用のランプ波形の１周期分を示す図である。ランプ波形は、カラーホイール２の各色に対応するセグメント（カラーフィルタ）に対してランプ光源２０からの光を照射する期間ごとに、ランプ光源２０に供給する電力の値（設定値）を示している（図６〜図８の例では電流振幅比の設定値を示している）。そして、ランプ波形を切り替えることにより、色の明るさのバランスを変えることができる。一般的には、各色に対応するセグメントに対してランプ光源２０からの光を照射する期間ごとに、１つの電流振幅比が設定されているが、これに限らず、例えば１つのセグメントにランプ光源２０からの光を照射する期間に対して、複数の電流振幅比を設定することもできる。なお、ランプ波形の１周期分のパワー（電力量）は決まっているため、平均の電流振幅比は１００％になる。

図９は、明所比視感度について説明するための図である。比視感度とは、光のエネルギーが同じ場合において、各波長の、人の目が明るさを感じる強度を表す。明所では波長５５５ｎｍがピークとなっており、比視感度はその最大感度からの比率となっている。ピークからずれた赤色、青色の波長では、人の目には暗く感じられ、ピークを含む緑色の波長では、人の目には明るく感じられる。つまり、カラーホイール２の赤色および青色のセグメントを通過した光は、人の目には暗く感じられ、白色、緑色、シアンおよび黄色のセグメントを通過した光は、人の目には明るく感じられる。そのため、赤色および青色のセグメントに対応する電流振幅比を増加させ、白色、緑色、シアンおよび黄色のセグメントに対応する電流振幅比を減少させれば、全体のカラー画像の明るさは低くなる（暗くなる）。

ここで、プロジェクタ１のコントラストは、全画面白投影時の明るさと全画面黒投影時の明るさとの比として定義されている。本実施形態では、全画面黒投影時に、投射されるカラー画像の明るさが低くなるランプ波形（第２のランプ波形）に切り替えることを特徴の一つとしている。これにより、コントラストを向上させることができる。

本実施形態では、第２のランプ波形（この例では低輝度モード用のランプ波形）は、赤色に対応するカラーフィルタ、および、青色に対応するカラーフィルタのうちの少なくとも一方に対してランプ光源２０からの光を照射する期間においてランプ光源２０に供給する電力の値が、第１のランプ波形（この例では、高輝度モード用のランプ波形または色味重視モード用のランプ波形）に比べて大きい値になるように設定される。より具体的には、第２のランプ波形は、波長５５５ｎｍの透過率５％以下のカラーフィルタに対してランプ光源２０からの光を照射する期間においてランプ光源２０に供給する電力の値が、第１のランプ波形に比べて大きい値になるように設定される。また、第２のランプ波形は、波長５５５ｎｍの透過率９０％以上のカラーフィルタに対してランプ光源２０からの光を照射する期間においてランプ光源２０に供給する電力の値が、第１のランプ波形に比べて小さい値になるように設定される。以下、具体的に説明する。

本実施形態では、高輝度モード用のランプ波形は、波長５５５ｎｍの透過率が９０％以上の白、黄、緑およびシアンのセグメント（カラーフィルタ）に対応する電流振幅比を高い値に設定し、波長５５５ｎｍの透過率が５％以下の赤、青および藍のセグメントに対応する電流振幅比を低い値に設定している。また、色味重視モード用のランプ波形は、白のセグメントに対応する電流振幅比を低い値に設定し、他の明るくしたい色に対応する電流振幅比を高い値に設定している。また、低輝度モード用のランプ波形は、波長５５５ｎｍの透過率が９０％以上の白、黄、緑およびシアンのセグメントに対応する電流振幅比を低い値に設定し、波長５５５ｎｍの透過率が５％以下の赤、青および藍のセグメントに対応する電流振幅比を高い値に設定している。なお、ランプ保護のため、図８に示す低輝度モード用のランプ波形の青のセグメントのように、当該セグメントに対してランプ光源２０からの光が照射される期間の途中で電流振幅比を変えてもよい。

以下では、第１のランプ波形として、色味重視モード用のランプ波形を例に挙げて説明する。図１０は、各セグメントの角度（中心角）、色味重視モード用のランプ波形（第１のランプ波形）の各セグメントに対応する電流振幅比、低輝度モード用のランプ波形（第２のランプ波形）の各セグメントに対応する電流振幅比の一例を示す図である。

ここで、第ｎ番目のセグメントの角度をθｎ、電流振幅比をＡｎとし、セグメント全体の平均電流振幅比Ａ_ａｖｅを、以下の式１のように定義する。

まず、色味重視モード用のランプ波形に着目する。色味重視モード用のランプ波形において、セグメント全体の平均電流振幅比Ａ_ａｖｅは、以下の式２のように「１００」と求めることができる。

また、色味重視モード用のランプ波形において、波長５５５ｎｍの透過率が９０％以上の白、黄、緑およびシアンのセグメントの平均電流振幅比Ａ’_ａｖｅは、以下の式３のように「８４．５」と求めることができる。

さらに、色味重視モード用のランプ波形において、波長５５５ｎｍの透過率が５％以下の赤、青および藍のセグメントの平均電流振幅比Ａ’’_ａｖｅは、以下の式４のように「１２４」と求めることができる。

次に、低輝度モード用のランプ波形に着目する。低輝度モード用のランプ波形において、波長５５５ｎｍの透過率が９０％以上の白、黄、緑およびシアンのセグメントの平均電流振幅比Ｂ’_ａｖｅは、以下の式５のように「６７．２」と求めることができ、色味重視モード用のランプ波形における値（式３により得られた「８４．５」）よりも低い値であることが分かる。このように波長５５５ｎｍの透過率が９０％以上のセグメントの平均電流振幅比が大幅に下がっている場合は、カラー画像が低輝度になる波形だと判断できる。

また、低輝度モード用のランプ波形において、波長５５５ｎｍの透過率が５％以下の赤、青および藍のセグメントの平均電流振幅比Ｂ’’_ａｖｅは、以下の式６のように「１５１」と求めることができ、色味重視モード用のランプ波形における値（式４により得られた「１２４」）よりも高い値であることが分かる。このように波長５５５ｎｍの透過率が５％以下のセグメントの平均電流振幅比が大幅に上がっている場合は、カラー画像が低輝度になる波形だと判断できる。

なお、ランプ波形の電流振幅比には上限、下限が設けられており、本実施形態では、第２のランプ波形は、赤色に対応するカラーフィルタ、および、青色に対応するカラーフィルタのうちの少なくとも一方に対してランプ光源２０からの光を照射する期間においてランプ光源２０に供給する電力の値が、設定可能な最大値の９０％以上になるように設定される。また、本実施形態では、第２のランプ波形は、白色に対応するカラーフィルタに対してランプ光源２０からの光を照射する期間においてランプ光源２０に供給する電力の値が、設定可能な最低値の１１０％以下になるように設定される。

次に、図１１を用いて、本実施形態のプロジェクタ１の動作例を説明する。図１１のステップＳ１では、ランプ制御部１１は、第１のランプ波形（この例では、高輝度モード用のランプ波形または色味重視モード用のランプ波形）を選択しており、第１のランプ波形に従って、ランプ光源２０に供給する電力を制御していることを前提としている。つまり、ランプ光源２０は、第１のランプ波形で駆動していることを前提とする。次に、メイン制御部１０の輝度値検出部１０２は、入力信号受信部１０１で入力信号を受信するたびに、その受信した入力信号の輝度値を検出する（ステップＳ２）。上述したように、例えば輝度値検出部１０２は、入力信号受信部１０１で受信した入力信号を、図２に示すカラーホイール２が有する複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データに分解し、各色の映像データに含まれる複数の画素ごとに輝度値を検出することができる。

次に、メイン制御部１０の選択制御部１０３は、ステップＳ２の検出結果に基づいて、入力信号が黒色の映像データであるか否かを判断する（ステップＳ３）。例えばステップＳ２において、輝度値検出部１０２が、入力信号を構成する、カラーホイール２の複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データの全ての画素の輝度値が０％（設定可能な最大の輝度値を１００％とする）であることを検出した場合、選択制御部１０３は、当該入力信号は全画面が黒の映像データであると判断することができる。ステップＳ３の結果が否定の場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、ステップＳ１以降の処理が繰り返される。一方、ステップＳ３の結果が肯定の場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、選択制御部１０３は、第２のランプ波形を選択する制御を行う（ステップＳ４）。上述したように、選択制御部１０３は、ランプ制御部１１に対して、第２のランプ波形を選択することを指示する。この指示を受けたランプ制御部１１は、第２のランプ波形を選択し（第１のランプ波形から第２のランプ波形に切り替え）、第２のランプ波形に従ってランプ光源２０に供給する電力を制御する。これにより、プロジェクタ１のモードは、第１のランプ波形でランプ光源２０を駆動する第１のモード（この例では高輝度モードまたは色味重視モード）から、第２のランプ波形でランプ光源２０を駆動する第２のモード（この例では低輝度モード）に切り替わる。

なお、この例では、選択制御部１０３は、上述のステップＳ３において、入力信号受信部１０１で受信した入力信号が黒色の映像データであると判断した場合、直ちに第２のランプ波形を選択する制御を行っている。つまり、全画面が黒の映像データが１フレーム入力されただけでもランプ波形の切り替えが行われることになるが、投射される画像（カラー画像）の明るさが頻繁に変化すると、観察者の目にちらつき現象（フリッカ）が認識されてしまうおそれがある。そのため、例えば選択制御部１０３は、一定期間にわたって、入力信号受信部１０１で受信した入力信号が黒色の映像データである状態が継続した場合（例えば予め定められた数のフレーム数にわたって連続して受信した入力信号が全て黒色の映像データであった場合）に、第２のランプ波形を選択する制御を行う形態であってもよい。

上述のステップＳ４の後、再び輝度値検出部１０２は、入力信号受信部１０１で入力信号を受信するたびに、その受信した入力信号の輝度値を検出する（ステップＳ５）。そして、選択制御部１０３は、ステップＳ５の検出結果に基づいて、入力信号が黒色の映像データであるか否かを判断する（ステップＳ６）。ステップＳ６の結果が否定の場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、選択制御部１０３は、第１のランプ波形を選択する制御を行う（ステップＳ７）。この例では、選択制御部１０３は、ランプ制御部１１に対して、第２のランプ波形を選択する直前に選択していた第１のランプ波形（高輝度モード用のランプ波形または色味重視モード用のランプ波形）を選択することを指示する。ランプ制御部１１は、選択制御部１０３からの指示に従って第１のランプ波形を選択し（第２のランプ波形から第１のランプ波形に切り替え）、選択した第１のランプ波形に従って、ランプ光源２０に供給する電力を制御する。これにより、プロジェクタ１のモードは再び第１のモードに切り替わる。

一方、ステップＳ６の結果が肯定の場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、選択制御部１０３は、第２のランプ波形でランプ光源２０を駆動する第２のモードを継続し（ステップＳ８）、ステップＳ５以降の処理が繰り返される。

以上に説明したように、本実施形態では、入力信号が黒色の映像データである場合は、第１のモード（この例では高輝度モードまたは色味重視モード）においてランプ光源２０に供給する電力の経時的変化を表す第１のランプ波形、および、第１のモードに比べてカラー画像の明るさが低い第２のモード（この例では低輝度モード）においてランプ光源２０に供給する電力の経時的変化を表す第２のランプ波形のうち、第２のランプ波形を選択する制御を行う。すなわち、全画面黒投影時に、投射されるカラー画像の明るさが低くなるランプ波形に切り替えることにより、プロジェクタ１のコントラストを向上させることができるという有利な効果を達成できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、上述の実施形態そのまま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構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

また、本実施形態のプロジェクタ１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ＲＯＭ等の不揮発性の記録媒体に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

（変形例）
以下、変形例を記載する。なお、以下に記載する変形例は、上述の実施形態と任意に組み合わせることもできるし、変形例同士を任意に組み合わせることもできる。

上述の実施形態では、選択制御部１０３は、入力信号が黒色の映像データである場合（つまり、入力信号の輝度値が０％の場合）は、第２のランプ波形を選択する制御を行っているが、これに限らず、例えば選択制御部１０３は、入力信号の輝度値が、設定可能な最大の輝度値の５％以下の場合、第２のランプ波形を選択する制御を行う形態であってもよい。要するに、選択制御部１０３は、入力信号の輝度値が第１の閾値以下の場合は、第２のランプ波形を選択する制御を行う形態であればよい。

例えば選択制御部１０３は、入力信号を構成する、カラーホイール２の複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データの各々において最大の値を示す輝度値が全て第１の閾値以下の場合、第２のランプ波形を選択する制御を行うこともできる。

また、例えば選択制御部１０３は、入力信号を構成する、複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データのうちの一部の色の映像データの輝度値が第１の閾値以下の場合、第２のランプ波形を選択する制御を行うこともできる。例えば選択制御部１０３は、入力信号を構成する、複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データのうち、波長５５５ｎｍの透過率９０％以上のカラーフィルタに対応する色の映像データの輝度値が第１の閾値以下の場合、第２のランプ波形を選択する制御を行うこともできる。

また、例えば選択制御部１０３は、複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データの輝度値の平均値が第１の閾値以下の場合、第２のランプ波形を選択する制御を行うこともできる。

また、入力信号の輝度値の検出は、画面全体を対象としてもよいし、画面の一部を対象としてもよい。例えば入力信号の画面のうち、プロジェクタ１側で予め用意しているメニュー画面などの映像データが重畳される領域以外の領域を対象として輝度値を検出することもできる。

また、例えば選択制御部１０３は、入力信号が表す映像データに含まれる複数の画素のうち、輝度値が第１の閾値以下である画素の数が第２の閾値以下の場合は、第２のランプ波形を非選択とする制御を行うこともできる。

また、例えば第２のランプ波形の選択の適用は、入力信号の輝度値が第１の閾値以下であることを検出した即時でもよいし、その状態が一定期間にわたって継続した場合でもよい。つまり、選択制御部１０３は、一定期間にわたって、入力信号の輝度値が第１の閾値以下である状態が継続した場合、第２のランプ波形を選択する制御を行うこともできる。

また、例えば選択制御部１０３は、入力信号の輝度値に応じて、ランプ光源２０の平均電力を可変に制御し、ランプ光源２０の平均電力が第３の閾値（第１の閾値に対応する値）以下の場合、第２のランプ波形を選択する制御を行うこともできる。その際、ランプ波形の切り替えは、ランプ光源２０の電力が一定時間経過後に安定してから行ってもよい。

また、例えば選択制御部１０３は、第２のランプ波形の選択に合わせて、入力信号の輝度値と、投射される画像（カラー画像）の明るさとの対応関係を示すγ特性を切り替える制御を行うこともできる。

１ プロジェクタ
２ カラーホイール
３ ライトトンネル
４ リレーレンズ
５ シリンダミラー
６ 凹面ミラー
７ 光変調素子
１０ メイン制御部
１１ ランプ制御部
１２ 光変調素子制御部
１０１ 入力信号受信部
１０２ 輝度値検出部
１０３ 選択制御部

特許第５４９４４１５号公報

Claims (18)

1. 供給される電力に応じた明るさの光を発する光源と、
   前記光源からの光を、円周方向に沿って配置された複数のカラーフィルタの各々から順に透過させるカラーホイールと、
   入力される映像データを表す入力信号に応じて、前記カラーホイールを透過した光の強度を変調して画像を形成する光変調素子と、を備える画像投射装置であって、
   前記入力信号の輝度値が第１の閾値以下の場合は、第１のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第１のランプ波形、および、前記第１のモードに比べて前記画像の明るさが低い第２のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第２のランプ波形のうち、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う選択制御部を備える、
   画像投射装置。
2. 前記選択制御部は、前記入力信号の輝度値が第１の閾値を上回る場合は、前記第１のランプ波形を選択する制御を行う、
   請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記第１の閾値は、設定可能な最大の輝度値の５％である、
   請求項１または２に記載の画像投射装置。
4. 前記選択制御部は、前記入力信号が黒色の映像データである場合、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う、
   請求項１乃至３のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
5. 前記第２のランプ波形は、赤色に対応するカラーフィルタ、および、青色に対応するカラーフィルタのうちの少なくとも一方に対して前記光源からの光を照射する期間において前記光源に供給する電力の値が、前記第１のランプ波形に比べて大きい値になるように設定される、
   請求項１乃至４のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
6. 前記第２のランプ波形は、波長５５５ｎｍの透過率５％以下のカラーフィルタに対して前記光源からの光を照射する期間において前記光源に供給する電力の値が、前記第１のランプ波形に比べて大きい値になるように設定される、
   請求項１乃至５のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
7. 前記第２のランプ波形は、波長５５５ｎｍの透過率９０％以上のカラーフィルタに対して前記光源からの光を照射する期間において前記光源に供給する電力の値が、前記第１のランプ波形に比べて小さい値になるように設定される、
   請求項１乃至６のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
8. 前記第２のランプ波形は、赤色に対応するカラーフィルタ、および、青色に対応するカラーフィルタのうちの少なくとも一方に対して前記光源からの光を照射する期間において前記光源に供給する電力の値が、設定可能な最大値の９０％以上になるように設定される、
   請求項１乃至７のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
9. 前記第２のランプ波形は、白色に対応するカラーフィルタに対して前記光源からの光を照射する期間において前記光源に供給する電力の値が、設定可能な最低値の１１０％以下になるように設定される、
   請求項１乃至８のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
10. 前記第２のモードは、前記画像の明るさが最小となるモードである、
    請求項１乃至９のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
11. 前記選択制御部により選択されたランプ波形に従って、前記光源に供給する電力を制御する光源制御部をさらに備える、
    請求項１乃至１０のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
12. 前記選択制御部は、前記入力信号を構成する、前記複数のカラーフィルタと１対１に対応する複数の色の映像データのうち、波長５５５ｎｍの透過率９０％以上のカラーフィルタに対応する色の映像データの輝度値が前記第１の閾値以下の場合、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う、
    請求項１乃至１１のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
13. 前記選択制御部は、前記入力信号が表す映像データに含まれる複数の画素のうち、輝度値が前記第１の閾値以下である画素の数が第２の閾値以下の場合は、前記第２のランプ波形を非選択とする制御を行う、
    請求項１乃至１２のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
14. 前記選択制御部は、一定期間にわたって、前記入力信号の輝度値が前記第１の閾値以下である状態が継続した場合、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う、
    請求項１乃至１３のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
15. 前記選択制御部は、前記入力信号の輝度値に応じて、前記光源の平均電力を可変に制御し、
    前記光源の平均電力が第３の閾値以下の場合、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う、
    請求項１乃至１４のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
16. 前記選択制御部は、前記第２のランプ波形の選択に合わせて、前記入力信号の輝度値と、前記画像の明るさとの対応関係を示すγ特性を切り替える制御を行う、
    請求項１乃至１５のうちの何れか１項に記載の画像投射装置。
17. 供給される電力に応じた明るさの光を発する光源と、
    前記光源からの光を、円周方向に沿って配置された複数のカラーフィルタの各々から順に透過させるカラーホイールと、
    入力される映像データを表す入力信号に応じて、前記カラーホイールを透過した光の強度を変調して画像を形成する光変調素子と、を備える画像投射装置による画像投射方法であって、
    前記入力信号の輝度値が第１の閾値以下の場合、第１のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第１のランプ波形、および、前記第１のモードに比べて前記画像の明るさが低い第２のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第２のランプ波形のうち、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う選択制御ステップを含む、
    画像投射方法。
18. 供給される電力に応じた明るさの光を発する光源と、
    前記光源からの光を、円周方向に沿って配置された複数のカラーフィルタの各々から順に透過させるカラーホイールと、
    入力される映像データを表す入力信号に応じて、前記カラーホイールを透過した光の強度を変調して画像を形成する光変調素子と、を備える画像投射装置に、
    前記入力信号の輝度値が第１の閾値以下の場合、第１のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第１のランプ波形、および、前記第１のモードに比べて前記画像の明るさが低い第２のモードにおいて前記光源に供給する電力の経時的変化を表す第２のランプ波形のうち、前記第２のランプ波形を選択する制御を行う選択制御ステップを実行させるためのプログラム。

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