JP2014066805A - プロジェクター、及び、プロジェクターにおける発光制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光源からの投射光のホワイトバランスを適切に調整できるプロジェクター、及び、プロジェクターにおける発光制御方法を提供する。
【解決手段】プロジェクター１は、レーザー光源４２、４３の、明るさとデューティー比とを関連付けて記憶するとともに、投射部２０から投射される変調光２８のホワイトバランスを整えるための各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値１５ｂを記憶する記憶部１５と、いずれかのレーザー光源４２、４３の特性に基づいて複数のレーザー光源４２、４３に共通する基準の明るさを求め、この基準の明るさに変調光２８の階調値と各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値とを適用した明るさに関連付けられたデューティー比に基づいて各々のレーザー光源４２、４３の発光量を調整する発光制御部１８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の光源を用いて投射面に画像を投射するプロジェクター、及び、プロジェクターにおける発光制御方法に関する。

従来、光源からの光を入力画像に基づいて変調し、投射レンズを介してスクリーンに投射するプロジェクターが知られている。また、プロジェクターにおいては、光源を交換した場合に光源の特性が変化することでホワイトバランスが変化したり、光源の経時的な特性（照度）変化によってホワイトバランスが変化したりすることが知られている。そのため、実際にスクリーンに投射される画像のホワイトバランスを適切な状態に調整する機能を備えたプロジェクターが提案された（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、ＬＥＤやレーザー等、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御により輝度を調整することができる光源を用いたプロジェクターが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−１４０８３９号公報 特開２０１０−０５１０６８号公報

ところで、ＰＷＭ制御により輝度を調整することができる光源を用いたプロジェクターでは、光源の点灯／消灯を短い時間で変化させる間欠発光制御を行うことで投射画像の視認性を向上させているものがある。しかしながら、複数の光源を用いて投射面に画像を投射する場合、光源のデューティー比に対する明るさが、光源毎に均一とは限らない。そのため、間欠駆動制御とＰＷＭ制御とを行いつつ、複数の光源からの投射光のホワイトバランスを適切に調整するのは容易ではなかった。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、複数の光源からの投射光のホワイトバランスを適切に調整できるプロジェクター、及び、プロジェクターにおける発光制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の光源と、前記複数の光源が発する光を変調する変調手段と、を備え、前記変調手段で変調された変調光を投射する投射部と、前記光源の、明るさとデューティー比とを関連付けて記憶するとともに、前記投射部から投射される変調光のホワイトバランスを整えるための各々の前記光源の発光量の調整値を記憶する記憶手段と、いずれかの前記光源の特性に基づいて前記複数の光源に共通する基準の明るさを求め、この基準の明るさに前記変調光の階調値と各々の前記光源の発光量の調整値とを適用した明るさに関連付けられた前記デューティー比に基づいて各々の前記光源の発光量を調整する発光量調整手段とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数の光源の発光量を全体的に調整する際に、いずれかの光源の特性に基づいて基準の明るさを求めて制御するので、基準の明るさを適正な明るさとすることで、全ての光源の発光量を、ホワイトバランスの調整に適した発光量にすることができる。これにより、ホワイトバランスを適正に調整でき、高品位の画像を投射できる。

また、本発明は、上記のプロジェクターであって、前記発光量調整手段は発光量が低い前記光源の特性に基づいて前記複数の光源に共通する基準の明るさを求めることを特徴とする。
本発明によれば、複数の光源を間欠発光させる場合に、発光量が最も低い光源に基づいて間欠発光のデューティー比に対応する基準の明るさを求めるので、全ての光源の発光量がホワイトバランスの調整可能な範囲内に保たれる。このため、確実に、ホワイトバランスを適正な状態に保てる。

また、本発明は、上記のプロジェクターであって、前記発光量調整手段は、指定されたデューティー比により前記光源を間欠発光させる制御と、ＰＷＭ制御により前記光源の明るさを調整する制御とを実行することにより、前記光源の発光量を調整することを特徴とする。
本発明によれば、間欠制御とＰＷＭ制御とを組み合わせて光源の発光量を調整する場合に、ホワイトバランスを適正に調整できる。

また、本発明は、上記のプロジェクターであって、前記発光量調整手段は、基準の明るさに前記変調光の階調値と各々の前記光源の発光量の調整値とを適用した前記明るさに関連付けられた前記デューティー比に基づいて、各々の前記光源のＰＷＭ制御のデューティー比を求め、前記光源の発光を制御することを特徴とする。
本発明によれば、ＰＷＭ制御により、ホワイトバランスを適正な状態に保ちつつ、各光源の発光量を容易に調整できる。

また、本発明は、上記のプロジェクターであって、いずれかの前記光源の光から色変換及び／又は分光により複数の色光を生成する色光変換手段を備えることを特徴とする。
本発明によれば、色変換や分光により一つの光源から複数の色光を生成する構成において、ホワイトバランスを適切に調整できる。

また、本発明は、複数の光源と、前記複数の光源が発する光を変調する変調手段と、前記変調手段で変調された変調光を投射する投射部と、を備えたプロジェクターにおける発光制御方法であって、前記光源の、明るさとデューティー比とを関連付けて記憶手段に記憶するとともに、当該記憶手段に前記投射部から投射される変調光のホワイトバランスを整えるための各々の前記光源の発光量の調整値を記憶し、いずれかの前記光源の特性に基づいて前記複数の光源に共通する基準の明るさを求め、この基準の明るさに前記変調光の階調値と各々の前記光源の発光量の調整値とを適用した明るさに関連付けられた前記デューティー比に基づいて各々の前記光源の発光量を調整する。
本発明によれば、複数の光源の発光量を全体的に調整する際に、いずれかの光源の特性に基づいて基準の明るさを求めて制御するので、基準の明るさを適正な明るさとすることで、全ての光源の発光量を、ホワイトバランスの調整に適した発光量にすることができる。これにより、ホワイトバランスを適正に調整でき、高品位の画像を投射できる。

本発明によれば、プロジェクターの光源の発光量を、いずれかの光源の特性に基づいて基準の明るさを求めて制御するので、全ての光源の発光量を、ホワイトバランスの調整に適した発光量にすることができ、複数の光源からの投射光のホワイトバランスを適切に調整できる。

プロジェクターの機能ブロック図である。 レーザー光源の明るさとデューティー比との関係の一例を示す図である。 ＰＷＭ信号、間欠発光信号、及び、パルス信号の例を示す図表である。 変調光の階調値を変更する際の制御部の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を適用した実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るプロジェクター１の機能的構成を示すブロック図である。スクリーンＳＣ（投射面）に画像を投射する表示装置としてのプロジェクター１は、ＰＣ等のコンピューターや各種画像プレーヤー等の外部の画像供給装置（図示略）に、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）１１を介して接続され、インターフェイス１１に入力されるデジタル画像データに基づく画像をスクリーンＳＣに投射する。

プロジェクター１は、光学的な画像の形成を行う投射部２０と、この投射部２０に入力される画像信号を電気的に処理する画像処理系とを備え、これらの各部は制御部１０の制御に従って動作する。
投射部２０は、光源部２１、光変調装置（変調手段）２２、及び投射光学系２３を備えている。光源部２１は、ＬＥＤやレーザー光源等のパルス信号により輝度をＰＷＭ制御可能な光源を備えている。本実施形態では、青色レーザー光を発する２つの青色半導体レーザー素子を用いたレーザー光源４２、４３を備えた構成を例示する。なお、レーザー光源４２、４３は複数の半導体素子を備え、複数のレーザー光を発するものであってもよい。また、プロジェクター１は、レーザー光源４２、４３をＰＷＭ制御することで、スクリーンＳＣが暗い時にはレーザー光源４２、４３の輝度を暗くする光量調整を行い、スクリーンＳＣが明るい時にはレーザー光源４２、４３の輝度を明るくする光量調整を行うことで、ダイナミックコントラストを向上させることができる機能を有する。また、プロジェクター１は、レーザー光源４２、４３の点灯／消灯を短い時間で変化させる間欠発光を行うことで、２Ｄ画像の投射時に動画視認性を向上させるとともに、３Ｄ画像の投射時にクロストークを軽減させる機能を有する。

光変調装置２２は、後述する画像処理系からの信号を受けて、光源部２１が発した光を変調する。光変調装置２２により変調された変調光（画像光）２３ａ，２３ｂ，２３ｃは、投射光学系２３に導かれる。光変調装置２２の具体的な構成としては、例えば、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型の液晶ライトバルブを用いた方式が挙げられる。本実施形態では、ＲＧＢの３色の色光に対応した３枚の透過型の液晶パネル、すなわち青色光Ｂを変調する液晶パネル２２ａ、赤色光Ｒを変調する液晶パネル２２ｂ、及び、緑色光Ｇを変調する液晶パネル２２ｃを備えた構成とする。光変調装置２２が備える液晶パネル２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、後述する液晶パネルドライバー３３によって駆動され、各液晶パネルにマトリクス状に配置された各画素における光の透過率を変化させることにより、画像を形成する。

光変調装置２２により変調されたＲＧＢの各色光は不図示のクロスダイクロイックプリズムにより合成されて、投射光学系２３に導かれる。
投射光学系２３は、図示は省略するが、光変調装置２２で変調された変調光２３ａ，２３ｂ，２３ｃをスクリーンＳＣ上に投射して結像させるためのレンズ群である投射レンズと、投射レンズの絞りの状態、ズームの状態、シフト位置等の投射光学系２３の状態を変化させる各種機構が設けられている。また、投射光学系２３は、投射光学系２３の状態を変化させる機構を制御し駆動する投射光学系駆動部（光学系調整手段）３４に接続されている。

光源部２１には、レーザー光源４２、４３の発光を制御するパルス信号Ｐ２，Ｐ３を出力するパルス出力部５２が接続されている。パルス出力部５２は、ＰＷＭ信号生成部５０と、間欠発光信号生成部５１とを備えている。プロジェクター１は、レーザー光源４２、４３に対して間欠発光制御と、ＰＷＭ制御とを行うことで、動画視認性の向上と、３Ｄ画像投射時のクロストークの軽減と、投射画像の明るさ調整とを、実現することができるように構成されている。

パルス出力部５２は、制御部１０から入力される制御信号Ｐ１に基づいて、パルス信号Ｐ２，Ｐ３を生成して出力する。
図２は、レーザー光源４２、４３の明るさとデューティー比との関係の一例を示す図である。
パルス出力部５２は、図２に示すように、ＰＷＭ信号生成部５０により生成されるＰＷＭ信号と、間欠発光信号生成部５１により生成される間欠発光信号とを合成する。例えば、間欠発光のデューティー比が６０％の間欠発光信号と、ＰＷＭのデューティー比が２５％のＰＷＭ信号とが合成されたパルス信号Ｐ２，Ｐ３の最終波形では、６０％のレーザー光源４２、４３の点灯時に、さらにデューティー比が２５％のＰＷＭ波形駆動を行う。つまり、デューティー比が６０％の間欠発光信号と、デューティー比が２５％のＰＷＭ信号とが合成されたレーザー光源４２、４３の最終トータルデューティー比は、６０％×２５％＝１５％となり、レーザー光源４２、４３は、最大出力時の発光量の１５％の発光量で発光する。

光源部２１は、パルス出力部５２からパルス信号Ｐ２が入力されるレーザー光源ドライバー（光源駆動手段）４０と、パルス出力部５２からパルス信号Ｐ３が入力されるレーザー光源ドライバー（光源駆動手段）４１とを備えている。レーザー光源ドライバー４０は、パルス信号Ｐ２に従ってレーザー光源４２に電源を供給し、その電源によってレーザー光源４２を発光させる。レーザー光源ドライバー４１は、パルス信号Ｐ３に従ってレーザー光源４３に電源を供給し、その電源によってレーザー光源４３を発光させる。

レーザー光源４２は、レーザー光源ドライバー４０によって駆動されて青色レーザー光４２ａを発し、この青色レーザー光４２ａは拡散板４４を経て拡散される。拡散されたレーザー光は青色光２０ａとして光変調装置２２の液晶パネル２２ａに入射し、液晶パネル２２ａによって変調される。一方、レーザー光源４３はレーザー光源ドライバー４１によって駆動され、レーザー光源４２と同様に青色レーザー光を発する。レーザー光源４３が発した青色レーザー光は、蛍光体ホイール４５の蛍光体に当たって黄色光４５ａに変換され、分光部４６に入射する。分光部４６は、黄色光４５ａを波長成分により分離し、分離された赤色光２０ｂ及び緑色光２０ｃは、それぞれ液晶パネル２２ｂ及び液晶パネル２２ｃに入射する。つまり、蛍光体ホイール４５及び分光部４６は、光源部２１において、レーザー光源４３が発する光から複数の色光を生成する色光変調手段としての機能を備える。

パルス出力部５２は、制御部１０から入力される制御信号Ｐ１に従って、レーザー光源４２、４３をＰＷＭ制御、及び、間欠発光制御することにより、レーザー光源４２、４３を点灯させ、かつ、レーザー光源４２、４３の輝度を所望の輝度に調整する機能を有する。パルス出力部５２は、制御部１０から入力される制御信号Ｐ１に従って、パルス周波数と、パルス幅（オン期間）とを指定するパルス信号Ｐ２、Ｐ３を生成し、不図示のリミッターを介して光源部２１に出力する。
レーザー光源ドライバー４０、４１は、パルス信号Ｐ２、Ｐ３のパルスがオンに立ち上がるとレーザー光源４２、４３を点灯させ、パルスがオフに下がるとレーザー光源４２、４３を消灯させる。

また、プロジェクター１は、インターフェイス１１を有する映像入力部１２と、映像入力部１２に入力された画像データのスケーリング処理を実行する変換処理部１３が接続されている。変換処理部１３は、画像データの解像度の変換処理等を実行し、処理後の画像データを制御部１０に出力する。なお、プロジェクター１に入力される画像データは、動画像（映像）データが考えられるが、静止画像データであってもよい。
ここで、インターフェイス１１は、例えば、デジタル映像信号が入力されるＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｓｕａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）インターフェイス、ＵＳＢインターフェイス及びＬＡＮインターフェイスや、ＮＴＳＣ、ＰＡＬ及びＳＥＣＡＭ等のコンポジット映像信号が入力されるＳ映像端子、コンポジット映像信号が入力されるＲＣＡ端子、コンポーネント映像信号が入力されるＤ端子、ＨＤＭＩ（登録商標）規格に準拠したＨＤＭＩコネクター等、ＶＥＳＡ（Ｖｉｄｅｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が策定したＤｉｓｐｌａｙＰｏｒｔ（商標）規格に準拠したコネクター等を有する。また、映像入力部１２は、インターフェイス１１にアナログ映像信号が入力された場合に、このアナログ映像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路を有する構成としてもよい。なお、インターフェイス１１に、無線通信インターフェイスを設けても良い。

プロジェクター１の画像処理系は、プロジェクター１全体を統合的に制御する制御部１０を中心に構成される。また、プロジェクター１は、記憶部１５、入力処理部１６、画像処理部３１、及び、液晶パネルドライバー３３を備えている。記憶部１５は、制御部１０が処理するデータや制御部１０が実行する制御プログラムを記憶している。入力処理部１６は、不図示のリモコンや操作パネルによるユーザー操作を検出する。画像処理部３１は、画像データを処理し画像信号をフレームメモリー３２に展開する。液晶パネルドライバー３３は、画像処理部３１から出力される画像信号に基づいて光変調装置２２の液晶パネル２２ａ、２２ｂ、２２ｃを駆動して描画を行う。
制御部１０は、記憶部１５に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、プロジェクター１の各部を制御する。制御部１０は、入力処理部１６から入力される操作情報に基づいて、ユーザーが行った操作の内容を検出し、この操作に応じて画像処理部３１、液晶パネルドライバー３３、投射光学系駆動部３４及びパルス出力部５２を制御して、スクリーンＳＣに画像を投射させる。

入力処理部１６は、プロジェクター１を操作するリモコン（図示略）が送信する無線信号を受信してデコードし、リモコンにおける操作を検出する機能、及び、プロジェクター１の操作パネル（図示略）におけるボタン操作を検出する機能を有する。入力処理部１６は、リモコンや操作パネルにおける操作を示す操作信号を生成して、制御部１０に出力する。また、入力処理部１６は、制御部１０の制御に従い、プロジェクター１の動作状態や設定状態に応じて操作パネル（図示略）のインジケーターランプの点灯状態を制御する。

画像処理部３１は、制御部１０の制御に従って、変換処理部１３が出力した画像データを取得して、画像サイズ或いは解像度、静止画像か動画像であるかの別、動画像の場合はフレームレート等の画像データの属性、画像データの階調値を判定する。そして、画像処理部３１は、フレーム毎にフレームメモリー３２に画像を展開する。また、画像処理部３１は、取得した画像データの解像度が光変調装置２２の液晶パネルの表示解像度と異なる場合には解像度変換処理を行い、リモコンや操作パネルの操作によりズームが指示された場合には拡大／縮小処理を行って、これらの処理後の画像をフレームメモリー３２に展開する。その後、画像処理部３１は、フレームメモリー３２に展開したフレーム毎の画像を表示信号として液晶パネルドライバー３３に出力する。

制御部１０は、記憶部１５に記憶された制御プログラムを実行することにより、投射制御部１７、発光制御部（発光量調整手段）１８、補正制御部１９、及び、調整値取得部３８の機能を実現する。
投射制御部１７は、入力処理部１６が検出した操作に従って、プロジェクター１の各部を初期化するとともに、パルス出力部５２を制御してレーザー光源４２、４３を点灯させ、画像処理部３１及び液晶パネルドライバー３３を制御して、液晶パネル２２ａ、２２ｂ、２２ｃに画像を描画させて、画像を投射させる。また、投射制御部１７は、投射光学系駆動部３４を制御して、投射光学系２３の状態を変化させる。投射光学系駆動部３４は、投射光学系２３の絞りの状態と、レンズシフトの位置と、ズームの状態と、を制御する。なお、投射制御部１７は、さらに光路上に存在する図示しないシネマフィルターやアナモフィックレンズの状態、または液晶パネルに照射される光の量を調整する照明絞りの状態等を制御しても良い。

発光制御部（制御手段）１８は、投射を開始する際及び投射中に、制御信号Ｐ１を生成して、パルス出力部５２に出力する。この制御信号Ｐ１は、レーザー光源ドライバー４０、４１に入力するＰＷＭ信号のパルス幅、パルス周期またはパルスがオフになる期間と、間欠発光信号のパルス幅、パルス周期またはパルスがオフになる期間と、を指定する。発光制御部１８は、ＰＷＭ信号および間欠発光信号のパルス幅、及び、パルス周期またはパルスがオフになる期間を変更することにより、レーザー光源４２、４３の発光量を調整する。

補正制御部１９は、プロジェクター１に対するスクリーンＳＣの傾き（投射角）及びスクリーンＳＣまでの投射距離を算出し、台形歪み補正等の補正処理を実行する。補正制御部１９は、算出した投射角及び投射距離に基づいて、画像処理部３１を制御し、フレームメモリー３２に展開する画像を変形させることによって、スクリーンＳＣ上の投射画像の歪みを補正して、矩形の良好な画像を表示する。補正制御部１９は、スクリーンＳＣ上の投射画像の乱れを検出した場合、操作パネル（図示略）の操作により補正実行が指示された場合等に、投射角と投射距離を算出して、補正用のパラメーターを新たに算出し、算出したパラメーターに従って投射画像を補正する処理を実行する。
変調光２８は、投射光学系２３により、レーザー光源４２、４３が発した青色光２０ａ、赤色光２０ｂ及び緑色光２０ｃを合成した合成光である。

プロジェクター１は、２つのレーザー光源４２、４３によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色（３原色）の色光を発し、これらの色光を液晶パネル２２ａ、２２ｂ、２２ｃに透過または反射させて投射光学系２３によりプリズムなどで合成して変調光２８を生成し、レンズで拡大率やフォーカスを調整して、スクリーンＳＣに投射する。このため、レーザー光源４２が発する青色レーザー光４２ａは、青色光２０ａとなるが、レーザー光源４３が発する青色レーザー光４３ａは、黄色光４５ａに変換された後、赤色光２０ｂと緑色光２０ｃに分光される。

また、青色光２０ａ、赤色光２０ｂ及び緑色光２０ｃの光量の比は、レーザー光源４２、４３の出力、蛍光体ホイール４５によって青色レーザー光４３ａを黄色光４５ａに変換する変換効率、拡散板４４における拡散の状態、分光部４６の分光特性、液晶パネル２２ａ，２２ｂ，２２ｃの状態等の各種条件によって影響を受けることがある。このような影響を踏まえて、プロジェクター１は、正確な白色が再現できるように、ホワイトバランスが調整されている。

また、プロジェクター１は、画像データの階調値に基づいて、レーザー光源４２、４３が発した青色光２０ａ、赤色光２０ｂ及び緑色光２０ｃを合成した変調光２８の階調値（明るさ）を変更することができるように構成されている。
しかしながら、２つのレーザー光源４２、４３によって発せられる光を合成して投射するプロジェクター１では、上述した各種の条件により、レーザー光源４２、４３のデューティー比に対する明るさ効率がレーザー光源４２、４３毎に異なる。そのため、レーザー光源４２、４３を間欠発光させながらもＰＷＭ制御し、画像データの階調値に基づいて変調光２８の階調値を変更する場合には、レーザー光源４２、４３の、デューティー比に対する明るさ効率の違いからスクリーンＳＣに投射される投射画像のホワイトバランスが乱れてしまい、正確な白を再現することができなくなる。

このようにレーザー光源４２、４３のデューティー比に対する明るさ効率の違いにより乱れてしまうホワイトバランスを適正に調整するために、プロジェクター１の記憶部１５には、レーザー光源４２、４３のデューティー比と、レーザー光源４２、４３の明るさ効率と、が関連付けられたデューティー（Ｄｕｔｙ）／明るさテーブル１５ａが予め記憶されている。
図３は、ＰＷＭ信号、間欠発光信号、及び、パルス信号の例を示す図表である。
デューティー／明るさテーブル１５ａには、図３に例示するように、レーザー光源４２、４３のデューティー比とレーザー光源４２、４３の明るさ効率とが関連付けられて記憶されている。デューティー／明るさテーブル１５ａは、例えば、図３に示すように、横軸にレーザー光源４２、４３のデューティー比を、縦軸にレーザー光源４２、４３の明るさ効率を記したグラフであっても良い。例えば、横軸をレーザー光源４２、４３の間欠発光のデューティー比と考えた場合、レーザー光源４２、４３は、間欠発光のデューティー比を下げると効率が上がり、より少ない力で明るさを得られることが図３より読み取ることができる。

また、デューティー／明るさテーブル１５ａから読み取れるように、レーザー光源４２の効率は、レーザー光源４３の効率よりも良いことがわかる。これは、レーザー光源４３が発する光は、蛍光体ホイール４５や分光部４６に含まれる分光フィルターの影響を受けるためであり、デューティー／明るさテーブル１５ａは、レーザー光源４２、４３のデューティー比とレーザー光源４２、４３の明るさ効率との関係を種々の影響を踏まえて予め設定したものである。なお、デューティー／明るさテーブル１５ａは、レーザー光源４２、４３のデューティー比とレーザー光源４２、４３の明るさ効率との関係を標準的に示すものであっても良いし、或いは、レーザー光源４２、４３の個体差の影響を踏まえて、個々のプロジェクター１の製造時に測定値に基づいて作成されるものであっても良い。
なお、レーザー光源４２、４３の明るさは、間欠発光のデューティー比を１００％にした時の明るさを１００％として、間欠発光のデューティー比を変化させた際の明るさが、間欠発光のデューティー比が１００％の時の明るさに対してどの位の明るさであるかを示すものである。そのため、当該テーブルにおいて明るさとは、レーザー光源４２、４３の出力値や発光量、または光束等の定量的に示される明るさではない。

また、プロジェクター１の記憶部１５には、変調光２８のホワイトバランスを整えるための各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値１５ｂが記憶されている。調整値１５ｂは、図示は省略するが、変調光２８のホワイトバランスを調整した状態でホワイト（全白）を投射した際の各レーザー光源４２、４３の出力に基づいて設定される。詳述すると、全白を投射した際に、光源の光を１００％出している光源に対して、他の光源が何％の光を出しているかの比が、調整値１５ｂとして記憶部１５に記憶される。例えば、全白を投射した際に、レーザー光源４３の出力が１００％であり、レーザー光源４２の出力が９０％である場合には、ホワイトバランスを整えるための各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値１５ｂは、レーザー光源４２：レーザー光源４３＝９０：１００と設定されて、記憶部１５に記憶される。

次に、画像データの階調値に基づいて変調光２８の階調値を変更しつつ、変調光２８のホワイトバランスを適正に調整する際の制御部１０の動作を図４のフローチャートを用いて説明する。
なお、制御部１０は、レーザー光源４２、４３のうち、１００％のホワイト（全白）を投射した際に出力１００％で発光しているレーザー光源の発光量を基準として、複数のレーザー光源４２、４３の発光量を調整する。つまり、制御部１０は、レーザー光源４２、４３のうち、発光量が最も低いレーザー光源を基準として、複数のレーザー光源４２、４３の発光量を変更する。なお、発光量が最も低いレーザー光源は、全白を投射した際の間欠発光のデューティー比に対する発光量が最も低いレーザー光源である。間欠発光のデューティー比に対する発光量が低い光源の特性に基づいて複数のレーザー光源４２、４３の発光量を調整することで、全てのレーザー光源４２、４３について全てのデューティー比において、レーザー光源４２、４３の発光量をホワイトバランスが調整可能な範囲内に保つことができる。

本実施形態では、ホワイトバランスを整えるための各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値１５ｂが、レーザー光源４２：レーザー光源４３＝９０：１００であり、全白を投射した際に出力が１００％のレーザー光源４３を基準としてホワイトバランスを適正な状態に保つ場合を例に説明する。なお、ホワイトバランスの調整は全白（階調値１００％）を投射した場合だけでなく、階調値５０％や４０％の画像を投射した場合も調整可能である。また、全白を投射した際のレーザー光源４２とレーザー光源４３との出力の比は、レーザー光源４２、４３の個体差による出力の違い、蛍光体ホイール４５によって青色レーザー光４３ａを黄色光４５ａに変換する変換効率、拡散板４４における拡散の状態、分光部４６の分光特性、液晶パネル２２ａ，２２ｂ，２２ｃの状態等の各種条件に基づいて予め設定された標準的な比を記憶部１５に予め記憶する構成であっても良いし、或いは、プロジェクター１の製造工程において、外部の光量センサーを用いて検出した値に基づいて、記憶部１５に予め記憶する構成であっても良い。

そして、制御部１０は、全白を投射した際に出力が１００％のレーザー光源４３を基準として、画像データの階調値と、予め記憶部１５に記憶されたデューティー／明るさテーブル１５ａと、に基づいてホワイトバランスを適正な状態に保つことができるレーザー光源４２、４３のＰＷＭ制御のデューティー比を算出する。なお、間欠発光のデューティー比は、映像の入力信号の周波数に対して一義に決定されるものであり、本実施形態では、間欠発光のデューティー比が６０％に定義されている場合を例に説明する。

まず、画像処理部３１が画像データの階調値を判定し、制御部１０へ入力する（ステップＳ１）。なお、本実施形態では、画像データの階調値が５０％の場合を例に説明する。
続いて、制御部１０は、記憶部１５に予め記憶されたデューティー／明るさテーブル１５ａから、全てのレーザー光源４２、４３に共通する基準の明るさを求める（ステップＳ２）。全てのレーザー光源４２、４３に共通する基準の明るさは、全白を投射した際に出力が１００％のレーザー光源４３の明るさを基準として求められ、間欠発光のデューティー比が６０％の時のレーザー光源４３の明るさに基づいて求められる。図３に示すデューティー／明るさテーブル１５ａから、間欠発光のデューティー比が６０％の時の全てのレーザー光源４２、４３に共通する基準の明るさは、間欠発光のデューティー比が１００％の時の明るさの７０％であると求められる。つまり、間欠発光のデューティー比が６０％の時のレーザー光源４３の１００％の明るさは、間欠発光のデューティー比が１００％の時の明るさの７０％となると求められ、この明るさ７０％が基準の明るさとなる。

続いて、制御部１０は、発光制御部１８の機能により、基準の明るさに、画像データの階調値と、記憶部１５に記憶された各々のレーザー光源４２、４３の発光量を調整する調整値とを適用した何れか一方のレーザー光源４２、４３の明るさを算出する（ステップＳ３）。基準の明るさに、画像データの階調値と、記憶部１５に記憶されたレーザー光源４３の発光量を調整する調整値とを適用したレーザー光源４３の明るさは、７０％×５０％×１００％＝３５％の明るさであると算出される。また、基準の明るさに、画像データの階調値と、記憶部１５に記憶されたレーザー光源４２の発光量を調整する調整値とを適用したレーザー光源４２の明るさは、７０％×５０％×９０％=３１．５％の明るさであると算出される。

次に、制御部１０は、発光制御部１８の機能により、ステップＳ３で算出された各レーザー光源４２、４３の明るさに関連付けられた最終トータルデューティー比を、デューティー／明るさテーブル１５ａから求める（ステップＳ４）。レーザー光源４３の明るさが３５％となる最終トータルデューティー比は、デューティー／明るさテーブル１５ａから、２０％と求められる。また、レーザー光源４２の明るさが３１．５％となる最終トータルデューティー比は、デューティー／明るさテーブル１５ａから、１５％と求められる。

次に、制御部１０は、発光制御部１８の機能により、ステップＳ４で求めた各レーザー光源４２、４３の最終トータルデューティー比と、間欠発光のデューティー比と、に基づいて、各レーザー光源４２、４３のＰＷＭ制御のデューティー比を算出する（ステップＳ５）。レーザー光源４３の最終トータルデューティー比が２０％となるＰＷＭ制御のデューティー比は、２０％÷６０％＝３３％と算出される。また、レーザー光源４２の最終トータルデューティー比が１５％となるＰＷＭ制御のデューティー比は、１５％÷６０％＝２５％と算出される。

制御部１０は、複数のレーザー光源４２、４３の全てについてＰＷＭ制御のデューティー比が算出されたか否かを判定し（ステップＳ６）、未だＰＷＭ制御のデューティー比が算出されていないレーザー光源があると判定した場合（ステップＳ６：Ｎｏ）には、全てのレーザー光源４２、４３についてＰＷＭ制御のデューティー比が算出されるまでステップＳ３〜ステップＳ６のフローを繰り返す。複数のレーザー光源４２、４３の全てについてＰＷＭ制御のデューティー比が算出されたと判定した場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）には、制御部１０は、発光制御部１８の機能により、各レーザー光源４２、４３について、定義済みの間欠発光のデューティー比と、算出したＰＷＭ制御のデューティー比と、に基づいて制御信号Ｐ１を生成して、パルス出力部５２に出力する。
パルス出力部５２は、入力された制御信号Ｐ１に基づいてパルス信号Ｐ２、Ｐ３を生成して、レーザー光源ドライバー４０、４１にそれぞれ出力する。これにより、画像データの階調値に基づいて複数のレーザー光源４２、４３の発光量を全体的に調整することができる。

これらの構成によれば、複数のレーザー光源４２、４３について、間欠発光制御とＰＷＭ制御とを行いつつ、ホワイトバランスを適正な状態に保つことができるプロジェクター１を提供することができる。よって、間欠発光制御の特徴である、３Ｄ画像の投射時のクロストークの軽減と、２Ｄ画像の投射時の動画の視認性向上とを実現することができるとともに、ホワイトバランスを適正な状態に保ちつつ画像データに基づいて投射画像の明るさを変更することができるプロジェクター１を提供することができる。また、これらの構成によれば、全白を投射した際に出力が１００％のレーザー光源の明るさを基準として、複数のレーザー光源４２、４３各々の発光量を調整するため、全てのレーザー光源４２、４３の発光量をホワイトバランスが調整可能な範囲内に保つことができ、確実に、ホワイトバランスを適正な状態に保つことができる。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態に係るプロジェクター１によれば、複数のレーザー光源４２、４３と、複数のレーザー光源４２、４３が発する光を変調する光変調装置２２と、を備え、光変調装置２２で変調された変調光を投射する投射部２０と、レーザー光源４２、４３の、明るさとデューティー比とを関連付けて記憶するとともに、投射部２０から投射される変調光２８のホワイトバランスを整えるための各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値１５ｂを記憶する記憶部１５と、いずれかのレーザー光源４２、４３の特性に基づいて複数のレーザー光源４２、４３に共通する基準の明るさを求め、この基準の明るさに変調光２８の階調値と各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値とを適用した明るさに関連付けられたデューティー比に基づいて各々のレーザー光源４２、４３の発光量を調整する発光制御部１８とを備える。この構成によれば、画像データの階調値に基づいて複数のレーザー光源４２、４３の発光量を全体的に調整する際に、いずれかのレーザー光源４２、４３の特性に基づいて基準の明るさを求めて制御する。これにより、基準の明るさを適正な明るさとすることで、全ての光源の発光量を、ホワイトバランスの調整に適した発光量にすることができる。これにより、ホワイトバランスを適正に調整でき、高品位の画像を投射できる。

また、プロジェクター１の発光制御部１８は、レーザー光源４２、４３のうち、発光量が低いほうのレーザー光源４３の特性に基づいて複数のレーザー光源４２、４３に共通する基準の明るさを求める。この構成によれば、複数のレーザー光源４２、４３を間欠発光させる場合に発光量の低いレーザー光源４３の特性に基づいて間欠発光のデューティー比に対応する基準の明るさを求める。これにより、全てのレーザー光源４２、４３の発光量がホワイトバランスの調整可能な範囲内に保たれる。よって、確実に、ホワイトバランスを適正な状態に保つことができる。

また、プロジェクター１の発光制御部１８は、指定された最終トータルデューティー比により、レーザー光源を間欠発光させる制御と、ＰＷＭ制御により前記光源の明るさを調整する制御とを実行することにより、レーザー光源４２、４３の発光量を調整する。これにより、間欠発光制御とＰＷＭ制御とを組み合わせて光源の発光量を調整する場合に、ホワイトバランスを適正に調整することができる。

また、プロジェクター１の発光制御部１８は、基準の明るさに変調光２８の階調値と各々のレーザー光源４２、４３の発光量の調整値とを適用した明るさに関連付けられたデューティー比に基づいて、各々のレーザー光源４２、４３のＰＷＭ制御のデューティー比を求め、レーザー光源４２、４３の発光を制御する。これにより、ＰＷＭ制御により、ホワイトバランスを適正な状態に保ちつつ、各レーザー光源４２、４３の発光量を容易に調整できる。

また、プロジェクター１は、いずれかのレーザー光源４２、４３の光から色変換及び／又は分光により複数の色光を生成する分光部４６を備える。これにより、色変換や分光により一つのレーザー光源４３から複数の色光を生成する構成において、ホワイトバランスを適切に調整できる。

なお、上記各実施形態は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態とは異なる態様として本発明を適用することも可能である。
図１に示したプロジェクター１の各機能部は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能的構成を含み、その具体的な実装形態は特に制限されない。その他、プロジェクター１の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
また、本実施形態のプロジェクター１は、青色光Ｂを変調する液晶パネル２２ａ、赤色光Ｒを変調する液晶パネル２２ｂ、及び、緑色光Ｇを変調する液晶パネル２２ｃを備えた液晶プロジェクターである構成としたが、これに限らず、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたプロジェクターであってもよい。

また、本実施形態のプロジェクター１は、変調光２８のホワイトバランスを正確な白となるように調整する構成としたが、これに限らず、投射画面を青みがかった画面や赤みがかった画面に設定すべく、変調光の色光のバランスは、任意の色に設定可能である構成としても良い。
また、本実施形態のプロジェクター１は、２つのレーザー光源４２、４３を備えた構成としたが、これに限らず、原色毎に用意した３つの光源を備え、蛍光体ホイール４５や分光部４６を省略した構成であっても良い。
また、本実施形態のプロジェクター１は、間欠発光の開始タイミングや、間欠発光のデューティー比は、映像の入力信号に基づいて一義に決定される構成としたが、これに限らず、ユーザーの見え方の個人差を軽減するために、任意に変更可能な構成であっても良い。また、映像の入力信号毎に、ユーザーにより指定された階調値に基づくサンプル映像を作成して、当該サンプル映像に基づいて、ユーザーが入力信号に対して適宜、間欠発光の開始タイミングや、間欠発光のデューティー比を設定可能である構成としても良い。

また、本実施形態のプロジェクター１は、間欠発光のデューティー比に基づいて、基準となる明るさを求める構成としたが、これに限らず、間欠発光を行う際に、レーザー光源４２、４３に入力する電源の電流値を上げて、基準となる明るさ自体を上げる構成であっても良い。
また、プロジェクター１が備えるカラーモード設定に応じて、バランス調整する色を変えてもよい。例えばカラーモード設定がダイナミックの場合は、本実施形態のように変調光２８が白になるようにバランスを調整し、カラーモード設定がシネマモードの場合は、変調光２８が青みがかった色になるようにバランスを調整してもよい。
また、カラーモード毎に間欠発光の開始タイミングや、間欠発光のデューティー比を各カラーモードに適した設定に変更可能な構成であっても良い。
また、投射環境に応じて最適な色になるように変調光２８のバランスを調整してもよい。この場合、プロジェクター１は環境光を測定する照度センサーまたはカメラを備え、測定した環境光に応じて適切な色になるように変調光２８のバランスを調整すればよい。

１…プロジェクター、１０…制御部、１２…映像入力部、１５…記憶部（記憶手段）、１７…投射制御部、１８…発光制御部（発光量調整手段）、２０…投射部、２１…光源部、２２…光変調装置(変調手段)、２３…投射光学系、２８…変調光、４０、４１…レーザー光源ドライバー（光源駆動手段）、４２、４３…レーザー光源（光源）、４５…蛍光体ホイール（色光変換手段）、４６…分光部（色光変換手段）、５０…ＰＷＭ信号生成部、５１…間欠発光信号生成部、５２…パルス出力部、ＳＣ…スクリーン。

Claims (6)

1. 複数の光源と、
   前記複数の光源が発する光を変調する変調手段と、を備え、
   前記変調手段で変調された変調光を投射する投射部と、
   前記光源の、明るさとデューティー比とを関連付けて記憶するとともに、前記投射部から投射される変調光のホワイトバランスを整えるための各々の前記光源の発光量の調整値を記憶する記憶手段と、
   いずれかの前記光源の特性に基づいて前記複数の光源に共通する基準の明るさを求め、この基準の明るさに前記変調光の階調値と各々の前記光源の発光量の調整値とを適用した明るさに関連付けられた前記デューティー比に基づいて各々の前記光源の発光量を調整する発光量調整手段と
   を備えることを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記発光量調整手段は、発光量が低い前記光源の特性に基づいて前記複数の光源に共通する基準の明るさを求めることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１または２に記載のプロジェクターであって、
   前記発光量調整手段は、指定されたデューティー比により前記光源を間欠発光させる制御と、ＰＷＭ制御により前記光源の明るさを調整する制御とを実行することにより、前記光源の発光量を調整することを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項３に記載のプロジェクターであって、
   前記発光量調整手段は、基準の明るさに前記変調光の階調値と各々の前記光源の発光量の調整値とを適用した前記明るさに関連付けられた前記デューティー比に基づいて、各々の前記光源のＰＷＭ制御のデューティー比を求め、前記光源の発光を制御することを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のプロジェクターであって、
   いずれかの前記光源の光から色変換及び／又は分光により複数の色光を生成する色光変換手段を備えることを特徴とするプロジェクター。
6. 複数の光源と、
   前記複数の光源が発する光を変調する変調手段と、
   前記変調手段で変調された変調光を投射する投射部と、
   を備えたプロジェクターにおける発光制御方法であって、
   前記光源の、明るさとデューティー比とを関連付けて記憶手段に記憶するとともに、当該記憶手段に前記投射部から投射される変調光のホワイトバランスを整えるための各々の前記光源の発光量の調整値を記憶し、
   いずれかの前記光源の特性に基づいて前記複数の光源に共通する基準の明るさを求め、この基準の明るさに前記変調光の階調値と各々の前記光源の発光量の調整値とを適用した明るさに関連付けられた前記デューティー比に基づいて各々の前記光源の発光量を調整する
   ことを特徴とするプロジェクターにおける発光制御方法。

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