投影装置、投影方法及びプログラム
【課題】入力される画像の階調値における明るさを忠実に再現した光像を形成して投影する。
【解決手段】光源となるＬＥＤアレイ17及びこれを駆動するＲドライバ22，Ｇドライバ23及びＢドライバ24と、光源からの光を用いて光像を形成し、形成した光像を投影する投影系13〜16，20，21と、投影系13〜16，20，21で表現し得る全階調値に対する明るさを測定する照度センサ26と、その測定結果に基づき、得られた明るさの順序に従って全階調値を記憶する階調記憶部15ａと、階調記憶部15ａで記憶される全階調値の記憶順序に従い、画像の階調値を書換えて投影系13〜16，20，21で投影させる投影画像処理部15とを備える。
【解決手段】光源となるＬＥＤアレイ17及びこれを駆動するＲドライバ22，Ｇドライバ23及びＢドライバ24と、光源からの光を用いて光像を形成し、形成した光像を投影する投影系13〜16，20，21と、投影系13〜16，20，21で表現し得る全階調値に対する明るさを測定する照度センサ26と、その測定結果に基づき、得られた明るさの順序に従って全階調値を記憶する階調記憶部15ａと、階調記憶部15ａで記憶される全階調値の記憶順序に従い、画像の階調値を書換えて投影系13〜16，20，21で投影させる投影画像処理部15とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＥＤを光源とするプロジェクタ装置等に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを光源とした投影装置など、瞬時点灯が可能で、温度により発光量が変化する光源を用いる場合、光源の出力を一定に保っても画像１フレーム分の期間内で光量が変化する。
【０００３】
図６は、ＬＥＤを光源とするＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のプロジェクタ装置で画像を投影する場合について説明する図である。図６（Ａ）に示すようにカラー画像１フレーム分をＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の３色のＬＥＤの時分割点灯により各色成分毎の画像を形成して投影する場合、各色のＬＥＤの点灯タイミング及び発光光量は図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）に示すようになる。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各点灯期間において各色のＬＥＤは、期間の当初に高い光量で点灯を開始した直後から光量を低下させつつ、徐々に低下量を少なくして一定のレベルの光量を保つようになる。
【０００４】
このような発光光量の特性下で、例えば光変調素子としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）（登録商標）を用いる場合の階調制御について図６（Ｅ）に示す。例えば量子化ビット数が８でＲ，Ｇ，Ｂの各色がそれぞれ２５６階調で表現される場合、光変調素子ではＰＷＭ（パルス幅変調）により当該期間中の投影光路への光の反射時間を制御することで階調表現を行なう。
【０００５】
この場合、実際のプロジェクタ装置では、基本的なＰＷＭ制御に基づいて当該期間当初からの連続した反射時間を「１」階調から「２５５」階調までにより制御するのではなく、図６（Ｅ）に示すように対応する期間を８ビットの階調データの各ビットの位の長さに応じて分割し、８ビットの階調データ中で「１」に該当するタイミングで反射時間を制御するものとしている。
【０００６】
例えば、階調データが「１２３（０１１１１０１１）」であった場合、同図（Ｅ）中の「１（＝２の［０］乗）」、「２（＝２の［１］乗）」、「８（＝２の［３］乗）」、「１６（＝２の［４］乗）」、「３２（＝２の［５］乗）」、「６４（＝２の［６］乗）」に対応する各タイミングで光変調素子の該当画素位置が「オン」となって、光源からの光を投影系に反射するように制御される。
【０００７】
しかるに、光源光は上述した如く点灯期間の当初に特に光量が高くなるという特性を有するため、期間の先頭位置の最小ビット「１（＝２の［０］乗）」側で点灯する階調値では期間全体で本来よりも明るい階調表現がなされるという不具合がある。
【０００８】
図７は、上記ＬＥＤの点灯特性を考慮した、入力階調値に対応する変調光の光量の変化を示す。本来であれば、図中に点線で示す如く直線状のリニアな光量の変化が望ましい理想値Ｉに対し、上記ＬＥＤの点灯特性による実際の階調値Ｒは図中に実線で示すようになり、複数箇所で階調値が上がるにも拘わらず光量が低下する階調反転Ｘを生じる結果となる。
【０００９】
例えば、図７において階調値が１２７から１２８にかけて光量が反転しているが、これは上述のように階調表現を８ビットで制御していることにより、１２７の階調値は点灯期間全体の前半部分を使って（０１１１１１１１）のようにして作られる一方で１２８の階調値は点灯期間後半部分にかわり（１０００００００）のようにして作られるため、当該期間当初に高い光量で点灯する特性に起因して明るさの反転現象が起こっている。
【００１０】
このような事態に対処する一方法として、１フレーム中で素子の極小ミラーがオン／オフする時間を補正のために調整する方法が考えられるが、時間の長さと総光量とが比例しないために、階調光量が想定値からずれてしまうという不具合がある。
【００１１】
そのため、点灯パルス内の光量によりＬＥＤ電流を変化させ、照明光量をできうる限り一定に制御する技術が考えられている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３４９７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記特許文献に記載された技術では、電流と温度に対する光量の記録や、速いタイミングでの電流値の変換制御等が必要となるために、駆動回路や記憶テーブル等の構成が複雑化する。
【００１４】
また、電流を大きくすることで温度上昇が生じ、さらなる電流増加が必要となるという悪循環に陥る虞がある。
【００１５】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、入力される画像の階調値を忠実に再現した光像を形成して投影することが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明は、所定期間における光量が一定でない光源と、当該光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調手段と、上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶した記憶手段と、当該記憶手段に記憶された上記関係に基づき、上記光変調手段で変調した光を画像光として投影する投影手段とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記記憶手段は、上記関係を、上記階調値の増加に伴って上記光量も増加するように対応付けた関係で記憶することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記記憶手段は、上記光源からの光を、上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を記憶することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、上記光変調手段は、１画像フレームを複数のサブフレームに分割して上記光源からの光を変調し、上記記憶手段は、上記光源からの光を上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を、当該複数のサブフレームごとに記憶することを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、上記請求項３または４記載の発明において、上記理想値は、所定期間における光源の光量が一定である場合に当該光源から射出される各階調値ごとの光量の値であることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至５いずれか記載の発明において、上記光変調手段で表現される上記各階調ごとの上記光源の光量を測定する測定手段をさらに具備したことを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置での投影方法であって、上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶工程と、当該記憶工程で記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御工程とを有したことを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明は、所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶ステップと、当該記憶ステップで記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、入力される画像の階調値を忠実に再現した光像を形成して投影することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータプロジェクタ装置の概略機能構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態に係る階調補正動作の処理内容を示すフローチャート。
【図３】同実施形態に係る階調補正動作での測定結果と補正内容とを例示する図。
【図４】同実施形態に係る他の動作例１での測定結果を例示する図。
【図５】同実施形態に係る他の動作例２での測定結果と補正内容とを例示する図。
【図６】ＬＥＤを光源とするＤＬＰプロジェクタ装置で画像を投影する場合について説明する図。
【図７】図６のＬＥＤ光源で等される画像の階調値と変調光の光量との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下本発明をデータプロジェクタ装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
（一実施形態の構成）
図１は、同実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０が備える電子回路の概略機能構成を示すブロック図である。
１１は入出力コネクタ部であり、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタを含む。
【００２８】
入出力コネクタ部１１より入力される各種規格の画像信号は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２、システムバスＳＢを介し、一般にスケーラとも称される画像変換部１３に入力される。画像変換部１３は、入力された画像信号を投影に適した所定のフォーマットの画像信号に統一し、適宜表示用のバッファメモリであるビデオＲＡＭ１４に記憶した後に、投影画像処理部１５へ送る。
【００２９】
この際、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じてビデオＲＡＭ１４で画像信号に重畳加工され、加工後の画像信号が投影画像処理部１５へ送られる。
【００３０】
投影画像処理部１５は、送られてきた画像信号に応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば３０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、空間的光変調素子（ＳＯＭ）であるマイクロミラー素子１６を表示駆動する。
【００３１】
このマイクロミラー素子１６は、アレイ状に配列された複数、例えばＸＧＡ（横１０２４×縦７６８ドット）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作することでその反射光により光像を形成する。
【００３２】
一方で、本データプロジェクタ装置１０の光源として、ＬＥＤアレイ１７を用いる。このＬＥＤアレイ１７は、ＲＧＢの各色で発光する多数のＬＥＤが規則的に混在するようにアレイ配置して構成されるもので、その各色成分毎の時分割による発光が、内面全面に反射ミラーを貼設した角錐台状のハウジング１８により集光され、インテグレータ１９で輝度分布が均一な光束とされた後に、ミラー２０で全反射して上記マイクロミラー素子１６に照射される。
【００３３】
そして、マイクロミラー素子１６での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット２１を介して、投影対象となるここでは図示しないスクリーンに投影表示される。
【００３４】
上記ＬＥＤアレイ１７は、Ｒドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４によりそれぞれ対応する色のＬＥＤ群が駆動制御され、ＲＧＢの各原色が時分割で発光する。
【００３５】
上記Ｒドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４は、投影光処理部２５からの制御信号に基づいたタイミング及び駆動電流でＬＥＤアレイ１７を構成する個々の色成分のＬＥＤ群を駆動する。
【００３６】
投影光処理部２５は、投影画像処理部１５から与えられる画像データに応じて上記Ｒドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４による発光タイミングと駆動電流とを制御する。さらに投影光処理部２５は、マイクロミラー素子１６で形成される光像の輝度を検出する照度センサ２６から検出信号を受信する。
【００３７】
上記各回路の動作すべてをＣＰＵ２７が制御する。このＣＰＵ２７は、ＤＲＡＭで構成されたメインメモリ２８、及び動作プログラムや各種定型データ等を記憶した電気的書換可能な不揮発性メモリでなるプログラムメモリ２９を用いてこのデータプロジェクタ装置１０内の制御動作を実行する。
【００３８】
上記ＣＰＵ２７は、操作部３０からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部３０は、データプロジェクタ装置１０の本体に設けられるキー操作部と、このデータプロジェクタ装置１０専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受信するレーザ受光部を含み、ユーザが直接またはリモートコントローラを介して操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ２７へ直接出力する。
【００３９】
上記ＣＰＵ２７はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３１、及び無線ＬＡＮインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３２と接続される。
【００４０】
音声処理部３１は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部３３を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。
【００４１】
無線ＬＡＮインターフェイス３２は、無線ＬＡＮアンテナ３４を介し、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ規格に則って２．４［ＧＨｚ］帯の電波でパーソナルコンピュータを含む複数の外部機器とのデータの送受を行なう。
【００４２】
なお、投影画像処理部１５には、後述する階調補正処理で得られた階調補正用のデータを記憶する階調記憶部１５ａを備える。この階調記憶部１５ａは、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、入力される階調データと上記照度センサ２６で検出した輝度値、及び出力する階調データとを対応付けて記憶する。
【００４３】
この階調記憶部１５ａの記憶内容は、データプロジェクタ装置１０の工場出荷前に予め製品テストとしてデータプロジェクタ装置１０個体の固有値として設定可能であると共に、ユーザが製品購入後に任意のタイミングで更新記憶させることが可能であるものとする。さらには、このデータプロジェクタ装置１０の電源投入時に初期設定として必ず階調記憶部１５ａの記憶内容を更新記憶させるものとしてもよい。
【００４４】
（一実施形態の動作）
次に上記実施形態の動作について説明する。
図２は、投影画像処理部１５の階調記憶部１５ａが記憶する階調補正データの内容を更新する場合の処理内容を示すものである。同図の動作は、基本的にプログラムメモリ２９に記憶される動作プログラムをメインメモリ２８に読出して展開記憶させた上でＣＰＵ２７が実行する。
【００４５】
その動作当初には、初期設定としてＲドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４を選択するための変数ｃに初期値「１」を設定すると共に（ステップＳ１０１）、階調値を示す変数ｇｄに初期値「１」を設定する（ステップＳ１０２）。
【００４６】
なお、本来、このデータプロジェクタ装置１０で取扱う階調値の最小値は「０」であるが、この階調値「０」はマイクロミラー素子１６で光源側からの光を全て遮蔽して投影レンズユニット２１側へは反射しない状態を示すものとして、マイクロミラー素子１６での明るさを測定する必要がないものとして、あえて階調値「０」の測定を行なう動作は省略している。
【００４７】
しかして、上記変数ｃの値「１」及び変数ｇｄの値「１」により、Ｒドライバ２２により赤色の光源を点灯させた上で、マイクロミラー素子１６で画面前面が階調値「１」となるような光像を形成して投影レンズユニット２１で投影させ、その時点でのマイクロミラー素子１６での明るさを照度センサ２６で検出して投影画像処理部１５の階調記憶部１５ａに記憶させる（ステップＳ１０３）。
このステップＳ１０３での動作は、画像１フレームを構成するＲ，Ｇ，Ｂの各フィールド（ここではＲフィールド）に同期して実行する。
【００４８】
その後、変数ｃの値がＢ（青色）を示す「３」ではないことを確認した上で（ステップＳ１０４）、変数ｃの値を「＋１」更新設定し（ステップＳ１０５）、再び上記ステップＳ１０３からの処理に戻る。
【００４９】
このステップＳ１０３では、変数ｃの値「２」及び変数ｇｄの値「１」により、Ｇドライバ２３により緑色の光源で階調値「１」の光像の明るさを検出して階調記憶部１５ａに記憶させる。
【００５０】
さらに上記ステップＳ１０４を介してステップＳ１０５で変数ｃの値を「＋１」更新設定して「３」とし、再び上記ステップＳ１０３で今度は変数ｃの値「３」及び変数ｇｄの値「１」により、Ｂドライバ２３により緑色の光源で階調値「１」の光像の明るさを検出して階調記憶部１５ａに記憶させる。
【００５１】
続くステップＳ１０４で変数ｃの値が「３」であると判断すると、以上で階調値「１」でのＲ，Ｇ，Ｂ各色の光像の明るさの測定を終えたものとして、次に階調値を示す変数ｇｄが最終値「２５６」ではないことを確認した上で（ステップＳ１０６）、再び変数ｃに初期値「１」を設定すると共に（ステップＳ１０７）、階調値を示す変数ｇｄを「＋１」更新設定して「２」とし（ステップＳ１０８）、上記ステップＳ１０３からの処理に戻る。
【００５２】
こうしてステップＳ１０３〜Ｓ１０８の処理を適宜繰返し実行することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光源下で与えられた階調値「１」〜「２５５」での明るさを順次測定していく。
【００５３】
そして、画像２５５フレーム分の時間が経過し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応する階調値「１」〜「２５５」での明るさの測定を終えると、上記ステップＳ１０４，Ｓ１０６を介した後に、階調記憶部１５ａに記憶している内容に基づき、各階調を測定した明るさの順序に従って並び替える変換データを作成する（ステップＳ１０９）。
【００５４】
図３（Ａ）は、上記測定により得られた階調値「６３」「６４」での明るさＲ１が、本来の階調に沿った明るさＩ１とは異なり、本来の階調値が増えているにも拘わらず、実際の明るさが低下する反転現象を生じている状態を例示したものである。
【００５５】
図３（Ｂ）は、上記図３（Ａ）で示した階調値に対する明るさＲ１を、現実の制御内容に即してステップ状に変化するデジタル値の特性で示すものであり、図中にＸ１で示す部分が上記反転現象を生じている状態に該当する。
【００５６】
したがって、上記ステップＳ１０９での並び替え処理により作成した変換データで、以後は階調値「６３」を階調値「６４」として、同じく階調値「６４」を階調値「６３」として取扱うものとすることで、図３（Ｃ）に示すように与えられる階調値に対応して明るさが自然に変化するような特性を持たせることができる。
【００５７】
上記のような並び替え処理を実行し、与えられる階調値が増加するに連れて明るさが順次増加するような特性が得られるように、入力に対する出力を部分的に変換する変換データを作成すると、続いてその作成した変換データを階調記憶部１５ａに記憶するべく更新設定し（ステップＳ１１０）、以上で一旦この図２の処理を終了する。
【００５８】
以後、再度この図２の処理を実行するまでの間は、階調記憶部１５ａの内容が書き換えられることはなく、入力される階調値の増加に対して順次明るさが自然に増加するような階調値を読出し、その階調値に従ってマイクロミラー素子１６を表示駆動するものとなる。
【００５９】
以上詳記した如く本実施形態によれば、入力される画像の階調値に応じた自然な明るさの光像を形成して投影することが可能となる。
【００６０】
（一実施形態の他の動作例１）
上記本実施形態の動作では、図２のステップＳ１０９で階調記憶部１５ａに記憶している内容に対し、各階調値を測定した明るさの順序に従って並び替えるような変換データを作成するものとして説明したが、他の動作例として、単に明るさが増加するように階調値を並び替えるだけではなく、その階調値の明るさが本来の理想の明るさとなるように近似させる場合についても説明する。
【００６１】
図４（Ａ）は、階調値に応じた理想的な明るさＩ２の特性に対し、実際に測定した明るさＲ２の特性が異なっている場合を例示する。
【００６２】
図４（Ｂ）は、上記同図（Ａ）で示した階調値に対する測定値での明るさＲ２、及び理想の明るさＩ２を、現実の制御内容に即してステップ状に変化するデジタル値の特性で示すものである。
【００６３】
したがって、本実施形態の他の動作例では、上記ステップＳ１０９での処理内容に代えて、階調記憶部１５ａに記憶している内容に基づき、各階調が所望する明るさに近似した階調値となるような変換データを作成するものとする。
【００６４】
作成する変換データとしては、例えば、変換前の階調値→変換後の階調値とすると、
０階調→０階調
１階調→０階調または１階調
２階調→１階調
３階調→１階調または２階調
４階調→２階調
：
：
となるような内容とすることで、与えられる階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような特性を持たせることができる。
【００６５】
上記した如く、与えられる階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような特性が得られるように、階調値が反転している箇所だけでなく１〜２５５階調値全体に対して入力階調値に対する出力階調値を変換する変換データを作成すると、続くステップＳ１１０でその作成した変換データを階調記憶部１５ａに記憶するべく更新設定する。
【００６６】
その後は、再度図２の処理を実行するまでの間に階調記憶部１５ａの内容が書き換えられることはなく、入力される階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような階調値を読出し、その階調値に従ってマイクロミラー素子１６を表示駆動するものとなる。
【００６７】
以上詳記した如く本実施形態によれば、入力される画像の階調値の明るさをほぼ忠実に再現した自然な明るさの光像を形成して投影することが可能となる。
【００６８】
（一実施形態の他の動作例２）
さらに他の動作例として、各階調の明るさが理想の明るさに近似するように単に階調値を並び替えて変換データを作成するだけでなく、投影時に１フレーム分の画像データを複数のサブフレームに分割し、各サブフレームにおいてＲ，Ｇ，Ｂの各色画像を時分割で投影するものとして、１つの色画像を複数のフレームに分割して投影することで、各色画像毎に本来投影に適した各階調値における明るさが理想の明るさとなるようにさらに近似させる場合についても説明する。
【００６９】
図５（Ａ）は、階調値に応じた理想的な明るさＩ３の特性に対し、実際に測定した明るさＲ３の特性が異なっている場合をステップ状に変化するデジタル値の特性として示すものである。
【００７０】
したがって、本実施形態の他の動作例２では、上記ステップＳ１０９での処理内容に代えて、階調記憶部１５ａに記憶している内容に基づき、複数に分割したサブフレームで必要により異なる階調を選択することにより、１フレーム全体では各階調が所望する明るさに非常に近似した階調値となるような変換データを作成するものとする。
【００７１】
図５（Ｂ）は、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合の変換データの内容の一部を例示するものである。
【００７２】
例えば、階調値「３」を投影する際には、第１サブフレームで階調値「１」を、第２サブフレームで階調値「２」を選択することにより、１フレーム全体では階調値「１」と階調値「２」の中間の階調値となる明るさで投影が実行されることとなり、結果としては、与えられた階調値「３」における理想の明るさに非常に近似したほぼ所望する明るさとなるような特性を持たせることができる。
【００７３】
上記した如く、与えられる階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような特性が得られるように、入力階調値を複数のサブフレームに分割した各出力階調値に変換する変換データを作成すると、続くステップＳ１１０でその作成した変換データを階調記憶部１５ａに記憶するべく更新設定する。
【００７４】
その後は、再度図２の処理を実行するまでの間に階調記憶部１５ａの内容が書き換えられることはなく、入力される階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような階調値を読出し、その階調値に従ってマイクロミラー素子１６を表示駆動するものとなる。
【００７５】
以上詳記した如く本実施形態によれば、入力される画像の階調値に対し、当該階調値の理想の明るさにより近似してほぼ忠実に再現した自然な明るさの光像を形成して投影することが可能となる。
【００７６】
なお、上記図５（Ｂ）では、１フレームを２つのサブフレームに分割するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、１フレームを３つ以上のサブフレームに分割して各サブフレームでの階調値を得るような変換データを作成するものとしてもよく、分割数が多い分だけ、さらに所望する階調値に近似した階調値を作成することが容易となる。
【００７７】
また、上記実施形態は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤを時分割で発光駆動する光源を用いる場合について説明したが、本発明は光源の種類を限定するものではなく、他にも例えば白色ＬＥＤからの光源光をカラーホイールを用いて適宜着色する方式のもの、レーザ光を複数の蛍光体に選択的に照射することで励起光としてＲ，Ｇ，Ｂの発光を得る方式のものなど、各種方式の光源に対しても、同様に適用可能である。
【００７８】
その他、本発明は上述した実施形態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種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００７９】
１０…データプロジェクタ装置、１１…入出力コネクタ部、１２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、１３…画像変換部（スケーラ）、１４…ビデオＲＡＭ、１５…投影画像処理部、１５ａ…階調記憶部、１６…マイクロミラー素子（ＳＯＭ）、１７…ＬＥＤアレイ、１８…ハウジング、１９…インテグレータ、２０…ミラー、２１…投影レンズユニット、２２…Ｒドライバ、２３…Ｇドライバ、２４…Ｂドライバ、２５…投影光処理部、２６…照度センサ、２７…ＣＰＵ、２８…メインメモリ、２９…プログラムメモリ、３０…操作部、３１…音声処理部、３２…無線ＬＡＮインターフェイス（Ｉ／Ｆ）、３３…スピーカ部、３４…無線ＬＡＮアンテナ、ＳＢ…システムバス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＬＥＤを光源とするプロジェクタ装置等に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを光源とした投影装置など、瞬時点灯が可能で、温度により発光量が変化する光源を用いる場合、光源の出力を一定に保っても画像１フレーム分の期間内で光量が変化する。
【０００３】
図６は、ＬＥＤを光源とするＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のプロジェクタ装置で画像を投影する場合について説明する図である。図６（Ａ）に示すようにカラー画像１フレーム分をＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の３色のＬＥＤの時分割点灯により各色成分毎の画像を形成して投影する場合、各色のＬＥＤの点灯タイミング及び発光光量は図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）に示すようになる。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの各点灯期間において各色のＬＥＤは、期間の当初に高い光量で点灯を開始した直後から光量を低下させつつ、徐々に低下量を少なくして一定のレベルの光量を保つようになる。
【０００４】
このような発光光量の特性下で、例えば光変調素子としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）（登録商標）を用いる場合の階調制御について図６（Ｅ）に示す。例えば量子化ビット数が８でＲ，Ｇ，Ｂの各色がそれぞれ２５６階調で表現される場合、光変調素子ではＰＷＭ（パルス幅変調）により当該期間中の投影光路への光の反射時間を制御することで階調表現を行なう。
【０００５】
この場合、実際のプロジェクタ装置では、基本的なＰＷＭ制御に基づいて当該期間当初からの連続した反射時間を「１」階調から「２５５」階調までにより制御するのではなく、図６（Ｅ）に示すように対応する期間を８ビットの階調データの各ビットの位の長さに応じて分割し、８ビットの階調データ中で「１」に該当するタイミングで反射時間を制御するものとしている。
【０００６】
例えば、階調データが「１２３（０１１１１０１１）」であった場合、同図（Ｅ）中の「１（＝２の［０］乗）」、「２（＝２の［１］乗）」、「８（＝２の［３］乗）」、「１６（＝２の［４］乗）」、「３２（＝２の［５］乗）」、「６４（＝２の［６］乗）」に対応する各タイミングで光変調素子の該当画素位置が「オン」となって、光源からの光を投影系に反射するように制御される。
【０００７】
しかるに、光源光は上述した如く点灯期間の当初に特に光量が高くなるという特性を有するため、期間の先頭位置の最小ビット「１（＝２の［０］乗）」側で点灯する階調値では期間全体で本来よりも明るい階調表現がなされるという不具合がある。
【０００８】
図７は、上記ＬＥＤの点灯特性を考慮した、入力階調値に対応する変調光の光量の変化を示す。本来であれば、図中に点線で示す如く直線状のリニアな光量の変化が望ましい理想値Ｉに対し、上記ＬＥＤの点灯特性による実際の階調値Ｒは図中に実線で示すようになり、複数箇所で階調値が上がるにも拘わらず光量が低下する階調反転Ｘを生じる結果となる。
【０００９】
例えば、図７において階調値が１２７から１２８にかけて光量が反転しているが、これは上述のように階調表現を８ビットで制御していることにより、１２７の階調値は点灯期間全体の前半部分を使って（０１１１１１１１）のようにして作られる一方で１２８の階調値は点灯期間後半部分にかわり（１０００００００）のようにして作られるため、当該期間当初に高い光量で点灯する特性に起因して明るさの反転現象が起こっている。
【００１０】
このような事態に対処する一方法として、１フレーム中で素子の極小ミラーがオン／オフする時間を補正のために調整する方法が考えられるが、時間の長さと総光量とが比例しないために、階調光量が想定値からずれてしまうという不具合がある。
【００１１】
そのため、点灯パルス内の光量によりＬＥＤ電流を変化させ、照明光量をできうる限り一定に制御する技術が考えられている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−３４９７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記特許文献に記載された技術では、電流と温度に対する光量の記録や、速いタイミングでの電流値の変換制御等が必要となるために、駆動回路や記憶テーブル等の構成が複雑化する。
【００１４】
また、電流を大きくすることで温度上昇が生じ、さらなる電流増加が必要となるという悪循環に陥る虞がある。
【００１５】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、入力される画像の階調値を忠実に再現した光像を形成して投影することが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明は、所定期間における光量が一定でない光源と、当該光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調手段と、上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶した記憶手段と、当該記憶手段に記憶された上記関係に基づき、上記光変調手段で変調した光を画像光として投影する投影手段とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記記憶手段は、上記関係を、上記階調値の増加に伴って上記光量も増加するように対応付けた関係で記憶することを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記記憶手段は、上記光源からの光を、上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を記憶することを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、上記光変調手段は、１画像フレームを複数のサブフレームに分割して上記光源からの光を変調し、上記記憶手段は、上記光源からの光を上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を、当該複数のサブフレームごとに記憶することを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、上記請求項３または４記載の発明において、上記理想値は、所定期間における光源の光量が一定である場合に当該光源から射出される各階調値ごとの光量の値であることを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至５いずれか記載の発明において、上記光変調手段で表現される上記各階調ごとの上記光源の光量を測定する測定手段をさらに具備したことを特徴とする。
【００２２】
請求項７記載の発明は、所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置での投影方法であって、上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶工程と、当該記憶工程で記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御工程とを有したことを特徴とする。
【００２３】
請求項８記載の発明は、所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶ステップと、当該記憶ステップで記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、入力される画像の階調値を忠実に再現した光像を形成して投影することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係るデータプロジェクタ装置の概略機能構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態に係る階調補正動作の処理内容を示すフローチャート。
【図３】同実施形態に係る階調補正動作での測定結果と補正内容とを例示する図。
【図４】同実施形態に係る他の動作例１での測定結果を例示する図。
【図５】同実施形態に係る他の動作例２での測定結果と補正内容とを例示する図。
【図６】ＬＥＤを光源とするＤＬＰプロジェクタ装置で画像を投影する場合について説明する図。
【図７】図６のＬＥＤ光源で等される画像の階調値と変調光の光量との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下本発明をデータプロジェクタ装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
（一実施形態の構成）
図１は、同実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０が備える電子回路の概略機能構成を示すブロック図である。
１１は入出力コネクタ部であり、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタを含む。
【００２８】
入出力コネクタ部１１より入力される各種規格の画像信号は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２、システムバスＳＢを介し、一般にスケーラとも称される画像変換部１３に入力される。画像変換部１３は、入力された画像信号を投影に適した所定のフォーマットの画像信号に統一し、適宜表示用のバッファメモリであるビデオＲＡＭ１４に記憶した後に、投影画像処理部１５へ送る。
【００２９】
この際、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じてビデオＲＡＭ１４で画像信号に重畳加工され、加工後の画像信号が投影画像処理部１５へ送られる。
【００３０】
投影画像処理部１５は、送られてきた画像信号に応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば３０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、空間的光変調素子（ＳＯＭ）であるマイクロミラー素子１６を表示駆動する。
【００３１】
このマイクロミラー素子１６は、アレイ状に配列された複数、例えばＸＧＡ（横１０２４×縦７６８ドット）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作することでその反射光により光像を形成する。
【００３２】
一方で、本データプロジェクタ装置１０の光源として、ＬＥＤアレイ１７を用いる。このＬＥＤアレイ１７は、ＲＧＢの各色で発光する多数のＬＥＤが規則的に混在するようにアレイ配置して構成されるもので、その各色成分毎の時分割による発光が、内面全面に反射ミラーを貼設した角錐台状のハウジング１８により集光され、インテグレータ１９で輝度分布が均一な光束とされた後に、ミラー２０で全反射して上記マイクロミラー素子１６に照射される。
【００３３】
そして、マイクロミラー素子１６での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット２１を介して、投影対象となるここでは図示しないスクリーンに投影表示される。
【００３４】
上記ＬＥＤアレイ１７は、Ｒドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４によりそれぞれ対応する色のＬＥＤ群が駆動制御され、ＲＧＢの各原色が時分割で発光する。
【００３５】
上記Ｒドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４は、投影光処理部２５からの制御信号に基づいたタイミング及び駆動電流でＬＥＤアレイ１７を構成する個々の色成分のＬＥＤ群を駆動する。
【００３６】
投影光処理部２５は、投影画像処理部１５から与えられる画像データに応じて上記Ｒドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４による発光タイミングと駆動電流とを制御する。さらに投影光処理部２５は、マイクロミラー素子１６で形成される光像の輝度を検出する照度センサ２６から検出信号を受信する。
【００３７】
上記各回路の動作すべてをＣＰＵ２７が制御する。このＣＰＵ２７は、ＤＲＡＭで構成されたメインメモリ２８、及び動作プログラムや各種定型データ等を記憶した電気的書換可能な不揮発性メモリでなるプログラムメモリ２９を用いてこのデータプロジェクタ装置１０内の制御動作を実行する。
【００３８】
上記ＣＰＵ２７は、操作部３０からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。この操作部３０は、データプロジェクタ装置１０の本体に設けられるキー操作部と、このデータプロジェクタ装置１０専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受信するレーザ受光部を含み、ユーザが直接またはリモートコントローラを介して操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ２７へ直接出力する。
【００３９】
上記ＣＰＵ２７はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３１、及び無線ＬＡＮインターフェイス（Ｉ／Ｆ）３２と接続される。
【００４０】
音声処理部３１は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部３３を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。
【００４１】
無線ＬＡＮインターフェイス３２は、無線ＬＡＮアンテナ３４を介し、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ規格に則って２．４［ＧＨｚ］帯の電波でパーソナルコンピュータを含む複数の外部機器とのデータの送受を行なう。
【００４２】
なお、投影画像処理部１５には、後述する階調補正処理で得られた階調補正用のデータを記憶する階調記憶部１５ａを備える。この階調記憶部１５ａは、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、入力される階調データと上記照度センサ２６で検出した輝度値、及び出力する階調データとを対応付けて記憶する。
【００４３】
この階調記憶部１５ａの記憶内容は、データプロジェクタ装置１０の工場出荷前に予め製品テストとしてデータプロジェクタ装置１０個体の固有値として設定可能であると共に、ユーザが製品購入後に任意のタイミングで更新記憶させることが可能であるものとする。さらには、このデータプロジェクタ装置１０の電源投入時に初期設定として必ず階調記憶部１５ａの記憶内容を更新記憶させるものとしてもよい。
【００４４】
（一実施形態の動作）
次に上記実施形態の動作について説明する。
図２は、投影画像処理部１５の階調記憶部１５ａが記憶する階調補正データの内容を更新する場合の処理内容を示すものである。同図の動作は、基本的にプログラムメモリ２９に記憶される動作プログラムをメインメモリ２８に読出して展開記憶させた上でＣＰＵ２７が実行する。
【００４５】
その動作当初には、初期設定としてＲドライバ２２、Ｇドライバ２３、及びＢドライバ２４を選択するための変数ｃに初期値「１」を設定すると共に（ステップＳ１０１）、階調値を示す変数ｇｄに初期値「１」を設定する（ステップＳ１０２）。
【００４６】
なお、本来、このデータプロジェクタ装置１０で取扱う階調値の最小値は「０」であるが、この階調値「０」はマイクロミラー素子１６で光源側からの光を全て遮蔽して投影レンズユニット２１側へは反射しない状態を示すものとして、マイクロミラー素子１６での明るさを測定する必要がないものとして、あえて階調値「０」の測定を行なう動作は省略している。
【００４７】
しかして、上記変数ｃの値「１」及び変数ｇｄの値「１」により、Ｒドライバ２２により赤色の光源を点灯させた上で、マイクロミラー素子１６で画面前面が階調値「１」となるような光像を形成して投影レンズユニット２１で投影させ、その時点でのマイクロミラー素子１６での明るさを照度センサ２６で検出して投影画像処理部１５の階調記憶部１５ａに記憶させる（ステップＳ１０３）。
このステップＳ１０３での動作は、画像１フレームを構成するＲ，Ｇ，Ｂの各フィールド（ここではＲフィールド）に同期して実行する。
【００４８】
その後、変数ｃの値がＢ（青色）を示す「３」ではないことを確認した上で（ステップＳ１０４）、変数ｃの値を「＋１」更新設定し（ステップＳ１０５）、再び上記ステップＳ１０３からの処理に戻る。
【００４９】
このステップＳ１０３では、変数ｃの値「２」及び変数ｇｄの値「１」により、Ｇドライバ２３により緑色の光源で階調値「１」の光像の明るさを検出して階調記憶部１５ａに記憶させる。
【００５０】
さらに上記ステップＳ１０４を介してステップＳ１０５で変数ｃの値を「＋１」更新設定して「３」とし、再び上記ステップＳ１０３で今度は変数ｃの値「３」及び変数ｇｄの値「１」により、Ｂドライバ２３により緑色の光源で階調値「１」の光像の明るさを検出して階調記憶部１５ａに記憶させる。
【００５１】
続くステップＳ１０４で変数ｃの値が「３」であると判断すると、以上で階調値「１」でのＲ，Ｇ，Ｂ各色の光像の明るさの測定を終えたものとして、次に階調値を示す変数ｇｄが最終値「２５６」ではないことを確認した上で（ステップＳ１０６）、再び変数ｃに初期値「１」を設定すると共に（ステップＳ１０７）、階調値を示す変数ｇｄを「＋１」更新設定して「２」とし（ステップＳ１０８）、上記ステップＳ１０３からの処理に戻る。
【００５２】
こうしてステップＳ１０３〜Ｓ１０８の処理を適宜繰返し実行することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色光源下で与えられた階調値「１」〜「２５５」での明るさを順次測定していく。
【００５３】
そして、画像２５５フレーム分の時間が経過し、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色に対応する階調値「１」〜「２５５」での明るさの測定を終えると、上記ステップＳ１０４，Ｓ１０６を介した後に、階調記憶部１５ａに記憶している内容に基づき、各階調を測定した明るさの順序に従って並び替える変換データを作成する（ステップＳ１０９）。
【００５４】
図３（Ａ）は、上記測定により得られた階調値「６３」「６４」での明るさＲ１が、本来の階調に沿った明るさＩ１とは異なり、本来の階調値が増えているにも拘わらず、実際の明るさが低下する反転現象を生じている状態を例示したものである。
【００５５】
図３（Ｂ）は、上記図３（Ａ）で示した階調値に対する明るさＲ１を、現実の制御内容に即してステップ状に変化するデジタル値の特性で示すものであり、図中にＸ１で示す部分が上記反転現象を生じている状態に該当する。
【００５６】
したがって、上記ステップＳ１０９での並び替え処理により作成した変換データで、以後は階調値「６３」を階調値「６４」として、同じく階調値「６４」を階調値「６３」として取扱うものとすることで、図３（Ｃ）に示すように与えられる階調値に対応して明るさが自然に変化するような特性を持たせることができる。
【００５７】
上記のような並び替え処理を実行し、与えられる階調値が増加するに連れて明るさが順次増加するような特性が得られるように、入力に対する出力を部分的に変換する変換データを作成すると、続いてその作成した変換データを階調記憶部１５ａに記憶するべく更新設定し（ステップＳ１１０）、以上で一旦この図２の処理を終了する。
【００５８】
以後、再度この図２の処理を実行するまでの間は、階調記憶部１５ａの内容が書き換えられることはなく、入力される階調値の増加に対して順次明るさが自然に増加するような階調値を読出し、その階調値に従ってマイクロミラー素子１６を表示駆動するものとなる。
【００５９】
以上詳記した如く本実施形態によれば、入力される画像の階調値に応じた自然な明るさの光像を形成して投影することが可能となる。
【００６０】
（一実施形態の他の動作例１）
上記本実施形態の動作では、図２のステップＳ１０９で階調記憶部１５ａに記憶している内容に対し、各階調値を測定した明るさの順序に従って並び替えるような変換データを作成するものとして説明したが、他の動作例として、単に明るさが増加するように階調値を並び替えるだけではなく、その階調値の明るさが本来の理想の明るさとなるように近似させる場合についても説明する。
【００６１】
図４（Ａ）は、階調値に応じた理想的な明るさＩ２の特性に対し、実際に測定した明るさＲ２の特性が異なっている場合を例示する。
【００６２】
図４（Ｂ）は、上記同図（Ａ）で示した階調値に対する測定値での明るさＲ２、及び理想の明るさＩ２を、現実の制御内容に即してステップ状に変化するデジタル値の特性で示すものである。
【００６３】
したがって、本実施形態の他の動作例では、上記ステップＳ１０９での処理内容に代えて、階調記憶部１５ａに記憶している内容に基づき、各階調が所望する明るさに近似した階調値となるような変換データを作成するものとする。
【００６４】
作成する変換データとしては、例えば、変換前の階調値→変換後の階調値とすると、
０階調→０階調
１階調→０階調または１階調
２階調→１階調
３階調→１階調または２階調
４階調→２階調
：
：
となるような内容とすることで、与えられる階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような特性を持たせることができる。
【００６５】
上記した如く、与えられる階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような特性が得られるように、階調値が反転している箇所だけでなく１〜２５５階調値全体に対して入力階調値に対する出力階調値を変換する変換データを作成すると、続くステップＳ１１０でその作成した変換データを階調記憶部１５ａに記憶するべく更新設定する。
【００６６】
その後は、再度図２の処理を実行するまでの間に階調記憶部１５ａの内容が書き換えられることはなく、入力される階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような階調値を読出し、その階調値に従ってマイクロミラー素子１６を表示駆動するものとなる。
【００６７】
以上詳記した如く本実施形態によれば、入力される画像の階調値の明るさをほぼ忠実に再現した自然な明るさの光像を形成して投影することが可能となる。
【００６８】
（一実施形態の他の動作例２）
さらに他の動作例として、各階調の明るさが理想の明るさに近似するように単に階調値を並び替えて変換データを作成するだけでなく、投影時に１フレーム分の画像データを複数のサブフレームに分割し、各サブフレームにおいてＲ，Ｇ，Ｂの各色画像を時分割で投影するものとして、１つの色画像を複数のフレームに分割して投影することで、各色画像毎に本来投影に適した各階調値における明るさが理想の明るさとなるようにさらに近似させる場合についても説明する。
【００６９】
図５（Ａ）は、階調値に応じた理想的な明るさＩ３の特性に対し、実際に測定した明るさＲ３の特性が異なっている場合をステップ状に変化するデジタル値の特性として示すものである。
【００７０】
したがって、本実施形態の他の動作例２では、上記ステップＳ１０９での処理内容に代えて、階調記憶部１５ａに記憶している内容に基づき、複数に分割したサブフレームで必要により異なる階調を選択することにより、１フレーム全体では各階調が所望する明るさに非常に近似した階調値となるような変換データを作成するものとする。
【００７１】
図５（Ｂ）は、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合の変換データの内容の一部を例示するものである。
【００７２】
例えば、階調値「３」を投影する際には、第１サブフレームで階調値「１」を、第２サブフレームで階調値「２」を選択することにより、１フレーム全体では階調値「１」と階調値「２」の中間の階調値となる明るさで投影が実行されることとなり、結果としては、与えられた階調値「３」における理想の明るさに非常に近似したほぼ所望する明るさとなるような特性を持たせることができる。
【００７３】
上記した如く、与えられる階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような特性が得られるように、入力階調値を複数のサブフレームに分割した各出力階調値に変換する変換データを作成すると、続くステップＳ１１０でその作成した変換データを階調記憶部１５ａに記憶するべく更新設定する。
【００７４】
その後は、再度図２の処理を実行するまでの間に階調記憶部１５ａの内容が書き換えられることはなく、入力される階調値に対応してほぼ所望する明るさとなるような階調値を読出し、その階調値に従ってマイクロミラー素子１６を表示駆動するものとなる。
【００７５】
以上詳記した如く本実施形態によれば、入力される画像の階調値に対し、当該階調値の理想の明るさにより近似してほぼ忠実に再現した自然な明るさの光像を形成して投影することが可能となる。
【００７６】
なお、上記図５（Ｂ）では、１フレームを２つのサブフレームに分割するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、１フレームを３つ以上のサブフレームに分割して各サブフレームでの階調値を得るような変換データを作成するものとしてもよく、分割数が多い分だけ、さらに所望する階調値に近似した階調値を作成することが容易となる。
【００７７】
また、上記実施形態は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のＬＥＤを時分割で発光駆動する光源を用いる場合について説明したが、本発明は光源の種類を限定するものではなく、他にも例えば白色ＬＥＤからの光源光をカラーホイールを用いて適宜着色する方式のもの、レーザ光を複数の蛍光体に選択的に照射することで励起光としてＲ，Ｇ，Ｂの発光を得る方式のものなど、各種方式の光源に対しても、同様に適用可能である。
【００７８】
その他、本発明は上述した実施形態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種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【符号の説明】
【００７９】
１０…データプロジェクタ装置、１１…入出力コネクタ部、１２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、１３…画像変換部（スケーラ）、１４…ビデオＲＡＭ、１５…投影画像処理部、１５ａ…階調記憶部、１６…マイクロミラー素子（ＳＯＭ）、１７…ＬＥＤアレイ、１８…ハウジング、１９…インテグレータ、２０…ミラー、２１…投影レンズユニット、２２…Ｒドライバ、２３…Ｇドライバ、２４…Ｂドライバ、２５…投影光処理部、２６…照度センサ、２７…ＣＰＵ、２８…メインメモリ、２９…プログラムメモリ、３０…操作部、３１…音声処理部、３２…無線ＬＡＮインターフェイス（Ｉ／Ｆ）、３３…スピーカ部、３４…無線ＬＡＮアンテナ、ＳＢ…システムバス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定期間における光量が一定でない光源と、
当該光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調手段と、
上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶した記憶手段と、
当該記憶手段に記憶された上記関係に基づき、上記光変調手段で変調した光を画像光として投影する投影手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
【請求項２】
上記記憶手段は、上記関係を、上記階調値の増加に伴って上記光量も増加するように対応付けた関係で記憶することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
【請求項３】
上記記憶手段は、上記光源からの光を、上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を記憶することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
【請求項４】
上記光変調手段は、１画像フレームを複数のサブフレームに分割して上記光源からの光を変調し、
上記記憶手段は、上記光源からの光を上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を、当該複数のサブフレームごとに記憶する
ことを特徴とする請求項３記載の投影装置。
【請求項５】
上記理想値は、所定期間における光源の光量が一定である場合に当該光源から射出される各階調値ごとの光量の値であることを特徴とする請求項３または４記載の投影装置。
【請求項６】
上記光変調手段で表現される上記各階調ごとの上記光源の光量を測定する測定手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の投影装置。
【請求項７】
所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置での投影方法であって、
上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶工程と、
当該記憶工程で記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御工程と
を有したことを特徴とする投影方法。
【請求項８】
所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶ステップと、
当該記憶ステップで記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１】
所定期間における光量が一定でない光源と、
当該光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調手段と、
上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶した記憶手段と、
当該記憶手段に記憶された上記関係に基づき、上記光変調手段で変調した光を画像光として投影する投影手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
【請求項２】
上記記憶手段は、上記関係を、上記階調値の増加に伴って上記光量も増加するように対応付けた関係で記憶することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
【請求項３】
上記記憶手段は、上記光源からの光を、上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を記憶することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
【請求項４】
上記光変調手段は、１画像フレームを複数のサブフレームに分割して上記光源からの光を変調し、
上記記憶手段は、上記光源からの光を上記各階調値に対応した光量の理想値に近似した光量に上記光変調手段が変調するための階調値を、当該複数のサブフレームごとに記憶する
ことを特徴とする請求項３記載の投影装置。
【請求項５】
上記理想値は、所定期間における光源の光量が一定である場合に当該光源から射出される各階調値ごとの光量の値であることを特徴とする請求項３または４記載の投影装置。
【請求項６】
上記光変調手段で表現される上記各階調ごとの上記光源の光量を測定する測定手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の投影装置。
【請求項７】
所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置での投影方法であって、
上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶工程と、
当該記憶工程で記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御工程と
を有したことを特徴とする投影方法。
【請求項８】
所定期間における光量が一定でない光源と、上記光源からの光を所定の階調数に変調して射出する光変調部と、上記光変調部で変調した光を画像光として投影する投影部とを備えた装置に内蔵されたコンピュータが実行するプログラムであって、
上記所定の階調数における各階調値と、上記所定期間における上記光源から射出される各階調値毎の光の光量との関係を記憶する記憶ステップと、
当該記憶ステップで記憶した上記関係に基づいて上記光変調部で変調させた光を上記投影部で画像光として投影させる投影制御ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９２７８０（Ｐ２０１３−９２７８０Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６３９７３（Ｐ２０１２−２６３９７３）
【出願日】平成２４年１２月３日（２０１２．１２．３）
【分割の表示】特願２００８−２５４８８４（Ｐ２００８−２５４８８４）の分割
【原出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月３日（２０１２．１２．３）
【分割の表示】特願２００８−２５４８８４（Ｐ２００８−２５４８８４）の分割
【原出願日】平成２０年９月３０日（２００８．９．３０）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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