JP2004325644A

JP2004325644A - プロジェクタ

Info

Publication number: JP2004325644A
Application number: JP2003118403A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kohata; 武志降幡
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】黒信号や輝度の低い画像の場合でも高いコントラストの投写像を得ることができるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】光を供給する光源部１０１と、光源部１０１からの光を画像信号に応じて変調して射出する液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂと、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂにより変調された光を投写する投写レンズ１３０と、光源部１０１からの光で液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを略均一に照明するためのロッドインテグレータ１０２と、ロッドインテグレータ１０２の射出側に設けられ、光源部１０１からの光を、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる第１の方向Ｄ１と、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる方向とは異なる第２の方向Ｄ２とに選択的に反射させる調光部１０３とを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタに関し、液晶型空間光変調装置として液晶表示装置を用いるプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された画像信号に応じて画像を表す光（投写光）を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。プロジェクタの空間光変調装置としては、例えば液晶表示装置が使用されている。液晶表示装置は、液晶分子の異方性を利用して透過率又は反射率を変化させることにより、液晶表示装置からの光量を制御する。
【０００３】
しかし、液晶分子の特性により、透過率又は反射率には一定の限界がある。このため、光源部からの光を減衰させて画像を表示させる際にコントラスト比が低下してしまう。特に、液晶型表示装置において、投写光の光量をゼロ、即ち完全に遮光する状態を実現することは困難である。投写像の黒色の部分は、空間光変調装置が入射光を１００％遮光することで実現される。このため、例えば、陰極線管（ＣＲＴ）等の自発光型の画像表示装置では、黒表示は発光強度を下げる事で表示の明るさをゼロに近い状態にまで低下させることができる。同様に、ティルトミラーデバイスを用いる画像表示装置でも、黒表示は反射光を投写レンズに入射させないことで表示の明るさをゼロの状態に低下させることができる。このように、液晶表示装置を用いるプロジェクタの投写像は、ティルトミラーデバイスを用いるプロジェクタの投写像、又はＣＲＴに表示される画像に比較して、黒表示のコントラスト比が低下してしまう。黒表示のコントラスト比の低下を防止するためのプロジェクタの構成がいくつか提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１００６９９号公報
【特許文献２】
特開平１１−６５５２８号公報
【特許文献３】
特開平９−１１６８４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来提案されている構成では、以下に述べる問題を生ずる。特開２００１−１００６９９号公報に開示された構成では、光源部と液晶型空間光変調装置との間の光路中に偏光板や位相差板をモータ駆動により挿脱可能とする。そして、偏光板や位相差板を光路中に挿入することにより、液晶型空間光変調装置へ入射する光量を低減する。入射する光量を低減することで、黒表示の明るさを低減させている。本構成は、モータ駆動によるため騒音が発生すること、駆動機構の機械的な耐久性（寿命）があること、信頼性が高くないことなどの問題を有している。
【０００６】
また、特開平１１−６５５２８号公報に開示された構成では、光源部であるランプからの光量を制御して低減することで、黒表示の明るさを低減させている。本構成は、ランプの安定した発光を得ることが困難であること、ランプの寿命が短くなることなどの問題を有している。
【０００７】
また、特開平９−１１６８４０号公報に開示された構成では、遮光用の液晶パネルを配置し、黒表示の際に遮光している。本構成では、透過率を損失すること、応答性が低いこと、液晶パネルの寿命があること、信頼性が安定していないこと等の問題を有している。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、黒信号や輝度の低い画像の場合でも高いコントラストの投写像を得ることができるプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する液晶型空間光変調装置と、前記液晶型空間光変調装置により変調された光を投写する投写レンズと、前記光源部からの光で前記液晶型空間光変調装置を略均一に照明するためのロッドインテグレータと、前記ロッドインテグレータの射出側に設けられ、前記光源部からの光を、前記液晶型空間光変調装置に入射させる第１の方向と、前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる第２の方向とに選択的に反射させる調光部とを有することを特徴とするプロジェクタを提供する。これにより、黒信号や輝度の低い画像の場合でも、液晶型空間光変調装置へ入射する光量を低減することで高いコントラストの投写像を得ることができる。また、調光部は入射光を反射させることで光量の制御を行うため、光量損失を低減することができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記調光部は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスであり、前記可動ミラー素子は、前記第１の反射位置のときに前記光源部からの光を前記液晶型空間光変調装置に入射させる前記第１の方向へ反射し、前記第２の反射位置のときに前記光源部からの光を前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる前記第２の方向へ反射し、前記調光部は、画像信号に応じて前記複数の可動ミラー素子が前記第１の反射位置の状態にある時間又は前記第２の反射位置の状態にある時間を制御することで、前記液晶型空間光変調装置へ入射する光の光量を制御することが望ましい。これにより、調光部を小型化でき、低コストで製造できる。また、ティルトミラーデバイスによるため、高い信頼性で、耐久性（長い寿命）を有し、騒音が少なく、応答性の良い駆動を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記調光部により、前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる前記第２の方向へ反射された光を、前記投写レンズにより投写する光の輝度を増加させる補助光とするための補助光用素子と、前記補助光用素子からの前記補助光と、前記液晶型空間光変調装置からの変調された光とを合成するための合成部とをさらに有することが望ましい。これにより、調光部により減光され、全体的に輝度レベルが低下した画像において、低階調側は暗くても高コントラスで、かつ高階調側は明るい投写像を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記補助光用素子は、液晶表示素子であることが望ましい。液晶表示素子は、空間光変調装置のような画素単位の解像度は不要であり、所定の領域ごとの領域単位の解像度で十分である。これにより、液晶表示素子は低解像度のパネルで良いため、低コストで製造することができる。さらに、液晶表示素子の駆動回路の規模も小さくできるので、低コストで製造できる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記調光部により前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる前記第２の方向へ反射された光を電気エネルギーに変換して蓄える光蓄電池と、前記光蓄電池による電気エネルギーを前記プロジェクタの電源として使用する電源回路とをさらに有することが望ましい。これにより、蓄積した電気エネルギーを、例えばプロジェクタのスタンバイ状態のときの消費電力として使用できる。この結果、低消費電力化を図ることができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、画像信号に基づいてシーンの変化を検出するシーン検出回路をさらに有し、上記調光部は、検出されたシーンの期間とは異なる期間において、前記液晶型空間光変調装置に入射される光の光量が所定値となるように調光することが望ましい。これにより、急激な画像変化が生じても、フリッカーとして認識することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記調光部による光量の制御に応じて、前記画像信号のダイナミックレンジを伸張処理することが望ましい。これにより、画像信号のダイナミックレンジを常に最も効果的に利用することができる。この結果、高いコントラストの画像を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の概略構成図である。光源部１０１は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）と、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）と、青色光（以下、「Ｂ光」という。）とを含む光を供給する。光源部１０１としては超高圧水銀ランプを用いることができる。光源部１０１からの光は、焦点ｆに集光する。ロッドインテグレータ１０２は、焦点ｆ１とその入射側端面１０２ａとが略一致する位置に設けられている。ロッドインテグレータ１０２内へ入射した光は、反射を繰り返しながら進行し、射出側端面１０２ｂから射出する。ロッドインテグレータ１０２は、複数の２次光源像を形成することで、後述する液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを略均一に照明する。そして、ロッドインテグレータ１０２を射出した光は、調光部１０３に入射する。
【００１７】
調光部１０３は、ロッドインテグレータ１０２の射出側に設けられ、光源部１０１からの光を、後述する液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる第１の方向Ｄ１と、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる方向とは異なる第２の方向Ｄ２とに選択的に反射させる。調光部１０３の詳細については、後述する。まず、調光部１０３により、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる第１の方向に反射された光について説明する。
【００１８】
調光部１０３で第１の方向Ｄ１に反射された光は、Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｒに入射する。以下、Ｒ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｒを透過したＲ光は、反射ミラーＭ１に入射する。反射ミラーＭ１は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、Ｒ光を画像信号に応じて変調するＲ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｒに入射する。Ｒ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｒ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１２０に入射する。
【００１９】
次に、Ｇ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｂに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｂは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｂで反射されたＧ光は、Ｇ光を画像信号に応じて変調するＧ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｇに入射する。Ｇ光用の液晶型空間光変調装置１１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。Ｇ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１２０に入射する。
【００２０】
次に、Ｂ光について説明する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｂを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０５と、２枚の反射ミラーＭ２、Ｍ３とを経由して、Ｂ光を画像信号に応じて変調するＢ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｂに入射する。Ｂ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。
【００２１】
なお、Ｂ光をリレーレンズ１０５を経由させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ１０５を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０４Ｂを透過したＢ光を、そのままＢ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｂに導くことができる。Ｂ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１２０に入射する。
【００２２】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１２０は、２つのダイクロイック膜１２０ａ、１２０ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１２０ａは、Ｒ光を反射し、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１２０ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１２０は、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。投写レンズ１３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０で合成された光をスクリーン１４０に投写する。
【００２３】
次に、調光部１０３について説明する。調光部１０３としては、例えばティルトミラーデバイスを用いることができる。従来のティルトミラーデバイスの例の一つは、テキサスインスツルメンツ社のＤＭＤである。ＤＭＤはテキサスインスツルメンツ社の商標である。ティルトミラーデバイスは、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有する。可動ミラー素子は、第１の反射位置のときに光源部１０１からの光を液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる第１の方向Ｄ１へ反射し、第２の反射位置のときに光源部１０１からの光を液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる方向とは異なる第２の方向Ｄ２へ反射する。そして、調光部１０３は、画像信号に応じて複数の可動ミラー素子が第１の反射位置の状態にある時間又は前記第２の反射位置の状態にある時間を制御することで、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂへ入射する光の光量を制御する。この構成により、スクリーン１４０に黒表示や輝度の低い画像の投写を行う場合、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂへ入射する光量を低減する。この結果、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの照明光量が減るので、表示の明るさを低減でき、黒信号や輝度の低い画像の場合でも絶対輝度値を低く抑える事ができる為、高いコントラスト感のある画像を投射することができる。
【００２４】
調光部１０３であるＤＭＤは、図２（ａ）に示すように複数の可動ミラー素子２００を有する。本実施形態では、２０個の可動ミラー素子２００が４行×５列の行列状に配列されている。調光部１０３の反射領域の縦横比は３：４（例えば、縦＝１５ｍｍ、横＝２０ｍｍ）である。図２から明らかなように、画像表示用のＤＭＤに比較して、各可動ミラー素子２００のサイズは大きく、かつその数も少なくて良い。
【００２５】
また、可動ミラー素子２００の位置状態を択一的に選択する場合は、すべての可動ミラー素子２００を同一の状態にする。例えば、図２（ａ）は可動ミラー素子２００が第１の反射位置の状態にある場合を示す。この場合、調光部１０３は、光源部１０１からの光を液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂへ入射する第１の方向Ｄ１へ反射する。また、可動ミラー素子２００を第２の反射位置の状態にする場合は、図２（ｂ）に斜線を付して示すように、全ての可動ミラー素子２００を第２の反射位置の状態にする。この場合、調光部１０３は、光源部１０１からの光を液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射させる方向とは異なる第２の方向Ｄ２へ反射させる。
【００２６】
このように、調光部１０３は、入射光を第１の方向Ｄ１と第２の方向Ｄ２とへ選択的に反射させる。また、可動ミラー素子の位置状態を部分的に変化させるのではなく、全体的な位置状態を変化させている。換言すると、調光部１０３は、光源部１０１からの光を調光して減光させる場合に、部分遮蔽ではなく面遮蔽を行う機能を有する。従って、ロッドインテグレータ１０２により形成される２次光源像の位置及びその大きさに関わり無く調光部１０３を設計することができる。このため、調光部１０３のティルトミラーデバイスの設計及び配置の自由度が大きくなる。
【００２７】
また、調光部１０３はティルトミラーデバイスに限られず、グレーティング・ライトバルブ、又はＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）により構成することもできる。上述のように、可動ミラ−素子を面順次駆動するために、調光部１０３の形状は２次光源像の形状に合わせて最適化する必要がない。また、調光部１０３の駆動される単位要素も特に限定されることはない。
【００２８】
次に、図１に戻って、調光部１０３の動作について説明する。映像信号入力回路１５０は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の画像信号を調光処理部１６０へ出力する。また、調光処理部１６０にはフレームメモリ１５１が接続されている。調光処理部１６０は、調光制御回路１６１と、ローパスフィルタ・ラベリング回路１６２と、シーン検出回路１６３と、画像平均輝度（ＡｖｅｒａｇｅＰｉｃｔｕｒｅＬｅｖｅｌ、以下「ＡＰＬ」という。）検出回路１６４と、ヒストグラム検出回路１６５とを有する。これら回路の信号処理手順は後述する。調光処理部１６０からの画像信号は、映像信号変調回路１７０へ送られる。映像信号変調回路１７０は、シャープネス処理、カラー処理、白黒伸張処理を行う。映像信号変調回路１７０からの画像信号は、液晶型空間光変調装置駆動回路１７１へ送られる。液晶型空間光変調装置駆動回路１７１は、各色光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを画像信号に応じて駆動する。なお、図１では、簡略のために、液晶型空間光変調装置駆動回路１７１とＲ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｒとの接続を示し、Ｇ光用、Ｂ光用の液晶型空間光変調装置１１０Ｇ、１１０Ｂとの接続は省略する。
【００２９】
次に、図５に基づいて調光部１０３の基本的な動作について説明する。なお、調光部１０３により、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂへ入射する光量を増減させることを以下、「調光」という。上述したように、調光部１０３は、可動ミラー素子が第１の反射位置の状態にある時間又は前記第２の反射位置の状態にある時間を制御する、いわゆる時分割駆動を行うことで、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂへ入射する光の光量を制御する。調光処理部１６０は、可動ミラ−素子制御回路１８１へ調光部１０３を駆動するための信号を送る。また、可動ミラー素子制御回路１８１は、可動ミラー素子駆動回路１８２へ調光部１０３の可動ミラー素子を駆動するための信号を送る。さらに、調光処理部１６０は、ＣＰＵ１８０により制御されている。
【００３０】
映像の１フレーム内の光量を８階調（３ビット）で調光する場合を考える。３ビットで調光する場合、図５（ｆ）で示すような３ビット階調表示のそれぞれのビットに対応した重み付けを有する３つのサブフレームパルスＰ０（＝２^０）、Ｐ１（＝２^１）、Ｐ２（＝２^２）を用いる。図５（ａ）で示す１フレームの表示期間内で映像信号Ａが表示される場合、調光部１０３は全てのサブフレームパルスの時に可動ミラー素子が第１の反射位置状態にある。この場合、光源部１０１からの光は、全て液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射する。また、映像信号Ｂが表示される場合は、可動ミラー素子はサブフレームパルスＰ１の時に第１の反射位置状態にあり、その他のサブフレームパルスＰ０、Ｐ２の時に第２の反射位置状態にある。これにより、図５（ｃ）に示すように、映像信号Ｂの液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂへ入射する光の光量は、映像信号Ａに比較すると、約３０パーセントにまで減光される。映像信号Ａ、Ｂの輝度分布ヒストグラムをそれぞれ図５（ｄ）、（ｅ）に示す。輝度分布ヒストグラムは、入力階調レベル（横軸）と分布度数（縦軸）との関係を示すグラフである。
【００３１】
従来技術のような、例えばシャッタ羽根による部分的な遮光による調光では、光源部の２次光源像を部分的に遮光することになる。このため、従来技術による遮光では、インテグレータ上に形成された二次光源像のうち、シャッタ羽根で遮光された二次光源像からの光は遮光される。このため、シャッタ羽根で遮光されなかった二次光源像の一部の光のみ液晶型空間光変調装置に照射される。この結果、液晶型空間光変調装置の上・下、又は左・右で入射される光の量が部分的に異なってしまう。液晶型空間光変調装置において入射光量が異なる領域の分布は、シャッタ羽根の構造、即ち遮光する領域の方向、大きさ等に依存する。この結果、輝度ムラが発生する。さらに、Ｒ光、Ｂ光の偏光方向と、Ｇ光の偏光方向とを異ならせる構成の場合は、輝度むらが生じている部分の光エネルギーが各色光間で１：１：１で無くなる。このため、同様に色むらが発生する。これに対して、本実施形態では、調光部１０３は上述のように可動ミラー素子を面順次駆動している。このため、光路を部分的に遮光しないので、輝度及び色むらを発生しない。
【００３２】
次に、ＡＰＬを用いて調光部１０３の調光量を決定する手順を図６に基づいて説明する。ステップＳ６００において、ローパスフィルタ・ラベリング回路１６２は、ローパスフィルタリング（ＬＰＦ）処理を行うことで映像信号から高周波ノイズを除去する。ステップＳ６０１において、ＡＰＬ検出回路１６４は、１フレームの映像信号のＡＰＬ値を算出する。ＡＰＬ値が大きい場合は、ステップＳ６０２において、調光処理部１６０は調光しないように制御する。この場合、調光部１０３で反射した光は全て液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに導かれる。ＡＰＬ値が中間の場合は、ステップＳ６０３において、調光処理部１６０は調光される光量を少ない量から中間の量までの間に制御する。さらに、ＡＰＬ値が小さい場合、つまり黒信号や輝度の低い信号の場合、ステップＳ６０４において、調光処理部１６０は調光される光量が大きくなるように制御する。ステップＳ６０５において、映像信号に対して白黒伸張処理などが行われる。また、ステップＳ６０６において、可動ミラー素子制御回路１８１からの制御信号に応じて可動ミラー素子駆動回路１８２が調光部１０３の可動ミラー素子を駆動する。
【００３３】
次に、図７に基づいて、調光する光量と輝度分布ヒストグラムとの関係について説明する。図７（ａ）は、ＡＰＬ値は中間の大きさで、ダイナミックレンジ（図中では「ＤＲ」と略す。）が広い場合の輝度分布ヒストグラムである。この場合は、調光部１０３は、調光を行わずに液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０ｂへ光源部１０１からの光を１００パーセント入射させる。
【００３４】
図７（ｂ）は、ＡＰＬ値は中間の大きさで、ダイナミックレンジが中間の場合の輝度分布ヒストグラムである。この場合は、入力階調レベルが高い側の映像信号を優先させるように、調光による減光量を小さめに設定する。例えば、調光部１０３は、光源部１０１からの光のうち９０％を第１の方向Ｄ１へ反射し、１０％を第２の方向Ｄ２へ反射させるように可動ミラー素子を時分割駆動する。
【００３５】
図７（ｃ）は、ＡＰＬ値は小さく、ダイナミックレンジが狭い場合の輝度分布ヒストグラムである。この場合は、入力階調レベルが低い側の暗い又は黒表示の映像信号を優先させるように、調光による減光量を設定する。例えば、調光部１０３は、光源部１０１からの光のうち３０％を第１の方向Ｄ１へ反射し、７０％を第２の方向Ｄ２へ反射させるように可動ミラー素子を時分割駆動する。
【００３６】
図７（ｄ）は、ＡＰＬ値は小さく、ダイナミックレンジが広い場合の輝度分布ヒストグラムである。輝度分布のピークが現われる頻度が小さい場合は、入力階調レベルが高い側の映像信号の輝度（コントラスト）を多少犠牲にして、入力階調レベルが低い側の暗い又は黒表示の映像信号を優先させるように、調光による減光量を設定する。例えば、調光部１０３は、光源部１０１からの光のうち７０％を第１の方向Ｄ１へ反射し、３０％を第２の方向Ｄ２へ反射させるように可動ミラー素子を時分割駆動する。
【００３７】
図７（ｅ）は、ＡＰＬ値は中間の値であり、ダイナミックレンジが狭い場合の輝度分布ヒストグラムである。入力階調レベルが高い側の映像信号のコントラストと、入力階調レベルが低い側の暗い又は黒表示のコントラストの両方をバランス良く表示させるように、調光による減光量を設定する。例えば、調光部１０３は、光源部１０１からの光のうち５０％を第１の方向Ｄ１へ反射し、５０％を第２の方向Ｄ２へ反射させるように可動ミラー素子を時分割駆動する。図７（ｆ）は、調光後の液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射する光の光量を図７（ａ）〜（ｅ）に示した場合について示したものである。
【００３８】
次に、各フレーム単位で検出される輝度レベルを変化させる手順について説明する。あるフレームで検出された輝度レベルを次のフレームだけで制御しきってしまうのではなく、緩やかに数フレームかけて変化させる手順が望ましい。このような手順によれば、急激な輝度変化を防止する事ができる。まず、各フレーム単位で、映像信号のＡＰＬレベルを検出する。そして、そのＡＰＬの変化を観察していて、一定以上の変化があると認められた場合にシーンが変わったか否かを判断する。
【００３９】
次に、シーン変化に応じて調光量を制御する。この制御は、以下に述べる（Ａ）時差なし制御と、（Ｂ）時差あり制御との２つに大別できる。はじめに（Ａ）時差無し制御について説明する。時差無し制御とは、各フレーム毎に、ＡＰＬレベルに応じた調光を適応させることをいう。例えば、最初の第１フレームのＡＰＬ値がａである場合において、次の第２フレームでＡＰＬ値が（１／２）・ａに変化したとする。この場合、変化した割合分（１／２）・ａを次の第２フレームの調光量に反映させる。このため、各フレーム毎に調光量が変化する。時差無し制御において、各フレーム毎に明るさの変化が頻繁に起ると、視聴者からはフリッカーに類似した明るさ変化と捉えられてしまう場合がある。
【００４０】
次に、（Ｂ）時差あり制御を説明する。時差あり制御とは、目標値とする調光量をｎフレーム（数フレーム）かけて到達させる制御をいう。これにより、急激な明るさを低減することができる。例えば、上述の時差なし制御では、第２フレーム目の明るさから調光量を（１／２）・ａに変化させている。これに対して、時差あり制御では、初回の調光量を７０％に抑え、次の第３フレームで５０％（１／２）まで減光させる。このように、時差有り制御では、徐々に目標値の５０％まで減光させて値（１／２）・ａを達成する。実際の映像でのシーン変化は、早くても３０〜６０フレーム（時間では１〜２秒）で変化する傾向にある。このため、調光量を１００％（減光量ゼロ）から、７０％（減光量３０パーセント）、さらに５０％（半分減光）へと制御する時間（フレーム）や割合（減光率）は、長いフレーム数で制御しても良い。
【００４１】
また、規定のフレーム数内でシーン変化を検出した場合、以下のように（Ｃ）シーン変化を無視する制御と、（Ｄ）シーン変化を優先する制御とを行うことができる。まず、（Ｃ）シーン変化を無視する制御について図１２を用いて説明する。図１２において、シーンＡのＡＰＬ値は、基準とするＡＰＬ値ａに対して（１／２）・ａとなる。このため、５０％減光した調光量５０％が目標値となる。そして、目標値５０％を達成するために所定のフレーム数（以下、「スパン」という。）をかけて、調光する。シーン変化を無視する場合、スパンは固定で一定となる。そして、各スパンにおいて必ず目標値を達成する。また、調光（減光）するために、段階数は任意である。通常、シーン変化期間のほうがスパンよりも長い。このため、固定されたスパン内で目標値を達成することができる。図１２の例では、シーンＡの場合、固定スパン（ｎフレーム）内で目標値５０％を達成している。シーンＢの場合、シーン変化期間が短いため、調光するためのスパンの方が長い。即ち、検出されたシーンＢの期間とは異なる期間（ｎフレーム）において、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射される光の光量が所定値となるように調光する。シーンＣの場合、シーンＢのスパンが終了した後、ｎフレーム以内で目標値２０％を達成する。そして、次のシーン変化が検出されるまで、この目標値を維持する。このシーン変化を無視する制御では、シーンがいくつか進んだ後に、シーンとスパンの開始タイミングとを同期させることが望ましい。
【００４２】
次に、（Ｄ）シーン変化を優先させる制御について図１３を用いて説明する。シーン変化を優先させる制御では、画像の状態に対応させて確実、忠実に制御することができる。図１３において、シーンの長さとスパンとを一致させて、スパン内で段階的に調光させて減光する。例えば、シーンＡでは、ｍフレームでシーン検出されている。そして、ｍフレーム内においては、最終的に調光量７０％である。このため、目標値５０％を達成できていない。これに対して、シーンＢでは、ｍフレームよりも長いｐフレームをかけているため目標値７０％（（２／３）・ａ）を達成できる。さらに、シーンＣ、シーンＤにおいては、直前の制御の終了状態から、シーンＣ、シーンＤのそれぞれの目標値への調光を開始する。ここで、シーンＣ、シーンＤの変化期間は短いため、スパンであるｈフレーム、ｊフレーム内において目標値を達成できていない。このような、シーン変化を優先する制御では、目標値まで急激に調光しないためフリッカーに類似する輝度変化を防止することができる。
【００４３】
図１４に、上述の時差なし制御と、時差あり制御（シーン変化無視）との比較して示す。図１４（ａ）においてシーン検出Ｓ１とシーン検出Ｓ２とのタイミングにおいてシーン変化が検出されている。シーン検出Ｓ１がされた場合のＡＰＬ値は（１／２）・ａである（基準値をａとする）。従って、光量を１／２減光して目標値は５０％となる。図１４（ｄ）に示す時差なし制御では、１フレーム内で目標値５０％を達成する。これに対して図１４（ｅ）に示す時差あり制御（シーン変化無視）では２フレームのスパンで目標値５０％を達成する。さらに、第３フレーム目のＡＰＬ値ａ／３（３０％）では、シーン変化が無いと判断されているので、調光量５０％はそのまま維持されている。なお、図１４（ｆ）で示す調光制御は、上述のサブフレーム駆動で行う。
【００４４】
次に、図６で説明した調光手順に加えてシーン検出やダイナミックレンジ検出を加えた調光量決定手順について図８に基づいて説明する。ステップＳ８００において、ローパスフィルタ・ラベリング回路１６２は、ローパスフィルタリング（ＬＰＦ）処理を行うことで映像信号から高周波ノイズを除去する。ステップＳ８０１において、ＡＰＬ検出回路１６４は、１フレームの映像信号のＡＰＬ値を算出する。ＡＰＬ値が大きい場合は、ステップＳ８０２において、調光処理部１６０は調光しないように制御する。この場合、調光部１０３で反射した光は全て液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに導かれる。ステップＳ８０２の後、ステップＳ８０７において、図７（ａ）で説明した調光処理が行われる。また、ＡＰＬ値が中間の場合は、ステップＳ８０３において、ヒストグラム検出回路１６５は輝度分布ヒストグラムに基づいて映像信号のダイナミックレンジを算出する。ダイナミックレンジが広い場合はステップＳ８０７へ進む。ステップＳ８０７において、図７（ａ）で説明した調光処理が行われる。
【００４５】
ステップＳ８０３において、ダイナミックレンジが中間の値である場合は、ステップＳ８０５へ進む。ステップＳ８０５において、調光処理部１６０は調光される光量を少ない量から中間の量までの間に制御する。特に、輝度の高い明るい映像信号を圧縮するようにすることが好ましい。そして、ステップＳ８０８において、図７（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）を用いて説明した調光処理が行われる。さらに、ステップＳ８０３でダイナミックレンジが狭い場合は、ステップＳ８０６に進む。ステップＳ８０６において、調光部１０３は調光による減光量を大きくするよう処理する。そして、ステップＳ８０９において、図７（ｃ）を用いた調光処理が行われる。
【００４６】
ステップＳ８０１において、ＡＰＬ値が低い場合はステップＳ８０４へ進む。ステップＳ８０４において、ヒストグラム検出部１６５は輝度分布ヒストグラムに基づいて映像信号のダイナミックレンジを算出する。ダイナミックレンジが広い場合は、ステップＳ８０５に進む。ダイナミックレンジが中間又は狭い場合は、ステップＳ８０６に進む。そして、ステップＳ８０９において、図７（ｃ）を用いた調光処理が行われる。なお、ステップＳ８１０及びＳ８１１の内容は、上述のステップＳ６０５及びＳ６０６と同一なので重複する説明は省略する。
【００４７】
さらに、シーン検出を考慮した調光手順について説明する。ステップＳ８２０において、ＡＰＬ値が一定値以上に変化したかについて判定する。判定結果が真の場合、ステップＳ８２１においてシーンの変化が有ると判断される。また、判定結果が偽の場合、ステップＳ８２２においてシーンの変化が無いと判断される。ステップＳ８２１において、シーン変化があるとした場合は、ステップＳ８２３に進む。ステップＳ８２３において、調光して減光する量又は時差量を決定する。そして、ステップＳ８２３の後、又はステップＳ８２２でシーン変化無しとした後に、そして、上述のステップＳ８１０、Ｓ８１１の処理が行われる。
【００４８】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタ３００の概略構成を示す。本実施形態は、光源部１０１からの光のうち調光部１０３により第２の方向Ｄ２へ反射された光を再利用して投写レンズ１３０へ入射させる点が上記第１実施形態と異なる。上記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４９】
ロッドインテグレータ１０２を射出した光は、偏光変換部３０１に入射する。偏光変換部３０１は、光源部１０１からの光を特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換して射出する。ｓ偏光光に変換された光は、調光部１０３に入射する。調光部１０３は、入射光を第１の方向Ｄ１又は第２の方向Ｄ２へ反射する。
【００５０】
第１の方向Ｄ１へ反射された光は、上記第１実施形態で説明したものと同様の光路を進行し、各色用の液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに入射する。各色用の液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、入射光を画像信号に応じてｐ偏光光に変調して射出する。変調された光は、クロスダイクロイックプリズム１２０で合成して射出される。クロスダイクロイックプリズム１２０で合成された変調光は、偏光ビームスプリッタ３０４に入射する。偏光ビームスプリッタ３０４の偏光膜は、ｐ偏光光を透過し、ｓ偏光光を反射する。このため、変調光は、偏光ビームスプリッタ３０４を透過して、投写レンズ１３０側に射出される。投写レンズ１３０は、変調光をスクリーン１４０に投写する。
【００５１】
次に、調光部１０３で第２の方向Ｄ２へ反射された光について説明する。上記第１実施形態においては、調光部１０３で第２の方向Ｄ２へ反射された光は、スクリーン１４０に投写されることなく、廃棄される。これに対して、本実施形態では、調光部１０３により第２の方向Ｄ２に反射された光を、スクリーン１４０に投写される画像の輝度を増加させるための光（以下、「補助光」という。）として再利用する点が上記第１実施形態と異なる。
【００５２】
調光部１０３により第２の方向Ｄ２へ反射された光は、反射ミラーＭ４、Ｍ５で反射され光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた光は、１／２波長位相差板３０２に入射する。ｓ偏光光は、１／２波長位相差板３０２を透過することによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光は、補助光用素子である輝度用液晶パネル３０３に入射する。輝度用液晶パネル３０３は、後述する手順で透過率を制御することで、入射したｐ偏光光をｓ偏光光として射出する。輝度用液晶パネル３０３で光強度を制御された補助光は、合成部である偏光ビームスプリッタ３０４へ入射する。偏光ビームスプリッタ３０４の偏光膜は、ｓ偏光光である補助光を反射して、投写レンズ１３０側へ射出する。これにより、偏光ビームスプリッタ３０４は、補助光用素子である輝度用液晶パネル３０３からの補助光と、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂからの変調された光とを合成する。投写レンズ１３０は、補助光をスクリーン１４０に投写する。この結果、調光部１０３により減光され、全体的に輝度レベルが低下した画像において、低階調側は暗くても高コントラスで、かつ高階調側は明るい投写像を得ることができる。
【００５３】
次に、輝度用液晶パネル３０３による補助光の供給手順について図９に基づいて説明する。ステップＳ９００において、ローパスフィルタ・ラベリング回路１６２は、ロ−パスフィルタリング（ＬＰＦ）処理を行うことで映像信号から高周波ノイズを除去する。ステップＳ９０１において、ＡＰＬ検出回路１６４は、１フレームの映像信号のＡＰＬ値を算出する。ＡＰＬ値が大きい場合は、ステップＳ９０２において、調光処理部１６０は調光しないように制御する。この場合、調光部１０３で反射した光は全て空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに導かれる。ＡＰＬ値が中間又は低い場合は、ステップＳ９０３において、ヒストグラム検出回路１６５は輝度分布ヒストグラムに基づいて高階調の映像信号データが存在するかを判定する。判定結果が真の場合、ステップＳ９０５において、調光部１０３は調光により減光量を少ない量から中間程度にし、かつ補助光による輝度（Ｙ）の増加が行われる。補助光による輝度の増加についてはさらに後述する。調光部１０３により第２の方向Ｄ２へ反射された光は、輝度用液晶パネル３０３へ導かれる。そして、ステップＳ９０６において、輝度用液晶パネル３０３の透過領域及び透過光量が決定される。ステップＳ９０７において、輝度用液晶パネル３０３の駆動が行われる。
【００５４】
ステップＳ９０３の判定結果が偽の場合は、ステップＳ９０４において、調光部１０３は調光による減光量を多くする。また、ステップＳ９０８において、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの映像信号に対して伸張処理などを行う。さらに、ステップＳ９０９において、調光部１０３の制御処理が行われる。
【００５５】
図１０（ａ）は、投写像を模式的に示す図である。投写像は、例えば輝度の高い明るい領域ＢＲと、輝度が中間程度の領域ＭＤと、輝度の低い領域ＢＫとを有している。図１０（ａ）に示す投写像の輝度分布ヒストグラムを図１０（ｂ）に示す。輝度の高い領域ＢＲに輝度分布Ｙｈが対応する。
【００５６】
輝度用液晶パネル３０３は、高輝度な領域ＢＲのみ補助光を透過させる。このとき、略領域ＢＲを照明できればよいため、輝度用液晶パネル３０３は低解像度のパネルで良い。また、輝度用液晶パネル３０３の表示階調数は映像表示する時に比較して少ない階調数で良い。このため、輝度用液晶パネル３０３は低コストで製造することができる。また、輝度用液晶パネル３０３の駆動回路の規模も小さくできる。
【００５７】
さらに、スクリーン１４０上の投写像の観察者は、投写像の中心近傍を注視する傾向がある。このため、投写像の中心近傍に輝度の高い映像が分布している場合に上述の輝度の増加を行うとさらに効果的である。また、高輝度な領域への補助光による輝度増加に限られず、無彩色や淡有彩色の領域へ補助光を照射しても良い。この場合、投写像の色褪せを低減できるという効果を奏する。また、調光量を制御する場合は、図１０（ｃ）に示すように、目標とする調光量を一度に達成するのではなく、調光量をａ％、ｂ％と段階的に増加させて目標調光量に達することが望ましい。これにより、急激な光量変化を低減することができる。
【００５８】
次に、図１１を用いて、輝度を増加させる場合に高階調領域及び色の彩度を検出して加味する手順を説明する。図１１において、ステップＳ１１００、Ｓ１１０２〜Ｓ１１０８までの手順は、図９におけるステップＳ９００〜Ｓ９０９と同一であるため重複する説明は省略する。まず、ステップＳ１１０１において、ＭＥＰＧ４規格におけるデータの１つのかたまり、いわゆるオブジェクトを算出して、ラベリングを行う。ステップＳ１１１０において、ラベリング毎にヒストグラムを算出する。ステップＳ１１１１において、輝度の最大値ｍａｘが所定値Ｑよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１１１１の判定結果が真の場合、ステップＳ１１１３において輝度（Ｙ）の加算を行うと決定する。ステップＳ１１１１の判定結果が偽の場合、ステップＳ１１１２に進む。ステップＳ１１１２において、輝度が最大値ｍａｘのＲ％（Ｒは１００以下）〜ｍａｘまでの範囲にある画素の総数（画素の固まり）が所定画素数Ｓよりも大きいか否かを判定する。本ステップ以降の処理は、一定階調以上の輝度領域が存在する場合には、調光による減光で元（画像処理前）の映像信号の輝度の高い明るい領域の階調が減少しないようにするためのものである。ステップＳ１１１２の判定結果が真の場合は、ステップＳ１１１３に進む。ステップＳ１１１２の判定結果が偽の場合は、ステップＳ１１１４において、輝度（Ｙ）の加算を行わないと決定する。
【００５９】
次に、ステップＳ１１０１においてオブジェクトのラベリングをした後に、ステップＳ１１２０へ進む手順について説明する。ステップＳ１１２０において、ラベリング毎の有彩色、無彩色を判別する。ステップＳ１１２１において、無彩色か否かを判定する。ステップＳ１１２１の判定結果が真の場合は、ステップＳ１１２３において、輝度（Ｙ）の加算を行うと決定する。ステップＳ１１２１の判定結果が偽の場合、ステップＳ１１２２において淡い有彩色か否かを判定する。ステップＳ１１２２の判定結果が真の場合、ステップＳ１１２３へ進む。ステップＳ１１２２の判定結果が偽の場合、ステップＳ１１２４において、輝度（Ｙ）の加算を行わないと決定する。
【００６０】
ステップＳ１１２５において、ステップＳ１１１３、１１１４、１１２３、１１２４でそれぞれ輝度（Ｙ）の加算の有無が決定された内容に基づいて、輝度の加算を行う場合はステップＳ１１２６において、輝度用液晶パネル３０３の透過領域及び透過光量を決定する。そして、ステップＳ１１２７において輝度用液晶パネル３０３が駆動される。また、ステップＳ１１２５で輝度の加算を行わない場合は、通常の調光処理であるステップＳ１１０６などへ進む。これにより、無彩色又は淡い有彩色の領域も、輝度の暗い領域のコントラストを高く維持しつつ、輝度を増加させることができる。また、有彩色データの固まり（オブジェクト）が所定値以下の画素の集合体の領域も輝度を増加させることができる。さらに、液晶型空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂにより変調された光に、単に後から輝度（Ｙ）成分を加算して合成すると、投写像が色あせる場合がある。このため、補助光により輝度（Ｙ）を加算する場合は、色あせが顕著にならないような画像データに対してのみ加算することが望ましい。
【００６１】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタ４００の概略構成を示す。本実施形態は、光源部１０１からの光のうち調光部１０３により第２の方向Ｄ２へ反射された光を再利用して光蓄電池４０１へ導く点が上記第１実施形態と異なる。上記第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６２】
ロッドインテグレータ１０２を射出した光は、調光部１０３に入射する。調光部１０３は、入射光を第１の方向Ｄ１又は第２の方向Ｄ２へ反射する。第１の方向Ｄ１へ反射された光は、上記第１実施形態で説明したものと同様の光路を進行してスクリーン１４０に投写される。
【００６３】
次に、調光部１０３で第２の方向Ｄ２へ反射された光について説明する。上記第１実施形態においては調光部１０３で第２の方向Ｄ２へ反射された光は、スクリーン１４０に投写されることなく廃棄されている。これに対して、本実施形態では、調光部１０３により第２の方向Ｄ２に反射された光を利用して光蓄電池４０１に電気エネルギーを蓄える点が上記第１実施形態と異なる。
【００６４】
調光部１０３により第２の方向Ｄ２へ反射された光は、光蓄電池４０１へ入射する。光蓄電池４０１は、第２の方向Ｄ２へ反射された光を電気エネルギーに変換して蓄える。光蓄電池４０１は、光電効果を利用して光のエネルギーを電気のエネルギーに変換する部分と、電気エネルギーを蓄える部分とから構成される。光エネルギーを電気エネルギーに変換する部分は、例えば、セレン光電池、亜酸化銅光電池、ゲルマニウム、ケイ素等の単結晶を用いたｐｎ接合型光電池である。電源回路４０２は、光蓄電池４０１による電気エネルギーをプロジェクタ４００の電源として使用する。例えば、プロジェクタ４００がスタンバイ状態の時は、リモコンを受信できる程度に機能しているにすぎない。このため、プロジェクタ４００がスタンバイ状態にあるときの消費電力は投写状態の消費電力に比較して小さい。このため、光蓄電池４０１に蓄えられた電気エネルギーをプロジェクタ４００のスタンバイ状態の時に使用することで、プロジェクタ４００をパワーオフしているのと同等の低消費電力化が可能である。
【００６５】
以上説明したように、上記各実施形態においては、ロッドインテグレータ１０２の射出側に調光部１０３を設けているので、調光部１０３の小型化、低コスト化を図ることができる。また、調光部１０３としてティルトミラーデバイスを用いて調光しているため、光利用効率は略１００％で損失が少ない。さらに、調光部１０３の応答速度も速く、寿命が長く、信頼性（色むらや耐光性に対する劣化）も高い。加えて、映像信号の高画質処理にも容易に対応できる。また、調光部１０３を半導体プロセスにより容易に製造することができる。さらに、偏光板や位相差板などの有機系素材を全く使用していない点でも耐久性、寿命の観点から有利である。さらに、調光に際して、光源部１０１自体の制御を行わないため、光源部１０１であるランプに負荷がかからず、光源部１０１の長寿命化を図ることができる。また、上述したように、調光部１０３はティルトミラーデバイスに限られず、ＧＬＶ、ＭＥＭＳを用いても良い。加えて、上述の調光部１０３による光量の制御に応じて、画像信号のダイナミックレンジを伸張処理することもできる。伸張処理の一例として、白黒伸張補正がある。これにより、画像信号のダイナミックレンジを常に最も効果的に利用することができる。この結果、高いコントラストの画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態における調光部の概略構成を示す図。
【図３】第２実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図４】第３実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図５】調光のタイミングを示す図。
【図６】ＡＰＬによる調光量の手順を示す図。
【図７】調光条件と輝度分布ヒストグラムとの関係を示す図。
【図８】シーン検出、ダイナミックレンジ検出と調光の手順を示す図。
【図９】輝度加算する場合の手順を示す図。
【図１０】輝度加算する場合の映像の領域と輝度分布ヒストグラムを示す図。
【図１１】高階調領域や彩度を検出して輝度加算する場合の手順を示す図。
【図１２】調光量の時差なし制御を示す図。
【図１３】調光量の時差あり制御を示す図。
【図１４】調光量の時差なし制御と時差あり制御とを比較して示す図。
【符号の説明】
１０１光源部、１０２ロッドインテグレータ、１０３調光部、１０４Ｒ、１０４Ｂダイクロイックミラー、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３反射ミラー、１０５リレーレンズ、１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ液晶型空間光変調装置、１３０投写レンズ、１４０スクリーン、１２０クロスダイクロイックプリズム、１２０ａダイクロイック膜、１５０映像信号入力回路、１６０調光処理部、１６１調光制御回路、１６２ローパスフィルタ・ラベリング回路、１６３シーン検出回路、１６４ＡＰＬ検出回路、１６５ヒストグラム検出部、１７０映像信号変調回路、１７１液晶型空間光変調装置駆動回路、１８１可動ミラー素子制御回路、１８２可動ミラー素子駆動回路、２００可動ミラー素子、３００プロジェクタ、３０１偏光変換部、３０２１／２波長位相差板、３０３輝度用液晶パネル、３０４偏光ビームスプリッタ、４００プロジェクタ、４０１光蓄電池、４０２電源回路

Claims

光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調して射出する液晶型空間光変調装置と、
前記液晶型空間光変調装置により変調された光を投写する投写レンズと、
前記液晶型空間光変調装置を略均一に照明するためのロッドインテグレータと、
前記ロッドインテグレータの射出側に設けられ、前記光源部からの光を、前記液晶型空間光変調装置に入射させる第１の方向と、前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる第２の方向とに選択的に反射させる調光部と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
前記調光部は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスであり、
前記可動ミラー素子は、前記第１の反射位置のときに前記光源部からの光を前記液晶型空間光変調装置に入射させる前記第１の方向へ反射し、前記第２の反射位置のときに前記光源部からの光を前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる前記第２の方向へ反射し、
前記調光部は、画像信号に応じて前記複数の可動ミラー素子が前記第１の反射位置の状態にある時間又は前記第２の反射位置の状態にある時間を制御することで、前記液晶型空間光変調装置へ入射する光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
前記調光部により、前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる前記第２の方向へ反射された光を、前記投写レンズにより投写する光の輝度を増加させる補助光とするための補助光用素子と、
前記補助光用素子からの前記補助光と、前記液晶型空間光変調装置からの変調された光とを合成するための合成部とをさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
前記補助光用素子は、液晶表示素子であることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
前記調光部により前記液晶型空間光変調装置に入射させる方向とは異なる前記第２の方向へ反射された光を電気エネルギーに変換して蓄える光蓄電池と、
前記光蓄電池による電気エネルギーを前記プロジェクタの電源として使用する電源回路とをさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
画像信号に基づいてシーンの変化を検出するシーン検出回路をさらに有し、
上記調光部は、検出されたシーンの期間とは異なる期間において、前記液晶型空間光変調装置に入射される光の光量が所定値となるように調光することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
前記調光部による光量の制御に応じて、前記画像信号のダイナミックレンジを伸張処理することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。