JP2008089836A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な処理を要することなく、光源装置、光変調装置を含むすべての光学部品の劣化に伴う画質の劣化を取得して、適正な補正を行うことのできるプロジェクタの提供。
【解決手段】投射光学装置８の投射部を塞ぐカバー部材に、投射部を塞いだときに、投射光学装置８から投射される光学像の領域内に配置され、該光学像の輝度を検出する光検出素子９１が設けられ、制御装置１０は、光変調装置６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂに較正用のキャリブレーション画像を表示させる手段１５と、キャリブレーション画像を、光検出素子９１により検出した輝度情報に基づいて、光学像の画質を判定する手段１６と、画質の判定結果に基づいて、入力される画像情報を補正する手段１７と、補正済み画像情報に基づいて、光変調装置６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを駆動制御する手段１２とを備えている
【選択図】図４

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置と、前記光源装置及び前記光変調装置を制御する制御装置とを備えたプロジェクタが知られており、このようなプロジェクタは、ホームシアター用途、会議等におけるプレゼンテーション用途で広く利用されている。
ところで、このようなプロジェクタは、長年の使用により光変調装置を含み光学部品等が劣化することがあり、光学部品等の劣化は、投射画像の画像品質の劣化につながり、例えば、投射画像全体の色変化、部分的な色ムラとして観察者に視認される。

そこで、ＲＧＢ三色のＬＥＤ光源と、各色ＬＥＤ光源に応じて光変調装置が設けられたプロジェクタにおいて、光変調装置の表示領域周端外側に近接して光電変換素子を設け、ＬＥＤ光源からの入射光束の光量を光検出素子により測定しながら、光源から照射された光の光量の制御を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、プロジェクタに撮像手段を設け、投射画像を撮像して、経時劣化による投射画像の色ムラを補正するプロジェクタも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−３１７８００号公報 特開２００４−２２８９４８号公報

しかしながら、前記特許文献１記載の技術では、光変調装置で形成する光学像に干渉しないように光検出素子を表示領域の外側に設けなければならないため、本来の表示領域内の光の輝度を正確に検出することができないという問題がある。また、光検出素子が光変調装置の基板上に設けられているため、光変調装置自身の劣化や、光路後段の偏光板等の劣化による投射画像の画質劣化を検出することができないという問題がある。
一方、前記特許文献２に記載の技術では、キャリブレーションを行うための投射画像を撮像するための撮像手段を別途設けなければならず、さらには、撮像手段による撮像に際しては、パターンマッチング処理等により投射領域を検出する必要があるため、処理の複雑化を招くという問題がある。

本発明の目的は、複雑な処理を要することなく、光源装置、光変調装置を含むすべての光学部品の劣化に伴う画質の劣化を取得して、適正な補正を行うことのできるプロジェクタを提供することにある。

本発明に係るプロジェクタは、
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置と、前記光源装置及び前記光変調装置を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、
前記投射光学装置の投射部を塞ぐカバー部材を備え、
このカバー部材には、前記投射部を塞いだときに、前記投射光学装置から投射される光学像の領域内に配置され、該光学像の輝度を検出する光検出素子が設けられ、
前記制御装置は、
前記光変調装置に較正用のキャリブレーション画像を表示させるキャリブレーション画像表示手段と、
表示されたキャリブレーション画像を、前記光検出素子により検出した輝度情報に基づいて、前記投射光学装置から投射される光学像の画質を判定する画質判定手段と、
前記画質判定手段による画質の判定結果に基づいて、入力される画像情報を補正する入力画像補正手段と、
前記入力画像補正手段で補正された補正済み画像情報に基づいて、前記光変調装置を駆動制御する光変調装置駆動制御手段とを備えていることを特徴とする。

ここで、カバー部材に設けられる光検出素子としては、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子を採用することが可能であり、例えば、フォトダイオードを用いたフォトトランジスタ、フォトＩＣや、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像素子、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等を採用することができる。
また、光変調装置としては、例えば、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、マイクロミラーを用いた素子を備えたもの等を採用することができ、光変調装置の数も単板式、三板式のいずれであってもよい。
さらに、光源装置としては、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ等の放電発光管を用いたものの他、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）、ＬＤ（Laser Diode）等の固体光源素子を用いたものを採用することができる。

この発明によれば、投射光学装置をカバー部材で塞いだ際、投射光学装置から投射されたキャリブレーション画像の輝度を光検出素子により検出し、検出された光学像の輝度情報を画質判定手段により判定することにより、投射光学装置からの投射画像を直接検出しながら高精度に画質の判定を行うことができるため、光源装置、光変調装置を含むすべての光学部品の劣化に伴う投射画像の画質の劣化を正確に把握することができる。
そして、このような高精度の輝度情報に基づく画質判定の結果に基づいて、入力画像補正手段により画像情報の補正を行い、補正済み画像情報に基づいて、光変調装置駆動手段により光変調装置の駆動制御を行っているため、投射画像を適正に補正することができる。

以上において、
前記光検出素子は、前記投射光学装置から投射される光学像の領域内に複数配置され、
前記画質判定手段は、
前記複数の光検出素子で検出された輝度情報に基づいて、投射される光学像全体の輝度を判定する全体画像輝度判定部と、
各光検出素子で検出されたそれぞれの輝度情報に基づいて、各光検出素子の配置に応じた光学像の領域の輝度の偏差を判定する輝度偏差判定部とを備え、
前記入力画像補正手段は、
前記全体輝度判定部で判定された判定結果に基づいて、入力される画像情報の全体を補正する全体画像補正部と、
前記輝度偏差判定部で判定された判定結果に基づいて、入力される画像情報の各光検出素子の配置に応じた光学像の領域間の輝度の偏差を補正する輝度偏差補正部とを備えているのが好ましい。

ここで、輝度偏差補正部による補正は、例えば、隣接する領域間で輝度の偏差が生じていた場合、明るい領域に相当する部分の画像情報を暗くする補正を行ったり、逆に暗い領域に相当する部分の画像情報を明るくする補正を行えばよい。
この発明によれば、全体画像輝度判定部及び全体画像補正部により、投射画像全体の画像補正を行った後、輝度偏差判定部及び輝度偏差補正部により、複数の光検出素子のそれぞれで検出される領域間の輝度ムラ、色ムラ等の補正をも行うことができるため、より適正な補正を行うことができる。

本発明では、
前記制御装置は、入力された画像情報に応じて、本来出力されるべき基準輝度情報を格納した基準輝度情報格納手段を備え、
前記画質判定手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度情報格納手段に格納された基準輝度情報とを対比することにより画質の判定を行い、
前記入力画像補正手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度情報格納手段に格納された基準輝度情報との差分に基づいて、入力される画像情報の補正を行うのが好ましい。

ここで、基準輝度情報格納手段は、例えば、制御装置に設けられるＥ２ＰＲＯＭ等の不揮発性メモリによって構成することができる。
この発明によれば、基準輝度情報格納手段を備えていることにより、画質判定手段は格納された基準輝度情報を参照するだけで光検出素子により検出された輝度情報の判定を行うことができ、入力画像補正手段は、その差分に応じて画像情報の補正を行うだけでよいので、制御装置における処理の簡単化を図ることができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、
光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置と、前記光源装置及び前記光変調装置を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、
前記投射光学装置の投射部を塞ぐカバー部材を備え、
このカバー部材には、前記投射部を塞いだときに、前記投射光学装置から投射される光学像の領域内に配置され、該光学像の輝度を検出する光検出素子が設けられ、
前記制御装置は、
前記光変調装置に較正用のキャリブレーション画像を表示させるキャリブレーション画像表示手段と、
表示されたキャリブレーション画像を、前記光検出素子により検出した輝度情報に基づいて、前記投射光学装置から投射される光学像の画質を判定する画質判定手段と、
前記画質判定手段による画質の判定結果に基づいて、前記光源装置から射出される光束の輝度を補正する光源輝度補正手段と、
前記光源輝度補正手段で補正された補正輝度情報に基づいて、前記光源装置を駆動制御する光源装置駆動制御手段とを備えていることを特徴とする。

この発明によれば、前述と同様に、投射光学装置をカバー部材で塞いだ際、投射光学装置から投射された光学像の輝度を光検出素子により検出し、検出された光学像の輝度情報を画質判定手段により判定することにより、投射光学装置からの投射画像を直接光検出しながら高精度に画質の判定を行うことができるため、光源装置、光変調装置を含むすべての光学部品の劣化に伴う投射画像の画質の劣化を把握することができる。
そして、画質判定の結果に基づいて、光源輝度補正手段により光源装置から射出される光束の輝度を補正することができるので、光源装置駆動制御手段により、入力された画像情報に応じて適正な光学像を投射することが可能となる。

以上において、
前記光源装置は、異なる色光を射出する複数の光源を備え、
前記光変調装置は、各光源に応じて複数設けられ、各色光に応じて光学像を形成し、
各光変調装置で形成された各色光に応じた光学像を合成する色合成光学装置を備えているのが好ましい。
この発明によれば、複数の色光に応じた光源を備えていることにより、各色光に応じて光源から射出される光束の輝度を補正することが可能となるため、投射画像全体の色味等の補正をも行って補正画像の画質を一層向上させることができる。

本発明では、
前記制御装置は、入力された画像情報に応じて、出力されるべき輝度となる基準輝度値を格納した基準輝度値格納手段を備え、
前記画質判定手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度値格納手段に格納された基準輝度値とを対比することにより、画質の判定を行い、
前記光源輝度補正手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度値格納手段に格納された基準輝度値との差分に基づいて、前記光源装置から射出される光束の輝度を補正するのが好ましい。
このような構成により前記と同様の作用及び効果を享受できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
〔１〕全体構成
図１には、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１の光学系が示され、プロジェクタ１は、光源装置から射出される光束を画像情報に応じて変調してカラー画像（光学像）を形成し、このカラー画像をスクリーンＳｃ上に拡大投射するものである。
このプロジェクタ１は、光源装置２、均一照明光学装置３、色分離光学装置４、リレー光学装置５、光学装置６、色合成光学装置７、投射光学装置８、及びレンズカバー９を備えて構成される。
光源装置２は、放電発光管からなる光源ランプ２１およびパラボラリフレクタ２２を備え、光源ランプ２１から射出された放射状の光束は、パラボラリフレクタ２２によって反射されて平行化され、均一照明光学装置３に射出される。

均一照明光学装置３は、光源装置２から射出された光束を、複数の部分光束に分割し、後述する液晶パネルの画像形成領域を略均一に照明するための光学系であり、第１レンズアレイ３１と、第２レンズアレイ３２と、偏光変換素子３３と、重畳レンズ３４とを備える。
第１レンズアレイ３１は、入射光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する第１小レンズが、入射光軸に対し略直交する面内においてマトリクス状に配列された構成を有している。各第１小レンズは、光源装置２から射出される光束を複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ３２は、第１レンズアレイ３１と略同様な構成を有しており、第２小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ３２は、重畳レンズ３４とともに、第１レンズアレイ３１の各第１小レンズの光源像を後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。

偏光変換素子３３は、第２レンズアレイ３２と重畳レンズ３４との間に配置され、第２レンズアレイ３２からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子３３によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ３４によって最終的に後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタ１では、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置２からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子３３を用いることで、光源装置２からの射出光を略１種類の偏光光に変換し、後述する液晶パネルでの光の利用効率を高めている。

色分離光学装置４は、２枚のダイクロイックミラー４１、４２と、反射ミラー４３とを備え、ダイクロイックミラー４１、４２により均一照明光学装置３から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学装置５は、入射側レンズ５１、リレーレンズ５３、および反射ミラー５２、５４を備え、色分離光学装置４で分離された赤色光を光学装置６の赤色光用の液晶パネル及び液晶シャッタまで導く機能を有している。

この際、色分離光学装置４のダイクロイックミラー４１では、均一照明光学装置３から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。ダイクロイックミラー４１によって反射した青色光は、反射ミラー４３で反射し、フィールドレンズ４４を通って光学装置６の後述する青色光用の液晶パネルに達する。
このフィールドレンズ４４は、第２レンズアレイ３２から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パネルの光束入射側に設けられたフィールドレンズ４４も同様である。

ダイクロイックミラー４１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー４２によって反射し、フィールドレンズ４４を通って光学装置６の後述する緑色光用の液晶パネルに達する。
一方、赤色光はダイクロイックミラー４２を透過してリレー光学装置５を通り、さらにフィールドレンズ４４を通って光学装置６の後述する赤色光用の液晶パネルに達する。
なお、赤色光にリレー光学装置５が用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ５１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ４４に伝えるためである。

光学装置６は、前記色分離光学装置４で分離された各色光ＲＧＢに応じて光変調を行い、光学像を形成する部分であり、光変調装置としての液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを備えて構成される。
液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂは、複数の画素がマトリクス状に配列された画像形成領域を備え、各画素で入力された画像情報に応じた階調表示を行う。
この液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂは、一対の透明基板間に液晶を封入し、一方の基板上に形成されるＴＦＴ（Thin Film Transistor）により液晶を駆動させる構成を具備し、それぞれの光入射側及び光射出側には、図示を略したが、入射側偏光板及び射出側偏光板が設けられ、ＴＦＴをスイッチング素子として液晶の配向性を制御して、射出側偏光板から射出される光の量を調整して画像情報に応じた階調表示を作り出している。

色合成光学装置７は、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの射出側偏光板から射出された色光毎に変調された各色光を合成してカラー画像を形成する。この色合成光学装置７は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、液晶パネル６１Ｇから射出された色光を透過し、液晶パネル６１Ｒ，６１Ｂから射出された各色光を反射する。
投射光学装置８は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、色合成光学装置７で形成されたカラー画像は、この投射光学装置８によりスクリーンＳｃ上に拡大投射される。

カバー部材としてのレンズカバー９は、図２に示されるように、プロジェクタ１の外装筐体１Ａの前面部分にスライド自在に設けられ、投射光学装置８の投射部を塞ぎ、持ち運び等の際に、投射光学装置８の投射部を保護する部材であり、本実施形態では、プロジェクタ１に設けられた操作パネル上の所定のスイッチを操作することにより、電動でレンズカバー９がスライドして投射光学装置８の投射部を塞いだり、露出させたりすることができるようになっている。
このレンズカバー９の投射光学装置８の投射部と対向する面、すなわち内側面には、図３に示されるように、４つの光検出素子９１が設けられている。４つの光検出素子９１の配置は、投射光学装置８の投射部をレンズカバー９で塞ぎ、後述するキャリブレーション画像をレンズカバー９の対向面に表示させた際の投射領域内であり、かつ、この投射領域を４分割した矩形状の分割領域の略中心とされる。
光検出素子９１は、フォトダイオード、ＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子から構成され、受けた光の量に応じて電気信号を検出値として出力するようになっている。

〔２〕プロジェクタ１の制御構造
次に、前述した構造のプロジェクタ１の制御構造について説明する。
図４には、プロジェクタ１の制御を行う制御装置１０が示されている。この制御装置１０は、入力される画像情報ＶＩＤＥＯに所定の画像処理を行うとともに、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの駆動制御を行って液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ上に光学像を形成する部分であり、画像処理手段１１、光変調装置駆動制御手段１２、ドライバＩＣ１３、操作信号取得手段１４、キャリブレーション画像表示手段１５、画質判定手段１６、入力画像補正手段１７、基準輝度情報格納手段１８、及びメモリ１９を備えて構成される。

画像処理手段１１は、入力された画像情報ＶＩＤＥＯをフレーム単位で蓄積するフレームバッファを備え、フレームバッファに蓄積されたフレーム単位の表示画像データに対して、適切な画像を表示させるための画像処理を施す部分であり、具体的には、白黒伸長処理、ＩＰ変換処理、γ補正処理、Ｖ−Ｔγ補正処理等を行う。
光変調装置駆動制御手段１２は、画像処理手段１１で処理された画像情報に基づいて、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを駆動制御するための制御信号を生成する部分であり、各色光について生成された駆動制御信号は、ドライバＩＣ１３に出力される。
ドライバＩＣ１３は、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを画素単位で駆動する部分であり、本実施形態では、ＲＧＢの各色光に応じて液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂが設定されているため、ドライバＩＣ１３もその数に応じて設けられている。

操作信号取得手段１４は、プロジェクタ１の外装筐体１Ａ上に設けられた操作パネル１Ｂを観察者が操作した際、その操作信号を取得する部分であり、取得された操作信号の種別に応じて、制御装置１０内の所定の駆動制御部分が動作するようになっている。尚、図４では図示を略したが、操作パネル１Ｂ上には、キャリブレーション実行の操作ボタンが設けられており、この操作ボタンを押すと、操作信号取得手段１４からの制御指令により、レンズカバー９が投射光学装置８の投射部を覆うように電動で駆動するようになっている。
また、操作信号取得手段１４で取得されたキャリブレーション実行の指令は、光検出素子９１による検出開始、後述するキャリブレーション画像表示手段１５によるキャリブレーション画像の表示開始を実行させる。

キャリブレーション画像表示手段１５は、前述したキャリブレーション実行の操作ボタンを押した際、入力される画像情報ＶＩＤＥＯを切り換えて較正用のキャリブレーション画像を液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ上に表示形成させる部分である。このキャリブレーション画像表示手段１５で表示させるキャリブレーション画像は、ＲＧＢの各色光についての単色画像情報で、各色光について、階調値の異なる複数の画像により構成される。
画質判定手段１６は、光検出素子９１で検出されたキャリブレーション画像の輝度値に基づいて、投射光学装置８から投射される光学像の画質を判定する部分であり、全体画像輝度判定部１６１及び輝度偏差判定部１６２を備えて構成される。

全体画像輝度判定部１６１は、光検出素子９１で検出された輝度値と、基準輝度情報格納手段１８に格納された基準輝度値とを対比して、両輝度値間に所定の閾値を超える差が生じた場合、輝度補正を行うべきであると判定する。尚、本実施形態では、対比に際して、４つの光検出素子９１で検出された輝度値の平均値を用いて行っている。
基準輝度情報格納手段１８には、図５に示されるように、入力される画像情報の階調値と、本来表示されるべき画像の輝度出力値Ｙとを対応させたグラフＧ１に基づく情報が格納されている。尚、実際には、この基準輝度情報格納手段１８に格納されているのは、段階的に設定された階調値に応じた輝度出力値Ｙをテーブルとして格納しており、前述したキャリブレーション画像表示手段１５に格納される複数階調のキャリブレーション画像も、この基準輝度情報格納手段１８で格納される階調値に対応している。

輝度偏差判定部１６２は、キャリブレーション画像の投射領域内に配置される４つの光検出素子９１による検出値に基づいて、４つの検出値間に所定以上の偏差があるかどうかを判定する部分である。この輝度偏差判定部１６２は、予め観察者が視認できるような輝度値の偏差の閾値を設定しておき、各光検出素子９１で検出された輝度値間にこれを超えるような偏差が生じている場合には、光学像の投射領域内に輝度ムラが生じていると判定する。

入力画像補正手段１７は、前述した画質判定手段１６の判定結果に基づいて、入力される画像情報ＶＩＤＥＯを補正する部分であり、全体画像輝度補正部１７１及び輝度偏差補正部１７２を備えて構成される。
全体画像輝度補正部１７１は、全体画像輝度判定部１６１において所定の閾値を超える差が生じていると判定された場合に、入力される画像情報ＶＩＤＥＯを補正する補正値を生成する部分である。
具体的には、図６に示されるように、複数階調のキャリブレーション画像を表示し、各階調値において光検出素子９１で検出された輝度値がグラフＧ２のように取得された場合、全体画像輝度補正部１７１は、基準輝度情報を与えるグラフＧ１との差分を生成して補正値とする。すなわち、図６に示されるように、キャリブレーション画像の階調値がｋ１の時に光検出素子９１で検出された輝度値がＹ１であったとした場合、階調値ｋ１における基準輝度出力値Ｙ２となるようにＹ１−Ｙ２を補正値として生成する。

輝度偏差補正部１７２は、輝度偏差判定部１６２により４つの光検出素子９１で検出された輝度値が所定の閾値以上であると判定された場合に、輝度偏差を補正する輝度ムラ補正値を生成する部分である。
具体的には、図７に示されるように、４つの光検出素子９１で検出されたキャリブレーション画像Ａ１内の輝度値がＹ１１、Ｙ１２、Ｙ２１、Ｙ２２であり、輝度値Ｙ２１が他の輝度値Ｙ１１、Ｙ１２、Ｙ２２よりも低いと判定された場合、輝度偏差補正部１７２は、入力される画像情報ＶＩＤＥＯに対して、画像Ａ２のような重み付け補正を行う。すなわち、輝度偏差補正部１７２は、画像Ａ２の左下の領域には、輝度を変化させない補正値Ｈ２１を生成し、他の領域については、補正値Ｈ２１よりも輝度を小さくする補正値Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ２２を生成し、これらを輝度ムラ補正値とする。

このように全体画像輝度補正部１７１及び輝度偏差補正部１７２で生成された輝度補正値、輝度ムラ補正値は、メモリ１９内に格納され、具体的には、全体画像輝度補正部１７１により生成されたキャリブレーション画像の複数の階調値に応じた補正値と、輝度偏差補正部１７２により生成されたキャリブレーション画像の光検出素子９１の配置に応じた領域の輝度値の重み付け補正値とが格納されている。
そして、光変調装置駆動制御手段１２は、画像処理手段１１を介して入力される画像情報ＶＩＤＥＯに対して、これらの補正値に基づいて重み付け補正を行った後、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの駆動制御を行う。

〔３〕プロジェクタ１の作用及び効果
次に、前述した構造のプロジェクタ１の作用について、図８に示されるフローチャートに基づいて説明する。
操作信号取得手段１４は、観察者が操作パネル１Ｂ上のキャリブレーション実行の操作ボタンを押したか否かを監視し（処理Ｓ１）、キャリブレーション実行の操作信号を取得したら、レンズカバー９の電動機構に制御信号を出力し、レンズカバー９で投射光学装置８の投射部を覆うように、レンズカバー９の閉動作を実行させる（処置Ｓ２）。

次に、キャリブレーション画像表示手段１５は、操作信号取得手段１４からの信号を受けて、キャリブレーション画像の表示を開始する（処理Ｓ３）。キャリブレーション画像の表示は、プロジェクタ１が三板式であるため、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ個別に行う。すなわち、例えば、液晶パネル６１Ｇのキャリブレーションを行う場合には、緑色（Ｇ）光のみをキャリブレーション画像として出力し、他の赤色（Ｒ）光、青色（Ｂ）光の成分はシャットダウンする。また、キャリブレーション画像は、階調値から高い階調値に段階的に変化するように繰り返し表示される。
キャリブレーション画像の表示が開始されたら、光検出素子９１によるキャリブレーション画像の輝度値の取得を開始し、各光検出素子９１で検出された輝度値を画質判定手段１６に出力する（処理Ｓ４）。

画質判定手段１６の全体画像輝度判定部１６１は、取得した輝度値と基準輝度情報格納手段１８内に格納された基準輝度出力値とを対比して、その差が所定の閾値内に納まっているか否かを判定する（処理Ｓ５）。
納まっていないと判定された場合、入力画像補正手段１７の全体画像輝度補正部１７１は、基準輝度出力値と検出された輝度値の差分をとって、輝度補正値を生成し（処理Ｓ６）、生成した輝度補正値をメモリ１９内に書き込む（処理Ｓ７）。
一方、輝度値と基準輝度出力値との差が所定の閾値内に納まっていると判定された場合、画質判定手段１６は、上記の補正値の生成を行うことなく、すべての階調値について判定を行ったか否かを判定する（処理Ｓ８）。

すべての階調値についてのキャリブレーション画像の判定が行われていないと判定された場合、画質判定手段１６は、次の階調値のキャリブレーション画像をキャリブレーション画像表示手段１５に表示させ（処理Ｓ９）、処理Ｓ３乃至処理Ｓ７までの一連の手順を繰り返す。
すべての階調値についてキャリブレーション画像の判定が終了したと判定された場合、画質判定手段１６は、キャリブレーション画像表示手段１５に中間階調のキャリブレーション画像を表示させ、各光検出素子９１からの輝度値、本実施形態では４つの輝度値を取得する（処理Ｓ１０）。

画質判定手段１６の輝度偏差判定部１６２は、各光検出素子９１で検出された輝度値の偏差を算出し（処理Ｓ１１）、算出された輝度偏差が所定の閾値以内であるか否かを判定する（処理Ｓ１２）。
輝度偏差が所定の閾値以内でないと判定された場合、入力画像補正手段１７の輝度偏差補正部１７２は、輝度ムラを補正する輝度ムラ補正値を生成し（処理Ｓ１３）、生成した補正値をメモリ１９内に書き込む（処理Ｓ１４）。
一方、輝度偏差が所定の閾値以内であると判定された場合、画質判定手段１６は、すべての液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂについてのキャリブレーションが終了したかを判定する（処理Ｓ１５）。

終了していないと判定された場合、画質判定手段１６は、キャリブレーション画像を次の液晶パネル６１Ｒ、６１Ｂに表示させるように、キャリブレーション画像表示手段１５にキャリブレーション画像の切換を実行させ（処理Ｓ１６）、切り換えられた液晶パネル６１Ｒ、６１Ｂについて、処理Ｓ３乃至処理Ｓ１４の一連の処理を繰り返す。
一方、すべての液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂについてキャリブレーションが終了したと判定された場合、画質判定手段１６は、キャリブレーション画像表示手段１５によるキャリブレーション画像の表示を終了して、入力される画像情報ＶＩＤＥＯに基づく表示に復帰させ（処理Ｓ１７）、レンズカバー９の電動機構にレンズカバー９を開動作させる（処理Ｓ１８）。

入力画像の表示に復帰した後、光変調装置駆動制御手段１２は、画像処理手段１１によって画像処理された画像情報に加えて、メモリ１９内に生成された２種類の補正値を用いて画像情報に重み付け補正を行った後、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの駆動制御を行う。
以上のような液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂのキャリブレーションを行うことにより、投射画像を直視した状態でキャリブレーションを行っているため、高精度に補正値を生成することができ、この補正値を利用して画像を表示することにより、適正でかつ高品質な画像を表示させることができる。

また、輝度値の検出を投射光学装置８の後段で行っているので、光源装置２から投射光学装置８間に配置される種々の光学部品に劣化が生じても確実にその状態を補正することができる。
そして、各液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂについてキャリブレーションを行うことにより、輝度補正と同時に色合い及び色ムラの補正をも行うことができるため、色合成光学装置７で合成されたカラー画像も適切な色再現性を実現することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。尚、以下の説明では、既に説明したと同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前述した第１実施形態に係るプロジェクタ１では、光源装置２として放電発光管からなる光源ランプ２１を用い、色分離光学装置４によって光源装置２から射出された光束をＲＧＢに分離して、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを照明するように構成していた。
これに対して、本実施形態に係るプロジェクタ７０では、図９に示されるように、光源装置として、ＲＧＢのそれぞれの色光を射出する３つのＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂを用い、それぞれが液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを個別に照明している点が相違する。

また、前記第１実施形態では、光検出素子９１で検出された輝度値に基づいて、画質判定手段１６により判定を行い、入力画像補正手段１７によって補正値を作成し、この補正値を用いて入力された画像情報ＶＩＤＥＯの重み付け補正を行うことにより、投射画像の適正化を図っていた。
これに対して、本実施形態では、光検出素子９１で検出された輝度値に基づいて画質判定手段７４により判定を行うまでは同じだが、光源輝度補正手段７５によってＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂの出力を制御することにより、投射画像の適正化を図っている点が相違する。

すなわち、図９に示されるように、プロジェクタ７０は、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの光入射側に配置されるＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂを備えて構成される。
これらＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂは、固体光源素子としての発光ダイオードから構成される面状発光体であり、電圧が印加されると、光が面状に放射され、液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂの画像形成領域を均一に照明する。
光源駆動回路７２は、ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂに電圧を印加する部分であり、各ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂに対して独立して電圧を印加できるように構成されている。

光源装置駆動制御手段７３は、光源駆動回路７２から各ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂに印加する電圧を制御する部分である。
画質判定手段７４は、第１実施形態の場合と同様に、光検出素子で検出されたキャリブレーション画像の輝度値に基づいて、投射光学装置から投射される光学像の画質を判定する部分であるが、本実施形態では、全体画像の輝度調整しか行わず、４つの光検出素子９１で検出された輝度値間の偏差を補正する機能は具備していない。
光源輝度補正手段７５は、画質判定手段７４の判定結果に基づいて、各ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂから出力する光源の輝度を補正する部分であり、第１実施形態の場合と同様に、基準輝度情報格納手段１８内に格納された基準輝度出力値と、光検出素子９１で検出された輝度値とを対比して、検出された輝度値を基準輝度出力値に戻す補正値を生成し、メモリ１９内に格納する。

このような第２実施形態に係るプロジェクタ７０は、次のように作用する。
まず、第１実施形態の場合と同様に、処理Ｓ１及び処理Ｓ２によりキャリブレーションを開始した後、光源装置駆動制御手段７３は、ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂのいずれかを点灯させ、他は消灯するように光源駆動回路７２を駆動制御する（処理Ｓ２１）。
続けてキャリブレーション画像表示手段１５は、キャリブレーション画像を表示させ（処理Ｓ２２）、画質判定手段７４は、光検出素子９１により検出された輝度値を取得する（処理Ｓ２３）。
画質判定手段７４は、取得された輝度値と、基準輝度情報格納手段１８内の基準輝度出力値とを対比して、その偏差が所定の閾値内にあるかどうかを判定する（処理Ｓ２４）。所定の閾値内にあると判定された場合、補正値を生成することなく、次の処理に進む。
偏差が所定の閾値以上であると判定された場合、光源輝度補正手段７５は、取得された輝度値が基準輝度出力値よりも大きいか否かを判定する（処理Ｓ２５）。

取得された輝度値が基準輝度出力値よりも大きいと判定された場合、光源輝度補正手段７５は、光源の出力を下げる補正値を生成し（処理Ｓ２６）、補正値をメモリ１９に書き込む（処理Ｓ２７）。
一方、取得された輝度値が基準輝度出力値よりも小さいと判定された場合、光源輝度補正手段７５は、光源の出力を下げる補正値を生成し（処理Ｓ２８）、補正値をメモリ１９に書き込む（処理Ｓ２７）。
画質判定手段７４は、ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂすべてのキャリブレーションが終了したかを判定し（処理Ｓ２９）、終了していない場合には、ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂを切り換えて（処理Ｓ３０）、処理Ｓ２１から処理Ｓ２８を繰り返す。

一方、すべてのＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂについてのキャリブレーションが終了したと判定されたら、キャリブレーションを終了し、入力画像への復帰（処理Ｓ３１）、電動機構にレンズカバーの開動作を実行させる（処理Ｓ３２）。
キャリブレーション終了後における入力される画像情報ＶＩＤＥＯに基づく画像表示に際しては、光源装置駆動制御手段７３は、メモリ１９内に格納されたＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂの補正値に基づいて、ＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂの出力制御を行う。
これにより、入力される画像情報ＶＩＤＥＯの画質調整とは全く別にＬＥＤ光源７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂの出力制御を行うだけで適正な投射画像を表示させることができる。

〔実施形態の変形〕
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前述した各実施形態は、光変調装置として透過型の液晶パネル６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂを用いていたが、本発明はこれに限られない。すなわち、光変調装置として反射型の液晶パネルを備えたプロジェクタ、さらには、マイクロミラーを用いたデバイスを備えたプロジェクタに本発明を適用してもよい。
また、前記第２実施形態では、三板式のプロジェクタ１、７０に本発明を採用していたが、これに限らず、単板式でＲＧＢを時分割で表示する駆動方式のプロジェクタに本発明を採用してもよい。

前記実施形態では、レンズカバー９は、キャリブレーション実行ボタンを操作すると電動機構により自動的に投射光学装置８の投射部を覆うように構成されていたが、これに限らず、手動でレンズカバーの開閉を行うプロジェクタに本発明を採用してもよい。
前記実施形態では、レンズカバー９に光検出素子９１が４つ設けられていたが、これに限らず、光検出素子９１が１つでも、４つ以上であってもよい。尚、投射画像の輝度ムラ、色ムラを補正する場合には、少なくとも２つ以上必要である。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構造を表す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタの正面図。 前記実施形態におけるレンズカバーに設けられた光検出素子配置を表す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタの制御装置の構造を表すブロック図。 前記実施形態における基準輝度情報格納手段に格納された輝度情報を説明するためのグラフ。 前記実施形態における入力画像補正手段による補正の手順を説明するためのグラフ。 前記実施形態における輝度ムラ補正の方法を説明するための模式図。 前記実施形態における作用を説明するためのフローチャート。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの光学系及び制御装置の構造を表すブロック図。 前記実施形態における作用を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…プロジェクタ、８…投射光学装置、９…レンズカバー、１０…制御装置、１２…光変調装置駆動制御手段、１５…キャリブレーション画像表示手段、１６…画質判定手段、１７…入力画像補正手段、１８…基準輝度情報格納手段、６１Ｒ、６１Ｇ、６１Ｂ…液晶パネル、７０…プロジェクタ、７１Ｒ、７１Ｇ、７１Ｂ…ＬＥＤ光源、７３…光源装置駆動制御手段、７４…画質判定手段、７５…光源輝度補正手段、９１…光検出素子、１６１…全体画像輝度判定部、１６２…輝度偏差判定部、１７１…全体画像輝度補正部、１７２…輝度偏差補正部

Claims (6)

1. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置と、前記光源装置及び前記光変調装置を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、
   前記投射光学装置の投射部を塞ぐカバー部材を備え、
   このカバー部材には、前記投射部を塞いだときに、前記投射光学装置から投射される光学像の領域内に配置され、該光学像の輝度を検出する光検出素子が設けられ、
   前記制御装置は、
   前記光変調装置に較正用のキャリブレーション画像を表示させるキャリブレーション画像表示手段と、
   表示されたキャリブレーション画像を、前記光検出素子により検出した輝度情報に基づいて、前記投射光学装置から投射される光学像の画質を判定する画質判定手段と、
   前記画質判定手段による画質の判定結果に基づいて、入力される画像情報を補正する入力画像補正手段と、
   前記入力画像補正手段で補正された補正済み画像情報に基づいて、前記光変調装置を駆動制御する光変調装置駆動制御手段とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光検出素子は、前記投射光学装置から投射される光学像の領域内に複数配置され、
   前記画質判定手段は、
   前記複数の光検出素子で検出された輝度情報に基づいて、投射される光学像全体の輝度を判定する全体画像輝度判定部と、
   各光検出素子で検出されたそれぞれの輝度情報に基づいて、各光検出素子の配置に応じた光学像の領域の輝度の偏差を判定する輝度偏差判定部とを備え、
   前記入力画像補正手段は、
   前記全体輝度判定部で判定された判定結果に基づいて、入力される画像情報の全体を補正する全体画像輝度補正部と、
   前記輝度偏差判定部で判定された判定結果に基づいて、入力される画像情報の各光検出素子の配置に応じた光学像の領域間の輝度の偏差を補正する輝度偏差補正部とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記制御装置は、入力された画像情報に応じて、本来出力されるべき基準輝度情報を格納した基準輝度情報格納手段を備え、
   前記画質判定手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度情報格納手段に格納された基準輝度情報とを対比することにより、画質の判定を行い、
   前記入力画像補正手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度情報格納手段に格納された基準輝度情報との差分に基づいて、入力される画像情報の補正を行うことを特徴とするプロジェクタ。
4. 光源装置と、前記光源装置から射出された光束を、入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、前記光変調装置で形成された光学像を拡大投射する投射光学装置と、前記光源装置及び前記光変調装置を制御する制御装置とを備えたプロジェクタであって、
   前記投射光学装置の投射部を塞ぐカバー部材を備え、
   このカバー部材には、前記投射部を塞いだときに、前記投射光学装置から投射される光学像の領域内に配置され、該光学像の輝度を検出する光検出素子が設けられ、
   前記制御装置は、
   前記光変調装置に較正用のキャリブレーション画像を表示させるキャリブレーション画像表示手段と、
   表示されたキャリブレーション画像を、前記光検出素子により検出した輝度情報に基づいて、前記投射光学装置から投射される光学像の画質を判定する画質判定手段と、
   前記画質判定手段による画質の判定結果に基づいて、前記光源装置から射出される光束の輝度を補正する光源輝度補正手段と、
   前記光源輝度補正手段で補正された補正輝度情報に基づいて、前記光源装置を駆動制御する光源装置駆動制御手段とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項４に記載のプロジェクタにおいて、
   前記光源装置は、異なる色光を射出する複数の光源を備え、
   前記光変調装置は、各光源に応じて複数設けられ、各色光に応じて光学像を形成し、
   各光変調装置で形成された各色光に応じた光学像を合成する色合成光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項４又は請求項５に記載のプロジェクタにおいて、
   前記制御装置は、入力された画像情報に応じて、出力されるべき輝度となる基準輝度値を格納した基準輝度値格納手段を備え、
   前記画質判定手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度値格納手段に格納された基準輝度値とを対比することにより、画質の判定を行い、
   前記光源輝度補正手段は、前記光検出素子で検出された輝度情報と、前記基準輝度値格納手段に格納された基準輝度値との差分に基づいて、前記光源装置から射出される光束の輝度を補正することを特徴とするプロジェクタ。

Images