使用不同发光色的多个光源进行脉冲驱动的投影装置

摘要

本发明涉及一种投影装置，具备：多个光源，发出不同色的光线；驱动单元，在规定期间中，驱动上述多个光源，以便上述多个光源中的1个发出光脉冲，其他光源发出多个光脉冲；检测单元，检测上述多个光源的劣化水平；以及控制单元，根据上述劣化水平控制从上述多个光源发光的光脉冲的脉冲宽度。

说明书

技术领域

本发明涉及投影装置、该投影装置的控制程序以及该投影装置的光源控制方法。该投影装置使用不同发光色的多个光源进行图像的投影。

背景技术

以往，一直使用具有卤素灯光源的一般的投影装置。最近，为了实现装置的小型化以及便携化，提出使用分别发光RGB各色的3个LED作为光源的投影装置。但是，使用3个LED的投影装置不能够投影高亮度的图像。其原因是，LED只不过是依次点灯，在瞬间只有红、绿和蓝之一的LED发光。并且，LED的亮度比卤素灯低。

在日本特开2004-317558号公报中公开有一种投影装置，能够确保投影图像的亮度。根据该投影装置，在某个色的光从LED发光的情况下，以低电力使其他LED驱动并点灯。例如，在LED点灯红色光的期间，以低电力驱动其他LED而发光绿色光以及蓝色光，确保投影图像的亮度。

但是，在驱动电流比LED的额定电流值低的情况下，LED具有发光色根据驱动电流的值进行变化的特性。即，当以低驱动电流驱动1个LED并使其点灯时，其发光色与LED本来的发光色不同。

因此，当红色LED发光红色光、并以低电力驱动绿色和蓝色LED而发光绿以及蓝光时，投影装置整体的发光色与大量的红和少量的绿以及少量的蓝的组合不同。整体的发光色，除了红之外，还包含由于低电力的驱动而绿和蓝变化了的色，成为不能够预期的发光色。

另外，当长时间使用时(点灯时间消失时)，LED劣化。因此，伴随着劣化，LED的亮度可能降低、色度也可能变化。因此，如上所述，在1个LED(例如红色)发光的期间也驱动其他LED(绿色和蓝色)的投影装置，与一次仅点灯1个LED的投影装置相比，更早地劣化。结果，投影装置整体的发光色，除了红之外，还包含由于低电力的驱动而绿和蓝变化了的色，成为不能够预期的发光色。

因此，根据上述的日本特开2004-317558号公报，能够确保投影图像的高亮度，但是不能够进行投影图像的色度调整。

发明内容

本发明的一个课题为，提供能够投影高亮度的图像并能够进行图像的色度调整的投影装置、该投影装置的控制程序以及该投影装置的光源控制方法。

为了实现上述课题，本发明为一种投影装置，其特征在于，具备：光源，分别地控制多个色成分的光并发光；投影单元，使用来自上述光源的光，对于每1帧分别形成与该光源光的多个色成分相对应的图像，并依次投影；驱动单元，在上述投影单元的上述多个色成分的各图像投影期间，驱动上述光源，以便来自上述光源的多个色成分的光分别以规定脉冲宽度发出光脉冲；检测单元，对于每个上述多个色成分的光检测上述光源的劣化水平；以及控制单元，根据上述劣化水平控制从上述光源发光的光脉冲的脉冲宽度。

并且，本发明为一种投影装置控制程序，其特征在于，该投影装置使用来自分别地控制并发出多个色成分的光的光源的光，对于每1帧分别形成与该光源光的多个色成分相对应的图像，并依次投影；使投影装置所具有的计算机具有如下功能：驱动单元，在上述投影单元的上述多个色成分的各图像投影期间，驱动上述光源，以便来自上述光源的多个色成分的光分别以规定脉冲宽度发出光脉冲；检测单元，对于每个上述多个色成分的光检测上述光源的劣化水平；以及控制单元，根据上述劣化水平控制从上述光源发光的光脉冲的脉冲宽度。

并且，本发明为一种投影装置的光源控制方法，该投影装置使用来自个别地控制并发出多个色成分的光的光源的光，对于每1帧分别形成与该光源光的多个色成分相对应的图像，并依次投影；其特征在于，包括：驱动工序，在上述投影单元的上述多个色成分的各图像投影期间，驱动上述光源，以便来自上述光源的多个色成分的光分别以规定脉冲宽度发出光脉冲；检测工序，对于每个上述多个色成分的光检测上述光源的劣化水平；以及控制工序，根据上述劣化水平控制从上述光源发光的光脉冲的脉冲宽度。

附图说明

图1是表示本发明1个实施方式的投影装置的电路构成的框图。

图2是表示1个实施方式的LED的初始发光图形的一个例子的模式图。

图3是表示1个实施方式的脉冲宽度控制表的模式图。

图4是1个实施方式的脉冲点灯的流程图。

图5是表示1帧被分为4个时的发光的脉冲宽度图形的一个例子的模式图。

具体实施方式

以下，参照附图说明书本发明的1个实施方式。由于技术上的理由实施方式被附加了限定，但是以下说明的实施方式以及附图不限定本发明的范围。

以下，根据附图说明本发明1个实施方式。

图1是表示1个实施方式的投影装置1的电路构成的框图。该投影装置1具有控制部11、输出输入接口12、图像转换部13、显示编码器14以及显示驱动部15。并且，投影装置1具有输入输出连接器部16和系统总线17。适合于各种规格之一的图像信号(图像数据)被输入输入输出连接器部16，该图像信号经由输入输出接口12以及系统总线17，送到图像转换部13。图像转换部13将图像信号转换成适于显示的规定格式的图像信号，所转换的图像信号被送到显示编码器14。

显示编码器14将图像信号展开存储到视频RAM18。显示编码器14根据视频RAM18所存储的数据生成视频信号，并将所生成的视频信号输出到显示驱动部15。

显示驱动部15接收来自显示编码器14的视频信号，驱动DMD19(数字微镜设备)，以便根据视频信号以适当的帧率实现256灰度的解像度。该DMD19作为显示元件起作用。光源侧光学系统包括光源装置20。从光源装置20射出的光束入射到DMD19，并由DMD19反射而形成光学像。该光学像经由作为投影侧光学系统的可动透镜组21而投影到未图示的屏幕上。透镜马达22为了进行焦距调整和焦点调整而驱动可动透镜组21。

图像压缩/解压缩部23，对图像信号的亮度信号以及色差信号进行ADCT以及哈弗曼编码的处理，压缩图像数据。被压缩的图像数据写入自由装卸的记录媒体即存储卡24。并且，图像压缩/解压缩部23，读出存储卡24所存储的图像数据，将构成一系列动画的每个图像数据以1帧单位进行解压缩。所解压缩的图像数据经由图像转换部13被送到显示编码器14。如此，根据存储卡24所存储的图像数据能够进行动画等图像的显示。

控制部11具有CPU(未图示)、CPU周边电路、ROM111以及RAM112。控制部11控制投影装置1内的各部分的动作。ROM111中预先存储有用于投影装置1的各种设定的程序、由后述的流程图表示的程序以及CPU利用的数据。并且，RAM112被使用作为工作存储器。

键/指示器部25例如包括在投影装置1的未图示的主体上设置的主键以及指示器。由键/指示器部25生成的操作信号被送到控制部11。红外线(Ir)接收部26接收来自未图示的遥控器的键操作信号。Ir处理部27对接收的键操作信号进行解调，并作为代码信号送到控制部11。

系统总线17连接控制部11以及声音处理部30。声音处理部30具有PCM音源等的音源电路。声音处理部30，在被设定为投影模式或者再生模式的情况下，将声音数据转换为模拟信号，驱动扬声器31使其输出该模拟信号。

上述光源装置20具有发光红色光的红色LED20R、发光绿色光的绿色LED20G以及发光蓝色光的蓝色LED20B。控制部11根据图像信号控制光源控制电路32，使LED20R、20G、20B进行时分隔发光，使其脉冲驱动。

照度传感器33R、33G以及33B设置在对应的红色LED20R、绿色LED20G以及蓝色LED20B的附近。照度传感器33R、33G以及33B检测对应的LED20R、20G、20B的照度。检测的LED20R、20G、20B的照度值经由未图示的传送电路供给到控制部11。

ROM111存储图2所示的初始点灯图形PP，表示1帧所含有的初始脉冲宽度。在通常驱动时，LED20R、20G、20B的全发光将1帧分割为等间隔(时分隔发光)。以下，LED的“全发光”或者“时分隔发光”的含义为，LED发光具有与规定的期间(在图2中为1帧的三分之一)相当的宽度的光线脉冲。图形PP还包括时分隔发光脉冲宽度以外的脉冲发光宽度。如果1个LED为时分隔发光中，则其他LED以规定的间隔进行脉冲发光。在图2所示的图形PP中，LED20R、20G以及20B的时分隔发光将1帧等分割，但是实施方式中不限定于此。例如，为了得到更高的亮度，也可以使LED20G的时分隔发光宽度比其他LED长。

当高频度地脉冲驱动LED的发光时，在DMD19形成投影图像时，能够得到更适合的色度。在本实施方式中，对应于256(0～255)灰度，LED在1个期间被脉冲驱动256次。

当为了得到规定值的光量，LED以更高频度以及更短脉冲宽度进行发光时，能够更适当地取得色度的平衡。并且，作为本实施方式的显示元件的DMD19，对从光源装置20射出的光进行反射而形成像，并得到256灰度的解像度。因此，如果是与DMD19的反射(256灰度)同步的LED的脉冲驱动，则能够对从LED的点灯得到的合成色的色度赋予适当的平衡。

因此，根据初始点灯图形PP，在LED20R时分隔点灯的期间，LED20G、20B对应于256灰度被脉冲驱动而发光脉冲光。如图2所示，在本实施方式中，LED20G的发光的脉冲宽度比LED20B的发光的脉冲宽度窄。

同样，在LED20G时分隔点灯的期间，LED20R、20B对应于256灰度被脉冲驱动而发光脉冲光。如图2所示，LED20R的发光的脉冲宽度比LED20B的发光的脉冲宽度窄。

并且，在LED20B时分隔点灯的期间，LED20R、20G对应于256灰度被脉冲驱动而发光脉冲光。如图2所示，LED20R的发光的脉冲宽度比LED20G的发光的脉冲宽度宽。

LED20R或者20G处于时分隔发光中时的LED20G的脉冲宽度，比LED20R或者LED20G处于时分隔发光中时的LED20B的脉冲宽度窄。

LED20G处于时分隔发光中时的LED20R的脉冲宽度，也可以与LED20R或者LED20B处于时分隔发光中时的LED20G的脉冲宽度相等。LED20G处于时分隔发光中时的LED20R的脉冲宽度，也可以与LED20R或者20B处于时分隔发光中时的LED20G的脉冲宽度相等。

初始点灯图形PP中所示的脉冲宽度被决定为，在某种程度能够提高亮度，且几乎不对色度产生影响。

ROM111存储图3所示的脉冲宽度控制表PT。该控制表PT收纳有根据条件设定的脉冲宽度控制信息。该条件是根据“R照度”是(YES)否(NO)为小于规定值、“G照度”是(YES)否(NO)为小于规定值以及“B照度”是(YES)否(NO)为小于规定值来指定。控制表PT将用于LED20R、20B以及20G的脉冲宽度信息(“无变更”或者“脉冲窄”)，对于“R全发光”、“G全发光”以及“B全发光”的各自、与各条件赋予关联地存储。在设定为“R全发光”时，LED20R进行时分隔发光。在设定为“G全发光”时，LED20G进行时分隔发光。并且，在设定为“B全发光”时，LED20B进行时分隔发光。

如图3所示，在R、G、B的照度值都在规定值以上时(对于全色NO)的条件(1)、R、G、B的照度值都为小于规定值时(对于全色YSE)的条件(8)下，设定为“R全发光”、“G全发光”以及“B全发光”中的任意一个，脉冲点宽度都不会被变更。当3个LED中的1个或者2个产生劣化时，需要1帧中的整体色度的调整。因此，在条件(1)和(8)下，由于照度值的不均充分小或者在允许值以内，因此不需要色度整体的调整。但是，在LED20B的照度值为小于规定值的条件(2)下，LED20B以外的LED20R、20G的脉冲宽度变窄。即，在该控制表PT中，如果1个或2个LED的照度为小于规定值，则具有规定值以上的照度值的其他1个或多个LED的脉冲宽度变窄。由此，1帧中的整体色度被调整。

利用以上的构成，投影装置1的控制部11根据ROM111所存储的程序，以规定的周期执行图4的流程图所示的处理。

控制部11从ROM111读出初始点灯图形PP，将读出的初始脉冲宽度设定到RAM112的规定区域(步骤SA1)。控制部11开始其自身具有的计时器T的计时(步骤SA2)。

控制部11判断由计时器T所计测的时间是否成为规定时间以上(步骤SA3)。在计时器T的计测时间为小于规定时间的情况下(步骤SA3中为否)，不执行步骤SA4～SA7的处理，而前进到步骤SA8的处理。控制部11根据已经设定的脉冲宽度进行LED20R、20G、20B的脉冲驱动，对图像进行投影(步骤SA8)。

如果是步骤SA6的处理还未被执行的状态(哪个LED都未产生劣化的状态)，则在步骤SA8中LED根据在步骤SA1所设定的初始脉冲宽度被驱动。赋予初始脉冲宽度的初始点灯图形PP，向图像赋予充分的亮度并产生256灰度，以便不对色度产生影响。

因此，如果LED未产生劣化、且未执行步骤SA6的处理，则初始点灯图形PP对投影图像赋予高亮度。并且，基于初始点灯图形PP的LED20R、20G、20B的脉冲点灯，不会产生由于电流的变化导致的色度变化。因此，基于初始点灯图形PP的LED20R、20G、20B的脉冲点灯，不会使整体色度变化，而能够得到适当的投影图像。

并且，以不会产生色度变化、能够得到适当的光量的方式，确定初始点灯图形PP的脉冲宽度。

在计时器T的计测时间为规定时间以上的情况下(步骤SA3中为是)，控制部11驱动照度传感器33R、33G、33B而测定LED20R、20G、20B的照度值(步骤SA4)。控制部11判断所测定的LED20R、20G、20B的照度值之一是否为小于规定照度值(步骤SA5)。

当LED被长时间使用时，该LED劣化，该劣化使LED的照度(亮度)值降低。在本实施方式中，如图2的点灯宽度初始值图形PP所示，LED的合计点灯期间在1帧中不是相同的。具体地说，LED20B的合计点灯期间最长，LED20G的合计点灯期间最短。该合计点灯期间的不同导致LED20R、20G、20B的照度值的不同。当投影装置1进一步被长时间使用时，照度值的不同进一步显著变大。结果，LED20R、20G、20B的照度值降低到小于规定照度值。

在任意一个LED的照度值减少到小于规定照度值时(步骤SA5为是)，具有规定照度值以上的照度值的其他LED的脉冲宽度，根据照度值条件而被调整(步骤SA6)。该步骤SA6的调整根据图3所示的控制表PT来进行。

如此，通过参照预先存储的控制表PT，能够通过简单的处理进行LED的脉冲宽度的调整。

例如，当LED以图2所示的脉冲宽度持续点灯、且LED20B被最高频度使用时，如图3的条件(2)所示，LED20B的照度值能够减低到小于规定照度值。在这种情况下，步骤SA5的判断结果变为“是”，LED20R、20G的脉冲宽度被设定为较窄。或者，如图3的条件(4)所示，当LED20G和20B的照度值变得小于规定照度值时，除了LED20G、20B的LED20R的脉冲宽度变窄。

控制部11将没有劣化而维持规定照度值以上的照度值的LED的脉冲宽度变窄。通过使维持充分照度的LED的照度值降低，能够取得各LED的照度值的平衡。结果，能够防止从LED20R、20G、20B照射的投影光的整体色度具有未预期的色度。

然后，控制部11将计时器T复位(步骤SA7)，执行步骤SA8。在步骤SA8中，如上所述，LED20R、20G、20B以在步骤SA6中所设定的脉冲宽度被驱动而进行点灯。

通过以上，通过以在步骤SA1中初始设定的脉冲宽度的LED的脉冲发光，通常驱动时的照度上升。该发光仅通过切换LED的导通/截止来控制，不需要改变LED的电流值。因此，不会产生电流值变化导致的色度变化。当任意一个LED的照度值成为小于规定照度值时，不改变对LED施加的电流值，而对具有规定照度值以上的照度值的其他LED的脉冲宽度进行调整使其变窄。因此，不是产生电流值变化引起的未预期的色度变化。

在本实施方式的投影装置1中，LED20R、20G、20B的发光色不会产生电流变化导致的未预期的色度变化，因此产生难以进行投影图像的色度调整这一情况。因此，在LED的照度值降低的情况下，能够不进行复杂的色度调整，而对投影图像赋予高亮度。

在本实施方式中，在每规定期间T进行步骤SA4的处理。因此能够适时地进行照度值的测定。在上述的实施方式中，LED的照度值的降低的原因被设想为主要使LED的劣化。但是，实际上，照度值的偏差的产生有时也是由环境温度或LED的个体差异引起的。在本实施方式中，为了对应这种照度的偏差，通过照度传感器来周期地测定LED实际的照度值，并检查是否存在照度值成为小于规定照度值的LED。由此，能够正确检测到由于各种原因产生的LED的照度值的偏差。

在步骤SA4中照度传感器33R、33G以及33B检测LED的照度值的时间间隔，根据安装有几个LED、LED的初始脉冲宽度或者投影装置1的使用环境来设定即可。

在本实施方式中，步骤SA4的处理，以每规定间隔T来执行，但是本发明不限定于此。该处理也可以在投影装置1的启动时自动地执行，或者也可以根据用户赋予的指示来进行。

本实施方式的投影装置1，与LED20R、20G、20B对应而具有3个照度传感器33R、33G以及33B。但是，也可以构成为，设置单个照度传感器，该照度传感器与LED的自身各发光同步地测定LED20R、20G、20B的照度值。

并且，在本实施方式的投影装置1中，照度传感器设置在对应的LED附近，直接测定来自LED的照射光。但是，照度传感器也可以测定不使用于投影图像形成的不需要光、即由DMD19反射的光。根据本说明书中所示的投影装置1，与照度传感器的配置无论，在照度由于除了LED的时间劣化导致的照度减少以外的外在原因而降低的情况下，也能够测定LED的正确的照度值。

在本实施方式的投影装置1中，通过LED20R、20G以及20B的时分隔发光将1帧分割为3份。但是，如图5所示，也可以将1帧时分隔为4个期间。此时，所分割的期间中的第4个期间被分配进行白色光发光。在该白色光发光期间，LED20R、20G以及20B对应于256灰度以预先设定为初始值的脉冲宽度被进行脉冲驱动。在任意一个LED的照度值成为小于规定照度值的情况下，根据图3的控制表PT，对维持规定值照度以上的照度值的其他LED的脉冲点灯宽度进行调整将其变窄。

在白色光发光期间，如果任意一个LED的照度值都未变为小于规定照度值，则通过使LED20R、20G以及20B全部点灯，能够在色度不变化的情况下得到最强亮度。另一方面，通过脉冲驱动LED，还能够任意地调整白色光的色度。

在本实施方式中，对照度为规定值以上的LED进行脉冲驱动，以便在一个期间发光256脉冲。但是，LED也可以以更高频度被脉冲驱动，或者脉冲发光的频度也可以降低。无论如何，各LED被设定为在1个发光期间内以一定的间隔对光脉冲进行发光。通过变更LED的脉冲宽度，能够进行色度的调整。由于施加到LED上的电流不变化，因此不会产生色度变化。

根据本实施方式，初始点灯图形PP存储有对1帧的整体色度几乎不产生影响的脉冲宽度，但是本发明不限定于此。例如，投影装置1也可以构成为具有包括根据用户的任意的选择能够设定的亮度优先模式、通常模式、色度优先模式的多个动作模式。也可以根据亮度优先模式、通常模式或者色度优先模式将脉冲宽度设定为较长、通常或者较短。

在本实施方式中，在LED的照度值减低到规定照度值以下的情况下，执行步骤SA6的处理。如图3的条件(4)、(6)、(7)以及(8)所示，在2个以上的LED的照度值减低到规定照度值以下的情况下，也可以将最低照度值作为基准值，其以外的LED的脉冲宽度以赋予该基准值的方式变窄。由此，能够更高精度地进行色度调整。

本实施方式的投影装置1将不同发光色的LED用作为光源。但是，例如也可以使用多个激光光源等不同发光色的其他光源。

本发明不限于以上的实施例，在不脱离发明精神的范围内能够进行多种变更、改良。

以上，示出且说明了多种典型的实施方式，但是本发明不限定于这些实施方式。因此，本发明的范围由请求的范围限定。