JP2014132259A - 光量測定装置およびこれを備えた投写型表示装置 - Google Patents

光量測定装置およびこれを備えた投写型表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光源から出射されエネルギー差のある複数の色光の光量を１つのフォトセンサで測定する場合でも、赤・緑・青の色ごとの測定感度を制御することにより、測定精度を向上させることが可能な光量測定装置およびこれを備えた投写型表示装置を提供する。
【解決手段】本開示の光量測定装置は、光半導体と、増幅素子と、抵抗ユニットと、Ａ／Ｄ変換器と、制御部と、を備える。光半導体は、時分割で光源から照射された複数の色光を受光する。増幅素子は、複数の色光を受光することにより光半導体に流れる光電流を電圧に変換する。抵抗ユニットは、増幅素子に入力された光電流を電圧に変換するためのゲインを、複数の色光ごとに切り替える。Ａ／Ｄ変換器は、増幅素子により出力される電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換する。制御部は、Ａ／Ｄ変換器からの各色の光に対応する出力レベルがほぼ一定になるように、抵抗ユニットを制御する。
【選択図】図１

Description

本開示は、例えば、時分割カラー表示プロジェクタ光源における各色の光量を測定する光量測定装置およびこれを備えた投写型表示装置に関する。
特許文献１には、光源の光量変化に対応して適切な階調表現が可能なカラー画像形成装置が開示されている。
このカラー画像形成装置は、映像信号が入力される映像入力端子と、映像入力端子により入力される映像信号に対して階調変換テーブルに基づいて変換させる映像信号を生成する映像データ変換部と、各光源装置の光量を測定するセンサと、発光制御部による各光源装置の点灯直後及び消灯直前にセンサで光量を測定して階調変換テーブルを更新させる階調変換テーブル更新部と、を備える。
このように、上記文献に開示された光源装置は、各光源装置の光量を測定するセンサを用いて各光の点灯直後と消灯直前に光量を測定するとともに、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号を、ゲインを用いて補正する。
これにより、装置の固体差、環境変化および経時変化等があっても適切な階調表現を提供することができる。
特開２０１２−５３２７９号公報
しかしながら、上記文献に開示された光量測定装置は、時分割カラー表示プロジェクタの光源から出射される複数の色光の光量が、１つのフォトセンサを用いて測定される。このように、１つのフォトセンサを用いて複数の色光の光量を測定する場合には、赤・緑・青の色ごとの測定感度差が大きくなって、測定精度が低くなってしまう。
さらに、複数の色光の投入エネルギーは、例えば、赤・緑・青３色によって所望の白色となるように各色をバランスさせているために差があるのが一般的である。
本開示は、光源から出射されエネルギー差のある複数の色光の光量を１つのフォトセンサで測定する場合でも、赤・緑・青の色ごとの測定感度を制御することにより、測定精度を向上させることが可能な光量測定装置およびこれを備えた投写型表示装置を提供する。
本開示における光量測定装置は、光半導体と、増幅素子と、抵抗ユニットと、Ａ／Ｄ変換器と、制御部と、を備える。光半導体は、時分割で光源から照射された複数の色光を受光する。増幅素子は、複数の色光を受光することにより光半導体に流れる光電流を電圧に変換する。抵抗ユニットは、増幅素子に入力された光電流を電圧に変換するためのゲインを、複数の色光ごとに切り替える。Ａ／Ｄ変換器は、増幅素子により出力される電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換する。制御部は、Ａ／Ｄ変換器からの各色の光に対応する出力レベルがほぼ一定になるように、抵抗ユニットを制御する。
本開示によれば、光源から出射される複数の色光に合わせて光半導体の感度を最適に切り替えることで、各色の光量の測定精度を向上させることが可能な光量測定装置を提供することができる。
実施の形態１に係る光量測定装置の構成図。 （ａ）〜（ｃ）は、図１の光量測定装置の効果を示す図。 実施の形態２に係る光量測定装置の構成図。 実施の形態３に係る光量測定装置の構成図。 実施の形態４に係る光量測定装置の構成図。 実施の形態５に係る光量測定装置の構成図。 実施の形態６に係る投写型表示装置の構成図。 （ａ）および（ｂ）は、図７の投写型表示装置に含まれる蛍光体ホイールの構成を示す側面図および平面図。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施の形態１）
以下、図１〜図２（ｃ）を用いて、本開示の実施の形態１に係る光量測定装置１０について説明する。
［１−１．構成、動作］
図１は、実施の形態１に係る光量測定装置１０の構成図である。
本実施の形態に係る光量測定装置１０は、電源１０１から電圧が印加され、光源１００から出射される光量を測定する装置であって、フォトダイオード（光半導体）１０２と、可変抵抗１０３と、オペアンプ１０４と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１０５と、マイクロコンピュータ１０６と、を備えている。
まず、本光量測定装置１０に対して光を照射する光源１００、電圧を印加する電源１０１について説明する。
光源１００は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）のＬＥＤ等の複数の光源を含むように構成されている。光源１００は、外部から受信する点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮに従って緑・赤・青の光を出射する。
点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮは、フォーマッタ（図示せず）により出力される。
フォーマッタは、外部から映像信号が入力されて、光源１００と、可変抵抗１０３と、後述するＤＭＤ８３０と、に制御信号を出力する。例えば、光源１００が、外部から赤色の点灯制御信号ＲＥＮを受信したときは、フォーマッタが、光源１００に含まれる赤・緑・青のＬＥＤ等の複数の光源のうち赤色のみを発光するように、光源１００を制御していることを示している。
電源１０１は、フォトダイオード１０２にバイアス電圧を印加する。フォトダイオード１０２は、光源１００からの出射光を受光する。オペアンプ１０４は、フォトダイオード１０２に流れる光電流を電圧に変換する。可変抵抗１０３は、点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮに従ってゲインを切り替える。ゲインは、オペアンプ１０４に入力された光電流を、電圧に変換する際に用いられる。
次に、本実施の形態の光量測定装置１０の具体的な構成について説明する。
Ａ／Ｄ変換器１０５は、オペアンプ１０４からのアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。マイクロコンピュータ１０６は、Ａ／Ｄ変換器１０５からの出力データを、赤・青・緑毎の複数の色光ごとに記憶するとともに、後述するオペアンプ１０４の出力レベルがほぼ一定になるように可変抵抗１０３を制御する。
図２（ａ）〜図２（ｃ）は、実施の形態１における光量測定装置１０の効果を示す図である。
図２（ａ）は、可変抵抗１０３によるゲインの切り替えを行わない場合のオペアンプ１０４の出力を示している。図２（ａ）において、縦軸はオペアンプ１０４の出力、横軸は時間を示している。
上述したように、光源１００は、本光量測定装置１０に対して、赤・緑・青の光を出射する。
光源１００の発光期間が赤期間、すなわち光源１００が赤色に発光する場合には、オペアンプの出力は、ＬＲである。光源１００の発光期間が緑期間、すなわち光源１００が緑色に発光する場合には、オペアンプの出力は、ＬＧである。光源１００の発光期間が青期間、すなわち光源１００が青色に発光する場合には、オペアンプの出力は、ＬＢである。
光源１００の赤・青・緑それぞれの発光期間におけるオペアンプ１０４の出力のレベルは、ＬＲ，ＬＧ，ＬＢであって互いに異なる。これは、光源１００の赤・青・緑の光ごとの投入エネルギー量が異なることや、フォトダイオード１０２が入力光の波長によって感度が異なることに起因するものである。
図２（ｂ）は、可変抵抗１０３のゲインを切り替える場合において、ゲインと、ゲインを切り替えるタイミングとの関係を示している。図２（ｂ）において、縦軸はゲイン、横軸は時間を示している。
図２（ｂ）に示すように、可変抵抗１０３の抵抗値は、点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮに従って、図２（ａ）に示すオペアンプ１０４の出力が高いタイミングではゲインを低くし、オペアンプ１０４の出力が低いタイミングではゲインを高くするように調整される。
具体的には、図２（ｂ）に示す光源１００の発光期間が赤期間の場合には、可変抵抗１０３のゲインはＧａＲに設定される。光源１００の発光期間が緑期間の場合には、可変抵抗１０３のゲインはＧａＧに設定される。光源１００の発光期間が青期間の場合には、可変抵抗１０３のゲインはＧａＢに設定される。
本実施の形態では、以上のように、光源１００の赤・青・緑それぞれ色の発光期間における可変抵抗１０３のゲインが切り替えられる。具体的には、光源１００から出射される複数の色光に応じて、フォトダイオード１０２の出力電流を電圧に変換するオペアンプ１０４のゲインが最適に切り替えられる。
図２（ｃ）は、可変抵抗１０３のゲインを切り替える場合のオペアンプ１０４の出力を示している。図２（ｃ）において、縦軸はオペアンプ１０４の出力、横軸は時間を示している。
光源１００の発光期間が赤期間の場合には、図２（ａ）に示すオペアンプ１０４の出力ＬＲが、図２（ｂ）に示す可変抵抗１０３のゲインＧａＲを用いて調整される。
光源１００の発光期間が緑期間の場合には、図２（ａ）に示すオペアンプ１０４の出力ＬＧが、図２（ｂ）に示す可変抵抗１０３のゲインＧａＧを用いて調整される。
光源１００の発光期間が青期間の場合には、図２（ａ）に示すオペアンプ１０４の出力ＬＢが、図２（ｂ）に示す可変抵抗１０３のゲインＧａＢを用いて調整される。
ここで、可変抵抗１０３のゲインを切り替える場合には、光源１００の赤・青・緑それぞれの色の発光期間におけるオペアンプ１０４の出力のレベルが実質的に一定になるように制御が行われる。
これにより、図２（ｃ）に示すように、光源１００の赤・青・緑それぞれの発光期間におけるオペアンプ１０４の出力のレベルを実質的に一定にすることができる。
［１−２．効果等］
以上のように、本実施の形態の光量測定装置１０では、光源１００が時分割で赤・青・緑の光を出力しているそれぞれの期間において、オペアンプ１０４の出力が実質的に一定になるように、マイクロコンピュータ１０６が可変抵抗１０３の値を制御する。
これにより、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力される信号の入力レベルが色によってエネルギー量が異なる場合や、各色の光の波長によってフォトダイオード１０２の感度が異なる場合でも、オペアンプ１０４の出力レベルを実質的に一定にすることができる。
このため、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力される信号の入力レベルが実質的に一定となるため、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力される信号の色ごとの入力レベルを、同程度の大きさを持った数値に量子化することができる。このため、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値に対する量子化ノイズが小さくなる。
ここで、上述の効果を奏する理由について説明する。
Ａ／Ｄ変換器１０５は、有限の量子化ステップを持っている。そして、Ａ／Ｄ変換器１０５の入力信号レベルが、変換可能な入力信号レベルの最大値に近いほど、出力のデジタル値が大きくなる。一方、Ａ／Ｄ変換器１０５の入力信号レベルが、変換可能な入力信号レベルの最小値に近いほど、出力のデジタル値が小さくなる。
すなわち、本実施の形態の光量測定装置１０では、光源１００が赤・青・緑の光を出力しているそれぞれの期間において、可変抵抗１０３の抵抗値を色ごとに調整することで、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力される信号の入力レベルがほぼ一定になるように制御される。
これにより、赤・青・緑の光の出力期間におけるＡ／Ｄ変換器１０５の入力信号レベルをほぼ一定とし、Ａ／Ｄ変換器１０５の入力レベルを最大値に近い値に設定することができる。その結果、Ａ／Ｄ変換後のデジタル値に対する量子化ノイズを低減することができる。
ここで、従来のように可変抵抗によるゲイン調整を行わない場合と、本実施の形態のように可変抵抗１０３によるゲイン調整を行う場合とを比較する。
両者を比較した場合には、オペアンプ１０４の出力レベルは、例えば、フォトダイオード１０２として一般的に用いられるシリコンフォトダイオードを用いた場合には、例えば、１０倍程度の差が生じる。これは、光源１００から出力される光の色によっては、Ａ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを有効に活用できないためである。
これに対して、本実施の形態の光量測定装置１０では、上述のように、可変抵抗１０３によるゲイン調整を行うため、例えば、測定精度が約１０倍となる。このため、Ａ／Ｄ変換器１０５のダイナミックレンジを有効に利用することが可能になり、全ての色で同等の高精度の測定結果を得ることができる。
［１−３．用語の対応］
光源１００は、複数の色光を出射する光源の一例である。フォトダイオード１０２は、複数の色光を受光する光半導体の一例である。電源１０１は、電源の一例である。オペアンプ１０４は、増幅素子の一例である。可変抵抗１０３、後述する抵抗ユニット２１０，３１０は、抵抗ユニットの一例である。Ａ／Ｄ変換器１０５は、Ａ／Ｄ変換器の一例である。マイクロコンピュータ１０６は、制御部の一例である。
（実施の形態２）
以下、図３を用いて、本開示の実施の形態２に係る光量測定装置２０について説明する。
［２−１．構成］
図３は、本実施の形態に係る光量測定装置２０の構成図である。
なお、本実施の形態において説明する構成のうち、上記実施の形態１において説明した構成と同じ機能、形状等を有する構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施の形態の光量測定装置２０は、実施の形態１に係る光量測定装置１０の可変抵抗１０３の代わりに、抵抗ユニット２１０を備えている。
本実施の形態に係る光量測定装置２０は、電源１０１から電圧が印加され、光源１００から出射される光量を測定する装置であって、フォトダイオード（光半導体）１０２と、抵抗ユニット２１０と、Ａ／Ｄ変換器１０５と、マイクロコンピュータ１０６とを備えている。
抵抗ユニット２１０は、３つの回路を、並列に接続した回路である。
具体的には、１つ目の回路は、抵抗２００とアナログスイッチ２０１とを直列に接続した回路である。２つ目の回路は、抵抗２０２とアナログスイッチ２０３とを直列に接続した回路である。３つ目の回路は、抵抗２０４とアナログスイッチ２０５とを直列に接続した回路である。
［２−２．動作］
アナログスイッチ２０１は、光源１００が赤色光を出力している間はＯＮ、すなわち電流を通し、他の色の光を出力している間はＯＦＦ、すなわち電流を遮断する。よって、抵抗２００の大きさにより、光源１００が赤色光を出力している間のオペアンプ１０４のゲインが決まる。
アナログスイッチ２０３は、光源１００が青色光を出力している間はＯＮ、すなわち電流を通し、他の色の光を出力している間はＯＦＦ、すなわち電流を遮断する。よって、抵抗２０２の大きさにより、光源１００が青色光を出力している間のオペアンプ１０４のゲインが決まる。
アナログスイッチ２０５は、光源１００が緑色光を出力している間はＯＮ、すなわち電流を通し、他の色の光を出力している間はＯＦＦ、すなわち電流を遮断する。よって、抵抗２０４の大きさにより、光源１００が緑色光を出力している間のオペアンプ１０４のゲインが決まる。
すなわち、本実施の形態の光量測定装置２０では、光源１００から赤色光が出力されている期間は、アナログスイッチ２０１だけがＯＮ、アナログスイッチ２０３，２０５はＯＦＦとなる。そして、光源１００から青色光が出力されている期間は、アナログスイッチ２０３だけがＯＮ、アナログスイッチ２０１，２０５はＯＦＦとなる。さらに、光源１００から緑色光が出力されている期間は、アナログスイッチ２０５だけがＯＮ、アナログスイッチ２０１，２０３はＯＦＦとなる。
これにより、各色に対応する入力レベルやフォトダイオード１０２の感度に応じて、各２００，２０２，２０４の抵抗値を設定することで、各色の出力レベルをほぼ一定とするゲインを得ることができる。
なお、それぞれのゲインは、フォトダイオード１０２の光電流出力を、オペアンプ１０４によって電圧に変換する際に用いられる。
［２−３．効果等］
本実施の形態の光量測定装置２０では、以上のような構成により、光源１００が時分割で赤・青・緑の光を出力しているそれぞれの期間において、オペアンプ１０４の出力が実質的に一定になるように、マイクロコンピュータ１０６がアナログスイッチ２０１，２０３，２０５のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
これにより、光の色によって、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力される信号の入力レベルのエネルギー量が異なる場合や、光の波長によってフォトダイオード１０２の感度が異なる場合でも、オペアンプ１０４の出力レベルを実質的に一定にすることができる。
（実施の形態３）
以下、図４を用いて、本開示の実施の形態３に係る光量測定装置３０について説明する。
［３−１．構成］
図４は、本実施の形態に係る光量測定装置３０の構成図である。
なお、本実施の形態において説明する構成のうち、上記実施の形態１，２において説明した構成と同じ機能、形状等を有する構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施の形態の光量測定装置３０は、実施の形態１に係る光量測定装置１０の可変抵抗１０３の代わりに、抵抗ユニット３１０を備えている。
本実施の形態の光量測定装置３０は、光源１００と、電源１０１と、フォトダイオード（光半導体）１０２と、抵抗ユニット３１０と、Ａ／Ｄ変換器１０５と、マイクロコンピュータ１０６とを備えている。
抵抗ユニット３１０は、３つの回路を並列に接続した回路である。
具体的には、１つ目の回路は、抵抗３００とアナログスイッチ３０１とを直列に接続した回路である。２つ目の回路は、抵抗３０２を含む回路である。３つ目の回路は、抵抗３０４とアナログスイッチ３０５とを直列に接続した回路である。
すなわち、本実施の形態の光量測定装置３０は、上記実施の形態２の光量測定装置２０と比較して、抵抗ユニットを構成する部品（アナログスイッチ）が１つ少ないという点で異なっている。
［３−２．動作］
アナログスイッチ３０１は、光源１００が赤色光を出力している間はＯＮ、すなわち電流を通し、他の色の光を出力している間はＯＦＦ、すなわち電流を遮断する。よって、抵抗３００と抵抗３０２との並列抵抗により、光源１００が赤色光を出力している期間のオペアンプ１０４のゲインが決まる。
アナログスイッチ３０５は、光源１００が緑色光を出力している間はＯＮ、すなわち電流を通し、他の色の光を出力している間はＯＦＦ、すなわち電流を遮断する。よって、抵抗３０２と抵抗３０４との並列抵抗により、光源１００が緑色光を出力している間のオペアンプ１０４のゲインが決まる。
そして、光源１００が青色光を出力している間は、アナログスイッチ３０１，３０５がともにＯＦＦとなり、電流を遮断する。よって、抵抗３０２により、光源１００が青色光を出力している間のオペアンプ１０４のゲインが決まる。
本実施の形態の光量測定装置３０では、光源１００から赤色光が出力されている期間は、アナログスイッチ３０１だけがＯＮ、アナログスイッチ３０５はＯＦＦとなる。そして、光源１００から青色光が出力されている期間は、アナログスイッチ３０１，３０５ともにＯＦＦとなる。さらに、光源１００から緑色光が出力されている期間は、アナログスイッチ３０５だけがＯＮ、アナログスイッチ３０１はＯＦＦとなる。
これにより、各色に対応する入力レベルやフォトダイオード１０２の感度に応じて、各３００，３０２，３０４の抵抗値を設定することで、各色の出力レベルをほぼ一定とするゲインを得ることができる。
なお、それぞれのゲインは、フォトダイオード１０２の光電流出力を、オペアンプ１０４によって電圧に変換する際に用いられる。
［３−３．効果等］
本実施の形態の光量測定装置３０では、以上のような構成により、光源１００が時分割で赤・青・緑の光を出力しているそれぞれの期間において、オペアンプ１０４の出力が実質的に一定になるように、マイクロコンピュータ１０６がアナログスイッチ３０１，３０５のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
これにより、上記実施の形態２の構成と同様に、光の色によって、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力される信号の入力レベルのエネルギー量が異なる場合や、光の波長によってフォトダイオード１０２の感度が異なる場合でも、オペアンプ１０４の出力レベルを実質的に一定にすることができる。
（実施の形態４）
以下、図５を用いて、本開示の実施の形態４に係る光量測定装置４０について説明する。
［４−１．構成］
図５は、本実施の形態に係る光量測定装置４０の構成図である。
なお、本実施の形態において説明する構成のうち、上記実施の形態１〜３において説明した構成と同じ機能、形状等を有する構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
本実施形態の光量測定装置４０は、実施の形態１に係る光量測定装置１０の構成に加え、ＡＮＤ４００，４０１，４０２と、サンプルホルダ４０３，４０４，４０５と、セレクタ４０６とを備えている。
ＡＮＤ４００は、点灯制御信号ＧＥＮと、サンプルホールド信号ＳＨとが入力されて、それらの論理積を出力する。
ＡＮＤ４０１は、点灯制御信号ＲＥＮと、サンプルホールド信号ＳＨとが入力されて、それらの論理積を出力する。
ＡＮＤ４０２は、点灯制御信号ＢＥＮと、サンプルホールド信号ＳＨとが入力されて、それらの論理積を出力する。
サンプルホルダ４０３は、オペアンプ１０４の出力に接続され、ＡＮＤ４００の出力に従ってサンプルホールドする。
サンプルホルダ４０４は、オペアンプ１０４の出力に接続され、ＡＮＤ４０１の出力に従ってサンプルホールドする。
サンプルホルダ４０５は、オペアンプ１０４の出力に接続され、ＡＮＤ４０２の出力に従ってサンプルホールドする。
なお、サンプルホールドとは、入力値を保持することである。
セレクタ４０６は、サンプルホルダ４０３、サンプルホルダ４０４、サンプルホルダ４０５の出力を、マイクロコンピュータ１０６の制御によって切り替えて出力する。
Ａ／Ｄ変換器１０５は、セレクタ４０６の出力を、Ａ／Ｄ変換する。
［４−２．動作］
本実施の形態に係る光量測定装置４０では、以上のような構成により、上記実施の形態１と同様に、光源１００の赤・青・緑の発光期間に応じて可変抵抗１０３の値を変更することで、光源１００の赤・青・緑の発光期間において、オペアンプ１０４の出力が実質的に同じレベルになるように調整することができる。
さらに、本実施の形態の光量測定装置４０では、オペアンプ１０４の出力を３つのサンプルホルダにてサンプルホールドし、それらの出力をセレクタ４０６で切り替えて、順次、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力してＡ／Ｄ変換する。
これにより、光源１００の赤・緑・青の光出力の時間幅に関係なく、Ａ／Ｄ変換器１０５が、必要な変換時間をかけてＡ／Ｄ変換することができる。よって、Ａ／Ｄ変換器１０５における処理が低速であっても、高精度な光量測定を実施することができる。
［４−３．効果等］
本実施の形態の光量測定装置４０では、以上のような構成により、光源１００が赤・青・緑の光を出力しているそれぞれの期間において、オペアンプ１０４の出力が実質的に一定になるように、マイクロコンピュータ１０６が可変抵抗１０３の値を制御する。
これにより、Ａ／Ｄ変換器１０５に入力される信号の各色の光の入力エネルギー量が異なる場合や、各色の光の波長によってフォトダイオード１０２の感度が異なる場合であっても、オペアンプ１０４の出力レベルをほぼ一定にすることができる。
さらに、本実施の形態では、ＡＮＤ４００，４０１，４０２およびサンプルホルダ４０３，４０４，４０５およびセレクタ４０６を備えているため、Ａ／Ｄ変換器１０５に対する、赤・青・緑の期間における入力レベルを揃えることができる。よって、Ａ／Ｄ変換器として、処理が低速のものを用いた場合でも、高精度な測定を実施することができる。
（実施の形態５）
以下、図６を用いて、本開示の実施の形態５に係る光量測定装置５０について説明する。
［５−１．構成］
図６は、本実施の形態に係る光量測定装置５０の構成図である。
本実施形態の光量測定装置５０は、実施の形態１に係る光量測定装置１０と構成は同一である。一方、光源１００の制御は、点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮによる制御ではなく、同期信号ＳＹＮＣによって制御される点で異なっている。
［５−２．動作］
光源１００は、同期信号ＳＹＮＣに同期して赤・緑・青の光を出力する。
同期信号ＳＹＮＣは、点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮと同期しており、かつ一定の位相関係にある。光源１００が同期信号ＳＹＮＣに同期して赤・青・緑の光を出力するタイミングと、点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮが赤・青・緑の期間を示すタイミングとが一致するように構成される。
この構成により、可変抵抗１０３が切り替わるタイミングは、光源１００が赤・青・緑の光を出力するタイミングと一致する。
［５−３．効果等］
本実施の形態の光量測定装置５０では、以上のように、同期信号ＳＹＮＣを受信したタイミングに同期して光源１００から赤・青・緑の色が出力される場合でも、上記実施の形態１に係る光量測定装置１０と同様の構成により、上記と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態６）
本開示の実施の形態６に係るプロジェクタ（投写型表示装置）７００について、図７を用いて説明すれば以下の通りである。
本実施の形態のプロジェクタ７００は、上記実施の形態１〜５に係る光量測定装置１０，２０，３０，４０，５０のいずれか１つを備えている。
図７は、プロジェクタ７００の構成を示す模式図である。
プロジェクタ７００は、照明装置７１０と、映像生成部８００と、投写レンズ９００とを備えている。プロジェクタ７００は、照明装置７１０によって生成された光を用いて、映像生成部８００によって映像を生成する。映像生成部８００によって生成された映像は、投写レンズ９００によって図示しないスクリーン等に投写される。
［プロジェクタ７００の構成］
以下、プロジェクタ７００の構成について詳細に説明する。
照明装置７１０は、図７に示すように、光源部７２０と、蛍光体ホイール７３０と、複数のミラー７３５と、複数のレンズ７４０〜７４９と、拡散板７５０と、ダイクロイックミラー７６５と、フィルタホイール７８０と、光量測定装置１０，２０，３０，４０，５０のいずれか１つとを備えている。
光源部７２０は、青色のレーザ光を出射する光源である。
レンズ７４０は、光源部７２０から出射された光を集光しながら重畳する。
拡散板７５０は、レンズ７４０によって集光された光を透過させる。拡散板７５０は、光源部７２０から出射された光の干渉性を低減する。
レンズ７４１は、拡散板７５０を透過した光を、実質的に平行な光束に揃える。
ダイクロイックミラー７６５は、所定の波長の光（例えば、青色光）を反射し、それ以外の波長の光（例えば、緑色光および赤色光）を透過する色合成素子であって、レンズ７４１を透過した平行光化された光を反射する。
レンズ７４２，７４３は、蛍光体ホイール７３０へ照射される光の集光スポットサイズが小さくなるように集光する。これにより、蛍光体ホイール７３０を透過する光利用効率を向上させることができる。
蛍光体ホイール７３０は、図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、周方向における一部の領域に蛍光体が塗布された円環状の領域７３１ａ，７３１ｂと切欠き領域７３１ｃとを備えた金属板７３１と、駆動手段としてのモータ７３２とを有している。
円環状の金属板７３１は、モータ７３２によって回転駆動される。蛍光体ホイール７３０における蛍光体が塗布された領域７３１ａ，７３１ｂにおいて励起され蛍光となった光（例えば、緑色光および赤色光）は、金属板によって反射される。蛍光は、レンズ７４３，７４２によって再び平行光化され、ダイクロイックミラー７６５に戻る。
一方、蛍光体ホイール７３０における切欠き領域７３１ｃを透過した光（例えば、青色光）は、レンズ７４４，７４５によって再び平行光化され、複数のミラー７３５とレンズ７４６を経由して、ダイクロイックミラー７６５に戻る。
ダイクロイックミラー７６５は、蛍光体ホイール７３０の切欠き領域７３１ｃを透過した光（例えば、青色光）と、蛍光体ホイール７３０の蛍光体が塗布された領域７３１ａ，７３１ｂにおいて反射された光（例えば、緑色光および赤色光）とを合成する。
レンズ７４７は、ダイクロイックミラー７６５において合成された光を集光して、フィルタホイール７８０へと導く。
フィルタホイール７８０は、周方向において分割されたガラス基板（図示せず）とカラーフィルタ基板（図示せず）とを有している。
ガラス基板は、入射された光のうち、可視全域にわたって高透過の特性を有している。一方、カラーフィルタ基板は、特定の波長以下で高反射、かつ特定の波長以上の可視域で高透過の特性を有している。
蛍光体ホイール７３０と、フィルタホイール７８０とは、フォーマッタ（図示せず）により、同じ回転数になるように同期して回転制御される。
これにより、蛍光体ホイール７３０の領域７３１ａ，７３１ｂにおいて励起された蛍光の光（例えば、緑色光および赤色光）は、フィルタホイール７８０のカラーフィルタ基板における特定領域に入射されるようにタイミングが調整され、特定の波長範囲外の余分な波長成分が除去される。
この結果、蛍光体ホイール７３０の領域７３１ａ，７３１ｂで反射された後、フィルタホイール７８０の特定領域を透過した光（例えば、緑色光および赤色光）と、蛍光体ホイール７３０の切欠き領域７３１ｃおよびフィルタホイール７８０のガラス基板の部分を透過した光（例えば、青色光）とによって、純度の高い赤・青・緑の３原色の光が生成される。
映像生成部８００は、レンズ８０１と、全反射プリズム８０２と、１枚のＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）８１０とを備えている。
ＤＭＤ８１０は、１９２０×１０８０個のマイクロミラーを有する。ＤＭＤ８１０は、映像信号に応じて、各マイクロミラーを偏向させることで、投写レンズ９００に入射する光と、投写レンズ９００の有効範囲外へ反射する光とに分ける。
投写レンズ９００は、ＤＭＤ８１０により生成された時間的に合成された映像光をスクリーン（図示せず）に投写する。
［光量測定装置１０〜５０の構成］
ここで、本実施の形態のプロジェクタ７００に搭載された光量測定装置について説明する。
なお、本実施の形態において説明する構成のうち、上記実施の形態１〜５において説明した構成と同じ機能、形状等を有する構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
光量測定装置を構成するフォトダイオード（光半導体）１０２は、光源７２０から出力されたレーザ光がダイクロイックミラー７６５や蛍光体ホイール７３０等を経由してフィルタホイール７８０を透過してくる複数色の光を計測するように設けられている。
具体的には、本実施の形態の光量測定装置１０〜５０は、照射装置７１０において、蛍光体ホイール７３０とフィルタホイール７８０とが同期回転制御されることで時分割された赤・青・緑の３原色の光をフォトダイオード１０２において受光する。
フォトダイオード１０２では、これらの赤・青・緑の色光を受光すると光電流が流れる。
ここで、上記実施の形態１〜５において説明したように、本光量測定装置１０〜５０では、光電流を電圧に変換するゲインが、フォーマッタ（図示せず）による点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮあるいは同期信号ＳＹＮＣに応じて切り替えられる。
すなわち、本実施の形態では、点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮ等に応じて出力される各色の光の出力期間に応じて、マイクロコンピュータ１０６が、可変抵抗１０３の値（実施の形態１，４，５）、アナログスイッチ２０１，２０３，２０５（実施の形態２）、アナログスイッチ３０１，３０５（実施の形態３）等を切り替える。
これにより、フォトダイオード１０２において異なる色の光を受光した場合でも、全ての色において同等な出力レベルでＡ／Ｄ変換を行うことができる。この結果、オペアンプ１０４の出力レベルを実質的に一定にすることができるため、各色の光の入力エネルギー量の差やフォトダイオード１０２の感度差に起因する測定精度の低下を防止して、測定精度を向上させることができる。
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜６を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜６で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
（Ａ）
実施の形態１〜５では、光源１００の実現手段の一例としてＬＥＤを用いる構成を説明した。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。
例えば、光源１００の実現手段は、点灯制御信号ＲＥＮ・ＧＥＮ・ＢＥＮあるいは同期信号ＳＹＮＣに従って赤・緑・青の光を出力できるものであれば、ＬＥＤ以外の光源を用いてもよい。
（Ｂ）
本開示では、光源１００の実現手段は、赤・緑・青のＬＥＤを用いる構成に限定されない。
例えば、ＬＥＤの代わりに、実施の形態６で説明したように、レーザもしくはレーザで励起した蛍光体を用いてもよい。
（Ｃ）
また、光源１００の実現手段は、赤・緑・青のＬＥＤを用いる構成に限定されない。ＬＥＤの代わりに、レーザもしくはレーザで励起した蛍光体を用いてもよい。
（Ｄ）
本開示において、光源としては、赤・青・緑のフィルタを有するカラーホイールおよび超高圧水銀灯の組み合わせを用いてもよい。
さらに、光源としては、赤・緑・青の光を励起する蛍光体が付された蛍光体ホイールおよび青色レーザの組み合わせ、または、赤・緑の光を励起する蛍光体が付された蛍光体ホイールおよび青色レーザの組み合わせを用いてもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲、またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、時分割カラー表示プロジェクタ光源の各色の光量を測定する光量測定装置に対して広く適用可能である。
１０ 光量測定装置
２０ 光量測定装置
３０ 光量測定装置
４０ 光量測定装置
５０ 光量測定装置
１００ 光源
１０１ 電源（電圧印加部）
１０２ フォトダイオード（光半導体）
１０３ 可変抵抗
１０４ オペアンプ
１０５ Ａ／Ｄ変換器
１０６ マイクロコンピュータ
２００，２０２，２０４ 抵抗
２０１ アナログスイッチ
２０３ アナログスイッチ
２０５ アナログスイッチ
２１０，３１０ 抵抗ユニット
３００，３０２，３０４ 抵抗
３０１ アナログスイッチ
３０５ アナログスイッチ
４００，４０１，４０２ ＡＮＤ
４０３，４０４，４０５ サンプルホルダ
４０６ セレクタ
７００ プロジェクタ
７１０ 照明装置
７２０ 光源部
７３０ 蛍光体ホイール
７３１ 金属板
７３１ａ，７３１ｂ 円環状の領域
７３１ｃ 切欠き領域
７３２ モータ
７３５ ミラー
７４０〜７４９ レンズ
７５０ 拡散板
７６５ ダイクロイックミラー
７８０ フィルタホイール
８００ 映像生成部
８０１ レンズ
８０２ 全反射プリズム
９００ 投写レンズ

Claims (5)

  1. 時分割で光源から照射された複数の色光を受光する光半導体と、
    前記複数の色光を受光することにより前記光半導体に流れる光電流を電圧に変換する増幅素子と、
    前記増幅素子に入力された前記光電流を電圧に変換するためのゲインを、前記複数の色光ごとに切り替える抵抗ユニットと、
    前記増幅素子により出力される電圧をアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
    前記Ａ／Ｄ変換器からの各色の光に対応する出力レベルがほぼ一定になるように、前記抵抗ユニットを制御する制御部と、
    を備える光量測定装置。
  2. 前記抵抗ユニットは、可変抵抗を有する、
    請求項１に記載の光量測定装置。
  3. 前記抵抗ユニットは、抵抗とスイッチとが直列に接続された少なくとも１つの回路を並列に配置して構成されている、
    請求項１に記載の光量測定装置。
  4. 前記増幅素子からの出力電圧値を保持するサンプルホルダと、
    前記制御部の制御信号に基づいて、前記サンプルホルダの出力を切り替えて前記Ａ／Ｄ変換器に出力するセレクタと、
    をさらに備えている、
    請求項１に記載の光量測定装置。
  5. 請求項１〜４のうち何れか１つに記載の光量測定装置と、
    複数の色光を出射する光源と、
    前記光半導体に基準電圧を印加する電圧印加部と、
    を備えた投写型表示装置。


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