JP6179634B2 - プロジェクターおよびプロジェクターの制御方法 - Google Patents
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Description
また、本発明のプロジェクターは、光源と、前記光源から射出された光を、互いに偏光方向が直交する第1の偏光と第2の偏光とに分離する偏光分離素子と、前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの一方の偏光が入射され、入射された偏光の偏光状態を画像信号に基づいて変調し、変調された偏光を前記偏光分離素子に向けて射出する反射型の光変調素子と、前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの他方の偏光の光量を検出する光検出素子と、前記光検出素子の検出結果に基づいて前記光源と前記光変調素子との少なくとも一方を制御する制御部と、前記光源と前記偏光分離素子との間に設けられた第1の入射角制限部材と、前記偏光分離素子と前記光検出素子との間に設けられた第2の入射角制限部材と、を含む入射角制限部材と、を備え、前記第1の入射角制限部材および前記第2の入射角制限部材のそれぞれが、前記光検出素子の光検出面に対して相対的に小さい入射角で入射する光を、前記光検出面に対して相対的に大きい入射角で入射する光よりも高い透過率で透過させることを特徴とする。
この構成によれば、入射角制限部材を簡単な構成で実現することができる。
この構成によれば、絞りを光源と偏光分離素子との間に配置することによって、光が偏光分離素子に入射する前の段階で迷光が光検出素子に入射するのを抑えることができる。また、絞りを偏光分離素子と光検出素子との間に配置することによって、光が光検出素子に入射する直前の段階で迷光が光検出素子に入射するのを抑えることができる。
この構成によれば、入射角制限部材の前記偏光分離素子に対向する面で反射した光が再び迷光となることを防止できる。
この構成によれば、迷光が光検出素子に入射することを確実に防止できるとともに、直線偏光板を透過できない偏光が再び迷光となることを防止できる。
この構成によれば、光源と前記偏光分離素子との間の光学部品によって乱れた偏光成分を除去できる一方、光変調素子に入射する偏光が損失する等の悪影響を及ぼすことがない。これにより、光量検出の精度を向上することができる。
この構成によれば、偏光分離素子で本来分離されるべきであり、光変調素子に入射しないはずの偏光が光変調素子に入射するのを防止できる。これにより、光量検出の精度を向上することができる。
この構成によれば、光変調素子の画像形成面に偏光が集光されて結像されるのと同様に、光検出素子の光検出面に偏光が集光されて結像された状態で光量検出を行うことができる。
この構成によれば、互いに異なる色毎に光量検出を行うことができるため、各検出結果に基づいて光源や光変調素子を制御することで、光源光量の変動に起因した色バランスの変化を補正することができる。
また、本発明の一つの態様のプロジェクターは、光源と、前記光源から入射する光を画像信号に基づいて変調し、変調された光を射出する光変調素子と、前記光源から入射する光の光量を検出する光検出素子と、前記光検出素子の検出結果に基づいて前記光源と前記光変調素子との少なくとも一方を制御する制御部と、前記光検出素子の光検出面に対して相対的に小さい入射角で入射する光を、前記光検出面に対して相対的に大きい入射角で入射する光よりも高い透過率で透過させる入射角制限部材と、を備えたことを特徴とする。
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記入射角制限部材は、前記相対的に小さい入射角で入射する光を透過させる開口部を有する絞りであってもよい。
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図4を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源としてランプを用い、光変調素子として赤色光用、緑色光用、青色光用の3組の反射型液晶パネルを用いた液晶プロジェクターである。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
楕円面リフレクタ17は、発光管18の一方の封止部が挿通、固着される筒状の首状部と、発光管18から放射された光を第2焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。
凹レンズ20は、楕円面リフレクタ17の被照明領域側に配置されている。凹レンズ20は、楕円面リフレクタ17からの光を第1レンズアレイ9に向けて射出する。
本実施形態において、偏光ビームスプリッター26,偏光ビームスプリッター27、および偏光ビームスプリッター28は、特許請求の範囲の「偏光分離素子」に相当する。
ダイクロイックミラー25は、所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が基板上に形成された光学素子である。ダイクロイックミラー25は、赤色光LRを透過し、緑色光LGを透過させるミラーである。
クロスダイクロイックプリズム5から射出された光によって形成されるカラー画像は、投写光学系6によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
本実施形態において、「P偏光」は特許請求の範囲の「第1の偏光」に相当し、「S偏光」は特許請求の範囲の「第2の偏光」に相当する。また、「P偏光」は特許請求の範囲の「一方の偏光」に相当し、「S偏光」は特許請求の範囲の「他方の偏光」に相当する。
ここで、反射型液晶パネルの作用について、青色光用の反射型液晶パネル4Bを例に挙げて説明する。ただし、赤色光用の反射型液晶パネル4R、緑色光用の反射型液晶パネル4Gについても、作用は同様である。
反射型液晶パネル4Bでは、液晶層への印加電圧に応じて液晶分子の配向状態が変化する。例えば液晶層が垂直配向(Vertical Alien, VA)液晶の場合、印加電圧を0Vとすると、入射光(P偏光)が液晶層を透過した際に偏光状態は変化しないため、P偏光が射出される。一方、印加電圧を5Vとすると、入射光(P偏光)が液晶層を透過した際に偏光状態は変化し、S偏光が射出される。また、印加電圧を0Vと5Vの中間の値とすると、P偏光とS偏光とが混在した光が射出される。反射型液晶パネル4BからS偏光が射出された場合、S偏光は偏光ビームスプリッター28で反射し、後段のクロスダイクロイックプリズム5、投写光学系6を経てスクリーンSCR上に投写されるため、明表示となる。また、反射型液晶パネル4BからP偏光が射出された場合、P偏光は偏光ビームスプリッター28を透過し、照明装置2側に戻るため、暗表示となる。
特に偏光ビームスプリッター28と光センサー36との間の距離(光路長)と偏光ビームスプリッター28と反射型液晶パネル4Bとの間の距離(光路長)とが等しいことが望ましい。その場合、光センサー36は結像位置に配置されることになる。このとき、画像表示に寄与しないS偏光は光センサー36の光検出面36a上で結像する。
信号処理部42の処理手順を示したものが図4のフローチャートである。
最初に、信号処理部42は、光センサー36からの光量の検出結果を含む出力を取得する(図4のステップS1)。
ここで、光センサー36からの出力信号が所定の値を超える場合、すなわち、照明装置2の光量が所定の光量を超える場合(図4のステップS2のNO)、図4のステップS1、ステップS2を繰り返す。ステップS1、ステップS2の繰り返しは間欠的に行えば良く、繰り返しの間隔は適宜設定すれば良い。
以下、本発明の第2実施形態について、図5を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、偏光ビームスプリッターの周辺の構成が第1実施形態と異なる。
よって、図5において第1実施形態の図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
以下、本発明の第3実施形態について、図6を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、偏光ビームスプリッターの周辺の構成が第1実施形態と異なる。
よって、図6において第1実施形態の図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施形態において、第1の偏光板45および第2の偏光板46は、特許請求の範囲の「偏光素子」に相当する。
以下、本発明の第4実施形態について、図7〜図9を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、照明装置として青色光を射出する第1の照明装置と黄色光を射出する第2の照明装置とを用いる点、光センサーの配置、光センサーの検出結果に基づく制御の内容が第1実施形態のプロジェクターと異なる。
本実施形態のプロジェクターの基本構成のうち、第1実施形態の照明装置と色分離導光光学系の一部を除いた構成は第1実施形態と同様である。
よって、図7において第1実施形態の図1と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
信号処理部65の処理手順を示したものが図9のフローチャートである。
最初に、信号処理部65は、赤色光用光センサー36R、緑色光用光センサー36G、および青色光用光センサー36Bから光量の検出結果を含む出力を取得する(図9のステップS1)。
次に、信号処理部65は、赤色光用光センサー36Rからの赤色光の光量出力と青色光用光センサー36Bからの青色光の光量出力との比率(RB出力比率)を解析する(図9のステップS2)。
その後、図9のステップS1に戻る。励起用レーザーダイオードアレイ60、および青色レーザーダイオードアレイ53の光量調整は、RB出力比率が許容値以内となるまで行われる。
次に、信号処理部65は、RG出力比率が許容値以内であるか否かを判断する(図9のステップS6)。赤色光と緑色光とはともに励起用レーザーダイオードアレイ60から射出されているため、RG出力比率が許容値以内であるか否かを判断することにより、励起用レーザーダイオードアレイ60から射出される光の波長変動を検出することができる。
このような手順により、表示画像の色バランスを調整することができる。
例えば第1実施形態では、集光レンズと偏光ビームスプリッターとの間に第1の絞りを備え、偏光ビームスプリッターと光センサーとの間に第2の絞りを備えた例を挙げたが、いずれか一方の絞りのみを備えた構成であっても良い。また、第2実施形態の光センサーを結像位置よりも遠くに配置する構成に第1実施形態の絞り、第3実施形態の偏光板を組み合わせても良い。この構成によれば、迷光の影響をより確実に排除することができる。また、入射角制限部材としては必ずしも開口部を有する絞りに限定されるものではなく、中央に光透過部を有し、周辺部に遮光部を有する任意の部材を用いることができる。もしくは、中央に相対的に高い透過率の部分を有し、周辺部に相対的に低い透過率の部分を有する任意の部材を用いても良い。
Claims (6)
- 青色光を射出する第1の照明装置と、
赤色光を少なくとも含む色光を射出する第2の照明装置と、
前記第1の照明装置から射出された青色光を、互いに偏光方向が直交する第1の偏光と第2の偏光とに分離する青色光用偏光分離素子と、
前記第2の照明装置から射出された色光に含まれる赤色光を、互いに偏光方向が直交する第1の偏光と第2の偏光とに分離する赤色光用偏光分離素子と、
前記青色光から分離された前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの一方の偏光が入射され、入射された偏光の偏光状態を画像信号に基づいて変調し、変調された偏光を前記青色光用偏光分離素子に向けて射出する反射型の青色光用光変調素子と、
前記赤色光から分離された前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの一方の偏光が入射され、入射された偏光の偏光状態を画像信号に基づいて変調し、変調された偏光を前記赤色光用偏光分離素子に向けて射出する反射型の赤色光用光変調素子と、
前記青色光から分離された前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの他方の偏光の光量を検出する青色光用光検出素子と、
前記赤色光から分離された前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの他方の偏光の光量を検出する赤色光用光検出素子と、
前記青色光用光検出素子および前記赤色光用光検出素子からの検出結果に基づいて前記第1の照明装置、前記第2の照明装置、前記青色光用光変調素子、および前記赤色光用光変調素子のいずれかを制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記青色光用光検出素子が検出した前記青色光の偏光の光量と、前記赤色光用光検出素子が検出した前記赤色光の偏光の光量と、の第1の比が許容値以内であるか否かを判断し、前記第1の比が前記許容値を超えた場合に前記第1の照明装置の光量を調整することを特徴とするプロジェクター。 - 前記第2の照明装置から射出された色光に含まれる緑色光を、互いに偏光方向が直交する第1の偏光と第2の偏光とに分離する緑色光用偏光分離素子と、
前記緑色光から分離された前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの一方の偏光が入射され、入射された偏光の偏光状態を画像信号に基づいて変調し、変調された偏光を前記緑色光用偏光分離素子に向けて射出する反射型の緑色光用光変調素子と、
前記緑色光から分離された前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの他方の偏光の光量を検出する緑色光用光検出素子と、をさらに備え、
前記制御部は、前記赤色光用光検出素子が検出した前記赤色光の偏光の光量と、前記緑色光用光検出素子が検出した前記緑色光の偏光の光量と、の第2の比が許容値以内であるか否かを判断し、前記第2の比が前記許容値を超えた場合に前記青色光用光変調素子、前記赤色光用光変調素子、および前記緑色光用光変調素子のいずれかのガンマ特性を調整することを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記制御部は、前記第2の比が前記許容値を超えた場合に前記赤色光用光変調素子のガンマ特性を調整することを特徴とする請求項2に記載のプロジェクター。
- 前記制御部は、前記第2の比が前記許容値を超えた場合に前記緑色光用光変調素子のガンマ特性を固定したまま前記赤色光用光変調素子のガンマ特性を調整することを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。
- 前記第2の照明装置は、励起光を射出する励起用光源と、前記励起光が射出されることにより前記赤色光を少なくとも含む色光を射出する蛍光体と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 青色光を射出する第1の照明装置と、
赤色光を少なくとも含む色光を射出する第2の照明装置と、
前記第1の照明装置から射出された青色光を、互いに偏光方向が直交する第1の偏光と第2の偏光とに分離する青色光用偏光分離素子と、
前記第2の照明装置から射出された色光に含まれる赤色光を、互いに偏光方向が直交する第1の偏光と第2の偏光とに分離する赤色光用偏光分離素子と、
前記青色光に含まれる前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの一方の偏光が入射され、入射された偏光の偏光状態を画像信号に基づいて変調し、変調された偏光を前記青色光用偏光分離素子に向けて射出する反射型の青色光用光変調素子と、
前記赤色光に含まれる前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの一方の偏光が入射され、入射された偏光の偏光状態を画像信号に基づいて変調し、変調された偏光を前記赤色光用偏光分離素子に向けて射出する反射型の赤色光用光変調素子と、を備えたプロジェクターの制御方法であって、
前記青色光に含まれる前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの他方の偏光の光量を検出し、
前記赤色光に含まれる前記第1の偏光と前記第2の偏光とのうちの他方の偏光の光量を検出し、
前記検出した前記青色光の他方の偏光の光量と、前記検出した前記赤色光の他方の偏光の光量と、の第1の比が許容値以内であるか否かを判断し、前記第1の比が前記許容値を超えた場合に前記第1の照明装置の光量を調整することを特徴とするプロジェクターの制御方法。
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