JP2008026711A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源と、映像信号に基づいて光源が発する光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写レンズユニットとを備えた表示装置に関する。 The present invention relates to a display device including a light source, a light modulation element that modulates light emitted from the light source based on a video signal, and a projection lens unit that projects light emitted from the light modulation element onto a screen.
従来、CRTや液晶パネルなどの光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写型表示装置が一般的に広く知られている。また、CRTの蛍光体やランプなどの光源は、時間経過とともに経時劣化を起こすため、光源の光量を検出することによって光源の経時劣化率を算出する方法も提案されている。 Conventionally, a projection display device that projects light emitted from a light modulation element such as a CRT or a liquid crystal panel onto a screen is generally widely known. Further, since light sources such as CRT phosphors and lamps deteriorate with time, a method for calculating the light source deterioration rate by detecting the light quantity of the light source has also been proposed.
例えば、投写型表示装置が有効スクリーン領域の外側領域まで走査するオーバスキャン型である場合に、有効スクリーン領域の外側領域に光量センサが配置された投写型表示装置が提案されている(例えば、特許文献1)。 For example, in the case where the projection display device is an overscan type that scans to an area outside the effective screen area, a projection display apparatus in which a light amount sensor is arranged outside the effective screen area has been proposed (for example, patents). Reference 1).
具体的には、この投写型表示装置では、有効スクリーン領域の外側領域に光源の基準光が投写されて、光源の基準光量が光量センサによって検出される。また、光量センサによって検出された光量と光源の初期光量とを比較することによって、光源の経時劣化率が算出される。 Specifically, in this projection display device, the reference light of the light source is projected on the outer area of the effective screen area, and the reference light quantity of the light source is detected by the light quantity sensor. Further, the deterioration rate of the light source with time is calculated by comparing the light amount detected by the light amount sensor with the initial light amount of the light source.
さらに、上述した投写型表示装置では、算出された光源の経時劣化率に基づいて光源の出力(光量)を制御することによって、ホワイトバランスが維持されている。 Furthermore, in the above-described projection display device, white balance is maintained by controlling the output (light quantity) of the light source based on the calculated deterioration rate of the light source with time.
また、有効スクリーン領域の外側領域は、視聴者から見えない領域であるため、有効スクリーン領域の外側領域に光源の基準光が投写されても、視聴者が映像を視聴する上で視聴者に違和感を与えることがない。
ところで、一般的に、視聴者がスクリーン上に投写された映像を視聴する際には、スクリーンの周辺部分よりもスクリーンの中央部分に視聴者の視線が集まる。従って、スクリーン上に投写される光の光量の制御では、スクリーンの中央部分に投写される光量の検出結果を用いた方が好ましい。 By the way, in general, when a viewer views an image projected on a screen, the viewer's line of sight gathers in the central portion of the screen rather than the peripheral portion of the screen. Therefore, in the control of the amount of light projected on the screen, it is preferable to use the detection result of the amount of light projected on the central portion of the screen.
しかしながら、上述した投写型表示装置では、有効スクリーン領域の外側領域に投写される光量の検出結果を用いて、スクリーン上に投写される光の光量の制御が行われるため、スクリーン上に投写される光の光量の制御が効果的に行うことができない場合があった。 However, in the above-described projection display device, the amount of light projected onto the screen is controlled using the detection result of the amount of light projected onto the outer area of the effective screen area, and thus projected onto the screen. In some cases, the amount of light cannot be controlled effectively.
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、スクリーン上に投写される光の光量を効果的に制御することを可能とする表示装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a display device that can effectively control the amount of light projected on a screen. .
本発明の一の特徴は、光源(光源ユニット10)と、映像信号に基づいて前記光源が発する光を変調する光変調素子(光変調素子20)と、前記光変調素子から出射された光をスクリーン(スクリーン200)上に投写する投写レンズユニット(投写レンズユニット30)とを備えた表示装置が、前記光源が発する光量を検出する光量検出部(光量センサ50)と、前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記光源が発する光量を制御する光量制御部(制御部160)とを備え、前記光量検出部が、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを要旨とする。 One feature of the present invention is that a light source (light source unit 10), a light modulation element (light modulation element 20) that modulates light emitted from the light source based on a video signal, and light emitted from the light modulation element. A display device including a projection lens unit (projection lens unit 30) that projects onto a screen (screen 200) is detected by a light amount detection unit (light amount sensor 50) that detects the amount of light emitted by the light source and the light amount detection unit. A light amount control unit (control unit 160) for controlling the light amount emitted from the light source based on the light amount, and the light amount detection unit until the light emitted from the light source is projected on the screen. The gist of the invention is that the light source is disposed in a region through which light emitted from the light source passes and does not affect the light projected on the screen.
かかる特徴によれば、光量検出部は、光源が発する光がスクリーン上に投写されるまでの間に光源が発する光が通る領域内に配置されていることにより、有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。 According to such a feature, the light quantity detection unit should be projected on the effective screen area by being disposed in the area through which the light emitted from the light source passes before the light emitted from the light source is projected on the screen. The amount of light can be detected efficiently. As a result, the amount of light projected on the screen can be controlled effectively.
また、光量検出部は、スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることにより、スクリーン上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。 In addition, the light amount detection unit is arranged at a position that does not affect the light projected on the screen, thereby preventing the brightness of the light projected on the screen from falling and giving the viewer an uncomfortable feeling. Can do.
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記投写レンズユニットから出射された光をスクリーン側に反射する反射面(反射面40a)を有する反射ミラー(反射ミラー40)を表示装置がさらに備え、前記光量検出部が、前記反射面の反対側に設けられた前記反射ミラーの裏面(裏面40b)に対向して設けられていることを要旨とする。
One feature of the present invention is that in the above-described feature of the present invention, a reflective mirror (reflective mirror 40) having a reflective surface (
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記投写レンズユニットが、前記光源が発する光が通る領域を絞り込む絞り部(絞り部31)を有しており、前記絞り部が、前記光源が発する光の一部を遮る非光透過性の部材によって構成されており、前記光量検出部が、前記絞り部に設けられていることを要旨とする。 One feature of the present invention is that in the above-described feature of the present invention, the projection lens unit has a diaphragm section (diaphragm section 31) for narrowing a region through which light emitted from the light source passes, and the diaphragm section includes: The gist of the invention is that the light source is configured by a non-light transmissive member that blocks a part of the light emitted from the light source, and the light amount detection unit is provided in the diaphragm unit.
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光変調素子が、前記光源が発する光を反射する複数の微小ミラー(微小ミラー22)が配列された構成を有し、前記微小ミラーの傾きを個別に制御することによって、前記投写レンズユニット側に反射する光であるオン光と前記投写レンズユニット側に反射しない光であるオフ光とを切り替えており、前記光量検出部が、前記オフ光が通る位置に配置されていることを要旨とする。 One feature of the present invention is that in the above-described feature of the present invention, the light modulation element has a configuration in which a plurality of micromirrors (micromirrors 22) that reflect light emitted from the light source are arranged, By individually controlling the tilt of the mirror, the on-light that is the light reflected to the projection lens unit side and the off-light that is the light that does not reflect to the projection lens unit side are switched. The gist is that it is arranged at a position where the off-light passes.
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光源と前記光変調素子との間に設けられており、回転軸を中心として回転可能な回転板(カラーホイール90)を表示装置がさらに備え、前記回転板は、互いに異なる波長の光のみを透過する複数の透過領域(透過領域90r、透過領域90g及び透過領域90b)と、前記光源が発する光を反射する反射領域(反射領域91)とを有しており、前記光量検出部が、前記反射領域で反射された光が通る位置に配置されていることを要旨とする。
One feature of the present invention is that in the above-described feature of the present invention, a rotating plate (color wheel 90) that is provided between the light source and the light modulation element and is rotatable about a rotating shaft is displayed. The rotating plate further includes a plurality of transmission regions (
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光源が発する光の基準光量と前記映像信号とに基づいて、前記光量検出部で検出されるべき推定光量を算出する推定光量算出部(推定光量算出部150)を表示装置がさらに備え、前記光量制御部が、前記光量検出部によって検出された光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを要旨とする。 One feature of the present invention is an estimated light amount calculation for calculating an estimated light amount to be detected by the light amount detector based on a reference light amount of light emitted from the light source and the video signal. A display unit (estimated light amount calculation unit 150), and the light amount control unit, based on a comparison result between the light amount detected by the light amount detection unit and the estimated light amount calculated by the estimated light amount calculation unit, The gist is to control the amount of light emitted by the light source.
本発明の一の特徴は、本発明の上述した特徴において、前記光量検出部によって検出された光量と前記映像信号とに基づいて、前記光源が発する光の推定光量を算出する推定光量算出部(推定光量算出部150)を表示装置がさらに備え、前記光量制御部が、前記光源が発する光の基準光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを要旨とする。 One feature of the present invention is that, in the above-described feature of the present invention, an estimated light amount calculation unit that calculates an estimated light amount of light emitted from the light source based on the light amount detected by the light amount detection unit and the video signal. The display device further includes an estimated light amount calculation unit 150), and the light amount control unit is configured to compare the reference light amount of the light emitted from the light source with the estimated light amount calculated by the estimated light amount calculation unit. The gist is to control the amount of light emitted.
本発明の一の特徴は、光源(光源ユニット10)と、映像信号に基づいて前記光源が発する光を変調する光変調素子(光変調素子20)と、前記光変調素子から出射された光をスクリーン上に投写する投写レンズユニット(投写レンズユニット30)とを備えた表示装置が、前記光源が発する光量を検出する光量検出部(光量センサ50)と、前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記映像信号に基づいた前記光変調素子の変調量を補正する変調量補正部(変調量制御部120)とを備え、前記光量検出部は、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る有効領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを要旨とする。 One feature of the present invention is that a light source (light source unit 10), a light modulation element (light modulation element 20) that modulates light emitted from the light source based on a video signal, and light emitted from the light modulation element. A display device including a projection lens unit (projection lens unit 30) that projects on a screen has a light amount detection unit (light amount sensor 50) that detects the amount of light emitted by the light source, and a light amount detected by the light amount detection unit. And a modulation amount correction unit (modulation amount control unit 120) that corrects the modulation amount of the light modulation element based on the video signal, and the light amount detection unit has the light emitted from the light source on the screen. The gist of the invention is that the light source is disposed in a position that does not affect the light projected on the screen in an effective region through which the light emitted by the light source passes before the light is projected.
本発明によれば、スクリーン上に投写される光の光量を効果的に制御することを可能とする表示装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the display apparatus which makes it possible to control effectively the light quantity of the light projected on a screen can be provided.
以下において、本発明の実施形態に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。 Hereinafter, a display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic.
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[第1実施形態]
(表示装置の構成)
以下において、本発明の第1実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る表示装置100の構成を示す図である。なお、図1では、本発明の第1実施形態に係る表示装置100を説明するための構成について着目しており、コンデンサレンズやリレーレンズなどのように、表示装置100に必要な他の構成について省略している点に留意すべきである。
[First Embodiment]
(Configuration of display device)
Hereinafter, the configuration of the display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図1に示すように、表示装置100は、光源ユニット10と、光変調素子20と、投写レンズユニット30と、反射ミラー40と、光量センサ50とを有する。また、表示装置100は、スクリーン200上に映像光を投写する。
As shown in FIG. 1, the
光源ユニット10は、光変調素子20側に向けて白色光を発する光源10aと、光源10aが発する白色光を光変調素子20側に反射するリフレクタ10bとを有する。なお、光源ユニット10は、例えば、白色UHPランプなどである。
The
光変調素子20は、光源ユニット10が発する光を画素単位で変調する素子であり、例えば、液晶パネルなどである。
The
投写レンズユニット30は、光変調素子20から出射された光、すなわち、光変調素子20によって変調された光(映像光)をスクリーン200上に投写する投写レンズ(不図示)を有するユニットである。
The
反射ミラー40は、投写レンズユニット30から出射された光(映像光)をスクリーン200側に反射する反射面40aを有している。ここで、反射ミラー40は、光透過性を有する部材によって構成されており、投写レンズユニット30から出射された光(映像光)の大半をスクリーン200側に反射する。一方で、反射ミラー40は、投写レンズユニット30から出射された光(映像光)の一部を透過する。これは、投写レンズユニット30から出射された光(映像光)の偏光方向を完全に一方向に揃えることが難しいためである。
The
光量センサ50は、反射面40aの反対側に設けられた反射ミラー40の裏面40bに対向して設けられており、反射ミラー40を透過した透過光の光量を検出する。また、光量センサ50は、反射ミラー40の裏面40bの略中央部に設けられており、投写レンズユニット30から出射された光(映像光)のうち、スクリーン200の略中央部に投写される光(映像光)に対応する透過光の光量を検出する。
The
(表示装置の機能)
以下において、本発明の第1実施形態に係る表示装置の機能について、図面を参照しながら説明する。図2は、本発明の第1実施形態に係る表示装置100の機能を示すブロック図である。
(Display device functions)
Hereinafter, functions of the display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram illustrating functions of the
図2に示すように、表示装置100は、光源ユニット10、光変調素子20及び光量センサ50に加えて、映像信号入力部110と、変調量制御部120と、寄与度記憶部130と、基準光量記憶部140と、推定光量算出部150と、制御部160とを有する。
As shown in FIG. 2, in addition to the
映像信号入力部110は、変調量制御部120及び推定光量算出部150に映像信号をフレーム単位で入力する。ここで、映像信号とは、例えば、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の比率を画素単位で示す信号であり、フレーム単位で生成される信号である。なお、映像信号は、例えば、0〜255ビットの範囲内で、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)の色調比率を示す信号であり、(R,G,B)=(128,128,196)などで表される。
The video
変調量制御部120は、映像信号入力部110から取得した映像信号に基づいて、光変調素子20の変調量を画素単位で制御する。例えば、変調量制御部120は、映像信号入力部110から取得した映像信号に基づいて、光変調素子20から出射される光量を各色毎に制御する。
The modulation
寄与度記憶部130は、光変調素子20の各画素位置から出射された光が光量センサ50に到達する割合(以下、寄与度)と画素位置とを対応付けて記憶する。ここで、寄与度とは、表示装置100の工場出荷時において、光変調素子20の各画素位置から出射された光について、光量センサ50によって検出された光量によって算出される。また、寄与度とは、例えば、各画素位置に対応する光量の相対的な比率で表される。なお、寄与度記憶部130は、寄与度を算出した際における光変調素子20の変調量(すなわち、映像信号)と寄与度とを対応付けて記憶している。
The
ここで、各画素位置から光量センサ50までの距離や光路は、光変調素子20の各画素位置に応じて異なるため、各画素位置から出射された光が、光量センサ50によって検出された光量に与える影響が異なる。従って、寄与度は、光源ユニット10が発する光の光量制御の精度向上を図るために用いられる。
Here, since the distance and optical path from each pixel position to the
また、寄与度は、表示装置100の工場出荷後に表示装置100のメンテナンスを行う際などにおいて、光源ユニット10が発する光について、光量センサ50によって再度検出された光量によって再算出されてもよい。
The contribution may be recalculated based on the light amount detected again by the
基準光量記憶部140は、光源ユニット10が発する光の基準となる光量(以下、基準光量)を記憶する。ここで、基準光量とは、例えば、表示装置100の工場出荷時において、光源ユニット10が発する光について、光量センサ50によって検出された光量(初期光量)である。なお、基準光量記憶部140は、基準光量を検出した際における光変調素子20の変調量(すなわち、映像信号)と基準光量とを対応付けて記憶している。
The reference light
また、基準光量は、表示装置100の工場出荷後に表示装置100のメンテナンスを行う際などにおいて、光源ユニット10が発する光について、光量センサ50によって再度検出された光量であってもよい。
Further, the reference light amount may be a light amount detected again by the
なお、第1実施形態では、基準光量を検出した際における光変調素子20の変調量(すなわち、映像信号)は、寄与度を算出した際における光変調素子20の変調量(すなわち、映像信号)と同じであるものとする。
In the first embodiment, the modulation amount (that is, the video signal) of the
推定光量算出部150は、映像信号入力部110から取得した映像信号(すなわち、光変調素子20の変調量)と、寄与度記憶部130に記憶された寄与度と、基準光量記憶部140に記憶された基準光量とに基づいて、光量センサ50で検出されるべき推定光量を算出する。
The estimated light
具体的には、推定光量算出部150は、画素位置を(i(1≦i≦I),j(1≦j≦J))とした場合に、フレーム全体の各色毎の係数(赤色の係数(Rt)、緑色の係数(Gt)、青色の係数(Bt))を以下の式(1)によって算出する。なお、“Cri,j” “Cgi,j”及び“Cbi,j”は、画素位置(i,j)に対応付けられた各色毎の寄与度であり、“Ri,j”、“Gi,j”及び“Bi,j”は、映像信号(変調量)である。
続いて、推定光量算出部150は、基準光量記憶部140に記憶された基準光量を“xs”、推定光量を“xp”とした場合に、光量センサ50で検出されるべき推定光量(xp)を以下の式(2)によって算出する。
制御部160は、推定光量算出部150によって算出された推定光量と、光量センサ50によって検出された検出光量とに基づいて、光源ユニット10から出力される光量(光源10aの出力)の制御量を算出する。具体的には、制御部160は、光源ユニット10から出力される光量の制御量を“I”、検出光量を“xd”とした場合に、光源ユニット10から出力される光量の制御量(I)を以下の式(3)によって算出する。
また、制御部160は、算出された制御量(I)に基づいて、光源ユニット10から出力される光量を制御する。
Further, the
(表示装置の動作)
以下において、本発明の第1実施形態に係る表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図3は、本発明の第1実施形態に係る表示装置100の動作を示すフロー図である。
(Operation of display device)
Hereinafter, an operation of the display device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
図3に示すように、ステップ10において、表示装置100は、映像信号(例えば、R,G及びBの色調比率)に基づいて、光変調素子20の変調量を制御する。
As shown in FIG. 3, in
ステップ20において、表示装置100は、寄与度記憶部130から各画素位置毎の寄与度を読み出す。
In
ステップ30において、表示装置100は、基準光量記憶部140から基準光量を読み出す。
In
ステップ40において、表示装置100は、ステップ10で制御された変調量(映像信号)と、ステップ20で読み出された寄与度と、ステップ30で読み出された基準光量とに基づいて推定光量を算出する。
In
具体的には、表示装置100は、基準光量記憶部140から読み出された基準光量を“xs”、推定光量を“xp”とした場合に、推定光量(xp)を以下の式(2)によって算出する。
ステップ50において、表示装置100は、ステップ10で変調量が制御された光の光量を光量センサ50によって検出する。
In
ステップ60において、表示装置100は、ステップ40で算出された推定光量と、ステップ50で検出された検出光量とに基づいて、光源ユニット10が発する光の光量(光源10aの出力)の制御量を算出する。
In
具体的には、表示装置100は、光源ユニット10から出力される光量の制御量を“I”、検出光量を“xd”とした場合に、光源ユニット10から出力される光量の制御量(I)を以下の式(3)によって算出する。
ステップ70において、表示装置100は、ステップ60で算出された制御量(I)に基づいて、光源ユニット10から出力される光量を制御する。
In
(作用及び効果)
本発明の第1実施形態に係る表示装置100によれば、光量センサ50は、光源ユニット10が発する光がスクリーン200上に投写されるまでの間に光源ユニット10が発する光が通る領域内に配置されている。具体的には、光量センサ50は、反射ミラー40の裏面40bに対向して設けられており、反射ミラー40の略中央部に設けられている。従って、スクリーン200の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン200上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
(Function and effect)
According to the
また、光量センサ50は、反射ミラー40の裏面40b側に設けられているため、スクリーン200上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン200上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
Further, since the
[第2実施形態]
以下において、本発明の第2実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第1実施形態と第2実施形態との相違点について主として説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described first embodiment and the second embodiment will be mainly described.
具体的には、上述した第1実施形態では、表示装置100が背面型投写表示装置であり、光量センサ50は、反射ミラー40の裏面40bに対向して設けられている。これに対して、第2実施形態では、光量センサ50は、投写レンズユニット30の絞り部に設けられている。なお、第2実施形態では、表示装置100が背面型投写表示装置に限定されない点に留意すべきである。
Specifically, in the first embodiment described above, the
(表示装置の構成)
以下において、本発明の第2実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図4は、本発明の第2実施形態に係る表示装置100の構成を示す図である。なお、図4では、本発明の第2実施形態に係る表示装置100を説明するための構成について着目しており、リレーレンズなどのように、表示装置100に必要な他の構成について省略している点に留意すべきである。
(Configuration of display device)
Hereinafter, the configuration of the display device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the
最初に、本発明の第2実施形態に係る表示装置100の光学系について、図4(a)を参照しながら説明する。
First, an optical system of the
図4(a)に示すように、表示装置100は、光源ユニット10、光変調素子20及び投写レンズユニット30に加えて、一対の一対のフライアイレンズ(フライアイレンズ61及びフライアイレンズ62)と、偏光変換素子70と、、コンデンサレンズ80とを有する。
As shown in FIG. 4A, the
フライアイレンズ61は、アレイ状に配置された複数の微小レンズ61aを有する。各微小レンズ61aは、偏光変換素子70に光を集光する。
The fly-
フライアイレンズ62は、アレイ状に配置された複数の微小レンズ62aを有する。各微小レンズ62aは、偏光変換素子70に光を集光する。なお、微小レンズ62aによって偏光変換素子70に集光された光は、コンデンサレンズ80によって光変調素子20の全面に集光される。
The fly-
偏光変換素子70は、光源ユニット10が発する光の偏光方向をS偏光に変換して、S偏光成分の光のみをコンデンサレンズ80側に出射する偏光ビームスプリッタ(PBS;Polarizaton Beam Splitter)を水平方向及び垂直方向にアレイ化した光学素子である。具体的には、偏光変換素子70は、PBS面71aと、PBS面71bと、1/2λ位相差板72とを有する。
The
PBS面71aは、フライアイレンズ61の微小レンズ61aによって集光された光のうち、P偏光成分の光を1/2λ位相差板72側に透過するとともに、S偏光成分の光をPBS面71b側に反射する。PBS面71bは、PBS面71aによって反射されたS偏光成分の光をコンデンサレンズ80側に反射する。1/2λ位相差板72は、PBS面71aを透過したP偏光成分の光の偏光方向を90°変換して、S偏光成分の光としてコンデンサレンズ80側に出射する。
The
コンデンサレンズ80は、フライアイレンズ62の微小レンズ62aによって集光される光を光変調素子20の全面に集光する。すなわち、コンデンサレンズ80は、偏光変換素子70によって偏光方向が一の偏光方向に揃えられた光を光変調素子20の全面に集光する。
The
次に、本発明の第2実施形態に係る投写レンズユニット30について、図4(b)を参照しながら説明する。
Next, a
図4(b)に示すように、投写レンズユニット30は、絞り部31と、投写レンズ32とを有する。
As shown in FIG. 4B, the
絞り部31は、光源ユニット10が発する光の一部を遮る非光透過性の部材によって構成されており、光源ユニット10が発する光が通る領域を絞り込む。
The diaphragm unit 31 is configured by a non-light-transmissive member that blocks a part of the light emitted from the
投写レンズ32は、絞り部31によって絞り込まれた光をスクリーン200上に投写する。
The
光量センサ50は、絞り部31に設けられている。具体的には、光量センサ50は、光源ユニット10側に設けられた絞り部31の側面上に設けられている。
The
(作用及び効果)
本発明の第2実施形態に係る表示装置100によれば、光量センサ50は、投写レンズユニット30の絞り部31に設けられている。従って、スクリーン200の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン200上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
(Function and effect)
According to the
また、光量センサ50は、投写レンズユニット30の絞り部31に設けられているため、スクリーン200上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン200上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
Further, since the
[第3実施形態]
以下において、本発明の第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第2実施形態と第3実施形態との相違点について主として説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described second embodiment and the third embodiment will be mainly described.
具体的には、上述した第2実施形態では、光変調素子について特に限定していないが、第3実施形態では、光変調素子は、複数の微小ミラーが配列された素子(DMD(Digital Micromirror Device);登録商標)である。また、光量センサ50は、複数の微小ミラーが配列された素子が反射するオフ光が通る位置に配置されている。
Specifically, in the second embodiment described above, the light modulation element is not particularly limited. However, in the third embodiment, the light modulation element is an element in which a plurality of micromirrors are arranged (DMD (Digital Micromirror Device). ); Registered trademark). The
(表示装置の構成)
以下において、本発明の第3実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図5及び図6は、本発明の第3実施形態に係る表示装置100の構成を示す図である。
(Configuration of display device)
Hereinafter, the configuration of the display device according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 5 and 6 are diagrams showing a configuration of the
最初に、本発明の第3実施形態に係る表示装置100について、図5(a)を参照しながら説明する。なお、図5(a)では、上述した図4(a)と同様の構成については同様の符号を付している点に留意すべきである。
First, a
図5(a)に示すように、表示装置100は、光変調素子21を有しており、投写レンズユニット30には、光変調素子21で反射された反射光が入射する。
As shown in FIG. 5A, the
次に、本発明の第3実施形態に係る光変調素子21について、図5(b)を参照しながら説明する。
Next, an
図5(b)に示すように、光変調素子21は、複数の微小ミラー22が配列された構成を有している。ここで、微小ミラー22は、例えば、画素単位で設けられており、光変調素子21は、微小ミラー22の傾きを制御することによって、投写レンズユニット30側に反射するオン光と、投写レンズユニット30側に反射しないオフ光とを切り替えている。
As shown in FIG. 5B, the
最後に、本発明の第3実施形態に係る光量センサ50の配置位置について、図6を参照しながら説明する。
Finally, the arrangement position of the
図6に示すように、光変調素子21は、微小ミラー22の傾きを制御することによって、投写レンズユニット30側に反射するオン光(Lon)と、投写レンズユニット30側に反射しないオフ光(Loff)とを切り替えている。
As shown in FIG. 6, the
例えば、光変調素子21は、微小ミラー22a〜微小ミラー22c及び微小ミラー22fの傾きを制御して、これらの微小ミラーで光を投写レンズユニット30側に反射する(オン光(Lon))。一方で、光変調素子21は、微小ミラー22d及び微小ミラー22eの傾きを制御して、これらの微小ミラーで光を投写レンズユニット30側とは異なる方向に反射する(オフ光(Loff))。
For example, the
光量センサ50は、光変調素子21によって投写レンズユニット30側に反射されない光(オフ光(Loff))の通る位置に配置されている。
The
(作用及び効果)
本発明の第3実施形態に係る表示装置100によれば、光量センサ50は、光変調素子21の微小レンズ61aで反射されるオフ光(Loff)が通る位置に配置されている。従って、スクリーン200の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン200上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
(Function and effect)
According to the
また、光量センサ50は、光変調素子21の微小レンズ61aで反射されるオフ光(Loff)が通る位置に配置されているため、スクリーン200上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン200上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
Further, since the
[第4実施形態]
以下において、本発明の第4実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第3実施形態と第4実施形態との相違点について主として説明する。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described third embodiment and the fourth embodiment will be mainly described.
具体的には、上述した第3実施形態では特に触れていないが、第4実施形態では、表示装置100がカラーホイールを有しており、光量センサ50は、カラーホイールに対向して設けられている。
Specifically, although not touched in the third embodiment described above, in the fourth embodiment, the
(表示装置の構成)
以下において、本発明の第4実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図7は、本発明の第4実施形態に係る表示装置100の構成を示す図である。
(Configuration of display device)
The configuration of the display device according to the fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a
最初に、本発明の第4実施形態に係る表示装置100について、図7(a)を参照しながら説明する。なお、図7(a)では、上述した図5(a)と同様の構成については同様の符号を付している点に留意すべきである。
First, a
図7(a)に示すように、表示装置100は、図5(a)に示した構成に加えて、カラーホイール90を有する。
As illustrated in FIG. 7A, the
カラーホイール90は、後述するように、互いに異なる波長の光を透過する透過領域と、光源ユニット10が発する光を反射する反射領域とを有している。
As will be described later, the
光量センサ50は、光源ユニット10側に設けられたカラーホイール90の面(反射領域)に対向して設けられており、反射領域で反射された光の光量を検出する。すなわち、光量センサ50は、カラーホイール90の反射領域で反射された光が通る位置に配置されている。
The
次に、本発明の第4実施形態に係るカラーホイール90について、図7(b)を参照しながら説明する。なお、図7(b)は、光源ユニット10側からカラーホイール90を見た場合におけるカラーホイール90の面を示している。
Next, a
図7(b)に示すように、カラーホイール90は、赤色に相当する波長の光を透過する透過領域90rと、緑色に相当する波長の光を透過する透過領域90gと、青色に相当する波長の光を透過する透過領域90bとを有する。また、カラーホイール90は、光源ユニット10が発する光を反射する反射領域91を有する。なお、反射領域91は、例えば、ミラー面などによって構成されている。
As shown in FIG. 7B, the
(作用及び効果)
本発明の第4実施形態に係る表示装置100によれば、光量センサ50は、カラーホイール90の反射領域91で反射される光が通る位置に配置されている。従って、スクリーン200の有効スクリーン領域に投写されるべき光の光量を効率的に検出することができる。この結果、スクリーン200上に投写される光の光量を効果的に制御することができる。
(Function and effect)
According to the
また、光量センサ50は、カラーホイール90の反射領域91で反射される光が通る位置に配置されているため、スクリーン200上に投写される光に影響を与えない。従って、スクリーン200上に投写された光の輝度が落ちて視聴者に違和感を与えることも防ぐことができる。
Further, since the
[第5実施形態]
以下において、本発明の第5実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第1実施形態と第5実施形態との相違点について主として説明する。
[Fifth Embodiment]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, differences between the above-described first embodiment and the fifth embodiment will be mainly described.
具体的には、上述した第1実施形態では、制御部160は、光源ユニット10が発する光の光量を制御しているが、第5実施形態では、制御部160は、光変調素子20の変調量を補正する。
Specifically, in the first embodiment described above, the
(表示装置の機能)
以下において、本発明の第5実施形態に係る表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図8は、本発明の第5実施形態に係る表示装置100の構成を示すブロック図である。なお、図8では、上述した図2と同様の構成については同様の符号を付している点に留意すべきである。
(Display device functions)
The configuration of the display apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the
図8に示すように、制御部160は、光源ユニット10ではなくて、変調量制御部120に接続されている。また、制御部160は、推定光量算出部150によって算出された推定光量と、基準光量記憶部140に記憶された基準光量とに基づいて、光変調素子20の変調量の補正量を算出する。
As shown in FIG. 8, the
具体的には、制御部160は、光変調素子20の変調量の補正量を“C”、推定光量を“xp”、検出光量を“xd”とした場合に、光変調素子20の変調量の補正量を“C”を以下の式(4)によって算出する。
また、制御部160は、光変調素子20の変調量の補正量“C”を変調量制御部120に入力し、変調量制御部120は、制御部160から取得した補正量“C”に基づいて、映像信号に基づいた光変調素子20の変調量を補正する。
Further, the
(表示装置の動作)
以下において、本発明の第5実施形態に係る表示装置の動作について、図面を参照しながら説明する。図9は、本発明の第5実施形態に係る表示装置100の動作を示すフロー図である。なお、図9では、上述した図3と同様の処理については同様のステップ番号を付している。
(Operation of display device)
The operation of the display device according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the
図9に示すように、ステップ80において、表示装置100は、ステップ40で算出された推定光量と、ステップ50で読み出された基準光量とに基づいて、光変調素子20の変調量の補正量を算出する。
As shown in FIG. 9, in
具体的には、表示装置100は、光変調素子20の変調量の補正量を“C”、推定光量を“xp”、検出光量を“xd”とした場合に、光変調素子20の変調量の補正量“C”を以下の式(4)によって算出する。
ステップ90において、表示装置100は、ステップ80で算出された補正量(C)に基づいて、光変調素子20の変調量を補正する。
In
(作用及び効果)
本発明の第5実施形態に係る表示装置100によれば、制御部160は、光変調素子20の変調量の補正量“C”を算出し、変調量制御部120は、制御部160から取得した補正量“C”に基づいて、映像信号に基づいた光変調素子20の変調量を補正する。従って、光源ユニット10の出力を制御できない場合であっても、スクリーン200上に投写される光の光量を制御することができる。
(Function and effect)
According to the
例えば、光源ユニット10が単色光源である場合であっても、光変調素子20が各色(赤色、緑色及び青色)に対応して設けられている場合には、表示装置100は、光変調素子20の変調量を補正することによって、ホワイトバランスを維持することができる。
For example, even when the
[第6実施形態]
以下において、本発明の第6実施形態について説明する。なお、以下においては、上述した第1実施形態と第6実施形態との相違点について主として説明する。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment of the present invention will be described below. In the following, differences between the first embodiment and the sixth embodiment described above will be mainly described.
具体的には、上述した第1実施形態では、推定光量算出部150は、映像信号入力部110から取得した映像信号(すなわち、光変調素子20の変調量)と、寄与度記憶部130に記憶された寄与度と、基準光量記憶部140に記憶された基準光量とに基づいて、光源ユニット10が発する光の推定光量を算出する。
Specifically, in the first embodiment described above, the estimated light
これに対して、第6実施形態では、推定光量算出部150は、映像信号入力部110から取得した映像信号(すなわち、光変調素子20の変調量)と、寄与度記憶部130に記憶された寄与度と、光量センサ50によって検出された光量とに基づいて、光源ユニット10が発する光の推定光量を算出する。
On the other hand, in the sixth embodiment, the estimated light
具体的には、推定光量算出部150は、光量センサ50によって検出された光量を“xd”、推定光量を“xp”とした場合に、推定光量(x)を以下の式(5)によって算出する。
制御部160は、推定光量算出部150によって算出された推定光量と、基準光量記憶部140に記憶された基準光量とに基づいて、光源ユニット10から出力される光量(光源10aの出力)の制御量を算出する。具体的には、制御部160は、光源ユニット10から出力される光量の制御量を“I”、基準光量を“xs”とした場合に、光源ユニット10から出力される光量の制御量(I)を以下の式(6)によって算出する。
また、制御部160は、算出された制御量(I)に基づいて、光源ユニット10から出力される光量を制御する。
Further, the
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
例えば、上述した第1実施形態〜第5実施形態では、光源が単色光源である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。具体的には、表示装置100は、各色(赤色、緑色及び青色)の光を発する複数の光源(例えば、LED(Light Emitting Diode))を有していてもよい。
For example, in the first to fifth embodiments described above, the case where the light source is a monochromatic light source has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. Specifically, the
この場合において、表示装置100は、例えば、複数のフレーム(フレーム1〜フレーム3)に対応する光変調素子20の変調量(映像信号)に基づいて、各色(赤色、緑色及び青色)毎に推定光量を算出してもよい。
In this case, for example, the
具体的には、基準光量記憶部140に記憶された基準光量を“xs”として、赤色の推定光量を“xrp”、緑色の推定光量を“xgp”、青色の推定光量を“xbp”とした場合に、表示装置100は、以下の式(7)の連立方程式を立てることができる。
続いて、表示装置100は、上述した連立方程式を解くことによって、各色の推定光量(xrp、xgp及びxbp)を算出することができる。なお、複数のフレームに対応する各色の係数(Rt、Gt及びBt)は、映像信号に応じて異なることに留意すべきである。
Subsequently, the
上述した第1実施形態〜第5実施形態では、光量センサ50は、各色の光を区別することなく、総光量を検出しているが、これに限定されるものではない。具体的には、光量センサ50は、各色毎に複数の受光部を有しており、各色の光を区別して光量を検出してもよい。
In the first to fifth embodiments described above, the
また、表示装置100は、プロジェクタ、プロジェクションテレビ、CRT、液晶パネルなどであってもよい。
The
さらに、上述した第1実施形態〜第5実施形態では、推定光量の算出精度について向上を図るために、寄与度記憶部130に記憶された寄与度を用いているが、これに限定されるものではない。具体的には、表示装置100は、寄与度記憶部130に記憶された寄与度を用いずに、映像信号と検出光量とに基づいて推定光量を算出してもよい。
Furthermore, in the first to fifth embodiments described above, the contribution degree stored in the contribution
例えば、光変調素子20によって変調された光が結像する位置(例えば、第1実施形態に示すように、反射ミラー40の裏面40bの略中央部)に光量センサ50が配置されている場合には、寄与度記憶部130に記憶された寄与度を用いなくても、十分な推定光量の算出精度が得られる。
For example, when the
10・・・光源ユニット、10a・・・光源、10b・・・リフレクタ、20・・・光変調素子、21・・・光変調素子、22・・・微小ミラー、30・・・投写レンズユニット、31・・・絞り部、32・・・投写レンズ、40・・・反射ミラー、40a・・・反射面、40b・・・裏面、50・・・光量センサ、61・・・フライアイレンズ、61a・・・微小レンズ、62・・・フライアイレンズ、62a・・・微小レンズ、70・・・偏光変換素子、71a・・・PBS面、71b・・・PBS面、72・・・1/2λ位相差板、80・・・コンデンサレンズ、90・・・カラーホイール、90r・・・透過領域、90g・・・透過領域、90b・・・透過領域、91・・・反射領域、100・・・表示装置、110・・・映像信号入力部、120・・・変調量制御部、130・・・寄与度記憶部、140・・・基準光量記憶部、150・・・推定光量算出部、160・・・制御部、200・・・スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記光源が発する光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記光源が発する光量を制御する光量制御部とを備え、
前記光量検出部は、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを特徴とする表示装置。 A display device comprising: a light source; a light modulation element that modulates light emitted from the light source based on a video signal; and a projection lens unit that projects light emitted from the light modulation element onto a screen,
A light amount detector for detecting the amount of light emitted by the light source;
A light amount control unit that controls the amount of light emitted by the light source based on the light amount detected by the light amount detection unit;
The light amount detection unit is in a region through which light emitted from the light source passes before light emitted from the light source is projected on the screen, and does not affect light projected on the screen. A display device characterized by being arranged in the above.
前記光量検出部は、前記反射面の反対側に設けられた前記反射ミラーの裏面に対向して設けられていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 A reflection mirror having a reflection surface for reflecting the light emitted from the projection lens unit toward the screen;
The display device according to claim 1, wherein the light amount detection unit is provided to face a back surface of the reflection mirror provided on the opposite side of the reflection surface.
前記絞り部は、前記光源が発する光の一部を遮る非光透過性の部材によって構成されており、
前記光量検出部は、前記絞り部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The projection lens unit has a diaphragm portion that narrows a region through which light emitted from the light source passes,
The diaphragm portion is configured by a non-light transmissive member that blocks a part of light emitted by the light source,
The display device according to claim 1, wherein the light amount detection unit is provided in the diaphragm unit.
前記光源が発する光を反射する複数の微小ミラーが配列された構成を有し、
前記微小ミラーの傾きを個別に制御することによって、前記投写レンズユニット側に反射する光であるオン光と前記投写レンズユニット側に反射しない光であるオフ光とを切り替えており、
前記光量検出部は、前記オフ光が通る位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The light modulation element is
A plurality of micromirrors that reflect light emitted from the light source are arranged;
By individually controlling the tilt of the minute mirror, switching between on-light which is light reflected to the projection lens unit side and off-light which is light not reflected to the projection lens unit side is performed.
The display device according to claim 1, wherein the light amount detection unit is disposed at a position through which the off-light passes.
前記回転板は、互いに異なる波長の光のみを透過する複数の透過領域と、前記光源が発する光を反射する反射領域とを有しており、
前記光量検出部は、前記反射領域で反射された光が通る位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 Provided between the light source and the light modulation element, further comprising a rotating plate rotatable about a rotation axis;
The rotating plate has a plurality of transmission regions that transmit only light having different wavelengths, and a reflection region that reflects light emitted from the light source,
The display device according to claim 1, wherein the light amount detection unit is disposed at a position where light reflected by the reflection region passes.
前記光量制御部は、前記光量検出部によって検出された光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 Further comprising an estimated light amount calculation unit for calculating an estimated light amount to be detected by the light amount detection unit based on a reference light amount of light emitted from the light source and the video signal;
The light amount control unit controls a light amount emitted from the light source based on a comparison result between a light amount detected by the light amount detection unit and an estimated light amount calculated by the estimated light amount calculation unit. The display device according to 1.
前記光量制御部は、前記光源が発する光の基準光量と前記推定光量算出部によって算出された推定光量との比較結果に基づいて、前記光源が発する光量を制御することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 Based on the light amount detected by the light amount detection unit and the video signal, further includes an estimated light amount calculation unit that calculates an estimated light amount of light emitted from the light source,
The light amount control unit controls the light amount emitted from the light source based on a comparison result between a reference light amount of light emitted from the light source and an estimated light amount calculated by the estimated light amount calculation unit. The display device described in 1.
前記光源が発する光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部によって検出された光量に基づいて、前記映像信号に基づいた前記光変調素子の変調量を補正する変調量補正部とを備え、
前記光量検出部は、前記光源が発する光が前記スクリーン上に投写されるまでの間に前記光源が発する光が通る有効領域内であって、前記スクリーン上に投写される光に影響を与えない位置に配置されていることを特徴とする表示装置。 A display device comprising: a light source; a light modulation element that modulates light emitted from the light source based on a video signal; and a projection lens unit that projects light emitted from the light modulation element onto a screen,
A light amount detector for detecting the amount of light emitted by the light source;
A modulation amount correction unit that corrects the modulation amount of the light modulation element based on the video signal based on the light amount detected by the light amount detection unit;
The light amount detection unit is within an effective region through which light emitted from the light source passes until light emitted from the light source is projected onto the screen, and does not affect the light projected onto the screen. A display device characterized by being arranged at a position.
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