JP2010243533A - Projector - Google Patents

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Yoshitaka Nakashin
美孝 中進
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector capable of reducing power consumption by preventing irregular luminance of a projection image and suppressing output from a light source as necessary. <P>SOLUTION: The projector includes: an illumination device that has a first light source 211L and a second light source 211R; an optical modulation device that modulates luminous flux emitted from the illumination device in accordance with image information so as to form an optical image; a projection optical device that projects an optical image formed by the optical modulation device; and a light quantity control means 10 that controls light quantities of the first and second light sources 211L and 211R. The first light source 211L illuminates a first area being a part of an image forming area of the optical modulation device, and the second light source 211R illuminates a second area being a part of the image forming area of the optical modulation device. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明装置と、この照明装置から射出された光束を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、この光変調装置で形成された光学像を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターに関する。   The present invention relates to an illumination device, a light modulation device that modulates a light beam emitted from the illumination device in accordance with image information to form an optical image, and projection optics that projects an optical image formed by the light modulation device. The present invention relates to a projector including the apparatus.

近年、車の外形デザイン設計等の分野では、実寸大の大きさで画像を形成しながら作業を行えるように、照明装置と、この照明装置から射出された光束を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、この光変調装置で形成された光学像を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが利用されている。
このプロジェクターを用いる利点としては、100インチ以上の大型の投射画像を容易に形成することができ、かつ画像表示装置としての製品コストが安いことにあるが、一方で液晶パネル投射型のプロジェクターでは、投射面に色、輝度やコントラストのムラが発生し易いという問題がある。
このため、従来、液晶パネルに印加する印加電圧を制御することにより、投射画像に輝度ムラを生じさせない技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, in fields such as car external design design, the lighting device and the light beam emitted from the lighting device are modulated in accordance with image information so that the work can be performed while forming an image with an actual size. A projector including a light modulation device that forms an optical image and a projection optical device that projects an optical image formed by the light modulation device is used.
The advantage of using this projector is that a large projected image of 100 inches or more can be easily formed and the product cost as an image display device is low. On the other hand, in a liquid crystal panel projection type projector, There is a problem that unevenness in color, brightness, and contrast is likely to occur on the projection surface.
For this reason, conventionally, there has been proposed a technique that does not cause luminance unevenness in a projected image by controlling an applied voltage applied to a liquid crystal panel (see, for example, Patent Document 1).

また、複数の画像表示装置を縦横に配列して大画面画像を形成する技術において、輝度ムラ補正回路を組み込むことにより、各画像表示装置で生じる輝度ムラ、色ムラを解消する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、照明装置から射出される照明光をレンズアレイを用いて複数の部分光束に分割することにより、照明光自体の安定化を図り、輝度ムラを抑制する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
In addition, in a technology for forming a large screen image by arranging a plurality of image display devices vertically and horizontally, a technology for eliminating luminance unevenness and color unevenness generated in each image display device by incorporating a brightness unevenness correction circuit has been proposed. (For example, refer to Patent Document 2).
Furthermore, a method has been proposed in which the illumination light emitted from the illumination device is divided into a plurality of partial light beams using a lens array, thereby stabilizing the illumination light itself and suppressing luminance unevenness (for example, patents). Reference 3).

特開平6−222324号公報JP-A-6-222324 特開平7−50795号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-50795 特開平11−281923号公報JP 11-281923 A

しかしながら、前記特許文献1に記載の技術では、輝度ムラ補正の有効範囲よりも光源の輝度ムラの範囲の方が大きくなる可能性が大であり、有効に輝度ムラを抑制することができないという問題がある。
また、前記特許文献2に記載の技術では、画像表示装置毎に輝度ムラ、色ムラ補正回路を設ける必要があり、装置の複雑化を招く上、消費電力がアップしてしまうという問題がある。
さらに、前記特許文献3に記載の技術では、照明光の安定化はレンズアレイの製品精度に依存してしまうという問題がある上、高輝度の画像を投射するには、高輝度の光源ランプを最高出力で点灯する必要があり、消費電力がアップしてしまうという問題がある。
However, in the technique described in Patent Document 1, there is a greater possibility that the luminance unevenness range of the light source becomes larger than the effective range of luminance unevenness correction, and the luminance unevenness cannot be effectively suppressed. There is.
In addition, the technique described in Patent Document 2 requires a luminance unevenness and color unevenness correction circuit for each image display device, leading to a problem that the device is complicated and power consumption is increased.
Furthermore, the technique described in Patent Document 3 has a problem that stabilization of illumination light depends on the product accuracy of the lens array, and a high-intensity light source lamp is used to project a high-intensity image. There is a problem that it is necessary to light up at the maximum output, resulting in an increase in power consumption.

本発明の目的は、投射画像の輝度ムラを防止して、かつ必要に応じて光源の出力を抑え、消費電力を低減することのできるプロジェクターを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a projector capable of preventing luminance unevenness of a projected image, suppressing the output of a light source as necessary, and reducing power consumption.

本発明に係るプロジェクターは、
第1の光源及び第2の光源を有する照明装置と、
前記照明装置から射出された光束を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投射する投射光学装置と、
前記第1の光源及び前記第2の光源の光量を制御する光量制御手段とを備え、
前記第1の光源は、前記光変調装置の画像形成領域の一部である第1の領域を照明し、
前記第2の光源は、前記光変調装置の画像形成領域の一部である第2の領域を照明することを特徴とする。
The projector according to the present invention is
A lighting device having a first light source and a second light source;
A light modulation device that modulates a light beam emitted from the illumination device according to image information to form an optical image;
A projection optical device that projects an optical image formed by the light modulation device;
A light amount control means for controlling the light amounts of the first light source and the second light source,
The first light source illuminates a first area that is a part of an image forming area of the light modulation device;
The second light source illuminates a second area that is a part of an image forming area of the light modulation device.

この発明によれば、第1の光源及び第2の光源により光変調装置の画像形成領域を分割して照明しているので、投射画像のそれぞれの照明領域における照明強度を調整することにより、輝度ムラの発生を防止することができる。
また、光量制御手段により各光源の光量を制御することにより、投射画像を投射する環境条件に応じて光量を制御して消費電力を低減することができる。
さらに、光量制御手段により各光源の光量を制御することで、光源への負荷を軽減して、光源の寿命の長期化を図ることができる。
According to the present invention, since the image forming area of the light modulation device is divided and illuminated by the first light source and the second light source, the luminance is adjusted by adjusting the illumination intensity in each illumination area of the projection image. Generation of unevenness can be prevented.
Further, by controlling the light amount of each light source by the light amount control means, it is possible to control the light amount according to the environmental conditions for projecting the projection image and reduce the power consumption.
Furthermore, by controlling the light quantity of each light source by the light quantity control means, it is possible to reduce the load on the light source and prolong the life of the light source.

本発明では、
前記画像形成領域、前記第1の領域及び前記第2の領域は矩形状であり、
前記第1の領域及び前記第2の領域の中心は、前記画像形成領域の中心の外側にあり、かつ前記第1の領域及び前記第2の領域が部分的に重ね合わせられるのが好ましい。
この発明によれば、光源が点光源である場合、照明強度のピークから遠ざかるにつれて減光していく傾向にあり、隣り合う光源の照明領域の一部を重ね合わせることにより、減光の影響を相補的に補間して重ね合わされた領域の光量を向上させることができるため、投射画像全体の光量を向上できる上、重ね合わされた領域の照明強度を調整することにより、点光源の照明強度のピークの部分の光量と同じ明るさとすることができ、輝度ムラの発生を防止することができる。
In the present invention,
The image forming area, the first area, and the second area are rectangular.
Preferably, the centers of the first area and the second area are outside the center of the image forming area, and the first area and the second area are partially overlapped.
According to the present invention, when the light source is a point light source, it tends to diminish as it goes away from the peak of the illumination intensity, and the influence of dimming can be reduced by overlapping a part of the illumination areas of adjacent light sources. Since the amount of light in the overlapped area can be improved by complementary interpolation, the amount of light in the entire projected image can be improved, and the illumination intensity peak of the point light source can be adjusted by adjusting the illumination intensity in the overlapped area. The brightness can be the same as the amount of light in the portion, and the occurrence of uneven brightness can be prevented.

本発明では、
前記投射光学装置から投射された投射画像を撮像する撮像装置を備え、
前記光量制御手段は、前記光変調装置で中間階調値の単色画像を表示させ、前記単色画像を前記撮像装置により撮像した撮像データに基づいて、各光源の光量制御を行うのが好ましい。
この発明によれば、光量制御手段が中間階調値の単色画像を表示し、これを撮像装置で撮像した撮像データに基づいて、各光源の光量制御を行っているので、各光源の光量をバランスよく調整することができる。また、撮像装置を用いて撮像データとすることで、プロジェクター内部での光量調整を自動化することも可能である。
In the present invention,
An imaging device that captures a projected image projected from the projection optical device;
Preferably, the light amount control means displays a single color image having an intermediate gradation value by the light modulation device, and performs light amount control of each light source based on imaging data obtained by imaging the single color image by the imaging device.
According to this invention, the light quantity control means displays a single-color image having an intermediate gradation value, and controls the light quantity of each light source based on the imaging data obtained by imaging it, so that the light quantity of each light source is set. The balance can be adjusted. Moreover, it is also possible to automate the light amount adjustment inside the projector by using the imaging device as imaging data.

本発明の実施形態に係るプロジェクターの構造を表す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a structure of a projector according to an embodiment of the invention. 前記実施形態における光変調装置の画像形成領域の分割照明を説明するための模式図及びグラフ。FIG. 6 is a schematic diagram and a graph for explaining divided illumination of an image forming region of the light modulation device in the embodiment. 前記実施形態における光変調装置の画像形成領域の照明状態を表す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an illumination state of an image forming area of the light modulation device according to the embodiment. 前記実施形態における照明装置を制御する制御手段の構造を表すブロック図。The block diagram showing the structure of the control means which controls the illuminating device in the said embodiment. 前記実施形態の作用を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the effect | action of the said embodiment. 前記実施形態におけるプロジェクターによる斜め投射の状態を表す模式図。The schematic diagram showing the state of the diagonal projection by the projector in the said embodiment. 前記実施形態におけるプロジェクターにより斜め投射を行った場合の投射画像の明るさの分布を表す模式図。The schematic diagram showing the distribution of the brightness of the projection image at the time of performing oblique projection with the projector in the said embodiment. 前記実施形態におけるプロジェクターによる斜め投射を行った場合の照明強度設定を説明するためのグラフ。The graph for demonstrating the illumination intensity setting at the time of performing the oblique projection by the projector in the said embodiment.

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
(1)光学系の構造
図1には、本発明の実施形態に係るプロジェクター1の光学系が示されており、このプロジェクター1は、照明装置2から射出された光束を、光変調装置5によって入力される画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投射光学装置7からスクリーンS上に投射する光学機器である。このプロジェクター1は、照明装置2、色分離光学装置3、リレー光学装置4、光変調装置5、色合成光学装置6、及び投射光学装置7を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1) Structure of Optical System FIG. 1 shows an optical system of a projector 1 according to an embodiment of the present invention. This projector 1 transmits a light beam emitted from an illumination device 2 by a light modulation device 5. It is an optical device that modulates according to input image information to form an optical image and projects the image onto the screen S from the projection optical device 7. The projector 1 includes an illumination device 2, a color separation optical device 3, a relay optical device 4, a light modulation device 5, a color synthesis optical device 6, and a projection optical device 7.

照明装置2は、並列配置される2組の照明光学装置2L、2Rを備える。第1の光源としての第1の照明光学装置2Lは、光源装置21L、第1レンズアレイ22L、第2レンズアレイ23L、偏光変換素子24L、及び重畳レンズ25Lを備える。
光源装置21Lは、放電型発光管211L及びリフレクタ212Rを備える。
放電型発光管211Lは、超高圧水銀ランプであり、内部に一対の電極が配置され、水銀が封入される放電空間が形成された発光部と、この発光部を挟んで互いに離間する方向に延出し、内部に各電極に接続される電極引出線が設けられた一対の封止部とを備えている。
リフレクタ212Lは、放電型発光管211Lから射出された放射光束を反射して所定位置に収束させる光学素子であり、本実施形態では、回転楕円面を有する楕円面リフレクタが採用されている。
The illumination device 2 includes two sets of illumination optical devices 2L and 2R arranged in parallel. The first illumination optical device 2L as the first light source includes a light source device 21L, a first lens array 22L, a second lens array 23L, a polarization conversion element 24L, and a superimposing lens 25L.
The light source device 21L includes a discharge arc tube 211L and a reflector 212R.
The discharge-type arc tube 211L is an ultra-high pressure mercury lamp, and has a pair of electrodes disposed therein, and a light-emitting portion in which a discharge space in which mercury is enclosed is formed, and extends in a direction away from each other across the light-emitting portion. And a pair of sealing portions each provided with an electrode lead wire connected to each electrode.
The reflector 212L is an optical element that reflects and converges the radiated light beam emitted from the discharge arc tube 211L to a predetermined position. In the present embodiment, an ellipsoidal reflector having a spheroid is adopted.

第1レンズアレイ22L及び第2レンズアレイ23Lは、それぞれ対応する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有し、第1レンズアレイ22Lは、光源装置21Lから入射した光束を複数の部分光束に分割して、第2レンズアレイ23L近傍に結像させる。
第2レンズアレイ23Lは、光路後段に位置する重畳レンズ25Lとともに、後述する光変調装置5の各液晶パネル51R、51G、51Bの画像形成領域511の左側半分の領域511L上に、第1レンズアレイ22Lで分割された複数の部分光束を重畳させる。
Each of the first lens array 22L and the second lens array 23L has a configuration in which corresponding small lenses are arranged in a matrix, and the first lens array 22L converts the light beam incident from the light source device 21L into a plurality of partial light beams. The image is divided and imaged in the vicinity of the second lens array 23L.
The second lens array 23L, together with the superimposing lens 25L located in the latter stage of the optical path, is arranged on the left half region 511L of the image forming region 511 of each liquid crystal panel 51R, 51G, 51B of the light modulation device 5 described later. A plurality of partial light beams divided by 22L are superimposed.

偏光変換素子24Lは、第2レンズアレイ23Lから射出された光束を、略1種類の直線偏光光束に変換する光学素子である。
この偏光変換素子24Lは、一方の対角が45deg、他方の対角が略135degとされた断面平行四辺形状の複数のプリズムを、斜面同士を接合して形成された板状体であり、接合される界面には、偏光分離膜と全反射ミラーが交互に蒸着形成されている。
また、偏光変換素子24Lの光束射出面には、所定のピッチで複数の1/2波長位相差板が設けられている。
The polarization conversion element 24L is an optical element that converts the light beam emitted from the second lens array 23L into approximately one type of linearly polarized light beam.
This polarization conversion element 24L is a plate-like body formed by joining a plurality of prisms having a parallelogram cross section with one diagonal being 45 degrees and the other diagonal being approximately 135 degrees. Polarization separation films and total reflection mirrors are alternately deposited on the interface.
A plurality of half-wave retardation plates are provided at a predetermined pitch on the light exit surface of the polarization conversion element 24L.

このような偏光変換素子24Lでは、偏光分離膜を形成した面に光束を入射させると、2種類の直線偏光光束のうち、一方の直線偏光光束は、そのまま透過して射出され、他方の偏光光束は、偏光分離膜で略直角に折り曲げられ、全反射ミラーで再度直角に折り曲げられて射出される。
2種類の直線偏光光束のいずれかは、後段に設けられる1/2波長位相差板によって、偏光方向が90deg変換され、これにより入射した光束を1種類の直線偏光光束に変換することが可能となる。
第2の光源としての第2の照明光学装置2Rも第1の照明光学装置2Lと同様の構造、部品から構成され、光源装置21R、第1レンズアレイ22R、第2レンズアレイ23R、偏光変換素子24R、及び重畳レンズ25Rを備える。
そして、このような照明装置2から射出された光束は、複数の部分光束に分割され、偏光方向を揃えられた光束は、色分離光学装置3に射出される。
In such a polarization conversion element 24L, when a light beam is incident on the surface on which the polarization separation film is formed, one of the two types of linearly polarized light beam is transmitted as it is and emitted, and the other polarized light beam is emitted. Is bent at a substantially right angle by the polarization separation film, and is bent again at a right angle by the total reflection mirror and emitted.
The polarization direction of either of the two types of linearly polarized light beams is converted by 90 deg by a half-wave retardation plate provided at the subsequent stage, so that the incident light beam can be converted into one type of linearly polarized light beam. Become.
The second illumination optical device 2R as the second light source is also composed of the same structure and parts as the first illumination optical device 2L, and includes a light source device 21R, a first lens array 22R, a second lens array 23R, and a polarization conversion element. 24R and a superimposing lens 25R.
The light beam emitted from the illumination device 2 is divided into a plurality of partial light beams, and the light beam whose polarization direction is aligned is emitted to the color separation optical device 3.

色分離光学装置3は、照明装置2から射出された光束を、赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)の三色光に分離する機能を有し、ダイクロイックミラー31、32、及び反射ミラー33、34、35を備える。
ダイクロイックミラー31、32は、光束の光路中心軸に対して略45deg傾斜して配置され、BK7、石英ガラス等の透明基板上に誘電体多層膜を形成した光学素子である。ダイクロイックミラー31、32の誘電体多層膜は、特定の波長域の光束を反射し、それ以外の光束を透過して、光束を複数の色光に分離する機能を有する。光路前段に配置されるダイクロイックミラー31は、赤色光(R)を反射し、それ以外の緑色光(G)、青色光(B)を透過し、一方、光路後段に配置されるダイクロイックミラー32は、緑色光(G)を反射し、青色光(B)を透過する。
The color separation optical device 3 has a function of separating the light beam emitted from the illumination device 2 into three color lights of red light (R), green light (G), and blue light (B), and the dichroic mirrors 31 and 32. , And reflecting mirrors 33, 34, and 35.
The dichroic mirrors 31 and 32 are optical elements that are arranged with an inclination of approximately 45 degrees with respect to the optical path center axis of the light flux, and are formed with a dielectric multilayer film on a transparent substrate such as BK7 or quartz glass. The dielectric multilayer films of the dichroic mirrors 31 and 32 have a function of reflecting a light beam in a specific wavelength region, transmitting other light beams, and separating the light beam into a plurality of color lights. The dichroic mirror 31 arranged at the front stage of the optical path reflects red light (R) and transmits the other green light (G) and blue light (B), while the dichroic mirror 32 arranged at the rear stage of the optical path is , Green light (G) is reflected and blue light (B) is transmitted.

反射ミラー33、34、35は、ダイクロイックミラー31、32で分離された赤色光(R)及び青色光(B)を、光変調装置5を構成する液晶パネル51R、51Bに導く光学素子であり、全反射ミラーで構成される。
この色分離光学装置3で分離された青色光(B)の光路中には、リレー光学装置4が設けられ、リレー光学装置4は、光路中に配置される2つの集光レンズ41、42により構成され、青色光(B)を青色光側の液晶パネル61Bまで導く機能を有する。
一方、色分離光学装置3で分離された赤色光(R)、緑色光(G)の各色光は、フィールドレンズ43を介して、光変調装置5を構成する液晶パネル51R、51G、51Bに入射する。
The reflection mirrors 33, 34, and 35 are optical elements that guide the red light (R) and the blue light (B) separated by the dichroic mirrors 31 and 32 to the liquid crystal panels 51 </ b> R and 51 </ b> B that constitute the light modulation device 5. Consists of a total reflection mirror.
A relay optical device 4 is provided in the optical path of the blue light (B) separated by the color separation optical device 3, and the relay optical device 4 is provided by two condensing lenses 41 and 42 arranged in the optical path. It has a function of guiding the blue light (B) to the liquid crystal panel 61B on the blue light side.
On the other hand, each color light of red light (R) and green light (G) separated by the color separation optical device 3 is incident on the liquid crystal panels 51R, 51G, 51B constituting the light modulation device 5 through the field lens 43. To do.

光変調装置5は、3つの液晶パネル51R、51G、51Bと、図示を略したが、各液晶パネル51R、51G、51Bの光路前段に配置される入射側偏光板と、光路後段に配置される射出側偏光板とを備える。
液晶パネル51R、51G、51Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された画像形成領域511を有し、この画像形成領域511では、入力される画像情報に応じて液晶の配向状態が制御されることで、入射側偏光板を透過した直線偏光光束の偏光方向を変調する。液晶パネル51R、51G、51Bで変調された光束のうち、所定の直線偏光光束は射出側偏光板を透過し、それ以外の偏光光束は射出側偏光板により吸収され、光学像が形成される。このような光変調装置5で変調された光束は、色合成光学装置6に射出される。
Although not shown, the light modulation device 5 includes three liquid crystal panels 51R, 51G, and 51B. And an exit-side polarizing plate.
The liquid crystal panels 51R, 51G, and 51B have an image forming area 511 in which liquid crystal that is an electro-optical material is hermetically sealed in a pair of transparent glass substrates. In the image forming area 511, the image forming area 511 corresponds to input image information. By controlling the alignment state of the liquid crystal, the polarization direction of the linearly polarized light beam transmitted through the incident side polarizing plate is modulated. Among the light beams modulated by the liquid crystal panels 51R, 51G, and 51B, a predetermined linearly polarized light beam is transmitted through the exit-side polarizing plate, and the other polarized light beams are absorbed by the exit-side polarizing plate to form an optical image. The light beam modulated by the light modulation device 5 is emitted to the color synthesis optical device 6.

色合成光学装置6は、各射出側偏光板から射出された変調光束を合成してカラー画像を形成する機能を有し、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有し、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たクロスダイクロイックプリズムとして構成される。
2つの誘電体多層膜は、一方が赤色光(R)を反射し、緑色光(G)を透過する性質を有し、他方が青色光(B)を反射し、緑色光(G)を透過する性質を有し、これら誘電体多層膜によって赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)が合成されてカラー画像が形成される。
投射光学装置7は、図1では図示を略したが、鏡筒内に複数のレンズが光軸を合わせて配列された組レンズから構成され、色合成光学装置6で合成された光学像をスクリーンS上に投射する。
The color synthesizing optical device 6 has a function of synthesizing the modulated light beams emitted from the respective emission side polarizing plates to form a color image, has a substantially square shape in plan view in which four right angle prisms are bonded, and has a right angle. It is configured as a cross dichroic prism in which two dielectric multilayer films are formed at the interface where the prisms are bonded together.
One of the two dielectric multilayer films reflects red light (R) and transmits green light (G), and the other reflects blue light (B) and transmits green light (G). These dielectric multilayer films combine red light (R), green light (G), and blue light (B) to form a color image.
Although not shown in FIG. 1, the projection optical device 7 is composed of a combination lens in which a plurality of lenses are arranged in the lens barrel with the optical axis aligned, and an optical image synthesized by the color synthesis optical device 6 is screened. Project onto S.

このような構造のプロジェクター1において、前述した照明装置2は、図2に示されるように、光変調装置5を構成する液晶パネル51R、51G、51Bの矩形条の画像形成領域511を分割して照明するようになっている。
すなわち、第1の照明光学装置2Lは、液晶パネル51R、51G、51Bのそれぞれの画像形成領域511の左半分の領域(第1の領域)511Lを照明し、第2の照明光学装置2Rは、画像形成領域511の右半分の領域(第2の領域)511Rを照明する。つまり、第1の光源2Lは画像形成領域511の一部である第1の領域511Lを照明し、第2の光源2Rは画像形成領域511の一部である第2の領域511Rを照明する。
各照明光学装置2L、2Rの放電型発光管211L、211Rは、画像形成領域511の中央線CLの外側に配置され、左半分の領域511Lと右半分の領域511Rとは、画像形成領域511の中央部分で照明領域が重なり合わせられ、重なり領域511Cを形成する。従って、第1の領域511L及び第2の領域511Rは部分的に重ね合わせられている。
In the projector 1 having such a structure, the illuminating device 2 described above divides the rectangular image forming region 511 of the liquid crystal panels 51R, 51G, 51B constituting the light modulation device 5 as shown in FIG. It comes to illuminate.
That is, the first illumination optical device 2L illuminates the left half region (first region) 511L of the image forming region 511 of each of the liquid crystal panels 51R, 51G, 51B, and the second illumination optical device 2R The right half area (second area) 511R of the image forming area 511 is illuminated. That is, the first light source 2L illuminates the first area 511L that is a part of the image forming area 511, and the second light source 2R illuminates the second area 511R that is a part of the image forming area 511.
The discharge-type light emitting tubes 211L and 211R of the illumination optical devices 2L and 2R are disposed outside the center line CL of the image forming area 511. The left half area 511L and the right half area 511R correspond to the image forming area 511. The illumination areas are overlapped at the central portion to form an overlap area 511C. Accordingly, the first region 511L and the second region 511R are partially overlapped.

両照明光学装置2L、2Rの放電型発光管211L、211Rは、点光源であるから、図2のグラフL、Rに示されるように、放電型発光管211Lは、その配置位置に対応した照明領域で照明強度が最も高くなり、そこから遠ざかるに従って、徐々に減光していく照明特性を有し、放電型発光管211Rも同様に、その配置位置に対応した照明領域で照明強度が最も高くなり、そこから遠ざかるに従って徐々に減光していく照明特性を有する。
しかし、図2に示されるように、両照明光学装置2L、2Rには、重なり領域511Cが形成されているため、この重なり領域511Cにおいては、両照明光学装置2L、2Rの照明光が重なり合い、両照明光が相補的に補間して光量が増大する。
その結果、図3に示されるように、画像形成領域511の角隅部の領域Eのみが減光の影響を受けるが、画像形成領域511の略全域を均一に照明することが可能となる。
Since the discharge arc tubes 211L and 211R of both the illumination optical devices 2L and 2R are point light sources, as shown in the graphs L and R in FIG. 2, the discharge arc tube 211L has an illumination corresponding to the arrangement position thereof. The illumination intensity is highest in the region, and has an illumination characteristic that gradually decreases as the distance from the region increases. Similarly, the discharge arc tube 211R has the highest illumination intensity in the illumination region corresponding to the arrangement position. It has a lighting characteristic that gradually fades away from it.
However, as shown in FIG. 2, since the overlapping regions 511C are formed in both illumination optical devices 2L and 2R, the illumination light of both illumination optical devices 2L and 2R overlaps in this overlapping region 511C. Both illumination lights are complementarily interpolated to increase the amount of light.
As a result, as shown in FIG. 3, only the corner area E of the image forming area 511 is affected by the light reduction, but it is possible to uniformly illuminate substantially the entire area of the image forming area 511.

(2)光量制御手段10の構造
前述したプロジェクター1から投射された投射画像は、図4に示されるように、CCDカメラ8によって撮像され、撮像された撮像データは、光量制御手段10に取り込まれ、光量制御手段10は、撮像データに基づいて、光源駆動回路9L、9Rの駆動制御を行う。この光量制御手段10は、撮像データ取込部11と、光量解析部12と、光量設定部13と、光量制御部14とを備え、光量制御手段10は、必要に応じてメモリー15から情報を読み出したり、生成したデータをメモリー15に書き込むことができるようになっている。尚、光量制御手段10は、演算処理装置であり、光量制御手段10を構成する撮像データ取込部11、光量解析部12、光量設定部13、光量制御部14は、光量制御手段10で実行されるプログラムであり、プロジェクター1の起動とともに、メモリー15から読み出されるようになっている。
(2) Structure of the light quantity control means 10 The projection image projected from the projector 1 described above is picked up by the CCD camera 8 as shown in FIG. The light quantity control means 10 performs drive control of the light source drive circuits 9L and 9R based on the imaging data. The light quantity control unit 10 includes an imaging data capturing unit 11, a light quantity analysis unit 12, a light quantity setting unit 13, and a light quantity control unit 14. The light quantity control unit 10 receives information from the memory 15 as necessary. The read or generated data can be written into the memory 15. The light quantity control unit 10 is an arithmetic processing unit, and the imaging data fetching unit 11, the light quantity analysis unit 12, the light quantity setting unit 13, and the light quantity control unit 14 constituting the light quantity control unit 10 are executed by the light quantity control unit 10. The program is read from the memory 15 when the projector 1 is activated.

撮像データ取込部11は、CCDカメラ8で撮像されたプロジェクター1の投射画像をデータとして取り込む部分である。
光量解析部12は、撮像された投射画像の撮像データに基づいて、投射画像の輝度分布を解析する部分であり、光量解析は、公知の輝度分布解析方法を活用することができ、例えば、撮像データ中の各画素の輝度データをヒストグラム化することにより行われる。
光量設定部13は、光量解析部12で解析された輝度分布に基づいて、照明装置2の第1の照明光学装置2L、第2の照明光学装置2Rの光量を設定する部分であり、投射画像の左右の領域で輝度分布に偏りがある場合、暗い照明領域を照明する照明光学装置の照明強度を向上させ、又は、明るい照明領域を照明する照明光学装置の照明強度を低下させるようにして、全体の照明強度が均一となるように照明装置2の光量を設定する。
The imaging data capturing unit 11 is a part that captures a projection image of the projector 1 captured by the CCD camera 8 as data.
The light quantity analysis unit 12 is a part that analyzes the luminance distribution of the projection image based on the imaging data of the captured projection image. The light quantity analysis can use a known luminance distribution analysis method. This is done by making the luminance data of each pixel in the data into a histogram.
The light amount setting unit 13 is a part for setting the light amounts of the first illumination optical device 2L and the second illumination optical device 2R of the illumination device 2 based on the luminance distribution analyzed by the light amount analysis unit 12, and is a projection image. If there is a bias in the luminance distribution in the left and right areas, improve the illumination intensity of the illumination optical apparatus that illuminates the dark illumination area, or decrease the illumination intensity of the illumination optical apparatus that illuminates the bright illumination area, The light quantity of the illumination device 2 is set so that the overall illumination intensity is uniform.

光量制御部14は、光量設定部13で設定された設定値に基づいて、第1の照明光学装置2L、第2の照明光学装置2Rの光量制御を行う部分である。この光量制御部14は、放電型発光管211L、211Rを駆動する光源駆動回路9L、9Rに制御指令を出力することで、放電型発光管211L、211Rから射出される光束の光量を制御する。具体的には、放電型発光管211L、211Rに印加する電圧を制御指令として出力し、光源駆動回路9L、9Rでは、その印加電圧に基づいて、放電型発光管211L、211Rを駆動し、これにより、放電型発光管211L、211Rから射出される光束の光量が変更される。   The light amount control unit 14 is a part that performs light amount control of the first illumination optical device 2L and the second illumination optical device 2R based on the set value set by the light amount setting unit 13. The light quantity control unit 14 outputs a control command to the light source drive circuits 9L and 9R that drive the discharge arc tubes 211L and 211R, thereby controlling the light quantity of the light beam emitted from the discharge arc tubes 211L and 211R. Specifically, the voltage applied to the discharge arc tubes 211L and 211R is output as a control command, and the light source drive circuits 9L and 9R drive the discharge arc tubes 211L and 211R based on the applied voltage. As a result, the amount of light emitted from the discharge arc tubes 211L and 211R is changed.

(3)実施形態の作用及び効果
次に、前述した構造のプロジェクター1の作用を、図5に示されるフローチャートに基づいて説明する。
光量制御手段10は、プロジェクター1の起動とともに、メモリー15内に記憶された単色画像を読み出し、単色画像をスクリーンS上に投射する(手順S1)。尚、本発明における「単色画像」とは、全面が同一色、かつ同一階調である画像を指す。単色画像としては、最も明暗が判りやすくなるように、中間階調のグレイ画像を採用することができる。
次に、CCDカメラ8は、投射された単色画像を撮像し、撮像データ取込部11は、CCDカメラ8で撮像された撮像データをデジタルデータとして取り込む(手順S2)。
光量解析部12は、撮像データに基づいて、投射画像の光量解析を行い、投射画像の輝度分布を取得する(手順S3)。
(3) Operation and Effect of Embodiment Next, the operation of the projector 1 having the above-described structure will be described based on the flowchart shown in FIG.
The light quantity control means 10 reads the single color image stored in the memory 15 together with the activation of the projector 1, and projects the single color image on the screen S (step S1). The “monochromatic image” in the present invention refers to an image whose entire surface has the same color and the same gradation. As the monochromatic image, a gray image having an intermediate gradation can be adopted so that light and darkness can be easily understood.
Next, the CCD camera 8 captures the projected monochromatic image, and the imaging data capturing unit 11 captures the imaging data captured by the CCD camera 8 as digital data (step S2).
The light amount analysis unit 12 performs light amount analysis of the projection image based on the imaging data, and acquires the luminance distribution of the projection image (step S3).

光量設定部13は、光量解析部12による投射画像の輝度分布に基づいて、照明光学装置2L、2Rの放電型発光管211L、211Rから射出される光束の光量を設定する(手順S4)。
光量制御部14は、光量設定部13で設定された放電型発光管211L、211Rから射出する光量に基づいて、光源駆動回路9L、9Rに制御指令を出力し、各放電型発光管211L、211Rから射出される光束の光量制御を行う(手順S5)。
The light amount setting unit 13 sets the light amount of the light beam emitted from the discharge arc tubes 211L and 211R of the illumination optical devices 2L and 2R based on the luminance distribution of the projection image by the light amount analysis unit 12 (step S4).
The light quantity control unit 14 outputs a control command to the light source driving circuits 9L and 9R based on the light quantity emitted from the discharge type light emitting tubes 211L and 211R set by the light quantity setting unit 13, and each discharge type light emitting tube 211L and 211R. The amount of light emitted from the light source is controlled (step S5).

このような本実施形態に係るプロジェクター1によれば、例えば、図6に示されるように、プロジェクター1とスクリーンSが完全に正対していない、いわゆる斜め投射となる場合、プロジェクター1からスクリーンSまでの距離が異なるため、図7に示されるように、左右で投射画像Gの明るさに偏りが生じる。図6の場合では、左側の投射領域が右側の投射領域よりも近いため、投射画像Gの左側の領域が右側の領域よりも明るくなる。   According to the projector 1 according to the present embodiment, for example, as illustrated in FIG. 6, when the projector 1 and the screen S are not completely facing each other, so-called oblique projection, the projector 1 to the screen S is used. Therefore, as shown in FIG. 7, the brightness of the projected image G is biased on the left and right. In the case of FIG. 6, since the left projection area is closer than the right projection area, the left area of the projection image G is brighter than the right area.

そこで、図8に示されるように、光量制御手段10が、第1の照明光学装置2Lの照明強度を低くして、第2の照明光学装置2Rの照明強度を高くすることにより、図7における明るい左側の領域の光量が低下するので、投射画像Gの明るさを全体として均一にすることができ、輝度ムラの発生を防止することができる。
また、近接照明している第1の照明光学装置2Lの照明強度を低くしているため、その分、第1の照明光学装置2Lの消費電力を低下させることができる。
Therefore, as shown in FIG. 8, the light amount control means 10 reduces the illumination intensity of the first illumination optical device 2 </ b> L and increases the illumination intensity of the second illumination optical device 2 </ b> R. Since the amount of light in the bright left region decreases, the brightness of the projected image G can be made uniform as a whole, and the occurrence of uneven brightness can be prevented.
In addition, since the illumination intensity of the first illumination optical device 2L that performs close-up illumination is reduced, the power consumption of the first illumination optical device 2L can be reduced accordingly.

(4)実施形態の変形
尚、本発明は、前述した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。
前述の実施形態に係る照明装置2は、液晶パネル51R、51G、51Bの画像形成領域511の左右を分割して照明していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、液晶パネルの画像形成領域の上下を分割するように照明装置を構成してもよく、さらには、液晶パネルの画像形成領域を4分割して4つの領域について分割照明するようにしてもよい。
(4) Modification of Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes modifications as described below.
Although the illumination device 2 according to the above-described embodiment divides and illuminates the left and right sides of the image forming regions 511 of the liquid crystal panels 51R, 51G, and 51B, the present invention is not limited to this. In other words, the illumination device may be configured to divide the upper and lower sides of the image forming area of the liquid crystal panel, and further, the image forming area of the liquid crystal panel may be divided into four to divide and illuminate the four areas. .

また、前述の実施形態では、3枚の液晶パネル51R、51G、51Bを備えたプロジェクター1において、分割照明を行う照明装置2を採用していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、単板式の液晶プロジェクターに本発明を採用することができ、さらには、光変調装置の光変調の方法としては、透過型だけでなく、反射型液晶パネルや、マイクロミラーを用いた光変調装置に本発明を適用してもよい。
その他、本発明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。
Further, in the above-described embodiment, the illumination device 2 that performs divided illumination is employed in the projector 1 that includes the three liquid crystal panels 51R, 51G, and 51B. However, the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be applied to a single-plate type liquid crystal projector. Further, as a light modulation method of the light modulation device, not only a transmission type but also a light modulation using a reflection type liquid crystal panel or a micromirror. The present invention may be applied to an apparatus.
In addition, the specific structure and shape of the present invention may be other structures and the like as long as the object of the present invention can be achieved.

1…プロジェクター、2…照明装置、2L…第1の照明光学装置、2R…第2の照明光学装置、3…色分離光学装置、4…リレー光学装置、5…光変調装置、6…色合成光学装置、7…投射光学装置、8…CCDカメラ、9L、9R…光源駆動回路、10…光量制御手段、11…撮像データ取込部、12…光量解析部、13…光量設定部、14…光量制御部、15…メモリー、21L、21R…光源装置、22L、22R…第1レンズアレイ、23L、23R…第2レンズアレイ、24L、24R…偏光変換素子、25L、25R…重畳レンズ、31、32…ダイクロイックミラー、33、34、35…反射ミラー、4142…集光レンズ、43…フィールドレンズ、51R、51G、51B…液晶パネル、211L、211R…放電型発光管、212L、212R…リフレクタ、511…画像形成領域、511L…左側半分の領域、511R…右側半分の領域、511C…重なり領域、CL…中央線、E…角隅部の領域、G…投射画像、S…スクリーン   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Projector, 2 ... Illumination device, 2L ... 1st illumination optical device, 2R ... 2nd illumination optical device, 3 ... Color separation optical device, 4 ... Relay optical device, 5 ... Light modulation device, 6 ... Color composition Optical device, 7 ... Projection optical device, 8 ... CCD camera, 9L, 9R ... Light source drive circuit, 10 ... Light quantity control means, 11 ... Imaging data fetching section, 12 ... Light quantity analysis section, 13 ... Light quantity setting section, 14 ... Light quantity control unit, 15 ... Memory, 21L, 21R ... Light source device, 22L, 22R ... First lens array, 23L, 23R ... Second lens array, 24L, 24R ... Polarization conversion element, 25L, 25R ... Superimposing lens, 31, 32 ... Dichroic mirror, 33, 34, 35 ... Reflective mirror, 4142 ... Condensing lens, 43 ... Field lens, 51R, 51G, 51B ... Liquid crystal panel, 211L, 211R ... Discharge type light emission 212L, 212R ... reflector, 511 ... image forming area, 511L ... left half area, 511R ... right half area, 511C ... overlapping area, CL ... center line, E ... corner corner area, G ... projected image, S ... Screen

Claims (3)

第1の光源及び第2の光源を有する照明装置と、
前記照明装置から射出された光束を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投射する投射光学装置と、
前記第1の光源及び前記第2の光源の光量を制御する光量制御手段とを備え、
前記第1の光源は、前記光変調装置の画像形成領域の一部である第1の領域を照明し、
前記第2の光源は、前記光変調装置の画像形成領域の一部である第2の領域を照明することを特徴とするプロジェクター。
A lighting device having a first light source and a second light source;
A light modulation device that modulates a light beam emitted from the illumination device according to image information to form an optical image;
A projection optical device that projects an optical image formed by the light modulation device;
A light amount control means for controlling the light amounts of the first light source and the second light source,
The first light source illuminates a first area that is a part of an image forming area of the light modulation device;
The projector according to claim 1, wherein the second light source illuminates a second area that is a part of an image forming area of the light modulation device.
請求項1に記載のプロジェクターにおいて、
前記画像形成領域、前記第1の領域及び前記第2の領域は矩形状であり、
前記第1の領域及び前記第2の領域の中心は、前記画像形成領域の中心の外側にあり、かつ前記第1の領域及び前記第2の領域が部分的に重ね合わせられることを特徴とするプロジェクター。
The projector according to claim 1.
The image forming area, the first area, and the second area are rectangular.
The centers of the first area and the second area are outside the center of the image forming area, and the first area and the second area are partially overlapped with each other. projector.
請求項1又は請求項2に記載のプロジェクターにおいて、
前記投射光学装置から投射された投射画像を撮像する撮像装置を備え、
前記光量制御手段は、前記光変調装置で中間階調値の単色画像を表示させ、前記単色画像を前記撮像装置により撮像した撮像データに基づいて、各光源の光量制御を行うことを特徴とするプロジェクター。
The projector according to claim 1 or 2,
An imaging device that captures a projected image projected from the projection optical device;
The light quantity control means displays a single color image of an intermediate gradation value by the light modulation device, and performs light quantity control of each light source based on imaging data obtained by imaging the single color image by the imaging device. projector.
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