JP2020095919A - Light amount adjusting method, light amount adjusting device, and projection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクリーン等の被投射媒体へ投射される画像光の光量を経時的に安定化させる光量調整方法、光量調整装置、及び投射装置に関する。 The present invention relates to a light amount adjusting method, a light amount adjusting device, and a projection device for stabilizing the light amount of image light projected on a projection medium such as a screen with time.
投射装置は、光源から照明光を射出し、複数の光学部品が配置されている照明光学系を介して、例えば反射型の光変調素子に照射する。光変調素子は、画像データに基づいて照明光を画素ごとに光変調し、画像光を生成する。投射装置は、画像光を投射レンズからスクリーン等の被投射媒体へ投射する。特許文献1には、光変調素子の近傍に配置された光センサにより、光変調素子に照射される照明光の光量を検出する投射装置(プロジェクタ)が記載されている。
The projection device emits illumination light from a light source, and irradiates, for example, a reflection type light modulation element via an illumination optical system in which a plurality of optical components are arranged. The light modulation element optically modulates the illumination light for each pixel based on the image data to generate image light. The projection device projects image light from a projection lens onto a projection medium such as a screen.
通常、投射装置は、その限られた内部空間に複数の光学部品が配置されている。そのため、光センサを光変調素子の近傍に配置することは現実的に困難である。光センサを光変調素子の近傍に配置できたとしても、光センサが照明光を検出するためには照明光の照射領域を本来必要のない範囲まで拡張しなければならない。これにより、画像光の光量が減少するため、被投射媒体へ投射される画像は、目的の明るさよりも暗くなる。 Usually, in the projection device, a plurality of optical components are arranged in the limited internal space. Therefore, it is practically difficult to dispose the optical sensor near the optical modulator. Even if the light sensor can be arranged in the vicinity of the light modulation element, in order for the light sensor to detect the illumination light, the irradiation area of the illumination light must be expanded to an unnecessary range. As a result, the amount of image light is reduced, and the image projected on the projection medium becomes darker than the target brightness.
本発明は、スクリーン等の被投射媒体に投射される画像の明るさを経時的に安定化させることができる光量調整方法、光量調整装置、及び投射装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a light amount adjustment method, a light amount adjustment device, and a projection device capable of stabilizing the brightness of an image projected on a projection medium such as a screen over time.
本発明は、第1の時点において、光変調素子が、光源部から照明光学系を介して照射された照明光を、第1の表示画像レベル及び前記第1の表示画像レベルよりも低い第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調し、光センサが、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第1の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第2の光量を検出し、光量算出部が、前記第1及び第2の光量に基づいて、前記照明光に対する前記照明光学系の第1の透過率を算出し、前記第1の時点より後の第2の時点において、前記光変調素子が、前記照明光を前記第1及び第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調し、前記光センサが、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第3の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第4の光量を検出し、前記光量算出部が、前記第3及び第4の光量に基づいて、前記照明光に対する前記照明光学系の第2の透過率を算出し、前記光量算出部が、前記第1及び第2の透過率に基づいて、前記第1の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量に対する前記第2の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量の比率である光量比を算出し、ゲイン調整部が、前記光量比に基づいて前記光変調素子の駆動を制御することにより、前記照明光が光変調されることにより生成される画像光の光量を調整する光量調整方法を提供する。 According to the present invention, at the first time point, the light modulation element emits the illumination light emitted from the light source section through the illumination optical system to the first display image level and the second display image level lower than the first display image level. Light modulation based on the image data of the display image level of, the optical sensor, when the illumination light and the light modulation element optical modulation the illumination light based on the image data of the first display image level A first light amount that is a total light amount of the return light that is emitted from the light modulation element and returns to the light source unit, and the illumination light and the light modulation element that illuminate the illumination light at the second display image level image. When the light is modulated on the basis of the data, the second light quantity that is the total light quantity emitted from the light modulation element and returned to the light source section is detected, and the light quantity calculation section detects the first and second light quantities. The first transmittance of the illumination optical system with respect to the illumination light is calculated based on the light amount of the, and at a second time point after the first time point, the light modulation element outputs the illumination light to the first light beam. Optical modulation is performed based on image data of the first and second display image levels, and the optical sensor optically modulates the illumination light and the light modulation element with the illumination light based on the image data of the first display image level. A third light amount that is a total light amount of return light that is emitted from the light modulation element and returns to the light source unit when modulated, and the illumination light and the light modulation element generate the second illumination light. When light modulation is performed based on the image data of the display image level, a fourth light amount that is a total light amount emitted from the light modulation element and returns to the light source unit is detected, and the light amount calculation unit, The second transmittance of the illumination optical system with respect to the illumination light is calculated based on the third and fourth light amounts, and the light amount calculation unit calculates the second transmittance based on the first and second transmittances. The light amount ratio, which is the ratio of the light amount of the illumination light applied to the light modulation element at the second time point to the light amount of the illumination light applied to the light modulation element at the first time point, is calculated, and the gain is adjusted. A light amount adjusting method for adjusting the light amount of image light generated by light-modulating the illumination light by controlling the drive of the light modulation element based on the light amount ratio.
本発明は、第1の時点において、光源部から照明光学系を介して照射される照明光と光変調素子が前記照明光を第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第1の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルよりも低い第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第2の光量を検出し、前記第1の時点より後の第2の時点において、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第3の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第4の光量を検出する光センサと、前記第1及び第2の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第1の時点の第1の透過率を算出し、前記第3及び第4の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第2の時点の第2の透過率を算出し、前記第1及び第2の透過率に基づいて、前記第1の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量に対する前記第2の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量の比率である光量比を算出する光量算出部と、前記光量比に基づいて前記光変調素子の駆動を制御することにより、前記照明光が光変調されることにより生成される画像光の光量を調整するゲイン調整部とを備える光量調整装置を提供する。 According to the present invention, when the illumination light emitted from the light source unit via the illumination optical system and the light modulation element optically modulate the illumination light based on the image data of the first display image level at the first time point. A first light amount that is a total light amount of return light that is emitted from the light modulation element and returns to the light source unit, and the illumination light and the light modulation element emit the illumination light from the first display image level. When the light is modulated based on the image data of the second display image level which is also low, the second light amount which is the total light amount of the return light emitted from the light modulation element and returning to the light source unit is detected, At a second time point after the first time point, when the illumination light and the light modulation element optically modulate the illumination light based on the image data of the first display image level, the light is emitted from the light modulation element. Then, the third light amount, which is the total light amount of the return light returning to the light source unit, and the illumination light and the light modulation element emit the illumination light based on the image data of the second display image level. An optical sensor that detects a fourth light amount that is a total light amount of return light that is emitted from the light modulation element and returns to the light source unit when modulated, and the illumination is based on the first and second light amounts. A first transmittance of the illumination optical system for light at the first time point is calculated, and a second transmittance of the illumination optical system for the illumination light at the second time point is calculated based on the third and fourth light amounts. Is calculated, and based on the first and second transmittances, the light modulation element at the second time point with respect to the light amount of the illumination light with which the light modulation element is irradiated at the first time point. That the illumination light is light-modulated by controlling the drive of the light modulator based on the light amount calculation unit that calculates the light amount ratio that is the ratio of the light amount of the illumination light that is irradiated to And a gain adjusting unit that adjusts the light amount of the image light generated by the light amount adjusting device.
本発明は、照明光を射出する光源部と、前記光源部から前記照明光が入射され、かつ、前記照明光を射出する照明光学系と、前記照明光学系から射出された前記照明光を第1の表示画像レベル及び前記第1の表示画像レベルよりも低い第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調する光変調素子と、第1の時点において、前記光源部から照射される照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第1の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第2の光量を検出し、前記第1の時点より後の第2の時点において、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第3の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第4の光量を検出する光センサと、前記第1及び第2の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第1の時点の第1の透過率を算出し、前記第3及び第4の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第2の時点の第2の透過率を算出し、前記第1及び第2の透過率に基づいて、前記第1の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量に対する前記第2の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量の比率である光量比を算出する光量算出部と、前記光量比に基づいて前記光変調素子の駆動を制御することにより、前記照明光が光変調されることにより生成される画像光の光量を調整するゲイン調整部とを備える投射装置を提供する。 The present invention provides a light source unit that emits illumination light, an illumination optical system that receives the illumination light from the light source unit and emits the illumination light, and an illumination light that is emitted from the illumination optical system. A light modulation element that performs light modulation based on image data of a first display image level and a second display image level lower than the first display image level; and illumination emitted from the light source unit at a first time point. A total light amount of light and return light that is emitted from the light modulation element and returns to the light source section when the light modulation element optically modulates the illumination light based on the image data of the first display image level. A certain first light amount, and when the illumination light and the light modulation element optically modulate the illumination light based on image data of the second display image level, the light source emits the light from the light modulation element. The second light amount, which is the total light amount of the return light returning to, is detected, and at a second time point after the first time point, the illumination light and the light modulation element convert the illumination light into the first light ray. A third light amount that is a total light amount of the return light that is emitted from the light modulation element and returns to the light source unit when the light is modulated based on the image data of the display image level, and the illumination light and the light modulation. A fourth light amount, which is a total light amount of return light emitted from the light modulation element and returned to the light source unit when the element optically modulates the illumination light based on the image data of the second display image level. An optical sensor for detecting the first light amount, and a first transmittance of the illumination optical system for the illumination light at the first time point based on the first and second light amounts, and the third and fourth light amounts. A second transmittance of the illumination optical system for the illumination light at the second time point based on, and the light modulation element at the first time point based on the first and second transmittance rates. A light amount calculation unit that calculates a light amount ratio that is a ratio of the light amount of the illumination light applied to the light modulation element to the light amount of the illumination light that is applied to the light modulation element; There is provided a projection apparatus including: a gain adjusting unit that adjusts a light amount of image light generated by optically modulating the illumination light by controlling driving of a light modulation element.
本発明の光量調整方法、光量調整装置、及び投射装置によれば、スクリーン等の被投射媒体に投射される画像の明るさを経時的に安定化させることができる。 According to the light amount adjusting method, the light amount adjusting device, and the projection device of the present invention, it is possible to stabilize the brightness of an image projected on a projection medium such as a screen over time.
[第1実施形態]
図1を用いて、第1実施形態の投射装置の構成例を説明する。投射装置1は、光源部2と、照明光学系3と、光変調素子4と、投射光学系5と、光量調整装置6とを備える。第1実施形態では、後述する他の実施形態の投射装置1及び光量調整装置6と区別するため、投射装置1を投射装置1aとし、光量調整装置6を光量調整装置6aとする。
[First Embodiment]
A configuration example of the projection apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The
図2を用いて、光源部2の構成例を説明する。光源部2は、光源10と、集光レンズ11、12、及び13と、分割ミラー14と、ダイクロイックミラー15(第1のダイクロイックミラー)と、レンズ16及び17と、ミラー18、19、及び20と、蛍光体部21とを有する。
A configuration example of the
光源10及び蛍光体部21は照明光源を構成する。光源10は、例えば複数の青色レーザ素子BEが配列されたレーザアレイで構成されている。光源10は青色レーザ光を射出する。
The
図2〜図3を用いて、蛍光体部21の構成例を説明する。蛍光体部21は、蛍光体ホイール22と、蛍光体23と、回転軸24と、ホイール駆動部25とを有する。蛍光体ホイール22は例えば円板形状を有する。蛍光体23は、蛍光体ホイール22の鏡面である表面の外周部に形成されている。青色レーザ光BLが蛍光体23に照射されることにより、蛍光体23は励起され、赤色成分と緑色成分とを含む黄色光を発光する。
A configuration example of the
ホイール駆動部25は、回転軸24を中心として蛍光体ホイール22を回転させる。蛍光体ホイール22を回転させた状態で青色レーザ光BLを蛍光体23に照射することにより、青色レーザ光BLが照射されることによって発生する局部的な温度上昇を、蛍光体ホイール22の外周部全体に分散させることができる。これにより、蛍光体23の温度上昇を抑制することができる。
The
集光レンズ11〜13は、入射光である青色レーザ光BLを集光する。分割ミラー14は、入射光である青色レーザ光BLを分割する。具体的には、分割ミラー14は、入射した青色レーザ光BLの一部を反射し、残りを透過させる。分割ミラー14を透過した青色レーザ光BLを青色レーザ光BL1(第1の青色レーザ光)とし、分割ミラー14で反射した青色レーザ光BLを青色レーザ光BL2(第2の青色レーザ光)とする。
The
分割ミラー14を透過した青色レーザ光BL1は、ダイクロイックミラー15に入射する。ダイクロイックミラー15は、青色成分を含む青色光を反射し、赤色成分と緑色成分とを含む黄色光を透過させる。青色レーザ光BL1は、ダイクロイックミラー15で反射し、さらに集光レンズ12及び13により集光されて蛍光体23に照射される。
The blue laser light BL1 transmitted through the
蛍光体23は、青色レーザ光BL1によって励起され、赤色成分と緑色成分とを含む黄色光を発光する。蛍光体部21は、青色レーザ光BL1が照射されることにより、黄色光を黄色照明光YLLとして射出する。黄色照明光YLLは、集光レンズ12及び13とダイクロイックミラー15とを介して照明光学系3に入射する。
The
分割ミラー14で反射した青色レーザ光BL2は、レンズ16及び17とミラー18〜20とを有するリレー光学系を介して、ダイクロイックミラー15に照射される。青色レーザ光BL2は、ダイクロイックミラー15で反射し、照明光学系3に青色照明光BLLとして入射する。即ち、照明光学系3には、光源部2から黄色照明光YLLと青色照明光BLLとの混合光である白色の照明光WLLが入射する。
The blue laser light BL2 reflected by the
光源部2は、上記の構成に限定されるものではなく、白色の照明光WLLを発光する光源であればよい。例えば、光源部2として白色LED光源や白色ランプ光源を用いてもよい。
The
図1に示すように、照明光学系3は、反射ミラー30〜32と、フライアイレンズ33及び34と、偏光変換素子35と、レンズ36〜39とを有する。さらに照明光学系3は、クロスダイクロイックミラー40(第2のダイクロイックミラー)と、ダイクロイックミラー41(第3のダイクロイックミラー)と、反射型偏光板42とを有する。
As shown in FIG. 1, the illumination
反射ミラー30は、照明光学系3に入射した照明光WLLをフライアイレンズ33及び34に向けて反射する。フライアイレンズ33及び34は、均一照明光学系を構成する。フライアイレンズ33及び34は、光変調素子4に照射される照明光WLLの照明分布を均一化する。
The
偏光変換素子35は、照明光WLLを、p偏光及びs偏光のうちのいずれか一方の偏光に揃える。偏光変換素子35は、照明光WLLを、例えばs偏光に揃える。s偏光に揃えられた照明光WLLは、レンズ36を介してクロスダイクロイックミラー40へ入射する。クロスダイクロイックミラー40は、照明光WLLを黄色照明光YLLと青色照明光BLLとに分離する。
The
クロスダイクロイックミラー40によって分離された黄色照明光YLLは、反射ミラー31で反射し、ダイクロイックミラー41に入射する。ダイクロイックミラー41は、黄色照明光YLLを、赤色成分を含む赤色照明光RLLと、緑色成分を含む緑色照明光GLLとに分離する。ダイクロイックミラー41は、赤色照明光RLLを透過させ、緑色照明光GLLを反射する。反射型偏光板42は、p偏光及びs偏光のうちのいずれか一方を透過させ、他方を反射する。反射型偏光板42は、例えばs偏光を透過させ、p偏光を反射する。反射型偏光板42は、例えばワイヤグリッドで構成することができる。
The yellow illumination light YLL separated by the cross
光変調素子4及び反射型偏光板42を色ごとに区別するために、赤色照明光RLLが照射される光変調素子4及び反射型偏光板42を光変調素子4R及び反射型偏光板42Rとする。緑色照明光GLLが照射される光変調素子4及び反射型偏光板42を光変調素子4G及び反射型偏光板42Gとする。青色照明光BLLが照射される光変調素子4及び反射型偏光板42を光変調素子4B及び反射型偏光板42Bとする。
In order to distinguish the
ダイクロイックミラー41を透過した赤色照明光RLLは、レンズ37を介して反射型偏光板42Rへ入射する。s偏光の赤色照明光RLLは、反射型偏光板42Rを透過して光変調素子4Rに照射される。光変調素子4Rは、赤色成分の画像データに基づいて、赤色照明光RLLを画素ごとに光変調し、p偏光の赤色画像光RMLを生成する。赤色画像光RMLは、反射型偏光板42Rで反射し、投射光学系5へ入射する。
The red illumination light RLL that has passed through the
ダイクロイックミラー41で反射した緑色照明光GLLは、レンズ38を介して反射型偏光板42Gへ入射する。s偏光の緑色照明光GLLは、反射型偏光板42Gを透過して光変調素子4Gに照射される。光変調素子4Gは、緑色成分の画像データに基づいて、緑色照明光GLLを画素ごとに光変調し、p偏光の緑色画像光GMLを生成する。緑色画像光GMLは、反射型偏光板42Gで反射し、投射光学系5へ入射する。
The green illumination light GLL reflected by the
クロスダイクロイックミラー40によって分離された青色照明光BLLは、反射ミラー32で反射し、レンズ39を介して反射型偏光板42Bへ入射する。s偏光の青色照明光BLLは、反射型偏光板42Bを透過して光変調素子4Bに照射される。光変調素子4Bは、青色成分の画像データに基づいて、青色照明光BLLを画素ごとに光変調し、p偏光の青色画像光BMLを生成する。青色画像光BMLは、反射型偏光板42Bで反射し、投射光学系5へ入射する。
The blue illumination light BLL separated by the cross
投射光学系5は、色合成プリズム43と投射レンズ44とを有する。投射光学系5へ入射した赤色画像光RML、緑色画像光GML、及び、青色画像光BMLは、色合成プリズム43によって合成され、投射レンズ44によってフルカラー画像の表示画像としてスクリーン等の被投射媒体へ拡大投射される。
The projection
図4、及び、図5A〜図5Cを用いて、光量調整装置6aを説明する。図4は、第1実施形態の投射装置1aにおける光量調整装置6aの構成例を示している。図4の反射型偏光板42は、図1の反射型偏光板42(42R、42G、及び42B)を簡略化して示している。図4に示す符号LL1は、各反射型偏光板42(42R、42G、及び42B)に入射する各色光(RLL、GLL、BLL)を示している。図4の光変調素子4は、図1の光変調素子4(4R,4G,4B)を簡略化して示している。図4の投射光学系5は、図1の投射光学系5を簡略化して示している。
The light
光量調整装置6aは、光センサ7と、光量算出部51と、光源駆動制御部52と、光源駆動部53と、光量記憶部54とを有する。光センサ7は、例えば赤色成分、緑色成分、及び、青色成分を含む白色光の光量を検出するセンサである。なお、図1には光センサ7のみを示している。光量算出部51、光源駆動制御部52、及び、光源駆動部53は、光量調整装置6aが搭載するCPU(Central Processing Unit)上でプログラムが動作することにより構成してもよいし、一部または全部を互いに協働して動作するハードウエア回路により構成してもよい。光量記憶部54は、RAM等の不揮発性メモリで構成され、光量算出部51により算出された結果を記憶する。
The light
光センサ7は、照明光WLLが光源部2から射出され、かつ、クロスダイクロイックミラー40に入射するまでの範囲における光路の近傍に配置されている。光センサ7は、各色光が混合している光路に配置されていることが望ましい。光センサ7は、例えば偏光変換素子35の近傍に配置されており、照明光WLLを光路から離れた位置で、かつ、偏光変換素子35の漏れ光を効率よく検出できる位置に配置されている。
The
光センサ7で検出した検出値と、偏光変換素子35を通過する光量とは、予め相関関係が確認されているものとする。以降、光センサ7で検出した検出値に基づいて算出した偏光変換素子35を透過する光量を、光センサ7が検出する光量とする。
It is assumed that the detection value detected by the
照明光LL1は、反射型偏光板42を透過し、光変調素子4に照射される。光変調素子4は、入力される画像データに基づいて照明光LL1を光変調することにより、画像光MLを生成する。
The illumination light LL1 passes through the reflective
図5Aは、光変調素子4が例えば最大階調である白レベル(第1の表示画像レベル)の画像データに基づいて照明光LL1を光変調する状態を示している。光源部2から照明光学系3へ入射した照明光LL1は、レンズ37〜39及び反射型偏光板42(42R,42G,42B)を介して、光変調素子4(4R,4G,4B)に照射される。図5Aの照明光LL1は、図1の赤色照明光RLL、緑色照明光GLL、及び、青色照明光BLLに相当する。
FIG. 5A shows a state in which the
光変調素子4は、照明光LL1を光変調して反射光LL2を生成する。光変調素子4は、白レベルの画像データに基づいて照明光LL1を光変調する場合、略全てのs偏光の照明光LL1は、p偏光の画像光MLに光変調される。従って、略全ての反射光LL2は、反射型偏光板42で反射し、p偏光の画像光MLとして投射光学系5へ射出される。図4に示すように、投射光学系5から射出された画像光MLは、スクリーンSR等の被投射媒体に白画像として投射される。よって、略全ての反射光LL2が反射型偏光板42で反射するため、反射型偏光板42を透過して光源部2へ戻る戻り光RLの光量は最小となる。
The
図5Bは、光変調素子4が例えば最小階調である黒レベル(第2の表示画像レベル)の画像データに基づいて照明光LL1を光変調する状態を示している。光源部2から照明光学系3へ入射した照明光LL1は、レンズ37〜39及び反射型偏光板42(42R,42G,42B)を介して、光変調素子4(4R,4G,4B)に照射される。図5Bの照明光LL1は、図1の赤色照明光RLL、緑色照明光GLL、及び、青色照明光BLLに相当する。
FIG. 5B shows a state in which the
光変調素子4は、黒レベルの画像データに基づいて照明光LL1を光変調しないで反射光LL2を生成する。照明光LL1の略全てがs偏光のまま反射光LL2となり、反射型偏光板42及びレンズ37〜39を透過するため、光源部2へ戻る戻り光RLの光量は最大となり、スクリーンSR等の被投射媒体には黒画像が表示されることになる。
The
図5Cは、光変調素子4がグレーレベル(中間階調)の画像データに基づいて照明光LL1を光変調する状態を示している。光源部2から照明光学系3へ入射した照明光LL1は、レンズ37〜39及び反射型偏光板42(42R,42G,42B)を介して、光変調素子4(4R,4G,4B)に照射される。図5Cの照明光LL1は、図1の赤色照明光RLL、緑色照明光GLL、及び、青色照明光BLLに相当する。
FIG. 5C shows a state in which the
光変調素子4は、グレーレベルの画像データに基づいて照明光LL1を光変調し、画像データの階調値に応じてp偏光とs偏光とが混合された反射光LL2を生成する。p偏光とされた反射光LL2は、p偏光の画像光MLとして投射光学系5へ射出される。図4に示すように、投射光学系5から射出された画像光MLは、スクリーンSR等の被投射媒体にグレー画像として投射される。s偏光の反射光LL2は、戻り光RLとして反射型偏光板42及びレンズ37〜39を透過して光源部2へ戻る。戻り光RLの光量は、およそ照明光LL1の光量からp偏光の反射光LL2の光量を減算した値となる。
The
図6を用いて、照明光学系3の透過率の算出方法を説明する。照明光学系3の透過率とは、具体的には、照明光学系3において、光源部2から射出された照明光WLLの入射位置から、赤色照明光RLL、緑色照明光GLL、及び、青色照明光BLLが光変調素子4R,4G,4Bに照射される位置までの範囲における透過率である。光源部2から射出される照明光LL1の光量をL0、光センサ7の近傍の位置(以下、光量検出位置)を通過するときの照明光LL1の光量をL1、光変調素子4に照射される照明光LL1の光量をL2、光変調素子4から光量検出位置に戻ってくる戻り光RLの光量をL3とする。
A method of calculating the transmittance of the illumination
光源部2から射出された照明光WLLが照明光学系3へ入射する位置から光量検出位置までの光路上における照明光学系3の透過率をT1、光量検出位置から照明光LL1が光変調素子4に照射される位置までの光路上における照明光学系3の透過率をT2とする。反射光LL2に対する戻り光RLの割合をM(0<M<1)とする。
The transmittance of the illumination
光量L1、L2、及び、L3は、それぞれ、式(1)、式(2)、及び、式(3)で表すことができる。 The light quantities L1, L2, and L3 can be expressed by Equation (1), Equation (2), and Equation (3), respectively.
L1=L0×T1 …(1) L1=L0×T1 (1)
L2=L1×T2 …(2) L2=L1×T2 (2)
L3=L1×T22×M …(3) L3=L1×T2 2 ×M (3)
光センサ7は、照明光LL1及び戻り光RLの合算光量を検出する。光センサ7が検出する光量Cは、式(4)で表すことができる。
The
C=L1+L3=L1×(1+T22×M) …(4)
C = L1 + L3 = L1 × (1 +
割合Mは、画像データの表示画像レベル(例えば階調値)に応じて変化する。表示画像レベルが白レベルである状態において光センサ7が検出する光量をCw、表示画像レベルが黒レベルである状態において光センサ7が検出する光量をCb(Cw<Cb)とする。表示画像レベルが白レベルである状態における反射光LL2に対する戻り光RLの割合をMw、表示画像レベルが黒レベルである状態における反射光LL2に対する戻り光RLの割合をMbとする。
The ratio M changes according to the display image level (for example, gradation value) of the image data. The light amount detected by the
光センサ7が検出する光量Cw及びCbは、それぞれ、式(5)及び式(6)で表すことができる。
The light amounts Cw and Cb detected by the
Cw=L1×(1+T22×Mw) …(5)
Cw = L1 × (1 +
Cb=L1×(1+T22×Mb) …(6) Cb=L1×(1+T2 2 ×Mb) (6)
式(5)及び式(6)から、透過率T2は、式(7)で表すことができる。即ち、透過率T2は、光量Cw及びCbと割合Mw及びMbとにより算出することができる。 From the formulas (5) and (6), the transmittance T2 can be expressed by the formula (7). That is, the transmittance T2 can be calculated from the light amounts Cw and Cb and the ratios Mw and Mb.
光量算出部51は、式(7)により、透過率T2を算出する。表示画像レベル(階調値)が高いほど、戻り光RLの割合Mは小さくなり、白レベル(最大階調)では理想的にはゼロになる。黒レベル(最小階調)における戻り光RLの割合Mbと比較して白レベル(最大階調)における戻り光RLの割合Mwが非常に小さく、割合Mbに対する割合Mwの比率Mw/Mbがほぼ0と見なせる場合、透過率T2は、式(8)で表すことができる。比率Mw/Mbがほぼ0と見なせる場合、光量算出部51は、式(8)により、透過率T2を算出する。
The light
光源部2から射出される照明光WLLの光量調整方法を説明する。工場出荷時またはシステム調整時等の初期状態から時間が経過し、経時変化または環境変化により、透過率T2、光量L0〜L3、及び、光量Cw,Cbが変化する場合がある。例えば初期状態である第1の時点の光量L0、L1、L2、及びL3を、それぞれ、光量L0b、L1b、L2b、及びL3bとする。第1の時点より後の第2の時点の光量L0、L1、L2、及びL3を、それぞれ、光量L0a、L1a、L2a、及びL3aとする。初期状態(第1の時点)の透過率T2を透過率T2b(第1の透過率)、時間経過後(第2の時点)の透過率T2を透過率T2a(第2の透過率)とする。光量L2b及び光量L2aは、それぞれ、式(9)及び式(10)で表すことができる。
A method of adjusting the light amount of the illumination light WLL emitted from the
L2b=L1b×T2b …(9) L2b=L1b×T2b (9)
L2a=L1a×T2a …(10) L2a=L1a×T2a (10)
光源部2は、初期状態では光量L0bの照明光WLLを射出し、時間経過後では光量L0aの照明光WLLを射出することになる。投射光学系5から射出される画像光MLの時間経過後の光量を、初期状態の光量と同じになるように維持するためには、光変調素子4に照射される照明光LL1の光量L2が常に一定(L2b=L2a)であることが重要である。L2b=L2aとなるための光量L1aの目標光量をL1cとすると、式(9)及び式(10)において、L2b=L2aとすることにより、光量L1aの目標光量L1cは式(11)で表すことができる。
The
初期状態の光量Cw及びCbを、それぞれ、光量Cwb及びCbbとし、時間経過後の光量Cw及びCbを、それぞれ、光量Cwa及びCbaとする。目標光量L1cは、式(12)で表すことができる。光量算出部51は、式(12)により、目標光量L1cを算出する。
The light amounts Cw and Cb in the initial state are referred to as light amounts Cwb and Cbb, respectively, and the light amounts Cw and Cb after the passage of time are referred to as light amounts Cwa and Cba, respectively. The target light amount L1c can be expressed by Expression (12). The light
従って、光量算出部51は、光量Cwb及びCbbに基づいて透過率T2bを算出し、光量Cwa及びCbaに基づいて透過率T2aを算出することになる。
Therefore, the
式(12)における関係式(Cbb−Cwb)/Cwb、及び、(Cba−Cwa)/Cwaは、白レベル状態における光量Cwを基準とした場合の黒レベル状態における光量Cbの増加率に相当する。初期状態の増加率Rを増加率Rb、時間経過後の増加率Rを増加率Raとする。即ち、Rb=(Cbb−Cwb)/Cwb、Ra=(Cba−Cwa)/Cwaとする。目標光量L1cは、式(13)で表すことができる。光量算出部51は、光センサ7が検出した光量Cbb,Cwb,Cba,Cwaに基づいて増加率Rb及びRaを算出し、さらに、式(13)により、目標光量L1cを算出する。
The relational expressions (Cbb-Cwb)/Cwb and (Cba-Cwa)/Cwa in the expression (12) correspond to the increasing rate of the light amount Cb in the black level state when the light amount Cw in the white level state is used as a reference. .. The increase rate R in the initial state is an increase rate Rb, and the increase rate R after the passage of time is an increase rate Ra. That is, Rb=(Cbb-Cwb)/Cwb and Ra=(Cba-Cwa)/Cwa. The target light amount L1c can be expressed by Expression (13). The light
白レベル状態において光センサ7が検出する光量Cwは、光センサ7の近傍を通過する照明光WLLの光量L1とほぼ同じであり、戻り光RL(光量L3)の影響を受けにくい。それに対して、黒レベル状態において光センサ7が検出する光量Cbは、光センサ7の近傍を通過する照明光WLLの光量L1と戻り光RLの光量L3との合算値とほぼ同じであり、戻り光RL(光量L3)の影響を受けやすい。
The light amount Cw detected by the
従って、光量算出部51は、白レベル状態において光センサ7が検出した光量Cwb及びCwaを基準として、光量L1b及びL1aを算出することが好ましい。なお、白レベル以外の表示画像レベル状態においては、同じ表示画像レベルの状態で、光センサ7が光量Cwb及びCwaを検出し、光量算出部51が光量L1b及びL1aを算出することが好ましい。
Therefore, it is preferable that the light
光量算出部51は、初期状態で、かつ、白レベル状態の光量Cwbと増加率Rbを光量記憶部54に記憶させる。光量算出部51は、時間経過後に、白レベル状態の光量Cwaと増加率Raを算出し、さらに式(13)の右辺を計算し、時間経過後の目標光量を算出する。言い換えれば、光量算出部51は、透過率T2b及びT2aに基づいて目標光量L1cを算出することになる。
The light
光量算出部51は、目標光量L1cを光源駆動制御部52へ出力する。光源駆動制御部52は、目標光量L1cに基づいて光源駆動部53を制御する。具体的には、白レベル状態において光センサ7が検出する光量Cwが光量L1と略等しいとみなし、光源駆動制御部52は、白レベル状態において光センサ7が検出する光量Cwが目標光量L1cに近づくように、光源駆動部53を制御する。これにより、光源部2から射出される照明光LL1は、その光量L0が制御される。
The light
従って、光源駆動制御部52は、目標光量L1cに基づいて照明光WLLの光量L0を制御することにより、投射光学系5から射出される画像光MLの光量を調整する光量調整部として機能する。
Therefore, the light source
図7A及び図7Bのフローチャートを用いて、投射装置1aから投射される画像光MLの光量を経時的に安定化させる光量調整方法の一例を説明する。第1実施形態では、投射画像の明るさが一定になるように、光源部2から射出される照明光WLLの光量を調整する。図7Aは初期状態(第1の時点)におけるフローチャートを示し、図7Bは時間経過後(第2の時点)のフローチャートを示している。
An example of a light amount adjustment method for stabilizing the light amount of the image light ML projected from the
図7Aにおいて、光源駆動制御部52は、ステップS11にて、投射画像(画像光ML)が目標の明るさとなるように、光源駆動部53を制御して、光源部2から照明光WLLを射出させる。
In FIG. 7A, in step S11, the light source
光センサ7は、ステップS12にて、白レベル状態における光量Cwb(第1の光量)と黒レベル状態における光量Cbb(第2の光量)とを検出し、光量算出部51へ出力する。光量算出部51は、ステップS13にて、光量Cwbを基準にして光量L1bを算出し、光量Cwb及びCbbに基づいて増加率Rbを算出する。さらに、光量算出部51は、初期状態における光量L1b及び増加率Rbを光量記憶部54に記憶させる。
In step S12, the
時間経過後、図7Bにおいて、光源部2から照明光WLLが射出されている状態において、光センサ7は、ステップS21にて、白レベル状態における光量Cwa(第3の光量)と黒レベル状態における光量Cba(第4の光量)とを検出し、光量算出部51へ出力する。光量算出部51は、ステップS22にて、光量Cwa及びCbaに基づいて時間経過後の増加率Raを算出する。
After a lapse of time, in FIG. 7B, in a state where the illumination light WLL is emitted from the
光量算出部51は、ステップS23にて、光量記憶部54に記憶されている光量L1b及び増加率Rbを読み出す。さらに、光量算出部51は、光量L1bと増加率Rb及びRaとに基づいて、時間経過後の目標光量L1cを算出する。言い換えれば、光量算出部51は、透過率T2b及びT2aに基づいて目標光量L1cを算出する。光源駆動制御部52は、ステップS24にて、時間経過後の白レベル状態の光量L1aが目標光量L1cに近づくように光源駆動部53を制御することにより、光源部2から射出される照明光LL1の光量L0を制御する。
In step S23, the light
第1実施形態の光量調整方法、光量調整装置6a、及び投射装置1aでは、光センサ7は、照明光WLLが光源部2から射出され、かつ、クロスダイクロイックミラー40に入射するまでの範囲における照明光WLLの光路の近傍で、かつ、光変調素子4に影響しない位置に配置されている。そのため、照明分布が均一化された照明光WLLを光変調素子4に照射することができる。
In the light amount adjusting method, the light
第1実施形態の光量調整方法、光量調整装置6a、及び投射装置1aでは、戻り光RLの影響が少ない白レベル状態を基準として、初期状態の光量L1b及び増加率Rbと、時間経過後の増加率Raを算出し、さらに光量L1bと増加率Rb及びRaとに基づいて、言い換えれば、透過率T2b及びT2aに基づいて、時間経過後の目標光量を算出する。第1実施形態の光量調整方法、光量調整装置6a、及び投射装置1aによれば、時間経過後の白レベル状態の光量L1aが目標光量となるように照明光WLLの光量L0を制御することにより、投射画像の明るさを経時的に安定化させることができる。
In the light amount adjustment method, the light
[第2実施形態]
図8を用いて、第2実施形態の投射装置の構成例を説明する。説明をわかりやすくするために、第1実施形態の投射装置1aと同じ構成部には同じ符号を付す。第2実施形態では、他の実施形態の投射装置1及び光量調整装置6と区別するため、投射装置1を投射装置1bとし、光量調整装置6を光量調整装置6bとする。第2実施形態の投射装置1bは、第1実施形態の投射装置1aと比較して、光量調整装置6bの構成が異なり、それ以外の構成は同じである。
[Second Embodiment]
A configuration example of the projection device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. For easy understanding of the description, the same components as those of the
図8は、第2実施形態の投射装置1bにおける光量調整装置6bの構成例を示している。図8の反射型偏光板42は、図1の反射型偏光板42(42R、42G、及び42B)を簡略化して示している。図8に示す符号LL1は各反射型偏光板42(42R、42G、及び42B)に入射する各色光(RLL、GLL、BLL)を示している。図8の光変調素子4は、図1の光変調素子4(4R,4G,4B)を簡略化して示している。図8の投射光学系5は、図1の投射光学系5を簡略化して示している。
FIG. 8 shows a configuration example of the light
光量調整装置6bは、光センサ7と、光量算出部51と、光源駆動制御部52と、光源駆動部53と、光量記憶部54とを有する。さらに、光量調整装置6bは、画像処理部60と、ゲイン調整部61と、素子駆動部62と、ゲイン記憶部63とを有する。光量算出部51、光源駆動制御部52、光源駆動部53、画像処理部60、ゲイン調整部61、及び、素子駆動部62は、光量調整装置6bが搭載するCPU上でプログラムが動作することにより構成してもよいし、一部または全部を互いに協働して動作するハードウエア回路により構成してもよい。
The light
ゲイン記憶部63は、RAM等の不揮発性メモリで構成され、ゲイン調整部61の演算で用いられる初期ゲイン値Grefを記憶する。例えば、工場出荷時またはシステム設定時等の時点に、光源部2が所定の光量L0の照明光WLLを射出する場合、光量算出部51は、投射画像(画像光ML)が所定の明るさとなるようなゲイン値を算出する。さらに、光量算出部51は、算出したゲイン値を初期ゲイン値Grefとして、ゲイン記憶部63に記憶する。なお、画像データと投射画像の明るさは必ずしもリニアな関係ではないため、光変調素子4のガンマ特性を考慮して初期ゲイン値Grefを決定することが望ましい。
The
光量算出部51は、白レベル状態を基準として光センサ7が検出した時間経過後の光量Cba及びCwaに基づいて、時間経過後の増加率Raを算出する。光量算出部51は、増加率Raと戻り光RLの割合Mbに基づき、式(14)から、時間経過後の透過率T2aを算出する。
The light
光量算出部51は、光量記憶部54に記憶されている初期状態の光量L1b及び増加率Rbを読み出す。光量算出部51は、透過率T2a、光量Cba、光量L1b、及び、増加率Rbから、時間経過後の光量L2a、及び、初期状態の光量L2bを算出する。光量L2a及び光量L2bは、それぞれ、式(15)及び式(16)から算出することができる。
The light
光量算出部51は、式(17)から、初期状態において光変調素子4に照射される照明光LL1の光量L2bに対する時間経過後において光変調素子4に照射される照明光LL1の光量L2aの比率である光量比LQRを算出する。言い換えれば、光量算出部51は、透過率T2b及びT2aに基づいて光量比LQRを算出する。
From the formula (17), the light
光量算出部51は、光量比LQRに基づき、光変調素子4を駆動させるときのゲインを調整するためのゲイン調整値Adを算出し、ゲイン調整部61へ出力する。入力画像データは、例えばR、G、及びBの各色の画素のデータを含み、かつ、所定のフレームレートにてフレーム単位で画像処理部60へ入力される。画像処理部60は、入力画像データに対してガンマ補正処理等の所定の画像処理を実行し、画像データとしてゲイン調整部61へ出力する。
The light
ゲイン調整部61は、ゲイン記憶部63から読み出した初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Adにより、画像データのゲインを調整する。ゲインは、素子駆動部62が光変調素子4を駆動するときの画像データに対するゲインである。ゲイン調整部61は、例えば、初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Adを画像データにおける各画素の階調値に乗算することにより、画像データに基づいて投射画像の明るさを調整することができる。ゲイン調整部61は、例えば、初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Adを画像データにおける各画素の階調値に加算または減算することにより、画像データに基づいて投射画像の明るさを調整してもよい。
The
ゲイン調整部61が初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Adを画像データにおける各画素の階調値に乗算する場合について説明する。この場合、ゲイン調整値Adを乗算することで、明るさが式(17)で算出した光量比LQRの逆数である1/LQRとなるようにゲイン調整値Adを決定すればよい。
A case where the
ゲイン調整部61は、初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Adを画像データにおける各画素の階調値に乗算し、画像データのゲインを調整する。ゲイン調整部61は、ゲイン調整された画像データGaを素子駆動部62へ出力する。素子駆動部62は、ゲイン調整された画像データGaに基づいて光変調素子4の駆動を制御する。
The
従って、ゲイン調整部61は、光量比LQR(ゲイン調整値Ad)に基づいて画像データのゲインを調整することにより、投射光学系5から射出される画像光MLの光量を調整する光量調整部として機能する。
Therefore, the
なお、ゲイン記憶部63に記憶される初期ゲイン値Grefは、例えば、0<Gref≦1.0の範囲内の値に設定される。初期ゲイン値Grefが、0<Gref<1.0の範囲内の値に設定される場合は、光源部2が劣化した場合または照明光LL1の光路の透過率T1またはT2が低下した場合においても、投射画像の明るさを一定にすることができる。
The initial gain value Gref stored in the
初期ゲイン値Grefが小さいほど、画像データに対してゲインを増加させる範囲が大きくなる。そのため、光源部2から射出される照明光LL1の光量L0または透過率T2の低下の度合が大きいと想定される場合には、初期ゲイン値Grefを小さい値(1.0よりも0に近い値)に設定することが好ましい。
The smaller the initial gain value Gref, the larger the range in which the gain is increased for the image data. Therefore, when it is assumed that the light amount L0 of the illumination light LL1 emitted from the
図9のフローチャートを用いて、投射装置1bから投射される画像光MLの光量を経時的に安定化させる光量調整方法の一例を説明する。第2実施形態では、投射画像の明るさが一定になるように、画像データのゲインを調整し、ゲイン調整された画像データに基づいて光変調素子4の駆動を制御する。
An example of a light amount adjustment method for stabilizing the light amount of the image light ML projected from the
図9において、光量算出部51は、ステップS31にて、白レベル状態を基準として光センサ7が検出した時間経過後の光量Cba及びCwaに基づいて、時間経過後の増加率Raを算出する。光量算出部51は、ステップS32にて、増加率Raと戻り光RLの割合Mbに基づき、時間経過後の透過率T2aを算出する。
9, in step S31, the light
光量算出部51は、ステップS33にて、光量記憶部54に記憶されている初期状態の光量L1b及び増加率Rbを読み出す。さらに、光量算出部51は、光量L1aと透過率T2aとに基づいて時間経過後の光量L2aを算出し、光量L1bと透過率T2bとに基づいて初期状態の光量L2bを算出する。光量算出部51は、ステップS34にて、光量L2a及び光量L2bに基づいて、光量比LQRを算出する。言い換えれば、光量算出部51は、透過率T2b及びT2aに基づいて光量比LQRを算出する。
In step S33, the light
光量算出部51は、ステップS35にて、光量比LQRに基づいてゲイン調整値Adを算出する。画像処理部60は、ステップS36にて、入力画像データに対して所定の画像処理を実行し、画像データとしてゲイン調整部61へ出力する。ゲイン調整部61は、ステップS37にて、初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Adにより、画像データのゲインを調整する。さらに、ゲイン調整部61は、ゲイン調整された画像データGaを素子駆動部62へ出力する。素子駆動部62は、ステップS38にて、画像データGaに基づいて光変調素子4の駆動を制御する。
In step S35, the light
第2実施形態の光量調整方法、光量調整装置6b、及び投射装置1bでは、光源制御を必要としないので、光量を細かく調整できない光源を使用することができるため、光量を細かく調整する光源を使用する場合と比較してコストを低く抑えることができる。
Since the light amount adjusting method, the light
第2実施形態の光量調整方法、光量調整装置6b、及び投射装置1bでは、光センサ7は、照明光WLLが光源部2から射出され、かつ、クロスダイクロイックミラー40に入射するまでの範囲における照明光WLLの光路の近傍で、かつ、光変調素子4に影響しない位置に配置されている。そのため、照明分布が均一化された照明光WLLを光変調素子4に照射することができる。
In the light amount adjusting method, the light
第2実施形態の光量調整方法、光量調整装置6b、及び投射装置1bでは、戻り光RLの影響が少ない白レベル状態を基準として、増加率Rb及びRa、または、透過率T2b及びT2aに基づいて光量比LQRを算出する。第2実施形態の光量調整方法、光量調整装置6b、及び投射装置1bでは、光量比LQRに基づいてゲイン調整値Adを算出し、さらにゲイン調整値Adによりゲイン調整された画像データGaに基づいて光変調素子4の駆動を制御する。これにより、投射画像の明るさを経時的に安定化させることができる。
In the light amount adjusting method, the light
[第3実施形態]
第3実施形態は、第2実施形態と比較して、投射装置1bにおける光センサ7として、赤色光の光量、緑色光の光量、及び、青色光の光量を分離して検出するカラーセンサを用いる点で相違する。第3実施形態の投射装置1bにおいて、光センサ7としてカラーセンサを用いる場合、光センサ7は、照明光WLL及び戻り光RLの赤色成分の光量、緑色成分の光量、及び、青色成分の光量を検出する。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, as compared with the second embodiment, as the
光量算出部51は、赤色成分の光量比LQR(R)、緑色成分の光量比LQR(G)、及び、青色成分の光量比LQR(B)を算出する。光量算出部51は、光量比LQR(R)に基づいて赤色成分のゲイン調整値Ad(R)を算出し、光量比LQR(G)に基づいて緑色成分のゲイン調整値Ad(G)を算出し、光量比LQR(B)に基づいて青色成分のゲイン調整値Ad(B)を算出する。さらに、光量算出部51は、ゲイン調整値Ad(R)、Ad(G)、及びAd(B)をゲイン調整部61へ出力する。
The light
ゲイン調整部61は、初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Ad(R)により、赤色成分の画像データのゲインを調整する。ゲイン調整部61は、初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Ad(G)により、緑色成分の画像データのゲインを調整する。ゲイン調整部61は、初期ゲイン値Grefとゲイン調整値Ad(B)により、青色成分の画像データのゲインを調整する。各ゲインは、素子駆動部62が光変調素子4R、4G、及び4Bを駆動するときの赤色成分、緑色成分、及び青色成分の画像データに対するゲインである。なお、初期ゲイン値Grefは、各色成分で共通の値に設定してもよいし、色成分ごとに異なる値に設定してもよい。
The
第3実施形態の光量調整方法、光量調整装置6b、及び投射装置1bでは、光源制御を必要としないので、光量を細かく調整できない光源を用いることができるため、光量を細かく調整する光源を使用する場合と比較してコストを低く抑えることができる。
Since the light amount adjusting method, the light
ゲイン調整部61は色成分ごとに画像データのゲインを調整することができる。これにより、投射装置1b及び1cは、投射画像の明るさを色成分ごとに調整することができる。
The
時間経過により、光源部2から射出される照明光LL1の発光スペクトルまたは照明光LL1の光路上の分光透過率が変化する場合がある。そのため、投射画像は、時間経過により、明るさだけでなく、色バランスも変化する場合がある。そのため、投射画像は、時間経過により、明るさだけでなく、色バランスも変化する場合がある。第3実施形態の光量調整方法、光量調整装置6b、及び投射装置1bによれば、光センサ7により色成分ごとの光量を検出することにより、投射画像の明るさを色成分ごとに調整できる。これにより、投射画像の明るさだけでなく、色バランスも経時的に安定化させることができる。
The emission spectrum of the illumination light LL1 emitted from the
第3実施形態の光量調整方法、光量調整装置6b、及び投射装置1bでは、光センサ7は、照明光LL1が光源部2から射出され、かつ、クロスダイクロイックミラー40に入射するまでの範囲における照明光LL1の光路の近傍で、かつ、光変調素子4に影響しない位置に配置されている。そのため、照明分布が均一化された照明光LL1を光変調素子4に照射することができる。
In the light amount adjusting method, the light
[第4実施形態]
図10を用いて、第4実施形態の投射装置の構成例を説明する。説明をわかりやすくするために、第1及び第2実施形態の投射装置1a及び1bと同じ構成部には同じ符号を付す。第4実施形態では、他の実施形態の投射装置1及び光量調整装置6と区別するため、投射装置1を投射装置1cとし、光量調整装置6を光量調整装置6cとする。
[Fourth Embodiment]
A configuration example of the projection device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 10. In order to make the description easy to understand, the same components as those of the
第4実施形態の投射装置1cは、第1実施形態の投射装置1aの構成と第2実施形態の投射装置1bの構成とを組み合わせた構成を有する。具体的には、第4実施形態の投射装置1cは、第2実施形態の投射装置1bと同じ構成を有し、かつ、光量算出部51が第1実施形態の投射装置1aと同様に時間経過後の目標光量を算出し、光源駆動制御部52へ出力する。
The
図10は、第4実施形態の投射装置1cにおける光量調整装置6cの構成例を示している。図10の反射型偏光板42は、図1の反射型偏光板42(42R、42G、及び42B)を簡略化して示している。図10に示す符号LL1は各反射型偏光板42(42R、42G、及び42B)に入射する各色光(RLL、GLL、BLL)を示している。図10の光変調素子4は、図1の光変調素子4(4R,4G,4B)を簡略化して示している。図10の投射光学系5は、図1の投射光学系5を簡略化して示している。
FIG. 10 shows a configuration example of the light
第4実施形態の投射装置1cは、第1実施形態の投射装置1aと同様の手順により、光源部2から射出される照明光WLLの光量L0を制御する。光源駆動制御部52は、光センサ7が検出する光量を目標光量L1cに合わせる必要はない。即ち、光源駆動制御部52は光源部2から射出される照明光WLLの光量を細かく制御する必要はなく、目標光量L1cとするために照明光WLLの光量を調整する調整量が所定の範囲を超えた場合に調整する構成とすればよい。例えば、調整量が10%を超えた場合に調整し、10%未満の場合は調整しない。
The
光源駆動制御部52が照明光WLLの光量を制御した後の第3の時点において、投射装置1cの光量算出部51は、第2実施形態の投射装置1bと同様の手順により、第1の時点において光変調素子4に照射される照明光LL1の光量L2bに対する第3の時点において光変調素子4に照射される照明光LL1の光量L2aの比率である光量比LQRを算出する。ゲイン調整部61は、光量比LQRに基づいて画像データのゲインを調整し、ゲイン調整された画像データGaに基づいて光変調素子4(4R,4G,4B)の駆動を制御する。第4実施形態の投射装置1cでは、光源駆動制御部52、及び、ゲイン調整部61は光量調整部として機能する。
At the third time point after the light source
一般的に、画像データに対するゲインの調整量が大きくなるほど、投射画像の階調性能が低下する方向に作用する。第4実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、投射画像の明るさを光源部2から射出される照明光WLLの光量で調整し、かつ、投射画像の画素値をゲイン調整値Adで調整することができる。従って、ゲイン調整値Adによる調整量を少なくすることができるため、より高い階調性能を有する投射画像を表示することができる。
Generally, the larger the adjustment amount of the gain with respect to the image data, the lower the gradation performance of the projected image. According to the light amount adjustment method, the light
第4実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cでは、光センサ7は、照明光LL1が光源部2から射出され、かつ、クロスダイクロイックミラー40に入射するまでの範囲における照明光LL1の光路の近傍で、かつ、光変調素子4に影響しない位置に配置されている。そのため、照明分布が均一化された照明光LL1を光変調素子4に照射することができる。
In the light amount adjustment method, the light
第4実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cでは、照明光LL1の光量L0を制御し、さらに画像データのゲインを調整し、ゲイン調整された画像データGaに基づいて光変調素子4の駆動を制御する。これにより、投射画像の明るさを経時的に安定化させることができる。
In the light amount adjustment method, the light
第4実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、ゲイン調整量を小さくすることができるため、画像データのゲインを増加させる範囲を広くする必要がなくなる。そのため、初期ゲイン値Grefを小さい値にする必要がなくなるため、初期ゲイン値Grefの設定範囲を広くすることができる。一般的に、ゲイン値を1.0(100%)に近づけるほど光変調素子の階調表示性能が高くなるため、第4実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、投射画像の階調性能を第1実施形態よりもさらに向上させることができる。
According to the light amount adjustment method, the light
第4実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、初期ゲイン値Grefを大きい値(0よりも1.0に近い値)に設定することができるため、より明るい画像をスクリーン等の被投射媒体に投射することができる。所定の明るさの画像を被投射媒体に投射する場合は、光源部2から射出される照明光LL1の光量L0を低減させることができるため、光源10の消費電力を低減させたり、光源10の寿命を長くしたりすることができる。
According to the light amount adjusting method, the light
[第5実施形態]
第5実施形態は、第4実施形態と比較して、投射装置1cにおける光センサ7として、赤色光の光量、緑色光の光量、及び、青色光の光量を分離して検出するカラーセンサを用いる点で相違する。第5実施形態の投射装置1cにおいて、光センサ7としてカラーセンサを用いる場合、光センサ7は、照明光WLL及び戻り光RLの赤色成分の光量、緑色成分の光量、及び、青色成分の光量を検出する。
[Fifth Embodiment]
In the fifth embodiment, as compared with the fourth embodiment, as the
第5実施形態の投射装置1cは、第1実施形態の投射装置1aと同様の手順により、光源部2から射出される照明光LL1の光量L0を制御する。この場合、光センサ7で検出した各色成分の光量を合算した光量を光量Cとする。照明光LL1及び戻り光RLの合算光量Cは、式(18)で表すことができる。
The
C=IR×CR+IG×CG+IB×CB …(18) C=IR×CR+IG×CG+IB×CB (18)
CR、CG、及びCBは、光センサ7が検出した赤色成分、緑色成分、及び、青色成分の検出値である。IR、IG、及びIBは、検出値CR、CG、及びCBを、赤色成分、緑色成分、及び、青色成分の光量に変換するための係数であり、IR+IG+IB=1の条件を満たす。第5実施形態の投射装置1cでは、光量算出部51は、式(18)から合算光量Cを算出し、光源駆動制御部52へ出力する。
CR, CG, and CB are detection values of the red component, the green component, and the blue component detected by the
第5実施形態の投射装置1cは、第1実施形態の投射装置1aと同様の手順により、光源部2から射出される照明光WLLの光量L0を制御する。光源駆動制御部52は、光センサ7が検出する光量を目標光量L1cに合わせる必要はない。すなわち、光源駆動制御部52は光源部2から射出する照明光WLLの光量を細かく制御する必要はなく、目標光量L1cとするために照明光WLLの光量を調整する調整量が所定の範囲を超えた場合に調整する構成とすればよい。例えば、調整量が10%を超えた場合に調整し、10%未満の場合は調整しない。
The
第5実施形態の投射装置1cは、第1実施形態と同様の手順で光源制御を行なった後、第3実施形態の投射装置1bと同様の手順により、各画像データのゲインを調整し、ゲイン調整された画像データGaに基づいて各光変調素子4(4R,4G,4B)の駆動を制御する。
The
一般的に、画像データに対するゲインの調整量が大きくなるほど、投射画像の階調性能が低下する方向に作用する。第5実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、光センサ7が色成分ごとの光量を検出することにより、投射画像の明るさを光源部2から射出される照明光LL1の光量で調整し、かつ、投射画像の色バランスを色成分ごとのゲイン調整値Adで調整することができる。従って、色成分ごとの光量を検出することにより、ゲイン調整値Adによる調整量を少なくすることができるため、より高い階調性能を有する投射画像を表示することができる。
Generally, the larger the adjustment amount of the gain with respect to the image data, the lower the gradation performance of the projected image. According to the light amount adjusting method, the light
また、色成分ごとの光量を検出することにより、初期ゲイン値Grefを大きな値にすることができる。これにより、明るい画像をスクリーンSR等の被投射媒体に表示することができる。所定の明るさの画像を被投射媒体に投射する場合は、色成分ごとの光量を検出することにより、光源部2から射出される照明光LL1の光量L0をより低減させることができる。そのため、光源10の消費電力をより低減させたり、光源10の寿命をより長くしたりすることができる。
Further, the initial gain value Gref can be set to a large value by detecting the light amount for each color component. Thereby, a bright image can be displayed on the projection medium such as the screen SR. When an image having a predetermined brightness is projected on the projection medium, the light amount L0 of the illumination light LL1 emitted from the
第5実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cでは、光センサ7は、照明光LL1が光源部2から射出され、かつ、クロスダイクロイックミラー40に入射するまでの範囲における照明光LL1の光路の近傍で、かつ、光変調素子4に影響しない位置に配置されている。そのため、照明分布が均一化された照明光LL1を光変調素子4に照射することができる。
In the light amount adjustment method, the light
第5実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cでは、照明光LL1の光量L0を制御し、さらに画像データのゲインを調整し、ゲイン調整された画像データGaに基づいて光変調素子4の駆動を制御する。これにより、投射画像の明るさを経時的に安定化させることができる。
In the light amount adjustment method, the light
第5実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、照明光LL1の光量L0を制御することにより、ゲイン調整値Adによる画像データのゲイン調整量を小さくすることができる。これにより、画像を高い階調性能を維持した状態でスクリーン等の被投射媒体に投射することができる。
According to the light amount adjustment method, the light
第5実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、ゲイン調整量を小さくすることができるため、画像データのゲインを増加させる範囲を広くする必要がなくなる。そのため、初期ゲイン値Grefを小さい値にする必要がなくなるため、初期ゲイン値Grefの設定範囲を広くすることができる。一般的に、ゲイン値を1.0(100%)に近づけるほど光変調素子の階調表示性能が高くなるため、第5実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、投射画像の階調性能を第1実施形態よりもさらに向上させることができる。
According to the light amount adjustment method, the light
第5実施形態の光量調整方法、光量調整装置6c、及び投射装置1cによれば、初期ゲイン値Grefを大きい値(0よりも1.0に近い値)に設定することができるため、より明るい画像をスクリーン等の被投射媒体に投射することができる。所定の明るさの画像を被投射媒体に投射する場合は、光源部2から射出される照明光LL1の光量L0を低減させることができるため、光源10の消費電力を低減させたり、光源10の寿命を長くしたりすることができる。
According to the light amount adjusting method, the light
[第6実施形態]
第1実施形態では、照明光源として、1つの光源10から射出される照明光の光量を制御する。それに対し、第6実施形態の投射装置1aでは、照明光源として、照明光の色成分が異なる複数の光源を有する。光源駆動制御部52は、光源駆動部53を制御することにより、各光源から射出される照明光の光量を光源ごとに独立して制御する。
[Sixth Embodiment]
In the first embodiment, as the illumination light source, the light amount of the illumination light emitted from one
図11は、光源部2の構成例を示している。光源部2は、赤色光源2Rと、緑色光源2Gと、青色光源2Bと、ダイクロイックミラー71及び72と、集光レンズ73とを有して構成されている。光源駆動制御部52は、光源駆動部53を制御することにより、赤色光源2Rから射出される赤色照明光の光量、緑色光源2Gから射出される緑色照明光の光量、及び、青色光源2Bから射出される緑色照明光の光量を、独立して制御する。
FIG. 11 shows a configuration example of the
ダイクロイックミラー71は赤色光を透過し、緑色光を反射する。ダイクロイックミラー72は赤色光及び緑色光を透過し、青色光を反射する。赤色光源2Rから射出された赤色照明光はダイクロイックミラー71及び72を透過する。緑色光源2Gから射出された緑色照明光はダイクロイックミラー71を反射し、ダイクロイックミラー72を透過する。青色光源2Bから射出された青色照明光はダイクロイックミラー72を反射する。各色の照明光は混合光となり、集光レンズ73を透過して白色の照明光WLLとして射出される。
The
第6実施形態では、光センサ7として、赤色光の光量、緑色光の光量、及び、青色光の光量を分離して検出するカラーセンサを用いてもよい。第6実施形態の投射装置1aにおいて、光センサ7としてカラーセンサを用いる場合、光センサ7は、照明光WLL及び戻り光RLの赤色成分の光量、緑色成分の光量、及び、青色成分の光量を検出する。
In the sixth embodiment, as the
第6実施形態の投射装置1aは、第1実施形態の投射装置1aと同様の手順により、光源部2から射出される照明光WLLの光量L0を制御する。光量算出部51は、赤色光、緑色光、青色光の各色成分の光量に基づいて、各色成分の光学系の透過率を算出し、算出した透過率に基づいて、各色成分の目標光量を算出する。光源駆動制御部52は、各色成分の光量が目標光量となるように各光源を制御する。
The
(変形例)
光源部2は、赤色光源2R、緑色光源2G、及び、青色光源2Bの全ての色光源が独立していなくてもよい。図12は、変形例として、光源部2が黄色光源2Yと青色光源2Bとを有する場合を示している。黄色光源2Yは、赤色成分及び緑色成分を含む黄色照明光を射出する。ダイクロイックミラー74は黄色光を透過し、青色光を反射する。黄色光源2Yから射出された黄色照明光はダイクロイックミラー74を透過し、青色光源2Bから射出された青色照明光はダイクロイックミラー74を反射する。
(Modification)
In the
黄色照明光及び青色照明光は混合光となり、集光レンズ73を透過して白色の照明光WLLとして射出される。一般に、光学系の透過率が劣化する場合、青色光の透過率の劣化が起こりやすい。従って、青色照明光のみ独立して制御できる構成とすることで、実用上問題ない。
The yellow illumination light and the blue illumination light become mixed light, pass through the
図1は、光センサ7が偏光変換素子35の近傍に配置されている場合を示している。光センサ7は、照明光LL1が光源部2から射出され、かつ、クロスダイクロイックミラー40に入射するまでの範囲における照明光LL1の光路の近傍で、かつ、光変調素子4に影響しない位置に配置されていればよい。例えば、図13に示すように、光センサ7は、フライアイレンズ33よりも光源部2側(例えば反射ミラー30の近傍)に配置してもよい。
FIG. 1 shows a case where the
光センサ7がフライアイレンズ33よりも光源部2側に配置されている場合、光センサ7が照明光LL1に影響する位置に配置されていたとしても、フライアイレンズ33及び34により、光変調素子4に照射される黄色照明光YLL及び青色照明光BLLの照明分布を均一化することができる。
When the
本発明は、上述した第1〜第6実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described first to sixth embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1,1a,1b,1c 投射装置
2 光源部
3 照明光学系
4,4R,4G,4B 光変調素子
7 光センサ
51 光量算出部
61 ゲイン調整部(光量調整部)
Cba 光量(第4の光量)
Cbb 光量(第2の光量)
Cwa 光量(第3の光量)
Cwb 光量(第1の光量)
LL1 照明光
ML 画像光
T2a 透過率(第2の透過率)
T2b 透過率(第1の透過率)
1, 1a, 1b,
Cba light intensity (4th light intensity)
Cbb light intensity (second light intensity)
Cwa light intensity (third light intensity)
Cwb light intensity (first light intensity)
LL1 illumination light ML image light T2a transmittance (second transmittance)
T2b transmittance (first transmittance)
Claims (5)
光変調素子が、光源部から照明光学系を介して照射された照明光を、第1の表示画像レベル及び前記第1の表示画像レベルよりも低い第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調し、
光センサが、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第1の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第2の光量を検出し、
光量算出部が、前記第1及び第2の光量に基づいて、前記照明光に対する前記照明光学系の第1の透過率を算出し、
前記第1の時点より後の第2の時点において、
前記光変調素子が、前記照明光を前記第1及び第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調し、
前記光センサが、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第3の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第4の光量を検出し、
前記光量算出部が、前記第3及び第4の光量に基づいて、前記照明光に対する前記照明光学系の第2の透過率を算出し、
前記光量算出部が、前記第1及び第2の透過率に基づいて、前記第1の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量に対する前記第2の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量の比率である光量比を算出し、
ゲイン調整部が、前記光量比に基づいて前記光変調素子の駆動を制御することにより、前記照明光が光変調されることにより生成される画像光の光量を調整する
光量調整方法。 At the first time,
Based on image data of a first display image level and a second display image level lower than the first display image level, the light modulation element emits illumination light emitted from the light source unit through the illumination optical system. Light modulated,
A light sensor emits light from the light modulator and returns to the light source unit when the light and the light modulator optically modulate the light on the basis of image data of the first display image level. A first light amount that is a total light amount of light, and when the illumination light and the light modulation element optically modulate the illumination light based on image data of the second display image level, The second light amount, which is the total light amount with the return light that is emitted and returns to the light source unit, is detected,
A light amount calculation unit calculates a first transmittance of the illumination optical system with respect to the illumination light, based on the first and second light amounts,
At a second time point after the first time point,
The light modulation element optically modulates the illumination light based on the image data of the first and second display image levels,
When the light sensor optically modulates the illumination light and the light modulation element based on the image data of the first display image level, the light sensor emits the light and returns to the light source unit. The third light amount that is the total light amount with the return light, and the light modulation device when the illumination light and the light modulation device optically modulate the illumination light based on the image data of the second display image level. A fourth light amount that is a total light amount with the return light that is emitted from and returns to the light source unit,
The light amount calculation unit calculates a second transmittance of the illumination optical system with respect to the illumination light based on the third and fourth light amounts,
The light amount calculation unit, based on the first and second transmittances, sets the light modulation element to the light modulation element at the second time point with respect to the light quantity of the illumination light with which the light modulation element is irradiated at the first time point. Calculate the light amount ratio that is the ratio of the light amount of the illumination light that is irradiated,
A light quantity adjusting method in which a gain adjusting section adjusts a light quantity of image light generated by light-modulating the illumination light by controlling driving of the light modulation element based on the light quantity ratio.
光源駆動制御部が、前記赤色成分、前記緑色成分、及び前記青色成分の合算光量に基づいて前記照明光の光量を制御し、
前記光量算出部が、前記照明光の前記赤色成分、前記緑色成分、及び前記青色成分における前記光量比を算出し、
前記ゲイン調整部が、前記赤色成分、前記緑色成分、及び前記青色成分の少なくともいずれかの前記光量比に基づいて前記光変調素子の駆動を制御する
請求項1に記載の光量調整方法。 The light sensor detects the light amount of the red component, the light amount of the green component, and the light amount of the blue component of the illumination light and the return light,
The light source drive control unit controls the light amount of the illumination light based on the total light amount of the red component, the green component, and the blue component,
The light amount calculation unit calculates the light amount ratio in the red component, the green component, and the blue component of the illumination light,
The light amount adjustment method according to claim 1, wherein the gain adjustment unit controls driving of the light modulation element based on the light amount ratio of at least one of the red component, the green component, and the blue component.
請求項1または2に記載の光量調整方法。 The light amount adjusting method according to claim 1, wherein the first display image level is a white level.
前記第1及び第2の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第1の時点の第1の透過率を算出し、前記第3及び第4の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第2の時点の第2の透過率を算出し、前記第1及び第2の透過率に基づいて、前記第1の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量に対する前記第2の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量の比率である光量比を算出する光量算出部と、
前記光量比に基づいて前記光変調素子の駆動を制御することにより、前記照明光が光変調されることにより生成される画像光の光量を調整するゲイン調整部と、
を備える光量調整装置。 When the illumination light emitted from the light source unit via the illumination optical system and the light modulation element optically modulate the illumination light based on the image data of the first display image level at the first time point, the light modulation element. From a first light amount that is a total light amount of the return light that is emitted from the light source unit and returns to the light source unit, and a second light amount that is lower than the first display image level by the illumination light and the light modulation element. When the light is modulated based on the image data of the display image level, the second light amount, which is the total light amount of the return light emitted from the light modulation element and returning to the light source section, is detected, and the first time point is detected. At a second time point after that, when the illumination light and the light modulation element optically modulate the illumination light based on the image data of the first display image level, the light is emitted from the light modulation element and the light source. When the third light amount that is the total light amount of the return light returning to the unit and the illumination light and the light modulation element optically modulate the illumination light based on the image data of the second display image level. An optical sensor that detects a fourth light amount that is a total light amount with return light that is emitted from the light modulation element and returns to the light source unit;
The first transmittance of the illumination optical system for the illumination light at the first time point is calculated based on the first and second light amounts, and the first transmittance for the illumination light is calculated based on the third and fourth light amounts. The second transmittance of the illumination optical system at the second time point is calculated, and the illumination light emitted to the light modulation element at the first time point is calculated based on the first and second transmittance rates. A light amount calculation unit that calculates a light amount ratio that is a ratio of the light amount of the illumination light with which the light modulation element is irradiated at the second time point to the light amount of
By controlling the drive of the light modulation element based on the light quantity ratio, a gain adjusting section that adjusts the light quantity of the image light generated by the light modulation of the illumination light,
A light quantity adjusting device.
前記光源部から前記照明光が入射され、かつ、前記照明光を射出する照明光学系と、
前記照明光学系から射出された前記照明光を第1の表示画像レベル及び前記第1の表示画像レベルよりも低い第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調する光変調素子と、
第1の時点において、前記光源部から照射される照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第1の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第2の光量を検出し、前記第1の時点より後の第2の時点において、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第1の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第3の光量、及び、前記照明光と前記光変調素子が前記照明光を前記第2の表示画像レベルの画像データに基づいて光変調したときに前記光変調素子から射出して前記光源部へと戻る戻り光との合算光量である第4の光量を検出する光センサと、
前記第1及び第2の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第1の時点の第1の透過率を算出し、前記第3及び第4の光量に基づいて前記照明光に対する前記照明光学系の前記第2の時点の第2の透過率を算出し、前記第1及び第2の透過率に基づいて、前記第1の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量に対する前記第2の時点において前記光変調素子に照射される前記照明光の光量の比率である光量比を算出する光量算出部と、
前記光量比に基づいて前記光変調素子の駆動を制御することにより、前記照明光が光変調されることにより生成される画像光の光量を調整するゲイン調整部と、
を備える投射装置。 A light source unit that emits illumination light,
An illumination optical system that receives the illumination light from the light source unit and emits the illumination light,
A light modulation element for optically modulating the illumination light emitted from the illumination optical system based on image data of a first display image level and a second display image level lower than the first display image level;
At the first time point, when the illumination light emitted from the light source unit and the light modulation element optically modulate the illumination light based on the image data of the first display image level, the light is emitted from the light modulation element. The first light amount which is the total light amount of the return light returning to the light source unit, and the illumination light and the light modulation element optically modulate the illumination light based on the image data of the second display image level. Then, a second light amount, which is a total light amount of the return light emitted from the light modulation element and returning to the light source unit, is detected, and the illumination light is detected at a second time point after the first time point. And the return light emitted from the light modulation element and returned to the light source section when the light modulation element optically modulates the illumination light based on the image data of the first display image level. A third light amount, and when the illumination light and the light modulation element optically modulate the illumination light based on image data of the second display image level, the light is emitted from the light modulation element to the light source section. And an optical sensor for detecting a fourth light amount that is a total light amount of the return light,
The first transmittance of the illumination optical system for the illumination light at the first time point is calculated based on the first and second light amounts, and the first transmittance for the illumination light is calculated based on the third and fourth light amounts. The second transmittance of the illumination optical system at the second time point is calculated, and the illumination light emitted to the light modulation element at the first time point is calculated based on the first and second transmittance rates. A light amount calculation unit that calculates a light amount ratio that is a ratio of the light amount of the illumination light with which the light modulation element is irradiated at the second time point to the light amount of
By controlling the drive of the light modulator based on the light amount ratio, a gain adjusting unit that adjusts the light amount of the image light generated by the light modulation of the illumination light,
A projection device.
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