JP2020095919A - Light amount adjusting method, light amount adjusting device, and projection device - Google Patents

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Abstract

To provide a light amount adjusting method capable of stabilizing brightness of an image projected on a projection medium such as a screen over time.SOLUTION: An illumination light LL1 is optically modulated on the basis of image data of first and second display image levels. First to fourth light amounts Cwb, Cbb, Cwa, and Cba are detected. A first transmittance t2b is calculated on the basis of the first and second light amounts Cwb and Cbb. A second transmittance t2a is calculated on the basis of the third and fourth light amounts Cwa and Cba. On the basis of the first transmittance t2b and the second transmittance t2a, a light amount ratio LQR which is a ratio of a light amount L2a of the illumination light LL1 irradiated to a light modulation element 4 at a second time point to a light amount L2b of the illumination light LL1 irradiated to the light modulation element 4 at a first time point is calculated. The drive of the light modulation element 4 is controlled on the basis of the light amount ratio LQR, and therefore, the light amount of the image light ML generated by the light modulation of the illumination light LL1 is adjusted.SELECTED DRAWING: Figure 8

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. Patent Document 1 describes a projection device (projector) that detects the light amount of illumination light with which a light modulation element is irradiated by an optical sensor arranged in the vicinity of the light modulation element.

特開2012−47951号公報JP 2012-47951 A

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〜第6実施形態の投射装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the projection apparatus of 1st-6th embodiment. 光源部の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a light source part. 光源部における蛍光体部の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the fluorescent substance part in a light source part. 第1実施形態の投射装置における光量調整装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the light amount adjustment apparatus in the projection apparatus of 1st Embodiment. 光変調素子が白レベルの画像データに基づいて照明光を光変調する状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which a light modulation element carries out the light modulation of the illumination light based on the image data of a white level. 光変調素子が黒レベルの画像データに基づいて照明光を光変調する状態を示す図である。It is a figure which shows the state in which a light modulation element carries out the light modulation of the illumination light based on the image data of black level. 光変調素子がグレーレベルの画像データに基づいて照明光を光変調する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which an optical modulation element carries out the optical modulation of the illumination light based on the image data of a gray level. 照明光学系と光センサとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between an illumination optical system and an optical sensor. 第1実施形態における光量調整方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the light quantity adjustment method in a 1st embodiment. 第1実施形態における光量調整方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows the light quantity adjustment method in a 1st embodiment. 第2及び第3実施形態の投射装置における光量調整装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the light amount adjustment apparatus in the projection apparatuses of 2nd and 3rd embodiment. 第2及び第3実施形態における光量調整方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the light amount adjustment method in 2nd and 3rd embodiment. 第4及び第5実施形態の投射装置における光量調整装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the light amount adjustment apparatus in the projection apparatus of 4th and 5th embodiment. 光源部の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a light source part. 光源部の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of a light source part. 光センサが図1とは異なる位置に配置されている場合の第1〜第6実施形態の投射装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the projection apparatus of 1st-6th embodiment when an optical sensor is arrange|positioned in the position different from FIG.

[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 projection device 1 includes a light source unit 2, an illumination optical system 3, a light modulation element 4, a projection optical system 5, and a light amount adjustment device 6. In the first embodiment, the projection device 1 is referred to as the projection device 1a, and the light amount adjustment device 6 is referred to as the light amount adjustment device 6a in order to distinguish it from the projection device 1 and the light amount adjustment device 6 of other embodiments described later.

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 light source unit 2 will be described with reference to FIG. The light source unit 2 includes a light source 10, condenser lenses 11, 12, and 13, a split mirror 14, a dichroic mirror 15 (first dichroic mirror), lenses 16 and 17, and mirrors 18, 19, and 20. And a phosphor portion 21.

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 light source 10 and the phosphor part 21 form an illumination light source. The light source 10 is composed of, for example, a laser array in which a plurality of blue laser elements BE are arranged. The light source 10 emits blue laser light.

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 phosphor unit 21 will be described with reference to FIGS. The phosphor unit 21 includes a phosphor wheel 22, a phosphor 23, a rotating shaft 24, and a wheel driving unit 25. The phosphor wheel 22 has, for example, a disc shape. The phosphor 23 is formed on the outer periphery of the surface of the phosphor wheel 22 which is a mirror surface. When the phosphor 23 is irradiated with the blue laser light BL, the phosphor 23 is excited and emits yellow light containing a red component and a green component.

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 wheel drive unit 25 rotates the phosphor wheel 22 around the rotation shaft 24. By irradiating the phosphor 23 with the blue laser light BL in a state where the phosphor wheel 22 is rotated, a local temperature rise caused by the irradiation of the blue laser light BL is prevented. It can be dispersed throughout. Thereby, the temperature rise of the phosphor 23 can be suppressed.

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 condenser lenses 11 to 13 condense the incident blue laser light BL. The split mirror 14 splits the blue laser light BL which is the incident light. Specifically, the split mirror 14 reflects a part of the incident blue laser light BL and transmits the rest. The blue laser light BL transmitted through the split mirror 14 is referred to as blue laser light BL1 (first blue laser light), and the blue laser light BL reflected by the split mirror 14 is referred to as blue laser light BL2 (second blue laser light). ..

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 split mirror 14 enters the dichroic mirror 15. The dichroic mirror 15 reflects blue light containing a blue component and transmits yellow light containing a red component and a green component. The blue laser light BL1 is reflected by the dichroic mirror 15, is further condensed by the condenser lenses 12 and 13, and is applied to the phosphor 23.

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 phosphor 23 is excited by the blue laser light BL1 and emits yellow light containing a red component and a green component. The phosphor part 21 emits yellow light as yellow illumination light YLL by being irradiated with the blue laser light BL1. The yellow illumination light YLL enters the illumination optical system 3 via the condenser lenses 12 and 13 and the dichroic mirror 15.

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 split mirror 14 is applied to the dichroic mirror 15 via a relay optical system having lenses 16 and 17 and mirrors 18 to 20. The blue laser light BL2 is reflected by the dichroic mirror 15 and enters the illumination optical system 3 as blue illumination light BLL. That is, the white illumination light WLL, which is a mixed light of the yellow illumination light YLL and the blue illumination light BLL, is incident on the illumination optical system 3 from the light source unit 2.

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 light source unit 2 is not limited to the above configuration, and may be any light source that emits white illumination light WLL. For example, a white LED light source or a white lamp light source may be used as the light source unit 2.

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 optical system 3 includes reflection mirrors 30 to 32, fly-eye lenses 33 and 34, a polarization conversion element 35, and lenses 36 to 39. Further, the illumination optical system 3 includes a cross dichroic mirror 40 (second dichroic mirror), a dichroic mirror 41 (third dichroic mirror), and a reflective polarizing plate 42.

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 reflection mirror 30 reflects the illumination light WLL that has entered the illumination optical system 3 toward the fly-eye lenses 33 and 34. The fly-eye lenses 33 and 34 form a uniform illumination optical system. The fly-eye lenses 33 and 34 uniformize the illumination distribution of the illumination light WLL with which the light modulation element 4 is irradiated.

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 polarization conversion element 35 aligns the illumination light WLL into one of p-polarized light and s-polarized light. The polarization conversion element 35 aligns the illumination light WLL into, for example, s-polarized light. The illumination light WLL that has been made s-polarized enters the cross dichroic mirror 40 via the lens 36. The cross dichroic mirror 40 separates the illumination light WLL into yellow illumination light YLL and blue illumination light BLL.

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 dichroic mirror 40 is reflected by the reflection mirror 31 and enters the dichroic mirror 41. The dichroic mirror 41 separates the yellow illumination light YLL into red illumination light RLL containing a red component and green illumination light GLL containing a green component. The dichroic mirror 41 transmits the red illumination light RLL and reflects the green illumination light GLL. The reflective polarizing plate 42 transmits one of p-polarized light and s-polarized light and reflects the other. The reflective polarizing plate 42 transmits, for example, s-polarized light and reflects p-polarized light. The reflective polarizing plate 42 can be configured by, for example, a wire grid.

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 light modulation element 4 and the reflection type polarization plate 42 for each color, the light modulation element 4 and the reflection type polarization plate 42 to which the red illumination light RLL is irradiated are referred to as a light modulation element 4R and a reflection type polarization plate 42R. .. The light modulation element 4 and the reflection type polarization plate 42 to which the green illumination light GLL is irradiated are referred to as the light modulation element 4G and the reflection type polarization plate 42G. The light modulation element 4 and the reflection type polarization plate 42 to which the blue illumination light BLL is irradiated are referred to as the light modulation element 4B and the reflection type polarization plate 42B.

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 dichroic mirror 41 enters the reflective polarizing plate 42R via the lens 37. The s-polarized red illumination light RLL passes through the reflective polarizing plate 42R and is applied to the light modulation element 4R. The light modulation element 4R optically modulates the red illumination light RLL for each pixel based on the image data of the red component to generate p-polarized red image light RML. The red image light RML is reflected by the reflective polarizing plate 42R and enters the projection optical system 5.

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 dichroic mirror 41 enters the reflective polarizing plate 42G via the lens 38. The s-polarized green illumination light GLL passes through the reflective polarizing plate 42G and is applied to the light modulation element 4G. The light modulation element 4G optically modulates the green illumination light GLL for each pixel based on the image data of the green component, and generates the p-polarized green image light GML. The green image light GML is reflected by the reflective polarizing plate 42G and enters the projection optical system 5.

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 dichroic mirror 40 is reflected by the reflection mirror 32 and enters the reflection type polarizing plate 42B via the lens 39. The s-polarized blue illumination light BLL passes through the reflective polarizing plate 42B and is applied to the light modulation element 4B. The light modulation element 4B optically modulates the blue illumination light BLL for each pixel based on the image data of the blue component, and generates the p-polarized blue image light BML. The blue image light BML is reflected by the reflective polarizing plate 42B and enters the projection optical system 5.

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 optical system 5 has a color combining prism 43 and a projection lens 44. The red image light RML, the green image light GML, and the blue image light BML that have entered the projection optical system 5 are combined by the color combining prism 43, and are projected by the projection lens 44 as a display image of a full-color image onto a projection medium such as a screen. It is enlarged and projected.

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 amount adjusting device 6a will be described with reference to FIG. 4 and FIGS. 5A to 5C. FIG. 4 shows a configuration example of the light amount adjustment device 6a in the projection device 1a of the first embodiment. The reflective polarizing plate 42 in FIG. 4 is a simplified representation of the reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, and 42B) in FIG. Reference numeral LL1 shown in FIG. 4 indicates each color light (RLL, GLL, BLL) incident on each reflective polarization plate 42 (42R, 42G, and 42B). The light modulation element 4 of FIG. 4 is a simplified illustration of the light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) of FIG. The projection optical system 5 in FIG. 4 is a simplified illustration of the projection optical system 5 in FIG.

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 amount adjustment device 6a includes an optical sensor 7, a light amount calculation unit 51, a light source drive control unit 52, a light source drive unit 53, and a light amount storage unit 54. The optical sensor 7 is a sensor that detects the amount of white light that includes, for example, a red component, a green component, and a blue component. Note that only the optical sensor 7 is shown in FIG. The light amount calculation unit 51, the light source drive control unit 52, and the light source drive unit 53 may be configured by a program operating on a CPU (Central Processing Unit) mounted in the light amount adjustment device 6a, or part or All may be configured by hardware circuits that operate in cooperation with each other. The light amount storage unit 54 is composed of a nonvolatile memory such as a RAM, and stores the result calculated by the light amount calculation unit 51.

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 optical sensor 7 is arranged in the vicinity of the optical path in the range in which the illumination light WLL is emitted from the light source unit 2 and is incident on the cross dichroic mirror 40. The optical sensor 7 is preferably arranged in the optical path where the color lights are mixed. The optical sensor 7 is arranged, for example, in the vicinity of the polarization conversion element 35, and is arranged at a position away from the optical path of the illumination light WLL and at a position where the leaked light of the polarization conversion element 35 can be efficiently detected.

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 optical sensor 7 and the amount of light passing through the polarization conversion element 35 have been previously confirmed to have a correlation. Hereinafter, the amount of light transmitted through the polarization conversion element 35 calculated based on the detection value detected by the optical sensor 7 will be referred to as the amount of light detected by the optical sensor 7.

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 polarizing plate 42 and is applied to the light modulation element 4. The light modulator 4 optically modulates the illumination light LL1 based on the input image data to generate the image light ML.

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 light modulation element 4 optically modulates the illumination light LL1 based on image data of the white level (first display image level) which is the maximum gradation. The illumination light LL1 that has entered the illumination optical system 3 from the light source unit 2 is applied to the light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) via the lenses 37 to 39 and the reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, 42B). To be done. The illumination light LL1 in FIG. 5A corresponds to the red illumination light RLL, the green illumination light GLL, and the blue illumination light BLL in FIG.

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 light modulation element 4 optically modulates the illumination light LL1 to generate reflected light LL2. When the light modulation element 4 optically modulates the illumination light LL1 based on the white level image data, almost all the s-polarized illumination light LL1 is optically modulated to the p-polarized image light ML. Therefore, almost all the reflected light LL2 is reflected by the reflective polarizing plate 42 and is emitted to the projection optical system 5 as p-polarized image light ML. As shown in FIG. 4, the image light ML emitted from the projection optical system 5 is projected as a white image on a projection medium such as the screen SR. Therefore, since almost all the reflected light LL2 is reflected by the reflective polarizing plate 42, the amount of the return light RL that passes through the reflective polarizing plate 42 and returns to the light source unit 2 is minimized.

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 light modulation element 4 optically modulates the illumination light LL1 based on image data of the black level (second display image level) which is the minimum gradation. The illumination light LL1 that has entered the illumination optical system 3 from the light source unit 2 is applied to the light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) via the lenses 37 to 39 and the reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, 42B). To be done. The illumination light LL1 in FIG. 5B corresponds to the red illumination light RLL, the green illumination light GLL, and the blue illumination light BLL in FIG.

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 light modulator 4 generates the reflected light LL2 without optically modulating the illumination light LL1 based on the black level image data. Almost all of the illumination light LL1 becomes s-polarized light as reflected light LL2 and passes through the reflective polarizing plate 42 and the lenses 37 to 39. Therefore, the amount of return light RL returning to the light source unit 2 becomes the maximum, and the screen SR or the like is covered. A black image will be displayed on the projection medium.

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 light modulation element 4 optically modulates the illumination light LL1 based on gray level (intermediate gradation) image data. The illumination light LL1 that has entered the illumination optical system 3 from the light source unit 2 is applied to the light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) via the lenses 37 to 39 and the reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, 42B). To be done. The illumination light LL1 in FIG. 5C corresponds to the red illumination light RLL, the green illumination light GLL, and the blue illumination light BLL in FIG.

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 light modulation element 4 optically modulates the illumination light LL1 based on the gray level image data, and generates the reflected light LL2 in which the p-polarized light and the s-polarized light are mixed according to the gradation value of the image data. The p-polarized reflected light LL2 is emitted to the projection optical system 5 as p-polarized image light ML. As shown in FIG. 4, the image light ML emitted from the projection optical system 5 is projected as a gray image on a projection medium such as the screen SR. The s-polarized reflected light LL2 passes through the reflective polarizing plate 42 and the lenses 37 to 39 as the return light RL and returns to the light source unit 2. The light quantity of the return light RL is approximately a value obtained by subtracting the light quantity of the p-polarized reflected light LL2 from the light quantity of the illumination light LL1.

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 optical system 3 will be described with reference to FIG. Specifically, in the illumination optical system 3, the transmittance of the illumination optical system 3 refers to the red illumination light RLL, the green illumination light GLL, and the blue illumination from the incident position of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2 in the illumination optical system 3. It is the transmittance in the range up to the position where the light BLL is irradiated to the light modulation elements 4R, 4G, 4B. The light amount of the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 is L0, and the light amount of the illumination light LL1 when passing through a position near the optical sensor 7 (hereinafter, light amount detection position) is L1, and the light modulation element 4 is irradiated. The light quantity of the illumination light LL1 is L2, and the light quantity of the return light RL returning from the light modulation element 4 to the light quantity detection position is L3.

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 optical system 3 on the optical path from the position where the illumination light WLL emitted from the light source unit 2 enters the illumination optical system 3 to the light amount detection position is T1, and the illumination light LL1 from the light amount detection position is the light modulation element 4. Let T2 be the transmittance of the illumination optical system 3 on the optical path up to the position where the light is illuminated. The ratio of the return light RL to the reflected light LL2 is M (0<M<1).

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×T2×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 optical sensor 7 detects the total light amount of the illumination light LL1 and the return light RL. The light amount C detected by the optical sensor 7 can be expressed by Expression (4).

C=L1+L3=L1×(1+T2×M) …(4) C = L1 + L3 = L1 × (1 + T2 2 × M) ... (4)

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 optical sensor 7 when the display image level is the white level is Cw, and the light amount detected by the optical sensor 7 when the display image level is the black level is Cb (Cw<Cb). The ratio of the return light RL to the reflected light LL2 when the display image level is the white level is Mw, and the ratio of the return light RL to the reflected light LL2 when the display image level is the black level is Mb.

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 optical sensor 7 can be expressed by equations (5) and (6), respectively.

Cw=L1×(1+T2×Mw) …(5) Cw = L1 × (1 + T2 2 × Mw) ... (5)

Cb=L1×(1+T2×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.

Figure 2020095919
Figure 2020095919

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 amount calculation unit 51 calculates the transmittance T2 by the formula (7). The higher the display image level (gradation value), the smaller the proportion M of the return light RL becomes, and ideally zero at the white level (maximum gradation). The ratio Mw of the return light RL at the white level (maximum gradation) is very small compared to the ratio Mb of the return light RL at the black level (minimum gradation), and the ratio Mw/Mb of the ratio Mw to the ratio Mb is almost 0. If it can be regarded as, the transmittance T2 can be expressed by the equation (8). When the ratio Mw/Mb can be regarded as almost 0, the light amount calculation unit 51 calculates the transmittance T2 by the formula (8).

Figure 2020095919
Figure 2020095919

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 light source unit 2 will be described. The transmittance T2, the light amounts L0 to L3, and the light amounts Cw and Cb may change due to a lapse of time from an initial state such as at the time of factory shipment or system adjustment due to aging or environmental change. For example, the light amounts L0, L1, L2, and L3 at the first time point in the initial state are set as light amounts L0b, L1b, L2b, and L3b, respectively. The light quantities L0, L1, L2, and L3 at the second time point after the first time point are set as light quantities L0a, L1a, L2a, and L3a, respectively. The transmittance T2 in the initial state (first time point) is called transmittance T2b (first transmittance), and the transmittance T2 after a lapse of time (second time point) is called transmittance T2a (second transmittance). .. The light quantity L2b and the light quantity L2a can be expressed by Equations (9) and (10), respectively.

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 light source unit 2 emits the illumination light WLL with the light amount L0b in the initial state, and emits the illumination light WLL with the light amount L0a after a lapse of time. In order to maintain the light amount of the image light ML emitted from the projection optical system 5 after the passage of time so as to be the same as the light amount in the initial state, the light amount L2 of the illumination light LL1 applied to the light modulation element 4 is set to It is important that it is always constant (L2b=L2a). When the target light amount of the light amount L1a for L2b=L2a is L1c, the target light amount L1c of the light amount L1a is expressed by the formula (11) by setting L2b=L2a in the formulas (9) and (10). You can

Figure 2020095919
Figure 2020095919

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 amount calculation unit 51 calculates the target light amount L1c by the formula (12).

Figure 2020095919
Figure 2020095919

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 light amount calculator 51 calculates the transmittance T2b based on the light amounts Cwb and Cbb, and calculates the transmittance T2a based on the light amounts Cwa and Cba.

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 amount calculation unit 51 calculates the increase rates Rb and Ra based on the light amounts Cbb, Cwb, Cba, and Cwa detected by the optical sensor 7, and further calculates the target light amount L1c by the equation (13).

Figure 2020095919
Figure 2020095919

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 optical sensor 7 in the white level state is almost the same as the light amount L1 of the illumination light WLL passing near the optical sensor 7, and is hardly affected by the return light RL (light amount L3). On the other hand, the light amount Cb detected by the optical sensor 7 in the black level state is almost the same as the sum of the light amount L1 of the illumination light WLL and the light amount L3 of the return light RL that pass near the optical sensor 7, and It is easily affected by the light RL (light amount L3).

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 amount calculation unit 51 calculates the light amounts L1b and L1a based on the light amounts Cwb and Cwa detected by the optical sensor 7 in the white level state. In the display image level state other than the white level, it is preferable that the light sensor 7 detects the light amounts Cwb and Cwa and the light amount calculation unit 51 calculates the light amounts L1b and L1a in the same display image level state.

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 amount calculation unit 51 causes the light amount storage unit 54 to store the light amount Cwb and the increase rate Rb in the initial state and in the white level state. The light amount calculation unit 51 calculates the light amount Cwa in the white level state and the increase rate Ra after the passage of time, further calculates the right side of the equation (13), and calculates the target light amount after the passage of time. In other words, the light quantity calculation unit 51 calculates the target light quantity L1c based on the transmittances T2b and T2a.

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 amount calculation unit 51 outputs the target light amount L1c to the light source drive control unit 52. The light source drive control unit 52 controls the light source drive unit 53 based on the target light amount L1c. Specifically, in the white level state, the light amount Cw detected by the light sensor 7 is considered to be substantially equal to the light amount L1, and the light source drive control unit 52 sets the light amount Cw detected by the light sensor 7 in the white level state to the target light amount L1c. The light source drive unit 53 is controlled so as to approach. As a result, the light amount L0 of the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 is controlled.

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 drive control unit 52 functions as a light amount adjustment unit that adjusts the light amount of the image light ML emitted from the projection optical system 5 by controlling the light amount L0 of the illumination light WLL based on the target light amount L1c.

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 projection device 1a with time will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 7A and 7B. In the first embodiment, the light amount of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2 is adjusted so that the brightness of the projected image becomes constant. FIG. 7A shows a flowchart in the initial state (first time point), and FIG. 7B shows a flowchart after a lapse of time (second time point).

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 drive control unit 52 controls the light source drive unit 53 so that the projection image (image light ML) has the target brightness, and emits the illumination light WLL from the light source unit 2. Let

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 optical sensor 7 detects the light amount Cwb (first light amount) in the white level state and the light amount Cbb (second light amount) in the black level state, and outputs it to the light amount calculation unit 51. In step S13, the light amount calculation unit 51 calculates the light amount L1b based on the light amount Cwb, and calculates the increase rate Rb based on the light amounts Cwb and Cbb. Further, the light amount calculation unit 51 stores the light amount L1b and the increase rate Rb in the initial state in the light amount storage unit 54.

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 light source unit 2, the optical sensor 7 determines in step S21 the light amount Cwa (third light amount) in the white level state and the black level state. The light amount Cba (fourth light amount) is detected and output to the light amount calculation unit 51. In step S22, the light amount calculation unit 51 calculates the increase rate Ra after the passage of time based on the light amounts Cwa and Cba.

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 amount calculation unit 51 reads the light amount L1b and the increase rate Rb stored in the light amount storage unit 54. Further, the light amount calculation unit 51 calculates the target light amount L1c after the elapse of time based on the light amount L1b and the increase rates Rb and Ra. In other words, the light amount calculation unit 51 calculates the target light amount L1c based on the transmittances T2b and T2a. In step S24, the light source drive control unit 52 controls the light source drive unit 53 so that the light amount L1a in the white level state after the elapse of time approaches the target light amount L1c, so that the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 is obtained. The light amount L0 of the light is controlled.

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 amount adjusting device 6a, and the projection device 1a according to the first embodiment, the optical sensor 7 illuminates the illumination light WLL in the range from the light source unit 2 to the cross dichroic mirror 40. It is arranged in the vicinity of the optical path of the light WLL and at a position that does not affect the light modulation element 4. Therefore, the light modulation element 4 can be irradiated with the illumination light WLL having a uniform illumination distribution.

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 amount adjustment device 6a, and the projection device 1a of the first embodiment, the light amount L1b and the increase rate Rb in the initial state and the increase after the elapse of time are set on the basis of the white level state in which the return light RL is less affected. The ratio Ra is calculated, and the target light amount after a lapse of time is calculated based on the light amount L1b and the increase ratios Rb and Ra, in other words, the transmittances T2b and T2a. According to the light amount adjustment method, the light amount adjustment device 6a, and the projection device 1a of the first embodiment, the light amount L0 of the illumination light WLL is controlled so that the light amount L1a in the white level state after the elapse of time becomes the target light amount. The brightness of the projected image can be stabilized over time.

[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 projection device 1a of the first embodiment are designated by the same reference numerals. In the second embodiment, in order to distinguish from the projection device 1 and the light amount adjustment device 6 of the other embodiments, the projection device 1 will be referred to as the projection device 1b, and the light amount adjustment device 6 will be referred to as the light amount adjustment device 6b. The projection device 1b of the second embodiment is different from the projection device 1a of the first embodiment in the configuration of the light amount adjustment device 6b, and the other configurations are the same.

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 amount adjustment device 6b in the projection device 1b of the second embodiment. The reflective polarizing plate 42 of FIG. 8 is a simplified illustration of the reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, and 42B) of FIG. Reference numeral LL1 shown in FIG. 8 indicates each color light (RLL, GLL, BLL) incident on each reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, and 42B). The light modulation element 4 of FIG. 8 is a simplified illustration of the light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) of FIG. The projection optical system 5 in FIG. 8 is a simplified illustration of the projection optical system 5 in FIG.

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 amount adjustment device 6b includes an optical sensor 7, a light amount calculation unit 51, a light source drive control unit 52, a light source drive unit 53, and a light amount storage unit 54. Further, the light amount adjustment device 6b includes an image processing unit 60, a gain adjustment unit 61, an element drive unit 62, and a gain storage unit 63. The light amount calculation unit 51, the light source drive control unit 52, the light source drive unit 53, the image processing unit 60, the gain adjustment unit 61, and the element drive unit 62 are operated by a program running on the CPU installed in the light amount adjustment device 6b. They may be configured, or part or all may be configured by hardware circuits that operate in cooperation with each other.

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 gain storage unit 63 is composed of a nonvolatile memory such as a RAM, and stores the initial gain value Gref used in the calculation of the gain adjustment unit 61. For example, when the light source unit 2 emits the illumination light WLL with a predetermined light amount L0 at the time of factory shipment or system setting, the light amount calculation unit 51 causes the projection image (image light ML) to have a predetermined brightness. Such a gain value is calculated. Further, the light amount calculation unit 51 stores the calculated gain value in the gain storage unit 63 as the initial gain value Gref. Since the image data and the brightness of the projected image do not necessarily have a linear relationship, it is desirable to determine the initial gain value Gref in consideration of the gamma characteristic of the light modulation element 4.

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 amount calculation unit 51 calculates the increase rate Ra after the passage of time based on the light amounts Cba and Cwa after the passage of time detected by the optical sensor 7 with the white level state as a reference. The light amount calculation unit 51 calculates the transmittance T2a after a lapse of time from Expression (14) based on the increase rate Ra and the ratio Mb of the return light RL.

Figure 2020095919
Figure 2020095919

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 amount calculation unit 51 reads the light amount L1b and the increase rate Rb in the initial state stored in the light amount storage unit 54. The light amount calculator 51 calculates the light amount L2a after a lapse of time and the light amount L2b in the initial state from the transmittance T2a, the light amount Cba, the light amount L1b, and the increase rate Rb. The light quantity L2a and the light quantity L2b can be calculated from the equations (15) and (16), respectively.

Figure 2020095919
Figure 2020095919

Figure 2020095919
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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 quantity calculation unit 51 calculates the ratio of the light quantity L2a of the illumination light LL1 to the light modulation element 4 after a lapse of time with respect to the light quantity L2b of the illumination light LL1 to the light modulation element 4 in the initial state. The light quantity ratio LQR is calculated. In other words, the light quantity calculation unit 51 calculates the light quantity ratio LQR based on the transmittances T2b and T2a.

Figure 2020095919
Figure 2020095919

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 amount calculation unit 51 calculates a gain adjustment value Ad for adjusting the gain when driving the light modulation element 4 based on the light amount ratio LQR, and outputs it to the gain adjustment unit 61. The input image data includes, for example, data of pixels of each color of R, G, and B, and is input to the image processing unit 60 frame by frame at a predetermined frame rate. The image processing unit 60 executes predetermined image processing such as gamma correction processing on the input image data and outputs it as image data to the gain adjusting unit 61.

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 gain adjusting unit 61 adjusts the gain of the image data based on the initial gain value Gref and the gain adjusting value Ad read from the gain storage unit 63. The gain is a gain for image data when the element driving unit 62 drives the light modulation element 4. The gain adjusting unit 61 can adjust the brightness of the projection image based on the image data, for example, by multiplying the gradation value of each pixel in the image data by the initial gain value Gref and the gain adjustment value Ad. The gain adjusting unit 61 adds or subtracts the initial gain value Gref and the gain adjustment value Ad to or from the gradation value of each pixel in the image data to adjust the brightness of the projection image based on the image data. Good.

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 gain adjusting unit 61 multiplies the gradation value of each pixel in the image data by the initial gain value Gref and the gain adjusting value Ad will be described. In this case, the gain adjustment value Ad may be determined by multiplying the gain adjustment value Ad so that the brightness becomes 1/LQR which is the reciprocal of the light quantity ratio LQR calculated by the equation (17).

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 gain adjustment unit 61 multiplies the gradation value of each pixel in the image data by the initial gain value Gref and the gain adjustment value Ad to adjust the gain of the image data. The gain adjusting unit 61 outputs the gain-adjusted image data Ga to the element driving unit 62. The element driving unit 62 controls driving of the light modulation element 4 based on the gain-adjusted image data Ga.

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 gain adjusting unit 61 is a light amount adjusting unit that adjusts the light amount of the image light ML emitted from the projection optical system 5 by adjusting the gain of the image data based on the light amount ratio LQR (gain adjustment value Ad). Function.

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 gain storage unit 63 is set to a value within the range of 0<Gref≦1.0, for example. When the initial gain value Gref is set to a value within the range of 0<Gref<1.0, even when the light source unit 2 deteriorates or the transmittance T1 or T2 of the optical path of the illumination light LL1 decreases. , It is possible to make the brightness of the projected image constant.

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 light source unit 2 or the degree of decrease in the transmittance T2 is large, the initial gain value Gref is set to a small value (a value closer to 0 than 1.0). ) Is preferable.

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 projection device 1b with time will be described with reference to the flowchart of FIG. In the second embodiment, the gain of the image data is adjusted so that the brightness of the projected image is constant, and the drive of the light modulation element 4 is controlled based on the image data whose gain has been adjusted.

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 amount calculation unit 51 calculates the increase rate Ra after the passage of time based on the light amounts Cba and Cwa after the passage of time detected by the optical sensor 7 with the white level state as a reference. In step S32, the light amount calculation unit 51 calculates the transmittance T2a after the elapse of time based on the increase rate Ra and the ratio Mb of the return light RL.

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 amount calculation unit 51 reads the light amount L1b and the increase rate Rb in the initial state stored in the light amount storage unit 54. Further, the light amount calculation unit 51 calculates the light amount L2a after a lapse of time based on the light amount L1a and the transmittance T2a, and calculates the light amount L2b in the initial state based on the light amount L1b and the transmittance T2b. In step S34, the light amount calculation unit 51 calculates the light amount ratio LQR based on the light amounts L2a and L2b. In other words, the light quantity calculation unit 51 calculates the light quantity ratio LQR based on the transmittances T2b and T2a.

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 amount calculation unit 51 calculates the gain adjustment value Ad based on the light amount ratio LQR. In step S36, the image processing unit 60 executes predetermined image processing on the input image data and outputs it as image data to the gain adjusting unit 61. In step S37, the gain adjusting unit 61 adjusts the gain of the image data with the initial gain value Gref and the gain adjusting value Ad. Further, the gain adjusting unit 61 outputs the image data Ga whose gain has been adjusted to the element driving unit 62. In step S38, the element driving section 62 controls the driving of the light modulation element 4 based on the image data Ga.

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 amount adjusting device 6b, and the projection device 1b of the second embodiment do not require light source control, a light source that cannot finely adjust the light amount can be used. Therefore, a light source that finely adjusts the light amount is used. The cost can be kept low as compared with the case of performing.

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 amount adjusting device 6b, and the projection device 1b according to the second embodiment, the optical sensor 7 illuminates the illumination light WLL in the range from the light source unit 2 to the cross dichroic mirror 40. It is arranged in the vicinity of the optical path of the light WLL and at a position that does not affect the light modulation element 4. Therefore, the light modulation element 4 can be irradiated with the illumination light WLL having a uniform illumination distribution.

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 amount adjusting device 6b, and the projection device 1b according to the second embodiment, based on the increase rates Rb and Ra or the transmittances T2b and T2a with reference to the white level state in which the influence of the return light RL is small. The light quantity ratio LQR is calculated. In the light amount adjustment method, the light amount adjustment device 6b, and the projection device 1b of the second embodiment, the gain adjustment value Ad is calculated based on the light amount ratio LQR, and based on the image data Ga that is gain adjusted by the gain adjustment value Ad. The drive of the light modulation element 4 is controlled. This makes it possible to stabilize the brightness of the projected image with time.

[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 optical sensor 7 in the projection device 1b, a color sensor that separately detects the light amount of red light, the light amount of green light, and the light amount of blue light is used. Differences in points. When a color sensor is used as the optical sensor 7 in the projection device 1b of the third embodiment, the optical sensor 7 determines the red component light amount, the green component light amount, and the blue component light amount of the illumination light WLL and the return light RL. To detect.

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 amount calculation unit 51 calculates the light amount ratio LQR(R) of the red component, the light amount ratio LQR(G) of the green component, and the light amount ratio LQR(B) of the blue component. The light amount calculation unit 51 calculates the gain adjustment value Ad(R) for the red component based on the light amount ratio LQR(R), and calculates the gain adjustment value Ad(G) for the green component based on the light amount ratio LQR(G). Then, the gain adjustment value Ad(B) of the blue component is calculated based on the light quantity ratio LQR(B). Further, the light amount calculation unit 51 outputs the gain adjustment values Ad(R), Ad(G), and Ad(B) to the gain adjustment unit 61.

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 gain adjustment unit 61 adjusts the gain of the image data of the red component based on the initial gain value Gref and the gain adjustment value Ad(R). The gain adjustment unit 61 adjusts the gain of the image data of the green component based on the initial gain value Gref and the gain adjustment value Ad(G). The gain adjustment unit 61 adjusts the gain of the image data of the blue component based on the initial gain value Gref and the gain adjustment value Ad(B). Each gain is a gain for image data of a red component, a green component, and a blue component when the element driving unit 62 drives the light modulation elements 4R, 4G, and 4B. The initial gain value Gref may be set to a common value for each color component, or may be set to a different value for each color component.

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 amount adjusting device 6b, and the projection device 1b of the third embodiment do not require light source control, a light source that cannot finely adjust the light amount can be used. Therefore, a light source that finely adjusts the light amount is used. The cost can be kept low as compared with the case.

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 gain adjusting unit 61 can adjust the gain of the image data for each color component. Accordingly, the projection devices 1b and 1c can adjust the brightness of the projected image for each color component.

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 light source unit 2 or the spectral transmittance of the illumination light LL1 on the optical path may change over time. Therefore, the projected image may change not only in brightness but also in color balance over time. Therefore, the projected image may change not only in brightness but also in color balance over time. According to the light amount adjustment method, the light amount adjustment device 6b, and the projection device 1b of the third embodiment, the brightness of the projected image can be adjusted for each color component by detecting the light amount for each color component by the optical sensor 7. As a result, not only the brightness of the projected image but also the color balance can be stabilized over time.

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 amount adjusting device 6b, and the projection device 1b of the third embodiment, the optical sensor 7 illuminates in the range from the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 to the incidence on the cross dichroic mirror 40. It is arranged in the vicinity of the optical path of the light LL1 and at a position that does not affect the light modulation element 4. Therefore, the light modulation element 4 can be irradiated with the illumination light LL1 having a uniform illumination distribution.

[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 projection devices 1a and 1b of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. In the fourth embodiment, in order to distinguish from the projection device 1 and the light amount adjustment device 6 of the other embodiments, the projection device 1 will be referred to as the projection device 1c, and the light amount adjustment device 6 will be referred to as the light amount adjustment device 6c.

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 projection apparatus 1c of the fourth embodiment has a configuration in which the configuration of the projection apparatus 1a of the first embodiment and the configuration of the projection apparatus 1b of the second embodiment are combined. Specifically, the projection device 1c according to the fourth embodiment has the same configuration as the projection device 1b according to the second embodiment, and the light amount calculation unit 51 passes the same time as the projection device 1a according to the first embodiment. The subsequent target light amount is calculated and output to the light source drive control unit 52.

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 amount adjustment device 6c in the projection device 1c of the fourth embodiment. The reflective polarizing plate 42 of FIG. 10 is a simplified illustration of the reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, and 42B) of FIG. Reference numeral LL1 shown in FIG. 10 indicates each color light (RLL, GLL, BLL) incident on each reflective polarizing plate 42 (42R, 42G, and 42B). The light modulation element 4 in FIG. 10 is a simplified illustration of the light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) in FIG. The projection optical system 5 in FIG. 10 is a simplified illustration of the projection optical system 5 in FIG.

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 projection device 1c of the fourth embodiment controls the light amount L0 of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2 in the same procedure as the projection device 1a of the first embodiment. The light source drive control unit 52 does not need to match the light amount detected by the optical sensor 7 with the target light amount L1c. That is, the light source drive control unit 52 does not need to finely control the light amount of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2, and the adjustment amount for adjusting the light amount of the illumination light WLL to obtain the target light amount L1c falls within a predetermined range. The configuration may be adjusted when the value exceeds the limit. For example, if the adjustment amount exceeds 10%, the adjustment is performed, and if it is less than 10%, the adjustment is not performed.

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 drive control section 52 controls the light quantity of the illumination light WLL, the light quantity calculation section 51 of the projection device 1c performs the same procedure as the projection device 1b of the second embodiment at the first time point. In, the light amount ratio LQR, which is the ratio of the light amount L2a of the illumination light LL1 irradiated to the light modulation element 4 to the light amount L2b of the illumination light LL1 irradiated to the light modulation element 4, is calculated. The gain adjustment unit 61 adjusts the gain of the image data based on the light amount ratio LQR, and controls the drive of the light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) based on the gain-adjusted image data Ga. In the projection device 1c of the fourth embodiment, the light source drive control unit 52 and the gain adjustment unit 61 function as a light amount adjustment unit.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fourth embodiment, the brightness of the projection image is adjusted by the light amount of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2, and the pixels of the projection image are adjusted. The value can be adjusted with the gain adjustment value Ad. Therefore, since the amount of adjustment by the gain adjustment value Ad can be reduced, it is possible to display a projection image having higher gradation performance.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fourth embodiment, the light sensor 7 illuminates the illumination light LL1 from the light source unit 2 until it reaches the cross dichroic mirror 40. It is arranged in the vicinity of the optical path of the light LL1 and at a position that does not affect the light modulation element 4. Therefore, the light modulation element 4 can be irradiated with the illumination light LL1 having a uniform illumination distribution.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fourth embodiment, the light amount L0 of the illumination light LL1 is controlled, the gain of the image data is further adjusted, and the light is adjusted based on the gain-adjusted image data Ga. The drive of the modulation element 4 is controlled. This makes it possible to stabilize the brightness of the projected image with time.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fourth embodiment, the gain adjustment amount can be reduced, so that it is not necessary to widen the range in which the gain of the image data is increased. Therefore, it is not necessary to make the initial gain value Gref small, so that the setting range of the initial gain value Gref can be widened. Generally, the closer the gain value is to 1.0 (100%), the higher the gradation display performance of the light modulation element. Therefore, the light amount adjustment method, the light amount adjustment device 6c, and the projection device 1c according to the fourth embodiment may be used. If so, the gradation performance of the projected image can be further improved as compared with the first embodiment.

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 amount adjusting device 6c, and the projection device 1c of the fourth embodiment, the initial gain value Gref can be set to a large value (a value closer to 1.0 than 0), and thus brighter. An image can be projected on a projection medium such as a screen. When projecting an image of a predetermined brightness on the projection medium, the light amount L0 of the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 can be reduced, so that the power consumption of the light source 10 can be reduced or the light source 10 can emit light. The life can be extended.

[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 optical sensor 7 in the projection device 1c, a color sensor that separately detects the light amount of red light, the light amount of green light, and the light amount of blue light is used. Differences in points. When a color sensor is used as the optical sensor 7 in the projection device 1c of the fifth embodiment, the optical sensor 7 determines the red component light amount, the green component light amount, and the blue component light amount of the illumination light WLL and the return light RL. To detect.

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 projection device 1c of the fifth embodiment controls the light amount L0 of the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 in the same procedure as the projection device 1a of the first embodiment. In this case, the light amount C is the total light amount of the light components of the respective color components detected by the optical sensor 7. The total light amount C of the illumination light LL1 and the return light RL can be expressed by Expression (18).

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 optical sensor 7. IR, IG, and IB are coefficients for converting the detection values CR, CG, and CB into the light amounts of the red component, the green component, and the blue component, and satisfy the condition of IR+IG+IB=1. In the projection device 1c of the fifth embodiment, the light amount calculation unit 51 calculates the total light amount C from Expression (18) and outputs it to the light source drive control unit 52.

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 projection device 1c of the fifth embodiment controls the light amount L0 of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2 by the same procedure as the projection device 1a of the first embodiment. The light source drive control unit 52 does not need to match the light amount detected by the optical sensor 7 with the target light amount L1c. That is, the light source drive control unit 52 does not need to finely control the light amount of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2, and the adjustment amount for adjusting the light amount of the illumination light WLL to reach the target light amount L1c exceeds a predetermined range. It may be configured to adjust when there is a problem. For example, if the adjustment amount exceeds 10%, the adjustment is performed, and if it is less than 10%, the adjustment is not performed.

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 projection apparatus 1c of the fifth embodiment performs light source control in the same procedure as that of the first embodiment, and then adjusts the gain of each image data by the same procedure as the projection apparatus 1b of the third embodiment. The drive of each light modulation element 4 (4R, 4G, 4B) is controlled based on the adjusted image data Ga.

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 amount adjusting device 6c, and the projection device 1c of the fifth embodiment, the light sensor 7 detects the light amount of each color component, and the brightness of the projected image is emitted from the light source unit 2. It is possible to adjust the light amount of the illumination light LL1 and adjust the color balance of the projected image with the gain adjustment value Ad for each color component. Therefore, by detecting the light amount for each color component, the adjustment amount by the gain adjustment value Ad can be reduced, so that it is possible to display a projection image having higher gradation performance.

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 light source unit 2 can be further reduced by detecting the light amount for each color component. Therefore, the power consumption of the light source 10 can be further reduced and the life of the light source 10 can be extended.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fifth embodiment, the optical sensor 7 illuminates in a range from the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 to the incidence on the cross dichroic mirror 40. It is arranged near the optical path of the light LL1 and at a position that does not affect the light modulation element 4. Therefore, the light modulation element 4 can be irradiated with the illumination light LL1 having a uniform illumination distribution.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fifth embodiment, the light amount L0 of the illumination light LL1 is controlled, the gain of the image data is further adjusted, and the light is adjusted based on the gain-adjusted image data Ga. The drive of the modulation element 4 is controlled. This makes it possible to stabilize the brightness of the projected image with time.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fifth embodiment, the gain adjustment amount of the image data by the gain adjustment value Ad can be reduced by controlling the light amount L0 of the illumination light LL1. it can. As a result, the image can be projected onto the projection medium such as a screen while maintaining high gradation performance.

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 amount adjustment device 6c, and the projection device 1c of the fifth embodiment, the gain adjustment amount can be reduced, so that it is not necessary to widen the range in which the gain of the image data is increased. Therefore, it is not necessary to make the initial gain value Gref small, so that the setting range of the initial gain value Gref can be widened. In general, the closer the gain value is to 1.0 (100%), the higher the gradation display performance of the light modulation element. Therefore, the light amount adjustment method, the light amount adjustment device 6c, and the projection device 1c according to the fifth embodiment may be used. If so, the gradation performance of the projected image can be further improved as compared with the first embodiment.

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 amount adjusting device 6c, and the projection device 1c of the fifth embodiment, the initial gain value Gref can be set to a large value (a value closer to 1.0 than 0), and thus brighter. An image can be projected on a projection medium such as a screen. When projecting an image of a predetermined brightness on the projection medium, the light amount L0 of the illumination light LL1 emitted from the light source unit 2 can be reduced, so that the power consumption of the light source 10 can be reduced or the light source 10 can emit light. The life can be extended.

[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 light source 10 is controlled. On the other hand, the projection apparatus 1a according to the sixth embodiment has a plurality of light sources having different color components of illumination light as illumination light sources. By controlling the light source drive unit 53, the light source drive control unit 52 independently controls the light amount of the illumination light emitted from each light source.

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 light source unit 2. The light source unit 2 includes a red light source 2R, a green light source 2G, a blue light source 2B, dichroic mirrors 71 and 72, and a condenser lens 73. By controlling the light source drive unit 53, the light source drive control unit 52 controls the light amount of the red illumination light emitted from the red light source 2R, the light amount of the green illumination light emitted from the green light source 2G, and the blue light source 2B. The amount of green illumination light that is generated is independently controlled.

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 dichroic mirror 71 transmits red light and reflects green light. The dichroic mirror 72 transmits red light and green light and reflects blue light. The red illumination light emitted from the red light source 2R passes through the dichroic mirrors 71 and 72. The green illumination light emitted from the green light source 2G is reflected by the dichroic mirror 71 and transmitted through the dichroic mirror 72. The blue illumination light emitted from the blue light source 2B is reflected by the dichroic mirror 72. The illumination light of each color becomes mixed light, passes through the condenser lens 73, and is emitted as white illumination light WLL.

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 optical sensor 7, a color sensor that separately detects the light amount of red light, the light amount of green light, and the light amount of blue light may be used. When a color sensor is used as the optical sensor 7 in the projection device 1a according to the sixth embodiment, the optical sensor 7 determines the red component light amount, the green component light amount, and the blue component light amount of the illumination light WLL and the return light RL. To detect.

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 projection apparatus 1a of the sixth embodiment controls the light amount L0 of the illumination light WLL emitted from the light source unit 2 in the same procedure as the projection apparatus 1a of the first embodiment. The light amount calculator 51 calculates the transmittance of the optical system of each color component based on the light amount of each color component of red light, green light, and blue light, and calculates the target light amount of each color component based on the calculated transmittance. To do. The light source drive control unit 52 controls each light source so that the light amount of each color component becomes the target light amount.

(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 light source unit 2, all the color light sources of the red light source 2R, the green light source 2G, and the blue light source 2B may not be independent. FIG. 12 shows, as a modified example, a case where the light source unit 2 has a yellow light source 2Y and a blue light source 2B. The yellow light source 2Y emits yellow illumination light including a red component and a green component. The dichroic mirror 74 transmits yellow light and reflects blue light. The yellow illumination light emitted from the yellow light source 2Y is transmitted through the dichroic mirror 74, and the blue illumination light emitted from the blue light source 2B is reflected by the dichroic mirror 74.

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 condenser lens 73, and are emitted as white illumination light WLL. In general, when the transmittance of the optical system deteriorates, the transmittance of blue light tends to deteriorate. Therefore, if only the blue illumination light can be controlled independently, there is no practical problem.

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 optical sensor 7 is arranged near the polarization conversion element 35. The optical sensor 7 is arranged in the vicinity of the optical path of the illumination light LL1 in the range from when the illumination light LL1 is emitted from the light source unit 2 and is incident on the cross dichroic mirror 40, and at a position that does not affect the light modulation element 4. It should have been done. For example, as shown in FIG. 13, the optical sensor 7 may be arranged closer to the light source unit 2 than the fly-eye lens 33 (for example, near the reflection mirror 30).

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 light sensor 7 is arranged closer to the light source unit 2 side than the fly-eye lens 33, even if the light sensor 7 is arranged at a position that affects the illumination light LL1, the fly-eye lenses 33 and 34 perform light modulation. The illumination distribution of the yellow illumination light YLL and the blue illumination light BLL with which the element 4 is irradiated can be made uniform.

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, 1c Projection device 2 Light source section 3 Illumination optical system 4, 4R, 4G, 4B Light modulation element 7 Optical sensor 51 Light quantity calculation section 61 Gain adjustment section (light quantity adjustment section)
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)

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。
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.
前記光センサが、前記照明光及び前記戻り光の赤色成分の光量、緑色成分の光量、及び、青色成分の光量を検出し、
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.
前記第1の表示画像レベルは白レベルである
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.
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。
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.
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。
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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JP2018060077A (en) * 2016-10-06 2018-04-12 キヤノン株式会社 Image projection device

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