JP4792665B2

JP4792665B2 - Light source control device and method, and projection display device

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Publication number: JP4792665B2
Application number: JP2001183590A
Authority: JP
Inventors: 敦志松崎
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2003005714A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光源の光出力の制御を行うための光源制御装置および方法、ならびに、複数の光源からの光を用いて映像を表示する投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光源からの光を光変調器を用いて強度変調し、その変調光をスクリーンに投射することにより、映像を表示するようにした投射型の表示装置（プロジェクタ）がある。プロジェクタにおける投射方式には、スクリーンの前面側より映像を投射する前面投射方式(フロント式)と背面側より映像を投射する背面投射方式(リア式)とがある。光変調器としては、例えば、液晶パネル（ＬＣＤ；Liquid Crystal Display）またはＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などが用いられている。
【０００３】
カラー表示用のプロジェクタでは、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の各色光を、光変調器でそれぞれ強度変調し、それらの各色光を合成してカラー映像を生成する。この場合、光源には、例えばメタルハライドランプなどの白色光源を用い、その白色光をダイクロイックミラーなどで色分離することにより、各色光を発生する。
【０００４】
一方、光源として、白色光源ではなく、各色光を発生する単色発光型の光源を複数用いる方法もある。例えば、ＵＳＰ5,317,348およびＵＳＰ5,253,073には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を発生する複数のレーザ光源と、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色用の複数の変調素子とを用いて映像表示を行うプロジェクタに関する技術が開示されている。
【０００５】
図１２は、複数のレーザ光源を用いた従来のプロジェクタの構成例を示している。このプロジェクタは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を発生する各色用のレーザ光源１０１，１０２，１０３と、各色用の変調器１０４，１０５，１０６とを備えている。このプロジェクタは、また、Ｒ用変調器１０４から出射された赤色光の光路に設けられた全反射ミラー１１１と、Ｂ用変調器１０６から出射された青色光の光路に設けられた全反射ミラー１１２と、Ｇ用変調器１０５から出射された緑色光の光路に設けられ、各色光を合成する機能を持つダイクロイックミラー１０７，１０８とを備えている。このプロジェクタは、さらに、ダイクロイックミラー１０７，１０８を介して合成された各色光を、スクリーン１１０上に２次元的に走査、展開して投射するスキャナ１０９を備えている。
【０００６】
このプロジェクタでは、各レーザ光源１０１，１０２，１０３から、それぞれ赤色、緑色および青色のレーザ光が独立に出力される。各色光は、それぞれ各色用の変調器１０４，１０５，１０６で強度変調される。Ｇ用変調器１０５から出射された緑色光は、まず、ダイクロイックミラー１０７に入射する。Ｒ用変調器１０４から出射された赤色光は、全反射ミラー１１１によって、ダイクロイックミラー１０７に向けて反射され、そこで緑色光と混合される。混合された赤色光と緑色光は、次に、ダイクロイックミラー１０８に入射する。一方、Ｂ用変調器１０６から出射された青色光は、全反射ミラー１１２によって、ダイクロイックミラー１０８に向けて反射され、そこで赤色光および緑色光と混合される。この混合された光がスキャナ１０９によって、２次元的に展開され、それが投射光となってスクリーン１１０上に投射され、スクリーン１１０上に２次元の映像が表示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように複数のレーザ光源を用いたプロジェクタにおいて、各光源の光出力が個別に変化した場合、スクリーン上に投影される映像の色バランスが崩れ、映像として見にくいものになってしまうという問題がある。特に、光源の光出力は時間と共に低下することが一般的であり、また、複数の光源の光出力の低下率がすべて同等であることはきわめてまれであるため、時間経過と共に色バランスが初期の理想状態から変化してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の光源からの光出力のバランスを常に所望の状態に保つことができる光源制御装置および方法、ならびに投射型表示装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による光源制御装置は、複数の光源のそれぞれの光出力値を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて、複数の光源のそれぞれの光出力値または各光出力値の相対的な値が常に一定の値に近づくように、複数の光源のそれぞれの光出力の制御を行う制御手段とを備えたものである。そして、制御手段が、光出力値を一定にする制御を行った結果、あらかじめ設定された許容最大値を超えて駆動されるおそれのある光源があった場合に、光出力値を一定にする制御から各光出力値の相対的な値を一定にする制御へと自動的に切り換えるよう構成されているものである。
【００１０】
本発明による光源制御方法は、複数の光源のそれぞれの光出力値を検出するステップと、この検出結果に基づいて、複数の光源のそれぞれの光出力値または各光出力値の相対的な値が常に一定の値に近づくように、複数の光源のそれぞれの光出力の制御を行うステップとを含むようにしたものである。そして、光出力の制御を行うステップでは、光出力値を一定にする制御を行った結果、あらかじめ設定された許容最大値を超えて駆動されるおそれのある光源があった場合に、光出力値を一定にする制御から各光出力値の相対的な値を一定にする制御へと自動的に切り換えるようにしたものである。
【００１１】
本発明による投射型表示装置は、異なる色光を発生する複数の光源と、複数の光源のそれぞれの光出力値を検出する検出手段と、検出手段の検出結果に基づいて、複数の光源のそれぞれの光出力値または各光出力値の相対的な値が常に一定の値に近づくように、複数の光源のそれぞれの光出力の制御を行う制御手段と、制御手段によって制御された複数の光源からの各色光を変調する変調手段と、変調手段による変調光を映像光として投射する投射手段とを備えたものである。そして、制御手段が、光出力値を一定にする制御を行った結果、あらかじめ設定された許容最大値を超えて駆動されるおそれのある光源があった場合に、光出力値を一定にする制御から各光出力値の相対的な値を一定にする制御へと自動的に切り換えるよう構成されているものである。
【００１２】
本発明による光源制御装置および方法、ならびに投射型表示装置では、複数の光源のそれぞれの光出力値が検出され、この検出結果に基づいて、複数の光源のそれぞれの光出力値または各光出力値の相対的な値が常に一定の値に近づくように、複数の光源のそれぞれの光出力の制御が行われる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施の形態］
図１に示したように、本実施の形態に係る投射型表示装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を発生する各色用のレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、これらのレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを駆動するための各色用の可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂからの各色光を強度変調する各色用の変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとを備えている。この投射型表示装置は、また、Ｒ用変調器１４Ｒから出射された赤色光の光路に設けられた全反射ミラー１５と、Ｂ用変調器１４Ｂから出射された青色光の光路に設けられた全反射ミラー１７と、Ｇ用変調器１４Ｇから出射された緑色光の光路に設けられ、各色光を合成する機能を持つダイクロイックミラー１６，１８とを備えている。この投射型表示装置は、さらに、ダイクロイックミラー１６，１８を介して合成された各色光を、スクリーン２０上に２次元的に走査、展開して投射するスキャナ１９を備えている。
【００１５】
この投射型表示装置は、さらに、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値（光強度、例えば輝度）を検出する機能を持つ各色用の光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂと、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとの間の光路中に設けられ、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから出力された各色光の一部を空間的に分離して光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに向けて反射する機能を持つ各色用の部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂとを備えている。この投射型表示装置は、また、光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂと可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間の信号経路中に設けられた、アナログ／デジタル（以下、「ＡＤ」と記す。）コンバータ２２、マイクロプロセッサ２３およびデジタル／アナログ（以下、「ＤＡ」と記す。）コンバータ２４を備えている。
【００１６】
可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、電流制御端子２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを介してレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに接続されている。可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに対して駆動用の電流（可変）を供給する機能を有している。レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、例えば半導体レーザで構成され、可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからの供給電流に応じて、光出力値が変化するようになっている。
【００１７】
ＡＤコンバータ２２は、光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの各色の検出信号をデジタル信号に変換し、マイクロプロセッサ２３に出力する機能を有している。以下では、このマイクロプロセッサ２３に出力されるＲ，Ｇ，Ｂの検出信号を、それぞれ、ＲＢＤ（R Bright Data），ＧＢＤ（G Bright Data），ＢＢＤ（B Bright Data）と記す。
【００１８】
マイクロプロセッサ２３は、各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの駆動制御を行い、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値を調整する機能を有している。マイクロプロセッサ２３は、ＡＤ変換された光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤに基づいて、所定の演算を行い、光出力調整用の制御信号を出力するようになっている。以下では、このマイクロプロセッサ２３から出力されるＲ，Ｇ，Ｂの光出力調整用の制御信号を、それぞれ、ＲＳＤ（R Set Data），ＧＳＤ（G Set Data），ＢＳＤ（B Set Data）と記す。ＤＡコンバータ２４は、このマイクロプロセッサ２３から出力された制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤをアナログ信号に変換して各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに出力する機能を有している。なお、マイクロプロセッサ２３は、検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの初期値や、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの標準値などを記憶するための内部メモリを有している。
【００１９】
なお、制御信号ＲＳＤ、ＧＳＤ、ＢＳＤの各信号値は、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから出力される光の強度（例えば輝度）と比例関係にあるものとする。
【００２０】
なお、本実施の形態において、光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが、本発明における「検出手段」の一具体例に対応し、マイクロプロセッサ２３が、本発明における「制御手段」の一具体例に対応する。また、部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂが、本発明における「光分離手段」の一具体例に対応する。また、スキャナ１９が、本発明における「投射手段」の一具体例に対応する。また、図１の装置における構成要素のうち、主として、光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ、ＡＤコンバータ２２、マイクロプロセッサ２３およびＤＡコンバータ２４が、本発明の「光源制御装置」の一具体例に対応する。
【００２１】
次に、上記のような構成の投射型表示装置の動作について説明する。
【００２２】
まず、本投射型表示装置の基本的な映像表示動作について説明する。この投射型表示装置では、可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂからの供給電流に応じて、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから、それぞれ赤色、緑色および青色のレーザ光が独立に出力される。出力された各色光の大半は、部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを透過して、それぞれ各色用の変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに入射し、そこで強度変調される。
【００２３】
変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、映像信号に基づいて与えられた、図示しない信号源からの変調信号によって駆動される。Ｇ用変調器１４Ｇから出射された緑色光は、まず、ダイクロイックミラー１６に入射する。Ｒ用変調器１４Ｒから出射された赤色光は、全反射ミラー１５によって、ダイクロイックミラー１６に向けて反射され、そこで緑色光と混合される。混合された赤色光と緑色光は、次に、ダイクロイックミラー１８に入射する。一方、Ｂ用変調器１４Ｂから出射された青色光は、全反射ミラー１７によって、ダイクロイックミラー１８に向けて反射され、そこで赤色光および緑色光と混合される。この混合された光がスキャナ１９によって、２次元的に展開され、それが投射光（映像光）となってスクリーン２０上に投射され、スクリーン２０上に２次元の映像が表示される。
【００２４】
ところで、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから出力された各色光の一部は、部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの機能によって空間的に分離され、光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに入射する。光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、入射した各色光の光出力値（光強度）を検出する。光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂでの各色の検出信号は、ＡＤコンバータ２２の機能によってデジタル信号に変換され、そのＡＤ変換された検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤがマイクロプロセッサ２３に出力される。マイクロプロセッサ２３は、この検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤに基づいて、各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの駆動制御を行い、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値を調整する。
【００２５】
次に、このマイクロプロセッサ２３による光出力の制御動作について詳しく説明する。本投射型表示装置では、まず、例えば製造時、工場出荷時において、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値を調整して、色バランス（ホワイトバランス）の初期調整を行い（調整モード）、その後、実際の装置の使用時において、その初期状態での色バランスが保たれるよう、光出力の制御動作を行う（使用モード）。
【００２６】
まず、図２を参照して、初期に行われる調整モードでの動作について説明する。マイクロプロセッサ２３は、まず、図示しない内部メモリに記憶されている制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの標準値を出力する（ステップＳ１１）。各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、ＤＡコンバータ２４を介して与えられた標準の制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤに基づいて、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに駆動用の電流を供給する。レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、この供給電流に応じた量のレーザ光を出力する。
【００２７】
マイクロプロセッサ２３は、次に、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤのそれぞれの値を増減することにより、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光出力値を変化させ、ホワイトバランスの調整を行う（ステップＳ１２）。ここでのホワイトバランスの調整は、例えば、スクリーン２０上に図示しない光センサーを設け、この光センサーの検出値をマイクロプロセッサ２３にフィードバックさせることにより、自動的に行うことができる。なお、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤのそれぞれの値を手動で増減するようにしても良い。ホワイトバランスがまだ適切な状態でない場合（ステップＳ１３；Ｎ）には、適切な状態となるまで再度ステップＳ１２でホワイトバランスの調整を行う。
【００２８】
一方、ホワイトバランスが所望の範囲に収まり、適切な状態となったならば（ステップＳ１３；Ｙ）、マイクロプロセッサ２３は、そのときの制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの調整値を内部メモリに記憶する（ステップＳ１４）。また、このとき、マイクロプロセッサ２３は、ＡＤコンバータ２２を介して出力された各色の光強度の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの入力を受け付け（ステップＳ１５）、その値を初期値として内部メモリに記憶する（ステップＳ１６）。以上により、調整モードの処理が終了する。
【００２９】
次に、図３を参照して、使用モードでの動作について説明する。マイクロプロセッサ２３は、まず、各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに与える制御信号ＲＳＤ、ＧＳＤ、ＢＳＤとして、上述の調整モードのステップＳ１４において記憶した調整値をＤＡコンバータ２４を介して出力する（ステップＳ２１）。各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、ＤＡコンバータ２４を介して与えられた制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤに基づいて、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに駆動用の電流を供給する。レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、この供給電流に応じた量のレーザ光を出力する。このとき、マイクロプロセッサ２３は、ＡＤコンバータ２２を介して出力された光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの各色の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの入力を受け付け（ステップＳ２２）、その値を、調整モードのステップＳ１６で記憶した初期値と比較する（ステップＳ２３）。
【００３０】
マイクロプロセッサ２３は、初期値と比較した結果に応じて、現在の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤのそれぞれの値が初期値に近づくように、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値を調整する。具体的には、初期値よりも大きい値の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤがある場合、マイクロプロセッサ２３は、それに対応する制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値を減少させる（ステップＳ２４）。一方、逆に、初期値よりも小さい値の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤがある場合、マイクロプロセッサ２３は、それに対応する制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値を増加させる（ステップＳ２５）。また、初期値と同じ値の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤがある場合、マイクロプロセッサ２３は、それに対応する制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値は変化させない。
【００３１】
マイクロプロセッサ２３は、このように調整された制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤを、ＤＡコンバータ２４を介して各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに出力する（ステップＳ２６）。レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂには、このように調整された制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤに基づく駆動電流が与えられる。その後、マイクロプロセッサ２３は、再びステップＳ２２に戻り、検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤに基づく制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの調整を繰り返す。このようなフィードバック制御を行うことにより、各検出信号ＲＢＤ、ＧＢＤ、ＢＢＤの値が常に初期状態の値に保たれる。すなわち、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光出力値が常に一定の値に近づくように、フィードバック制御が行われ、光出力値が常に一定の値に保たれる。これにより、経時的なホワイトバランスの変化が防止され、長期間安定した映像表示が行われる。
【００３２】
なお、以上の使用モードでの制御は、装置の動作中、常時行っても良いし、必要に応じて任意の時間に行っても良い。例えば本投射型表示装置を映画の上映用の装置として使用する場合には、映画の上映の合間などに行うような使用形態が考えられる。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、複数のレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂからの各色光を部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂによって空間的に一部分離し、その分離した各色光を光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂで検出し、その検出結果に基づいて、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから初期に調整した光出力値と同じ量の色光が出力されるようにフィードバック制御を行うようにしたので、ホワイトバランスを常に所望の状態に、一定に保つことができる。また、輝度も一定に保つことができる。これにより、長期間安定して良好な映像表示を行うことができる。
【００３４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、図１に示した構成要素と実質的に同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００３５】
本実施の形態に係る投射型表示装置の構成およびその基本的な映像表示動作は、上記第１の実施の形態と同様であるが、特に、マイクロプロセッサ２３による使用モードでの制御動作が異なる。上記第１の実施の形態では、図３を用いて説明したように、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値が常に一定となるような制御を行ったが、本実施の形態では、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光出力の相対的な値（光出力比）を一定にするような制御を行う。
【００３６】
図４を参照して、この使用モードでの制御動作について説明する。なお、この使用モードに先立ち、図２と同じ調整モードによる処理が行われている。マイクロプロセッサ２３は、まず、各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに与える制御信号ＲＳＤ、ＧＳＤ、ＢＳＤとして、図２の調整モードのステップＳ１４において記憶した調整値をＤＡコンバータ２４を介して出力する（ステップＳ３１）。各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、ＤＡコンバータ２４を介して与えられた制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤに基づいて、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに駆動用の電流を供給する。レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、この供給電流に応じた量のレーザ光を出力する。このとき、マイクロプロセッサ２３は、ＡＤコンバータ２２を介して出力された光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂからの各色の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの入力を受け付ける（ステップＳ３２）。ここまでの処理は、第１の実施の形態での処理（図３のステップＳ２１，Ｓ２２）と同様である。
【００３７】
マイクロプロセッサ２３は、次に、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光出力比に相当する、各検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの相対的な値、例えばＲＢＤ／ＧＢＤおよびＢＢＤ／ＧＢＤの値を計算する（ステップＳ３３）。次に、マイクロプロセッサ２３は、計算した光出力比（ＲＢＤ／ＧＢＤ，ＢＢＤ／ＧＢＤ）を、初期状態での光出力比と比較する（ステップＳ３４）。初期状態での光出力比は、例えば、調整モードのステップＳ１６（図２）で得た各検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの初期値から計算し、その値を調整モードの段階であらかじめ内部メモリに記憶しておいても良いし、使用モードの実行段階で、調整モードで記憶した各検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの初期値から計算するようにしても良い。
【００３８】
マイクロプロセッサ２３は、初期状態での光出力比と比較した結果に応じて、現在の光出力比の値が初期状態の値に近づくように、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値を調整する。具体的には、初期状態よりも大きい値の光出力比がある場合、マイクロプロセッサ２３は、それに対応する制御信号の値を減少させる（ステップＳ３５）。例えば、ＲＢＤ／ＧＢＤが初期状態での値よりも大きければ、制御信号ＲＳＤの値を減少させ、ＢＢＤ／ＧＢＤが初期状態での値よりも大きければ、制御信号ＢＳＤの値を減少させる。なお、このとき、ＧＳＤの値を増やすような制御を行っても良い。ただし、制御信号を増やす制御を行う場合、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが最大定格値を超えて駆動されることのないよう注意する必要がある。
【００３９】
一方、例えばＲＢＤ／ＧＢＤまたはＢＢＤ／ＧＢＤの値が初期状態での値よりも小さかった場合、マイクロプロセッサ２３は、制御信号ＧＳＤの値を減少させる（ステップＳ３６）。なお、このとき、ＲＳＤまたはＢＳＤの値を増やすような制御を行っても良い。ただし、この場合にも、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが最大定格値を超えて駆動されることのないよう注意する必要がある。現在の光出力比が初期状態での値と同じであれば、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値は変化させない。
【００４０】
マイクロプロセッサ２３は、このように調整された制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤを、ＤＡコンバータ２４を介して各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに出力する（ステップＳ３７）。レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂには、このように調整された制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤに基づく駆動電流が与えられる。その後、マイクロプロセッサ２３は、再びステップＳ３２に戻り、各検出信号ＲＢＤ、ＧＢＤ、ＢＢＤの比に基づく制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの調整を繰り返す。このようなフィードバック制御を行うことにより、各検出信号ＲＢＤ、ＧＢＤ、ＢＢＤの比が常に初期状態と同じに保たれる。すなわち、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの光出力比が常に一定の値に近づくように、フィードバック制御が行われ、光出力比が常に一定の値に保たれる。これにより、経時的なホワイトバランスの変化が防止され、長期間安定した映像表示が行われる。なお、制御信号の値を減少させる制御（図３のステップＳ３５，Ｓ３６）を行うと、初期状態に比べて全体としての明るさは落ちることになるが、光出力比は一定に制御されているため、色バランスは一定に保たれる。
【００４１】
本実施の形態では、複数のレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂからの各色光を光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂで検出し、その光出力比が初期状態での光出力比と同じになるように、フィードバック制御を行うようにしたので、ホワイトバランスを常に所望の状態に、一定に保つことができる。これにより、長期間安定して良好な映像表示を行うことができる。
【００４２】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、図１に示した構成要素と実質的に同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４３】
本実施の形態に係る投射型表示装置の構成およびその基本的な映像表示動作は、上記第１の実施の形態と同様であるが、特に、マイクロプロセッサ２３による使用モードでの制御動作が異なる。上記第１の実施の形態では、図３を用いて説明したように、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値が常に一定となるような制御を行った。また、上記第２の実施の形態では、図４を用いて説明したように、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力の比が常に一定となるような制御を行った。本実施の形態では、最初、光出力値を一定に保つ制御を行うが、その制御の結果、あらかじめ設定された許容最大値を超えて駆動されるレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが出そうになった場合に、光出力比を一定に保つ制御に切り換える。
【００４４】
図５および図６を参照して、本実施の形態における使用モードでの制御動作について説明する。なお、この使用モードに先立ち、図２と同じ調整モードによる処理が行われている。本実施の形態において、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、その定格により、あらかじめ、設計上許容できる駆動限界値が設定されており、また、それに対応して制御信号ＲＳＤ、ＧＳＤ、ＢＳＤについても、あらかじめ許容最大値が設定されているものとする。制御信号ＲＳＤ、ＧＳＤ、ＢＳＤの許容最大値は、マイクロプロセッサ２３の内部メモリに記憶されている。
【００４５】
マイクロプロセッサ２３は、まず、各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに与える制御信号ＲＳＤ、ＧＳＤ、ＢＳＤとして、図２の調整モードのステップＳ１４において記憶した調整値をＤＡコンバータ２４を介して出力する（ステップＳ４１）。そして、マイクロプロセッサ２３は、検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤに基づく制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの調整を行い、各検出信号ＲＢＤ、ＧＢＤ、ＢＢＤの値が常に初期状態の値になるよう、フィードバック制御を行う（ステップＳ４２〜Ｓ４６）。これらのステップＳ４１〜Ｓ４６の処理は、図３のステップＳ２１〜Ｓ２６の処理と同様である。これにより、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値が初期状態と同じに制御され、輝度とホワイトバランスが一定に保たれる。
【００４６】
ところで、ステップＳ４５では、現在の検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤの値に応じて、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値を増加させる制御を行うが、このとき、マイクロプロセッサ２３は、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤのいずれか１つに、あらかじめ設定された許容最大値を超えるものが出てしまうか否かの判断を行う（ステップＳ４７）。値を増加させたとしても制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤのいずれも許容最大値を超えない場合（ステップＳ４７；Ｙ）、マイクロプロセッサ２３は、ステップＳ４６の処理に進み、光出力値を一定に保つ制御を繰り返す。
【００４７】
一方、値を増加させると制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤのいずれか１つに、あらかじめ設定された許容最大値を超えるものが出てしまう場合（ステップＳ４７；Ｎ）、マイクロプロセッサ２３は、光出力値を一定に保つ制御から、光出力比を一定に保つ制御（図６のステップＳ４８〜Ｓ５２）に切り換える。光出力比を一定に保つためのステップＳ４８〜Ｓ５２の処理は、図４のステップＳ３３〜Ｓ３７の処理と同様である。この処理では、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤの値を減らす（ステップＳ５０，Ｓ５１）ことのみにより、光出力比を一定に保つので、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤが許容最大値を超えることはない。すなわち、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、設計上許容できる範囲内で駆動される。これにより、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力の比が初期状態と同じになるように制御され、初期状態に比べて全体としての明るさは落ちることになるが、ホワイトバランスが一定に保たれる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが設計上の駆動限界値に達するまでは、検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤに基づいて制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤを増減する調整を行い、各レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから初期に調整した光出力値と同じ量の色光が出力されるようにしたので、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが設計上の駆動限界値に達するまでは、ホワイトバランスを常に所望の状態に、一定に保つことができ、かつ、輝度も一定に保つことができる。その後、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが設計上の駆動限界値に達するおそれがある場合には、制御信号ＲＳＤ，ＧＳＤ，ＢＳＤを増加させることなく減少させることのみにより、その光出力比が初期状態と同じになるような制御を行うようにしたので、全体の明るさは落ちることになるが、ホワイトバランスは常に所望の状態に、一定に保つことができる。これにより、長期間安定して良好な映像表示を行うことができる。
【００４９】
なお、以上の説明では、光出力値を一定に保つ制御を行うか、光出力比を一定に保つ制御を行うかの切り換えを自動的に行う場合について説明したが、この切り換えを手動で行うようにしたも良い。
【００５０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、図１に示した構成要素と実質的に同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５１】
図１の装置構成では、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとの間の光路中に部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを設けて、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂからの出力光の一部を空間的に分離して取り出し、光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに出力するようにした。本実施の形態では、部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂとは異なる光分離手段により、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの出力光を取り出し、光強度の検出を行うようにしたものである。
【００５２】
図７に示したように、本実施の形態に係る投射型表示装置は、部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂの代わりに、光分離手段として、カラーホイール３１とこのカラーホイール３１を駆動するための駆動モータ３２とを備えている。カラーホイール３１は、変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを通過後の各色光の共通の光路、すなわち、ダイクロイックミラー１８とスキャナ１９との間の光路中に設けられている。本投射型表示装置は、また、各変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを駆動するための変調信号を出力する各色用の信号源４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂと、信号源４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂから出力された各色の変調信号と後述する基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂ（図９（Ａ）〜（Ｃ））とを合成する信号合成器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂとを備えている。
【００５３】
カラーホイール３１は、図８に示したように、全体が円盤状に形成され、１２０°ごとに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色光を反射するための反射面３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂが設けられている。反射面３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ以外の部分は、各色光が透過可能な透過部３１Ｔとなっている。駆動モータ３２は、マイクロプロセッサ２３からの制御信号に基づいて、カラーホイール３１を回転制御するようになっている。
【００５４】
次に、本投射型表示装置における光出力値の検出動作について説明する。マイクロプロセッサ２３は、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示したような各色についての基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを出力する。これらの基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂで光強度を検出するために利用される。各基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、信号合成器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂの機能によって、信号源４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂから出力された各色の変調信号と合成される。図９（Ｄ）〜（Ｆ）は、信号合成器４２Ｒ，４２Ｇ，４２Ｂから出力される各色の合成変調信号４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂを示している。これらの図に示したように。マイクロプロセッサ２３は、例えば、映像の３フィールド（またはフレーム）に１色の割合で基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂを発生する。これらの基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂは、通常の映像表示区間Ｔｆに影響を与えることのないよう、映像のフィールド（またはフレーム）ブランキング区間Ｔblkに挿入される。合成変調信号４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂは、それぞれ、変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに出力される。各変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂは、各色の合成変調信号４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂに基づいて、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂからの各色光を強度変調する。
【００５５】
マイクロプロセッサ２３は、また、各基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに同期して駆動モータ３２を駆動制御し、各基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂとカラーホイール３１の各反射面３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂの位置とが所定の位相関係となるように制御する。すなわち、マイクロプロセッサ２３は、各変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに各基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂが加わっているときに、それに対応してカラーホイール３１の各反射面３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂが光軸上に位置することとなるよう制御する。これにより、例えば、Ｒ用変調器１４ＲからＲ基準パルス信号４３Ｒに基づく検出用の赤色光が出射されているときに、カラーホイール３１のＲ反射面３１Ｒが光軸上に位置することになり、検出用の赤色光が光強度検出器２１に向けて反射される。他の色についても同様である。
【００５６】
このようにして、映像信号のフィールドブランキング区間Ｔblkにおいて、基準パルス信号４３Ｒ，４３Ｇ，４３Ｂに基づいて出射された検出用の各色光が、カラーホイール３１の各反射面３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂで光強度検出器２１に向けて反射される。一方、通常の映像表示区間Ｔｆでは、信号源４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂからの変調信号に基づいて出射された各色の変調光がカラーホイール３１の透過部３１Ｔを通過する。
【００５７】
光強度検出器２１は、１フィールド（または１フレーム）ごとに、いずれか１つの色光を検出する。光強度検出器２１での検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤは、ＡＤコンバータ２２を介して、デジタル信号化されてマイクロプロセッサ２３に出力される。図９（Ｆ）に、この光強度検出器２１から出力される検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤを示す。図１の装置構成では、各色光が時間的に分離されていないので、別々の光強度検出器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂによって色光を検出したが、本実施の形態では、検出用の各色光が時間的に分離されているので、１つの光強度検出器２１のみで検出を行うことができる。また、本実施の形態において、検出用に用いる光は、通常の映像表示には用いられない光であるから、光量のロスもない。このため、本実施の形態では、通常の映像表示に全く影響を与えることなく、各色光の強度を検出できる。
【００５８】
マイクロプロセッサ２３は、以上のようにして出力された検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤに基づいて、各可変電源１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの駆動制御を行い、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂのそれぞれの光出力値を調整する。このマイクロプロセッサ２３による光出力の制御動作は、上記第１〜第３の実施の形態の制御動作（図２〜図６）と同様に行うことができる。
【００５９】
図１０は、検出信号ＲＢＤ，ＧＢＤ，ＢＢＤを得るためのマイクロプロセッサ２３の動作手順を示している。図１０に示した処理は、図２のステップＳ１５、図３のステップＳ２２、図４のステップＳ３２および図５のステップＳ４２での処理に相当する。マイクロプロセッサ２３は、駆動モータ３２を駆動制御して、カラーホイール３１のＲ反射面３１Ｒが光軸上に位置するように制御すると共に、Ｒ基準パルス信号４３Ｒを出力する（ステップＳ６１）。光強度検出器２１は、Ｒ基準パルス信号４３Ｒに基づいてＲ用変調器１４Ｒから出射され、カラーホイール３１のＲ反射面３１Ｒで反射された赤色光を検出する。マイクロプロセッサ２３は、光強度検出器２１で検出され、ＡＤコンバータ２２でＡＤ変換された信号をＲ検出信号ＲＢＤとして取得する（ステップＳ６２）。以下、同様にしてＧ検出信号ＧＢＤおよびＢ検出信号ＢＢＤを得る（ステップＳ６３，ステップＳ６４）。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、カラーホイール３１を利用して、光強度検出用の色光を、映像表示に用いられる色光とは時間的に分離して取得するようにしたので、光検出に伴う光量のロスがなく、通常の映像表示に全く影響を与えることなく、各色光の強度を検出し、光出力の制御に利用できる。また、カラーホイール３１を変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂの後段に配置することにより、変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂを通過した光を検出することになるので、レーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ自体の光出力の変化に加えて、変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂでの光出力の利得をも考慮した光出力の制御が可能となる。例えば変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂのいずれか１つの光出力の利得が５％少なかった場合、それに対応するレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの出力を自動的に５％増加するように補正する制御などが可能となる。
【００６１】
なお、以上の説明では、カラーホイール３１を１つのみ設ける場合について説明したが、カラーホイール３１を各色光の光路ごとに設けても良い。例えば、変調器１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂとミラー１５，１６，１７との間の各光路中に、カラーホイールを合計３つ設けるようにしても良い。
【００６２】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、図１および図７に示した構成要素と実質的に同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６３】
図１および図７では、レーザ光をスキャナ１９によって２次元的に走査して映像を表示する投射型表示装置について示したが、本実施の形態に係る投射型表示装置は、スキャナ１９を用いることなく、２次元の変調器を用いて映像を表示するようにしたものである。
【００６４】
図１１に示した本実施の形態に係る投射型表示装置は、図１の装置構成において、部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ以降の光学系の構成を変更したものである。この投射型表示装置は、各色光を２次元的に拡大する機能を有する各色用のビームエクスパンダ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂと、各色光を２次元的に変調する機能を有する各色用の２次元の変調器５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂとを備えている。この投射型表示装置は、また、各色の変調光を合成する機能を有する合成プリズム５３と、合成された変調光をスクリーン２０に向けて投射する投射レンズ５４とを備えている。２次元の変調器５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂとしては、例えばＬＣＤまたはＤＭＤなど、任意のものを使用できる。
【００６５】
この投射型表示装置では、部分反射ミラー１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂを通過したレーザ光源１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂからの各色光が、ビームエクスパンダ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂの機能によって２次元的に拡大され、各色用の変調器５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに出射される。各変調器５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂは、ビームエクスパンダ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂによって拡大された各色光を２次元的に変調して出射する。各色の変調光は、合成プリズム５３によって合成された後、投射レンズ５４によって、スクリーン２０に向けて投射される。これにより、スクリーン２０上に映像が表示される。
【００６６】
なお、図１１に示した投射型表示装置における光出力の制御動作は、上記第１〜第３の実施の形態の制御動作（図２〜図６）と同様である。
【００６７】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、本発明は、レーザ光源に限らず、複数の他の光源、例えば放電ランプ、発光ダイオード、エレクトロルミネセンスなどを光源として用いる場合にも適用可能である。また、上記各実施の形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの光源を用いる場合について説明したが、本発明は、光源がＲ，Ｇ，Ｂの３つの組み合わせである場合に限定されない。例えば、白色光源と単色（例えばＲ用）の光源とを組み合わせた場合にも適用可能である。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ以外の単色光源を用いた場合にも適用可能である。
【００６８】
また図示しないが、例えばＧＬＶ（Grating Light Valve）を利用した投射型表示装置のように、１次元のレーザ光源を変調し、その変調光を１次元のスキャナによって走査してスクリーン上に２次元の映像を表示するようにした表示装置にも、本発明は適用可能である。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光源制御装置もしくは光源制御方法、または投射型表示装置によれば、複数の光源のそれぞれの光出力値を検出し、この検出結果に基づいて、複数の光源のそれぞれの光出力値または各光出力値の相対的な値が常に一定の値に近づくように、複数の光源のそれぞれの光出力の制御を行うようにしたので、複数の光源からの光出力のバランスを常に所望の状態に保つことができる。特に、光出力値を一定に保つ制御を行った場合には、光出力のバランスのみならず、光量についても常に一定の状態に保つことができる。
【００７０】
特に、光出力値を一定にする制御を行った結果、あらかじめ設定された許容最大値を超えて駆動されるおそれのある光源があった場合に、光出力値を一定にする制御から各光出力値の相対的な値を一定にする制御へと自動的に切り換えるようにしたので、光源が許容最大値を超えないで駆動されている間は、光出力のバランスと光量とを常に所望の状態に保つことができる。その後、許容最大値を超えて駆動されるおそれのある光源が出てしまった場合にも、少なくとも光出力のバランスについては常に所望の状態に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る投射型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る投射型表示装置で行われる調整モードでの制御動作を示す流れ図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る投射型表示装置で行われる使用モードでの制御動作を示す流れ図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る投射型表示装置で行われる使用モードでの制御動作を示す流れ図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る投射型表示装置で行われる使用モードでの制御動作を示す流れ図である。
【図６】図５に続く流れ図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る投射型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る投射型表示装置において使用されるカラーホイールの構造を示す正面図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る投射型表示装置において使用される各種信号について説明するための波形図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る投射型表示装置における動作を説明するための流れ図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る投射型表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】従来のプロジェクタの構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…レーザ光源、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ…可変電源、、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ…変調器、１９…スキャナ、２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ…光強度検出器、２３…マイクロプロセッサ、３１…カラーホイール、３２…駆動モータ、５４…投射レンズ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light source control device and method for controlling the light output of a plurality of light sources, and a projection display device that displays an image using light from the plurality of light sources.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a projection type display device (projector) that displays an image by intensity-modulating light from a light source using an optical modulator and projecting the modulated light onto a screen. Projection methods in the projector include a front projection method that projects an image from the front side of the screen (front type) and a rear projection method that projects an image from the back side (rear type). As the optical modulator, for example, a liquid crystal display (LCD) or a digital micromirror device (DMD) is used.
[0003]
In a projector for color display, for example, each color light of red (R), green (G), and blue (B) is intensity-modulated by an optical modulator, and each color light is synthesized to generate a color image. In this case, a white light source such as a metal halide lamp is used as the light source, and each color light is generated by color-separating the white light with a dichroic mirror or the like.
[0004]
On the other hand, as a light source, there is a method using a plurality of monochromatic light sources that generate each color light instead of a white light source. For example, in USP 5,317,348 and USP 5,253,073, video display is performed using a plurality of laser light sources that generate light of each color of R, G, and B and a plurality of modulation elements for each color of R, G, and B. Techniques relating to projectors are disclosed.
[0005]
FIG. 12 shows a configuration example of a conventional projector using a plurality of laser light sources. This projector includes laser light sources 101, 102, and 103 for each color that generate R, G, and B color light, and modulators 104, 105, and 106 for each color. This projector also includes a total reflection mirror 111 provided in the optical path of red light emitted from the R modulator 104 and a total reflection mirror 112 provided in the optical path of blue light emitted from the B modulator 106. And dichroic mirrors 107 and 108 that are provided in the optical path of the green light emitted from the G modulator 105 and have a function of synthesizing each color light. The projector further includes a scanner 109 that two-dimensionally scans, unfolds, and projects each color light synthesized via the dichroic mirrors 107 and 108 on the screen 110.
[0006]
In this projector, red, green, and blue laser beams are independently output from the laser light sources 101, 102, and 103, respectively. Each color light is intensity-modulated by the modulators 104, 105, and 106 for the respective colors. The green light emitted from the G modulator 105 first enters the dichroic mirror 107. The red light emitted from the R modulator 104 is reflected by the total reflection mirror 111 toward the dichroic mirror 107 and mixed there with green light. The mixed red light and green light then enter the dichroic mirror 108. On the other hand, the blue light emitted from the B modulator 106 is reflected by the total reflection mirror 112 toward the dichroic mirror 108, where it is mixed with red light and green light. The mixed light is two-dimensionally developed by the scanner 109 and is projected onto the screen 110 as projection light, so that a two-dimensional image is displayed on the screen 110.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a projector using a plurality of laser light sources, when the light output of each light source changes individually, the color balance of the image projected on the screen is lost, and the image becomes difficult to view. There is. In particular, the light output of a light source generally decreases with time, and since it is extremely rare that the light output decrease rates of a plurality of light sources are all equal, the color balance is initially reduced over time. There is a risk of changing from the ideal state.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a light source control device and method, and a projection display device that can always keep the balance of light output from a plurality of light sources in a desired state. There is to do.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  A light source control device according to the present invention includes a detection unit that detects a light output value of each of a plurality of light sources, and a light output value of each of the plurality of light sources or a relative value of each light output value based on a detection result of the detection unit. And a control means for controlling the light output of each of the plurality of light sources so that the correct value always approaches a constant value.Then, as a result of performing control to make the light output value constant, the control means makes the light output value constant when there is a light source that may be driven beyond a preset allowable maximum value. Is automatically switched to control for keeping the relative value of each light output value constant.
[0010]
  The light source control method according to the present invention detects each light output value of a plurality of light sources.And steps toBased on the detection result, the light output of each of the plurality of light sources is controlled so that the light output value of each of the plurality of light sources or the relative value of each light output value always approaches a constant value.Including stepsIt is what I did.In the step of controlling the light output, the light output value is determined when there is a light source that may be driven exceeding a preset allowable maximum value as a result of performing the control to make the light output value constant. Is automatically switched from the control to keep the light output constant to the control to keep the relative value of each light output value constant.
[0011]
  The projection display device according to the present invention includes a plurality of light sources that generate different colored lights, a detection unit that detects a light output value of each of the plurality of light sources, and a detection result of the detection unit. Control means for controlling the light output of each of the plurality of light sources so that the light output value or the relative value of each light output value always approaches a constant value, and a plurality of light sources controlled by the control means. A modulation unit that modulates each color light and a projection unit that projects the modulated light from the modulation unit as video light are provided.Then, as a result of performing control to make the light output value constant, the control means makes the light output value constant when there is a light source that may be driven beyond a preset allowable maximum value. Is automatically switched to control for keeping the relative value of each light output value constant.
[0012]
In the light source control device and method and the projection display device according to the present invention, the light output values of the plurality of light sources are detected, and the light output values or the light output values of the plurality of light sources are determined based on the detection result. The light output of each of the plurality of light sources is controlled so that the relative value of each approaches a constant value.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0014]
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the projection display device according to the present embodiment includes laser light sources 11R, 11G, and 11B for each color that generate light of R, G, and B colors, and these laser light sources 11R, 11G. , 11B, and variable color power supplies 12R, 12G, 12B for driving each color, and modulators 14R, 14G, 14B for each color for modulating the intensity of each color light from the laser light sources 11R, 11G, 11B. The projection display device also includes a total reflection mirror 15 provided in the optical path of red light emitted from the R modulator 14R and an optical path provided in the optical path of blue light emitted from the B modulator 14B. A reflection mirror 17 and dichroic mirrors 16 and 18 provided in the optical path of green light emitted from the G modulator 14G and having a function of combining the respective color lights are provided. The projection display device further includes a scanner 19 that projects each color light synthesized via the dichroic mirrors 16 and 18 on the screen 20 in a two-dimensional manner.
[0015]
The projection display device further includes light intensity detectors 21R, 21G, and 21B for each color having a function of detecting light output values (light intensity, for example, luminance) of the laser light sources 11R, 11G, and 11B, and a laser. Light intensity detection is performed by spatially separating a part of each color light output from the laser light sources 11R, 11G, and 11B, provided in the optical path between the light sources 11R, 11G, and 11B and the modulators 14R, 14G, and 14B. And partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B for each color having a function of reflecting toward the containers 21R, 21G, and 21B. This projection type display device is also referred to as analog / digital (hereinafter referred to as “AD”) provided in the signal path between the light intensity detectors 21R, 21G, 21B and the variable power sources 12R, 12G, 12B. ) Converter 22, microprocessor 23, and digital / analog (hereinafter referred to as “DA”) converter 24.
[0016]
The variable power supplies 12R, 12G, and 12B are connected to the laser light sources 11R, 11G, and 11B via current control terminals 25R, 25G, and 25B. The variable power supplies 12R, 12G, and 12B have a function of supplying a driving current (variable) to the laser light sources 11R, 11G, and 11B. The laser light sources 11R, 11G, and 11B are made of, for example, semiconductor lasers, and their optical output values change according to the supply current from the variable power sources 12R, 12G, and 12B.
[0017]
The AD converter 22 has a function of converting the detection signals of the respective colors from the light intensity detectors 21R, 21G, and 21B into digital signals and outputting them to the microprocessor 23. Hereinafter, the R, G, and B detection signals output to the microprocessor 23 are referred to as RBD (R Bright Data), GBD (G Bright Data), and BBD (B Bright Data), respectively.
[0018]
The microprocessor 23 has a function of performing drive control of the variable power supplies 12R, 12G, and 12B and adjusting the light output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B. The microprocessor 23 performs a predetermined calculation based on the detection signals RBD, GBD, BBD from the AD intensity converted light intensity detectors 21R, 21G, 21B, and outputs a control signal for adjusting the light output. ing. Hereinafter, R, G, and B optical output adjustment control signals output from the microprocessor 23 are referred to as RSD (R Set Data), GSD (G Set Data), and BSD (B Set Data), respectively. . The DA converter 24 has a function of converting the control signals RSD, GSD, and BSD output from the microprocessor 23 into analog signals and outputting the analog signals to the variable power supplies 12R, 12G, and 12B. The microprocessor 23 has an internal memory for storing initial values of the detection signals RBD, GBD, BBD, standard values of the control signals RSD, GSD, BSD, and the like.
[0019]
Note that the signal values of the control signals RSD, GSD, and BSD are proportional to the intensity (for example, luminance) of light output from the laser light sources 11R, 11G, and 11B.
[0020]
In the present embodiment, the light intensity detectors 21R, 21G, and 21B correspond to a specific example of “detecting means” in the present invention, and the microprocessor 23 is a specific example of “control means” in the present invention. Corresponding to The partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B correspond to a specific example of “light separating means” in the present invention. The scanner 19 corresponds to a specific example of “projection unit” in the invention. Among the components in the apparatus of FIG. 1, the light intensity detectors 21R, 21G, and 21B, the AD converter 22, the microprocessor 23, and the DA converter 24 are mainly specific examples of the “light source control device” of the present invention. Correspond.
[0021]
Next, the operation of the projection display device having the above configuration will be described.
[0022]
First, the basic video display operation of the present projection display device will be described. In this projection type display device, red, green, and blue laser beams are independently output from the laser light sources 11R, 11G, and 11B in accordance with the supply currents from the variable power supplies 12R, 12G, and 12B. Most of the output light of each color is transmitted through the partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B and is incident on the modulators 14R, 14G, and 14B for the respective colors, where the intensity is modulated.
[0023]
The modulators 14R, 14G, and 14B are driven by a modulation signal from a signal source (not shown) given based on the video signal. The green light emitted from the G modulator 14G first enters the dichroic mirror 16. The red light emitted from the R modulator 14R is reflected by the total reflection mirror 15 toward the dichroic mirror 16, where it is mixed with the green light. The mixed red light and green light then enter the dichroic mirror 18. On the other hand, the blue light emitted from the B modulator 14B is reflected by the total reflection mirror 17 toward the dichroic mirror 18, where it is mixed with red light and green light. The mixed light is two-dimensionally developed by the scanner 19 and is projected onto the screen 20 as projection light (image light), and a two-dimensional image is displayed on the screen 20.
[0024]
By the way, a part of each color light output from each laser light source 11R, 11G, 11B is spatially separated by the function of the partial reflection mirrors 13R, 13G, 13B, and enters the light intensity detectors 21R, 21G, 21B. . The light intensity detectors 21R, 21G, and 21B detect the light output value (light intensity) of each incident color light. The detection signals of each color in the light intensity detectors 21R, 21G, and 21B are converted into digital signals by the function of the AD converter 22, and the AD converted detection signals RBD, GBD, and BBD are output to the microprocessor 23. Based on the detection signals RBD, GBD, and BBD, the microprocessor 23 controls the driving of the variable power supplies 12R, 12G, and 12B, and adjusts the optical output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B.
[0025]
Next, the light output control operation by the microprocessor 23 will be described in detail. In the present projection display device, first, for example, at the time of manufacture and at the time of factory shipment, the respective light output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B are adjusted to perform initial adjustment of color balance (white balance) (adjustment mode Thereafter, when the actual apparatus is used, the light output is controlled so that the color balance in the initial state is maintained (usage mode).
[0026]
First, the operation in the adjustment mode performed initially will be described with reference to FIG. First, the microprocessor 23 outputs standard values of control signals RSD, GSD, and BSD stored in an internal memory (not shown) (step S11). The variable power supplies 12R, 12G, and 12B supply driving currents to the laser light sources 11R, 11G, and 11B based on standard control signals RSD, GSD, and BSD given through the DA converter 24. The laser light sources 11R, 11G, and 11B output an amount of laser light corresponding to the supply current.
[0027]
Next, the microprocessor 23 adjusts the white balance by changing the light output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B by increasing or decreasing the values of the control signals RSD, GSD, and BSD (step S12). ). The white balance can be adjusted automatically by, for example, providing an optical sensor (not shown) on the screen 20 and feeding back the detection value of the optical sensor to the microprocessor 23. Note that each value of the control signals RSD, GSD, and BSD may be manually increased or decreased. If the white balance is not yet in an appropriate state (step S13; N), the white balance is adjusted again in step S12 until the white balance is in an appropriate state.
[0028]
On the other hand, if the white balance falls within a desired range and becomes an appropriate state (step S13; Y), the microprocessor 23 stores the adjustment values of the control signals RSD, GSD, and BSD at that time in the internal memory. (Step S14). At this time, the microprocessor 23 accepts input of detection signals RBD, GBD, and BBD of the light intensity of each color output via the AD converter 22 (step S15), and stores the value as an initial value in the internal memory. (Step S16). Thus, the adjustment mode process ends.
[0029]
Next, the operation in the use mode will be described with reference to FIG. First, the microprocessor 23 outputs the adjustment value stored in step S14 of the above-described adjustment mode via the DA converter 24 as the control signals RSD, GSD, and BSD given to the variable power supplies 12R, 12G, and 12B (step S21). ). The variable power supplies 12R, 12G, and 12B supply driving currents to the laser light sources 11R, 11G, and 11B based on the control signals RSD, GSD, and BSD supplied through the DA converter 24. The laser light sources 11R, 11G, and 11B output an amount of laser light corresponding to the supply current. At this time, the microprocessor 23 accepts input of detection signals RBD, GBD, BBD of the respective colors from the light intensity detectors 21R, 21G, 21B outputted via the AD converter 22 (step S22), The initial value stored in step S16 of the adjustment mode is compared (step S23).
[0030]
The microprocessor 23 adjusts the values of the control signals RSD, GSD, and BSD so that each value of the current detection signals RBD, GBD, and BBD approaches the initial value according to the result of comparison with the initial value. Specifically, when there is a detection signal RBD, GBD, BBD having a value larger than the initial value, the microprocessor 23 decreases the value of the corresponding control signal RSD, GSD, BSD (step S24). On the other hand, if there are detection signals RBD, GBD, BBD having values smaller than the initial value, the microprocessor 23 increases the values of the control signals RSD, GSD, BSD corresponding to the detection signals RBD, GBD, BBD (step S25). When there are detection signals RBD, GBD, and BBD having the same value as the initial value, the microprocessor 23 does not change the values of the control signals RSD, GSD, and BSD corresponding to the detection signals.
[0031]
The microprocessor 23 outputs the control signals RSD, GSD, and BSD thus adjusted to the variable power supplies 12R, 12G, and 12B via the DA converter 24 (step S26). The laser light sources 11R, 11G, and 11B are given drive currents based on the control signals RSD, GSD, and BSD thus adjusted. Thereafter, the microprocessor 23 returns to step S22 again and repeats the adjustment of the control signals RSD, GSD, BSD based on the detection signals RBD, GBD, BBD. By performing such feedback control, the values of the detection signals RBD, GBD, and BBD are always kept at the initial values. That is, feedback control is performed so that the light output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B always approach a constant value, and the light output value is always kept constant. Thereby, a change in white balance with time is prevented, and stable video display is performed for a long time.
[0032]
The control in the above use mode may be performed constantly during the operation of the apparatus, or may be performed at an arbitrary time as necessary. For example, when the projection type display device is used as a device for movie screening, a usage pattern may be considered that is performed between movie screenings.
[0033]
As described above, according to the present embodiment, a part of each color light from the plurality of laser light sources 11R, 11G, and 11B is spatially separated by the partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B, and the separated color lights are converted into light. Based on the detection results, the intensity detectors 21R, 21G, and 21B perform feedback control so that the same amount of colored light as the initially adjusted light output value is output from each of the laser light sources 11R, 11G, and 11B. Thus, the white balance can always be kept constant in a desired state. Also, the luminance can be kept constant. As a result, it is possible to stably display a good image for a long time.
[0034]
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts having substantially the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0035]
The configuration of the projection display device according to the present embodiment and the basic video display operation thereof are the same as those of the first embodiment, but the control operation in the use mode by the microprocessor 23 is particularly different. In the first embodiment, as described with reference to FIG. 3, the control is performed so that the light output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B are always constant. Control is performed so that the relative value (light output ratio) of the light output of each of the laser light sources 11R, 11G, and 11B is constant.
[0036]
The control operation in this use mode will be described with reference to FIG. Prior to this use mode, processing in the same adjustment mode as in FIG. 2 is performed. First, the microprocessor 23 outputs the adjustment values stored in step S14 in the adjustment mode of FIG. 2 via the DA converter 24 as control signals RSD, GSD, and BSD to be supplied to the variable power supplies 12R, 12G, and 12B (step S14). S31). The variable power supplies 12R, 12G, and 12B supply driving currents to the laser light sources 11R, 11G, and 11B based on the control signals RSD, GSD, and BSD supplied through the DA converter 24. The laser light sources 11R, 11G, and 11B output an amount of laser light corresponding to the supply current. At this time, the microprocessor 23 accepts input of detection signals RBD, GBD, BBD of the respective colors from the light intensity detectors 21R, 21G, 21B output via the AD converter 22 (step S32). The processing so far is the same as the processing in the first embodiment (steps S21 and S22 in FIG. 3).
[0037]
Next, the microprocessor 23 calculates relative values of the detection signals RBD, GBD, BBD, for example, RBD / GBD and BBD / GBD, corresponding to the light output ratios of the laser light sources 11R, 11G, 11B. (Step S33). Next, the microprocessor 23 compares the calculated light output ratio (RBD / GBD, BBD / GBD) with the light output ratio in the initial state (step S34). The light output ratio in the initial state is calculated from, for example, the initial values of the detection signals RBD, GBD, and BBD obtained in step S16 (FIG. 2) in the adjustment mode, and the values are stored in the internal memory in advance in the adjustment mode stage. You may memorize | store, and you may make it calculate from the initial value of each detection signal RBD, GBD, BBD memorize | stored in the adjustment mode in the execution stage of use mode.
[0038]
The microprocessor 23 adjusts the values of the control signals RSD, GSD, and BSD so that the value of the current light output ratio approaches the value of the initial state according to the result of comparison with the light output ratio in the initial state. Specifically, when there is a larger optical output ratio than the initial state, the microprocessor 23 decreases the value of the control signal corresponding thereto (step S35). For example, if RBD / GBD is larger than the value in the initial state, the value of the control signal RSD is decreased, and if BBD / GBD is larger than the value in the initial state, the value of the control signal BSD is decreased. At this time, control may be performed to increase the value of GSD. However, when performing control to increase the control signal, care must be taken so that the laser light sources 11R, 11G, and 11B are not driven beyond the maximum rated value.
[0039]
On the other hand, for example, when the value of RBD / GBD or BBD / GBD is smaller than the value in the initial state, the microprocessor 23 decreases the value of the control signal GSD (step S36). At this time, control may be performed to increase the value of RSD or BSD. However, also in this case, care must be taken so that the laser light sources 11R, 11G, and 11B are not driven beyond the maximum rated value. If the current light output ratio is the same as the value in the initial state, the values of the control signals RSD, GSD, and BSD are not changed.
[0040]
The microprocessor 23 outputs the control signals RSD, GSD, and BSD thus adjusted to the variable power supplies 12R, 12G, and 12B via the DA converter 24 (step S37). The laser light sources 11R, 11G, and 11B are given drive currents based on the control signals RSD, GSD, and BSD thus adjusted. Thereafter, the microprocessor 23 returns to step S32 again, and repeats the adjustment of the control signals RSD, GSD, and BSD based on the ratio of the detection signals RBD, GBD, and BBD. By performing such feedback control, the ratio of each detection signal RBD, GBD, BBD is always kept the same as the initial state. That is, feedback control is performed so that the light output ratios of the laser light sources 11R, 11G, and 11B always approach a constant value, and the light output ratio is always maintained at a constant value. Thereby, a change in white balance with time is prevented, and stable video display is performed for a long time. Note that when control for reducing the value of the control signal (steps S35 and S36 in FIG. 3) is performed, the overall brightness is reduced as compared with the initial state, but the light output ratio is controlled to be constant. Therefore, the color balance is kept constant.
[0041]
In the present embodiment, each color light from the plurality of laser light sources 11R, 11G, and 11B is detected by the light intensity detectors 21R, 21G, and 21B, and the light output ratio becomes the same as the light output ratio in the initial state. In addition, since the feedback control is performed, the white balance can always be kept constant in a desired state. As a result, it is possible to stably display a good image for a long time.
[0042]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts having substantially the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0043]
The configuration of the projection display device according to the present embodiment and the basic video display operation thereof are the same as those of the first embodiment, but the control operation in the use mode by the microprocessor 23 is particularly different. In the first embodiment, as described with reference to FIG. 3, the control is performed so that the light output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B are always constant. In the second embodiment, as described with reference to FIG. 4, the control is performed such that the ratio of the light outputs of the laser light sources 11R, 11G, and 11B is always constant. In this embodiment, first, control is performed to keep the light output value constant. As a result of the control, laser light sources 11R, 11G, and 11B driven exceeding a preset allowable maximum value are likely to be emitted. In the case of a failure, the control is switched to a control for keeping the light output ratio constant.
[0044]
With reference to FIG. 5 and FIG. 6, the control operation in the use mode in the present embodiment will be described. Prior to this use mode, processing in the same adjustment mode as in FIG. 2 is performed. In the present embodiment, the laser light sources 11R, 11G, and 11B are set with drive limit values that are allowable in design in advance according to their ratings, and the control signals RSD, GSD, and BSD are also correspondingly set. It is assumed that an allowable maximum value is set in advance. The allowable maximum values of the control signals RSD, GSD, and BSD are stored in the internal memory of the microprocessor 23.
[0045]
First, the microprocessor 23 outputs the adjustment values stored in step S14 in the adjustment mode of FIG. 2 via the DA converter 24 as control signals RSD, GSD, and BSD to be supplied to the variable power supplies 12R, 12G, and 12B (step S14). S41). Then, the microprocessor 23 adjusts the control signals RSD, GSD, and BSD based on the detection signals RBD, GBD, and BBD, and performs feedback control so that the values of the detection signals RBD, GBD, and BBD are always the values in the initial state. (Steps S42 to S46). The processes in steps S41 to S46 are the same as the processes in steps S21 to S26 in FIG. As a result, the respective light output values of the laser light sources 11R, 11G, and 11B are controlled to be the same as in the initial state, and the brightness and white balance are kept constant.
[0046]
In step S45, control is performed to increase the values of the control signals RSD, GSD, and BSD in accordance with the current values of the detection signals RBD, GBD, and BBD. At this time, the microprocessor 23 controls the control signals RSD, It is determined whether any one of GSD and BSD exceeds a preset allowable maximum value (step S47). Even if the value is increased, if none of the control signals RSD, GSD, and BSD exceeds the allowable maximum value (step S47; Y), the microprocessor 23 proceeds to the process of step S46 and keeps the optical output value constant. Repeat control.
[0047]
On the other hand, when the value is increased, if any one of the control signals RSD, GSD, and BSD exceeds a preset allowable maximum value (step S47; N), the microprocessor 23 outputs the optical output. Control that keeps the value constant is switched to control that keeps the light output ratio constant (steps S48 to S52 in FIG. 6). The processing in steps S48 to S52 for keeping the light output ratio constant is the same as the processing in steps S33 to S37 in FIG. In this process, the optical output ratio is kept constant only by reducing the values of the control signals RSD, GSD, and BSD (steps S50 and S51), so that the control signals RSD, GSD, and BSD do not exceed the allowable maximum value. . That is, the laser light sources 11R, 11G, and 11B are driven within a design allowable range. As a result, the ratio of the light output of each of the laser light sources 11R, 11G, and 11B is controlled to be the same as that in the initial state, and the overall brightness is lower than that in the initial state, but the white balance is constant. To be kept.
[0048]
As described above, according to the present embodiment, the control signals RSD, GSD, BSD are based on the detection signals RBD, GBD, BBD until the laser light sources 11R, 11G, 11B reach the designed drive limit values. Is adjusted so that the same amount of color light as the light output value initially adjusted is output from each of the laser light sources 11R, 11G, and 11B. Until the value is reached, the white balance can always be kept constant in a desired state, and the luminance can also be kept constant. Thereafter, when there is a possibility that the laser light sources 11R, 11G, and 11B may reach the design drive limit value, the light output ratio is set to the initial state only by decreasing the control signals RSD, GSD, and BSD without increasing them. Therefore, the overall brightness is lowered, but the white balance can always be kept constant in a desired state. As a result, it is possible to stably display a good image for a long time.
[0049]
In the above description, the case where the control for keeping the light output value constant or the control for keeping the light output ratio is automatically performed has been described. However, this switching should be performed manually. It is also good.
[0050]
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts having substantially the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0051]
In the apparatus configuration of FIG. 1, partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B are provided in the optical path between the laser light sources 11R, 11G, and 11B and the modulators 14R, 14G, and 14B, and the laser light sources 11R, 11G, and 11B A part of the output light is spatially separated and taken out and output to the light intensity detectors 21R, 21G, and 21B. In the present embodiment, the output light of the laser light sources 11R, 11G, and 11B is taken out by the light separation means different from the partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B, and the light intensity is detected.
[0052]
As shown in FIG. 7, the projection display apparatus according to the present embodiment is configured to drive the color wheel 31 and the color wheel 31 as light separating means instead of the partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B. Drive motor 32. The color wheel 31 is provided in a common optical path of each color light after passing through the modulators 14R, 14G, and 14B, that is, an optical path between the dichroic mirror 18 and the scanner 19. This projection type display device is also output from the signal sources 41R, 41G, 41B for the respective colors that output the modulation signals for driving the modulators 14R, 14G, 14B, and the signal sources 41R, 41G, 41B. Signal synthesizers 42R, 42G, and 42B for synthesizing the modulation signals of the respective colors and reference pulse signals 43R, 43G, and 43B (FIGS. 9A to 9C) described later are provided.
[0053]
As shown in FIG. 8, the color wheel 31 is formed in a disk shape as a whole, and is provided with reflecting surfaces 31R, 31G, and 31B for reflecting R, G, and B color lights every 120 °. Yes. Portions other than the reflective surfaces 31R, 31G, and 31B are transmissive portions 31T that can transmit each color light. The drive motor 32 controls the rotation of the color wheel 31 based on a control signal from the microprocessor 23.
[0054]
Next, the light output value detection operation in the present projection display device will be described. The microprocessor 23 outputs reference pulse signals 43R, 43G, and 43B for each color as shown in FIGS. These reference pulse signals 43R, 43G, and 43B are used to detect the light intensity by the light intensity detectors 21R, 21G, and 21B. The reference pulse signals 43R, 43G, and 43B are combined with the modulation signals of the respective colors output from the signal sources 41R, 41G, and 41B by the function of the signal combiners 42R, 42G, and 42B. 9D to 9F show the combined modulation signals 44R, 44G, and 44B of the respective colors output from the signal combiners 42R, 42G, and 42B. As shown in these figures. For example, the microprocessor 23 generates the reference pulse signals 43R, 43G, and 43B at a rate of one color for three fields (or frames) of the video. These reference pulse signals 43R, 43G, and 43B are inserted into the video field (or frame) blanking interval Tblk so as not to affect the normal video display interval Tf. The combined modulation signals 44R, 44G, and 44B are output to the modulators 14R, 14G, and 14B, respectively. Each of the modulators 14R, 14G, and 14B intensity-modulates each color light from the laser light sources 11R, 11G, and 11B based on the combined modulation signals 44R, 44G, and 44B of the respective colors.
[0055]
The microprocessor 23 also drives and controls the drive motor 32 in synchronization with the reference pulse signals 43R, 43G, and 43B, and the reference pulse signals 43R, 43G, and 43B and the reflecting surfaces 31R, 31G, and 31B of the color wheel 31 are controlled. The position is controlled so as to have a predetermined phase relationship. That is, when the reference pulse signals 43R, 43G, and 43B are added to the modulators 14R, 14G, and 14B, the microprocessor 23 corresponds to each of the reflecting surfaces 31R, 31G, and 31B of the color wheel 31 to emit light. Control to be located on the axis. Thereby, for example, when red light for detection based on the R reference pulse signal 43R is emitted from the R modulator 14R, the R reflecting surface 31R of the color wheel 31 is positioned on the optical axis, The red light for detection is reflected toward the light intensity detector 21. The same applies to other colors.
[0056]
In this way, in the field blanking interval Tblk of the video signal, the detection color lights emitted based on the reference pulse signals 43R, 43G, and 43B are emitted from the reflection surfaces 31R, 31G, and 31B of the color wheel 31. Reflected toward the intensity detector 21. On the other hand, in the normal video display section Tf, the modulated light of each color emitted based on the modulation signal from the signal sources 41R, 41G, 41B passes through the transmission part 31T of the color wheel 31.
[0057]
The light intensity detector 21 detects any one color light for each field (or one frame). Detection signals RBD, GBD, and BBD from the light intensity detector 21 are converted into digital signals via the AD converter 22 and output to the microprocessor 23. FIG. 9F shows detection signals RBD, GBD, and BBD output from the light intensity detector 21. In the apparatus configuration of FIG. 1, since each color light is not temporally separated, the color light is detected by the separate light intensity detectors 21R, 21G, and 21B. However, in this embodiment, each color light for detection is detected in time. Therefore, the detection can be performed by only one light intensity detector 21. Further, in the present embodiment, the light used for detection is light that is not used for normal video display, and thus there is no loss of light quantity. Therefore, in the present embodiment, the intensity of each color light can be detected without affecting the normal video display at all.
[0058]
The microprocessor 23 controls the driving of the variable power supplies 12R, 12G, and 12B based on the detection signals RBD, GBD, and BBD output as described above, and outputs the light from the laser light sources 11R, 11G, and 11B. Adjust the value. The light output control operation by the microprocessor 23 can be performed in the same manner as the control operations (FIGS. 2 to 6) of the first to third embodiments.
[0059]
FIG. 10 shows an operation procedure of the microprocessor 23 for obtaining the detection signals RBD, GBD, and BBD. The process shown in FIG. 10 corresponds to the process in step S15 in FIG. 2, step S22 in FIG. 3, step S32 in FIG. 4, and step S42 in FIG. The microprocessor 23 controls the drive motor 32 so that the R reflecting surface 31R of the color wheel 31 is positioned on the optical axis, and outputs the R reference pulse signal 43R (step S61). The light intensity detector 21 detects red light emitted from the R modulator 14R based on the R reference pulse signal 43R and reflected by the R reflecting surface 31R of the color wheel 31. The microprocessor 23 acquires the signal detected by the light intensity detector 21 and AD-converted by the AD converter 22 as the R detection signal RBD (step S62). Thereafter, the G detection signal GBD and the B detection signal BBD are obtained in the same manner (step S63, step S64).
[0060]
As described above, according to the present embodiment, the color wheel 31 is used to acquire the color light for detecting the light intensity separately from the color light used for video display. There is no loss of light amount due to light detection, and the intensity of each color light can be detected and used for controlling the light output without affecting the normal video display at all. Further, since the color wheel 31 is disposed at the subsequent stage of the modulators 14R, 14G, and 14B, the light that has passed through the modulators 14R, 14G, and 14B is detected, so that the light from the laser light sources 11R, 11G, and 11B itself is detected. In addition to the change in output, it is possible to control the optical output in consideration of the gain of the optical output in the modulators 14R, 14G, and 14B. For example, when the gain of the optical output of any one of the modulators 14R, 14G, and 14B is 5% less, control for correcting the output of the corresponding laser light sources 11R, 11G, and 11B to automatically increase by 5%, etc. Is possible.
[0061]
In the above description, the case where only one color wheel 31 is provided has been described. However, the color wheel 31 may be provided for each optical path of each color light. For example, a total of three color wheels may be provided in each optical path between the modulators 14R, 14G, and 14B and the mirrors 15, 16, and 17.
[0062]
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the following description, parts having substantially the same functions as those shown in FIG. 1 and FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
[0063]
FIGS. 1 and 7 show the projection display device that two-dimensionally scans the laser light with the scanner 19 and displays an image. However, the projection display device according to the present embodiment uses the scanner 19. Instead, the image is displayed using a two-dimensional modulator.
[0064]
The projection display device according to the present embodiment shown in FIG. 11 is obtained by changing the configuration of the optical system after the partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B in the device configuration of FIG. This projection type display device includes a beam expander 51R, 51G, 51B for each color having a function of expanding each color light two-dimensionally, and a two-dimensional for each color having a function of modulating each color light two-dimensionally. Modulators 52R, 52G, and 52B are provided. The projection display device further includes a combining prism 53 having a function of combining the modulated lights of the respective colors, and a projection lens 54 that projects the combined modulated light toward the screen 20. As the two-dimensional modulators 52R, 52G, and 52B, an arbitrary one such as an LCD or DMD can be used.
[0065]
In this projection display device, each color light from the laser light sources 11R, 11G, and 11B that has passed through the partial reflection mirrors 13R, 13G, and 13B is expanded two-dimensionally by the function of the beam expanders 51R, 51G, and 51B, and each color is displayed. Are output to the modulators 52R, 52G, and 52B. Each of the modulators 52R, 52G, and 52B modulates each color light expanded by the beam expanders 51R, 51G, and 51B in a two-dimensional manner and emits the light. The modulated light of each color is synthesized by the synthesis prism 53 and then projected toward the screen 20 by the projection lens 54. As a result, an image is displayed on the screen 20.
[0066]
The light output control operation in the projection display device shown in FIG. 11 is the same as the control operation (FIGS. 2 to 6) of the first to third embodiments.
[0067]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, the present invention is not limited to a laser light source, and can be applied to a case where a plurality of other light sources such as a discharge lamp, a light emitting diode, and electroluminescence are used as a light source. In each of the above embodiments, the case where three light sources of R, G, and B are used has been described. However, the present invention is not limited to the case where the light source is a combination of three light sources of R, G, and B. For example, the present invention can also be applied when a white light source and a monochromatic (for example, R) light source are combined. Further, the present invention can also be applied when a monochromatic light source other than R, G, and B is used.
[0068]
Although not shown, for example, a one-dimensional laser light source is modulated as in a projection display device using a GLV (Grating Light Valve), and the modulated light is scanned by a one-dimensional scanner so as to be two-dimensionally displayed on the screen. The present invention is also applicable to a display device that displays video.
[0069]
【The invention's effect】
  As explained above,Of the present inventionLight source control deviceIs lightSource control method, alsoThrowAccording to the projection display device, the light output values of the plurality of light sources are detected, and the light output values of the plurality of light sources or the relative values of the light output values are always constant based on the detection result. Since the light output of each of the plurality of light sources is controlled so as to approach the value, the balance of the light output from the plurality of light sources can always be maintained in a desired state. In particular, when control is performed to keep the light output value constant, not only the light output balance but also the light quantity can always be kept constant.
[0070]
  In particular,As a result of performing control to make the light output value constant, if there is a light source that may be driven beyond the preset allowable maximum value, the control to make the light output value constant Since the control automatically switches to a control that keeps the relative value constant, the balance of the light output and the light quantity are always kept in a desired state while the light source is driven without exceeding the maximum allowable value. be able to. Thereafter, even when a light source that may be driven exceeding the allowable maximum value is emitted, at least the balance of the light output can always be kept in a desired state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a control operation in an adjustment mode performed by the projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing a control operation in a use mode performed in the projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a control operation in a use mode performed in the projection display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a control operation in a use mode performed by the projection display apparatus according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart following FIG. 5;
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a front view showing a structure of a color wheel used in a projection display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a waveform diagram for explaining various signals used in the projection display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation in the projection display apparatus according to the fourth embodiment of the invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a conventional projector.
[Explanation of symbols]
11R, 11G, 11B ... laser light source, 12R, 12G, 12B ... variable power supply, 14R, 14G, 14B ... modulator, 19 ... scanner, 21R, 21G, 21B ... light intensity detector, 23 ... microprocessor, 31 ... Color wheel, 32 ... drive motor, 54 ... projection lens.

Claims

A light source control device for controlling a plurality of light sources that generate different colored lights,
Detecting means for detecting a light output value of each of the plurality of light sources;
Based on the detection result of the detection means, the light output value of each of the plurality of light sources or the relative value of each light output value always approaches a constant value. Control means for performing control , and
As a result of performing the control to make the light output value constant, the control means starts the control to make the light output value constant when there is a light source that may be driven beyond a preset allowable maximum value. A light source control device configured to automatically switch to a control for keeping the relative value of each light output value constant .

Furthermore, the light separation means for spatially separating a part of each color light emitted from the plurality of light sources,
The detection means is configured to detect the light intensity of each color light spatially separated by the light separation means.
A light source control device 請 Motomeko 1 wherein.

Furthermore, it comprises light separating means for temporally separating a part of each color light emitted from the plurality of light sources,
The detection means is configured to detect the light intensity of each color light temporally separated by the light separation means.
A light source control device 請 Motomeko 1 wherein.

The light separation means is provided on the same optical path of each color light, and has a function of separating each color light temporally by a single unit.
請 Motomeko 3 light source control device according.

A light source control method for controlling a plurality of light sources that generate different colored lights,
Detecting a light output value of each of the plurality of light sources ;
Based on the detection result, the light output value of each of the plurality of light sources or the relative value of each light output value is controlled so as to always approach a constant value. Step and
Including
In the step of controlling the light output, as a result of performing the control to make the light output value constant, the light output value is set when there is a light source that may be driven exceeding a preset allowable maximum value. A light source control method for automatically switching from constant control to control to keep the relative value of each light output value constant .

Multiple light sources that generate different colored light,
Detecting means for detecting a light output value of each of the plurality of light sources;
Based on the detection result of the detection means, the light output value of each of the plurality of light sources or the relative value of each light output value always approaches a constant value. Control means for controlling;
Modulation means for modulating each color light from the plurality of light sources controlled by the control means;
Projecting means for projecting the modulated light by the modulating means as video light ,
As a result of performing the control to make the light output value constant, the control means starts the control to make the light output value constant when there is a light source that may be driven beyond a preset allowable maximum value. A projection display device configured to automatically switch to a control for keeping the relative value of each light output value constant .