JP4810941B2 - projector - Google Patents

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Description

本発明は、スクリーン上にカラー画像を投射することができるプロジェクタに関する。   The present invention relates to a projector capable of projecting a color image on a screen.

従来、LED(発光ダイオード)を用いた小型のプロジェクタが提案されている(例えば、特許文献1参照)。RGB各色のLEDを別々に備えてカラー表示の投影を行う場合、LEDの発光効率がRGBで異なることや、LEDに個体差があったりして、ホワイトバランス調整が問題となる。一般的には、製造時における投射光の色バランスを実測し、その測定結果に基づいてRGB各々の駆動電流値もしくは駆動デューティ比を微調整することにより、ホワイトバランス調整を行っている。それらの調整値は予め装置に記憶されている。   Conventionally, small projectors using LEDs (light emitting diodes) have been proposed (see, for example, Patent Document 1). When performing color display projection by separately providing RGB LEDs, white balance adjustment becomes a problem because the light emission efficiency of the LEDs is different for each RGB and there are individual differences in the LEDs. In general, white balance adjustment is performed by actually measuring the color balance of projection light at the time of manufacture and finely adjusting the drive current value or drive duty ratio of each of RGB based on the measurement result. These adjustment values are stored in advance in the apparatus.

特開2005−3900号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-3900

しかしながら、LEDの発光効率には温度依存性があり、その温度依存性はR,G,B毎に異なる。従って、出荷段階で上述したような調整を行っても、実際に使用している時の環境温度が調整時の温度と異なっていると、色バランスが崩れてしまうことになる。また、経時変化によりLEDの発光特性が変化した場合も、色バランスが崩れる。   However, the luminous efficiency of the LED has temperature dependence, and the temperature dependence differs for each of R, G, and B. Therefore, even if the adjustment as described above is performed at the shipping stage, if the environmental temperature during actual use is different from the temperature at the time of adjustment, the color balance will be lost. Also, the color balance is lost when the light emission characteristics of the LED change with time.

請求項1の発明によるプロジェクタは、異なる色光を発生する複数の光源を有し、それらを独立に発光することができる照明手段と、照明手段からの照明光を偏光方向の異なる2つの偏光光に分離する偏光分離素子と、偏光分離素子で分離された一方の偏光光が入射し、入射した偏光光を画像情報に基づいて変調する空間光変調素子と、空間光変調素子により変調された光から投射用偏光光を分離してスクリーン上に投射する分離投射手段と、偏光分離素子で分離された他方の偏光光を受光し、受光量に応じた信号を出力する光電変換素子と、光電変換素子の出力信号に基づいて複数の光源をそれぞれ駆動制御して、スクリーン上に投影された投影画像の色バランス調整を行う制御手段とを備えたことを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載のプロジェクタにおいて、投射用偏光光の強度と、光電変換素子の受光量または光電変換素子の信号出力値との相関関係を、予めデータとして記憶する記憶部を備え、制御手段は、記憶部に記憶されたデータに基づいて色バランス調整を行うようにしたものである。
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のプロジェクタにおいて、照明手段は、複数の光源毎に、第1の強度による第1発光と第1の強度より弱い第2の強度による第2発光とを切り換え可能であって、制御手段は、第2発光時における光電変換素子の出力信号に基づいて色バランス調整を行うようにしたものである。
請求項4の発明は、請求項3に記載のプロジェクタにおいて、空間光変調素子は強誘電液晶を用いた反射型ライトバルブであり、第1発光時に通常画像表示を行い、第2発光時に反転画像表示を行うようにしたものである。
The projector according to the first aspect of the present invention has a plurality of light sources that generate different color lights, and can illuminate them independently, and the illumination light from the illumination means is converted into two polarized lights having different polarization directions. A polarization separation element to be separated, a spatial light modulation element that modulates the incident polarized light based on image information, and a light modulated by the spatial light modulation element. Separating and projecting means for separating the polarized light for projection and projecting it on the screen, a photoelectric conversion element for receiving the other polarized light separated by the polarization separation element and outputting a signal corresponding to the amount of received light, and a photoelectric conversion element And a control means for adjusting the color balance of the projected image projected on the screen by driving and controlling each of the plurality of light sources based on the output signal.
According to a second aspect of the present invention, in the projector according to the first aspect, the correlation between the intensity of the polarized light for projection and the amount of light received by the photoelectric conversion element or the signal output value of the photoelectric conversion element is stored in advance as data. The control means is configured to perform color balance adjustment based on data stored in the storage unit.
According to a third aspect of the present invention, in the projector according to the first or second aspect, the illuminating means includes a first light emission with a first intensity and a second with a second intensity weaker than the first intensity for each of a plurality of light sources. The light emission can be switched, and the control means performs color balance adjustment based on the output signal of the photoelectric conversion element during the second light emission.
According to a fourth aspect of the present invention, in the projector according to the third aspect, the spatial light modulation element is a reflective light valve using a ferroelectric liquid crystal, and performs normal image display during the first light emission and an inverted image during the second light emission. The display is performed.

本発明によれば、偏光分離素子で分離された2つの偏光光の内の投影に利用されない偏光光を光電変換素子で受光し、光電変換素子の出力信号に基づいて異なる色光を発生する複数の光源をそれぞれ駆動制御し、スクリーン上に投影された投影画像の色バランス調整を行うようにしたので、温度変化や経時変化により光源光が変化しても、色バランスの良い投影画像を得ることができる。   According to the present invention, polarized light that is not used for projection among the two polarized lights separated by the polarization separation element is received by the photoelectric conversion element, and a plurality of different colored lights are generated based on the output signal of the photoelectric conversion element. Since the light source is driven and controlled, and the color balance of the projected image projected on the screen is adjusted, it is possible to obtain a projected image with good color balance even if the light source light changes due to temperature changes or changes over time. it can.

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は本発明によるプロジェクタの一実施の形態を示すブロック図である。プロジェクタは、照明光を発生する照明部1、偏光ビームスプリッタ(以下では、PBSを記す)2、反射型液晶ライトバルブの一種であるLCOS3、CMOS受光素子4、投影レンズ5およびコントローラ6を備えている。コントローラ6には、LED制御回路61,LCOS制御回路62,CMOS制御回路63,CPU64およびメモリ65が設けられている。メモリ65には、CPU64で処理されるプログラムや種々のデータ等が記憶される。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a projector according to the present invention. The projector includes an illumination unit 1 that generates illumination light, a polarizing beam splitter (hereinafter referred to as PBS) 2, an LCOS 3 that is a kind of a reflective liquid crystal light valve, a CMOS light receiving element 4, a projection lens 5, and a controller 6. Yes. The controller 6 is provided with an LED control circuit 61, an LCOS control circuit 62, a CMOS control circuit 63, a CPU 64, and a memory 65. The memory 65 stores programs processed by the CPU 64 and various data.

照明部1は光源である高輝度LED11と、LED11からの光を略平行光とする集光レンズ12とを備えている。LED11はR(赤),G(緑),B(青)の3色のLEDを一つのパッケージ内に備えたものであり、これらを切り換え発光することによりR光,G光およびB光を個別に発光することができる。LED11の発光制御は、コントローラ6に設けられたLED制御回路61によって行われる。各色のLEDの駆動電流値や点灯時間(デューティ比)などを制御することにより、RGBそれぞれの発光強度を制御することが可能であり、これにより投影画像のホワイトバランス(色バランス)を調整することができる。   The illumination unit 1 includes a high-intensity LED 11 that is a light source, and a condenser lens 12 that makes light from the LED 11 substantially parallel light. The LED 11 is provided with LEDs of three colors, R (red), G (green), and B (blue), in one package. By switching between these LEDs, R light, G light, and B light are individually provided. Can emit light. The light emission control of the LED 11 is performed by an LED control circuit 61 provided in the controller 6. By controlling the drive current value, lighting time (duty ratio), etc. of each color LED, it is possible to control the light emission intensity of each of RGB, thereby adjusting the white balance (color balance) of the projected image. Can do.

照明部1を出射した無偏光状態の光はPBS2に入射し、偏光分離膜が形成された分離面2aでS偏光光とP偏光光とに分離される。偏光分離膜はP偏光光を透過しS偏光光を反射するように構成されており、分離面2aを透過したP偏光光はCMOS受光素子4に入射する。P偏光光を受光したCMOS受光素子4の検出信号は、CMOS制御回路63に入力される。本実施の形態では、CMOS受光素子4でP偏光光を受光することにより、照明部1から出射される照明光の光量を検出することができる。   The unpolarized light emitted from the illumination unit 1 enters the PBS 2, and is separated into S-polarized light and P-polarized light by the separation surface 2a on which the polarization separation film is formed. The polarization separation film is configured to transmit P-polarized light and reflect S-polarized light, and the P-polarized light transmitted through the separation surface 2 a is incident on the CMOS light receiving element 4. The detection signal of the CMOS light receiving element 4 that has received the P-polarized light is input to the CMOS control circuit 63. In the present embodiment, the amount of illumination light emitted from the illumination unit 1 can be detected by receiving the P-polarized light by the CMOS light receiving element 4.

一方、分離面2aで反射されたS偏光光は、LCOS3に入射する。本実施の形態のプロジェクタでは、フィールドシーケンシャル駆動によるカラー表示を行うため、LCOS3には高速駆動が可能な強誘電液晶(FLC)が用いられている。   On the other hand, the S-polarized light reflected by the separation surface 2a enters the LCOS 3. In the projector according to the present embodiment, ferroelectric liquid crystal (FLC) capable of high-speed driving is used for LCOS 3 in order to perform color display by field sequential driving.

LCOS制御回路62はCPU64から入力される画像情報に基づいて、LCOS3の各画素の印加電圧を制御する。LCOS3の各画素は印加電圧により液晶分子の配列が変化し、液晶層が位相板の役目を果たすようになる。印加電圧を制御することにより、入射した偏光光の偏光方向を90度回転して出射する状態と、入射した偏光光の偏光方向を変えることなく出射する状態とを形成することができる。ここでは、偏光方向を90度回転する状態の画素を白画素と呼び、偏光方向を変えない状態の画素を黒画素と呼ぶことにする。すなわち、LCOS3には、画像情報に応じた白画素と黒画素とから成る画像パターンが形成される。   The LCOS control circuit 62 controls the voltage applied to each pixel of the LCOS 3 based on image information input from the CPU 64. In each pixel of the LCOS 3, the arrangement of liquid crystal molecules changes according to the applied voltage, and the liquid crystal layer serves as a phase plate. By controlling the applied voltage, it is possible to form a state in which the polarization direction of the incident polarized light is emitted by rotating by 90 degrees and a state in which the incident polarized light is emitted without changing the polarization direction. Here, a pixel whose polarization direction is rotated by 90 degrees is called a white pixel, and a pixel whose polarization direction is not changed is called a black pixel. That is, an image pattern composed of white pixels and black pixels corresponding to the image information is formed on the LCOS 3.

PBS2からLCOS3に入射したS偏光光は、各画素の状態が白画素か黒画素かに応じて変調される。すなわち、LCOS3の黒画素に入射したS偏光光は、偏光状態が変わらずS偏光光としてPBS2方向に出射される。一方、白画素に入射したS偏光光は偏光方向が90度回転されて、P偏光光としてPBS2へと出射される。このように、LCOS3は入射した偏光光を入力された画像情報に応じて空間光変調を行い、変調光として出射する。   S-polarized light incident on the LCOS 3 from the PBS 2 is modulated according to whether the state of each pixel is a white pixel or a black pixel. That is, the S-polarized light incident on the black pixel of the LCOS 3 is emitted in the PBS2 direction as the S-polarized light without changing the polarization state. On the other hand, the polarization direction of the S-polarized light incident on the white pixel is rotated by 90 degrees and emitted to the PBS 2 as P-polarized light. Thus, the LCOS 3 performs spatial light modulation according to the input image information and emits the incident polarized light as modulated light.

LCOS3から出射された変調光に含まれるS偏光光(すなわちLCOS3の黒画素部分から出射されたS偏光光)は、PBS2の分離面2aで反射されて照明部1へと戻る。照明部1へ戻った偏光光は照明部1の内部で反射され、一部は再び照明光として利用される。一方、LCOS3の白画素部分から出射されたP偏光光は、PBS2の分離面2aを透過し、投影レンズ5により不図示のスクリーン上に投影される。   S-polarized light included in the modulated light emitted from the LCOS 3 (that is, S-polarized light emitted from the black pixel portion of the LCOS 3) is reflected by the separation surface 2a of the PBS 2 and returns to the illumination unit 1. The polarized light that has returned to the illuminating unit 1 is reflected inside the illuminating unit 1, and a part thereof is used again as illuminating light. On the other hand, the P-polarized light emitted from the white pixel portion of the LCOS 3 is transmitted through the separation surface 2a of the PBS 2 and projected onto a screen (not shown) by the projection lens 5.

強誘電液晶を用いたLCOS3の場合、上述したように高速駆動が可能であるが、画像の焼き付き現象を防止するために、液晶の極性を反転させた反転駆動による反転画像表示と通常画像表示とを交互に行う必要がある。一般的には、この反転画像表示の際には照明光を消灯して、反転画像がスクリーン上に投影されるのを防止している。本実施の形態では、この反転画像表示の際には照明光の光量を下げて、反転画像がスクリーン上に投影されることによる影響を抑えるとともに、受光素子4の検出値に基づいて照明光のセンシングを行って照明部1のホワイトバランス調整を行うようにした。   In the case of LCOS3 using ferroelectric liquid crystal, high-speed driving is possible as described above, but in order to prevent image burn-in phenomenon, reverse image display by reverse drive in which the polarity of the liquid crystal is reversed and normal image display Need to be performed alternately. In general, when the reverse image is displayed, the illumination light is turned off to prevent the reverse image from being projected on the screen. In the present embodiment, when the inverted image is displayed, the amount of illumination light is reduced to suppress the influence of the inverted image being projected on the screen, and the illumination light is detected based on the detection value of the light receiving element 4. Sensing was performed to adjust the white balance of the illumination unit 1.

《制御シーケンスの説明》
図2は、画像投影および照明光のセンシングを行う場合の、第1の制御例を説明する図である。図2において、1段目はLED11の制御シーケンスを、2段目はLCOS3の制御シーケンスを、3段目はCMOS受光素子4の制御シーケンスをそれぞれ示している。1フレームは6つのフィールドで構成されている。第1,第2フィールドはR画像データに関するもので、第3,第4フィールドはG画像データに関するもので、第5,第6フィールドはB画像データに関するものである。
<< Explanation of control sequence >>
FIG. 2 is a diagram for explaining a first control example when image projection and illumination light sensing are performed. In FIG. 2, the first stage shows the control sequence of the LED 11, the second stage shows the control sequence of the LCOS 3, and the third stage shows the control sequence of the CMOS light receiving element 4. One frame is composed of six fields. The first and second fields relate to R image data, the third and fourth fields relate to G image data, and the fifth and sixth fields relate to B image data.

ここで、LCOS3を通常表示とする場合を第1の状態と呼び、LCOS3を反転表示とする場合を第2の状態と呼ぶことにする。第1の状態ではLED11を高輝度でパルス点灯し、第2の状態では低輝度でパルス点灯する。すなわち、LED11は高輝度点灯と低輝度点灯とが切り換え可能であり、高輝度点灯と低輝度点灯とが連続して交互に繰り返される。また、CMOS受光素子4による光量のセンシングに関しては、LED11が高輝度発光される第1の状態ではセンシングを行わず、LED11が低輝度発光される第2の状態においてセンシングを行うようにした。   Here, the case where the LCOS 3 is normally displayed is referred to as a first state, and the case where the LCOS 3 is reversely displayed is referred to as a second state. In the first state, the LED 11 is pulsed with high luminance, and in the second state, the LED 11 is pulsed with low luminance. That is, the LED 11 can be switched between high-intensity lighting and low-intensity lighting, and high-intensity lighting and low-intensity lighting are alternately and continuously repeated. In addition, regarding the sensing of the amount of light by the CMOS light receiving element 4, sensing is not performed in the first state where the LED 11 emits light with high luminance, but sensing is performed in the second state where the LED 11 emits light with low luminance.

LED11が高輝度発光されるときにCMOS受光素子4でセンシングを行わない理由は、高輝度発光時の受光量が大き過ぎてCMOS受光素子4の出力が飽和してしまい、正確なセンシングが行えないおそれがあるからである。高速シャッタなどの機能により短時間での露光が可能な受光素子であれば、高輝度発光時においてもセンシングが可能であるが、そのような機能を有しない安価な受光素子を使用することを考慮して、上述したように光輝度発光時にはセンシングを行わないような制御とした。   The reason why the CMOS light receiving element 4 does not perform sensing when the LED 11 emits light with high luminance is that the amount of light received during high luminance light emission is too large and the output of the CMOS light receiving element 4 is saturated, so that accurate sensing cannot be performed. Because there is a fear. If a light-receiving element that can be exposed in a short time by a function such as a high-speed shutter, sensing is possible even during high-luminance light emission, but consideration is given to using an inexpensive light-receiving element that does not have such a function. Thus, as described above, control is performed such that sensing is not performed during light emission.

R画像データに関して第1状態とされる第1フィールドでは、LED11はR光を高輝度でパルス点灯し、LCOS3はR画像の通常表示が表示されるように制御される。R画像データに関して第2状態とされる第2フィールドでは、LED11はR光を低輝度でパルス点灯し、LCOS3にはR画像の反転表示が表示される。そして、P偏光光が入射するCMOS受光素子4の出力信号に基づいて、そのときの受光量を算出する。このように第2フィールドでR画像の反転表示を行うことで、LCOS3における画像の焼きつき現象を防止することができる。G画像データに関する第3,第4フィールドおよびB画像データに関する第5,第6フィールドに関しても、同様に第1の状態、第2の状態の順で制御を行い、第2状態のときにCMOS受光素子4による光量のセンシングが行われる。   In the first field that is in the first state with respect to the R image data, the LED 11 is controlled so that the R light is pulsed with high brightness, and the LCOS 3 is controlled to display a normal display of the R image. In the second field, which is in the second state with respect to the R image data, the LED 11 pulses the R light with a low luminance, and a reverse display of the R image is displayed on the LCOS 3. Based on the output signal of the CMOS light receiving element 4 on which the P-polarized light is incident, the amount of light received at that time is calculated. Thus, by performing the reverse display of the R image in the second field, it is possible to prevent the image burn-in phenomenon in the LCOS 3. The third and fourth fields relating to the G image data and the fifth and sixth fields relating to the B image data are similarly controlled in the order of the first state and the second state. The amount of light is sensed by the element 4.

なお、図2に示した制御シーケンスでは、低輝度発光時における反転表示の画像がスクリーン上に投影されるので、画像品質の観点からは厳密には好ましくない。しかし、高輝度投影時との光量差が大きければ、目の残像効果によりわずかな反転像が重なったとしても、ほとんど認識できないレベルに抑えることができる。   In the control sequence shown in FIG. 2, a reverse display image at the time of low luminance emission is projected on the screen, which is not strictly preferable from the viewpoint of image quality. However, if the light amount difference from that during high-intensity projection is large, even if a small number of reversed images overlap due to the afterimage effect of the eyes, it can be suppressed to a level where it can hardly be recognized.

図3は第2の制御例を示したものであり、図2と同様の制御シーケンスを示す図である。第2の制御例の場合、前半の第1〜第3フィールドにおいて画像投影を行い、後半の第4〜第6フィールドにおいてCMOS受光素子4による照明光のセンシングを行うようにした。すなわち、第1フィールドでは、LED11はR光を高輝度でパルス点灯するとともに、LCOS3にはR画像の通常表示を行い、第2、第3フィールドではG光およびB光に関する同様の制御を行う。   FIG. 3 shows a second control example, and shows a control sequence similar to FIG. In the case of the second control example, image projection is performed in the first to third fields in the first half, and illumination light sensing is performed by the CMOS light receiving element 4 in the fourth to sixth fields in the second half. That is, in the first field, the LED 11 performs pulse lighting of the R light with high luminance, performs normal display of the R image on the LCOS 3, and performs the same control regarding the G light and the B light in the second and third fields.

一方、第4フィールドでは、LED11はR光を低輝度でパルス点灯するとともに、LCOS3にR画像の反転表示を表示する。そして、CMOS受光素子4による光量のセンシングを行う。第5、第6フィールドではG光およびB光に関する同様の制御を行う。この場合も、1フレーム内において通常表示に対応して反転表示が行われ、画像焼き付きが防止される。第2の制御例においても、各色のLEDについてみると、消灯状態をはさんで高輝度点灯と低輝度点灯とが交互に繰り返されている。   On the other hand, in the fourth field, the LED 11 pulse-lights the R light with low luminance and displays a reverse display of the R image on the LCOS 3. Then, the amount of light is sensed by the CMOS light receiving element 4. In the fifth and sixth fields, the same control for G light and B light is performed. Also in this case, inversion display is performed corresponding to normal display within one frame, and image burn-in is prevented. Also in the second control example, when looking at the LEDs of the respective colors, the high-intensity lighting and the low-intensity lighting are alternately repeated with the light-off state interposed.

ところで、照明部1からスクリーンまでの光路と、照明部1からCMOS受光素子4までの光路とは異なり、また、画像投影時は高輝度発光されるが、光量センシング時には低輝度発光とされるため、CMOS受光素子4の受光量の変化と投射輝度(投射像の輝度)の変化とが一致するとは限らない。そのため、図4に示すような、投射輝度とCMOS受光素子4の出力との相関を求めておき、その相関に基づいてLED11の輝度調整を行う必要がある。   By the way, the optical path from the illuminating unit 1 to the screen is different from the optical path from the illuminating unit 1 to the CMOS light receiving element 4, and emits high luminance during image projection, but emits low luminance during light amount sensing. The change in the amount of light received by the CMOS light receiving element 4 does not always coincide with the change in the projection luminance (the luminance of the projected image). Therefore, it is necessary to obtain a correlation between the projection luminance and the output of the CMOS light receiving element 4 as shown in FIG. 4 and adjust the luminance of the LED 11 based on the correlation.

図4は、高輝度発光時の投射輝度と低輝度発光時のCMOS受光素子4の出力との相関関係をR,G,Bのそれぞれの光に関して図示したものであり、縦軸は高輝度発光時の投射輝度を表し、横軸は低輝度発光時のCMOS受光素子4の出力を表している。これらの相関関係は、製造検査時に予め実測しておき、データテーブルとしてメモリ65に記憶しておく。例えば、R光に関して、低輝度発光時のCMOS出力がbの場合には、高輝度発光したときに投射輝度aが得られる。また、G光およびB光を高輝度発光した時に同一輝度aが得られるためには、低輝度発光時のCMOS出力がc、dとなるように発光制御すれば良い。   FIG. 4 illustrates the correlation between the projection luminance at the time of high luminance light emission and the output of the CMOS light receiving element 4 at the time of low luminance light emission with respect to each light of R, G, B, and the vertical axis represents the high luminance light emission. The horizontal axis represents the output of the CMOS light receiving element 4 at the time of low luminance light emission. These correlations are measured in advance at the time of manufacturing inspection and stored in the memory 65 as a data table. For example, regarding the R light, when the CMOS output during low-luminance emission is b, the projection luminance a is obtained when high-luminance emission is performed. In order to obtain the same luminance a when G light and B light are emitted with high luminance, light emission control may be performed so that the CMOS output at low luminance emission becomes c and d.

温度変化や経時変化等に等によりR光に関するCMOS出力がb’(投射輝度eに対応)に変化した場合、RGB輝度バランスを修正すべく、R光に関するCMOS出力がbとなるように発光制御する。すなわち、CMOS出力の変化から投射像のRGB輝度変化を検出することができ、その検出結果をフィードバックしてLED11の発光輝度制御を行うことにより、投影像のホワイトバランスを最適に保つことができる。なお、図4では横軸をCMOS出力としたが、CMOS受光素子4が受光する受光量であってもかまわない。CMOS出力を用いた場合には、CMOS受光素子4における受光量と出力との関係も含めた相関関係となっている。   When the CMOS output related to R light changes to b ′ (corresponding to the projection luminance e) due to temperature change, change with time, etc., light emission control is performed so that the CMOS output related to R light becomes b in order to correct the RGB luminance balance. To do. That is, a change in RGB luminance of the projected image can be detected from the change in the CMOS output, and the white balance of the projected image can be kept optimal by feeding back the detection result and controlling the light emission luminance of the LED 11. In FIG. 4, the horizontal axis indicates CMOS output, but the amount of light received by the CMOS light receiving element 4 may be used. When the CMOS output is used, there is a correlation including the relationship between the amount of light received by the CMOS light receiving element 4 and the output.

ところで、上述した実施の形態ではLCOS3に強誘電液晶を用いた例を説明したが、TN型液晶を用いたLCOS3の場合にも本発明を適用できる。TN型液晶を用いたLCOS3では、強誘電液晶を用いた場合のように焼き付き防止の反転表示を行う必要はなく、図5の制御シーケンスに示すように、LED11が低輝度発光されるフィールドにおいても通常表示が行われる。   In the above-described embodiment, the example in which the ferroelectric liquid crystal is used for the LCOS 3 has been described. However, the present invention can be applied to the LCOS 3 using the TN type liquid crystal. In LCOS3 using TN type liquid crystal, it is not necessary to perform reverse display for preventing burn-in unlike in the case of using ferroelectric liquid crystal. As shown in the control sequence of FIG. Normal display is performed.

さらに、図1のPBS2とCMOS受光素子4との間にNDフィルターのような減光手段を配設すれば、図6の制御シーケンスに示すようにLED11の低輝度発光を行わず、R,G,B光の高輝度発光による画像投影とCMOS受光素子4による光量のセンシングを同時に行うことができる。この場合、図5の場合のように、投影画像が暗くなるタイミングが無く、さらに高速な切り換えを必要としない。   Further, if a dimming means such as an ND filter is provided between the PBS 2 and the CMOS light receiving element 4 in FIG. 1, the LED 11 does not emit low luminance as shown in the control sequence in FIG. , Image projection by high luminance emission of B light and sensing of light quantity by the CMOS light receiving element 4 can be performed simultaneously. In this case, unlike in the case of FIG. 5, there is no timing at which the projected image becomes dark, and further high-speed switching is not required.

なお、上述した実施の形態ではフィールドシーケンシャル駆動によりカラー表示を行うプロジェクタを例に説明したが、R,G,B光を独立制御できる照明部1を備えるプロジェクタであれば、本発明を適用することができる。例えば、カラーフィルタ付きLCOSにRGBのLEDからなる照明部1からR光、G光、B光を同時に発光させて白色照明光を入射させるプロジェクタにも適用できる。また、反射型LCOSではなく透過型LCOSを用いたプロジェクタにも適用できる。   In the above-described embodiment, the projector that performs color display by field sequential driving has been described as an example. However, the present invention is applied to any projector that includes the illumination unit 1 that can independently control R, G, and B light. Can do. For example, the present invention can also be applied to a projector in which white illumination light is incident by simultaneously emitting R light, G light, and B light from the illumination unit 1 made of RGB LEDs to an LCOS with a color filter. Further, the present invention can be applied to a projector using a transmissive LCOS instead of a reflective LCOS.

図7は、透過型液晶表示素子を用いたプロジェクタに適用した例を示す図である。図1に示した実施の形態と同じ構成要素については、同じ番号を付し、説明を省略する。RGB3色のLEDを含む照明部1は、RGB3色同時に発光する。照明部1を出射した光は、ダイクロイックミラーD1でRGBのうちの第1の色の光が反射され、第1の光を除いた色の光が透過する。また、ダイクロイックミラーD1を透過した光は、ダイクロイックミラーD2で第2の色が反射され、残りの色成分(第3の色)の光が透過する。   FIG. 7 is a diagram showing an example applied to a projector using a transmissive liquid crystal display element. The same components as those in the embodiment shown in FIG. The illumination unit 1 including the RGB three-color LEDs emits light of the three RGB colors simultaneously. The light emitted from the illuminating unit 1 is reflected by the dichroic mirror D1 with the first color light of RGB, and the light of the color other than the first light is transmitted. The light transmitted through the dichroic mirror D1 is reflected by the dichroic mirror D2 and the remaining color component (third color) is transmitted.

ダイクロイックミラーD1,D2で反射された光は、各々ミラーM1,M2で反射され、図2の符号2で示されるPBSと同様の構成のPBS2−1、2−2に入射される。また、ダイクロイックミラーD2を透過した光は、ミラーM5,M4で反射され、図2の符号2で示されるPBSと同様の構成のPBS2−3に入射される。PBS2−1、2−2、2−3に入射した光のうち、P偏光光は、各々、図2の符号4で示される受光素子と同じ構成の受光素子4−1,4−2,4−3に入射される。また、S偏光光は、各PBSの偏光分離膜で反射されて、透過型液晶表示素子3−1,3−2,3−3に導かれる。すなわち、PBS2−1,2−2,2−3は、照明部1からの照明光を偏光方向の異なる2つの偏光光分離する偏光分離素子としての機能を司る。   The lights reflected by the dichroic mirrors D1 and D2 are reflected by the mirrors M1 and M2, respectively, and enter the PBSs 2-1 and 2-2 having the same configuration as the PBS indicated by reference numeral 2 in FIG. Further, the light transmitted through the dichroic mirror D2 is reflected by the mirrors M5 and M4, and enters the PBS 2-3 having the same configuration as the PBS indicated by reference numeral 2 in FIG. Among the light incident on the PBSs 2-1, 2-2, and 2-3, P-polarized light is light receiving elements 4-1, 4-2, 4 having the same configuration as the light receiving element indicated by reference numeral 4 in FIG. -3. The S-polarized light is reflected by the polarization separation film of each PBS and guided to the transmissive liquid crystal display elements 3-1, 3-2 and 3-3. That is, the PBSs 2-1, 2-2, and 2-3 serve as a polarization separation element that separates the illumination light from the illumination unit 1 into two polarized light beams having different polarization directions.

図7において、M2,M6は各々ミラーを示している。透過型液晶表示素子3−1,3−2,3−3に入射した各色光は、各々空間光変調されて、偏光板7−1,7−2,7−3を介してダイクロイックプリズムD3に入射される。ここで、偏光板7−1,7−2,7−3は、透過型液晶表示素子3−1,3−2,3−3により変調された透過光から、投射用偏光光を分離する。   In FIG. 7, M2 and M6 each indicate a mirror. Each color light incident on the transmissive liquid crystal display elements 3-1, 3-2 and 3-3 is spatially modulated, and is applied to the dichroic prism D3 via the polarizing plates 7-1, 7-2 and 7-3. Incident. Here, the polarizing plates 7-1, 7-2, and 7-3 separate the projection polarized light from the transmitted light modulated by the transmissive liquid crystal display elements 3-1, 3-2, and 3-3.

ダイクロイックプリズムD3は、透過型液晶表示素子3−1,3−2,3−3で空間光変調され、偏光板7−1,7−2,7−3を介して受光した各色画像光を合成して、合成画像を投射レンズ5を介して外部のスクリーンに向けて投射する。受光素子4−1,4−2,4−3は、図1に示す実施の形態と同様に、各色の光を受光し、この受光量に応じて照明部1の各色LEDの発光量を制御する。   The dichroic prism D3 synthesizes each color image light that has been spatially light modulated by the transmissive liquid crystal display elements 3-1, 3-2, and 3-3 and received through the polarizing plates 7-1, 7-2, and 7-3. Then, the composite image is projected onto an external screen via the projection lens 5. The light receiving elements 4-1, 4-2 and 4-3 receive the light of each color as in the embodiment shown in FIG. 1, and control the light emission amount of each color LED of the illumination unit 1 according to the light reception amount. To do.

図7の実施の形態の場合には、照明部1からの照明光を偏光方向の異なる2つの偏光光に分離する偏光分離素子(PBS2−1,2−2,2−3)と、透過型液晶表示素子によって変調された光から投射用偏光光を分離して投射する分離投射手段の一部(偏光板7−1,7−2,7−3)とを別の素子を用いる構成について説明したが、図1の実施の形態のように同一の素子(PBS2)を用いる構成としてもかまわない。また、図7において、透過型液晶表示素子として、強誘電液晶表示素子を用いる構成としてもかまわない。   In the case of the embodiment in FIG. 7, a polarization separation element (PBS 2-1, 2-2, 2-3) that separates the illumination light from the illumination unit 1 into two polarized lights having different polarization directions, and a transmission type A description will be given of a configuration in which a part of the separating projection means (polarizing plates 7-1, 7-2, 7-3) for separating and projecting the polarized polarized light for projection from the light modulated by the liquid crystal display element is used as another element. However, the same element (PBS2) may be used as in the embodiment of FIG. In FIG. 7, a ferroelectric liquid crystal display element may be used as the transmissive liquid crystal display element.

また、受光素子4としてCMOS受光素子を用いる例をについて説明したが、CCD受光素子等のその他の受光素子であっても良い。上記の実施の形態において説明したCMOS受光素子4によるLED光のセンシングは、必ずしも各フレーム毎に行われる必要はなく、複数フレームに1回行われるものであっても、操作者の指示に基づいてその都度行われるものであっても良い。すなわち、LED光源の高輝度点灯と低輝度点灯とを連続して行わせる動作は、複数フレームあるいは所定時間に1回行われるものであっても、操作者の指示に基づいてその都度行われるものであっても良い。ここで、LED光源の高輝度点灯と低輝度点灯とを連続して行う動作は、例えば、図3の制御シーケンスのように両点灯の間に消灯状態を含むものであっても良い。   Moreover, although the example using a CMOS light receiving element as the light receiving element 4 has been described, other light receiving elements such as a CCD light receiving element may be used. The sensing of LED light by the CMOS light receiving element 4 described in the above embodiment does not necessarily have to be performed for each frame. Even if it is performed once for a plurality of frames, it is based on an instruction from the operator. It may be performed each time. That is, even if the operation of continuously performing the high-intensity lighting and the low-intensity lighting of the LED light source is performed for a plurality of frames or once in a predetermined time, it is performed each time based on an instruction from the operator. It may be. Here, the operation of continuously performing high-intensity lighting and low-intensity lighting of the LED light source may include, for example, a light-off state between both lighting as in the control sequence of FIG.

本発明によるプロジェクタの一実施の形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an embodiment of a projector according to the present invention. 第1の制御例を説明する図である。It is a figure explaining the 1st control example. 第2の制御例を説明する図である。It is a figure explaining the 2nd control example. 高輝度発光時の投射輝度と低輝度発光時のCMOS受光素子4の出力との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the projection brightness | luminance at the time of high-intensity light emission, and the output of the CMOS light receiving element 4 at the time of low-intensity light emission. TN型液晶のLCOS3を用いた場合の制御シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the control sequence at the time of using LCOS3 of TN type | mold liquid crystal. TN型液晶のLCOS3とNDフィルタを用いた場合の制御シーケンスを示す図である。It is a figure which shows the control sequence at the time of using LCOS3 and ND filter of TN type | mold liquid crystal. 透過型液晶表示素子を用いたプロジェクタの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the projector using a transmissive liquid crystal display element.

符号の説明Explanation of symbols

1:照明部
2,2−1,2−2,2−3:偏光ビームスプリッタ
3:LCOS 4:CMOS受光素子
5:投射レンズ 6:コントローラ
61:LED制御回路 62:偏光制御回路
63:LOS制御回路 64:CPU
65:メモリ
7−1,7−2,7−3:偏光板
3−1,3−2,3−3:透過型液晶表示素子
1: Lighting section
2, 2-1, 2-2, 2-3: Polarizing beam splitter 3: LCOS 4: CMOS light receiving element 5: Projection lens 6: Controller 61: LED control circuit 62: Polarization control circuit 63: LOS control circuit 64: CPU
65: Memory 7-1, 7-2, 7-3: Polarizing plate 3-1, 3-2, 3-3: Transmission type liquid crystal display element

Claims (4)

異なる色光を発生する複数の光源を有し、それらを独立に発光することができる照明手段と、
前記照明手段からの照明光を偏光方向の異なる2つの偏光光に分離する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子で分離された一方の偏光光が入射し、入射した偏光光を画像情報に基づいて変調する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子により変調された光から投射用偏光光を分離してスクリーン上に投射する分離投射手段と、
前記偏光分離素子で分離された他方の偏光光を受光し、受光量に応じた信号を出力する光電変換素子と、
前記光電変換素子の出力信号に基づいて前記複数の光源をそれぞれ駆動制御して、前記スクリーン上に投影された投影画像の色バランス調整を行う制御手段とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
Illuminating means having a plurality of light sources that generate different colored lights and capable of independently emitting them;
A polarization separation element that separates the illumination light from the illumination means into two polarized lights having different polarization directions;
One of the polarized lights separated by the polarization separation element is incident, and a spatial light modulation element that modulates the incident polarized light based on image information;
Separating projection means for separating the polarized light for projection from the light modulated by the spatial light modulator and projecting it on the screen;
A photoelectric conversion element that receives the other polarized light separated by the polarization separation element and outputs a signal corresponding to the amount of received light;
A projector comprising: control means for driving and controlling each of the plurality of light sources based on an output signal of the photoelectric conversion element to adjust a color balance of a projected image projected on the screen.
請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記投射用偏光光の強度と、前記光電変換素子の受光量または前記光電変換素子の信号出力値との相関関係を、予めデータとして記憶する記憶部を備え、
前記制御手段は、前記記憶部に記憶された前記データに基づいて色バランス調整を行うことを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1, wherein
A storage unit that stores in advance the correlation between the intensity of the polarized light for projection and the amount of light received by the photoelectric conversion element or the signal output value of the photoelectric conversion element;
The projector according to claim 1, wherein the control unit performs color balance adjustment based on the data stored in the storage unit.
請求項1または2に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明手段は、前記複数の光源毎に、第1の強度による第1発光と前記第1の強度より弱い第2の強度による第2発光とを切り換え可能であって、
前記制御手段は、前記第2発光時における前記光電変換素子の出力信号に基づいて色バランス調整を行うことを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 1 or 2,
The illuminating means can switch, for each of the plurality of light sources, a first light emission with a first intensity and a second light emission with a second intensity weaker than the first intensity,
The projector according to claim 1, wherein the control unit performs color balance adjustment based on an output signal of the photoelectric conversion element during the second light emission.
請求項3に記載のプロジェクタにおいて、
前記空間光変調素子は強誘電液晶を用いた反射型ライトバルブであり、前記第1発光時に通常画像表示を行い、前記第2発光時に反転画像表示を行うことを特徴とするプロジェクタ。
The projector according to claim 3, wherein
The projector is a reflection type light valve using a ferroelectric liquid crystal, and performs normal image display during the first light emission and reverse image display during the second light emission.
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