JP6252081B2 - プロジェクター及びその制御方法 - Google Patents
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一態様として、光源から射出された光の明るさに関する光明るさ情報を検出する光検出部と、温度を示す温度情報を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて前記光検出部により検出された光明るさ情報を補正し、補正後の前記光明るさ情報に基づいて前記光源の出力を調節する調節部と、を備え、前記光源は、第1の光源と、第2の光源を含み、前記光検出部は、前記第1の光源に対応する第1の光検出部と、前記第2の光源に対応する第2の光検出部を含み、前記温度検出部は、前記第1の光源に対応する第1の温度検出部と、前記第2の光源に対応する第2の温度検出部を含み、前記調節部は、前記第1の温度検出部により検出された第1の温度情報に基づいて前記第1の光検出部により検出された第1の光明るさ情報を補正し、前記第2の温度検出部により検出された第2の温度情報に基づいて前記第2の光検出部により検出された第2の光明るさ情報を補正し、補正後の前記第1の光明るさ情報及び補正後の前記第2の光明るさ情報に基づいて、前記第1の光源の出力と前記第2の光源の出力のうちの一方または両方を調節し、前記第1の光源に対応する第1の光変調素子と、前記第2の光源に対応する第2の光変調素子と、を更に備え、前記第1の光検出部は、前記第1の光源と前記第1の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第1の光明るさ情報を検出し、前記第2の光検出部は、前記第2の光源と前記第2の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第2の光明るさ情報を検出し、前記第1の温度検出部は、前記第1の光源の周辺の温度を示す第1の光源周辺温度情報を検出する第1の光源周辺温度検出部と、前記第1の光変調素子の周辺の温度を示す第1の光変調素子周辺温度情報を検出する第1の光変調素子周辺温度検出部を含み、前記第2の温度検出部は、前記第2の光源の周辺の温度を示す第2の光源周辺温度情報を検出する第2の光源周辺温度検出部と、前記第2の光変調素子の周辺の温度を示す第2の光変調素子周辺温度情報を検出する第2の光変調素子周辺温度検出部を含み、前記第1の光源と前記第1の光変調素子との間に配置される第1の偏光ビームスプリッターと、前記第2の光源と前記第2の光変調素子との間に配置される第2の偏光ビームスプリッターと、を更に備え、前記第1の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第1の光検出部に導き、他方の偏光を前記第1の光変調素子に入射させ、前記第2の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第2の光検出部に導き、他方の偏光を前記第2の光変調素子に入射させる、プロジェクターである。
一態様として、光検出部が、光源から射出された光の明るさに関する光明るさ情報を検出する手順と、温度検出部が、温度を示す温度情報を検出する手順と、調節部が、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて前記光検出部により検出された光明るさ情報を補正し、補正後の前記光明るさ情報に基づいて前記光源の出力を調節する手順と、を有し、前記光源は、第1の光源と、第2の光源を含み、前記光検出部は、前記第1の光源に対応する第1の光検出部と、前記第2の光源に対応する第2の光検出部を含み、前記温度検出部は、前記第1の光源に対応する第1の温度検出部と、前記第2の光源に対応する第2の温度検出部を含み、前記調節部は、前記第1の温度検出部により検出された第1の温度情報に基づいて前記第1の光検出部により検出された第1の光明るさ情報を補正し、前記第2の温度検出部により検出された第2の温度情報に基づいて前記第2の光検出部により検出された第2の光明るさ情報を補正し、補正後の前記第1の光明るさ情報及び補正後の前記第2の光明るさ情報に基づいて、前記第1の光源の出力と前記第2の光源の出力のうちの一方または両方を調節し、前記第1の光検出部は、前記第1の光源と前記第1の光源に対応する第1の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第1の光明るさ情報を検出し、前記第2の光検出部は、前記第2の光源と前記第2の光源に対応する第2の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第2の光明るさ情報を検出し、前記第1の温度検出部は、前記第1の光源の周辺の温度を示す第1の光源周辺温度情報を検出する第1の光源周辺温度検出部と、前記第1の光変調素子の周辺の温度を示す第1の光変調素子周辺温度情報を検出する第1の光変調素子周辺温度検出部を含み、前記第2の温度検出部は、前記第2の光源の周辺の温度を示す第2の光源周辺温度情報を検出する第2の光源周辺温度検出部と、前記第2の光変調素子の周辺の温度を示す第2の光変調素子周辺温度情報を検出する第2の光変調素子周辺温度検出部を含み、前記第1の光源と前記第1の光変調素子との間に配置される第1の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第1の光検出部に導き、他方の偏光を前記第1の光変調素子に入射させ、前記第2の光源と前記第2の光変調素子との間に配置される第2の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第2の光検出部に導き、他方の偏光を前記第2の光変調素子に入射させる、プロジェクターの制御方法である。
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。レーザダイオード(以下、LDともいう)が劣化すると、光源の波長が変化する。具体的には、例えばLDが劣化して蛍光板に当たる光量が変わると(例えば、光量が落ちると)蛍光板から出射される光の波長が変化する。)ここで、LDの劣化前に光センサーが検出する光量を基準としてLDの劣化後に光センサーが検出する光量の割合をセンサー検出光量の割合(例えば、70%)とする。また、LDの劣化前に液晶パネルに入射する光量を基準として、LDの劣化後に液晶パネルに入射する光量の割合を実際の光量の割合(例えば、80%)とする。この場合、例えば、実際の光量の割合が80%の場合に、光源の波長がずれて光センサーの感度が落ちることでセンサー検出光量の割合が70%となる場合がある。このように光センサーの分光感度の影響で、センサー検出光量の割合が実際の光量の割合と異なってしまう。これにより、プロジェクターは画像を所望の明るさで表示できないという課題がある。それに対し、第1の実施形態におけるプロジェクター50は、センサー検出光量を補正し、補正した後のセンサー検出光量を参照して光源の出力を調節する。これにより、プロジェクター50は、表示する画像の明るさを所望の明るさに近づけることができる。
クロスダイクロイックプリズム5は、導光光学系3Rが導いた赤色光、導光光学系3Gが導いた緑色光、導光光学系3Bが導いた青色光を合成する。投写光学系6は、クロスダイクロイックプリズム5によって合成された光をスクリーンSCR等の投写面に投写する。
集光レンズ32Bは、重畳レンズ12で集光された青色光LBの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換する。第1の絞り37は、集光レンズ32Bが変換した略平行な光束を絞る。これにより、重畳レンズ12で集光された青色光LBは、集光レンズ32Bおよび第1の絞り37を介して偏光ビームスプリッター28に入射する。このとき、青色光用照明装置51からの照明光束は偏光変換素子11によって概ね偏光方向の揃った略1種類の直線偏光(例えば、P偏光)に揃えられていることから、集光レンズ32Bを通過した光は、偏光ビームスプリッター28を通過して青色光用の反射型液晶パネル4Bに入射する。なお、他の集光レンズ32R、集光レンズ32Gも、集光レンズ32Bと同様に構成されている。
なお、他の偏光ビームスプリッター(偏光分離素子)26、偏光ビームスプリッター(偏光分離素子)27も、上述の偏光ビームスプリッター28と同様に構成されている。
集光レンズ32Rは、ダイクロイックミラー25を透過した赤色光LRの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換する。第1の絞り37は、集光レンズ32Rが変換した略平行な光束を絞る。これにより、ダイクロイックミラー25を透過した赤色光LRは、集光レンズ32Rおよび第1の絞り37を介して偏光ビームスプリッター26に入射する。このとき、黄色光用照明装置52からの照明光束は偏光変換素子11によって概ね偏光方向の揃った略1種類の直線偏光(例えば、P偏光)に揃えられていることから、集光レンズ32Rを通過した光は、偏光ビームスプリッター28を通過して緑色光用の反射型液晶パネル4Bに入射する。
集光レンズ32Gは、ダイクロイックミラー25が反射した緑色光LGの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換する。第1の絞り37は、集光レンズ32Gが変換した略平行な光束を絞る。これにより、ダイクロイックミラー25が反射した緑色光LGは、集光レンズ32Gおよび第1の絞り37を介して偏光ビームスプリッター26に入射する。このとき、黄色光用照明装置52からの照明光束は偏光変換素子11によって概ね偏光方向の揃った略1種類の直線偏光(例えば、P偏光)に揃えられていることから、集光レンズ32Gを通過した光は、偏光ビームスプリッター27を通過して緑色光用の反射型液晶パネル4Gに入射する。
反射型液晶パネル4R、反射型液晶パネル4G、及び反射型液晶パネル4Bは、液晶層を挟持する一対の基板と、光入射側の基板と対向する基板側に配置された反射層(もしくは反射電極)と、を備えている。また、反射型液晶パネル4R、反射型液晶パネル4G、反射型液晶パネル4Bの光入射側と反対側の面には、図1に示すように、それぞれ放熱フィン33R、放熱フィン33G、放熱フィン33Bが配設されている。
クロスダイクロイックプリズム5から射出された光によって形成されるカラー画像は、投写光学系6によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
なお、制御部64に入力される映像信号は、連続するフレームの画像を示す複数の画像信号でもよいし、一フレームの画像を示す画像信号でもよい。
制御部64は、液晶駆動部66R、66G、66Bと、調節部70とを備える。
調節部70は、映像信号に応じて光源71の出力を調節する。出力は、例えば、明るさである。明るさは、例えば光強度、輝度、または明度である。ここで、調節部70は、信号処理部65と、PWM信号生成部67と、励起用レーザーダイオード駆動部68と、青色レーザーダイオード駆動部69とを備える。
また、信号処理部65は、受け取った制御信号に応じて、光源71の調光制御のための処理を行う。ここで、制御信号とは、スクリーンSCR(図1)に表示されるメニュー画面(図示せず)で、ユーザーが入力したユーザー設定、またはカラーモードの表示に係る情報を含む信号である。これにより、光源71の光量は、ユーザー設定、またはカラーモードに連動した明るさ及び色設定に基づいて制御される。さらに、信号処理部65は、受け取った映像信号の明るさ(階調値)に適応して調光制御のための処理を行う。
また、同様に、信号処理部65は、青色レーザーダイオード59を定電流駆動する場合、駆動電流の振幅Bを示す駆動電流振幅情報を青色レーザーダイオード駆動部69へ出力する。これにより、青色レーザーダイオード駆動部69は、PWM駆動の他に、振幅Bの定電流駆動でも青色レーザーダイオード59を駆動することができる。
同様に、PWM信号生成部67は、青色デューティー値DutyBから青色レーザーダイオード59の明滅と対応したPWMB信号を生成する。PWM信号生成部67は、生成したPWMB信号を青色レーザーダイオード駆動部69へ出力する。
また、青色レーザーダイオード駆動部69は、PWMB信号の波形に基づいた青色レーザーダイオード59のON/OFF制御を行う。なお、青色レーザーダイオード駆動部69は、信号処理部65から入力された駆動電流振幅情報が示す振幅Bで、青色レーザーダイオード59の定電流駆動を行ってもよい。
赤色光用補正係数決定部83は、赤色光減衰比に応じて赤色光用補正係数を決定する。具体的には、例えば赤色光用補正係数決定部83は、赤色光減衰比と赤色光用補正係数とが関連付けられたテーブルが記憶されているものとする。その場合に、赤色光用補正係数決定部83は、例えば、赤色光減衰比算出部82から入力された情報が示す赤色光減衰比に対応する赤色光用補正係数をテーブルから読み出すことで赤色光用補正係数を決定する。これにより、赤色光減衰比に応じた赤色光用補正係数が決定される。赤色光用補正係数決定部83は、決定した赤色光用補正係数を示す情報を赤色光用乗算部84へ出力する。
また、デューティー決定部85は、例えば、強い光強度のレーザーダイオードにあわせて弱い光強度のレーザーダイオードの強度を変更するように、励起用デューティー値DutyYと青色デューティー値DutyBを決定してもよい。
なお、本実施形態では、一例として光源71の色バランス補正のために光センサー値を取得する際には、予め決められたシーケンスが適用されることを前提としており、映像信号に適応した調光制御などは実施されないものとする。
青色光用光センサー基準値記憶部91は、青色光用光センサー基準値が記憶されている。青色光用光センサー基準値は、例えばプロジェクター50出荷時の青色光用光センサー値である。
(ステップS101)まず、赤色光減衰比算出部82は、赤色光用光センサー現在値を赤色光用光センサー基準値で割ることで、赤色光減衰比を算出する。
(ステップS102)次に、赤色光用補正係数決定部83は、赤色光減衰比に応じて赤色光用補正係数を決定する。
(ステップS103)次に、赤色光用乗算部84は、赤色光用光センサー現在値に赤色光用補正係数を乗算して、補正後の赤色光用光センサー値を生成する。
(ステップS104)次に、デューティー決定部85は、補正後の赤色光用光センサー値から、励起用デューティー値DutyYを算出する。
(ステップS105)次に、PWM信号生成部67は、励起用デューティー値DutyYを用いて、励起用レーザーダイオード62の明滅と対応したPWMY信号を生成する。
(ステップS106)次に、励起用レーザーダイオード駆動部68は、PWMY信号を用いて、励起用レーザーダイオード62を駆動する。
(ステップS108)次に、青色光用補正係数決定部93は、青色光減衰比に応じて青色光用補正係数を決定する。
(ステップS109)次に、青色光用乗算部94は、青色光用の光センサー値に青色光用補正係数を乗算して、補正後の青色光用光センサー値を生成する。
(ステップS110)次に、デューティー決定部85は、補正後の青色光用光センサー値から、青色デューティー値DutyBを算出する。
(ステップS111)次に、PWM信号生成部67は、青色デューティー値DutyBを用いて、青色レーザーダイオード59の明滅と対応したPWMB信号を生成する。
(ステップS112)次に、青色レーザーダイオード駆動部69は、PWMB信号を用いて、青色レーザーダイオード59を駆動する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
それに対し、第1の実施形態において、波長変化推定部80(図3)が、励起用レーザーダイオード62の波長変化による光センサー出力変化割合の誤差を補正する赤色光用補正係数を算出する。そして、赤色光用乗算部84は、赤色光用光センサー現在値に算出された赤色光用補正係数を乗じることで赤色光用光センサー現在値を補正する。これによって、補正後の赤色光用光センサー値に応じて励起用デューティー値DutyYが決定されるので、励起用レーザーダイオード62が補正後の赤色光用光センサー値に応じたデューティーで駆動される。このようにして調節部70は、励起用レーザーダイオード62の光量を調節することで、表示する画像の明るさを所望の明るさに近づけることができる。
それに対し、第1の実施形態において、偏光変化推定部90が、青色レーザーダイオード59の偏光変化による光センサー出力変化割合の誤差を補正する青色光用補正係数を算出する。そして、青色光用乗算部94は、青色光用光センサー現在値に算出された青色光用補正係数を乗じることで青色光用光センサー現在値を補正する。これによって、補正後の青色光用光センサー値に応じて青色デューティー値DutyBが決定されるので、青色レーザーダイオード59が補正後の青色光用光センサー値に応じたデューティーで駆動される。このようにして調節部70は、青色レーザーダイオード59の光量を調節することで、表示する画像の明るさを所望の明るさに近づけることができる。
また、調節部70は、光検出部72が検出した光明るさ情報を参照して光の偏光状態の変化を推定し、該推定した光の偏光状態の変化に基づいて光源71の出力を調節する。これにより、プロジェクター50は、光の偏光変化による光源の出力のずれを調整することで、表示する画像の明るさを所望の明るさに近づけることができる。
続いて、第2の実施形態について説明する。光源71の波長変化の特性は、発光デューティー値を制御したときと光源71の出力が低下したときとで異なる。例えば、発光デューティー値を制御することで、蛍光体基板61の温度が変化するが、ピーク光量(光密度)は変化しない。励起用レーザーダイオード62の出力が低下した際には、蛍光体基板61の温度とピーク光量の両方が変化する。これによって、発光デューティー値を制御したときと光源71の出力が低下したときとで光の波長変化の現れ方が変わる。
赤色光減衰比算出部82bは、例えば(赤色光用光センサー現在値/赤色光用光センサー基準値)/Duty比に従って、発光デューティー値による赤色光量変化以外の赤色光量変化割合を算出する。赤色光減衰比算出部82bは、算出した上記赤色光量変化割合を示す情報を第2補正係数決定部87に出力する。
ここで、第2補正係数よりも第1補正係数の方が大きい。第1補正係数は2要因の誤差の打消し効果がないからである。
青色光減衰比算出部92bは、例えば(青色光用光センサー現在値/青色光用光センサー基準値)/青色光源Duty比に従って、発光デューティー値による青色光量変化以外の青色光量変化割合を算出する。ここで、青色光源Duty比は、青色レーザーダイオード59のデューティー値(以下、青色光源発光Dutyともいう)を100で割った値である。青色光減衰比算出部92bは、算出した上記青色光量変化割合を示す情報を第4補正係数決定部96へ出力する。
第3補正係数決定部101は、青色光源発光Dutyに応じて、第3補正係数を算出する。ここで、第3補正係数は、青色光源発光Dutyに対して2次関数的な関係を持つ。これは波長変化と偏光状態変化の2要因が複合しているからである。第3補正係数決定部101は、算出した第3補正係数を示す情報を青色光用加算部102へ出力する。
ここで、第4補正係数よりも第3補正係数が大きい。これはPWM調光時は温度変化による波長変化が大きいからである。
青色光用乗算部94は、青色光用光センサー現在値に青色光用加算部102から入力された情報が示す第2の加算補正係数を乗じ、乗じることで得た値を補正後の青色光用光センサー値とする。そして、青色光用乗算部94は、得た補正後の青色光用光センサー値をデューティー決定部85へ出力する。
(ステップS201)まず、赤色光減衰比算出部82bは、発光デューティー値による赤色光量変化以外の赤色光量変化割合を算出する。
(ステップS202)次に、第1補正係数決定部86は、黄色光源発光Dutyに応じて第1補正係数を決定する。それと並行して第2補正係数決定部87は、赤色光量変化割合に応じて第2補正係数を決定する。
(ステップS203)次に、赤色光用加算部88は第1補正係数と第2補正係数を加算することで加算補正係数を算出する。
(ステップS204)次に、赤色光用乗算部84は、赤色光用光センサー現在値に加算補正係数を乗じることで、補正後の赤色光用光センサー値を算出する。
ステップS205〜ステップS207の処理は、ステップS104〜S106の処理と同じであるので、その説明を省略する。
(ステップS209)次に、第3補正係数決定部101は、青色光源発光Dutyに応じて第3補正係数を決定する。それと並行して、第4補正係数決定部96は、青色光量変化割合に応じて第4補正係数を決定する。
(ステップS210)次に、青色光用加算部102は第3補正係数と第4補正係数を加算して第2の加算補正係数を算出する。
(ステップS211)次に、青色光用乗算部94は、青色光用光センサー現在値に第2の加算補正係数を乗じることで補正後の青色光用光センサー値を算出する。
ステップS212〜ステップS214の処理は、ステップS110〜S112の処理と同じであるので、その説明を省略する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
これにより、プロジェクター50bは第1の実施形態よりもさらに高精度に光センサー出力を補正することができる。その結果、第1の実施形態よりも高精度に、表示する画像の明るさを所望の明るさに近づけることができる。また、プロジェクター50bは映像に適応して発光デューティーを変更させる制御中であっても、赤色光用光センサー現在値または青色光用光センサー現在値を用いて光源光量を補正することができる。
続いて、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態におけるプロジェクター50cは、温度センサー(温度検出部)110を備える。プロジェクター50cは、温度センサー値の基準値からの変化に応じて、光センサー出力を補正する。プロジェクター50cは、温度センサーを用いることにより、光源71の出力の劣化による温度変化以外の温度変化である環境温度変化も含めて、光源71の色バランスを補正することができる。
赤色光用温度センサー基準値記憶部89には、赤色光用温度センサー基準値が記憶されている。
第1温度変化比算出部82cは、赤色光用温度センサー基準値記憶部89から赤色光用温度センサー基準値を読み出す。また、第1温度変化比算出部82cは、温度センサー110から温度情報を取得する。第1温度変化比算出部82cは、温度情報が示す温度センサー現在値を赤色光用温度センサー基準値で割り、割ることで得た値を第1温度変化比として算出する。第1温度変化比算出部82cは、算出した第1温度変化比を示す情報を赤色光用補正係数決定部83cへ出力する。
青色光用温度センサー基準値記憶部95には、青色光用温度センサー基準値が記憶されている。
第2温度変化比算出部92cは、青色光用温度センサー基準値記憶部95から青色光用温度センサー基準値を読み出す。また、第2温度変化比算出部92cは、温度センサー110から温度情報を取得する。第1温度変化比算出部82cは、温度情報が示す温度センサー現在値を青色光用温度センサー基準値で割り、割ることで得た値を第2温度変化比として算出する。第2温度変化比算出部92cは、算出した第2温度変化比を示す情報を青色光用補正係数決定部93cへ出力する。
(ステップS301)まず、第1温度変化比算出部82cは、温度センサー現在値を赤色光用温度センサー基準値で割ることで第1温度変化比を得る。
(ステップS302)次に、赤色光用補正係数決定部83cは、第1温度変化比に応じて赤色光用補正係数を算出する。
ステップS303〜ステップS306の処理は、ステップS103〜S106の処理と同じであるので、その説明を省略する。
(ステップS308)次に、青色光用補正係数決定部93cは、第2温度変化比に応じて青色光用補正係数を算出する。
ステップS309〜ステップS312の処理は、ステップS109〜S112の処理と同じであるので、その説明を省略する。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
これにより、プロジェクター50cは、環境温度変化に起因した光の波長シフトによる光センサー出力誤差を補正することができる。調節部70cは、その補正後の光センサー出力に応じて光源71の出力を調節するので、第1の実施形態と同様に、プロジェクター50cは、表示する画像の明るさを所望の明るさに近づけることができる。
また、第2の温度センサーは、B光源については、偏光変換素子11周辺の温度に限らず、青色レーザーダイオード59、蛍光体基板61、または偏光ビームスプリッター28などの光学素子周辺の温度を検出してもよい。
続いて、第4の実施形態について説明する。
図14は、第4の実施形態におけるプロジェクター50dの構成を示す概略構成図である。なお、図1と共通する要素には同一の符号を付し、その具体的な説明を割愛または省略する。第4の実施形態におけるプロジェクター50dの構成は、第1の実施形態におけるプロジェクター50の構成に対して、4個の温度センサー(励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)が追加され、制御部64が制御部64dに変更されたものとなっている。
本実施形態に係るプロジェクター50dでは、励起用レーザーダイオードアレイ60から射出された光で蛍光体基板61を励起し、Y光に変換する。このY光が、ピックアップレンズ57、平行化レンズ58で平行光とされ、マルチレンズで均一化された後に、R光用の反射型液晶パネル4R及びG光用の反射型液晶パネル4Gを照明する。
また、青色レーザーダイオードアレイ53から射出された光が、拡散板56で均一化された後に、R光路やG光路と同様に、B光用の反射型液晶パネル4Bを照明する。
そして、色合成後の光が、投写光学系6(例えば、投写レンズなど)を経て、スクリーンSCRに投影される。
なお、各光センサー36R、36G、36Bの配置としては、例えば、Y光源の光量及びB光源の光量を検出することができる場所であればよく、本実施形態の配置には限定されない。
本実施形態では、プロジェクター50dの温度状態を把握して温度に関する補正を行うための温度センサー(励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)を、励起用レーザーダイオード62(励起用レーザーダイオードアレイ60)の周囲と、青色レーザーダイオード59(青色レーザーダイオードアレイ53)の周囲と、R光用の反射型液晶パネル4Rの周囲と、B光用の反射型液晶パネル4Bの周囲に、それぞれ取り付けて備えている。
ここで、赤色光用パネル用温度センサー211Rや青色光用パネル用温度センサー211Bは、一例として、冷却用ファンの排気流の排気口付近に配置されてもよく、他の例として、冷却用ファンの排気流の吸気口付近に配置されてもよい。
各温度センサー(励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)は、サーミスタなどを用いて構成される。
ここで、R光用の温度センサーとG光用の温度センサーの両方を備える構成では、例えば、本実施形態におけるR光用の温度センサーの検出結果の代わりに、これら両方の温度センサーの検出結果の平均値などを用いることが可能である。
また、通常のプロジェクターにおいては、各反射型液晶パネルや放熱フィンにもともと温度監視用の温度センサーが備えられていることが多く、本実施形態では、このような温度センサーを利用することも可能である。
例えば、蛍光体基板61は反射型のものであっても良い。光源としては、RGBの3つのLDまたはLEDであっても良い。光変調部(光変調素子)としては、透過型液晶パネルまたはDMDであっても良い。また、拡散板56の有無なども任意であって良い。このように、詳細な光学構成については、本実施形態の構成に限定されない。
また、図15には、各温度センサー(励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)が信号処理部65dに接続されている様子を示してある。
また、図15には、温度センサー(励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)を含む温度検出部301を示してある。
なお、本実施形態では、温度センサー(励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)に関する処理以外は、第1実施形態の場合と同様である。
信号処理部65dは、光源の調光制御のための処理も行う。光源の光量は、例えば、メニュー画面からのユーザー設定やカラーモードに連動した明るさ、色設定に基づいて制御される。更に、光源の光量は、映像信号の明るさ(階調値)に適応して調光制御される場合もある。
PWM信号生成部67は、信号処理部65dから入力されたデューティー値から、光源の明滅に対応したPWM信号(PWMY信号、PWMB信号)を生成して、LD駆動部(励起用レーザーダイオード駆動部68、青色レーザーダイオード駆動部69)へ送る。
更に、PWM信号(PWMY信号、PWMB信号)の波形に基づいて、LD(励起用レーザーダイオード62、青色レーザーダイオード59)のオン/オフ制御を行う。
また、本実施形態では、各温度センサー(励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)からの出力(温度センサー値)が、信号処理部65dへ送られて、光センサーに対する補正処理に用いられる。
本実施形態では、このようなグラフで表される情報を信号処理部65dが記憶して参照する。この情報は、例えば、ルックアップテーブル(LUT:Look Up Table)などとして、予め記憶される。
図16のグラフでは、横軸は光源の明るさ(所定の基準値に対して0%〜100%)を表わしており、縦軸はデューティー(所定の基準値に対して0%〜100%)を表わしている。
図16の例では、光源の明るさとデューティーとが1対1となる線形の直線1001で表される。
なお、本実施形態では、調光制御を行わない状態(調光オフの状態)で、光源初期確認処理が行われる。
(ステップS401)まず、信号処理部65dは、液晶パネル(本実施形態では、反射型液晶パネル4R、4G、4B)を黒表示にするように制御する。
(ステップS402)次に、信号処理部65dは、照明系に配置された光学絞り(本実施形態では、第1の絞り37、第2の絞り38)を全開の状態に設定し、照明系に配置された光学フィルターを全開の状態に設定する。
この場合、信号処理部65dは、励起用レーザーダイオード62の電流値を、予め定められた一定値(例えば、2.0A)に設定し、青色レーザーダイオード59の電流値を、予め定められた一定値(例えば、1.2A)に設定して、各光センサーの基準値を取得する。
なお、各光センサーの基準値を測定して取得するときにおける、励起用レーザーダイオード62及び青色レーザーダイオード59の点灯の態様としては、例えば、間欠点灯が用いられてもよく、または、連続点灯が用いられてもよい。
なお、本実施形態では、調光制御を行わない状態(調光オフの状態)で、光源劣化確認処理が行われる。
(ステップS452)次に、信号処理部65dは、照明系に配置された光学絞り(本実施形態では、第1の絞り37、第2の絞り38)を全開の状態に設定し、照明系に配置された光学フィルターを全開の状態に設定する。
また、上記したステップS454の処理において、信号処理部65dは、励起用レーザーダイオード62の電流値及び青色レーザーダイオード59の電流値を、光源初期確認処理において設定した予め定められた一定値に設定する。なお、信号処理部65dは、各光センサーの基準値を測定して取得するときにおける、励起用レーザーダイオード62及び青色レーザーダイオード59の点灯の態様(例えば、間欠点灯、または、連続点灯)を、光源初期確認処理において設定した態様と同じ態様に設定する。
温度補正係数(Y光)=1+{Yα × (検出値YLS−基準値YLS)
+Yβ × (検出値RPA−基準値RPA)}
・・(1)
温度補正係数(B光)=1+{Bα × (検出値BLS−基準値BLS)
+Bβ × (検出値BPA−基準値BPA)}
・・(2)
また、式(2)において、検出値BLS及び基準値BLSは、それぞれ、青色LD用温度センサー202の光源劣化確認処理における温度検出値BLS及び光源初期確認処理における基準値BLSであり、また、検出値BPA及び基準値BPAは、それぞれ、青色光用パネル用温度センサー211Bの光源劣化確認処理における温度検出値BPA及び光源初期確認処理における基準値BPAである。
また、式(1)におけるYα、Yβ及び式(2)におけるBα、Bβは、それぞれ、予め決められた係数であり、例えば、温度特性が変わらないと仮定して、事前の評価で決められた一定値である。
補正後の光センサー値(Y光)=温度補正係数(Y光) × 検出値RSE
・・(3)
補正後の光センサー値(B光)=温度補正係数(B光) × 検出値BSE
・・(4)
また、式(4)において、検出値BSEは、青色光用光センサー36Bの光源劣化確認処理における光検出値BSEである。
このように、温度に関する補正後の光センサー値は、取得した光センサー値に温度補正係数を乗算することで求められる。光センサー値に温度補正係数を演算することで、光センサー値の取得時における光源温度や光学素子温度に依存した受光量の変化により光源劣化状態となって誤った判断を改善することができる。
光源バランス補正値(Y光)
=LSB_Y
× (基準値RSE/基準値BSE)/(検出値RSE/検出値BSE)
・・(5)
光源バランス補正値(B光)
=LSB_B
× (検出値RSE/検出値BSE)/(基準値RSE/基準値BSE)
・・(6)
また、式(6)において、検出値BSE及び基準値BSEは、それぞれ、青色光用光センサー36Bの光源劣化確認処理における光検出値BSE及び光源初期確認処理における基準値BSEである。本実施形態では、検出値BSEとして、式(4)により温度に関する補正が行われた補正後の光センサー値(B光)を用いる。
また、式(5)におけるLSB_Yは、励起用レーザーダイオード62の現在における明るさである。この明るさは、例えば、最大の出力に対する割合(%表示)で表される。
また、式(6)におけるLSB_Bは、青色レーザーダイオード59の現在における明るさである。この明るさは、例えば、最大の出力に対する割合(%表示)で表される。
一例として、(基準値RSE/基準値BSE)<(検出値RSE/検出値BSE)である場合には、基準よりもY光が強いまたはB光が弱いと考えられる。この場合、信号処理部65dは、例えば、B光をそのままの強度で制御し、式(5)にしたがって、Y光を弱める制御を行う。
他の例として、(基準値RSE/基準値BSE)>(検出値RSE/検出値BSE)である場合には、基準よりもY光が弱いまたはB光が強いと考えられる。この場合、信号処理部65dは、例えば、Y光をそのままの強度で制御し、式(6)にしたがって、B光を弱める制御を行う。
ここで、一方の光が強いまたは他方の光が弱い場合には、一方の光を弱める制御または他方の光を強める制御のうちの任意の方が用いられてもよいが、本実施形態では、光源の劣化に対して光源の光量を強める制御は熱的な負担を増やし信頼性を悪化させる場合があり得るため、光源の光量を弱める制御を行う構成としている。
終了シーケンスで光源劣化確認処理を実行した場合には、信号処理部65dは、該処理の結果を記憶して、プロジェクター50dの次回の起動時から新しい制御量(光源バランス補正値)を適用する。
このような処理を行って、光源の劣化状態を高精度に把握して補正制御を行うことで、劣化にともなうホワイトバランスの変動を最小限に抑えることができる。
また、図17に示される光源初期確認処理及び図18に示される光源劣化確認処理において、例えば、光源バランス補正値を用いない状態でそれに対する光源バランス補正値を求めてもよく、または、光源バランス補正値を用いた状態でそれに対する光源バランス補正値(更なる光源バランス補正値)を求める構成が用いられてもよい。
具体的には、信号処理部65dは、図16に示されるような光源の明るさとデューティーとの対応情報を参照して、光源バランス補正値(Y光)に対応するデューティー値を求め、求めたデューティー値を用いて、励起用レーザーダイオード駆動部68を介して励起用レーザーダイオード62を制御する。同様に、信号処理部65dは、図16に示されるような光源の明るさとデューティーとの対応情報を参照して、光源バランス補正値(B光)に対応するデューティー値を求め、求めたデューティー値を用いて、青色レーザーダイオード駆動部69を介して青色レーザーダイオード59を制御する。
このような制御を行うタイミングとしては、様々なタイミングが用いられてもよく、例えば、プロジェクター50dの起動時などのタイミングを用いることができる。
なお、図16に示されるような光源の明るさとデューティーとの対応情報は、例えば、それぞれの光源(本実施形態では、励起用レーザーダイオード62、青色レーザーダイオード59)毎に用意されてもよく、または、複数の光源に共通に用意されてもよい。
具体例として、光源バランス補正値(Y光)=100%、光源バランス補正値(B光)=80%で、Y光が劣化した場合には、Y光については100%×70%×100%=70%の明るさになるように制御し、B光については100%×70%×80%=56%の明るさになるように制御する。
具体的には、本実施形態に係るプロジェクター50dでは、複数の光源(例えば、励起用レーザーダイオード62、青色レーザーダイオード59)と、各光源からの光を変調し画像光を生成する複数の光変調素子(例えば、反射型液晶パネル4R、4B)と、各光源と各光変調素子との間の光を検出する複数の光センサー(例えば、赤色光用光センサー36R、青色光用光センサー36B)と、各光源や各光変調素子の周辺の温度を検出する複数の温度センサー(例えば、励起用LD用温度センサー201、青色LD用温度センサー202、赤色光用パネル用温度センサー211R、青色光用パネル用温度センサー211B)と、温度センサーの検出値に基づいて光センサーの検出値を補正し、補正した光センサーの検出値に基づいて光源の劣化状態を確認して、光源の劣化状態に基づいて光源の制御(光源の出力の調整)を行う信号処理部65dを備える。これにより、Y光の光源の出力とB光の光源の出力とのバランス(比)が劣化等で変わったか否かを判定するときに、温度変化により劣化等で変わった成分を除外して、温度変化以外により劣化等で変わった成分を検出し、その検出結果を用いて明るさを補正し、その補正した明るさからデューティー値を求めて、光源を制御する。
これに対して、本実施形態では、このような問題を解消することができる。
具体例として、励起用レーザーダイオード62に関する温度センサー(本実施形態では、励起用LD用温度センサー201)としては、蛍光体基板61或いはその周辺や、偏光変換素子11或いはその周辺や、偏光ビームスプリッター26或いはその周辺や、偏光ビームスプリッター27或いはその周辺などに配置されてもよい。
また、青色LD用温度センサー202としては、蛍光体基板61或いはその周辺や、偏光変換素子11或いはその周辺や、偏光ビームスプリッター28或いはその周辺などに配置されてもよい。
また、本実施形態では、光源と光変調素子のそれぞれに関する温度を温度センサーにより検出して温度に関する補正を行う構成を示したが、他の構成例として、光源のみに関する温度を温度センサーにより検出して温度に関する補正を行う構成や、または、光変調素子のみに関する温度を温度センサーにより検出して温度に関する補正を行う構成が用いられてもよい。
一構成例として、本実施形態に係るプロジェクター50dは、光源(本実施形態では、光源71)から射出された光の明るさに関する光明るさ情報(本実施形態では、光検出値)を検出する光検出部(本実施形態では、光検出部72)と、温度を示す温度情報を検出する温度検出部(本実施形態では、温度検出部301)と、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて前記光検出部により検出された光明るさ情報を補正し、補正後の前記光明るさ情報に基づいて前記光源の出力を調節する調節部(本実施形態では、調節部70dであり、式(1)〜式(6)を用いる)と、を備える。
(1)本発明の一態様は、光源から射出された光の状態を示す光状態情報を推定し、該推定した光状態情報に基づいて、前記光源の出力を調節する調節部を備えるプロジェクターである。これにより、光源が劣化することにより光源から出射される光の特性が変化しても、プロジェクターは、光状態情報に基づいて光源の出力を調節することで、表示する画像の明るさを所望の明るさに近づけることができる。
<以上、構成例>
Claims (3)
- 光源から射出された光の明るさに関する光明るさ情報を検出する光検出部と、
温度を示す温度情報を検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて前記光検出部により検出された光明るさ情報を補正し、補正後の前記光明るさ情報に基づいて前記光源の出力を調節する調節部と、を備え、
前記光源は、第1の光源と、第2の光源を含み、
前記光検出部は、前記第1の光源に対応する第1の光検出部と、前記第2の光源に対応する第2の光検出部を含み、
前記温度検出部は、前記第1の光源に対応する第1の温度検出部と、前記第2の光源に対応する第2の温度検出部を含み、
前記調節部は、前記第1の温度検出部により検出された第1の温度情報に基づいて前記第1の光検出部により検出された第1の光明るさ情報を補正し、前記第2の温度検出部により検出された第2の温度情報に基づいて前記第2の光検出部により検出された第2の光明るさ情報を補正し、補正後の前記第1の光明るさ情報及び補正後の前記第2の光明るさ情報に基づいて、前記第1の光源の出力と前記第2の光源の出力のうちの一方または両方を調節し、
前記第1の光源に対応する第1の光変調素子と、
前記第2の光源に対応する第2の光変調素子と、を更に備え、
前記第1の光検出部は、前記第1の光源と前記第1の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第1の光明るさ情報を検出し、
前記第2の光検出部は、前記第2の光源と前記第2の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第2の光明るさ情報を検出し、
前記第1の温度検出部は、前記第1の光源の周辺の温度を示す第1の光源周辺温度情報を検出する第1の光源周辺温度検出部と、前記第1の光変調素子の周辺の温度を示す第1の光変調素子周辺温度情報を検出する第1の光変調素子周辺温度検出部を含み、
前記第2の温度検出部は、前記第2の光源の周辺の温度を示す第2の光源周辺温度情報を検出する第2の光源周辺温度検出部と、前記第2の光変調素子の周辺の温度を示す第2の光変調素子周辺温度情報を検出する第2の光変調素子周辺温度検出部を含み、
前記第1の光源と前記第1の光変調素子との間に配置される第1の偏光ビームスプリッターと、
前記第2の光源と前記第2の光変調素子との間に配置される第2の偏光ビームスプリッターと、を更に備え、
前記第1の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第1の光検出部に導き、他方の偏光を前記第1の光変調素子に入射させ、
前記第2の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第2の光検出部に導き、他方の偏光を前記第2の光変調素子に入射させる、
プロジェクター。 - 前記第1の光源は、Yの光源であり、
前記第2の光源は、Bの光源であり、
前記第1の光検出部及び前記第1の光変調素子周辺温度検出部は、R又はGのうちの一方または両方に対応して備えられる、
請求項1に記載のプロジェクター。 - 光検出部が、光源から射出された光の明るさに関する光明るさ情報を検出する手順と、
温度検出部が、温度を示す温度情報を検出する手順と、
調節部が、前記温度検出部により検出された温度情報に基づいて前記光検出部により検出された光明るさ情報を補正し、補正後の前記光明るさ情報に基づいて前記光源の出力を調節する手順と、を有し、
前記光源は、第1の光源と、第2の光源を含み、
前記光検出部は、前記第1の光源に対応する第1の光検出部と、前記第2の光源に対応する第2の光検出部を含み、
前記温度検出部は、前記第1の光源に対応する第1の温度検出部と、前記第2の光源に対応する第2の温度検出部を含み、
前記調節部は、前記第1の温度検出部により検出された第1の温度情報に基づいて前記第1の光検出部により検出された第1の光明るさ情報を補正し、前記第2の温度検出部により検出された第2の温度情報に基づいて前記第2の光検出部により検出された第2の光明るさ情報を補正し、補正後の前記第1の光明るさ情報及び補正後の前記第2の光明るさ情報に基づいて、前記第1の光源の出力と前記第2の光源の出力のうちの一方または両方を調節し、
前記第1の光検出部は、前記第1の光源と前記第1の光源に対応する第1の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第1の光明るさ情報を検出し、
前記第2の光検出部は、前記第2の光源と前記第2の光源に対応する第2の光変調素子との間の光の明るさに関する前記第2の光明るさ情報を検出し、
前記第1の温度検出部は、前記第1の光源の周辺の温度を示す第1の光源周辺温度情報を検出する第1の光源周辺温度検出部と、前記第1の光変調素子の周辺の温度を示す第1の光変調素子周辺温度情報を検出する第1の光変調素子周辺温度検出部を含み、
前記第2の温度検出部は、前記第2の光源の周辺の温度を示す第2の光源周辺温度情報を検出する第2の光源周辺温度検出部と、前記第2の光変調素子の周辺の温度を示す第2の光変調素子周辺温度情報を検出する第2の光変調素子周辺温度検出部を含み、
前記第1の光源と前記第1の光変調素子との間に配置される第1の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第1の光検出部に導き、他方の偏光を前記第1の光変調素子に入射させ、
前記第2の光源と前記第2の光変調素子との間に配置される第2の偏光ビームスプリッターは、入射した光を互いに偏光方向が異なる2つの偏光に分離し、分離した一方の偏光を前記第2の光検出部に導き、他方の偏光を前記第2の光変調素子に入射させる、
プロジェクターの制御方法。
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