JP6624066B2 - 光源装置および投射型表示装置 - Google Patents
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Description
本開示の一実施の形態に係る光源装置は、複数の光源部のうち、少なくとも1つの所定の光源部が、同一の所定の色光を発する複数の光源を有し、制御部は、各色光の発光期間が時間的に異なるように複数の光源部を制御すると共に、所定の光源部における所定の色光の発光期間内において、複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、複数の光源が発するそれぞれの光の光量を互いに異なるタイミングで計測するようにしてもよい。
または、本開示の一実施の形態に係る光源装置において、制御部が、各色光の光量を計測する期間以外では、複数の光源部を同時に発光させ、各色光の光量を計測する期間では、複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させるようにしてもよい。
本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置は、複数の光源部のうち、少なくとも1つの所定の光源部が、同一の所定の色光を発する複数の光源を有し、制御部は、各色光の発光期間が時間的に異なるように複数の光源部を制御すると共に、所定の光源部における所定の色光の発光期間内において、複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、複数の光源が発するそれぞれの光の光量を互いに異なるタイミングで計測するようにしてもよい。
または、本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置において、制御部が、各色光の光量を計測する期間以外では、複数の光源部を同時に発光させ、各色光の光量を計測する期間では、複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させるようにしてもよい。
1.第1の実施の形態(互いに異なる色光を発する複数の光源部を有する場合の実施形態)(図1〜図4)
1.1 投射型表示装置の全体構成
1.2 制御系の構成および動作
1.2.1 制御系の構成例
1.2.2 光源部の発光タイミングおよび光量のサンプリング動作
1.3 効果
2.第2の実施の形態(同一色の光源を2つ有する場合の実施形態)(図5)
2.1 構成および動作
2.2 効果
3.第3の実施の形態(同一色の光源を3つ以上有する場合の実施形態)(図6、図7)
3.1 構成および動作
3.2 効果
3.3 変形例
4.第4の実施の形態(1つの光源を複数回サンプリングする実施形態)(図8、図9)
4.1 構成および動作
4.2 効果
4.3 変形例
5.第5の実施の形態(画像表示素子に光量検知素子が配置された実施形態)(図10)
5.1 構成および動作
6.第6の実施の形態(複数の画像表示素子を備え、複数の色の光源を同時に発光させる実施形態)(図11、図12)
6.1 構成
6.2 光源部の発光タイミングおよび光量のサンプリング動作
6.3 効果
7.その他の実施の形態
[1.1 投射型表示装置の全体構成]
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る投射型表示装置(プロジェクタ)の全体構成の一例を示している。
(1.2.1 制御系の構成例)
図2は、投射型表示装置の制御系の一構成例を示している。この投射型表示装置は、制御系として、CPU(Central Processing Unit)を含む主制御部90と、画像表示素子制御回路91と、光源駆動部92とを備えている。
図3は、本実施の形態における複数の光源部10B,10G,10Rの発光タイミング、および光量検知部40における光量のサンプリング動作の一例を示している。
主制御部90は、まず、発光タイミング信号に基づいて、赤色光の発光期間Tr1であるか否かを判断する(ステップS11)。赤色光の発光期間Tr1ではない場合(ステップS11;N)には、ステップS13に進む。赤色光の発光期間Tr1である場合(ステップS11;Y)には、主制御部90は、光量検知部40のゲインを赤色光に最適なゲイン値Garに設定し(ステップS12)、その後、ステップS13に進む。
以上のように、本実施の形態によれば、光量検知部40に複数の色光を空間的に共通して入射させ、複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミング、かつ、異なるゲインで計測するようにしたので、1つの光量検知部40で複数の色光の光量を精度良く計測することができる。本実施の形態によれば、各色ごとに最適なゲインを設定するため、光量検知部40のダイナミックレンジを十分に使うことができる。このため、十分な分解能のサンプリング値を取得することができる。これにより、光源の正確なパワー制御を行うことができ、光源がフリッカー現象を引き起こすことが抑制される。
各色ごとにゲインを切り替えることのメリットは、具体的には以下のとおりである。例えば、赤色光の波長が780nm、緑色光の波長が650nm、青色光の波長が405nmの場合、同じ光量に対する光量検知素子41の感度は例えば、標準値(Typical)で、R:G:B=7.15:7.52:4.70となる。この場合、値が最大の緑色と最小の青色とでは、1.6倍もの差があるため、ゲインを切り替えない場合は、青色光に感度を合わせる必要があり、青色光の分解能は、1/1.6になってしまう。すなわち、緑色光に比べて、青色光は、1.6倍荒いゲイン設定しかできなくなる。
次に、本開示の第2の実施の形態について説明する。以下では、上記第1の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
上記第1の実施の形態では、複数の光源部10B,10G,10Rがそれぞれ、1つのレーザ光源を有する場合を例にして説明したが、複数の光源部10B,10G,10Rのうち、少なくとも1つの所定の光源部が、同一の所定の色光を発する複数の光源を有していてもよい。そして、所定の光源部における所定の色光の発光期間内において、複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、複数の光源が発するそれぞれの光の光量を互いに異なるタイミングで計測するようにしてもよい。
本実施の形態によれば、同一色の光源が複数個存在する場合でも、各個体ごとのサンプリング値を取得することができるため、各光源ごとの正確なフィードバック制御を行うことができる。
同一色の複数の光源のサンプリング値を別々に取得する場合のメリットは、具体的には以下のとおりである。
(1)同一色の光源が2つで、ある電流値を流した時の光量がそれぞれ、AとBだった場合、まとめて取得すると光量は、A+Bになり、各光源は(A+B)/2の光量として電流値を設定する。しかしながら、各光源のIL特性が違うと、同じ電流値を設定しても、各光源における実際の光量は異なってしまう。光量が大きくなってしまう方は、上限値を越えて光らせてしまうことになり、早く壊れてしまう可能性がある。
本実施の形態によれば、同一色の複数の光源のサンプリング値を別々に取得することで、各光源の光量を同じにできるので、上記のような設計自由度を得ることができる。
次に、本開示の第3の実施の形態について説明する。以下では、上記第1の実施の形態または上記第2の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
上記第2の実施の形態では、1つの光源部内において、同一色の光源を2つ有する場合を例に説明したが、本実施の形態では、1つの光源部内において、同一色の光源を3つ以上有する場合を例に説明する。主制御部90は、複数の光源をすべて発光させた場合の光量検知部40の検知結果と、複数の光源のうち特定の1つの光源を消灯させた場合の光量検知部40の検知結果との差分に基づいて、特定の1つの光源が発する光の光量を算出するようにしてもよい。
本実施の形態によれば、光量のサンプリングのために消灯するレーザ光源の数を必要最小限にすることができる。3つ以上の同一色のレーザ光源の各光量のサンプリング値を取得する際に、1つのレーザ光源のみ消灯すれば、その1つのレーザ光源の光量のサンプリング値を取得できるので、サンプリング時に消灯させた場合の光量の低下を最小限にすることができる。
なお、より正確なサンプリングのために、光量のサンプリングをする対象となるレーザ光源だけを発光させて、その他のレーザ光源をすべて消灯させてもよい。図7に、そのような発光制御を行う場合の赤色光源部10Rの発光タイミング、および光量検知部40における光量のサンプリング動作の一例を示す。
次に、本開示の第4の実施の形態について説明する。以下では、上記第1ないし第3の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
上記第2および第3の実施の形態では、1つの光源部内に同一色の光源を複数有する場合において、各光源の光量を1つの発光期間内で1回だけ計測する場合を例に説明したが、各光源の光量を複数の発光期間にまたがって複数回、計測するようにしてもよい。本実施の形態では、主制御部90が、所定の光源部における所定の色光の複数の発光期間のそれぞれにおいて、複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、複数の発光期間に亘って、複数の光源が発するそれぞれの光の光量を複数回、互いに異なるタイミングで計測する。
本実施の形態によれば、複数の発光期間(複数のフレーム)にまたがって光量のサンプリングをすることで、サンプリング時に光源を消してしまうために減ってしまう光量を最小限にできる。
図5〜図8に示した動作例では、1つの発光期間(1つのフレーム)内での光量のサンプリングは、いずれか1つのレーザ光源をサンプリングしているだけであったが、サンプリングタイミングが重ならなければ、同じフレーム内で同一色の複数のレーザ光源のサンプリングを行っても良い。また、1つの発光期間内で同じレーザ光源のサンプリングを複数回行っても良い。
次に、本開示の第5の実施の形態について説明する。以下では、上記第1ないし第4の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
図1に示した構成例では、光量検知素子41を含む光量検知部40を、照明部1内に配置した例を説明したが、例えば図10に示したように、光量検知部40を、画像表示素子21内に埋め込まれた複数の光量検知素子41で構成してもよい。光量検知素子41は、PD(Photo Diode)であってもよい。
次に、本開示の第6の実施の形態について説明する。以下では、上記第1ないし第5の実施の形態と同様の構成および作用を有する部分については、適宜説明を省略する。
図11は、本開示の第6の実施の形態に係る投射型表示装置の全体構成の一例を示している。この投射型表示装置は、投射レンズ24と、レンズ部102と、ダイクロイック色分離フィルタ103と、ビームスプリッタ104bと、ビームスプリッタ104gと、ビームスプリッタ104rと、ダイクロイックプリズム106と、全反射ミラー108と、全反射ミラー109とを備えている。
光源部の発光タイミングおよび光量のサンプリング動作は、例えば図12に示したように行う。図12には上側から順に、赤色光の発光タイミング信号、緑色光の発光タイミング信号、および青色光の発光タイミング信号を示す。図12の発光タイミング信号の横軸は時間、縦軸は信号値を示す。各色光の発光タイミング信号がhighとなる期間は各色光の発光期間Tr1,Tg1,Tb1となり、lowとなる期間は各色光の消灯期間Tr0,Tg0,Tb0となる。Sbは光量検知部40による青色光の光量の検出値(サンプリング値)、Sgは緑色光のサンプリング値、Srは赤色光のサンプリング値を示す。
本実施の形態によれば、いわゆる三板式の投射型表示装置において、1つの光量検知部40に複数の色光を空間的に共通して入射させ、複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させることで、1つの光量検知部40で複数の色光の光量を精度良く計測することができる。
本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
(1)
それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部によって発せられた複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングおよび前記光量検知部のゲインを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミング、かつ、異なるゲインで計測する制御部と
を備えた光源装置。
(2)
前記制御部は、
前記各色光の発光期間が時間的に異なるように前記複数の光源部を制御する
上記(1)に記載の光源装置。
(3)
前記複数の光源部のうち、少なくとも1つの所定の光源部が、同一の所定の色光を発する複数の光源を有し、
前記制御部は、
前記所定の光源部における前記所定の色光の発光期間内において、前記複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、前記複数の光源が発するそれぞれの光の光量を互いに異なるタイミングで計測する
上記(2)に記載の光源装置。
(4)
前記所定の光源部が、同一の所定の色光を発する光源を3つ以上有し、
前記制御部は、
前記複数の光源をすべて発光させた場合の前記光量検知部の検知結果と、前記複数の光源のうち特定の1つの光源を消灯させた場合の前記光量検知部の検知結果との差分に基づいて、前記特定の1つの光源が発する光の光量を算出する
上記(3)に記載の光源装置。
(5)
前記制御部は、
前記所定の光源部における前記所定の色光の複数の発光期間のそれぞれにおいて、前記複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、前記複数の発光期間に亘って、前記複数の光源が発するそれぞれの光の光量を複数回、互いに異なるタイミングで計測する
上記(3)に記載の光源装置。
(6)
前記制御部は、
前記複数の発光期間のそれぞれにおいて、前記少なくとも1つの光源を消灯させるタイミングを異ならせる
上記(5)に記載の光源装置。
(7)
前記発光期間内において、前記少なくとも1つの光源を消灯する期間は、1000μs以内である
上記(3)ないし(6)のいずれか1つに記載の光源装置。
(8)
前記制御部は、
前記各色光の光量を計測する期間以外では、前記複数の光源部を同時に発光させ、前記各色光の光量を計測する期間では、前記複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させる
上記(1)に記載の光源装置。
(9)
前記制御部は、
前記複数の光源部をすべて発光させた場合の前記光量検知部の検知結果と、前記1つの光源部のみ消灯させた場合の前記光量検知部の検知結果との差分に基づいて、前記1つの光源部が発する光の光量を算出する
上記(8)に記載の光源装置。
(10)
前記1つの光源部を消灯する期間は、1000μs以内である
上記(8)または(9)に記載の光源装置。
(11)
それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部によって発せられた複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミングで計測する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記各色光の光量を計測する期間以外では、前記複数の光源部を同時に発光させ、前記各色光の光量を計測する期間では、前記複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させる
光源装置。
(12)
前記制御部は、
前記複数の光源部をすべて発光させた場合の前記光量検知部の検知結果と、前記1つの光源部のみ消灯させた場合の前記光量検知部の検知結果との差分に基づいて、前記1つの光源部が発する光の光量を算出する
上記(11)に記載の光源装置。
(13)
前記1つの光源部を消灯する期間は、1000μs以内である
上記(11)または(12)に記載の光源装置。
(14)
それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部が発する複数の色光を映像信号に基づいて変調し、その変調光を出射する少なくとも1つの画像表示素子と、
前記複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングおよび前記光量検知部のゲインを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミング、かつ、異なるゲインで計測する制御部と
を備えた投射型表示装置。
(15)
それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部によって発せられた複数の色光のそれぞれを映像信号に基づいて変調し、前記各色光ごとの変調光を出射する複数の画像表示素子と、
前記複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミングで計測する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記各色光の光量を計測する期間以外では、前記複数の光源部を同時に発光させ、前記各色光の光量を計測する期間では、前記複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させる
投射型表示装置。
Claims (14)
- それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部によって発せられた複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングおよび前記光量検知部のゲインを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミング、かつ、異なるゲインで計測する制御部と
を備え、
前記複数の光源部のうち、少なくとも1つの所定の光源部が、同一の所定の色光を発する複数の光源を有し、
前記制御部は、
前記各色光の発光期間が時間的に異なるように前記複数の光源部を制御すると共に、
前記所定の光源部における前記所定の色光の発光期間内において、前記複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、前記複数の光源が発するそれぞれの光の光量を互いに異なるタイミングで計測する
光源装置。 - 前記所定の光源部が、同一の所定の色光を発する光源を3つ以上有し、
前記制御部は、
前記複数の光源をすべて発光させた場合の前記光量検知部の検知結果と、前記複数の光源のうち特定の1つの光源を消灯させた場合の前記光量検知部の検知結果との差分に基づいて、前記特定の1つの光源が発する光の光量を算出する
請求項1に記載の光源装置。 - 前記制御部は、
前記所定の光源部における前記所定の色光の複数の発光期間のそれぞれにおいて、前記複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、前記複数の発光期間に亘って、前記複数の光源が発するそれぞれの光の光量を複数回、互いに異なるタイミングで計測する
請求項1に記載の光源装置。 - 前記制御部は、
前記複数の発光期間のそれぞれにおいて、前記少なくとも1つの光源を消灯させるタイミングを異ならせる
請求項1に記載の光源装置。 - 前記発光期間内において、前記少なくとも1つの光源を消灯する期間は、1000μs以内である
請求項1ないし4のいずれか1つに記載の光源装置。 - それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部によって発せられた複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングおよび前記光量検知部のゲインを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミング、かつ、異なるゲインで計測する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記各色光の光量を計測する期間以外では、前記複数の光源部を同時に発光させ、前記各色光の光量を計測する期間では、前記複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させる
光源装置。 - 前記制御部は、
前記複数の光源部をすべて発光させた場合の前記光量検知部の検知結果と、前記1つの光源部のみ消灯させた場合の前記光量検知部の検知結果との差分に基づいて、前記1つの光源部が発する光の光量を算出する
請求項6に記載の光源装置。 - 前記1つの光源部を消灯する期間は、1000μs以内である
請求項6または7に記載の光源装置。 - それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部によって発せられた複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミングで計測する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記各色光の光量を計測する期間以外では、前記複数の光源部を同時に発光させ、前記各色光の光量を計測する期間では、前記複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させる
光源装置。 - 前記制御部は、
前記複数の光源部をすべて発光させた場合の前記光量検知部の検知結果と、前記1つの光源部のみ消灯させた場合の前記光量検知部の検知結果との差分に基づいて、前記1つの光源部が発する光の光量を算出する
請求項9に記載の光源装置。 - 前記1つの光源部を消灯する期間は、1000μs以内である
請求項9または10に記載の光源装置。 - それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部が発する複数の色光を映像信号に基づいて変調し、その変調光を出射する少なくとも1つの画像表示素子と、
前記複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングおよび前記光量検知部のゲインを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミング、かつ、異なるゲインで計測する制御部と
を備え、
前記複数の光源部のうち、少なくとも1つの所定の光源部が、同一の所定の色光を発する複数の光源を有し、
前記制御部は、
前記各色光の発光期間が時間的に異なるように前記複数の光源部を制御すると共に、
前記所定の光源部における前記所定の色光の発光期間内において、前記複数の光源のうち少なくとも1つの光源を所定の期間、消灯させることで、前記複数の光源が発するそれぞれの光の光量を互いに異なるタイミングで計測する
投射型表示装置。 - それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部が発する複数の色光を映像信号に基づいて変調し、その変調光を出射する少なくとも1つの画像表示素子と、
前記複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングおよび前記光量検知部のゲインを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミング、かつ、異なるゲインで計測する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記各色光の光量を計測する期間以外では、前記複数の光源部を同時に発光させ、前記各色光の光量を計測する期間では、前記複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させる
投射型表示装置。 - それぞれが互いに異なる色の光を発する複数の光源部と、
前記複数の光源部によって発せられた複数の色光のそれぞれを映像信号に基づいて変調し、前記各色光ごとの変調光を出射する複数の画像表示素子と、
前記複数の色光が空間的に共通して入射する光量検知部と、
前記複数の光源部の発光タイミングを制御し、前記光量検知部の検知結果に基づいて前記複数の色光のそれぞれの光量を異なるタイミングで計測する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記各色光の光量を計測する期間以外では、前記複数の光源部を同時に発光させ、前記各色光の光量を計測する期間では、前記複数の光源部のうち、計測対象の色光を発する1つの光源部のみ、所定の期間、消灯させる
投射型表示装置。
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