JP2008160441A - Projection device - Google Patents
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Abstract
【課題】画像の色ずれが少ない投影装置を提供する。
【解決手段】投影装置1においては、RGBの各波長の光を出射する光源部2と、XYZ表色系の各刺激値ごとに光を検出する検出部5と、検出部5の検出結果をXYZ表色系の各刺激値ごとの強度から光源部2が出射するRGBの各光の強度に変換して光源部2の各発光素子を制御する制御部6と、が設けられている。光源部2には、赤色LED21R、緑色LED21G、青色LED21Bが設けられており、検出部5には、X1センサー、X2センサー、Yセンサー、Zセンサーが設けられている。X1センサーは刺激値Xのうち短波長側のピークを含む部分を検出し、X2センサーは長波長側のピークを含む部分を検出する。
【選択図】図1To provide a projection device with little image color shift.
In a projection device 1, a light source unit 2 that emits light of each wavelength of RGB, a detection unit 5 that detects light for each stimulus value of an XYZ color system, and a detection result of the detection unit 5 There is provided a control unit 6 that controls the light emitting elements of the light source unit 2 by converting the intensity of each stimulus value of the XYZ color system into the intensity of each RGB light emitted from the light source unit 2. The light source unit 2 is provided with a red LED 21R, a green LED 21G, and a blue LED 21B, and the detection unit 5 is provided with an X1 sensor, an X2 sensor, a Y sensor, and a Z sensor. The X1 sensor detects a portion including a peak on the short wavelength side of the stimulus value X, and the X2 sensor detects a portion including a peak on the long wavelength side.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、投影装置に関し、特に、光源部がRGBの発光素子を有した投影装置に関する。 The present invention relates to a projection apparatus, and more particularly to a projection apparatus in which a light source unit includes RGB light emitting elements.
従来より、画像をスクリーンに投影して表示する投影装置(プロジェクター)が開発されている。このような投影装置は、小さな装置によって大きな画面を表示できるという利点があり、運搬性、設置スペース及び装置コストの点で優れている。従来の投影装置においては、光源として放電灯を使用し、この放電灯から出射した光を液晶パネルに透過させて画像を付加する方式が一般的であった(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a projection apparatus (projector) that projects and displays an image on a screen has been developed. Such a projection apparatus has an advantage that a large screen can be displayed by a small apparatus, and is excellent in terms of transportability, installation space, and apparatus cost. In a conventional projection apparatus, a method is generally used in which a discharge lamp is used as a light source, and light emitted from the discharge lamp is transmitted through a liquid crystal panel to add an image (see, for example, Patent Document 1).
近年、投影装置の光源として、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)を使用することが行われている。放電灯に替えてLEDを使用することにより、より小型で携帯性が高く、消費電力が少ない投影装置を作製することができる。 In recent years, an LED (Light Emitting Diode) is used as a light source of a projection apparatus. By using an LED instead of a discharge lamp, it is possible to produce a projection device that is smaller, more portable, and consumes less power.
しかしながら、LEDの発振波長には温度依存性があるため、LEDの使用に伴って温度が上昇すると、出射する光の色及び輝度が変化してしまう。このため、LEDを投影装置の光源として使用すると、投影時間及び環境温度などに依存して、画像が色ずれしてしまうという問題点がある。 However, since the oscillation wavelength of the LED has temperature dependence, when the temperature rises as the LED is used, the color and brightness of the emitted light change. For this reason, when the LED is used as the light source of the projection apparatus, there is a problem that the image is color-shifted depending on the projection time, the environmental temperature, and the like.
本発明の目的は、画像の色ずれが少ない投影装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a projection device with little image color misregistration.
本発明の一態様によれば、光源部と、前記光源部から出射した光に画像を付加する画像付加部と、前記画像が付加された光を投影する投影光学部と、前記光源部から出射した光を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記光源部を制御する制御部と、を備え、前記光源部は、赤色の光を出射する赤色発光素子と、緑色の光を出射する緑色発光素子と、青色の光を出射する青色発光素子と、を有し、前記検出部は、XYZ表色系の刺激値Xのうち短波長側のピークを含む部分を検出するX1センサーと、XYZ表色系の刺激値Xのうち長波長側のピークを含む部分を検出するX2センサーと、XYZ表色系の刺激値Yを検出するYセンサーと、XYZ表色系の刺激値Zを検出するZセンサーと、を有することを特徴とする投影装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, a light source unit, an image adding unit that adds an image to the light emitted from the light source unit, a projection optical unit that projects the light with the image added, and the light source unit A detection unit that detects the detected light, and a control unit that controls the light source unit based on a detection result of the detection unit, wherein the light source unit emits red light and green light. And a blue light-emitting element that emits blue light, and the detection unit detects a portion including a peak on the short wavelength side of the stimulus value X of the XYZ color system. A sensor, an X2 sensor that detects a portion of the stimulus value X of the XYZ color system that includes a peak on the long wavelength side, a Y sensor that detects a stimulus value Y of the XYZ color system, and a stimulus value of the XYZ color system And a Z sensor for detecting Z. There is provided.
本発明によれば、画像の色ずれが少ない投影装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a projection apparatus with little image color misregistration.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る投影装置を例示する図であり、
図2は、本実施形態における画像付加部を例示する側面図であり、
図3は、本実施形態における受光部材を例示する斜視図であり、
図4は、横軸に波長をとり、縦軸に強度及び感度をとって、XYZ表示系の等色関数、各センサーの波長感度特性及び各LEDの発光特性を例示するグラフ図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a projection apparatus according to this embodiment.
FIG. 2 is a side view illustrating the image adding unit in the present embodiment.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a light receiving member in the present embodiment.
FIG. 4 is a graph illustrating the color matching function of the XYZ display system, the wavelength sensitivity characteristics of each sensor, and the light emission characteristics of each LED, with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing intensity and sensitivity.
図1に示すように、本実施形態に係る投影装置1においては、光を出射する光源部2が設けられている。また、光源部2から出射した光に画像を付加する画像付加部3が設けられている。更に、画像付加部3によって画像が付加された光を投影装置1の外部に向けて出射し、画像を投影する投影光学部4が設けられている。更にまた、光源部2から出射した光を検出する検出部5が設けられている。更にまた、検出部5の検出結果に基づいて光源部2を制御する制御部6が設けられている。投影装置1は、フロントプロジェクションタイプのプロジェクターである。
As shown in FIG. 1, in the
光源部2には、赤色の光を出射する赤色発光素子と、緑色の光を出射する緑色発光素子と、青色の光を出射する青色発光素子とが設けられている。すなわち、光源部2は、RGBの各波長の光を出射する。一方、検出部5には、XYZ表色系の刺激値Xのうち短波長側のピークを含む部分を検出するX1センサーと、刺激値Xのうち長波長側のピークを含む部分を検出するX2センサーと、刺激値Yを検出するYセンサーと、刺激値Zを検出するZセンサーとが設けられている。すなわち、検出部5は、XYZ表色系の各刺激値ごとに光を検出する。そして、制御部6は、検出部5によってXYZ表色系の各刺激値ごとに得られた強度を、RGBの各発光素子に対応する強度に変換して、光源部2を制御する。
The
以下、各部の具体的な構成例について説明する。
光源部2においては、赤色発光素子としての赤色LED21R、緑色発光素子としての緑色LED21G、青色発光素子としての青色LED21Bが設けられている。また、赤色LED21Rの光出射側には、赤色LED21Rから出射した光を平行化するコリメーター22Rが設けられている。同様に、緑色LED21G及び青色LED21Bの光出射側には、それぞれ、これらの出射光を平行化するコリメーター22G及びコリメーター22Bが設けられている。
Hereinafter, a specific configuration example of each unit will be described.
In the
また、各LEDから出射し、各コリメーターによって平行化された光が集まる位置には、1個のダイクロイックプリズム23が設けられている。ダイクロイックプリズム23の内部には、赤色の光を反射すると共に緑色及び青色の光を透過させる赤色光反射多層膜ミラー24と、青色の光を反射すると共に緑色及び赤色の光を透過させる青色光反射多層膜ミラー25とが、相互に交差するように設けられている。また、ダイクロイックプリズム23の1つの面は、光出射面26とされている。
In addition, one
赤色LED21Rからコリメーター22Rを介してダイクロイックプリズム23に入射した光は、赤色光反射多層膜ミラー24により反射されて、光出射面26から出射する。また、緑色LED21Gからコリメーター22Gを介してダイクロイックプリズム23に入射した光は、ダイクロイックプリズム23内を直線的に透過して、光出射面26から出射する。更に、青色LED21Bからコリメーター22Bを介してダイクロイックプリズム23に入射した光は、青色光反射多層膜ミラー25により反射されて、光出射面26から出射する。
The light incident on the
更に、ダイクロイックプリズム23の光出射面26側には、光出射面26から出射した光を均一化する均一化光学系27が設けられている。均一化光学系27は、例えば、ライトパイプ(カライドスコープ)又はフライアイレンズなどによって構成されている。
Further, a homogenizing
画像付加部3においては、光源部2から出射した光が到達する位置に、エアギャッププリズム31が設けられている。また、エアギャッププリズム31の側方には、マイクロミラーアレイ32が設けられている。マイクロミラーアレイ32においては、複数のマイクロミラーが、各反射面の角度が独立して変更可能になるようにマトリクス状に集積されており、これらのマイクロミラーの角度を制御することによって、入射した光を選択的に反射して、入射光にモノクロの画像を付加して反射する。
In the
図2に示すように、エアギャッププリズム31は、2個の直角三角柱形状のプリズム33及び34が、両底面間に楔形の隙間(エアギャップ)35を介して配置されており、入射角の僅かな違いによって、入射光を反射・透過に切り分けることができる。これにより、光源部2からプリズム33に入射した光は、プリズム33の底面33aによって反射されて、マイクロミラーアレイ32に向けて出射するが、マイクロミラーアレイ32によって略正面に反射され、プリズム33に再入射した光は、プリズム33の底面33aを透過し、プリズム34も透過し、画像付加部3の外部に抜けていく。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、投影光学部4は、マイクロミラーアレイ32と共にエアギャッププリズム31を挟む位置に配置されており、エアギャッププリズム31から入射した光を投影装置1の外部に向けて拡光しながら出射する。投影光学部4は、例えば、複数枚のレンズ(図示せず)によって構成されている。
As shown in FIG. 1, the projection
検出部5においては、光源部2と画像付加部3との間の光路に介在し、光源部2から出射した光の大部分を透過させつつ一部を反射するスプリッター51が設けられている。また、スプリッター51によって反射された光を集光するレンズ52が設けられており、レンズ52によって集光された光が入射する受光部材53が設けられている。
In the
図3に示すように、受光部材53においては、X1センサー54、X2センサー55、Yセンサー56及びZセンサー57が2行2列のマトリクス状に配列されている。X1センサー54においては、受光素子及びこの受光素子を覆うX1フィルターが設けられており、X2センサー55においては、受光素子及びこの受光素子を覆うX2フィルターが設けられている。同様に、Yセンサー56においては、受光素子及びYフィルターが設けられており、Zセンサー57においては、受光素子及びZフィルターが設けられている。各フィルターは、例えば、各層の厚さを最適に設計した多層膜によって実現することができる。そして、各センサーの波長感度特性は、各フィルターの波長透過特性と受光素子の波長感度特性との積によって決まる。
As shown in FIG. 3, in the
図4には、XYZ表示系の等色関数、各センサーの感度及び各LEDの発光特性を例示している。図4において、線CX、線CY、線CZは、それぞれ、刺激値X、刺激値Y、刺激値Zの等色関数を示している。これらの等色関数は、例えば、「JIS Z 8701」などに記載されている。また、線SX1、線SX2、線SY、線SZは、それぞれ、X1センサー54、X2センサー55、Yセンサー56、Zセンサー57の波長感度特性を示している。更に、線LR、線LG、線LBは、それぞれ、赤色LED、緑色LED、青色LEDの発光特性の一例を示している。
FIG. 4 illustrates the color matching function of the XYZ display system, the sensitivity of each sensor, and the light emission characteristics of each LED. In FIG. 4, line C X , line C Y , and line C Z indicate color matching functions of stimulus value X, stimulus value Y, and stimulus value Z, respectively. These color matching functions are described in, for example, “JIS Z 8701”. Moreover, line S X1 , line S X2 , line S Y , and line S Z indicate the wavelength sensitivity characteristics of the
図4に示すように、X1センサー54の波長感度特性(線SX1)は、刺激値Xの等色関数(線CX)における短波長側のピーク、すなわち、波長が約440ナノメートルの位置にあるピークと略一致している。従って、X1センサー54は、刺激値Xのうち、このピークを含む部分を検出し、例えば、刺激値Xにおける波長が500ナノメートル以下の部分を検出する。また、X2センサー55の波長感度特性(線SX2)は、刺激値Xの等色関数(線CX)における長波長側のピーク、すなわち、波長が約595ナノメートルの位置にあるピークと略一致している。従って、X2センサー55は、刺激値Xのうち、このピークを含む部分を検出し、例えば、刺激値Xにおける波長が500ナノメートル以上の部分を検出する。更に、Yセンサー56の波長感度特性(線SY)は、刺激値Yの等色関数(線CY)と略一致しており、刺激値Yを検出する。更にまた、Zセンサー57の波長感度特性(線SZ)は、刺激値Zの等色関数(線CZ)と略一致しており、刺激値Zを検出する。そして、各センサーは、検出結果を制御部6に対して出力する。
As shown in FIG. 4, the wavelength sensitivity characteristic (line S X1 ) of the
制御部6は、X1センサー54、X2センサー55、Yセンサー56、Zセンサー57の出力に基づいて、光源部2の赤色LED21R、緑色LED21G、青色LED21Bの出力を制御する。例えば、制御部6は、光源部2を時分割方式で駆動する。すなわち、赤色LED21R、緑色LED21G、青色LED21Bを1つずつ繰り返し点灯させる。また、検出部5の各センサーは、光源部2の駆動周期以上の時間、例えば、光源部2の駆動周期の整数倍の時間に検出した光量の積分値に相当する信号を、制御部6に対して出力する。そして、制御部6は、この出力結果に基づいて、各LEDの出力を制御する。LEDの出力の制御は、例えば、発光パルス幅、すなわち、発光時間を調節することによって行う。又は、LEDに供給する電流値のピーク値を調節してもよい。
The
次に、本実施形態に係る投影装置の動作について説明する。
図5は、横軸に波長をとり、縦軸に強度及び感度をとって、本実施形態における各LEDの発光スペクトル及び各センサーの波長感度特性を模式的に例示するグラフ図であり、図4に対応している。
以下、図1乃至図5を参照して説明する。
Next, the operation of the projection apparatus according to this embodiment will be described.
FIG. 5 is a graph schematically illustrating the emission spectrum of each LED and the wavelength sensitivity characteristics of each sensor in the present embodiment, with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing intensity and sensitivity. It corresponds to.
Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.
先ず、制御部6は、光源部2を時分割方式で発光させる。すなわち、赤色LED21R、緑色LED21G、青色LED21Bを1つずつ繰り返し点灯させる。また、これと同期して、画像付加部3のマイクロミラーアレイ32が、各色に対応する画像を順次形成する。
First, the
赤色LED21Rから出射した赤色光は、コリメーター22Rによって平行化され、ダイクロイックプリズム23に入射する。そして、赤色光反射多層膜ミラー24により反射されて、光出射面26から出射する。また、緑色LED21Gから出射した緑色光は、コリメーター22Gによって平行化され、ダイクロイックプリズム23に入射する。そして、ダイクロイックプリズム23内を直線的に透過して、光出射面26から出射する。更に、青色LED21Bから出射した青色光は、コリメーター22Bによって平行化され、ダイクロイックプリズム23に入射する。そして、青色光反射多層膜ミラー25により反射されて、光出射面26から出射する。光出射面26から出射した光は、均一化光学系27によって強度分布が均一化され、光源部2から出射する。
The red light emitted from the red LED 21 </ b> R is collimated by the collimator 22 </ b> R and enters the
光源部2から出射した光は、スプリッター51に到達し、大部分は透過し、一部は反射される。スプリッター51を透過した光は、エアギャッププリズム31のプリズム33に入射し、光路L1を介してプリズム33の底面33aに到達し、底面33aにおいて反射されてマイクロミラーアレイ32に向かう。そして、マイクロミラーアレイ32によって画像が付加されると共に、略正面に向けて反射される。マイクロミラーアレイ32によって反射された光は、エアギャッププリズム31のプリズム33に再入射し、光路L2を介して底面33aに到達し、底面33aを屈折しつつ透過し、プリズム34も屈折しつつ透過し、投影光学部4によって拡光され、投影装置1の外部に向けて出射される。そして、投影装置1の外部に設けられたスクリーン(図示せず)などに投影される。
The light emitted from the
一方、スプリッター51によって反射された光は、レンズ52によって受光部材53に集光される。このときの光のスペクトルは、図4の線LR、線LG、線LBに示すようなスペクトルとなる。そして、受光部材53の各センサーが、それぞれの波長域の光を検出する。具体的には、図5に模式的に示すように、各センサーは、このセンサーの感度スペクトルと入射光のスペクトルとが重なった領域の面積(積分値)を検出する。例えば、X2センサー55は、線SX2及び線LRによって区画される領域Aの面積に相当する光量を検出する。そして、各センサーは、光源部2の駆動周期以上の時間、例えば、光源部2の駆動周期の整数倍の時間に受光した光の積分値を、制御部6に対して出力する。
On the other hand, the light reflected by the
制御部6は、X1センサー54、X2センサー55、Yセンサー56、Zセンサー57の出力、すなわち、XYZ表色系の各刺激値ごとに得られた強度を、光源部2の各LEDごとの強度に変換する。具体的には、X1センサー54の出力信号強度をX1とし、X2センサー55の出力信号強度をX2とし、Yセンサー56の出力信号強度をYとし、Zセンサー57の出力信号強度をZとし、赤色LEDの強度をRLEDとし、緑色LEDの強度をGLEDし、青色LEDの強度をBLEDとするとき、下記数式(1)〜(4)によって、パラメータRLED、GLED、BLEDを算出する。なお、aR、bR、cR、aG、bG、cG、aB、bB、cBは係数である。
The
X=X1+X2 (1)
RLED=aR×X+bR×Y+cR×Z (2)
GLED=aG×X+bG×Y+cG×Z (3)
BLED=aB×X+bB×Y+cB×Z (4)
X = X1 + X2 (1)
R LED = a R × X + b R × Y + c R × Z (2)
G LED = a G × X + b G × Y + c G × Z (3)
B LED = a B × X + b B × Y + c B × Z (4)
なお、このとき、光源部2から出射された光の色度(x,y)は、下記数式(5)及び(6)によって表すことができる。また、輝度は上記Yによって表すことができる。
x=X/(X+Y+Z) (5)
y=Y/(X+Y+Z) (6)
At this time, the chromaticity (x, y) of the light emitted from the
x = X / (X + Y + Z) (5)
y = Y / (X + Y + Z) (6)
そして、上記数式(1)〜(4)によって算出された検出値(RLED,GLED,BLED)を、光源部2に出射させようとしている光の各成分の強度の値、すなわち、目標値(R0,G0,B0)と比較する。なお、光源部2を時分割方式で駆動する場合には、目標値は、光源部2の出射光をその駆動周期の整数倍の時間について積分して得られた擬似的な白色光の値とする。そして、検出値(RLED,GLED,BLED)が目標値(R0,G0,B0)と異なっている場合には、検出値が目標値に近づくように、各LEDの出力を調整する。例えば、赤色成分の検出値であるRLEDの値が、目標値であるR0の値よりも小さい場合には、赤色LED21Rのパルス幅を長くして、赤色光の出力を増加させる。このようにして、光源部2の出射光の色バランス、すなわち、時間積分によって得られた擬似的な白色光の色及び輝度を補償する。これにより、光源部2のフィードバック制御を行う。
And the detected values (R LED , G LED , B LED ) calculated by the above formulas (1) to (4) are values of the intensity of each component of the light to be emitted to the
そして、上述のフィードバック制御を一定周期で繰り返すことにより、光源部2の出射光の色及び輝度を逐次補正し、目標値に向けて収束させ続ける。これにより、光源部2の各LEDの発光特性が温度などの影響によって変化しても、出射光の色及び輝度が大きく崩れることを防止でき、画像の色ずれを抑えることができる。
Then, by repeating the above-described feedback control at a constant period, the color and luminance of the emitted light from the
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態においては、投影装置1に検出部5及び制御部6を設け、光源部2から出射された光を検出し、この検出結果に基づいて光源部2をフィードバック制御しているため、光源部2の出射光の色及び輝度の変動を補償し、画像の色ずれを防止することができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
In the present embodiment, the
また、検出部5は、XYZ表色系の各刺激値ごとに光を検出しているため、RGB表色系の各成分ごとに光を検出する場合と比較して、光を正確に検出することができる。以下、この効果について、より詳細に説明する。
図6は、横軸に波長をとり、縦軸に強度をとって、RGB表色系の等色関数を示すグラフ図である。
Moreover, since the
FIG. 6 is a graph showing the color matching function of the RGB color system, with the wavelength on the horizontal axis and the intensity on the vertical axis.
図6に示すように、RGB表色系の等色関数には、R成分が負の値となる領域Mが存在する。しかしながら、いかなるセンサーを用いても、負の成分は検出できないため、光をRGBの各成分ごとに検出する場合には、この負領域は無視することになる。このため、この場合は光源部2の出射光の色及び輝度を完全に把握することができず、必然的に補償動作も不完全なものとなる。これに対して、本実施形態においては、検出部5は、XYZ表色系の各刺激値ごとに光を検出している。図4に示したように、XYZ表色系の等色関数においては、刺激値が負の値となる領域は存在しない。従って、光を正確に検出することができ、精度が高い補償動作が可能となる。
As shown in FIG. 6, the RGB color system color matching function includes a region M in which the R component has a negative value. However, since no negative component can be detected using any sensor, this negative region is ignored when light is detected for each RGB component. For this reason, in this case, the color and luminance of the emitted light from the
更に、図4に示すように、刺激値Xの等色関数にはピークが2つあるため、本実施形態においては、それぞれのピークに合わせた2つのセンサー、すなわち、X1センサー54及びX2センサー55を設け、刺激値Xのピーク毎に強度を測定している。従って、Yセンサー56及びZセンサー57と合わせて、合計4つのセンサーを設けている。
Further, as shown in FIG. 4, since the color matching function of the stimulus value X has two peaks, in the present embodiment, two sensors that match the respective peaks, that is, the
これに対して、X1センサーを設けず、刺激値Xにおける短波長側のピークを無視することも考えられる。しかしながら、このようにすると、受光した光を正確に検出できなくなってしまう。例えば、図4に示す等色関数が表す光は完全な白色光であり、その色度は、(x,y)=(0.333,0.333)となるが、本実施形態のように、X1センサーを設けて4つのセンサーによってこの光を検出すると、(x,y)=(0.333,0.333)と検出することができる。すなわち、真の色度を検出することができる。これに対して、X1センサーを設けず、刺激値Xの短波長側のピークを無視すると、刺激値Xにおける500ナノメートル以下の波長域の信号が欠落するため、検出される色度は(x,y)=(0.294,0.353)となり、やや水色を帯びた白色を示す色度となる。このとき、真の色度(0.333,0.333)に対する誤差は、(0.039,0.020)となる。人の眼は、色度に関しては0.002の差を認識できると言われているため、この誤差を無視することはできず、画像の品質に対して深刻な悪影響を及ぼす。すなわち、光源部の出射光の色を完全な白色に合わせようとしても、実際にはやや水色を帯びた白色になってしまう。 On the other hand, it is also conceivable that the X1 sensor is not provided and the peak on the short wavelength side in the stimulus value X is ignored. However, if it does in this way, it will become impossible to detect received light correctly. For example, the light represented by the color matching function shown in FIG. 4 is completely white light, and its chromaticity is (x, y) = (0.333, 0.333), as in this embodiment. When the X1 sensor is provided and this light is detected by four sensors, (x, y) = (0.333, 0.333) can be detected. That is, true chromaticity can be detected. On the other hand, if the X1 sensor is not provided and the short wavelength side peak of the stimulus value X is ignored, a signal in the wavelength range of 500 nanometers or less in the stimulus value X is lost, so the detected chromaticity is (x , Y) = (0.294, 0.353), and the chromaticity indicates a slightly light blue white. At this time, the error with respect to the true chromaticity (0.333, 0.333) is (0.039, 0.020). Since the human eye is said to be able to recognize a difference of 0.002 in terms of chromaticity, this error cannot be ignored and has a serious adverse effect on image quality. That is, even if it tries to match the color of the emitted light of the light source unit with a perfect white color, it actually becomes a light white color.
また、X1センサーの検出波長域はZセンサーの検出波長域に近いため、X1センサーを設けずに、Zセンサーの検出結果に一定の係数αを乗じた値をX1センサーの検出結果とみなすことも考えられる。すなわち、X1=α×Zとする。この場合も、検出部には、X2センサー、Yセンサー、Zセンサーの3つのセンサーを設ければよいことになる。 Further, since the detection wavelength range of the X1 sensor is close to the detection wavelength range of the Z sensor, a value obtained by multiplying the detection result of the Z sensor by a constant coefficient α may be regarded as the detection result of the X1 sensor without providing the X1 sensor. Conceivable. That is, X1 = α × Z. In this case, the detection unit may be provided with three sensors, that is, an X2 sensor, a Y sensor, and a Z sensor.
しかしながら、この方法によっても、光の特性を正確に把握することができない。例えば、光源部の出射光について、初期状態における色度(x,y)が(0.333,0.333)であり、輝度(Y)が108.1であり、青色発光素子の出射光の波長が10ナノメートル長波長側にシフトした場合を想定すると、シフト後の光の検出結果は、表1に示すようになる。なお、表1において、「4センサー方式」とは、本実施形態の方式、すなわち、X1受光素子を設ける方式を示し、「3センサー方式」とは、比較例の方式、すなわち、X1受光素子を設けず、Zセンサーに一定の係数αを乗じた値をX1センサーの出力とみなす方式を示す。また、光源部の出射光とは、光源部が時分割方式である場合には、各発光素子の出射光を時間的に積分した擬似的な白色光をいい、光源部が時分割方式でない場合には、各発光素子の出射光を空間的に混合した白色光をいう。 However, even with this method, it is impossible to accurately grasp the characteristics of light. For example, regarding the emitted light from the light source unit, the chromaticity (x, y) in the initial state is (0.333, 0.333), the luminance (Y) is 108.1, and the emitted light from the blue light emitting element Assuming a case where the wavelength is shifted to the longer wavelength side by 10 nanometers, the detection result of the light after the shift is as shown in Table 1. In Table 1, “4-sensor method” indicates the method of this embodiment, that is, a method of providing an X1 light receiving element, and “3-sensor method” indicates the method of the comparative example, that is, the X1 light-receiving element. A method in which a value obtained by multiplying the Z sensor by a constant coefficient α is regarded as the output of the X1 sensor without being provided. The light emitted from the light source unit is pseudo white light obtained by temporally integrating the light emitted from each light emitting element when the light source unit is a time division method, and the light source unit is not a time division method. Means white light obtained by spatially mixing the light emitted from each light emitting element.
表1に示すように、初期状態においては、3センサー方式と4センサー方式とで、色度及び輝度は相互に等しくなっている。これは、そうなるように、係数αの値を調整したからである。しかしながら、シフト後においては、4センサー方式と3センサー方式とで、色度xが−0.004、色度yが+0.002だけずれてしまう。なお、4検出方式で検出した結果が真の値である。上述の如く、人の眼は0.002程度の色度差を認識できると言われているため、3センサー方式では、光の検出に際して、人が認識できる程度の誤差を生じてしまう。 As shown in Table 1, in the initial state, the chromaticity and the luminance are equal to each other in the 3-sensor system and the 4-sensor system. This is because the value of the coefficient α is adjusted so as to be so. However, after the shift, the chromaticity x is shifted by −0.004 and the chromaticity y is shifted by +0.002 between the 4-sensor system and the 3-sensor system. The result detected by the 4-detection method is a true value. As described above, since it is said that the human eye can recognize a chromaticity difference of about 0.002, the three-sensor method causes an error that can be recognized by a person when detecting light.
これに対して、本実施形態においては、X1センサーを設ける4センサー方式を採用しているため、光源部の出射光を正確に検出し、光源部を精度よく制御することができる。このように、本実施形態によれば、画像の色ずれが少ない投影装置を実現することができる。 On the other hand, in this embodiment, since the 4-sensor system provided with the X1 sensor is adopted, it is possible to accurately detect the light emitted from the light source unit and control the light source unit with high accuracy. As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a projection apparatus with little image color misregistration.
更にまた、本実施形態においては、画像付加部3にエアギャッププリズム31を設けている。エアギャッププリズムは、底面33aへの入射角の僅かな差によって、光路L1を反射させ、光路L2を透過させることができるため、マイクロミラーアレイ32に対して略正面から光を入射させ、マイクロミラーアレイ32によって略正面に光を反射させても、マイクロミラーアレイ32の反射光のみを投影光学部4に向けて出射することができる。これにより、マイクロミラーアレイ32における像の歪みを抑制すると共に、反射効率を高めることができる。
Furthermore, in the present embodiment, an
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。 The present invention has been described above with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to this embodiment. For example, those in which those skilled in the art appropriately added, deleted, and changed the design of the above-described embodiments are also included in the scope of the present invention as long as they have the gist of the present invention.
例えば、前述の実施形態においては、発光素子がLEDである例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、発光素子はLD(Laser Diode:レーザーダイオード)であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, an example in which the light emitting element is an LED has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the light emitting element may be an LD (Laser Diode).
また、前述の実施形態においては、画像付加部をマイクロミラーアレイによって構成する例を示したが、本発明はこれに限定されず、画像付加部を液晶パネルによって構成してもよい。この場合、液晶パネルは反射型でも透過型でもよい。また、液晶パネルをカラーの液晶パネルとし、光源部をRGB各色の光を空間的に混合して白色光を出射するような非時分割方式の光源部としてもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the image adding unit is configured by a micromirror array has been described. However, the present invention is not limited to this, and the image adding unit may be configured by a liquid crystal panel. In this case, the liquid crystal panel may be a reflection type or a transmission type. Further, the liquid crystal panel may be a color liquid crystal panel, and the light source unit may be a non-time-division type light source unit that spatially mixes light of RGB colors and emits white light.
更に、前述の実施形態においては、各発光素子のピーク幅を調整することにより、各発光素子の出力を調整する例を示したが、本発明はこれに限定されず、各発光素子に供給する電圧又は電流の大きさを調節することによって、各発光素子の出力を制御してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the example in which the output of each light emitting element is adjusted by adjusting the peak width of each light emitting element is shown, but the present invention is not limited to this, and the light emitting element is supplied to each light emitting element. You may control the output of each light emitting element by adjusting the magnitude | size of a voltage or an electric current.
更にまた、前述の実施形態においては、投影装置は、画像を外部のスクリーンなどに正面側から投影するフロントプロジェクションタイプの装置である例を示したが、投影装置は、スクリーンを内蔵し、このスクリーンに画像を背面側から投影するリアプロジェクションタイプの装置であってもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the projection apparatus is an example of a front projection type apparatus that projects an image onto an external screen or the like from the front side. However, the projection apparatus incorporates a screen, and this screen Alternatively, a rear projection type device that projects an image from the back side may be used.
1 投影装置、2 光源部、3 画像付加部、4 投影光学部、5 検出部、6 制御部、21R 赤色LED、21G 緑色LED、21B 青色LED、22R、22G、22B コリメーター、23 ダイクロイックプリズム、24 赤色光反射多層膜ミラー、25 青色光反射多層膜ミラー、26 光出射面、27 均一化光学系、31 エアギャッププリズム、32 マイクロミラーアレイ、33 プリズム、33a 底面、34 プリズム、35 隙間、51 スプリッター、52 レンズ、53 受光部材、54 X1センサー、55 X2センサー、56 Yセンサー、57 Zセンサー、A、M 領域、CX 刺激値Xの等色関数を表す線、CY 刺激値Yの等色関数を表す線、CZ 刺激値Zの等色関数を表す線、SX1 X1センサーの波長感度特性を表す線、SX2 X2センサーの波長感度特性を表す線、SY Yセンサーの波長感度特性を表す線、SZ Zセンサーの波長感度特性を表す線、LR 赤色LEDの発光特性を表す線、LG 緑色LEDの発光特性を表す線、LB 青色LEDの発光特性を表す線、L1、L2 光路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記光源部から出射した光に画像を付加する画像付加部と、
前記画像が付加された光を投影する投影光学部と、
前記光源部から出射した光を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記光源部を制御する制御部と、
を備え、
前記光源部は、
赤色の光を出射する赤色発光素子と、
緑色の光を出射する緑色発光素子と、
青色の光を出射する青色発光素子と、
を有し、
前記検出部は、
XYZ表色系の刺激値Xのうち短波長側のピークを含む部分を検出するX1センサーと、
XYZ表色系の刺激値Xのうち長波長側のピークを含む部分を検出するX2センサーと、
XYZ表色系の刺激値Yを検出するYセンサーと、
XYZ表色系の刺激値Zを検出するZセンサーと、
を有することを特徴とする投影装置。 A light source unit;
An image adding unit for adding an image to the light emitted from the light source unit;
A projection optical unit that projects the light with the image added thereto;
A detection unit for detecting light emitted from the light source unit;
A control unit that controls the light source unit based on a detection result of the detection unit;
With
The light source unit is
A red light emitting element that emits red light;
A green light emitting element that emits green light;
A blue light emitting element that emits blue light;
Have
The detector is
An X1 sensor for detecting a portion including a peak on the short wavelength side of the stimulus value X of the XYZ color system;
An X2 sensor that detects a portion including a peak on the long wavelength side of the stimulus value X of the XYZ color system;
A Y sensor for detecting a stimulus value Y of the XYZ color system;
A Z sensor for detecting a stimulus value Z of the XYZ color system;
A projection apparatus comprising:
前記画像付加部は、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子の発光に同期して各色に対応する画像を形成するマイクロミラーアレイを有し、
前記検出部は、前記光源部の駆動周期の整数倍の時間に検出した光量の積分値に相当する信号を出力し、
前記制御部は、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記青色発光素子のそれぞれの発光パルス幅を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の投影装置。 The light source unit causes the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element to emit light in a time-sharing manner,
The image adding unit includes a micromirror array that forms an image corresponding to each color in synchronization with light emission of the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element,
The detection unit outputs a signal corresponding to an integral value of the light amount detected at a time that is an integral multiple of the driving cycle of the light source unit,
3. The projection apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls a light emission pulse width of each of the red light emitting element, the green light emitting element, and the blue light emitting element.
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