JP2008160441A

JP2008160441A - 投影装置

Info

Publication number: JP2008160441A
Application number: JP2006346403A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Horiuchi; 一男堀内; Naotada Okada; 直忠岡田; Toshitake Kitagawa; 寿丈北川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10

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。

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。）。

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。

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。

特開平６−３１７７７７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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Ｃ_Ｘ、線Ｃ_Ｙ、線Ｃ_Ｚ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、「ＪＩＳＺ８７０１」などに記載されている。また、線Ｓ_Ｘ１、線Ｓ_Ｘ２、線Ｓ_Ｙ、線Ｓ_Ｚ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Ｌ_Ｒ、線Ｌ_Ｇ、線Ｌ_Ｂ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。

図４に示すように、Ｘ１センサー５４の波長感度特性（線Ｓ_Ｘ１）は、刺激値Ｘの等色関数（線Ｃ_Ｘ）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Ｓ_Ｘ２）は、刺激値Ｘの等色関数（線Ｃ_Ｘ）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Ｓ_Ｙ）は、刺激値Ｙの等色関数（線Ｃ_Ｙ）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Ｓ_Ｚ）は、刺激値Ｚの等色関数（線Ｃ_Ｚ）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。

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。

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。

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。

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。

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Ｌ_１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Ｌ_２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。

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Ｌ_Ｒ、線Ｌ_Ｇ、線Ｌ_Ｂ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Ｓ_Ｘ２及び線Ｌ_Ｒ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。

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Ｒ_ＬＥＤとし、緑色ＬＥＤの強度をＧ_ＬＥＤし、青色ＬＥＤの強度をＢ_ＬＥＤとするとき、下記数式（１）〜（４）によって、パラメータＲ_ＬＥＤ、Ｇ_ＬＥＤ、Ｂ_ＬＥＤを算出する。なお、ａ_Ｒ、ｂ_Ｒ、ｃ_Ｒ、ａ_Ｇ、ｂ_Ｇ、ｃ_Ｇ、ａ_Ｂ、ｂ_Ｂ、ｃ_Ｂは係数である。

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）

そして、上記数式（１）〜（４）によって算出された検出値（Ｒ_ＬＥＤ，Ｇ_ＬＥＤ，Ｂ_ＬＥＤ）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（Ｒ_０，Ｇ_０，Ｂ_０）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（Ｒ_ＬＥＤ，Ｇ_ＬＥＤ，Ｂ_ＬＥＤ）が目標値（Ｒ_０，Ｇ_０，Ｂ_０）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Ｒ_ＬＥＤの値が、目標値であるＲ_０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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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Ｌ_１を反射させ、光路Ｌ_２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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の実施形態に係る投影装置を例示する図である。本実施形態における画像付加部を例示する側面図である。本実施形態における受光部材を例示する斜視図である。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。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る。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。

符号の説明

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、５４Ｘ１センサー、５５Ｘ２センサー、５６Ｙセンサー、５７Ｚセンサー、Ａ、Ｍ領域、Ｃ_Ｘ刺激値Ｘの等色関数を表す線、Ｃ_Ｙ刺激値Ｙの等色関数を表す線、Ｃ_Ｚ刺激値Ｚの等色関数を表す線、Ｓ_Ｘ１Ｘ１センサーの波長感度特性を表す線、Ｓ_Ｘ２Ｘ２センサーの波長感度特性を表す線、Ｓ_ＹＹセンサーの波長感度特性を表す線、Ｓ_ＺＺセンサーの波長感度特性を表す線、Ｌ_Ｒ赤色ＬＥＤの発光特性を表す線、Ｌ_Ｇ緑色ＬＥＤの発光特性を表す線、Ｌ_Ｂ青色ＬＥＤの発光特性を表す線、Ｌ_１、Ｌ_２光路

Claims

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。
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は、それぞれ、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードであることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
前記光源部は、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を時分割で発光させ、
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。