(57)【要約】【課題】軽量小型、低消費電力、低騒音化を図るとともに、低価格化を実現することができる投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法、並びに投射型表示装置の制御プログラムを提供する。【解決手段】光を射出する固体光源と、入射した光の射出方向を制御することにより入射した光を時間変調するミラーデバイス３０と、変調された光を投射する投射手段７０と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する固体光源を配列した固体光源アレイと、前記固体光源アレイから入射した光の射出方向を制御することにより入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記固体光源アレイが、異なる色光を射出する固体光源を配列した固体光源アレイであることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記ミラーデバイスからの射出光の強度を計測する測定手段を有し、
前記測定手段により測定された前記射出光の強度に基づき、前記射出光の強度を所定の強度とする補正係数を求め、
前記補正係数に基づいて前記ミラーデバイスが駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記ミラーデバイスが、入射光を反射するマイクロミラーの配列から形成され、
前記マイクロミラーごとに前記補正係数を求め、
前記補正係数に基づいて、前記ミラーデバイスが前記マイクロミラーごとに駆動されることを特徴とする請求項３記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記ミラーデバイスと前記投射手段との間の光経路上に、前記測定手段が挿入離脱可能に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記ミラーデバイスと前記投射手段との間に、前記ミラーデバイスから射出された変調光を前記投射手段に導く導光手段を有し、
前記測定手段と前記導光手段とが交換配置可能とされていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記ミラーデバイスと前記投射手段との間に、前記ミラーデバイスから射出された変調光を前記投射手段に向けて反射する反射板を有し、
前記反射板が入射した光の一部を透過する光透過性の反射板であって、
前記測定手段が、前記反射板を透過した光を計測可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項３から５のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記ミラーデバイスからの射出光のうち、投射手段に入射されない射出光を吸収する吸収体を有し、
前記測定手段と前記吸収体とが交換配置可能とされていることを特徴とする請求項３または４に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記測定手段が、前記吸収体を兼ねることを特徴とする請求項８記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記ミラーデバイスから射出された光のうち、投射手段に入射されない射出光を吸収する吸収体を有し、
前記ミラーデバイスと前記吸収体との間の光経路上に、前記測定手段が挿入離脱可能に配置されることを特徴とする請求項３または４に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
光を射出する固体光源を配列した固体光源アレイと、前記固体光源アレイから入射した光の射出方向を制御することにより、入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有した投射型表示装置の制御方法であって、
前記ミラーデバイスから射出された変調光の強度を測定し、変調光の強度を所定の強度とする補正係数を算出し、算出した補正係数に基づいて前記ミラーデバイスを駆動制御することを特徴とする投射型表示装置の制御方法。
【請求項１２】
光を射出する固体光源を配列した固体光源アレイと、前記固体光源アレイから入射した光の射出方向を制御することにより、入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有した投射型表示装置の制御プログラムであって、
前記ミラーデバイスから射出された変調光の強度を測定するステップと、
変調光の強度を所定の強度とする補正係数を算出するステップと、
算出した補正係数に基づいて前記ミラーデバイスを駆動制御するステップと、
をコンピュータに実行させる投射型表示装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法、並びに投射型表示装置の制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、光変調デバイスとして液晶表示装置（ＬＣＤ）の他に、例えばＴＩ（テキサスインスツルメンツ）社のＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス、登録商標）素子などのミラーデバイスなどを用いた投射型表示装置（プロジェクタ）が知られている。
【０００３】
この投射型表示装置の光源としては、通常白色光を射出する高圧水銀ランプが使用されており、射出された白色光を、カラーホイールを用いて時間軸方向に、Ｒ、Ｇ、Ｂ色に分離し、それぞれの色をＤＭＤ素子の各マイクロミラーでさらに有効反射時間を調整することで投射画像を形成している（例えば、非特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８６１１０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「日経  エレクトロニクス」、２００３年１１月２４日、ｐ．１１４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、照明光源として上記のような熱を発生する熱光源を使用すると、熱光源は、入力される電力を光に変換する変換効率が低くなるとともに、入力電圧が高く消費電力が大きくなるという問題があった。また、熱交源は、電源とランプの寸法が大きく、投射型表示装置の大きくなるとともに、熱電源を冷却するための効率のよい冷却ファンを備える必要があり、冷却ファンの駆動音による騒音が大きくなるといった問題があった。
【０００７】
特許文献１においては、上述の問題点を解決するために、光源としてＲ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の各色光を射出する発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる技術が公開されている。
ＬＥＤから射出された各色光は、ダイクロイックプリズムにより反射され、ＤＭＤ素子に入力されている。
しかしながら、この方法においては、ＬＥＤから射出された各色光を均一化するために、ダイクロイックプリズムが必要となりコストが高くなるとともに、投射型表示装置が大きくなるといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、軽量小型、低消費電力、低騒音化を図るとともに、低価格化を実現することができる投射型表示装置および投射型表示装置の制御方法、並びに投射型表示装置の制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の投射型表示装置は、光を射出する固体光源と、入射した光の射出方向を制御することにより入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明の投射型表示装置は、光源として例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような固体光源を用いているため、上述の高圧水銀ランプと比較して、投射型表示装置の軽量小型化、低消費電力化、低騒音化を図るとともに、低価格化を実現することができる。
つまり、固体光源は、高圧水銀ランプと比べて発熱量が少ないため、投入した電力を光に変換する効率が高く、同じ輝度を得る場合には、投入する電力を低減することができ（低消費電力化）、発熱量も少ないため、冷却ファンなどによる騒音を防止することができ（低騒音化）。また、固体光源は、それ自体が高圧水銀ランプよりも軽量かつ小型であり、固体光源を駆動する回路も、高圧水銀ランプの駆動回路より小型のものを用いることができる。さらに、これらのメリットにより、高圧水銀ランプを光源に用いるよりも固体光源アレイを光源に用いたほうが投射型表示装置の低価格化を図るのに有利である。
【００１１】
また、固体光源を配列して固体光源アレイとして用いているため、光源の被照明対象であるミラーデバイスの面には均一な照度分布を有する光が入射される。そのため、上述の特許文献１のようにダイクロイックプリズムを備える必要がなくなり、投射型表示装置の軽量小型化、低価格化を図るのに有利となる。
【００１２】
上記の構成を実現するために、より具体的には、固体光源アレイが、異なる色光を射出する固体光源を配列した固体光源アレイであることが望ましい。
この構成によれば、固体光源アレイから異なる色光を射出することができ、ミラーデバイスにおいて、異なる色光ごとに時間変調することでカラー画像を形成することができる。
また、異なる色光を射出する固体光源を配列して固体光源アレイを形成しているため、異なる色光を合成するダイクロイックプリズムを備える必要がなくなり、投射型表示装置の軽量小型化、低価格化を図るのに有利となる。
【００１３】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスからの射出光の強度を計測する測定手段を有し、測定手段により測定された射出光の強度に基づき、射出光の強度を所定の強度とする補正係数を求め、補正係数に基づいて前記ミラーデバイスが駆動されることが望ましい。
この構成によれば、ミラーデバイスを駆動制御することにより、ミラーデバイスからの射出光の強度を所定の強度に制御することができる。そのため、光源の経時劣化など、外的要因の影響を受けることなく、所定の明るさの画像を表示することができる。
【００１４】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスが、入射光を反射するマイクロミラーの配列から形成され、マイクロミラーごとに補正係数を求め、補正係数に基づいて、ミラーデバイスが前記マイクロミラーごとに駆動されることが望ましい。
この構成によれば、ミラーデバイスからの射出光の強度を、マイクロミラーごとに制御することができる。そのため、例えば、ミラーデバイスからの各色光の射出光強度を、所定の強度に制御することができるため、投射される画像の色バランスを所定のバランスに制御することができる。
【００１５】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスと投射手段との間の光経路上に、測定手段が挿入離脱可能に配置されていてもよい。
この構成によれば、測定手段により射出光強度を計測しないときには、測定手段を光の経路から離脱させることができ、投射される画像に影響を与えることがなく、画質の低下を防止することができる。また、射出光強度を計測するときには、測定手段を光の経路に挿入して計測するため、投射する射出光（変調光）を直接計測することができ、正確な変調光強度を計測することができる。そのため、補正係数も正確なものを求めることができ、変調光の強度を所定の強度に正確に制御することができる。
【００１６】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスと投射手段との間に、ミラーデバイスから射出された反射光を前記投射手段に導く導光手段を有し、測定手段と反射板とが交換配置可能とされていてもよい。
この構成によれば、測定手段により射出光強度を計測するときには、測定手段と導光手段とを交換配置させることにより、投射する射出光（変調光）を直接計測することができ、正確な変調光強度を計測することができる。そのため、補正係数も正確なものを求めることができ、変調光の強度を所定の強度に正確に制御することができる。また、変調光強度を計測しないときには、測定手段を元の導光手段と交換配置するため、測定手段が入射する光により劣化することを防止することができる。
【００１７】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスと投射手段との間に、ミラーデバイスから射出された変調光を前記投射手段に向けて反射する反射板を有し、反射板が入射した光の一部を透過する光透過性の反射板であって、測定手段が、反射板を透過した光を計測可能な位置に配置されていてもよい。
この構成によれば、測定手段は、反射板を透過した変調光強度を計測しているため、測定手段が投射される画像に影響を与えることがなく、画質の低下を防止することができる。また、画像を投射している最中にも、測定手段による変調光強度の測定ができるため、常に画質の低下を防止することができる。
【００１８】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスからの射出光のうち、投射手段に入射されない射出光を吸収する吸収体を有し、測定手段と前記吸収体とが交換配置可能とされていてもよい。
この構成によれば、測定手段により射出光強度を計測するときには、測定手段と反射板とを交換配置させることにより、投射手段に入射されない射出光（無効光）の強度を計測することができる。無効光と変調光とは、１対１の関係にあるので、無効光の強度に基づいて変調光の補正係数を求めることができ、変調光の強度を所定の強度に制御することができる。
さらに、無効光の強度を計測するため、画像を投射している最中にも、無効光の強度計測ができるため、常に画質の低下を防止することができる。
また、無効光を計測しないときには、常に吸収体に投射手段に無効光を吸収させているので、測定手段が劣化するのを防止することができる。
【００１９】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスから射出された光のうち、投射手段に入射されない射出光を吸収する吸収体を有し、測定手段が吸収体を兼ねてもよい。
この構成によれば、測定手段が吸収体を兼ねるため、画像を投射している最中にも、測定手段により無効光の強度計測ができるため、常に画質の低下を防止することができる。
また、測定手段および吸収体をそれぞれ備える必要がなくなるため、投射型表示装置の軽量小型化を図るのに有利となる。
【００２０】
上記の構成を実現するために、より具体的には、ミラーデバイスから射出された光のうち、投射手段に入射されない射出光を吸収する吸収体を有し、ミラーデバイスと吸収体との間の光経路上に、測定手段が挿入離脱可能に配置されてもよい。
この構成によれば、測定手段により射出光強度を計測するときには、測定手段をミラーデバイスと吸収体との間の光経路上に挿入することで、無効光の強度を計測することができる。そして、無効光の強度に基づいて変調光の補正係数を求めることができ、変調光の強度を所定の強度に制御することができる。
さらに、無効光の強度を計測するため、画像を投射している最中にも、無効光の強度計測ができるため、常に画質の低下を防止することができる。
また、無効光を計測しないときには、常に吸収体に無効光を吸収させているので、測定手段が劣化するのを防止することができる。
【００２１】
本発明の投射型表示装置の制御方法は、光を射出する固体光源を配列した固体光源アレイと、光源固体光源アレイから入射した光の射出方向を制御することにより、入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有した投射型表示装置の制御方法であって、
ミラーデバイスから射出された変調光の強度を測定し、変調光の強度を所定の強度とする補正係数を算出し、算出した補正係数に基づいてミラーデバイスを駆動制御することを特徴とする。
【００２２】
すなわち、本発明の投射型表示装置の制御方法は、ミラーデバイスを駆動制御することにより、ミラーデバイスからの射出光の強度を所定の強度に制御することができる。そのため、光源の経時劣化など、外的要因の影響を受けることなく、所定の明るさの画像を表示することができる。
【００２３】
本発明の投射型表示装置の制御プログラムは、光を射出する固体光源を配列した固体光源アレイと、固体光源アレイから入射した光の射出方向を制御することにより、入射した光を時間変調するミラーデバイスと、変調された光を投射する投射手段と、を有した投射型表示装置の制御プログラムであって、ミラーデバイスから射出された変調光の強度を測定するステップと、変調光の強度を所定の強度とする補正係数を算出するステップと、算出した補正係数に基づいて前記ミラーデバイスを駆動制御するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２４】
すなわち、本発明の投射型表示装置の制御プログラムは、ミラーデバイスを駆動制御することにより、ミラーデバイスからの射出光の強度を所定の強度に制御することができる。そのため、光源の経時劣化など、外的要因の影響を受けることなく、所定の明るさの画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。
【図２】同、照明装置の概略を示す平面視図である。
【図３】同、ミラーデバイスによる時間変調を説明する図である。
【図４】同、ミラーデバイスおよびＬＥＤによる時間変調を説明する図である。
【図５】投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明による別の実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。
【図７】本発明による別の実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。
【図８】本発明による別の実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。
【図９】本発明による別の実施の形態に係る投射型表示装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明における実施の形態に係る投射型表示装置およびその制御方法、並びにその制御プログラムについて図１から図５を参照して説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明の一実施形態に係る投射型表示装置について説明する。本実施形態の投射型表示装置は、ＬＥＤアレイから射出されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色光をミラーデバイスにより時間変調してカラー画像を表示する投射型カラー表示装置である。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係る投射型表示装置の概略を示す図である。
投射型表示装置は、図１に示すように、Ｒ、Ｇ、Ｂの異なる色光を射出する照明装置（固体光源アレイ）１と、各色光を時間変調するミラーデバイス３０と、ミラーデバイス３０から射出された光の強度を測定する測定素子（測定手段）４０と、時間変調された変調光を投射する投射レンズ（投射手段）７０とから概略構成されている。
【００２８】
図２は、照明装置の概略を示す平面視図である。
照明装置１は、図２に示すように、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの色光を射出するＬＥＤ（固体光源）１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを平面的に配置したＬＥＤアレイとして構成されている。
より具体的には、照明装置１は、縦方向にＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂがこの順に繰り返しならんだ列をなし、その列が横方向へ複数ならべて形成されている。また、横に隣り合う列同士は、ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂが密に配置できるように、ＬＥＤ配置間隔の半分だけ縦方向へずらして配置されている。さらに、同じ色光を射出するＬＥＤが隣り合ないようにも配置されている。
【００２９】
また、照明装置１から射出された各色光を、被照明対象であるミラーデバイス３０に集光させるために集光レンズ２１が、照明装置１の光射出側に配置されている。さらに、照明装置１から射出された各色光を、ミラーデバイス３０に導くリレーレンズ２２が、同じく照明装置１の光射出側に配置されている。
なお、上述のように、照明装置１とミラーデバイス３０との間に集光レンズ２１およびリレーレンズ２２を配置してもよいし、さらに、照明装置１から射出された各色光の照度分布を均一化させる、例えばフライアイレンズレンズやロッドレンズのようなインテグレータレンズを追加して配置してもよい。
【００３０】
ミラーデバイス３０は、画像の画素に対応するマイクロミラーがマトリクス状に配置されるとともに、マイクロミラーの反射面の向きを変えられるように（首振り可能に）、配置されている。また、信号処理した映像信号に基づいて、入射した各色光の射出方向を制御することにより、各色光を投射表示される変調光と吸収される無効光とに時間変調し、変調光の割合を０％から１００％まで制御することができる。
吸収体４５は、ミラーデバイス３０から射出された無効光を吸収するように配置されているとともに、後述する測定素子４０と交換位置可能とされている。
【００３１】
ミラーデバイス３０および投射レンズ７０間の変調光の経路上には、ミラーデバイス３０から射出された光を投射レンズ７０に導くプリズム５０が配置されている。プリズム５０は、三角プリズムが貼り合わされた構造となっており、その内面に変調光を反射するミラー面が対角線状に形成されている。また、プリズム５０のミラー面に対向するとともに、変調光が入射する面と隣接する面には、変調光を反射する反射板（導光手段）５１が配置されている。
【００３２】
測定素子４０は、前述した吸収体４５と交換配置可能とされており、ミラーデバイス３０からの無効光の強度を計測可能に配置されている。また、測定素子４０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳなどの光センサをマトリクス状に配置したものからなる。
投射レンズ７０は、プリズム５０から射出された変調光をスクリーン７１上に拡大投射するように配置されている。
【００３３】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置による画像の投射における作用について説明する。
まず、画像を投射する際には、図１に示すように、ミラーデバイス３０からの無効光を吸収体４５に吸収させるように、吸収体４５を配置する。
そして、図１および図２に示すように、照明装置１のＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは、ＲＧＢの色光ごとに時間的に分割して点灯される。照明装置１から時分割されて射出された各色光は、集光レンズ２１およびリレーレンズ２２を介してミラーデバイス３０に入射される。
ミラーデバイス３０に入射された各色光は、投射型表示装置に入力された映像信号に基づいてマイクロミラーごとに時間変調され、変調光はプリズム５０に向けて反射され、無効光は吸収体４５に向けて反射される。
【００３４】
ミラーデバイス３０から射出された変調光はプリズム５０に入射し、プリズム５０内のミラー面に反射されて反射板５１に入射し、投射レンズ７０に向けて反射される。
投射レンズ７０方向に反射された光は、投射レンズ７０に入射してスクリーン７１上に拡大投射される。
【００３５】
ここで、ミラーデバイス３０の１つのマイクロミラーによる変調光を、所定の強度となるように、時間的に変調する方法について説明する。
図３（ａ）は、ＬＥＤを一定時間点灯した場合のマイクロミラーに入射する各色光の強度を示す図である。図３（ｂ）は、所定のフレームにおけるマイクロミラーによる変調光の強度を示す図である。
ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを一定時間点灯させると、図３（ａ）に示すように、ＲＧＢの各色光が、それぞれの強度でミラーデバイス３０のマイクロミラーに入射する。この状態におけるＲＧＢ各色光の強度バランスは白色を表している。この状態から、ＲＧＢ各色光の強度バランスを、例えば図３（ｂ）に示すようなＲＧＢ各色光の強度バランスに変えて所定の色を表示している。
【００３６】
図４は、ＬＥＤの点灯制御のタイミングと、マイクロミラーの時間制御のタイミングを示した概念図である。
上述したＲＧＢ各色光の強度バランスの変更を、時間変調により行う方法について具体的に説明する。
はじめに、マイクロミラーのタイミング信号が入力され（ＯＮ）、色光Ｒに対応するマイクロミラーの反射光がプリズム５０に入射するように、ミラーデバイスを駆動する。このとき、マイクロミラーは、反射光が吸収体４５に入射する角度θ１から、タイミング信号が入力されるとともに駆動され、反射光がプリズム５０に入射する角度θ２に変えられる。マイクロミラーの角度が、反射光が吸収体４５に入射する角度θ１から、プリズム５０に入射する角度θ２に変わるまでには時間がかかり、これをミラー回転時間Ｔｒとする。
【００３７】
色光Ｒを射出するＬＥＤ１０ｒは、タイミング信号が入力されてから、ミラー回転時間Ｔｒ経過後に点灯され、この状態が所定時間の間保持される。
そして所定時間経過後にタイミング信号がオフされ、これにより、ＬＥＤ１０ｒが消灯されるとともに、マイクロミラーの向きが、反射光が吸収体４５に入射する角度θ１となるように駆動される。このようなミラーデバイス３０のマイクロミラーの駆動制御は、５０００Ｈｚ程度のオーダーで行うことができる。
以上の制御を、残りの色光Ｇおよび色光Ｂについても行い、ＲＧＢ各色光の強度バランスの変更を行っている。
【００３８】
次に、本実施形態の投射型表示装置の駆動方法について説明する。
図５は本実施形態における投射型表示装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
まず、測定素子４０を用いて、ミラーデバイス３０から射出される変調光の強度を所定の強度に補正する補正パラメータの取得方法について説明する。
はじめに、図１に示すように、吸収体４５の代わりに測定素子４０を配置し、ミラーデバイス３０からの無効光が測定素子４０に入射するようにする。
そして、図５に示すように、制御部８２は、ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを色光ごとに一定時間の間、一定電圧で点灯するように制御する。そして、制御部８２は、ミラーデバイス３０の所定のマイクロミラーによる無効光が測定素子４０に一定時間入射するように制御する。このように制御することでマイクロミラーごとの補正パラメータを得ることができる。
測定素子４０は、入射した無効光の強度に応じた信号をミラーデバイス反射光測定部４１に出力し、ミラーデバイス反射光測定部４１は、無効光の強度から変調光の強度を算出する。
上述の変調光の強度算出を、各色光および各マイクロミラーについて全て行う。
【００３９】
制御部８２には、上述の方法により得られた変調光の強度が入力される。制御部８２は、変調光の強度に基づいて、各マイクロミラーからのＲＧＢの変調光を時間積分した場合、目標となる白色（例えば色温度で８３００°Ｋ）となるように、各色光でのマイクロミラーの有効反射時間を制御するための補正パラメータを算出する。
そして、算出した各マイクロミラーにおける補正パラメータを補正パラメータ記憶部８３に出力し、補正パラメータ記憶部８３に記憶させる。
【００４０】
次に、映像信号に基づいて投射型表示装置を駆動する方法、並びに制御プログラムについて説明する。
本実施形態では、図５に示すように、例えばＰＣや、ＤＶＤ、ＴＶアンテナから出力されたアナログ信号である映像信号がＡ／Ｄ変換部８１に入力され、デジタル信号に変換されて制御部８２に入力される。
なお、投射型表示装置に入力される映像信号がデジタル信号である場合には、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部８１は不要となり、制御部８２へ直接デジタル信号を入力してもよい。また、投射型表示装置に入力される映像信号が、例えばＭＰＥＧ２などの圧縮されたデータの場合、Ａ／Ｄ変換部８１の代わりに圧縮データをデコードするデコーダ部を備え、デコーダ部に圧縮信号を入力してもよいし、制御部８２にデコード機能を持たせ、制御部８２に圧縮信号を入力してもよい。
【００４１】
制御部８２では、デジタル信号に変換された映像信号と、補正パラメータ記憶部８３に記憶された補正パラメータとに基づいて、ミラーデバイス３０への変調制御信号を生成する。生成された変調制御信号はミラーデバイスドライバ２９へ出力され、ミラーデバイスドライバ２９は、変調制御信号に基づきミラーデバイス３０の各マイクロミラーを駆動制御する。
【００４２】
また、制御部８２では同時に、デジタル信号に変換された映像信号と、補正パラメータ記憶部８３に記憶された補正パラメータとに基づいて、ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂの点灯消灯を制御する光源制御信号を生成する。生成された光源制御信号はＬＥＤ電源制御部８４に出力され、ＬＥＤ電源制御部８４は、ＬＥＤドライバ８５を介して各ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂの点灯消灯を制御する。
【００４３】
なお、この補正パラメータの取得は、当該投射型表示装置を製造して出荷する際に一度だけ行ってもよいし、出荷後も定期的に補正パラメータを取得できるようにしてもよい。
出荷の際に一度だけ補正パラメータを取得する方法では、出荷後に測定素子４０を使用することがないので、測定素子４０を取り外すことができ、投射型表示素子の軽量小型化、低価格化を図りやすくなる。
出荷後も定期的に補正パラメータを取得する方法では、ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂやミラーデバイス３０の経時劣化による色バランスの変化などに対応することができ、高品質な画像を維持しやすくなる。
【００４４】
なお、上述のように、測定素子４０と吸収体４５とを交換可能に配置してもよいし、測定素子４０が吸収体４５を兼ねるようにしてもよい。この構成によると、画像を投射している最中にも、測定素子４０により無効光の強度計測ができるため、常に画質の低下を防止することができる。また、測定素子４０および吸収体４５をそれぞれ備える必要がなくなるため、投射型表示装置の軽量小型化を図るのに有利となる。
【００４５】
上記の構成によれば、ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを光源として用いているため、上述の高圧水銀ランプと比較して、投入した電力を光に変換する効率が高く、同じ輝度を得る場合には、投入する電力を低減することができ（低消費電力化）、発熱量も少ないため、冷却ファンなどによる騒音を防止することができ（低騒音化）。また、ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは、それ自体が高圧水銀ランプよりも軽量かつ小型であり、ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを駆動する回路も、高圧水銀ランプの駆動回路より小型のものを用いることができる。さらに、これらのメリットにより、高圧水銀ランプを光源に用いるよりもＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを光源に用いたほうが投射型表示装置の低価格化を図るのに有利である。
【００４６】
ＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを配列してＬＥＤアレイとして用いているため、光源の被照明対象であるミラーデバイス３０の面には均一な照度分布を有する光が入射される。
そのため、上述の特許文献１のようにダイクロイックプリズムを備える必要がなくなり、投射型表示装置の軽量小型化、低価格化を図るのに有利となる。
さらに、ＲＧＢの各色光を射出するＬＥＤ１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを配列してＬＥＤアレイを形成しているため、異なる色光を合成するダイクロイックプリズムを備えることなく、カラー画像を形成することができ、投射型表示装置の軽量小型化、低価格化を図るのに有利となる。
【００４７】
ミラーデバイス３０からの射出光の強度を、マイクロミラーごとに制御することができる。そのため、例えば、ミラーデバイス３０からの各色光の射出光強度を、所定の強度に制御することができるため、投射される画像の色バランスを所定のバランスに制御することができる。また、光源の経時劣化など、外的要因の影響を受けることなく、所定の明るさの画像を表示することができる。
【００４８】
測定素子４０によりミラーデバイス３０からの射出光強度を計測するときには、測定素子４０と吸収体４５とを交換配置させることにより、無効光の強度を計測することができる。
変調光と、無効光とは、１対１の関係にあるので、投射レンズ７０に入射されない無効光の強度に基づいて変調光の補正パラメータを求めることができ、投射レンズ７０に入射される変調光の強度を所定の強度に制御することができる。
さらに、無効光の強度を計測するため、画像を投射している最中にも、無効光の強度計測ができるため、常に画質の低下を防止することができる。また、無効光強度を計測しないときには、常に吸収体に無効光を吸収させているので、測定素子４０が劣化するのを防止することができる。
【００４９】
なお、測定素子４０は、上述のように、吸収体４５と交換配置可能とされていてもよいし、図６に示すように、反射板５１と交換配置可能とされていてもよい。この構成によれば、測定素子４０により変調光強度を直接計測することができ、正確な変調光強度を計測することができる。そのため、補正パラメータも容易に正確なものを求めることができ、変調光強度を所定の強度に正確に制御することができる。また、変調光強度を計測しないときには、測定素子４０を元の反射板５１と交換配置するため、測定素子４０が入射する光により劣化することを防止することができる。
【００５０】
また、図７に示すように、ミラーデバイス３０およびプリズム５０間の変調光の経路上に挿入離脱可能に配置されていてもよい。この構成によれば、測定素子４０により射出光強度を計測しないときには、測定素子４０を変調光の経路から離脱させることができ、投射される画像に影響を与えることがなく、画質の低下を防止することができる。また、変調光強度を計測するときには、測定素子４０を変調光の経路に挿入して計測するため、変調光を直接計測することができ、正確な変調光強度を計測することができる。そのため、補正パラメータも容易に正確なものを求めることができ、変調光の強度を所定の強度に正確に制御することができる。
【００５１】
また、図８に示すように、反射板が入射する変調光の数％を透過する透過性を有した反射板５１ａであって、測定素子４０が反射板５１ａを透過した変調光を計測するように配置されていてもよい。この構成によれば、測定手段は、反射板を透過した射出光（変調光）強度を計測しているため、測定手段が投射される画像に影響を与えることがなく、画質の低下を防止することができる。また、画像を投射している最中にも、測定手段による射出光強度の測定ができるため、常に画質の低下を防止することができる。
【００５２】
また、図９に示すように、スクリーン７１に投射された画像の明るさを測定素子４０で計測してもよい。この構成によれば、測定素子４０を投射型表示装置内に設置する必要がないので、投射型表示装置の軽量小型化を図ることができる。
【００５３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、光源としてＲＧＢの色光を射出するＬＥＤアレイを用いる構成に適応して説明したが、異なる色光を射出するＬＥＤアレイに限られることなく、白色光を射出するＬＥＤアレイにカラーホイールを備えた構成など、その他各種の構成に適応することができるものである。
また、上記の実施の形態においては、測定素子４０を用いて補正パラメータを算出する構成に適応して説明したが、この測定素子４０を用いる構成に限られることなく、視聴者が好みより補正パラメータを入力できる構成など、その他各種の構成に適応することができるものである。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・照明装置（固体光源アレイ）、  １０ｒ、１０ｇ、１０ｂ・・・ＬＥＤ（固体光源）、  ３０・・・ミラーデバイス、  ４０・・・測定素子（測定手段）、  ４５・・・吸収体、  ５０・・・プリズム、  ５１、５１ａ・・・反射板（導光手段）、  ７０・・・投射レンズ（投射手段）
【図１】
2010277106.tif 000003
【図２】
2010277106.tif 000004
【図３】
2010277106.tif 000005
【図４】
2010277106.tif 000006
【図５】
2010277106.tif 000007
【図６】
2010277106.tif 000008
【図７】
2010277106.tif 000009
【図８】
2010277106.tif 000010
【図９】
2010277106.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月3日(2010.8.3)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、投射型表示装置に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々がＲＧＢ各色のうち異なる光を射出する固体光源を複数配列してなり、同じ色の前記色光を時分割で射出する固体光源アレイと、
複数のマイクロミラーを有し、前記固体光源アレイから時分割で射出された各色光が直接入射され、前記入射した前記各色光を前記複数のマイクロミラーで反射することで選択的に光の射出方向を制御し時間変調するミラーデバイスと、
前記時間変調された光を投射する投射手段と、
前記ミラーデバイス及び前記投射手段間の変調光の経路上であって、前記ミラーデバイスの光射出側に設けられ、当該ミラーデバイスから射出された光を前記投射手段に導くプリズムと、
を有することを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
三角プリズムの貼り合わせ構造からなる前記プリズムの貼り合せ面が変調光を反射するミラー面を構成しており、
前記ミラー面に対向するとともに当該ミラー面による反射光を前記投射手段に向けて反射する導光手段を有することを特徴とする請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記各マイクロミラーが時間変調した光の強度を測定する測定手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記測定手段により測定された前記光の強度に基づき、前記ミラーデバイスから射出される変調光の強度を所定の強度に補正する補正パラメータを前記各マイクロミラーについて求める制御手段と、前記補正パラメータに基づいて前記各マイクロミラーを駆動する駆動手段と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記測定手段の測定を行う場合において、前記各マイクロミラーは、当該マイクロミラーが所定の角度まで回転するミラー回転時間だけ前記固体光源アレイの点灯タイミングよりも早く駆動し、前記固体光源アレイは、前記マイクロミラーの駆動タイミングよりも前記ミラー回転時間だけ遅れて前記各固体光源を点灯させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記測定手段の測定を行う場合において、前記各マイクロミラーをオフするタイミングと、前記各固体光源を消灯させるタイミングとを同期させ、前記各マイクロミラーをオフするとともに前記各固体光源を消灯させた状態を所定時間保持することを特徴とする請求項５に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
平面形状が略矩形形状である前記固体光源アレイは、同じ色光を射出する前記固体光源が第１の方向に沿って所定間隔で配置された固体光源群を複数含み、
前記複数の固体光源群は前記第１の方向に対して直交する第２の方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の投射型表示装置。