(57)【要約】【課題】映像信号の影響を受けることなく常時一定に明るさ調整ができ、また外部環境の影響を受けることなく簡単な作業で色調整ができる背面投射型プロジェクタ装置を提供することである。【解決手段】光源１２から出射した光を、赤、緑、青の光としてカラーフィルタで選択的に通過させ、ライトトンネル１４で平行光に変換する。ライトバルブ２０はライトトンネル１４からの光を変調制御し、投光制御部２２は映像化信号に基づきライトバルブ２０を制御する。光量検出部２３はライトトンネル１４とライトバルブ２０との間の光路でその光路外に透過した光の光量を検出し、光量調整部２４は光量検出部２３で検出された光量に基づきスクリーンに投光する光の光量を調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と；
前記光源から出射した光を選択的に通過させるカラーフィルタと；
前記カラーフィルタを通過した光源からの光を入力しスクリーンに投光する平行光に変換するライトトンネルと；
前記ライトトンネルからの光を変調制御するライトバルブと；
映像化信号に基づき前記ライトバルブを制御する投光制御部と；
前記ライトトンネルと前記ライトバルブとの間の光路でその光路外に透過した光の光量を検出する光量検出部と；
前記光量検出部で検出された光量に基づきスクリーンに投光する光の光量を調整する光量調整部と；
を備えたことを特徴とする背面投射型プロジェクタ装置。
【請求項２】
前記スクリーンに投光するプロジェクションレンズから放出された光が前記スクリーンに投影されるまでの間に配置され、光色の検出の際に光路のほぼ中心位置に配置され、光色の検出をしないときは光路外に配置される可動式の光色検出部と；
前記光色検出部で検出された光色に基づきスクリーンに投光する光の光色を調整する光色調整部と；を備えたことを特徴とする請求項１記載の背面投射型プロジェクタ装置。
【請求項３】
前記光色調整部は、少なくとも前記光色検出部に対して基準映像信号による光を投影することを特徴とする請求項２記載の背面投射型プロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像や文字情報を透過式スクリーンに投影する背面投射型プロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背面投射型プロジェクタ装置の一種として、光源から出射した光をカラーフィルタを通し、その通過光をライトトンネルで平行光としてライトバルブ、例えばＤＭＤ（Digital Mirror Device）パネルに照射し、その反射光である画像光をプロジェクションレンズ（ズーム投写レンズ）を介してスクリーン上に投影するものがある。ＤＭＤは、半導体メモリーセル上に各々の傾きが制御可能な数十万のミラーエレメントを取り付けたデジタルミラーデバイスであり、各ミラーエレメントの傾きを制御して反射状態を制御して画像を形成する。
【０００３】
そして、このような複数の背面投射型プロジェクタ装置を組み合わせて大画面を構成する映像表示装置においては、明るさ調整や色調整が必要となる。これは、各々の背面投射型プロジェクタ装置の明るさや色が異なると、大画面映像の明るさや色が部分的にばらつくので見栄えの悪い映像となってしまうためである。その要因は、背面投射型プロジェクタ装置の光源の明るさは経時変化するものであり、製品出荷時から徐々に落ちてくる。この場合、背面投射型リアプロジェクタ装置の光源や光学部品の個体差から、映像の明るさや色は背面投射型リアプロジェクタ装置ごとに異なり一致しない。
【０００４】
そこで、常に一定の明るさで映像が投射されるＤＭＤを用いたプロジェクター装置を実現したものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のものでは、ＤＭＤがＯＦＦ状態のとき（１２度傾斜のとき）の光量をセンサで検出し、その電圧レベルと基準電圧レベルを比較して、これらが一致するよう制御させる。
【０００５】
一方、複数個の投写形ディスプレイを組み合わせて一つの画面を構成するマルチディスプレイ装置において、マルチディスプレイ装置を据え付けた際に、ディスプレイのホワイトバランス及びガンマ特性、輝度むら、色むら等を自動調整するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。この特許文献２のものでは、カメラでマルチディスプレイ装置の映像を撮影し、ガンマ特性やホワイトバランスの調整を自動的にかつ短時間で行う。
【特許文献１】特開２００３−２８００９０号公報
【特許文献２】特開平６−２１７３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１のものでは、映像信号がない（黒）のときだけしか正確な光量検出ができないので、光量調整の精度が落ちる。また、光量のセンサの配置も困難と思われる。一方、特許文献２のものでは、ディスプレイ装置の外部にセンサ（カメラ）を設置する必要があり、また照明環境も考慮する必要があるので作業が煩雑となる。
【０００７】
本発明の目的は、映像信号の影響を受けることなく常時一定に明るさ調整ができ、また外部環境の影響を受けることなく簡単な作業で色調整ができる背面投射型プロジェクタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係わる背面投射型プロジェクタ装置は、光源と；前記光源から出射した光を選択的に通過させるカラーフィルタと；前記カラーフィルタを通過した光源からの光を入力しスクリーンに投光する平行光に変換するライトトンネルと；前記ライトトンネルからの光を変調制御するライトバルブと；映像化信号に基づき前記ライトバルブを制御する投光制御部と；前記ライトトンネルと前記ライトバルブとの間の光路でその光路外に透過した光の光量を検出する光量検出部と；前記光量検出部で検出された光量に基づきスクリーンに投光する光の光量を調整する光量調整部と；を備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。
【００１０】
光源は、例えば放電等や発光ダイオード等である。カラーフィルタは、光源から出射した光を、赤、緑、青の光として選択的に通過させるものであり、例えば、赤、緑、青のカラーフィルタは円盤状のカラーホイールに取り付けれ、円盤の回転により光源から照射された光は、赤、緑、青の順にフィルタリングされ、ライトトンネルに出力される。
【００１１】
ライトトンネルは、例えば四角筒に形成され、光源からのからの光を入力して四角筒の内面の鏡面で反射し入力光を四角形の平行光にして出力するものである。そして、ライトトンネルの出射光は、必要に応じて、リレーレンズ、ミラー、プリズムを介してライトバルブに入力される。
【００１２】
ライトバルブは、例えば、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）パネルで形成され、ライトトンネルからの光をスクリーンに投光させる傾き状態（１２度傾斜）と、ライトトンネルからの光をスクリーンに投光させない傾き状態（−１２度傾斜）との２つの状態を取り得る多数のミラーエレメントで形成される。
【００１３】
投光制御部は、映像化信号に基づきライトバルブを制御し、スクリーンへの映像を作成する。光量検出部は、ライトトンネルとライトバルブとの間の光路で、その光路外に透過した光の光量を常時検出する。この場合、カラーフィルタやライトトンネル以降の光量を検出するのがよい。その理由は、カラーフィルタやライトトンネル等の光変換部を通過してきた光が実質映像に寄与する光であるため、当該領域で検出する光は、実際に投影される光に近いものであるからである。よって、カラーフィルタやライトトンネル以降の光量を検出すると、正確な光量の検出と調整が行いやすい。
【００１４】
そこで、例えば、ライトトンネルとライトバルブとの間の光路に配置されたミラーの裏側に透過した光路外の光を常時検出する。あるいは、ライトトンネルとライトバルブとの間の光路に配置されたプリズムの裏側に透過した光路外の光を常時検出する。光量を光路以外で測定するのは、光路で測定すると光量検出部の影ができ、スクリーンに映ってしまうからである。また、光路外に透過した光の光量はスクリーンに照射される光量と比例関係にあるから、光路外に透過した光の光量を検出すればスクリーンに照射される光量を得ることができるからである。
【００１５】
光量調整部は、光量検出部で検出された光量に基づきスクリーンに投光する光の光量を調整するための光量調整信号を投光制御部に出力する。投光制御部は光量制御部から光量調整信号を入力し、スクリーンへの映像を作成する際にその光量調整信号を加味した信号をライトバルブに出力する。そして、ライトバルブによって変調された光が映像となる。これにより、投光制御部はスクリーンへの映像を作成する際にライトバルブを介してライトトンネルからの光を変調し光量調整信号を加味した映像を得る。
【００１６】
請求項２の発明に係わる背面投射型プロジェクタ装置は、請求項１の発明において、前記スクリーンに投光するプロジェクションレンズから放出された光が前記スクリーンに投影されるまでの間に配置され、光色の検出の際に光路のほぼ中心位置に配置され、光色の検出をしないときは光路外に配置される可動式の光色検出部と；前記光色検出部で検出された光色に基づきスクリーンに投光する光の光色を調整する光色調整部と；を備えたことを特徴とする。
【００１７】
プロジェクションレンズとは、ライトバルブで作成され映像化された光をスクリーンに照射するズーム投写レンズである。光色検出部は光の色を検出する検出器であり可動式となっており、スクリーンに投光するプロジェクションレンズから放出された光がスクリーンに投影されるまでの間に配置される。これはスクリーンに照射される光の色を測定するためである。そして、可動式の光色検出部は、スクリーンに照射される光の色を検出するときのみ、スクリーンに投光するプロジェクションレンズから放出された光の光路のほぼ中心位置に配置され、光色の検出をしないときは光路外に配置される。
【００１８】
光色調整部は、光色検出部で検出された光色に基づきスクリーンに投光する光の光色を調整するための光色調整信号を投光制御部に出力する。投光制御部は光色制御部から光色調整信号を入力し、スクリーンへの映像を作成する際にその光色調整信号を加味した信号をライトバルブに出力する。そして、ライトバルブによって変調された光が映像となる。これにより、投光制御部はスクリーンへの映像を作成する際にライトバルブを介してライトトンネルからの光を変調し光色調整信号を加味した映像を得る。
【００１９】
請求項３の発明に係わる背面投射型プロジェクタ装置は、請求項２記載の発明において、前記光色調整部は、少なくとも前記光色検出部に対して基準映像信号による光を投影することを特徴とする。
【００２０】
光色調整部は、光色検出部に対して映像信号による光に代えて基準映像信号による光を投影するようにしたものである。これにより、スクリーンに照射される光の基準色が容易にわかるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、スクリーンに照射される光量として、ライトトンネルとライトバルブとの間の光路でその光路外に透過した光の光量を光検出部で常時検出し、光量調整部で常時光量を調整するので、映像信号の影響を受けることなく常時一定にスクリーンに照射される光量を調整できる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、スクリーンに照射される光色として、スクリーンに投光するプロジェクションレンズから放出された光がスクリーンに投影されるまでの間の光路において、光色の検出の際に光路のほぼ中心位置に光色検出部を配置し光色検出部で検出された光色に基づき光色調整部でスクリーンに投光する光の光色を調整するので、外部環境の影響を受けることなく、簡単な作業で光色を調整できる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、光色検出の際に可動式の光色検出部に対して基準映像信号による光を投影するので、スクリーンに照射される光の基準色が容易にわかる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は本発明の実施の形態に係わる背面投射型プロジェクタ装置の説明図であり、図１（ａ）は構成図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線の断面図である。プロジェクタ装置本体１１には光源１２が収納され、光源１２からの光はカラーホイール１３に取り付けられたカラーフィルタを通過してライトトンネル１４に出力される。
【００２５】
カラーホイール１３は円盤状に形成され、例えば、赤、緑、青のカラーフィルタが取り付けられている。カラーホイール１３の中心の軸にはモータ１６が取り付けられ、このモータ１６により回転する。このカラーホイール１３の回転により、光源１２から照射された光は、赤、緑、青の順にフィルタリングされライトトンネル１４に出力される。
【００２６】
カラーホイール１３のカラーフィルタにより、赤、緑、青のいずれかにフィルタリングされた光は、ライトトンネル１４にて平行光に変換される。図１（ｂ）に示すように、ライトトンネル１４は、例えば四角筒に形成され、光源１２からのからの光を入力して四角筒の内面の鏡面で反射して入力光を四角形の平行光にして出力する。ライトトンネル１４からの出射光はリレーレンズ１７ａを経由し、ミラー１８ａ、１８ｂで反射し、リレーレンズ１７ｂを経由してプリズム１９に入力される。
【００２７】
プリズム１９に入射した光は反射してライトバルブ２０に入力され、ライトバルブ２０で反射光が調整されて、プロジェクションレンズ２１を経由して外部のスクリーンに照射される。
【００２８】
ライトバルブ２０は、例えば、ＤＭＤパネルで形成される。ＤＭＤパネルは多数のミラーエレメントで構成され、各々のミラーエレメントが１２度傾斜と−１２度傾斜との２つの状態を取り得るようになっており、１２度傾斜の場合には、プリズム１９での反射光をスクリーンに投光させる傾き状態となり、一方、−１２度傾斜の場合には、ライトトンネル１４からの光をスクリーンに投光させない傾き状態となる。このＤＭＤパネルは多数のミラーエレメントの傾きの制御は、投光制御部２２で行われる。投光制御部２２は、映像化信号に基づきライトバルブ２０のミラーエレメントの傾きを制御し、スクリーンへの映像を作成する。
【００２９】
次に、ミラー１８ｂの裏側には光量検出部２３が設けられている。光量検出部２３は、ライトトンネル１４とライトバルブ２０との間の光路で、その光路外に透過した光の光量を常時検出するものであり、図１（ａ）では、光量検出部２３がミラー１８ｂの裏側に設置されているので、光量検出部２３はミラー１８ｂを透過した光路外の光を常時検出することになる。ミラー１８ｂの裏側に光量検出部２３を設けたのは、ミラー１８ｂ（１８ａ）の裏面はプロジェクタ装置本体１１の一部を形成しているので、光量検出部２３の取り付けが容易であるからである。
【００３０】
ミラー１８ｂ（１８ａ）の裏面以外の箇所としては、ライトトンネル１４とライトバルブ２０との間の光路に配置されたプリズム１９の裏側としてもよい。この場合には、プリズム１９を透過した光路外の光をプリズム１９の裏側で常時検出することになる。なお、プリズム１９はプロジェクタ装置本体１１内に収納されているので、光量検出部２３の取り付けにあってはプロジェクタ装置本体１１を開口して取り付けることになる。
【００３１】
ここで、光量をライトトンネル１４とライトバルブ２０との間の光路以外で測定するのは、光路で直接的に光量を測定すると光量検出部２３の影ができ、その影がスクリーンに映ってしまうからである。また、光路外に透過した光の光量はスクリーンに照射される光量と比例関係にあるから、光路外に透過した光の光量を検出すればスクリーンに照射される光量を得ることができるからである。
【００３２】
光量調整部２４は、光量検出部２３で検出された光量に基づきスクリーンに投光する光の光量を調整するための光量調整信号を投光制御部２２に出力する。投光制御部２２は光量制御部２４から光量調整信号を入力し、スクリーンへの映像を作成する際にその光量調整信号を加味した信号をライトバルブ２０に出力する。そして、例えば、ミラーエレメントの１２度傾斜の状態と−１２度傾斜の状態との組み合わせでライトバルブ２０によって変調された光が映像となりプロジェクションレンズ２１に出力される。
【００３３】
例えば、複数の背面投射型プロジェクタ装置を組み合わせて大画面を構成する映像表示装置においては、各々の背面投射型プロジェクタ装置の明るさが同等となるように光量を調節する。
【００３４】
図２は、本発明の実施の形態に係わる光色調整機能を有した背面投射型プロジェクタ装置の説明図であり、図２（ａ）は光色調整時のスクリーンの照射映像の平面図、図２（ｂ）は光色調整時の背面投射型プロジェクタ装置の側面図、図２（ｃ）は光色調整時の背面投射型プロジェクタ装置の上面図である。
【００３５】
図２（ｂ）に示すように、光色検出部２５が可動台２６に取り付けられ、この可動式の光色検出部２５は、スクリーン２７に投光するプロジェクションレンズ２１から放出された光がスクリーン２７に投影されるまでの間に配置されている。光色の検出の際には、可動台２６をスクリーン２７の照射面に立ち塞がるように立ち上げ、図２（ａ）に示すように、光色検出部２５が光路のほぼ中心位置に配置する。従って、色の調整については、背面投射型プロジェクタ装置による映像を停止している状態のとき、つまり、映像停止時や点検調整時に行うことになる。
【００３６】
一方、光色の検出をしないときは、可動台２６を倒して光色検出部２５は光路外に位置する状態とする。これにより、背面投射型プロジェクタ装置が映像をスクリーン２７に投影している通常の映像状態では、光色検出部２５が映像の影になることはない。
【００３７】
このように、光色の検出を映像停止時や点検調整時に行うのは、スクリーン２７への照射光の光量の変化（減衰）と色の変化とでは、光量減衰の方が激しくまたバラツキが大きいからである。すなわち、光量の調整は、図１に示したように光量検出部２３で光量を常時検出し、光量制御部２４で常時制御することが好ましいが、色の変化に対しては、必要に応じて調整することで十分といえる。そこで、色の調整については、背面投射型プロジェクタ装置による映像を停止している状態のとき、つまり、映像停止時や点検調整時に行う。
【００３８】
前述したように、光色の検出の際には、可動台２６をスクリーン２７の照射面に立ち塞がるように立ち上げ、図２（ａ）に示すように、光色検出部２５が光路のほぼ中心位置になるようにする。この状態で、投光制御部２２からスクリーン２７に向けて映像信号による光を照射する。この映像信号による光は光色検出部２５で検出され光色調整部２８に入力される。光色調整部２８は、光色検出部２５で検出された光色に基づきスクリーン２７に投光する光の光色を調整する。
【００３９】
その際、光色調整部２８は、光色検出部２５に対して基準映像信号による光を照射する。図２（ａ）では、光色検出部２５が位置する光路のほぼ中心位置の領域に基準映像信号による光Ｌｒを照射し、その領域の両側に映像信号による光Ｌｖを照射した場合を示している。このように、光色検出部２５に対して基準映像信号による光を照射することによって、スクリーンに照射される光の基準色が容易にわかるようになる。
【００４０】
本発明の実施の形態によれば、光源１２から放出された光がライトトンネル１３を経てライトバルブ（ＤＭＤパネル）に入射される間に、映像信号による光の影にならないように光量検出部２３を配置し、光量調整部２４により常時スクリーンへの光の光量を補正するので、常時一定にスクリーンに照射される光量を調整できる。
【００４１】
また、プロジェクションレンズ２１から放出された光がスクリーン２７に投影されるまでの間に可動式の光色検出部を配置し、任意の点検調整時に光色調整部２８により光色を補正するので、外部環境の影響を受けることなく、簡単な作業で光色を調整できる。その際に、光色検出部２５に対して基準映像信号による光を照射することによって、スクリーンに照射される光の基準色が容易にわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係わる背面投射型プロジェクタ装置の一例の説明図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる背面投射型プロジェクタ装置の他の一例の説明図。
【符号の説明】
【００４３】
１１…プロジェクタ装置本体、１２…光源、１３…カラーホイール、１４…ライトトンネル、１６…モータ、１７…リレーレンズ、１８…ミラー、１９…プリズム、２０…ライトバルブ、２１…プロジェクションレンズ、２２…投光制御部、２３…光量検出部、２４…光量調整部、２５…光色検出部、２６…可動台、２７…スクリーン、２８…光色調整部
【図１】
2008164752.tif 000003
【図２】
2008164752.tif 000004