(57)【要約】【課題】固体発光素子を光源とし、明るく安定かつ均一な投写像を得られるプロジェクタ等を提供すること。【解決手段】光を供給する光源部１０１と、光源部１０１からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１０４と、空間光変調装置１０４で変調された光を投写する投写レンズ１０６とを有し、空間光変調装置１０４は、光源部１０１からの光を投写レンズ１０６の方向又は投写レンズ１０６以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、光源部１０１の結像位置又は結像位置の近傍に設けられ、投写レンズ１０６以外の方向に反射される光の光量を検出する光量検出部１１０と、光量検出部１１０からの信号に応じて、光源部１０１を制御する光源制御部１１４とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズとを有し、
前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記投写レンズの方向又は前記投写レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、
前記光源部の結像位置又は前記結像位置の近傍に設けられ、前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部からの信号に応じて、前記光源部を制御する光源制御部と、
を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記光源部は、複数の固体発光素子からなり、
前記光量検出部は、前記複数の固体発光素子のそれぞれに対応する複数の光量検出素子からなり、
前記光源制御部は、前記複数の固体発光素子のそれぞれを制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光量検出部からの信号に基づいて所定の演算処理を行い、演算処理の結果を前記光源制御部に出力する演算部をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記演算部は、前記光源部からの光を前記投写レンズ以外の方向に反射させている前記可動ミラー素子の数量を用いて前記所定の演算処理を行うことを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光源部は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部と、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部とからなり、
前記第１光源部と前記第２光源部とは前記投写レンズに関して略対称な位置に設けられ、
前記光量検出部は、第１光量検出部と第２光量検出部とからなり、
前記第１光量検出部は、前記第２光源部の近傍に設けられ、前記第１光源部からの光のうち前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出し、
前記第２光量検出部は、前記第１光源部の近傍に設けられ、前記第２光源部からの光のうち前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出す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プロジェクタ。
【請求項６】
前記第１光量検出部と前記第２光源部とは同一基板上に形成され、前記第１光量検出部は、前記第２光源部の前記複数の固体発光素子の間に配置され、
前記第２光量検出部と前記第１光源部とは同一基板上に形成され、前記第２光量検出部は、前記第１光源部の前記複数の固体発光素子の間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記第１光量検出部と前記第２光源部とは同一基板上に形成され、前記第１光量検出部は、前記第２光源部とは異なる領域に配置され、
前記第２光量検出部と前記第１光源部とは同一基板上に形成され、前記第２光量検出部は、前記第１光源部とは異なる領域に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
【請求項８】
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、
光源制御部と、
を備えたプロジェクタであって
前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記投写レンズの方向又は前記投写レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、
前記光源部は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部と、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部とからなり、
前記第１光源部と前記第２光源部とは前記投写レンズに関して略対称な位置に設けられ、
前記第１光源部は、前記第２の光源部からの光を受けて前記第２の光源部の光量を検出し、
前記第２光源部は、前記第１の光源部からの光を受けて前記第１の光源部の光量を検出し、
前記光源制御部は前記検出された光量に応じて前記光源部を制御する、
プロジェクタ。
【請求項９】
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光を所定面に結像する結像レンズとを有し、
前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記結像レンズの方向又は前記結像レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、
前記光源部の結像位置又は前記結像位置の近傍に設けられ、前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出する光量検出部と、
前記光量検出部からの信号に応じて、前記光源部を制御する光源制御部と、
を有することを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ、特に、光源部として固体発光素子を用いるプロジェクタ及び光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオード素子、半導体レーザ等の固体発光素子は、電気を光に変換する効率が極めて高く、小型・軽量でもあることから、照明用途への応用が盛んに行われている。固体発光素子の光量を制御するために、定電流駆動等の電気的なフィードバックによる制御方法（例えば、特許文献１、２、３参照）、又は光量を検出してフィードバックする制御方法（例えば、特許文献４、５、６参照）が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１−１１６６９２号公報
【特許文献２】
特開昭６３−３０７７８４号公報
【特許文献３】
特開昭６３−２２６０７９号公報
【特許文献４】
特開平１−２３９９６９号公報
【特許文献５】
特開昭６２−０７１６４２号公報
【特許文献６】
特開昭６３−０２７０７３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給される画像信号に応じて光（投写光）を投写し、画像を表示する装置である。近年、プロジェクタの光源部に、固体発光素子を使用することが考えられている。プロジェクタは省スペースや携帯性を求められ、小型・軽量化の傾向にある。従来光源部として用いられる超高圧水銀ランプは、高輝度な光を供給できるものの大型で重い駆動回路を必要とするため、プロジェクタの小型・軽量化の妨げとなっている。固体発光素子は小型・軽量であって、かつ、固体発光素子を用いることにより照明光学系をより簡素にできる。このため、光源部に固体発光素子を使用することにより、プロジェクタの小型・軽量化を特に促進できる。固体発光素子は、近年の開発により発光輝度が著しく向上しているうえ、長寿命かつ低消費電力でもあることから、プロジェクタの光源に適している。
【０００５】
プロジェクタの空間光変調装置としては、ティルトミラーデバイスを用いることができる。ティルトミラーデバイスの例の一つは、テキサス・インスツルメンツ社のディジタルマイクロミラーデバイス（以下「ＤＭＤ」という。）である。ＤＭＤは、光源部からの光を投写レンズの方向又は投写レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子を有する。なお、固体発光素子を光源部とし、固体発光素子とＤＭＤとを組み合わせたプロジェクタは従来知られていない。
【０００６】
明るく安定な投写像を投写するために、プロジェクタの光源光は、均一に明るく光量が安定していることが望ましい。プロジェクタにおいて十分な光量を得るため複数の固体発光素子を使用する場合、固体発光素子間に輝度のばらつきがあると投写像の輝度は不均一となる。このため、個々の固体発光素子についても、出力を安定かつ均一にすることが望ましい。
【０００７】
ここで、プロジェクタの光源部に使用する固体発光素子につき、従来の技術を用いて光量安定化・均一化する場合を考える。固体発光素子をプロジェクタの光源部として使用する場合、大きな出力を必要とされる。大出力となることにより、固体発光素子は、発熱、寿命などによる物理的特性の変化をより大きく引き起こす。上述の定電流駆動による出力安定化や、電気的状態を検出して駆動電流を制御する方法では、固体発光素子の物理的特性の変化に対応できず、光量を十分に安定化することは困難である。
【０００８】
これに対して、固体発光素子の光量をモニタし駆動電流を制御する制御方法によれば、固体発光素子の物理的特性の経時変化にも対応しうる。しかしながら、プロジェクタにおいて、光源部近傍に光量モニタ用の受光素子を配置すると、受光素子により遮光されてしまい、投写像が暗くなるという問題がある。また、固体発光素子ごとの光量安定化、固体発光素子相互の輝度均一化のために、複数の固体発光素子それぞれの近傍に光量モニタ用の受光素子を配置することとなると、構造はさらに複雑となり、配置は困難となる問題もある。本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、固体発光素子を光源とし、明るく安定かつ均一な投写像を得られるプロジェクタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズとを有し、前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記投写レンズの方向又は前記投写レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、前記光源部の結像位置又は前記結像位置の近傍に設けられ、前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出する光量検出部と、前記光量検出部からの信号に応じて、前記光源部を制御する光源制御部とを有することを特徴とするプロジェクタを提供する。
【００１０】
空間光変調装置にティルトミラーデバイスを用いるプロジェクタは、複数の可動ミラー素子を有し、入射光を投写レンズ方向と投写レンズ以外の方向に反射することにより光変調を行う。投写レンズ方向に反射する光は投写像を形成し、投写レンズ以外の方向に反射される光は廃棄される。投写レンズ以外の方向に反射される光を光量検出部により検出し、検出された光量値に基づいて光源部を制御する。光源部からの光を光源部近傍において直接検出せず、空間光変調装置で投写レンズ以外の方向に反射される光を検出する構成とすることから、光量検出部である受光素子を光源部近傍に設置する必要がない。受光素子を光源部近傍に設置しないため、投写像を形成するために必要な光路は、受光素子によって遮られることがない。光量検出には、像形成に使われない廃棄光を利用するため、像投写中であっても投写像を形成する光を損失することもない。これにより、投写像の明るさを損なうことなく、光源部の光量安定化を可能とし、投写像が明るく安定なプロジェクタを得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部は、複数の固体発光素子からなり、前記光量検出部は、前記複数の固体発光素子のそれぞれに対応する複数の光量検出素子からなり、前記光源制御部は、前記複数の固体発光素子のそれぞれを制御することが望ましい。光量検出部である受光素子を、固体発光素子の結像位置又はその近傍に配置することにより、光源部が有する複数の固体発光素子ごとの光量を検出できる。各固体発光素子の光量検出により、各固体発光素子の光量の安定化及び固体発光素子相互の光量の均一化を達成できる。これにより、投写像が明るく安定かつ均一なプロジェクタを得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光量検出部からの信号に基づいて所定の演算処理を行い、演算処理の結果を前記光源制御部に出力する演算部をさらに有することが望ましい。これにより、使用態様、もしくは使用者の要望に応じた光量制御が可能なプロジェクタを得られる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記演算部は、前記光源部からの光を前記投写レンズ以外の方向に反射させている前記可動ミラー素子の数量を用いて前記所定の演算処理を行うことが望ましい。光源部からの光を投写レンズ以外の方向に反射するときの、可動ミラー素子の向く方向を「ＯＦＦ方向」と呼ぶとすると、光量検出部により検出される光量値は、光源部から供給される全光量値の他に、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量によっても変化する。ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量を用いて演算することにより、光源部の出力を算出することができる。このように、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量にかかわらず、正確に光源部の出力を制御できることから、可動ミラー素子が駆動されている像投写中であっても、常時光源部の光量を安定化・均一化することができる。これにより、投写像が常に明るく安定かつ均一なプロジェクタを得られる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部と、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部とからなり、前記第１光源部と前記第２光源部とは前記投写レンズに関して略対称な位置に設けられ、前記光量検出部は、第１光量検出部と第２光量検出部とからなり、前記第１光量検出部は、前記第２光源部の近傍に設けられ、前記第１光源部からの光のうち前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出し、前記第２光量検出部は、前記第１光源部の近傍に設けられ、前記第２光源部からの光のうち前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出することが望ましい。
【００１５】
第１光源部からの光を検出する受光素子を、第１光源部の像を略結像する位置に、第２光源部からの光を検出する受光素子を、第２光源部の像を略結像する位置に配置することにより、光源部の配置に対応させて受光素子を配置できる。さらに、第１光源部からの光を検出する受光素子を第２光源部近傍に、第２光源部からの光を検出する受光素子を第１光源部近傍に配置することにより、簡易な構成にて、光源部の光量安定化、均一化を可能とする。これにより、簡易な構成で、投写像が明るく安定かつ均一なプロジェクタを得られる。
【００１６】
さらに、前記第１光量検出部と前記第２光源部とは同一基板上に形成され、前記第１光量検出部は、前記第２光源部の前記複数の固体発光素子の間に配置され、前記第２光量検出部と前記第１光源部とは同一基板上に形成され、前記第２光量検出部は、前記第１光源部の前記複数の固体発光素子の間に配置されていることが望ましい。空間光変調装置であるティルトミラーデバイスにおいて、可動ミラー素子は反射面の位置（反射角度）を択一的に移動させる。可動ミラー素子の可動範囲は限定されることから、空間光変調装置の光偏向角も限定される。光源部の基板上において、受光素子を固体発光素子の間に混在させて配置することにより、空間光変調装置の光偏向角を最大限に利用可能とする。これにより、プロジェクタにおいて、光源部と投写レンズの鏡筒とのクリアランスを確保し、両者の空間的な干渉を回避できる。
【００１７】
また、前記第１光量検出部と前記第２光源部とは同一基板上に形成され、前記第１光量検出部は、前記第２光源部とは異なる領域に配置され、前記第２光量検出部と前記第１光源部とは同一基板上に形成され、前記第２光量検出部は、前記第１光源部とは異なる領域に配置されていることが望ましい。同一基板上にて、受光素子を固体発光素子とは異なる領域に配置することにより、受光素子は、固体発光素子とは熱的、又は電気的に隔離される。従って、受光素子は、固体発光素子からの熱伝播、又は電気的ノイズの混入による影響をより軽減され、誤差の少ない光量検出ができる。これにより、明るさの安定性、均一性がより精密なプロジェクタを得られる。
【００１８】
本発明のプロジェクタは、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、光源制御部と、を備えていて、前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記投写レンズの方向又は前記投写レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、前記光源部は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部と、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部とからなり、前記第１光源部と前記第２光源部とは前記投写レンズに関して略対称な位置に設けられ、前記第１光源部は、前記第２の光源部からの光を受けて前記第２の光源部の光量を検出し、前記第２光源部は、前記第１の光源部からの光を受けて前記第１の光源部の光量を検出し、前記光源制御部は前記検出された光量に応じて前記光源部を制御する。
光源部の固体発光素子が、発光していない状態では時分割的に光量検出部として機能するため、別途受光素子を配置することが不要となる。受光素子自体を不要とするため、部品点数を増加することなく安価で簡易な構成において、光源部の光量安定化・均一化を可能とする。これにより、簡易な構成で、投写像が明るく安定かつ均一なプロジェクタを得られる。
【００１９】
また、本発明は、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光を所定面に結像する結像レンズとを有し、前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記結像レンズの方向又は前記結像レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、前記光源部の結像位置又は前記結像位置の近傍に設けられ、前記投写レンズ以外の方向に反射される光の光量を検出する光量検出部と、前記光量検出部からの信号に応じて、前記光源部を制御する光源制御部とを有することを特徴とする光学装置を提供する。これにより、効率を損なうことなく、光源部の光量安定化を可能とし、効率的で安定な光学装置を得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す。プロジェクタ１００の光源部１０１には、固体発光素子である発光ダイオード素子（以下、適宜「ＬＥＤ」という。）を複数有する。光源部１０１が有するＬＥＤは、光源駆動回路１０３により駆動される。ＬＥＤは、赤色光（以下「Ｒ光」という。）を供給するＲ光用ＬＥＤ１０２Ｒと、緑色光（以下「Ｇ光」という。）を供給するＧ光用ＬＥＤ１０２Ｇと、青色光（以下「Ｂ光」という。）を供給するＢ光用ＬＥＤ１０２Ｂとからなる。
【００２１】
光源部１０１から供給される光は、フィールドレンズ１０５を透過した後、空間光変調装置１０４に入射する。フィールドレンズ１０５は、空間光変調装置１０４をテレセントリックに照明する機能、換言すると、照明光をできるだけ主光線に平行にして空間光変調装置１０４に入射させる機能を有する。プロジェクタ１００は、光源部１０１の像を投写レンズ１０６の入射瞳の位置に結像し、空間光変調装置１０４をケーラー照明する。空間光変調装置１０４はティルトミラーデバイスであって、入射光を画像信号に応じて変調する。ティルトミラーデバイスの例の一つは、テキサス・インスツルメンツ社のＤＭＤである。空間光変調装置１０４で変調された光は、投写レンズ１０６の方向へ射出される。投写レンズ１０６は、空間光変調装置１０４から射出される光をスクリーン１０８に投写する。
【００２２】
空間光変調装置１０４は、複数の可動ミラー素子（不図示）を有する。可動ミラー素子は、画像信号に応じて第１の反射位置と第２の反射位置とに択一的に移動し、入射光を投写レンズ１０６の方向（ＯＮ）又は投写レンズ１０６以外の方向（ＯＦＦ）に反射させる。投写レンズ１０６の方向に進行する光は、スクリーン１０８にて投写像を形成する。
【００２３】
光源部１０１は、投写像の１フレーム間において、Ｒ光用、Ｇ光用、Ｂ光用の各ＬＥＤを順次点灯させて空間光変調装置１０４を照明する。観察者は、光源部１０１から順次照明され、空間光変調装置１０４により変調されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を積分して認識する。このため、スクリーン１０８上にフルカラーの投写像が得られる。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次投写し、全体として白色の投写像を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の光束量のうち６０〜８０％を要する。各色光用ＬＥＤの出力量、数量を同一とした場合、Ｇ光の光束量が不足することとなる。そこで、Ｒ光用、Ｇ光用、Ｂ光用の各ＬＥＤを同数ずつ配列した場合には、Ｇ色用ＬＥＤの点灯時間をＲ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤの点灯時間より長くする。Ｇ光用ＬＥＤをＲ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤの数よりも多く配置する場合には、Ｇ光用ＬＥＤの点灯時間を他の色光のＬＥＤの点灯時間と同一又は短くすることも可能である。これにより、自然なフルカラーの像を得られる。
【００２４】
空間光変調装置１０４から投写レンズ１０６以外の方向に反射されて進行する光は、光量検出部１１０に入射する。光量検出部１１０は、空間光変調装置１０４からのＯＦＦ光が入射する位置に配置されている。より具体的には、本実施形態では、光量検出部１１０は、全ての可動ミラー素子が画素のＯＦＦ（消灯）に対応する位置にある場合に、ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂが結像する位置またはその近傍に配置されている。つまり全ての可動ミラー素子が画素のＯＦＦ（消灯）に対応する位置にある場合に、光量検出部１１０の位置と、ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂとの位置とは互いに共役になる。光量検出部１１０は、複数のＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂのそれぞれに対応する複数の光量検出素子である受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂからなる。受光素子として、例えば、フォトダイオードを用いることができる。各受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、各ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂからの光をＬＥＤの略結像位置において検出する。そして、各受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、各ＬＥＤの光量に応じた信号を演算部１１２に出力する。演算部１１２は、受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂから出力される信号を所定の方法により演算処理し、演算処理の結果を光源制御部１１４に出力する。光源制御部１１４は、演算部１１２より出力される演算結果に応じて光源駆動回路１０３を制御し、光源部１０１の出力を調整する。例えば、記憶部（不図示）にＬＥＤの光量の初期値を記憶させておき、該初期値を目標値としてフィードバック制御を行うことにより、光源部１０１からの光の明るさを初期値の状態で安定的に維持し、複数のＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの光量を均一に保つことができる。
【００２５】
ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの出力である光量を検出する構成により、プロジェクタ１００は、ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの発熱、寿命等による物理特性の経時変化にも対応し、光量制御できる。光源部１０１からの光を直接検出せず、空間光変調装置１０４から射出される光を検出する構成とするため、光量検出部１１０を光源部１０１近傍に設置する必要はない。光量検出部１１０を光源部１０１近傍に設置しないため、光量検出部１１０によって、投写像を形成する光路を遮られることがない。このように、光量検出には、像形成に使われない廃棄光を利用するため、像投写中であっても投写像を形成する光を損失することなく光源部１０１の光量を制御できる。これにより、投写像の明るさを損なうことなく、光源部１０１の光量安定化を可能とし、投写像が明るく安定なプロジェクタ１００を得られる。
【００２６】
図２は、空間光変調装置１０４の側から投写レンズ１０６の方向を見た図である。図２に基づいて、光源部１０１の各ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂ、及び受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの配置について説明する。受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、全ての可動ミラー素子が画素のＯＦＦ（消灯）に対応する位置にある場合に、各ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂが結像する位置又はその近傍に配置される。上述したように、全ての可動ミラー素子が画素のＯＦＦ（消灯）に対応する位置にある場合に、Ｒ光用ＬＥＤ１０２Ｒと受光素子１１０Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ１０２Ｇと受光素子１１０Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ１０２Ｂと受光素子１１０Ｂはそれぞれ共役関係にある。各受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、共役関係にあるＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂからの光を検出する。これにより、各ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂごとの光を検出できる。光源制御部１１４は、光量検出部１１０から出力される信号に応じて、光源駆動回路１０３を制御する。光源駆動回路１０３は、各ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂごとの駆動電流を調節することにより、各ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの出力を調整する。
【００２７】
ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの結像位置又はその近傍に、受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｇを配置することにより、各ＬＥＤごとの光量を検出できる。各ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂごとに光量を検出することにより、各ＬＥＤごとの光量安定化及びＬＥＤ相互の光量均一化を達成できる。複数のＬＥＤについて一括して制御すると、ＬＥＤ相互間の光量均一化が困難である。また、複数のＬＥＤを一括制御すると、光量制御を不要とするＬＥＤにまで制御が及ぶため、光量制御を不要とするＬＥＤには不必要な負荷をかけることとなる。不必要な負荷がかかることにより、ＬＥＤの出力は不安定となってＬＥＤごとの光量安定化を図れないうえ、ＬＥＤの劣化を促進することにもなりかねない。これに対して、本実施形態においては、個々のＬＥＤにつき独立に光量を制御することから、各ＬＥＤごとの状態に応じた制御ができる。これにより、ＬＥＤに不要な負荷をかけることなく、投写像が明るく安定かつ均一なプロジェクタ１００を得られる。
【００２８】
次に、図３及び図４に基づいて光量検出のための動作及びタイミングにつき説明する。図３及び図４のタイミングチャートは、投写像の１フレーム間について示すものであって、上から、各色用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの駆動時間（点灯時間）、各画素の画像信号、及び受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの検出タイミングを表す。図３、図４ともに、チャートはすべて、正論理で示すものとする。画素とは投写像の最小単位であり、空間光変調装置の可動ミラー素子に対応するものである。図３、図４においては、３つの画素Ａ、Ｂ、Ｃについて説明する。コンピュータ等の画像供給装置（不図示）は、投写像中のすべての画素についての画像信号を空間光変調装置１０４に出力する。空間光変調装置１０４は、画像信号に応じて可動ミラー素子を駆動し、光を変調する。なお、受光素子１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの検出タイミング以外における各画素の画像信号については、投写される画像に応じたものであって、任意であることを示す。
【００２９】
可動ミラー素子は、画像信号に応じて＋θ方向又は−θ方向に駆動される。光源部１０１から空間光変調装置１０４に入射する光は、空間光変調装置１０４の可動ミラー素子が＋θ方向の位置状態のときに投写レンズ１０６方向に反射され、可動ミラー素子が−θ方向の位置状態のときに投写レンズ１０６以外の方向に反射されるとする。以下、説明のために光源部１０１からの光を投写レンズ１０６以外の方向に反射させる可動ミラー素子の向き、つまり−θ方向を「ＯＦＦ方向」という。
【００３０】
図３は、空間光変調装置１０４が有する可動ミラー素子のすべてをＯＦＦ方向にするタイミングＴＲ、ＴＢ、ＴＧを積極的に設け、光量検出部１１０に光量検出させる様子を示す。空間光変調装置１０４が有する可動ミラー素子のすべてがＯＦＦ方向にあるとき、光源部１０１からの光はすべて光量検出部１１０に照射されるため、光量検出部１１０は、光源部１０１の光量を検出することができる。以下、光量検出部１１０により光量検出するタイミングを「キャリブレーションモード」という。
【００３１】
各色光のフレーム（サブフレーム）中に少なくとも１回、キャリブレーションモードＴＲ、ＴＢ、ＴＧを設けることにより、光源部１０１が有する各色用ＬＥＤ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂについての光量検出を可能とする。さらに、光源部１０１に色光ごと複数のＬＥＤを有する場合には、色光ごと単独のＬＥＤのみを点灯している間にキャリブレーションモードを設けることにより、個々のＬＥＤについて光量検出を可能とする。これにより、色光ごと又はＬＥＤごとに光量制御できる。
【００３２】
なお、キャリブレーションモードは、任意に設定可能とする。設定例としては、像投写中の随時、任意のフレームごと、プロジェクタ１００の電源を立ち上げる時、光源部１０１の駆動電流の変動時、又は光源部１０１周辺温度の変動時等が挙げられる。図３の例においては、投写像１フレーム中の各色光フレーム中にキャリブレーションモードを設けることとしているが、例えば、投写像中のあるフレームはＲ光フレームのみに、次のフレームはＧ光フレームのみにキャリブレーションモードを設定するなど、適宜変更可能である。
【００３３】
図３の例では、空間光変調装置１０４の可動ミラー素子すべてをＯＦＦ方向とするタイミングを積極的に設け、キャリブレーションモードとする。これに対して、図４の例では、タイミングＴＲ、ＴＢ、ＴＧに示すように、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量に関わりなく任意にキャリブレーションモードを設定する。ここでは、演算部１１２は、画像供給装置（不図示）より供給される画像信号から、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量を用いて所定の演算処理を行う。
【００３４】
光量検出部１１０が検出する光の強度は、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量により変化する。ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量を用いて演算することにより、空間光変調装置１０４に有する可動ミラー素子のすべてをＯＦＦ方向とする場合の光量値を算出することが可能である。例えば、上述のように空間光変調装置１０４は、図４に示す画素Ａ、Ｂ、Ｃに対応する３つの可動ミラー素子からなるとする。ここで、画素Ａ、Ｂ、Ｃに対応する３つの可動ミラー素子は、いずれも光源部１０１から供給される光により均一に照射されるとし、受光素子１１０において、受光光量と出力との関係はリニアであるとする。
【００３５】
キャリブレーションモードＴＲにおいては、画素Ａ、Ｂ、Ｃのうち、画素Ｂに対応する可動ミラー素子のみがＯＦＦ方向を向いている。受光素子１１０が検出する光量は、空間光変調装置１０４が有するすべての可動ミラー素子がＯＦＦ方向を向いた場合の光量の３分の１相当である。従って、演算部１１２は、光量検出部１１０の出力を３倍し、すべての可動ミラー素子がＯＦＦ方向にある場合の数値に変換する。同様に、演算部１１２は、光量検出部１１０の出力を、キャリブレーションモードＴＢでは１．５倍、キャリブレーションモードＴＧでは１．０倍に変換する。光量部制御部１１４は、演算部１１２による演算結果を用いて、光源部１０１の光量を制御する。
【００３６】
なお、本実施形態のプロジェクタ１００においては、光源部１０１に複数のＬＥＤを有することから、空間光変調装置１０４の照射領域は、光源部１０１の複数のＬＥＤにより略分担して照明される。このため、光量検出時にＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の位置によって、光量検出部１１０で検出される光量に差を生じる場合があり得る。空間光変調装置１０４の有する可動ミラー素子のうち、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の位置による誤差を、演算部１１２の演算処理により補正する構成としても良い。これにより、より精密に光量安定化を行うことができる。
【００３７】
演算部１１２で、光量検出部１１０の出力を画像信号に応じて演算処理することにより、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量又は位置にかかわらず光源部１０１の光量を所定値に制御できる。このように、ＯＦＦ方向にある可動ミラー素子の数量又は位置にかかわらず光量を制御するため、可動ミラー素子が駆動されている像投写中であっても、常時光源部１０１の光量を安定化・均一化することができる。これにより、常に明るく安定かつ均一照度の投写像を投写できるプロジェクタ１００を得ることができる。
【００３８】
なお、本実施形態の演算部１１２は、光源部１０１からの光を投写レンズ１０６以外の方向に反射させている可動ミラー素子の数量を用いて所定の演算処理を行うこととしているが、これに限られるものではない。プロジェクタ１００の使用目的に応じて、演算部１１２における演算方法は適宜変更可能である。これにより、使用態様、もしくは使用者の要望に応じた光量制御が可能なプロジェクタを得られる。
【００３９】
また、本実施形態においては、光源部１０１は複数のＬＥＤからなる構成としているが、光源部１０１を単独の発光素子により構成する場合においても、本発明の適用は可能である。発光素子と光量検出部１１０とを共役な位置に配置することにより、投写像の明るさを損なうことなく、光源部１０１の光量安定化を可能とし、投写像が明るく安定なプロジェクタ１００を得られる。
【００４０】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタ５００の概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。プロジェクタ５００の光源部５０１は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部５０１ＲＢと、第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部５０１Ｇとから構成される。以下、光源部５０１とは、第１光源部５０１ＲＢと第２光源部５０１Ｇとの両者をいう。第１光源部５０１ＲＢは、Ｒ光を供給するＲ光用ＬＥＤ５０２Ｒと、Ｂ光を供給するＢ光用ＬＥＤ５０２Ｂとを有し、第２光源部５０１Ｇは、Ｇ光を供給するＧ光用ＬＥＤ５０２Ｇを有する。第１光源部５０１ＲＢ及び第２光源部５０１Ｇは、投写レンズ１０６の光軸ＡＸに関し略対称な位置に配置される。
【００４１】
図１３に、光源部５０１を構成する各色光用ＬＥＤの点灯時間と階調表現の例を示す。光源部５０１は、投写像の１フレーム間において、Ｒ光用ＬＥＤ５０２Ｒ、Ｇ光用ＬＥＤ５０２Ｇ、Ｂ光用ＬＥＤ５０２Ｂを順次点灯させて空間光変調装置１０４を照明する。観察者は、光源部５０１から順次照明され、空間光変調装置１０４により変調されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を積分して認識する。このため、スクリーン１０８上にフルカラーの投写像を得られる。
【００４２】
Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次投写し、全体として白色の投写像を得るためには、上述のように、Ｇ光の光束量を全体の光束量のうち６０〜８０％を要する。各色光用ＬＥＤの出力量、数量を同一とした場合、Ｇ光の光束量が不足することとなる。このため、図１３（ａ）に示すように、Ｇ光用ＬＥＤ５０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用ＬＥＤ５０２Ｒの点灯時間ＲＴ、及びＢ光用ＬＥＤ５０２Ｂの点灯時間ＢＴのいずれよりも長くする。図１３（ｂ）は、階調表現時間の調節により、投写像の色調を整える様子を示す。階調表現時間とは、空間光変調装置１１４が、各色光について画像信号に応じた強度（階調）を実現するために必要な時間期間である。各階調表現時間は、各色光に対応する画像のサブフレームの期間に一致している。画像の階調をｎビット（ｎは正の整数）で表現する場合、Ｇ光階調表現時間ＧＫの単位ビットの長さとＲ光及びＢ光の階調表現時間ＲＫ、ＢＫの単位ビットの長さとを異ならせることができる。さらに、Ｇ光用ＬＥＤ５０２Ｇの数量を、Ｒ光用ＬＥＤ５０２Ｒの数量、及びＢ光用ＬＥＤ５０２Ｂの数量のいずれよりも多くすることにより、Ｇ光用ＬＥＤ５０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用ＬＥＤ５０２Ｒの点灯時間ＲＴ、及びＢ光用ＬＥＤ５０２Ｂの点灯時間ＢＴと同一に、又は短くすることもできる。
【００４３】
また、上述のように、Ｒ光用ＬＥＤ５０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ５０１Ｂと、Ｇ光用ＬＥＤ５０２Ｇとを、投写レンズ１０６の光軸ＡＸに関して対称に配置している。かかる構成により、Ｇ光用ＬＥＤ５０２ＧをＲ光用ＬＥＤ５０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ５０２Ｂの数よりも多く配置するなど、配置の自由度を高くし、簡易な構成で良好なカラーバランスの投写像を得ることができる。
【００４４】
可動ミラー素子は、画像信号に応じて＋θ方向又は−θ方向に駆動される。このように、空間光変調装置１０４の可動ミラー素子は、画像信号に応じて第１の反射位置と第２の反射位置とに択一的に移動し、入射光を投写レンズ１０６の方向（ＯＮ）又は投写レンズ１０６以外の方向（ＯＦＦ）に反射させる。第１光源部５０１ＲＢから空間光変調装置１０４に入射する光は、空間光変調装置１０４の可動ミラー素子が＋θ方向に向くときに、投写レンズ１０６方向に反射され、可動ミラー素子が−θ方向に向くときに、投写レンズ１０６以外の方向に反射される。第１光源部５０１ＲＢが駆動され、Ｒ光及びＢ光が投写されているフレーム中では、＋θ方向にある可動ミラー素子は光を投写レンズ１０６の方向に反射する。これに対して、第２光源部５０１Ｇが駆動され、Ｇ光が投写されているフレーム中では、−θ方向にある可動ミラー素子が、光を投写レンズ１０６の方向に反射する。そこで、図１３（ａ）に示すように、可動ミラー素子の駆動極性は、Ｇ光用ＬＥＤ５０２Ｇの点灯時間ＧＴと、Ｒ光用ＬＥＤ５０２Ｒの点灯時間ＲＴ、及びＢ光用ＬＥＤ５０２Ｂの点灯時間ＢＴとで反転させる。これにより、空間光変調装置１０４は、画像信号のＯＮ、ＯＦＦに応じて光変調を行い、フルカラーの投写像を得られる。
【００４５】
本実施形態に係るプロジェクタ５００は、第２光量検出部５１１と第１光源部５０１ＲＢとは同一基板５０３上に形成され、後述するように第２光量検出部５１１を構成する受光素子５１０Ｇは、第１光源部５０１ＲＢの複数の固体発光素子であるＬＥＤ５０２Ｒ、５０２Ｂの間に配置されている。また、基板５０３上には、光源駆動回路１０３が形成されている。受光素子５１０Ｇは、第２光源部５０１Ｇの結像位置又はその近傍に配置されている。
【００４６】
同様に、第１光量検出部５１０と第２光源部５０１Ｇとは同一基板５０３上に形成され、後述するように第１光量検出部５１０を構成する受光素子５１０Ｒ、５１０Ｂは、第２光源部５０１ＲＢの複数の固体発光素子であるＬＥＤ５０２Ｇの間に配置されている。また、基板５０３上には、光源駆動回路１０３が形成されている。受光素子５１０Ｒ、５１０Ｂは、第１光源部５０１ＲＢの結像位置又はその近傍に配置されている。
【００４７】
図６は、空間光変調装置１０４から投写レンズ１０６の方向を目視した様子を示す。図６に基づいて、各色光用ＬＥＤ５０２Ｒ、５０２Ｇ、５０２Ｂ及び各受光素子５１０Ｒ、５１０Ｇ、５１０Ｂの配置について説明する。本実施形態では、すべての可動ミラー素子の傾斜がほぼ０°である場合に、第１光源部５０１ＲＢが有するＲ光用ＬＥＤ５０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ５０２Ｂと、受光素子５１０Ｒ、５１０Ｂとは、共役関係にある。同様に、すべての可動ミラー素子の傾斜がほぼ０°である場合に、第２光源部５０１Ｇが有するＧ光用ＬＥＤ５０２Ｇと、受光素子５１０Ｇとは共役関係にある。
【００４８】
まず、第１光源部５０１ＲＢから供給される光について説明する。第１光源部５０１ＲＢから供給される光は、空間光変調装置１０４にて変調され、投写レンズ１０６の方向又は投写レンズ１０６以外の方向に進行する。投写レンズ１０６以外の方向に進行する光（ＯＦＦ光）は、空間光変調装置１０４と投写レンズ１０６とを結ぶ軸（例えば投写レンズ１０６の光軸）に対して＋４θの角度をなす方向に反射される。一方、可動ミラー素子の傾斜がほぼ０°の場合に、第１光源部５０１ＲＢから供給される光は、第２光源部５０１Ｇと同一基板５０３上に配列されている第１光量検出部５１０を構成する受光素子５１０Ｒ、５１０Ｂに入射する。受光素子５１０Ｒ、５１０Ｂは、各ＬＥＤ５０２Ｒ、５０２Ｂごとの光量に応じた信号を演算部５１２に出力する。演算部５１２は、受光素子５１０Ｒ、５１０Ｂからの出力に基づいて演算処理する。演算部５１２は、演算結果を光源制御部５１４に出力する。光源制御部５１４は、演算部５１２からの出力に応じて光源駆動回路１０３を制御し、第１光源部５０１ＲＢの出力を、各ＬＥＤ５０２Ｒ、５０２Ｂごとに調整する。
【００４９】
次に、第２光源部５０１Ｇから供給される光について説明する。第２光源部５０１Ｇから供給される光は、空間光変調装置１０４にて変調され、投写レンズ１０６の方向又は投写レンズ１０６以外の方向に進行する。投写レンズ１０６以外の方向に進行する光（ＯＦＦ光）は、空間光変調装置１０４と投写レンズ１０６とを結ぶ軸（例えば投写レンズ１０６の光軸）に対して−４θの角度をなす方向に反射される。一方、可動ミラー素子の傾斜がほぼ０°の場合に、第２光源部５０１Ｇから供給される光は、第１光源部５０１ＲＢと同一基板５０３上に配列されている第２光量検出部５１１を構成する受光素子５１０Ｇに入射する。受光素子５１０Ｇは、ＬＥＤ５０２Ｇごとの光量に応じた信号を演算部５１２に出力する。演算部５１２は、受光素子５１０Ｇからの出力に基づいて演算処理を行う。演算部５１２は、演算結果を光源制御部５１４に出力する。光源制御部５１４は、演算部５１２からの出力に応じて光源駆動回路１０３を制御し、第２光源部５０１Ｇの出力を、ＬＥＤ５０２Ｇごとに制御する。
【００５０】
本実施形態では、サブフレームが切り替わるタイミングで、可動ミラー素子のそれぞれにリセット信号が与えられる。リセット信号が与えられると、−θの傾斜または＋θの傾斜をしている可動ミラー素子の傾斜は、０°になる。つまり、このリセット信号によって可動ミラー素子の法線がほぼ投写レンズの光軸に平行になる。したがって、リセット信号が与えられるタイミングに同期して、第１光量検出部５１０および第２光量検出部５１１の光量検出が行われる。
【００５１】
第１光源部５０１ＲＢからの光を検出する第１光量検出部５１０を、第１光源部５０１ＲＢの結像位置又はその近傍に配置する。第２光源部５０１Ｇからの光を検出する第２光量検出部５１１を、第２光源部５０１Ｇの結像位置又はその近傍に配置する。これにより、第１光源部５０１ＲＢと第２光源部５０１Ｇとの配置に対応させて、第１光量検出部５１０と第２光量検出部５１１とを配置できる。さらに、第１光源部５０１ＲＢと第２光量検出部５１１とを同一基板５０３上に設け、第２光源部５０１Ｇと第１光量検出部５１０とを同一基板５０３上に設けている。これにより、省スペース、及び実装コストの低減を図れる。また、第１実施形態と同様、受光素子５１０Ｒ、５１０Ｇ、５１０Ｂによって、投写像を形成する光路を遮られることはない。従って、簡易な構成で、投写像が明るく安定かつ均一なプロジェクタ５００を得られる。
【００５２】
本実施形態では、同一基板５０３上において、例えば受光素子５１０ＧをＬＥＤ５０２Ｒ、５０２Ｂの間に混在して配置している。ティルトミラーデバイスでは、可動ミラー素子の反射面を択一的に移動させることにより光源部５０１からの光を変調する。可動ミラー素子の可動範囲は限定されている。このことから、空間光変調装置１０４が、入射する光を投写レンズ１０６方向、又は投写レンズ１０６以外の方向（対応する受光素子の方向）に反射させる際の偏向角も略限定される。本実施形態のように、例えばＬＥＤ５０２Ｂ、５０２Ｒと受光素子５１０Ｇとを混在させて設置すると、空間光変調装置１０４における偏向角を最大限に利用し得る配置とすることができる。空間光変調装置１０４における偏向角を最大限に利用可能なため、光源部５０１と投写レンズ１０６の鏡筒とのクリアランスを確保し、両者の空間的な干渉を防止できる。
【００５３】
（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態に係るプロジェクタ７００の光源部は、上記第２実施形態と同様に、第１の波長領域の光を供給する第１光源部７０１ＲＢと、第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部７０１Ｇとから構成される。第１光源部７０１ＲＢは、Ｒ光を供給するＬＥＤ７０２Ｒと、Ｂ光を供給するＬＥＤ７０２Ｂとを有する。第２光源部７０１Ｇは、Ｇ光を供給するＬＥＤ７０２Ｇを有する。第１光源部７０１ＲＢ及び第２光源部７０１Ｇは、投写レンズ１０６の光軸ＡＸに関し略対称な位置に配置される。
【００５４】
第１光源部７０１ＲＢと第２光量検出部７１１とは同一基板７０３上に形成されている。第２光量検出部７１１は受光素子７１０Ｇから構成される。第２光源部７０１Ｇと第１光量検出部７１０とは同一基板７０３上に形成されている。第１光量検出部７１０は受光素子７１０Ｒ、７１０Ｂから構成される。基板７０３上には、光源駆動回路１０３が形成されている。
【００５５】
図８に、空間光変調装置１０４から投写レンズ１０６の方向を目視した様子を示す。図８に基づいて、各ＬＥＤ及び各受光素子の配置について説明する。第１光量検出部７１０は、第２光源部７０１Ｇとは異なる領域に配置されている。また、第２光源部７０１Ｇを構成する複数のＬＥＤ７０２Ｇと、第１光量検出部７１０を構成する複数の受光素子７１０Ｒ、７１０Ｂとはそれぞれ集約して配置されている。同様に、第２光量検出部７１１は、第１光源部７０１ＲＢとは異なる領域に配置されている。また、第１光源部７０１ＲＢを構成する複数のＬＥＤ７０２Ｒ、７０２Ｂと、第２光量検出部７１１を構成する複数の受光素子７１０Ｇとはそれぞれ集約して配置されている。Ｒ光用ＬＥＤ７０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ７０２Ｂと、受光素子７１０Ｒ及び７１０Ｂとは、実施形態２と同様に、それぞれ略共役関係にある。また、Ｇ光用ＬＥＤ７０２Ｇと、受光素子７１０Ｇとも、実施形態２と同様に、略共役関係にある。
【００５６】
本実施形態において、第１光量検出部７１０は、第２光源部７０１Ｇとは異なる領域に配置されている。また、第２光量検出部７１１は、第１光源部７０１ＲＢとは異なる領域に配置されている。これにより、受光素子７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０Ｂは、ＬＥＤ７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂとは熱的及び電気的に隔離される。受光素子７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０Ｂは、ＬＥＤ７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂからの熱伝播及び電気的ノイズの混入による影響が軽減されるので、誤差の少ない検出ができる。これにより、明るさの安定性、均一性がより精密なプロジェクタ７００を得られる。
【００５７】
なお、上記第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態においては、例えば、ＬＥＤと受光素子７１０とを同数配置し、両者を１対１に対応させて光量検出することとしている（例えば図８参照）が、これに限られない。第３実施形態のプロジェクタ７００を例にすると、受光素子７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０Ｂの数をＬＥＤの数より少なくし、ＬＥＤからの光を受光素子７１０に集約させて検出させる構成や、受光素子７１０の数をＬＥＤの数より多くし、ＬＥＤからの光を受光素子７１０に分散させて検出させる構成も可能である。受光素子７１０の数をＬＥＤの数より少なく、又は多くする場合には、演算部７１２における演算方法を適宜変更し、光源部７０１の光量を安定・均一化することができる。
【００５８】
なお、上記第２実施形態又は第３実施形態においては、例えば、受光素子７１０を光源部７０１の基板７０３上に配置することとしているが、これに限られない。第３実施形態のプロジェクタ７００を例にすると、受光素子７１０を配置する位置は、光源部７０１近傍であって、光源部７０１の像を略結像し得る位置であれば、適宜変更可能である。ただし、受光素子７１０は、受光素子７１０の近傍にある光源部７０１から供給される光を遮らない位置にあることを要する。
【００５９】
（第４実施形態）
図９は、本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、上記第２実施形態と同様に、第１の波長領域の光を供給する第１光源部９０１ＲＢと、第１の波長領域と異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部９０１Ｇとから構成される。第１光源部９０１ＲＢは、Ｒ光を供給するＬＥＤ９０２Ｒと、Ｂ光を供給するＬＥＤ９０２Ｂとから構成される。第２光源部９０１Ｇは、Ｇ光を供給するＬＥＤ９０２Ｇとから構成される。第１光源部９０１ＲＢ及び第２光源部９０１Ｇは、投写レンズ１０６の光軸ＡＸに関し略対称な位置に配置される。本実施形態では、第１光源部９０１ＲＢは上記第２実施形態の第２光量検出部の機能を兼用し、第２光源部９０１Ｇは上記第１光量検出部の機能を兼用する。
【００６０】
図１０に、空間光変調装置１０４から投写レンズ１０６の方向を目視した様子を概略的に示し、各光源部９０１ＲＢ、９０１Ｇの配置について説明する。第１光源部９０１ＲＢが有するＲ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂは、可動ミラー素子の傾斜がほぼ０°である場合に、第２光源部９０１Ｇが結像する位置又はその近傍に配置される。第２光源部９０１Ｇが有するＧ光用ＬＥＤ９０２Ｇは、可動ミラー素子の傾斜がほぼ０°である場合に、第１光源部９０１ＲＢの結像位置又はその近傍に配置される。このように、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂと、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇとは、可動ミラー素子の傾斜がほぼ０°である場合に、それぞれ略共役関係にある。
【００６１】
図１１に、ＬＥＤ９０２Ｒ、９０２Ｇ、９０２Ｂの発光素子と受光素子との機能を切替える回路構成を示す。いずれのＬＥＤの回路構成も同様であるため、ＬＥＤ９０２Ｒを例にして説明する。ＬＥＤ９０２Ｒが発光素子として機能するときは、端子ＳＷ１側が選択される。このとき、光源駆動回路１０３からの駆動電流により、ＬＥＤ９０２ＲからＲ光Ｌが発生する。
【００６２】
ＬＥＤ９０２Ｒが受光素子として機能するときは、端子ＳＷ２が選択される。ＬＥＤ９０２Ｒは、検出した光に応じた電流を出力して、演算部９１２に送る。このようにＬＥＤ９０２Ｒは、アナログスイッチ９２０の切替えにより、発光モードと受光モードとに、時分割的に切替えられる。ＬＥＤ９０２Ｒは、画像供給装置（図示せず）より供給される画像信号に応じて駆動し、後述する検出タイミングにて受光モードに切り替えることにより、光量検出を行う。
【００６３】
ＬＥＤ９０２Ｒが光量検出部としての機能を兼用するため、受光素子を別途必要としない。受光素子を必要としないため、部品点数を減少させ、光量検出のための構成について省スペース、実装コストの低減を可能とする。さらに、光源部のＬＥＤ９０２Ｒ、９０２Ｇ、９０２Ｂの自由度が増し、ＬＥＤ９０２Ｒ、９０２Ｇ、９０２Ｂを小さい領域にまとめて配置できる。このため、第１、第２光源部９０１ＲＢ、９０１Ｇを、プロジェクタ９００の照明として理想的な点光源に近づけることもできる。これにより、簡易な構成で、投写像が明るく安定かつ均一なプロジェクタ９００を得られる。
【００６４】
次に、光量検出のための動作及びタイミングにつき説明する。図１２に、ＬＥＤにより光量検出するタイミングの例を示す。図１２のタイミングチャートは、投写像の１フレーム間について示すものである。上から、各色用ＬＥＤ９０２Ｒ、９０２Ｇ、９０２Ｂの駆動時間（点灯時間）及び検出時間（受光時間）、各画素の画像信号、及びＬＥＤによる検出タイミングを表す。チャートはすべて、正論理で示すものとする。
【００６５】
空間光変調装置１０４は、可動ミラー素子が＋θ方向のときに、第１光源部９０１ＲＢからの光を投写レンズ１０６の方向に反射する。また、空間光変調装置１０４は、可動ミラー素子が−θ方向のときに、第１光源部９０１ＲＢからの光を投写レンズ１０６以外の方向に反射する。可動ミラー素子の制御方法は、上記第３実施形態にて説明した可動ミラー素子の制御方法と同様である。
【００６６】
図１２のタイミングチャートに示すように、各色光のフレーム（サブフレーム）中に少なくとも１回、リセット信号を与えることで可動ミラーのすべての傾斜角を０°にするタイミングを積極的に設け、キャリブレーションモードとするものである。Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂの光は、それぞれ共役関係にある第２光源部９０１ＧのＧ光用ＬＥＤ９０２Ｇにより検出される。光源駆動回路１０３は、画像信号に応じて、Ｒ光フレーム及びＢ光フレーム中のキャリブレーションタイミングＴＲ、ＴＢにて、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇのアナログスイッチ９２０を端子ＳＷ２側に切替える。
【００６７】
同様に、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇの光は、共役関係にあるＲ光用ＬＥＤ９０２Ｒ又はＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂにより検出される。Ｇ光フレーム中のキャリブレーションタイミングＴＧにおいて、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ又はＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂのアナログスイッチ９２０を端子ＳＷ２側に切り替える。
【００６８】
第２実施形態と同様、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂが発光している期間と、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇが発光している期間とでは、空間光変調装置１０４の駆動極性を反転させる。
【００６９】
Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒが発光している期間は、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇは消灯し、受光素子として機能する。このとき、キャリブレーション期間ＴＲでは、リセット信号によって空間光変調装置１０４の画素Ａ、Ｂ、Ｃに対応する可動ミラー素子の傾斜角は、−θまたは＋θから０°（すなわち水平）になる。これにより、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒからの光は、受光素子として機能しているＧ光用ＬＥＤ９０２Ｇに入射する。Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇは、Ｒ光の光量を検出する。
【００７０】
同様に、Ｂ光用ＬＥＤ９０２Ｂが発光している期間は、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇは消灯し、受光素子として機能する。このとき、キャリブレーション期間ＴＢでは、リセット信号によって空間光変調装置１０４の画素Ａ、Ｂ、Ｃに対応する可動ミラー素子の傾斜角は、−θまたは＋θから０°（すなわち水平）になる。これにより、Ｂ光用ＬＥＤ９０２Ｂからの光は、受光素子として機能しているＧ光用ＬＥＤ９０２Ｇに入射する。Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇは、Ｂ光の光量を検出する。
【００７１】
これに対して、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇが発光している期間は、Ｂ光用ＬＥＤ９０２ＢとＲ光用ＬＥＤ９０２Ｒとは消灯し、受光素子として機能する。このとき、キャリブレーション期間ＴＧでは、リセット信号によって空間光変調装置１０４の画素Ａ、Ｂ、Ｃに対応する可動ミラー素子の傾斜角は、−θまたは＋θから０°（すなわち水平）になる。これにより、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇからの光は、受光素子として機能しているＢ光用ＬＥＤ９０２ＢとＲ光用ＬＥＤ９０２Ｒとに入射する。Ｂ光用ＬＥＤ９０２ＢとＲ光用９０２Ｒとは、Ｇ光の光量を検出する。
【００７２】
図１２に示す例では、投写像のフレーム間の各色光フレーム中に１回、キャリブレーションモードを設定することとしているが、例えば、投写像中のあるフレームはＲ光フレームのみに、次のフレームはＧ光フレームのみにキャリブレーションモードを設定するなど、適宜変更可能である。さらに、色光ごと複数のＬＥＤを有する場合には、色光ごと単独のＬＥＤのみを点灯している間にキャリブレーションモードを設けることにより、個々のＬＥＤにつき光量検出が可能である。これにより、色光ごと又はＬＥＤごとに光量制御できる。
【００７３】
キャリブレーションタイミングについては、第１実施形態と同様、任意に設定可能とする。さらに、可動ミラー素子のすべてをＯＦＦ方向にさせるタイミングを積極的に設け（図１２参照）、キャリブレーションタイミングとする構成と、ＯＦＦ光ミラーの数にかかわらずキャリブレーションタイミングを設け（図４参照）、演算部９１２による演算処理結果を用いる構成との、いずれも適用できる。
【００７４】
上記説明において、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂと、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇとは、すべての可動ミラー素子の傾斜角が０°である場合に、個々に略共役関係にあることから、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂの数量の合計と、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇの数量とは、同じである場合を説明した。しかし、本実施形態はこれに限られず、プロジェクタ９００の構成、用途等に応じて各色用ＬＥＤの数は適宜変更可能であるため、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂの数量と、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇの数量とが異なる構成でも良い。例えば、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂの数量が、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇの数量より多い場合は、Ｇ光用ＬＥＤ９０２ＧにＲ光及びＢ光をより集約して検出させ、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ又はＢ光用ＬＥＤ９０２ＢにＧ光をより分散して検出させる。このとき、演算部９１２で適宜演算処理をすることにより、Ｒ光用ＬＥＤ９０２Ｒ及びＢ光用ＬＥＤ９０２Ｂの数量と、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇの数量とが同じ場合と同様、光源部９０１ＲＢ、９０１Ｇの光量安定化、均一化をすることができる。
【００７５】
さらに、光源部に色光ごと複数のＬＥＤを有する場合には、各色用ＬＥＤのうち、一部のＬＥＤのみについて発光及び受光の切り替えを可能とし、他のＬＥＤは発光のみを行う構成としてもよい。この場合には、受光機能を備えるＬＥＤに光を集光させ、光量検出させる。演算部９１２で適宜演算処理をすることにより、すべてのＬＥＤにつき発光及び受光の切替えを可能とする本実施形態の場合と同様、第１光源部９０１ＲＢと第２光源部９０１Ｇとの光量安定化、均一化をすることができる。
【００７６】
また、ＬＥＤの発光により温度が高い状態にある場合は、受光モードに切り替わる時に温度が依然高い状態にあって、光量検出において誤差を生じることも考えられる。光量検出に誤差を生じると、光源部９０１の光量を十分に安定化、均一化することが困難である。そこで、ＬＥＤ近傍に温度検出器（図示せず）を設け、ＬＥＤ温度により受光ＬＥＤの出力を補正し、ＬＥＤの温度変化による誤差を補正する構成としてもよい。なお、受光モードのＬＥＤは、光を受光しておらず光量検出をしていない状態において、温度センサとして機能することができる。このため、受光モードのＬＥＤのうち、特定のＬＥＤを温度センサのためのみに使用することができる。これにより、温度センサとして使用するＬＥＤによって温度を検出し、温度変化による誤差を補正する構成としても良い。
【００７７】
本実施形態においては、Ｒ光用、Ｇ光用、Ｂ光用のＬＥＤに発光及び受光をさせる構成とする。このとき、発光モードＬＥＤ及び受光モードＬＥＤの色組み合わせにより、受光検出感度のばらつきがある場合もある。この場合、検出感度のばらつきを補正しつつ光量検出を行うことにより、光源部９０１に有するＬＥＤの出力を均等に制御できる。また、発光しているＬＥＤからの光（例えば、Ｒ光用ＬＥＤ９０２ＲからのＲ光）の波長領域は、受光する側のＬＥＤ（例えば、Ｇ光用ＬＥＤ９０２Ｇ）にとって検出感度が弱い場合がある。この場合でも、ＬＥＤの波長分布特性はレーザ等に比べて比較的広く、照明用ＬＥＤは出力が大きいため、光源部９０１からの光の光量を検出することは十分可能である。
【００７８】
（第５実施形態）
図１４は、本発明の第５実施形態に係るプリンタ１４００の概略構成を示す図である。上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。プリンタ１４００は、照明装置１４００と、結像レンズ１４０２と、反射ミラー１４０３と、を有する。照明装置１４０１は、投写レンズ１０６を除いて、基本的に実施形態１のプロジェクタ１００と同じ構成要素を有する。照明装置１４０１が有する光源部は、上記実施形態と同様に光量制御される。照明装置１４０１から供給される光は、結像レンズ１４０２により印画紙片Ｐ上に結像する。なお、反射ミラー１４０３は、結像レンズ１４０２からの光を印画紙片Ｐへ折り曲げるように設けられている。
【００７９】
照明装置１４０１内の空間光変調装置１０４であるＤＭＤは、例えば１６μｍ四方の可動ミラー素子を１μｍ間隔で２次元的に基板状に配列した素子であり、各可動ミラー素子をそれぞれ回転制御することにより、各可動ミラー素子に対応する領域のオン／オフを制御するものである。本実施形態の場合、照明装置１４０１内の光源部からの光を結像レンズ１４０２方向に反射するように空間光変調装置１０４の可動ミラー素子を制御することにより、当該可動ミラー素子に対応する印画紙片Ｐ上の微小領域が露光される。
【００８０】
一方、光源部からの光を結像レンズ１４０２以外の方向に反射するように空間光変調装置１０４の可動ミラー素子を制御することにより、当該可動ミラー素子に対応する印画紙片Ｐ上の微小領域は露光されない。このような制御を個々の可動ミラー素子について行うことにより、印画紙片Ｐ上の所定領域１４０４にドットによる画像が露光される（潜像が形成される）。
【００８１】
空間光変調装置１０４は、印画紙片Ｐの搬送方向に直交する方向の複数の走査線を同時に露光可能なように、可動ミラー素子が２次元的に配列されており、例えば１９２走査線分のミラーアレイとして構成されている。また、印画紙片Ｐは、矢印Ａ方向に連続的に搬送されている。そして、空間光変調装置１０４は、時系列的に照明されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を印画紙片Ｐ上にカラー画像を形成するように反射し、露光させる。これにより、印画紙片Ｐ上にフルカラー像を得ることができる。なお、印画紙に露光するタイプのプリンタの動作の詳細に関しては、例えば特開２００１−１３３８９５号公報に記載されている。
【００８２】
照明装置１４０１が有する光源部は、上記実施形態に係るプロジェクタと同様の構成とし、上記実施形態と同様に制御されるため、効率を損なうことなく、光源部の光量安定化を可能とする。これにより、効率的で安定なプリンタ１４００を得られる。なお、本発明に係る光学装置の例として印画紙に露光するプリンタを用いて説明したが、プリンタに限られるものではない。明るく、均一な照度分布の照明光を必要とする光学装置であれば容易に本発明を適用することができる。例えば、本発明は、半導体露光装置などにも効果的に適用できる。また、上記各実施形態において、固体発光素子としてＬＥＤを用いて説明したが、半導体レーザ素子やエレクトロルミネッセント（ＥＬ）等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】固体発光素子及び受光素子の配置を説明する図。
【図３】光量検出タイミングの例を示す図。
【図４】光量検出タイミングの例を示す図。
【図５】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図６】固体発光素子及び受光素子の配置を説明する図。
【図７】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図８】固体発光素子及び受光素子の配置を説明する図。
【図９】本発明の第４実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図１０】固体発光素子の配置を説明する図。
【図１１】ＬＥＤのスイッチ部分の回路例を示す図。
【図１２】光量検出タイミングの例を示す図。
【図１３】ＬＥＤの点灯タイミング及び階調表現タイミングの例を示す図。
【図１４】本発明の第５実施形態に係るプリンタの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１００，５００，７００，９００  プロジェクタ
１０１，５０１，７０１，９０１  光源部
１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ，５０２Ｒ，７０２Ｒ，９０２Ｒ  ＬＥＤ
１０３  光源駆動回路
１０４  空間光変調装置
１０５  フィールドレンズ
１０６  投写レンズ
１０８  スクリーン
１１０  光量検出部
１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ，５１０Ｒ，７１０Ｒ  受光素子
１１２，５１２，７１２，９１２  演算部
１１４，５１４，７１４，９１４  光源制御部
５０１ＲＢ，７０１ＲＢ，９０１ＲＢ  第１光源部
５０１Ｇ，７０１Ｇ，９０１Ｇ  第２光源部
５０３，７０３  基板
５１０，７１０  第１光量検出部
５１１，７１１  第２光量検出部
９２０  アナログスイッチ
１４００  プリンタ
【図１】
2004325643.tif 000003
【図２】
2004325643.tif 000004
【図３】
2004325643.tif 000005
【図４】
2004325643.tif 000006
【図５】
2004325643.tif 000007
【図６】
2004325643.tif 000008
【図７】
2004325643.tif 000009
【図８】
2004325643.tif 000010
【図９】
2004325643.tif 000011
【図１０】
2004325643.tif 000012
【図１１】
2004325643.tif 000013
【図１２】
2004325643.tif 000014
【図１３】
2004325643.tif 000015
【図１４】
2004325643.tif 000016