(57)【要約】【課題】【解決手段】  本発明のプロジェクタは、光源１１と、光源１１から出射された光を所定方向に反射する反射ミラー２３と、反射ミラー２３によって反射された後の光をＲＧＢの３原色に分離する色分解合成プリズム２４とを有し、反射ミラー２３の背後に設けられ、その反射ミラー２３を透過した漏れ光を検出する受光センサ６０によって検出された漏れ光の光量に基づいて光源駆動部１３から光源１１へ供給される電力を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を所定方向に反射する反射ミラーと、
前記反射ミラーの背後に設けられ、その反射ミラーを透過した漏れ光を検出する受光センサと、
前記反射ミラーによって反射された後の光を少なくともＲＧＢの３原色に分離する色分離手段と、
前記色分離手段から出射された各色光を光変調して画像光を形成するライトバルブと、
前記ライトバルブによって形成された各色の画像光を合成する色合成手段と、
前記色合成手段によって色合成された画像光を投写する投写光学系と、
前記受光センサの検出結果に基づいて前記光源の光量を制御する制御部とを有するプロジェクタ。
【請求項２】
前記制御部は、受光センサから出力された電圧と、基準電圧とを比較し、両電圧が一致するように前記光源へ供給される電力を調整する請求項１記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源から出射された光をライトバルブによって変調して画像光を形成し、形成された画像光を拡大投写するプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタは、画像光を形成するためのライトバルブの種類に応じて２種類に大別することができる。一つは、透過型液晶パネルなどをライトバルブとして用いる透過型プロジェクタである。他の一つは、ＤＬＰ（テキサス・インスツルメンツ社（ＴＩ社）の登録商標）や反射型液晶パネルなどをライトバルブとして用いる反射型プロジェクタである。もっとも、どちらのタイプのプロジェクタも、光源から出射された光を照明光学系によってライトバルブに導き、ライトバルブに照射された光を該ライトバルブによって光変調して画像光を形成し、形成された画像光を投写光学系によって拡大投写する点では共通している。従って、光源の光量低下は、投写される画像の輝度低下に直接的な影響を与える。このため、経年劣化等に起因する光源の光量低下を検出し、その検出結果に基づいて光源を制御して光量を可能な限り一定に保持するための手段を備えたプロジェクタが開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光源光量検出手段を具備し、その光源光量検出手段からの検出光量を光源制御装置にフィードバックすることによって、投写光源の光量を一定にすることを特徴とする投写型表示装置が開示されている。特許文献１に開示されている投写型表示装置の構成概略を図２に示す。この投写型表示装置では、投写光源１００とライトバルブ１０１との間の光路上に光量検出器１０２が設けられ、その光量検出器１０２によって検出された光量に応じて投写光源制御装置１０３が投写光源１００の光量を制御している。
【０００４】
また、特許文献２には、光源から出射された光を色分離して液晶パネル照射するダイクロイックミラーの背後に受光センサを設け、この受光センサの検出結果に基づいて光源を制御することを特徴とする液晶プロジェクタ装置が開示されている。特許文献２に開示されている液晶プロジェクタ装置の構成概略を図３に示す。この液晶プロジェクタ装置は、ＬＣＤパネル２００と、放電ランプ２０１と、ランプ駆動部２０２と、ダイクロイックミラー２０３と、受光センサ２０４と、制御部としてのマイコン２０５とを有している。さらに、ダイクロイックミラー２０３は、赤の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過させるダイクロイックミラー２０３ａと、緑の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過させるダイクロイックミラー２０３ｂと、青の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過させるダイクロイックミラー２０３ｃとから構成されている。従って、放電ランプ２０１から出射され、コンデンサレンズ２０６によってコリメートされた光がダイクロイックミラー２０３に照射されると、照射された光が各ダイクロイックミラー２０３ａ〜２０３ｃの反射分光特性に応じてＲＧＢの３原色に分解され、それぞれの色光がＬＣＤパネル２００に照射される。また、受光センサ２０４は、ダイクロイックミラー２０３を挟んで放電ランプ２０１と対向する位置に配置され、ダイクロイックミラー２０３に入射した光のうち、該ミラー２０３を透過した光（３原色以外の波長範囲の光）を受光し、その光量に応じた電圧をマイコン２０５に出力する。マイコン２０５は、入力された電圧に基づいてランプ駆動部２０２に制御信号を出力し、ランプ駆動部２０２は入力された制御信号に従って放電ランプ２０１にランプ電力を供給する。特許文献２に開示されている液晶プロジェクタ装置は、以上のような構成により、受光センサ２０４によって受光される光量が減少すると、ランプ電力を増大させて、放電ランプ２０１の光量を一定に保持している。
【特許文献１】特開平４−５３９４２号公報
【特許文献２】特開２０００−２８９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている構成では、ライトバルブに照射される光の光路上に光量検出器が設けられている。従って、ライトバルブに照射される光に光量検出器の影ができ、最終的にスクリーン上に投写される画像にも光量検出器の影ができてしまう。また、上記影の影響をなるべく少なくするためには、上記光路の端に光量検出器を設置しなくてはならない。事実、特許文献１に開示されている構成においても、光路と僅かに重なる位置に光量検出器が設置されている。しかし、光路の端に設置された光量検出器には微弱な光しか届かず、正確な光量検出は困難である。また、光源の交換等によって、光路が僅かにずれただけで、光量の検出が不可能となる虞もある。
【０００６】
この点、特許文献２に開示されている構成では、上記光量検出器に相当する受光センサがダイクロイックミラーの背後に設けられているので、特許文献１の構成に見られるような不都合はない。しかし、ダイクロイックミラーは上記のような反射分光特性（波長選択性）を有するので、そのダイクロイックミラーの背後に設けられている受光センサによって受光可能な光は、３原色の波長範囲以外の波長の光に限定される。一方で、画像光はダイクロイックミラーによって反射された３原色の光によって形成される。従って、特許文献２の構成には、投写画像の輝度低下を防止することが目的であるにも拘らず、実際に画像形成に用いられる波長光の光量変化に基づいて光源を制御することができないといった問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、ライトバルブに照射される全光束に関して、その進行を一切妨げることなく、かつ、実際に画像形成に用いられる波長光の光量変化に基づいて光源の光量を制御可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明のプロジェクタは、光源と、光源から出射された光を所定方向に反射する反射ミラーと、その反射ミラーの背後に設けられ、反射ミラーを透過した漏れ光を検出する受光センサと、反射ミラーによって反射された後の光を少なくともＲＧＢの３原色に分離する色分離手段と、色分離手段から出射された各色光を光変調して画像光を形成するライトバルブと、ライトバルブによって形成された各色の画像光を合成する色合成手段と、色合成手段によって色合成された画像光を投写する投写光学系と、受光センサの検出結果に基づいて光源の光量を制御する制御部とを有する。ここで、反射ミラーには光源から出射された全波長の光が入射しており、その反射ミラーの背面側には、上記全波長の光（少なくとも、ＲＧＢの３原色の波長光）が数％漏れている。従って、反射ミラーの背後に設けられた受光センサによって、光源から出射された全波長の光（少なくとも、ＲＧＢの３原色の波長光）が検出され、その検出結果に基づいて光源が制御される。当然ならが、反射ミラーに入射した光の大部分は該反射ミラーによって反射され、後に画像光となる。すなわち、本発明のプロジェクタでは、画像光となる光と同波長の光の光量変化に基づいて光源が制御されるため、投写画像の輝度低下がより正確に回避される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のプロジェクタでは、光源から出射された光の光路外に受光センサが設けられているので、受光センサによって光の一部が遮られることがない。また、後に画像形成に用いられる波長光の光量変化に基づいて光源が制御されるので、より一層正確に投写画像の輝度低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のプロジェクタの実施形態の一例を図面に基づいて説明する。図１は、本例のプロジェクタの構成概略を示す模式図である。本例のプロジェクタは、光源装置１０と、照明光学系２０と、反射型ライトバルブ３０と、投写光学系４０と、不図示の制御部とを備えている。
【００１１】
光源装置１０は、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀ランプ等の放電灯からなる光源１１と、光源１１から放射された光を照明光学系２０に高効率で入射させるためのリフレクタ１２と、不図示の制御部から出力される制御信号に従って光源１１に電力を供給する光源駆動部１３とを備えている。
【００１２】
照明光学系２０は、ロッドレンズ２１と、リレーレンズ２２と、反射ミラー２３と、色分解合成プリズム２４とを備えている。ロッドレンズ２１は、角柱形のロッドガラスであり、各面が鏡面仕上げされている。光源装置１０から出射された光は、ロッドレンズ２１の長手方向一方の端面から該ロッドレンズ２１に入射し、該ロッドレンズ２１内を全反射しながら進む間に輝度分布が均一化され、長手方向他方の端面から出射する。リレーレンズ２２は、平凸レンズであり、凸面をロッドレンズ２１の出射端面側に、平面を反射ミラー２３側に向けて配置されている。従って、ロッドレンズ２１の出射端面から出射された光は、リレーレンズ２２によって収束され、反射ミラー２３の反射面上で焦点を結ぶ。
【００１３】
反射ミラー２３は、ダイクロイックミラーのような波長選択性を有さず、入射した光を全て反射するように設計されたミラーであり、入射した光を色分解合成プリズム２４に向けて反射する。もっとも、その性質上、反射ミラー２３に入射した光の数％は、該反射ミラー２３を透過して背面側に漏れ出る。
【００１４】
色分解合成プリズム２４は、反射ミラー２３の反射作用によって入射した光をＲＧＢの３色の色光に分解し、それぞれの色光を色光ごとに予め定められている異なる入出射面から出射させる。また、詳しくは後述するが、反射型ライトバルブ３０によって形成され、所定の入射角で上記入出射面に入射した光（単色の画像光）を合成してカラーの画像光を形成し、形成された画像光を投写光学系４０に向けて出射する。この意味では、色分解合成プリズム２４は投写光学系に含まれるが、色分解合成プリズム２４を照明光学系２０に分類するか、投写光学系４０に分類するかは、本発明の本質とは無関係である。
【００１５】
本例における反射型ライトバルブ３０は、ＤＬＰである。本例では、ＲＧＢの各色光が出射される色分解合成プリズム２４の３つの入出射面に対応して、３つのＤＬＰ３０がそれぞれ配置されている（図１には、説明の便宜上１つのＤＬＰ３０のみを図示した）。各ＤＬＰ３０は、独立して制御される数万から数十万個のマイクロミラーを有し、それぞれのマイクロミラーが画像データに基づいて±１０°又は±１２°傾斜する。そして、＋１０°又は＋１２°傾斜した状態のマイクロミラーによって反射された色光は、色分解合成プリズム２４の入出射面に所定角度で入射し、他のＤＰＬ３０から同じく所定角度で入射した他色の色光と合成されてカラーの画像光となる。一方、−１０°又は−１２°傾斜した状態のマイクロミラーによって反射された色光は、色分解合成プリズム２４の入出射面に上記とは異なる所定角度で入射し、他のＤＬＰ３０から入射した色光と合成されることなく出射される。各ＤＬＰ３０の構成及び機能に関してこれ以上の説明は省略するが、本例のＤＬＰ３０は公知のＤＬＰであり、その構成及び機能は公知のＤＬＰの構成及び機能と同一である。
【００１６】
投写光学系４０は、２以上のレンズ又はミラー、或いはレンズとミラーの組み合わせによって構成されており、色分解合成プリズム２４から出射されたカラーの画像光を拡大してスクリーン５０に投写する。尚、−１０°又は−１２°傾斜した状態のマイクロミラーによって反射され、色分解合成プリズム２４に入射した色光は、投写光学系４０に入射することのない角度で色分解合成プリズム２４から出射される。もっとも、プラス方向に傾斜されたマイクロミラーによって反射された色光を画像光として利用するか、マイナス方向に傾斜されたマイクロミラーによって反射された色光を画像光として利用するかは設計事項である。仮に、マイナス方向に傾斜された状態のマイクロミラーによって反射された色光を画像光として利用する場合は、プラス方向に傾斜されたマイクロミラーによって反射された色光の上記光路と、マイナス方向に傾斜されたマイクロミラーによって反射された色光の上記光路との関係が逆になる。
【００１７】
次に、本例のプロジェクタの特徴的構造について説明する。本例のプロジェクタでは、反射ミラー２３の背後であって、反射ミラー２３に入射する光の光軸上に、受光センサ６０が設けられている。この受光センサ６０は、フォトダイオードであり、反射ミラー２３を透過して背面側に漏れ出た光（漏れ光）を受光し、その漏れ光の光量に応じた電圧を出力する。受光センサ６０から出力された電圧は、不図示の制御部に検出信号として入力される。制御部は、検出信号の電圧を不図示の基準電圧発生部から入力される基準電圧と比較し、その差に基づいて光源駆動部１３に制御信号を出力する。具体的には、検出信号の電圧が基準電圧よりも大きい場合は、光源１１へ供給する電力を減少させ、検出信号の電圧が基準電圧よりも小さい場合は、光源１１へ供給する電力を増加させるよう命じる制御信号を出力する。光源駆動部１３は、以上ようにして制御部から出力された制御信号に従って光源１１へ供給する電力を増減させ、光源１１の光量を一定に保持する。尚、光源１１へ供給される電力の初期値は、定格未満に設定されており、初期値と定格値との間の範囲で供給電力が増減される。
【００１８】
これまでは、光源から出射された光をＲＧＢの各色光に分離する色分離手段と、ライトバルブによって反射された単色の画像光を合成してカラー画像とする色合成手段の双方として機能する色分解合成プリズムを備えた構成を説明してきた。しかし、色分離手段をダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムによって実現し、色合成手段を上記色分離手段を実現するプリズムとは別のプリズムによって実現することもできる。この場合、色分離手段を実現するダイクロイックミラーやダイクロイックプリズムよりも光源に近い光路上に設けられている反射ミラーの背後に受光センサが設けられることはこれまでの説明から自明である。また、本発明のプロジェクタを構成するライトバルブは、ＤＬＰに限定されるものではなく、透過型液晶パネルや反射型液晶パネル等であってもよい。さらに、図１には、反射ミラー２３が一つの構成を図示したが、反射ミラーの数に制限はなく、受光センサの数にも制限はない。図１では、反射ミラー２３と受光センサ６０との間に空間が設けられているが、受光センサ６０を反射ミラー２３の背面に直接取り付けることもできる。要は、光源から出射された光であって、かつ、色分離される前の光が入射する反射ミラーの背面側に漏れ出た漏れ光を受光センサで検出し、その検出結果に基づいて光源を制御することが本発明の要旨である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のプロジェクタの一例を示す構成概略図である。
【図２】従来のプロジェクタの一例を示す構成概略図である。
【図３】従来のプロジェクタの他例を示す構成概略図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  光源装置
１１  光源
１２  リフレクタ
１３  光源駆動部
２０  照明光学系
２１  ロッドレンズ
２２  リレーレンズ
２３  反射ミラー
２４  色分解合成プリズム
３０  反射型ライトバルブ（ＤＬＰ）
４０  投写光学系
５０  スクリーン
６０  受光センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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