JP2000258727A - 投写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一枚の光変調表示素子を用いた投写装置の光利
用効率を上げ、高照度のカラー映像を得る。 【解決手段】時間毎に順次所定の波長域の光に分光する
回転カラーフィルタを、光変調表示素子と投写レンズの
間に配置し、ランプから光変調表示素子までの照明光学
系の間で、光を集束させない構成とした。これにより、
照明光学系の光路長を短くでき、光利用効率を上げるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランプの光を１個
の光変調表示素子に照射して、該光変調表示素子で光を
映像に対応して変調し、変調した光を特定の波長域の光
に選択し、投写レンズを介して、スクリーンに拡大投写
して映像を得る投写装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、プロジェクタ市場では、回転カラ
ーフィルタを一枚用いて光を所定の波長域に分離し、一
枚の光変調表示素子に照射する構成の投写装置が出てき
ている。

【０００３】この一例を示す。図３は、従来の一枚の光
変調表示素子を用いた投写装置の基本的構造の一例を示
す構成概略図である。４１はランプ、４２はリフレク
タ、４３は回転カラーフィルタ、４４は光変調表示素
子、４５は投写レンズ、４６はスクリーン、４７は集光
レンズである。リフレクタ４２は、ランプ４１の光を集
光する反射鏡である。リフレクタ４２により集められた
ランプ４１からの光は、回転カラーフィルタ４３で３色
に分離され、集光レンズ４７を通って、光変調表示素子
４４に照射する。光変調表示素子４４からの反射光を、
投写レンズ４５により拡大投射して、スクリーン４６に
カラー映像を結像する。

【０００４】回転カラーフィルタ４３は、一般的に赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のいずれか一色を透過する
３種類のフィルタが扇状（１２０度毎）に一周配置構成
されている。この回転カラーフィルタ４３は、３種類の
フィルタのうち一種類をランプ４１からの光の光軸４８
上に配置させ、回転させることにより、３種類のフィル
タが光軸４８上に順次位置される。

【０００５】したがって、ランプ４１の光は、回転カラ
ーフィルタ４３を通過する際に、回転カラーフィルタ４
３の回転に伴い、赤，緑，青のいずれか一色に順次選択
される。光変調表示素子４４では、映像に応じて赤，
緑，青いずれかの光を選択し、投写レンズ４５に入射さ
れる。回転カラーフィルタ４３を高速で回転させ、光変
調表示素子４４を高速で制御することにより、選択され
た赤、緑、青の光からカラー映像を得ることができる。
この回転カラーフィルタを用いた投写装置の例として、
特開平８−５１６３３号公報が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の回転
カラーフィルタを用いた投写装置は、回転カラーフィル
タを小型化するため、回転カラーフィルタを通過する際
に、ランプからの光は一度集束される構成となってい
る。そのため、回転カラーフィルタを通過した光線は、
広がる方向の光線となる。この光線を集光レンズで整形
し、光変調表示素子に照射されるため、ランプから光変
調表示素子までの光路長は長くなり、ひいては投写装置
の光学系の効率を低下させる一因となっていた。

【０００７】本発明の目的は、光利用率の低下の少な
い、高照度のカラー映像を得ることのできる投写装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、光分離手段を光変調表示素子と投写レンズの間に配
置する構成とした。従来ランプから光変調表示素子の間
に回転カラーフィルタを配置し、回転カラーフィルタの
小型化のため、回転カラーフィルタ位置で、ランプから
の光を一度集束させていたが、これにより、ランプから
光変調表示素子までの間で、光を集束させる必要がなく
なり、光路長を短くできる。したがって、光利用率の低
下が少ない照明光学系を提供できる。

【０００９】また、ランプから光変調表示素子までの照
明光学系全体の焦点位置を回転カラーフィルタを配置位
置に略一致させる構成とした。これにより、ランプから
の光は、光変調表示素子通過後の回転カラーフィルタ位
置でもっとも集束し、回転カラーフィルタの小型化が実
現できる。さらに、投写レンズの入射レンズ近傍に回転
カラーフィルタを配置する構成とした。これにより、ラ
ンプからの光は、効率よく投写レンズに取り込まれて投
射されるので、高照度の映像を提供できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示す投
写装置の概略構成図である。同一番号は同一部品を示
す。１はランプ、２はリフレクタ、３は光変調表示素
子、４は回転カラーフィルタ、５は投写レンズ、６はス
クリーン、７は駆動モーター、８は照明光学系である。

【００１１】リフレクタ２により集光されたランプ１か
らの光は、光変調表示素子３に照射される。光変調表示
素子３では、ランプ1からの光を映像信号に対応した光
に変調される。光変調表示素子３を通過後、回転カラー
フィルタ４では、所定の波長域の光に時間的に順次分光
され、投写レンズ５を通って、スクリーン６上に拡大投
写される。

【００１２】ランプ１の種類や出力は、特に限定される
ものではなく、例としては、メタルハライドランプやキ
セノンランプなどがあげられる。リフレクタ２は、ラン
プ１からの光を集光する役割を果たす反射鏡である。光
変調表示素子３は、透過型、反射型にはこだわらず、映
像信号に対応して光を変調できる素子であり、たとえば
透過型あるいは反射型液晶パネルや反射型のマイクロミ
ラー群を有する素子などがある。本実施例では、透過型
の光変調表示素子の例を示す。

【００１３】回転カラーフィルタ４は、光変調表示素子
３で変調を受けた光を、映像信号に対応して色分離をお
こなうフィルタである。たとえば、赤，緑，青波長域を
透過分光する事ができる３種のフィルタからなり、回転
カラーフィルタ４を駆動する駆動モーター７により、光
変調表示素子３で変調を受けた光の光軸上に３種のフィ
ルタのうちの１枚が時間的に順次配置されるように構成
されている。

【００１４】なお、フィルタの種類や数は、本発明では
何ら問題にならないことは言うまでもない。投写レンズ
５は、光変調表示素子３上に映し出された映像に、回転
カラーフィルタ４で所定の波長域の光に分光され、スク
リーン６上に拡大投写する。

【００１５】本実施例においては、リフレクタ２の形状
を楕円形状にした例であり、リフレクタ２の一方の焦点
近傍にランプ１を配置し、もう一方のリフレクタ２の焦
点位置近傍に回転カラーフィルタ４を配置した。これに
より、ランプ１から光変調表示素子３までに光学部品を
配置しないで光変調表示素子３を照射することができ
る。

【００１６】一方、従来例である図３の投写装置におい
ては、ランプ４１と光変調表示素子４４の間に、回転カ
ラーフィルタ４３を配置している。この場合、回転カラ
ーフィルタ４３の小型化のため、ランプ４１からの光を
一度回転カラーフィルタ４３近傍で集束させる構成とな
る。そのため、回転カラーフィルタ４３通過後、光変調
表示素子４４を照射するため、何枚かのコンデンサレン
ズ(図示せず)を配置させる必要が出る。

【００１７】本実施例と従来例を比較すると、ランプ１
からの光を照明光学系８内で集束させない本実施例のほ
うが、光路も短く、かつ光学部品が他に配置されていな
い分、光学系の光利用効率を向上できる効果がある。

【００１８】また、本実施例では、リフレクタ２の形状
を楕円形状にし、リフレクタ２の焦点位置近傍に回転カ
ラーフィルタ４を配置したことにより、回転カラーフィ
ルタ４を通過する際、ランプ１からの光はもっとも集束
されるので、回転カラーフィルタ４を小型化することが
できる効果がある。

【００１９】本実施例では、回転カラーフィルタ４を投
写レンズ５の入射レンズ近傍に配置した。ランプ１から
の光は、回転カラーフィルタ４位置近傍でもっとも集束
するため、投写レンズ５から効率よく投射できる効果が
あり、高照度の映像を得ることができる。

【００２０】本実施例では、リフレクタ２を楕円形状に
し、一方の焦点位置近傍に回転カラーフィルタ４を配置
したが、照明光学系８全体での焦点位置近傍に回転カラ
ーフィルタ４を配置しても、照明光学系の光路長を従来
例より短くできるので、同様の効果があることは言うま
でもない。

【００２１】図２は本発明の他の実施例を示す投写装置
の概略構成図である。図１の実施例では、回転カラーフ
ィルタ４近傍に照明光学系８からの光を集光させた例で
あったが、本実施例は照明光学系８からの光が投写レン
ズ５に入射するまでに集光しない例である。この場合
も、照明光学系８の光路長を従来例より短くできるの
で、本発明の主目的である光利用率の低下が少ない照明
光学系が実現できることは言うまでもない。

【００２２】実施例においては、図１，２ともに回転カ
ラーフィルタ４を投写レンズ５に平行に配置したが、斜
め向きに配置させると、投写レンズ５からの不要光を再
度投写レンズ５に取り込まなくできるので、コントラス
トを向上させることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明では光分離手段を
光変調表示素子と投写レンズの間に配置する構成とし
た。従来ランプから光変調表示素子の間に回転カラーフ
ィルタを配置し、回転カラーフィルタの小型化のため、
回転カラーフィルタ位置で、ランプからの光を一度集束
させていたが、本発明により、ランプから光変調表示素
子までの間で、光を集束させる必要がなくなり、光路長
を短くできる。したがって、光利用率の低下が少ない照
明光学系を提供できる効果がある。

【００２４】また、ランプから光変調表示素子までの照
明光学系全体の焦点位置を回転カラーフィルタを配置位
置に略一致させる構成とした。これにより、ランプから
の光は、光変調表示素子通過後の回転カラーフィルタ位
置でもっとも集束し、回転カラーフィルタの小型化が実
現できる効果がある。さらに、投写レンズの入射レンズ
近傍に回転カラーフィルタを配置する構成とした。これ
により、ランプからの光は、効率よく投写レンズに取り
込まれて投射されるので、高照度の映像を提供できる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の投写装置を示す概略構成図
である。

【図２】本発明の一実施例の投写装置を示す概略構成図
である。

【図３】従来の一枚の光変調表示素子を用いた投写装置
の基本的構造の一例を示す構成概略図である。

【符号の説明】

１…ランプ、２…リフレクタ、３…光変調表示素子、４
…回転カラーフィルタ、５…投写レンズ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 博樹 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 Ｆターム(参考） 2H048 AA12 AA19 AA24 AA26

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランプと、該ランプからの光を集光する反
   射鏡と、映像に対応して光を変調させる光変調表示素子
   と、所定の波長域の光を順次選択透過させる光分離手段
   と、スクリーンに映像を拡大投写する投写レンズを備え
   た投写装置において、 上記光分離手段を、上記光変調表示素子と上記投写レン
   ズの間に配置させ、 上記光変調表示素子でランプからの光を変調した後、所
   定の波長域の光に順次選択分離し、投写レンズで拡大投
   写することを特徴とする投写装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の投写装置において、前記ラ
   ンプの光を集光する前記反射鏡が、だ円形状をなし、一
   方の焦点に上記ランプを配置し、もう一方の焦点位置近
   傍に前記光分離手段を配置したことを特徴とする投写装
   置。
3. 【請求項３】請求項１記載の投写装置において、前記ラ
   ンプから前記光変調表示素子までの照明光学系全体の焦
   点位置近傍に、前記光分離手段を配置したことを特徴と
   する投写装置。
4. 【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれか１項記
   載の投写装置において、前記投写レンズの入射レンズ近
   傍に、前記光分離手段を配置したことを特徴とする投写
   装置。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれか１項記
   載の投写装置において、光分離手段が回転カラーフィル
   タであることを特徴とする投写装置。