JP2004012690A

JP2004012690A - カラー投影装置

Info

Publication number: JP2004012690A
Application number: JP2002164511A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Hosoda; 細田　康太郎; Yoji Noguchi; 野口　要治
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-06-05
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】特定の単色光だけの表示を容易に行い、光学系内部に手を入れること無しに円滑に調整作業を行い、装置を密閉可能にすることで性能の低下の虞を無くすこと。
【解決手段】波長の異なる複数の単色光を順次走査する回転プリズムを用いた照明系と、回転プリズムを駆動するモータと、単一の光弁と、投射レンズと、これらを収納する筐体から構成され、前記複数の単色光それぞれの色や明るさを調整するものであって、１つの単色光の色や明るさを調整する際は他の単色光は調整しないようにしたカラー投影装置において、モータに、回転プリズムを所定の停止位置に停止させるための停止手段を設け、調整しない単色光用の回転プリズムの停止位置を、調整しない単色光が調整する単色光と重ならないスクリーンの表示端とする。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の単色光を順次走査する照明系と単一の光弁と光弁駆動電子回路を主要素とするカラー投影装置、特に順次走査照明系として異なる単色光（例えば赤色光、緑色光、青色光。なおこの明細書では「単色光」は単波長の色光でなく、波長に帯域を持つ色光を指す）を順次走査する複数個（３個）の回転プリズムを用いたカラー投影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、白色光源と、白色光を異なる単色光（例えば赤色光、緑色光、青色光）に分離する色選択副次系及び複数個（３個）の回転プリズムを用いて異なる単色光を順次走査する順次走査系から構成される照明系と、単一の光弁と、順次走査系の異なる単色光を光弁の面を横切って指向させる光学系と、単色光で照明した光弁の各部分をアドレスして当該部分が当該単色光の色の情報を提供するとともに当該単色光を当該情報により変調する光弁駆動電子回路と、投射レンズと、を備えたカラー投影装置が知られている。
【０００３】
かかるカラー投影装置に関しては次のような例がある。即ち、特開平６−３１９１４８号公報には、単一の光弁と、互いに同軸に配置した３つの回転プリズムを用いた順次走査の照明系と、を備えたカラー投影装置の技術が記載されている。また、Ｓｉｎｇｌｅ−ｐａｎｅｌ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　ＬＣＤ　ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ，　Ａｕｔｈｏｒ：　Ｊｅｆｆｒｅｙ　Ａ．　Ｓｈｉｍｉｚｕ，　Ｐｈｉｌｉｐｓ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　ＳＰＩＥ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｖｏｌ．３６３４　Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　Ｄｉｓｐｌａｙｓ　Ｖ　（Ｐａｐｅｒ　＃：　３６３４−１９），ｐｐ．１９７−２０６　には、前記公報における３つの回転プリズムを前記公報のように同軸に配置する代わりに、平行に配置したカラー投影装置が記載されている。これらのカラー投影装置においては、赤、緑、青の各単色光は全て単一の光弁で反射されて１つの画像を形成するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、そのカラー投影装置の各単色光は波長が異なり光弁における反射特性が異なるので、各単色光それぞれについて色や明るさを光弁の駆動パラメータを用いて調整する必要がある。即ち、調整すべき単色光のみを用い調整に不要な他の単色光が無い状態にして調整しなければならない。しかし、前掲した刊行物には、各単色光それぞれについて画面上での色や明るさを調整することは記載されていない。
【０００５】
前記調整を行う場合、例えば、青色光について調整する場合は青色光のみを光弁に照射し赤色光及び緑色光は光弁に照射させないようにすることが必要であり、光弁に照射させないようにする手法として光路を遮断することが考えられる。しかし、カラー投影装置は非常に精密な光学部品からなる光路の順次走査照明系で構成されているので、前記調整を行う際に近接した光学部品の間に手を入れて光路を遮断する作業は慎重に行わざるを得ず、円滑な調整作業の妨げとなっていた。また、調整作業を行うことを考慮して常に光学系内部に手を入れられる状態にしておかなければならず密閉が出来なかったため、レンズなどの光学部品に埃などが付着し性能が低下せざるを得なかった。
【０００６】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、特定の単色光の表示を容易に行うこと、光学系内部に手を入れること無しに円滑に調整作業を行うこと、装置を密閉することで性能の低下の虞を無くすことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、
請求項１の記載に係る発明では、
波長の異なる複数の単色光を順次走査する回転プリズムを用いた照明系と、回転プリズムを駆動するモータと、単一の光弁と、投射レンズと、これらを収納する筐体から構成され、前記複数の単色光それぞれの色や明るさを調整するものであって、１つの単色光の色や明るさを調整する際は他の単色光は調整しないようにしたカラー投影装置において、
モータに、回転プリズムを所定の停止位置に停止させるための停止手段を設け、
調整しない単色光用の回転プリズムの停止位置を、調整しない単色光が調整する単色光と重ならないスクリーンの表示端とすることを特徴とし、
請求項２の記載に係る発明では、
請求項１に記載されたカラー投影装置において、
停止手段として、回転プリズムそれぞれの回転軸に、その回転軸の延長上の筐体を貫通した外側に操作部を設けることを特徴とし、
請求項３の記載に係る発明では、
請求項１に記載されたカラー投影装置において、
モータとしてステッピングモータを用い、停止手段として、ステッピングモータを駆動制御する電子回路を設けることを特徴とし、
請求項４の記載に係る発明では、
請求項１乃至請求項３に記載されたカラー投影装置において、
複数の単色光が赤色光、緑色光、青色光であることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のカラー投影装置の実施の形態の例を図１乃至図４を用いて以下に説明する。
【０００９】
実施例１
図１、図２は、本発明のカラー投影装置の実施例１を示したものである。図１は実施例１の平面図であり、図２は側面図である。実施例１のカラー投影装置は、回転プリズム１７〜１９を回転駆動するモータ１４〜１６と、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの各単色光を順次走査する回転プリズム１７〜１９と、光束を分離し或いは合成するダイクロイックミラー２０〜２３と、光学系全体を格納、保持する筐体２４と、光源２５と、フライアイレンズ２６と、ＰＳコンバータ２８と、コンデンサレンズ２９〜３１と、ミラー３２、３３と、リレーレンズ３４〜３９と、偏光ビームスプリッタ４０と、光弁４１と、投射レンズ４２とから構成される。
【００１０】
光源２５から発した白色光の平行光束は、フライアイレンズ２６によって照射面内の輝度ムラを補正され、更にＰＳコンバータ２８によって偏光方向を揃えられ、コンデンサレンズ２９、３０、３１によって各回転プリズム１７、１８、１９付近に集光される。その途中、白色光の平行光束は、青色光Ｂが光束分離用ダイクロイックミラー２０で反射され、緑色光Ｇが光束分離用ダイクロイックミラー２１で反射され、赤色光Ｒだけが光束分離用ダイクロイックミラー２１、２２を透過して、３つの波長帯、即ち赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの３色の光束に分離される。第１のダイクロイックミラー２０で反射された青色光Ｂ成分の光束は、ミラー３２で反射されて青色光Ｂ用回転プリズム１７に入射する。第１のダイクロイックミラー２０を透過した後、第２のダイクロイックミラー２１で反射された緑色光Ｇ成分の光束は、緑色光Ｇ用回転プリズム１８に入射する。第１、第２のダイクロイックミラー２０、２１を透過した赤色光Ｒ成分の光束は、赤色光Ｒ用回転プリズム１９に入射する。赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂそれぞれの３色の光束は、光束合成用ダイクロイックミラー２２、２３、ミラー３３、リレーレンズ３４〜３９により合成され、偏光ビームスプリッタ４０によって画像形成手段としての光弁４１に照射される。この合成された光束は、理想的には、偏光ビームスプリッタ４０で全て反射されて光弁４１に入射する。但し光弁４１では、青色光Ｂ用回転プリズム１７、緑色光Ｇ用回転プリズム１８、赤色光Ｒ用回転プリズム１９が互いに３０度ずらしてあるので、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂがそれぞれ異なる位置に照射され、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各単色光に対応する画像が形成される。更に、光弁４１で反射した光束は、画像を形成する成分のみが偏光ビームスプリッタ４０を透過し、投射レンズ４２に入射する。投射レンズ４２に入射し合成された光束は、投射レンズ４２により被投影面としてのスクリーン（図示せず）に投影され、スクリーン上に赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各単色光を合成した画像として形成される。回転プリズム１７〜１９を、モータ１４〜１６を用いて同じ回転数で（位置関係から、緑色光Ｇ用回転プリズム１８のみ逆方向に）回転させることにより、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各単色光の照明光は光弁４１を順次走査されるので、光弁４１をその照明光に合わせて駆動することにより、スクリーン上にカラー画像が合成されて映し出される。
【００１１】
赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各単色光の照明光は、単一の光弁４１で反射
されて画像を合成されるが、
【発明が解決しようとする課題】の欄で既に述べたように、各単色光はその波長が異なり光弁での反射特性が異なるので、各単色光毎に色や明るさ、光弁４１の駆動パラメータなどの調整が必要であり、調整したい色だけを表示しそれ以外の色を表示しないようにする、具体的には調整しない色を遮断するようにしなければならない。そこで、本発明の実施例１では、回転プリズム１７〜１９それぞれの回転軸に、その回転軸の延長上の、光学系全体を格納、保持する筐体２４を貫通した外側に操作部１１〜１３を突き出して形成して、筐体２４の外側から回転プリズム１７〜１９を回転操作或いは停止操作出来るように構成している。そして、調整しない単色光用の回転プリズム１７〜１９を手動で回転させ、調整しない単色光の光束を調整する単色光の光束と重ならないスクリーンの表示端の位置まで移動させて停止状態とし、調整しない色の光束を事実上遮断するように操作する。
【００１２】
例えば、青色光Ｂについて、色や明るさ、光弁４１の駆動パラメータなどの調整する場合は、緑色光Ｇ用回転プリズム１８の操作部１２と、赤色光Ｒ用回転プリズム１９の操作部１３を用いて、緑色光Ｇ用回転プリズム１８及び赤色光Ｒ用回転プリズム１９を手動で回転させ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの光束を青色光Ｂの光束と重ならないスクリーンの表示端の位置まで移動させて停止状態とする。そして、青色光Ｂ用回転プリズム１７のみをモータ１４で通常駆動することにより、青色光Ｂ成分だけの画像を得、青色光Ｂだけの調整を行う。なお、調整の内容によっては、青色光Ｂ用回転プリズム１７をモータ１４で駆動させることなく、青色光Ｂの光束をスクリーン画面の中心など特定の位置に停止させて青色光Ｂだけの調整を行う場合も考えられる。
【００１３】
実施例２
図３、図４は、本発明のカラー投影装置の実施例２を示したものである。図３は実施例２の側面図（実施例１の図２に相当）であり、図４は実施例２で用いられるステッピングモータの停止位置制御のフローチャートである。実施例２のカラー投影装置は、実施例１のカラー投影装置において、外側から操作する操作部１１〜１３を設ける代わりに、回転プリズム１７〜１９を回転させるモータ１４〜１６としてステッピングモータ５１〜５３を用い、且つステッピングモータ駆動用電子回路を用いてなるものである。ステッピングモータ５１〜５３のモータ駆動用電子回路には停止位置データ選択手段５４（図示せず）を備える。その他の構成は実施例１と同様である。ステッピングモータ５１〜５３は回転移動量を駆動パルス数によって制御出来るモータであり、カラー投影装置に用いることによりモータ駆動用電子回路によって、回転プリズム１７〜１９を所定の位置に停止することが出来る。図４で示したフローチャートによって回転プリズム１７〜１９の停止位置を制御することにより、実施例１と同様に、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの内の調整しない単色光の光束を調整する単色光の光束と重ならないスクリーンの表示端の位置に留めて、特定の単色光だけを調整することが可能になる。
【００１４】
図４のフローチャートを用いて停止位置の制御について説明する。赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの各単色光を調整する時は、予め作業者がステッピングモータ５１〜５３の停止位置データ選択手段５４を用いて、停止位置データが蓄積されているデータベースから特定の停止位置、例えば実施例１におけるスクリーンの表示端の位置のデータを選択しておく。
【００１５】
モータの停止位置の制御を開始する（ステップＳ７１）。続いて、予め選択しておいた停止位置データを取り込む（ステップＳ７２）。次に、ステッピングモータ５１〜５３の即ち回転プリズム１７〜１９の現在位置データを取り込む（ステップＳ７３）。続いて、選択した停止位置データと現在位置データの差を計算する（ステップＳ７４）。ステップＳ７４で得られた計算結果が「ゼロ（０）」であるか否かを判定する（ステップＳ７５）。ステップＳ７５で「いいえ」と判定すると、得られた計算結果に相応するステップ数だけ当該ステッピングモータ５１〜５３を駆動し（ステップＳ７６）、その後ステップＳ７３に戻って駆動後の現在位置データを取得する（ステップＳ７３）。ステップＳ７５で「はい」と判定すると、停止位置の制御を終了し（ステップＳ７７）、ステッピングモータ５１〜５３即ち回転プリズム１７〜１９を停止させる。このように制御することにより、回転プリズム１７〜１９を所望の停止位置、例えばスクリーンの表示端の位置に停止させることが出来る。その後に、調整したい単色光を順次走査するステッピングモータ５１〜５３を通常駆動することによって、実施例１と同様に各単色光毎に調整することが出来る。なお、実施例１でも述べたが、調整したい単色光をステッピングモータ５１〜５３で駆動させることなくスクリーン画面の中心など特定の位置に留めて調整を行う場合は、調整する単色光用のステッピングモータ５１〜５３も前述の停止位置制御を行ってスクリーン画面の中心など特定の位置に停止させる。
【００１６】
実施例２のカラー投影装置では、作業者が回転プリズム１７〜１９を手動で操作する必要がないので、より円滑に各単色光の調整作業を行うことが出来、実施例１のカラー投影装置よりも優れている。しかし、実施例１において、カラー投影装置のモータとして直流モータを用いれば、実施例２のようにステッピングモータ５１〜５３を用いる場合に比べてコストを低く抑えることが出来る。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１乃至請求項４の記載に係る発明によれば、特定の単色光の表示を容易に行うことが出来、光学系内部に手を入れること無しに円滑に調整作業を行うことが出来、またカラー投影装置を密閉することが出来るので性能が低下する虞もないという効果がある。
【００１８】
また、請求項２の記載に係る発明によれば、停止手段が簡単であり製造コストが安価になるという効果がある。
【００１９】
また、請求項３の記載に係る発明によれば、手動でなく自動に行えるので、各単色光の調整作業をより円滑に行うことが出来るという効果があり、また精度良く同じ位置に止めることが出来るので、中央で停止させてカラーバンドの形状、位置を見る場合等に前回の調整と比較しやすいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー投影装置の実施例１を示す平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本発明のカラー投影装置の実施例２を示す側面図である。
【図４】実施例２で用いられるステッピングモータの停止位置制御のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１１　青色光Ｂ用回転プリズム１７の操作部
１２　緑色光Ｇ用回転プリズム１８の操作部
１３　赤色光Ｒ用回転プリズム１９の操作部
１４　モータ
１５　モータ
１６　モータ
１７　青色光Ｂ用回転プリズム
１８　緑色光Ｇ用回転プリズム
１９　赤色光Ｒ用回転プリズム
２０　青色光Ｂ反射ダイクロイックミラー
２１　緑色光Ｇ反射ダイクロイックミラー
２２　緑色光Ｇ反射ダイクロイックミラー
２３　赤色光Ｒ反射ダイクロイックミラー
２４　筐体
２５　光源
２６　フライアイレンズ
２８　ＰＳコンバータ
２９　コンデンサレンズ
３０　コンデンサレンズ
３１　コンデンサレンズ
３２　ミラー
３３　ミラー
３４　リレーレンズ
３５　リレーレンズ
３６　リレーレンズ
３７　リレーレンズ
３８　リレーレンズ
３９　リレーレンズ
４０　偏光ビームスプリッタ
４１　光弁
４２　投射レンズ
５１　ステッピングモータ
５２　ステッピングモータ
５３　ステッピングモータ
５４　停止位置データ選択手段

Claims

波長の異なる複数の単色光を順次走査する回転プリズムを用いた照明系と、回転プリズムを駆動するモータと、単一の光弁と、投射レンズと、これらを収納する筐体から構成され、前記複数の単色光それぞれの色や明るさを調整するものであって、１つの単色光の色や明るさを調整する際は他の単色光は調整しないようにしたカラー投影装置において、
モータに、回転プリズムを所定の停止位置に停止させるための停止手段を設け、
調整しない単色光用の回転プリズムの停止位置を、調整しない単色光が調整する単色光と重ならないスクリーンの表示端とすることを特徴とするカラー投影装置。
請求項１に記載されたカラー投影装置において、
停止手段として、回転プリズムそれぞれの回転軸に、その回転軸の延長上の筐体を貫通した外側に操作部を設けることを特徴とするカラー投影装置。
請求項１に記載されたカラー投影装置において、
モータとしてステッピングモータを用い、停止手段として、ステッピングモータを駆動制御する電子回路を設けることを特徴とするカラー投影装置。
請求項１乃至請求項３に記載されたカラー投影装置において、
複数の単色光が赤色光、緑色光、青色光であることを特徴とするカラー投影装置。