JP2004191987A

JP2004191987A - 多機能プロジェクター

Info

Publication number: JP2004191987A
Application number: JP2003410856A
Authority: JP
Inventors: Sz-Ke Wang; 思克王
Original assignee: CTX Opto Electronics Corp
Current assignee: CTX Opto Electronics Corp
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2004-07-08
Also published as: US20040135975A1; TW562988B; TW200410041A

Abstract

【課題】照明光における黄色光の光量を調整できる、複数の応用に適した多機能プロジェクターを提供する。
【解決手段】
色彩発生部でフィルターリングされた赤色光及び緑色光に黄色光を含ませ、黄色光バンド・カット部を設けて、駆動系により選択的に光路に設置することにより、赤色光及び緑色光に含まれている黄色光の光量を調整する。これにより、輝度が最高となる画面と色彩が最適となる画面などを表示できる多機能プロジェクターが得られる。
【選択図】図６

Description

本発明はプロジェクターに関し、特に、複数の表示機能を有する多機能プロジェクターに関する。

プレゼンテーション用のプロジェクターは、大きな会議室で電気を付けない状態で使用するときには、画面の輝度が特に重視され、できるだけ高い輝度が望ましい。一方、一般家庭用のプロジェクターは、写真や映画を映写する場合に使われるので、画面色彩の鮮やかさが要求される。そのため、一つのプロジェクターを２以上の応用に用い、かつ、各応用において表示性能を最適化することは困難である。

図１に示された従来のプロジェクターにおいて、高出力のランプ１１で発された光束を回転するカラーホイール（ｃｏｌｏｒｗｈｅｅｌ）１２に照射させ、カラーホイール１２上の赤色、青色、緑色のフィルター１２１、１２２、１２３に順次フィルターリングされ、赤色、青色、緑色、いわゆる三原色の光束が生成される。この赤色、青色、緑色の光束は、均一化部１３を通して、スクリーンに投射する光束となる。

高出力のランプ１１として、主に水銀などの金属による高圧金属ランプが用いられる。例えば、メタルハライドランプ（ｍｅｔａｌｈａｌｉｄｅｌａｍｐ）、或いは、超高圧水銀ランプ（ｕｌｔｒａｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅｌａｍｐ）などがある。ランプ１１に水銀原子が存在するため、ランプ１１のスペクトルに非常に強い黄色光（波長５７８ｎｍ）成分が存在する。

図２は、従来のプレーゼンテ−ション用のプロジェクターにおける水銀ランプのスペクトルを示す。例えば、超高圧水銀ランプの出力は１００Ｗである。

図３は、従来の観賞用プロジェクターにおける水銀ランプのスペクトルを示す図である。

図２と図３において、実線は水銀ランプのスペクトルを示し、３種類の破線はカラーホイール１２上の赤色フィルター１２１、青色フィルター１２２、緑色フィルター１２３の光透過率をそれぞれ示す。図２及び図３に示すように、以上の３つのフィルターは、赤色光、青色光、及び緑色光をそれぞれ透過させ、入射光から赤色、青色、緑色、いわゆる三原色光を選別し、色彩が鮮やかな画像を形成する。

図２と図３に示すように、黄色光の波長は赤色光と緑色光の波長の間にある。図２に示すように、フィルターリングされた赤色光と緑色光に強い黄色光の成分が含まれる場合、画面の輝度が高くなるものの、画面の色彩の鮮やかさが劣る。一方、図３のように、フィルターリングされた赤色光と緑色光の中に黄色光の成分が少なければ、画面の色彩の鮮やかさが改善されるものの、図３における斜線の部分の光が損失し、画面の輝度が低くなる。

従来は、プレゼンテーションと観賞両方に適用するように、表示用光束に含まれた黄色光の成分の光量を適切な値に固定し、プレゼンテーションと観賞両方に使用するプロジェクターを提供している。しかし、以上に説明したように、このような方式では、専門的な用途及び柔軟な選択に対応できる多機能プロジェクターを実現することができない。

本発明の一つの目的は、選択的に黄色光を減衰させるバンド・カット部を備え、複数の応用に適した多機能プロジェクターを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、異なる方式でバンド・カット部を駆動することにより、異なるシステムに適用でき、応用範囲が広い多機能プロジェクターを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、異なるバンド・カット部を備え、異なる光量の黄色光を得て、複数の色彩モードで表示できる多機能プロジェクターを提供することにある。

以上の目的を達成するために、本発明の多機能プロジェクターは、照明光束を発する光源と、少なくとも一組の赤色フィルターリング領域、緑色フィルターリング領域、及び青色フィルターリング領域を有し、前記照明光束をフィルターリングする色彩発生部と、少なくとも黄色減衰領域を有し、前記照明光束の光路に選択的に設置可能なバンド・カット部とからなる構成される。

前記緑色フィルターリング領域の光透過率の分布の長波長側の端部は、波長５７８ｎｍ以上にあり、前記赤色フィルターリング領域の光透過率の分布の短波長側の端部は、波長５７８ｎｍ以下に分布する。

本発明によれば、色彩発生部でフィルターリングされた赤色光及び緑色光に黄色光が含まれている。バンド・カット部を設け、光路に選択的に設置することにより、その黄色光を部分的に減衰し、赤色光及び緑色光に黄色光の光量を調整することができる。これによって、輝度が最適となる画面と、色彩が最適となる画面を表示でき、複数の輝度及び色彩による映写モードで表示可能な多機能プロジェクターを提供できる。

次に、添付した図面を参照しながら、本発明の多機能プロジェクターの実施形態を説明する。

図４は、本発明の実施形態に係るプロジェクターの構成を示す。

図４に示すプロジェクター２０において、光源２１は照明光束を発し、その照明光束を集光して色彩発生部２２に照射させる。

色彩発生部２２は、少なくとも一組の赤色フィルターリング領域、緑色フィルターリング領域、及び青色フィルターリング領域を有し、光源２１からの照明光束をフィルターリングして、赤、緑、青の三原色の光束を生成する。色彩発生部２２として、例えば、カラーホイール（ｃｏｌｏｒｗｈｅｅｌ）、または、カラードラム（ｃｏｌｏｒｄｒｕｍ）、または、連続カラー回収装置（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｃｏｌｏｒｒｅｃａｐｔｕｒｅ）、または、スカニング・プリズム（ｓｃａｎｎｉｎｇｐｒｉｓｍ）を用いる。

色彩発生部２２により生成された赤、緑、青三原色の光は、黄色バンド・カット・フィルター（Ｙｅｌｌｏｗｂａｎｄ−ｃｕｔｆｉｌｔｅｒ）３０を透過する。黄色バンド・カット・フィルター３０は、少なくとも一つの黄色減衰領域を有し、その黄色減衰領域は、例えば、波長が５７８ｎｍ付近の黄色光を部分的に遮断し、黄色光の透過光量を減少させる。以下は、このような遮断、吸収を含む意味合いで、「減衰」という言葉を使う。

黄色バンド・カット・フィルター３０は駆動装置３１により駆動され、自在に照明光束の光路に設置され、或いは、照明光束の光路から移動される。駆動装置３１は、例えば、モータで動作するものであってもよく、手動で動作するものであっても良い。

色彩発生部２２又は黄色バンド・カット・フィルター３０からの照明光束は、積分柱２３に入射し、積分柱２３により均一化され、一組のレンズ２４に入射する。照明光束は、レンズ２４により集光され、反射ミラー２５に照射する。反射ミラー２５に反射された光は光バルブ２６に照射し、さらに、一組のレンズ２７へ入射する。レンズ２７を透過した光束は、スクリーン２８へ投影される。光バルブ２６として、例えば、ディジタル・マイクロミラー・デバイス、または、反射型光バルブ（ｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌｏｎｓｉｌｉｃｏｎ）、或いは、液晶パネルを用いることができる。

本発明において、塗布（ｃｏａｔｉｎｇ）により色彩発生部２２の各フィルターリング領域を形成し、色彩発生部２２で生成された赤色、緑色、青色の光に、例えば、波長が５７８ｎｍ付近の黄色光を含ませる。例えば、緑色フィルターリング領域について、長波長側に、波長５７８ｎｍ以上の黄色光を透過させるように光透過率を決め、また、赤色フィルターリング領域について、短波長側に、波長５７８ｎｍ以下の黄色光を透過させるように光透過率を決める。さらに、黄色バンド・カット・フィルターを用い、色彩発生部２２を透過した黄色光の光量を減少する。

図５は、黄色バンド・カット・フィルター３０の光透過率を例示する。図５に示すように、黄色バンド・カット・フィルター３０により、波長が５７８ｎｍ付近の黄色光の光量が減少される。

図６は、本発明の実施形態に係るプロジェクターの構成の他の例を示す。

図６に示すように、黄色バンド・カット・フィルター３０は、黄色減衰領域を有するストライプ状となる。駆動装置３１は、黄色バンド・カット・フィルター３０を駆動し、並進させ、または、所定の角度を回転させ、照明光束の光路に設置し、或いは、照明光束の光路から移動させる。駆動装置３１は、例えば、モータを含むものであってもよく、手動のものであっても良い。これにより、一台のプロジェクター２０で、高輝度映写と超飽和色彩映写を実現でき、プレーゼンテ−ションと映画観賞両方に適用できる。

図７は本実施形態のプロジェクター２０の各応用においての光透過率を例示する。

図７（Ａ）に示すように、プロジェクター２０はプレーゼンテ−ションに使用される時に、駆動装置３１は黄色バンド・カット・フィルター３０を照明光束の光路から移動させる。この場合は、色彩発生部２２を透過した赤色と緑色の光に強い黄色光の成分が含まれているので、画面の輝度が高く、高輝度映写モードとなる。

また、図７（Ｂ）に示すように、プロジェクター２０は映画観賞に使用される時に、駆動装置３１は黄色バンド・カット・フィルター３０を照明光束の光路に設置する。この場合は、黄色バンド・カット・フィルター３０は、色彩発生部２２を透過した赤色と緑色の光に含まれている黄色光の成分を抑え、最適な色彩の画面を表示し、超飽和色彩映写モードとなる。

図７（Ｃ）と図７（Ｄ）は、黄色バンド・カット・フィルター３０により、色彩発生部２２を透過した赤色光又は緑色光のいずれに含まれている黄色光を選択的に減衰する場合の光透過率を例示する。

図７（Ｃ）において、黄色バンド・カット・フィルター３０により赤色光中の黄色光が減衰され、図７（Ｄ）において、黄色バンド・カット・フィルター３０により緑色光中の黄色光が減衰される。このように、選択的に赤色光または緑色光中の黄色光を減衰することにより、色彩の鮮やかさがある程度劣るものの、一部の黄色光が残っているので、比較的高い輝度を確保し、通常輝度と通常飽和色彩映写モードとなる。

図８は選択的に赤色光または緑色光中の黄色光を減衰するプロジェクターの構成の一例を示す。

図８において、色彩発生部２２がカラーホイール状であるとし、また、黄色バンド・カット・フィルター３０もカラーホイール状とする。色彩発生部２２の赤色フィルターリング領域と緑色フィルターリング領域のいずれかの位置、または、両フィルターリング領域の位置に対応して、黄色バンド・カット・フィルター３０上に、黄色減衰領域３０１を設け、黄色光を減衰させる。黄色バンド・カット・フィルター３０に、黄色減衰領域３０１以外の領域３０２は透明領域であり、この透明領域３０２になんの部材も設けず、或いは、透明ガラス、若しくは、反射防止塗布（ａｎｔｉ−ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇ）ガラスを設け、光束を容易に透過させる。黄色バンド・カット・フィルター３０を色彩発生部２２の回転に同期して回転させる。なお、黄色バンド・カット・フィルター３０は、専用の駆動系により駆動されてもよく、色彩発生部２２に付随して駆動されてもよい。

このように、色彩発生部２２で照明光の中の赤色光または緑色光をフィルターリングしながら、黄色バンド・カット・フィルター３０で選択的にその赤色光又は／及び緑色光中の黄色光を適切に減衰することにより、輝度と飽和色彩の鮮やかさを自由に設定することができる。

以上の説明において、黄色バンド・カット・フィルター３０は、色彩発生部２２と積分柱２３の間に設置されるとしたが、黄色バンド・カット・フィルター３０をプロジェクター２０の光路に自在に設置でき、かつ、黄色光を減衰させることができれば、たとえば、光源２１とレンズ２７の間に、又は、レンズ２７とスクリーン２８の間に、黄色バンド・カット・フィルター３０を設置しても、選択的に黄色光を減衰させ、本発明の目的を達成できる。

また、色彩発生部２２の各フィルターリング領域の光透過率を他の方法で設定してもよい。例えば、緑色フィルターリング領域の光透過率が長波長端において５０％となる位置は、波長５７８ｎｍ以上にあるとしてもよい、また、赤色フィルターリング領域の光透過率が短波長端において５０％となる位置は、波長５７８ｎｍ以下にあるとしても良い。このようにすることによって、さらに輝度を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。

従来のプロジェクターの構成を示す図である。従来のプレーゼンテ−ション用のプロジェクターにおける光源のスペクトルを示す図である。従来の観賞用プロジェクターにおける光源のスペクトルを示す図である。本発明の実施形態に係るプロジェクターの構成を示す。本発明の実施形態に係る黄色バンド・カット・フィルターの光透過率の一例を示している。本発明の実施形態に係るプロジェクターの構成の他の例を示す図である。本発明の各応用におけるスペクトルの例を示す図である。本発明の実施形態に係るプロジェクターの構成の他の例を示す図である。

符号の説明

２０プロジェクター
２１光源
２２色彩発生部
２３積分柱
２４レンズ
２５反射ミラー
２６光バルブ
２７レンズ
２８スクリーン
３０黄色バンド・カット・フィルター
３１駆動装置
３０１黄色減衰領域
３０２透明領域

Claims

照明光束を発する光源と、
少なくとも一組の赤色フィルターリング領域、緑色フィルターリング領域、及び青色フィルターリング領域を有し、前記照明光束をフィルターリングする色彩発生部と、
少なくとも黄色減衰領域を有し、前記照明光束の光路に選択的に設置可能なバンド・カット部と
からなる多機能プロジェクター。
前記光源は、メタルハライドランプを含む
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記光源は、水銀ランプを含む
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記緑色フィルターリング領域の光透過率の分布の長波長側の端部は、波長５７８ｎｍ以上にある
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記緑色フィルターリング領域の光透過率が長波長端において５０％となる位置は、波長５７８ｎｍ以上にある
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記赤色フィルターリング領域の光透過率の分布の短波長側の端部は、波長５７８ｎｍ以下に分布する
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記赤色フィルターリング領域の光透過率が短波長端において５０％となる位置は、波長５７８ｎｍ以下にある
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部における前記黄色減衰領域により減衰される光の波長は５７８ｎｍ近傍にある
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部を駆動する駆動部を有する
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記駆動部は、手動で動作する
請求項９に記載の多機能プロジェクター。
前記駆動部は、モータで動作する
請求項９に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部は、前記色彩発生部によりフィルターリングされた赤色光の光路に設置され、前記赤色光における黄色光成分を減衰させる
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部は、前記色彩発生部によりフィルターリングされた緑色光の光路に設置され、前記緑色光における黄色光成分を減衰させる
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部は、前記色彩発生部によりフィルターリングされた赤色光及び緑色光の光路に設置され、前記赤色光と緑色光における黄色光成分を減衰させる
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部は、前記照明光束から離れた位置に設置される
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記照明光束に照射されるスクリーンをさらに有し、
前記バンド・カット部は、前記スクリーンと前記光源の間に設置される
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記照明光束を均一化する積分柱をさらに有し、
前記バンド・カット部は、前記色彩発生部と前記積分柱の間に設置される
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部は、少なくとも黄色減衰領域と透明領域を有するカラーホイールである
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記透明領域に反射防止層が形成されている
請求項１に記載の多機能プロジェクター。
前記バンド・カット部は、少なくとも黄色減衰領域を有するストライプである
請求項１に記載の多機能プロジェクター。