JP2005106907A

JP2005106907A - 液晶プロジェクタ

Info

Publication number: JP2005106907A
Application number: JP2003336994A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Totani; 貴洋戸谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【目的】絞りにてコントラストの向上を図る液晶プロジェクタを提供する。
【構成】投写レンズ１６は投写映像光を絞る絞り機構２１を備える。絞り機構２１には摘まみ部２１ａが形成されており、ユーザは摘まみ部２１ａを操作することにより絞りを調整することができる。この絞り機構２１は、これまでの絞り機構が白１００％の映像の明るさに対してその３０％未満となる限度で最大絞りを設定するのが常識であったのに対し、白１００％の映像の明るさに対してその３０％以上で最大６０％の絞り設定が行えるように構成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶プロジェクタに関する。

従来より、映像の平均的な明るさが変化した場合でも表示輝度やコントラストを一定とするようにした液晶表示装置（特許文献１参照）、或いは、映像の平均的な明るさが明るい場合にランプ駆動電力を低下させ、暗い場合にはランプ駆動電力を高くしてコントラストを向上させる投写型映像表示装置が提案されている（特許文献２参照）。また、投写レンズに絞り機構を備え、コントラストを高めるために絞りを絞ることが行われている。
特開平８−２０１８１２号公報特開平３−１７９８８６号公報

ところで、投写レンズの絞りにてコントラストを高めるとすると、絞れば絞るほど光源からの光が捨てられて投写映像の明るさが低下してしまう。液晶プロジェクタは主にプレゼンテーションなどで利用され、視聴者の手元をある程度明るくしたいために部屋をあまり暗くできず、３０％以上となる絞りは投写映像の輝度の著しい低下となって投写映像品質が低下する。従来は、白１００％の映像の明るさに対してその３０％未満を限度として最大絞りを設定していた。

この発明は、絞りにてコントラストの向上を図る液晶プロジェクタを提供することを目的とする。

この発明の液晶プロジェクタは、上記の課題を解決するために、光源から出射された光を液晶ライトバルブにて光変調して映像投写する液晶プロジェクタにおいて、絞り開放状態の白色光の映像の明るさを１００％−Ｘ％に減少させる絞り値をＸとすると、３０％≦Ｘ≦６０％の範囲で絞り値Ｘが設定されていることを特徴とする。

上記の構成であれば、光源からの光の３０％以上（最大６０％）をも無駄にする（捨てる）という発想の転換の下、特にホームシアターのように暗い環境下での投写映像で予想を超えるコントラストの向上を享受し、液晶プロジェクタの投写映像の高品質化を実現することができる。

また、この発明の液晶プロジェクタは、光源から出射された光を液晶ライトバルブにて光変調して映像投写する液晶プロジェクタにおいて、絞り開放状態の白色光の映像の明るさを１００％−Ｘ％に減少させる絞り値をＸとすると、ユーザ操作で３０％≦Ｘの絞り設定が行えるように構成されていることを特徴とする。かかる液晶プロジェクタにおいて、絞り値Ｘの最大値が６０％であることとするのがよい。

また、これらの液晶プロジェクタにおいて、投写レンズに設けられた絞り手段にて前記絞り値Ｘの設定が行われるように構成されていてもよい。或いは、一対のフライアイレンズから成るインテグレータレンズを備え、このインテグレータレンズに設けられた絞り手段にて前記絞り値Ｘの設定が行われるように構成されていてもよい。

この発明によれば、光源からの光の３０％以上（最大６０％）をも無駄にする（捨てる）という発想の転換の下、特にホームシアターのように暗い環境下での投写映像で予想を超えるコントラストの向上を享受し、液晶プロジェクタの投写映像の高品質化を実現できるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図１乃至図４に基づいて説明する。

図１はこの実施形態の３板式液晶プロジェクタを示した図である。光源１における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。

インテグレータレンズ４は一対のフライアイレンズ４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ素子対が光源１から出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっており、光源１において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。

偏光変換装置５は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路偏光されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この例の場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換される。

第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。反射ミラー８にて反射された赤色光はレンズ９を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１０に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１０にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１１を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１０を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１２、全反射ミラー１３、レンズ１４を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。

各液晶ライトバルブ３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとを備えて成る。

液晶ライトバルブ３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、クロスダイクロイックプリズム１５によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１６によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投写表示される。

投写レンズ１６は、図２に示すように、投写映像光を絞る絞り機構２１を備える。絞り機構２１には摘まみ部２１ａが形成されており、ユーザは摘まみ部２１ａを操作することにより絞りを調整することができる。この絞り機構２１は、これまでの絞り機構が白１００％の映像の明るさに対してその３０％未満となる限度で最大絞りを設定するのが常識であったのに対し、白１００％の映像の明るさに対してその３０％以上の絞りが行えるように構成されている。すなわち、絞り開放状態の白色光の映像の明るさを１００％−Ｘ％に減少させる絞り値をＸとすると、ユーザ操作で３０％≦Ｘの絞り設定が行えるように構成されている。そして、この実施形態においては、絞り値Ｘの最大値を６０％としている。

絞り機構にて投写映像光を絞るということは、Ｆナンバーを大きくすることに相当する。すなわち、コントラストを低下させる大きく角度の付いた光をカットすることになり、この光カットによってコントラストが向上する。一般に、液晶ライトバルブは視野角度が狭く、大きく角度の付いた光は大きくコントラストを低下させてしまう。図３は液晶プロジェクタにおける絞り値の変化に対するコントラスト及び画面輝度の変化を概略的に示したグラフである。この図３から分かるように、絞り値が３０％を超えても絞り値とコントラストとの比例関係は維持される。一方、画面輝度は絞り値が増大するほど低下し、投写映像は暗くなる。そして、絞り値が６０％を超えるあたりから絞り値に対するコントラストの向上はほぼ飽和状態となる。この発明は、光源１からの光の３０％以上（最大６０％）をも無駄にする（捨てる）という発想の転換の下、特にホームシアターのように暗い環境下での投写映像で予想を超えるコントラストの向上を享受し、液晶プロジェクタの投写映像の高品質化（特に、映画などの暗い画像の再現性向上）を実現したものである。

図４はインテグレータレンズ４及び偏光変換装置５を拡大して示すと共に、前記インテグレータレンズ４に設けられた絞り部２２を示している。絞り部２２は出射側フライアイレンズ４ｂの各レンズ素子の光入射面側に設けられている。この図４に示す絞り部２２の各開口（絞り）は３０％〜６０％のいずれかの絞り値で固定されている。すなわち、絞り開放状態の白色光の映像の明るさを１００％−Ｘ％に減少させる絞り値をＸとすると、３０％≦Ｘ≦６０％の範囲で絞り値Ｘが設定されている。投写映像の明るさは光源の出射光量調節（ランプ駆動電力の増減等）で行えばよい。勿論、ユーザ操作で絞り値を変えることができる構成としてもよい。このような構成は、例えば、リング部材の回動操作で絞り値が変化する絞り機構を用いると共に前記リング部材の周面をギヤ状に形成し、これにラックを歯合し、このラックのスライド操作にて前記リング部材を回動させればよい。前記ラックはフライアイレンズ４ｂの各レンズ素子間の谷部に配置すればよい。また、絞り機構は出射側フライアイレンズ４ｂ側ではなく、入射側フライアイレンズ４ａの側に設けることとしてもよい。

この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学系を示した構成図である。投写レンズの拡大斜視図である。液晶プロジェクタにおける絞り値とコントラストとの関係を概略的に示したグラフである。インテグレータレンズに設けられた絞り部を示した説明図である。

符号の説明

１光源
４インテグレータレンズ
４ａ・４ｂレンズ群（フライアイレンズ）
２１絞り機構
２２絞り部
３１，３２，３３液晶ライトバルブ

Claims

光源から出射された光を液晶ライトバルブにて光変調して映像投写する液晶プロジェクタにおいて、絞り開放状態の白色光の映像の明るさを１００％−Ｘ％に減少させる絞り値をＸとすると、３０％≦Ｘ≦６０％の範囲で絞り値Ｘが設定されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
光源から出射された光を液晶ライトバルブにて光変調して映像投写する液晶プロジェクタにおいて、絞り開放状態の白色光の映像の明るさを１００％−Ｘ％に減少させる絞り値をＸとすると、ユーザ操作で３０％≦Ｘの絞り設定が行えるように構成されていることを特徴とする液晶プロジェクタ。
請求項２に記載の液晶プロジェクタにおいて、絞り値Ｘの最大値が６０％であることを特徴とする液晶プロジェクタ。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶プロジェクタにおいて、投写レンズに設けられた絞り手段にて前記絞り値Ｘの設定が行われるように構成されたことを特徴とする液晶プロジェクタ。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶プロジェクタにおいて、一対のフライアイレンズから成るインテグレータレンズを備え、このインテグレータレンズに設けられた絞り手段にて前記絞り値Ｘの設定が行われるように構成されたことを特徴とする液晶プロジェクタ。