JP2005258163A - Projector apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、光源から出射された光を液晶パネルやマイクロミラーなどを用いた空間的光変調手段によって変調して画像光を形成し、形成された画像光を投射するプロジェクタ装置に関するものである。 The present invention relates to a projector apparatus that forms image light by modulating light emitted from a light source by a spatial light modulator using a liquid crystal panel, a micromirror, or the like, and projects the formed image light.
照射された光を画像信号に基づいて変調し、所望の画像光を形成する空間的光変調手段として液晶パネルを用いたプロジェクタ装置が従来から知られている。この種のプロジェクタ装置には、上記液晶パネルが1枚である単板式プロジェクタ装置がある。図8に単板式プロジェクタ装置の構造概略を示す。図8に示すプロジェクタ装置では、光源Aから出射された光は、該光源Aの周囲に設けられているリフレクタBによって集光されてカラーホイールCへ導かれる。カラーホイールCは、入射した光のうち赤色光のみを透過させる赤フィルタ、緑色光のみを透過させる緑フィルタ、青色光のみを透過させる青フィルタ、入射した光をそのまま透過させる白フィルタの4つの光学フィルタが周方向に沿って均等に配置されたものであり、所定速度で周方向に回転する。従って、カラーホイールCに入射した光は、R・G・Bの三原色に時分割で色分離され(分光され)、インテグレータ光学系を構成するライトトンネルDに入射される。ライトトンネルDに入射した光は、該ライトトンネルDを通過する間に輝度分布の均一化が図られ、反射鏡Eによって反射されて反射型の液晶パネルFに照射される。液晶パネルFは、入力された画像信号に基づいて不図示の駆動回路が出力する駆動信号に従って各画素をON/OFFさせることによって、照射された光を空間的に変調して画像光を形成する。形成された画像光は、投射レンズGを介して不図示のスクリーン上に投射される。このようにして液晶パネルF上に形成された画像と略相似な拡大画像がスクリーン上に投写される。 2. Description of the Related Art Conventionally, projector apparatuses using a liquid crystal panel as spatial light modulation means for modulating irradiated light based on an image signal and forming desired image light are known. As this type of projector apparatus, there is a single-plate projector apparatus having one liquid crystal panel. FIG. 8 shows a schematic structure of a single-plate projector device. In the projector apparatus shown in FIG. 8, the light emitted from the light source A is collected by the reflector B provided around the light source A and guided to the color wheel C. The color wheel C has four optical elements: a red filter that transmits only red light out of incident light, a green filter that transmits only green light, a blue filter that transmits only blue light, and a white filter that transmits incident light as it is. The filters are arranged uniformly along the circumferential direction, and rotate in the circumferential direction at a predetermined speed. Accordingly, the light incident on the color wheel C is color-separated (split) into the three primary colors R, G, and B in a time-sharing manner and is incident on the light tunnel D that constitutes the integrator optical system. The light incident on the light tunnel D is made uniform in luminance distribution while passing through the light tunnel D, reflected by the reflecting mirror E, and applied to the reflective liquid crystal panel F. The liquid crystal panel F forms image light by spatially modulating the irradiated light by turning on / off each pixel in accordance with a drive signal output from a drive circuit (not shown) based on the input image signal. . The formed image light is projected through a projection lens G onto a screen (not shown). Thus, an enlarged image substantially similar to the image formed on the liquid crystal panel F is projected on the screen.
以上の説明より、カラーホイールを構成している光学色フィルタの透過波長特性がスクリーン上に投写される画像の輝度及び色純度に大きな影響を与えることは自明である。一般的に、透過波長帯域が相対的に広い光学フィルタを使用すると、輝度は向上するが色純度が低下する。一方、透過波長帯域が相対的に狭い光学フィルタを使用すると、色純度は向上するが輝度が低下する。このように、輝度向上と色純度向上は相反する関係にあり、輝度と色純度のどちらをより重視するかによって、光学フィルタの特性を選択せざるを得ず、輝度向上と色純度向上とを高いレベルで両立させることは困難であった。 From the above description, it is obvious that the transmission wavelength characteristic of the optical color filter constituting the color wheel greatly affects the luminance and color purity of the image projected on the screen. In general, when an optical filter having a relatively wide transmission wavelength band is used, the luminance is improved but the color purity is lowered. On the other hand, when an optical filter having a relatively narrow transmission wavelength band is used, the color purity is improved but the luminance is lowered. As described above, there is a contradictory relationship between the improvement in luminance and the improvement in color purity, and it is necessary to select the characteristics of the optical filter depending on whether luminance or color purity is more important. It was difficult to achieve both at a high level.
これまでは、単板式プロジェクタ装置を例にとって色分離に関する問題点を説明してきた。しかし、上記問題は、光源から出射された光をダイクロイックミラーによってR・G・Bの三原色に分離し、各色光を各色ごとに予め用意された3枚の液晶パネルにそれぞれ照射して画像光を形成する三板式プロジェクタ装置や、液晶パネル以外の空間的光変調手段によって画像光を形成するプロジェクタ装置においても同様である。 Up to now, the problems relating to color separation have been described using a single-plate projector as an example. However, the above problem is that the light emitted from the light source is separated into three primary colors of R, G, and B by a dichroic mirror, and each color light is irradiated to three liquid crystal panels prepared in advance for each color to emit image light. The same applies to a three-plate projector device to be formed and a projector device that forms image light by a spatial light modulation means other than a liquid crystal panel.
上記問題に鑑み、特許文献1には、光源から出射された白色光の分光性能を広帯域用と狭帯域用とに切替える切替手段を備えた液晶プロジェクタ装置が提案されている。そこで、特許文献1に開示されている液晶プロジェクタ装置の基本構成を図9に示す。この液晶プロジェクタ装置では、光源aからの光線がインテグレータレンズb及びレンズcで集光され、ダイクロイックミラーd〜iによって三原色に分光される。分光された各色光は、
三枚の液晶パネルj〜lにそれぞれに照射されて光変調される。光変調された各色光(R・G・Bの各画像光)は、ダイクロイックプリズムmによって合成され、投射レンズnを介して不図示のスクリーンに投射される。さらに、この液晶プロジェクタ装置は、上記切替手段として、三原色の各色のそれぞれの波長領域の端部をカットする特性を有する光フィルタpを備えており、高色彩再現用(狭帯域用)のときには、光フィルタpが分光前の光の光路に挿入され、高輝度画像表示用(広帯域用)のときには、光フィルタpが上記光路から外される。
In view of the above problems,
Each of the three liquid crystal panels j to l is irradiated with light and modulated. The light-modulated color lights (R, G, and B image lights) are combined by a dichroic prism m and projected onto a screen (not shown) via a projection lens n. Further, this liquid crystal projector device includes an optical filter p having a characteristic of cutting the end of each wavelength region of each of the three primary colors as the switching means, and for high color reproduction (for narrow band), When the optical filter p is inserted into the optical path of the light before the spectrum and is used for high brightness image display (for broadband), the optical filter p is removed from the optical path.
また、特許文献1には、上記切替手段として図10に示すような反射部が開示されている。図10に示されている反射部は、図9のミラーh、iの位置に用いられる反射部であ
る。また、図10においてS1は、青光線では約420nm〜490nm、緑光線では約525nm〜565nm、赤光線では約600nm〜700nmの波長領域のS偏光成分を表している。また、S2は、青光線の約410nm〜505nm、緑光線では約505nm〜580nm、赤光線では約580nm〜720nmの各波長領域のうち、上記S1以外の領域のS偏光成分を表している。
Further,
図10に示されている反射部では、S1+S2(A光線またはC光線)が第1ダイクロイックミラーqに入射し、S1は反射され、S2はそのまま透過する。高輝度画像表示用のときには、第1偏光面回転素子(液晶層で構成、以下、液晶層rと記す)を偏光面非回転に制御し、第1ダイクロイックミラーqからのS2をそのまま透過させる。ここで、第2ダイクロイックミラーsは、S2を反射させるように設定されている。従って、液晶パネルj、lの液晶部には偏光板tを経てS1+S2が照射される。 In the reflecting portion shown in FIG. 10, S1 + S2 (A light ray or C light ray) is incident on the first dichroic mirror q, S1 is reflected, and S2 is transmitted as it is. For high-luminance image display, the first polarization plane rotation element (which is composed of a liquid crystal layer, hereinafter referred to as a liquid crystal layer r) is controlled so as not to rotate the polarization plane, and S2 from the first dichroic mirror q is transmitted as it is. Here, the second dichroic mirror s is set to reflect S2. Accordingly, the liquid crystal portions of the liquid crystal panels j and l are irradiated with S1 + S2 through the polarizing plate t.
一方、高色彩再現用のときには、液晶層rを偏光面回転に制御し、S2の偏光面を45度回転させる。すると、第2ダイクロイックミラーsで反射されたS2は、液晶層rでさらに偏光面が45度回転され、P偏光成分になる。この結果、偏光板tを透過できず、液晶部には色純度の高いS1のみが照射される。 On the other hand, for high color reproduction, the liquid crystal layer r is controlled to rotate the polarization plane, and the polarization plane of S2 is rotated 45 degrees. Then, the polarization plane of S2 reflected by the second dichroic mirror s is further rotated by 45 degrees in the liquid crystal layer r to become a P polarization component. As a result, the liquid crystal part cannot be transmitted through the polarizing plate t, and only S1 with high color purity is irradiated.
さらに、特許文献1には、図10に示す第1ダイクロイックミラーqと第2ダイクロイックミラーsとの間に偏光板を介在させ、同図に示す偏光板tを不要とした例も開示されている。
特許文献1に開示されているように、光路に光フィルタを抜き差しすることによって、白色光の分光性能を広帯域用と狭帯域用とに切り替える場合は、光フィルタを物理的に移動させる必要がある。従って、光フィルタを移動させるための駆動機構やその駆動機構を制御するための制御機構などが必須となり、構成が複雑になるばかりでなく、高コスト化を招く。また、光フィルタの移動スペースを確保する必要があるため、装置全体の大型化を招く。
As disclosed in
また、単板式プロジェクタでは、時分割でRGBの各色の画像を形成している。例えば、NTSC方式の場合、画像信号のフィールド周波数は60Hzなので、1/60秒で1フレームが切り替えられる。従って、カラーホイールは、1フレーム内でR・G・Bの各色を分離している。一方、ポリシリコン液晶を利用した偏光面回転素子の動作速度は数m〜数十mSecである。この結果、色の選択タイミングに応じて、分光性能を広帯域用と狭帯域用とに切り替えるような高速処理は事実上不可能である。例えば、黄色やシアン等の混合色を再現する際には、分光性能を広帯域用に切り替えて色濃度を向上させ、単色を再現する際には、分光性能を狭帯域用に切替えて色純度を向上させるといった高速処理は不可能である。 In the single-plate projector, RGB images are formed in a time division manner. For example, in the NTSC system, since the field frequency of the image signal is 60 Hz, one frame is switched in 1/60 seconds. Therefore, the color wheel separates R, G, and B colors within one frame. On the other hand, the operation speed of the polarization plane rotating element using the polysilicon liquid crystal is several m to several tens mSec. As a result, it is practically impossible to perform high-speed processing that switches the spectral performance between a wide band and a narrow band according to the color selection timing. For example, when reproducing a mixed color such as yellow or cyan, the spectral performance is switched to a broad band to improve color density, and when reproducing a single color, the spectral performance is switched to a narrow band to improve color purity. High-speed processing such as improvement is impossible.
さらに、単板式プロジェクタでは、カラーホイールの白フィルタを通過した白色光(光源から出射されたは白色光)と、赤色光、緑色光及び青色光を合成してできた白色光との間に差があり、その差が補正可能範囲を超える場合がある。そこで、色純度を重視する場合は、白フィルタが使用されている期間中、画像信号を停止させてしまう(白フィルタを通過した光は利用しない)のが一般的である。しかし、かかる手法によって色純度を向上させることは、輝度低下を招くことを意味する。 Furthermore, in a single-plate projector, there is a difference between white light that has passed through the white filter of the color wheel (white light emitted from the light source) and white light that is formed by combining red light, green light, and blue light. And the difference may exceed the correctable range. Therefore, when importance is attached to color purity, the image signal is generally stopped during the period in which the white filter is used (the light that has passed through the white filter is not used). However, improving the color purity by this method means lowering the luminance.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易かつコンパクトな構成でありながら、色純度重視の特性と輝度重視の特性とを高速で切り替え可能なプロジェクタ装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a projector device capable of switching between a color purity-oriented characteristic and a luminance-oriented characteristic at high speed while having a simple and compact configuration. It is in.
上記目的を達成する本発明のプロジェクタ装置は、光源と、光源から出射された光を赤色光、緑色光、青色光に時分割で分離する時分割色分離手段と、時分割色分離手段によって分離された各色光を変調して画像光を形成する空間的光変調手段と、空間的光変調手段によって形成された画像光を投射する投射光学系とを有し、光源から空間的光変調手段に至る光路上に、作動状態と非作動状態とを電気的に切り替え可能であって、作動状態においては、入射した光の短波長側の一部と長波長側の一部の双方または一方を上記光路外に回折させると共に、それ以外の光を透過させ、非作動時においては、入射した光をそのまま透過させる電子フィルタが設けられていることを特徴する。 The projector device of the present invention that achieves the above object is separated by a light source, time-division color separation means for separating light emitted from the light source into red light, green light, and blue light in a time-division manner, and time-division color separation means. A spatial light modulator that modulates each color light to form image light, and a projection optical system that projects the image light formed by the spatial light modulator, from the light source to the spatial light modulator An operating state and a non-operating state can be electrically switched on the optical path to reach, and in the operating state, a part of the short wavelength side and / or a part of the long wavelength side of the incident light are It is characterized in that an electronic filter is provided that diffracts out of the optical path, transmits other light, and transmits the incident light as it is when not operating.
また、本発明の他のプロジェクタ装置は、光源と、光源から出射された光を赤色光、緑色光、青色光にそれぞれ分離する2以上の色分離手段と、各色分離手段によって分離された各色光を変調して画像光を形成する2以上の空間的光変調手段と、各空間的光変調手段によって形成された2色以上の画像光を合成する合成手段と、合成手段によって合成された画像光を投射する投射光学系とを有し、光源から空間的光変調手段に至る光路上に、上記と同様の電子フィルタが設けられていることを特徴とする。 Further, another projector device of the present invention includes a light source, two or more color separation means for separating light emitted from the light source into red light, green light, and blue light, and each color light separated by each color separation means. Two or more spatial light modulation means for modulating image light to form image light, a synthesis means for synthesizing two or more color image lights formed by the respective spatial light modulation means, and image light synthesized by the synthesis means And an electronic filter similar to the above is provided on the optical path from the light source to the spatial light modulation means.
上記電子フィルタは、時分割色分離手段と空間的光変調手段との間に配置することができる。また、2以上の色分離手段によって分離された各色光の光路上にそれぞれ配置することもでる。さらには、作動状態において回折させる光の波長帯域が互いに異なる2種以上の電子フィルタを同一光路上に直列に配置することもできる。 The electronic filter can be disposed between the time-division color separation unit and the spatial light modulation unit. It can also be arranged on the optical path of each color light separated by two or more color separation means. Furthermore, two or more types of electronic filters having different wavelength bands of light to be diffracted in the operating state can be arranged in series on the same optical path.
電子フィルタを作動状態にすると、空間的光変調手段に入射する光の短波長側及び/又は長波長側の端部がカットされ、色純度が向上する。一方、電子フィルタを非作動状態にすると、電子フィルタに入射した光がそのまま空間的光変調手段に入射するので、輝度が向上する。さらに、電子フィルタは作動状態と非作動状態を電気的に切り替え可能なので、光路上に光学フィルタを挿抜する場合のようなスペース上の不都合を生じることなく、色純度重視の特性と、輝度重視の特性とを高速で切替えることができる。 When the electronic filter is activated, the short wavelength side and / or the long wavelength side end of the light incident on the spatial light modulator is cut, and the color purity is improved. On the other hand, when the electronic filter is deactivated, the light incident on the electronic filter is directly incident on the spatial light modulation means, so that the luminance is improved. Furthermore, since the electronic filter can be electrically switched between an operating state and a non-operating state, the color purity-oriented characteristics and the luminance-oriented characteristics can be obtained without causing the inconvenience of the space when inserting and removing the optical filter on the optical path. The characteristics can be switched at high speed.
(実施形態1)
以下、本発明のプロジェクタ装置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装置の構成概略を示す模式図である。本例のプロジェクタ装置は、光源1と、時分割色分離手段としてのカラーホイール2と、ライトトンネル3と、電子フィルタ4と、反射鏡5と、空間的光変調手段としての反射型液晶パネル6と、投射光学系7とを備えている。
(Embodiment 1)
Hereinafter, an example of an embodiment of a projector apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the projector apparatus according to the present embodiment. The projector apparatus of this example includes a
光源1は、キセノンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどの高圧放電灯である。光源1の周囲には、回転楕円面形状の反射面を有するリフレクタが配置されている。光源1は、リフレクタの反射面の第1焦点近傍に配置されており、光源1から出射された光は、リフレクタの反射面によって反射されて該反射面の第2焦点に向かって集光されつつ進む。
The
カラーホイール2は、図2に示すような円盤状であって、周方向に沿って区分された4つの扇形の領域に、それぞれ透過波長帯域が異なる3つの色フィルタ(赤フィルタR、緑フィルタG、青フィルタB)と、1つの透明フィルタ(白色フィルタW)とが形成されている。図3に、各フィルタの特性を示す。図3に示すグラフの縦軸は透過率(%)、横軸は波長(nm)を表している。図3のグラフから分かるように、赤フィルタRは、赤色の波長帯域の光(以下「赤色光」)のみを透過させ、その他の波長帯域の光を反射又は吸収する。緑フィルタGは、緑色の波長帯域の光(以下「緑色光」)のみを透過させ、その他の波長帯域の光を反射又は吸収する。青フィルタBは、青色の波長帯域の光(以下「青色光」)のみを透過させ、その他の波長帯域の光を反射又は吸収する。また、白フィルタWは、光源から出射された光(以下「白色光」)をそのまま透過させ、如何なる波長帯域の光も反射又は吸収しない。カラーホイール2は、上記リフレクタの第2焦点近傍に配置されており、リフレクタによって集光された光が各色フィルタR、G、B及び白フィルタWに入射するようにしてある。また、カラーホイール2の中心には、不図示のモータの回転軸が直接又は間接的に連結されており、モータが駆動されると、カラーホイール2がその中心を回転中心として周方向に一定速度で回転する。この結果、リフレクタによって集光された光の光路上を色フィルタR、G、B及び白フィルタWが一定周期で横切り、光源1から出射された光(白色光)は、赤色光、緑色光、青色光、白色光に時分割で分離される。
The
再び図1を参照すると、ライトトンネル3がカラーホイール2の先に配置されている。このライトトンネル3は、内面に反射膜が蒸着されたガラス製又はプラスチック製の角筒であり、カラーホイール2によって時分割で色分離された各色光は、ライトトンネル3の一方の開口部から入射し、ライトトンネル3内を全反射しながら進行し、他方の開口部から出射する。この間、ライトトンネル3内を進行する光は、全反射を繰り返すことによって進行方向と直交する光束断面内における輝度分布の均一化が図られる。すなわち、ライトトンネル3は、いわゆるインテグレータ光学系として機能している。
Referring again to FIG. 1, the light tunnel 3 is arranged at the tip of the
本例では、電子フィルタ4として、SBGLabs社製のホログラフィック液晶を使用した。この電子フィルタ4は、図4に示すように、通常状態(OFF時)では入射した光をそのまま透過させるが、所定の電圧が印加された状態(ON時)では、特定波長の光を回折させる特性を有する。本例では、電圧印加時に回折させる特定波長が異なる一組の電子フィルタが直列に配置されている。具体的には、図5に示すように、電圧が印加されると、青色光の長波長側の端部及び緑色光の短波長側の端部の波長を回折させる特性を有する電子フィルタ4aと、緑色光の長波長側の端部及び赤色光の短波長側の端部の波長を回折させる特性を有する電子フィルタ4bとが、ライトトンネル3と反射鏡5との間に直列に配置されている。従って、図6に示すように、カラーホイール2によって緑色光が取り出されるタイミングに合わせて電子フィルタ4a及び4bに電圧を印加すれば(両電子フィルタ4a及び4bを同時にONすれば)、緑色光の両端の波長がカットされ、中心波長のみが透過するので、相対的に高色純度の緑色光が反射光5に入射する。また、青色光が取り出されるタイミングに合わせて電子フィルタ4aに電圧を印加すれば、青色光の長波長側の一部がカットされ、相対的に高色純度の青色光が反射光5に入射する。さらに、赤色光が取り出されるタイミングに合わせて電子フィルタ4bに電圧を印加すれば、赤色光の短波長側の一部がカットされ、相対的に高色純度の赤色光が反射鏡5に入射する。一方、電子フィルタ4a及び4bのいずれにも電圧を印加しなければ、カラーホイール2を透過した光がそのまま両電子フィルタ4a及び4bを透過するので、相対的に高輝度の光が反射鏡5に入射する。加えて、白色光が取り出されるタイミングに合わせて電子フィルタ4a及び4bに電圧を印加すれば、各色フィルタR、G、Bを通過した光について、赤色光と緑色光との境目及び緑色光と青色光との境目に相当する波長がカットされ、カットされずに通過したRGBが合成された白色光が得られる。また、白フィルタWを通過した光についても、そこに含まれる赤色光と緑色光との境目及び緑色光と青色光との境目に相当する波長がカットされる。従って、白フィルタWを通過した光に各色フィルタR、G、Bによって分離された赤色光、緑色光及び青色光を合成したできた白色光と、白フィルタWを通過した白色光(光源1から出射されたままの白色光)との差が小さくなる。この結果、色純度を重視する場合際にも白フィルタWを通過した光が利用可能となり、輝度を低下させることなく、色純度を向上させることができる。
In this example, a holographic liquid crystal manufactured by SBGLabs was used as the electronic filter 4. As shown in FIG. 4, the electronic filter 4 transmits incident light as it is in a normal state (when OFF), but diffracts light of a specific wavelength when a predetermined voltage is applied (when ON). Has characteristics. In this example, a set of electronic filters having different specific wavelengths that are diffracted when a voltage is applied are arranged in series. Specifically, as shown in FIG. 5, when a voltage is applied, an electronic filter 4a having a characteristic of diffracting the wavelengths of the long wavelength side end of blue light and the short wavelength side end of green light; And an electronic filter 4b having a characteristic of diffracting the wavelength of the end portion on the long wavelength side of the green light and the end portion on the short wavelength side of the red light are arranged in series between the light tunnel 3 and the reflecting mirror 5. Yes. Therefore, as shown in FIG. 6, if a voltage is applied to the electronic filters 4a and 4b at the timing when the green light is extracted by the color wheel 2 (if both the electronic filters 4a and 4b are turned on simultaneously), the green light Since the wavelengths at both ends are cut and only the center wavelength is transmitted, relatively high-purity green light is incident on the reflected light 5. If a voltage is applied to the electronic filter 4a in accordance with the timing at which the blue light is extracted, a part of the blue light on the long wavelength side is cut, and the blue light having a relatively high color purity is incident on the reflected light 5. . Furthermore, if a voltage is applied to the electronic filter 4b in accordance with the timing at which red light is extracted, a part of the short wavelength side of the red light is cut and relatively high-purity red light is incident on the reflecting mirror 5. . On the other hand, if no voltage is applied to either of the electronic filters 4a and 4b, the light transmitted through the
以上のように、カラーホイール2による色の選択タイミングに同期させて電子フィルタ4a及び4bの双方または一方を選択的にON/OFFさせることによって、1フレーム中で分光特性を変更することができる。さらに、色純度を重視の分光特性を選択した際にも輝度低下をなるべく少なくすることができる。このような高速処理が可能なのは、電子フィルタ4a、4bがポリシリコン液晶に比べて数十倍〜百倍程度の動作速度(応答速度)を有するからである。
As described above, the spectral characteristics can be changed in one frame by selectively turning ON / OFF both or one of the electronic filters 4a and 4b in synchronization with the color selection timing by the
図1に示す反射鏡5は、電子フィルタ4a、4bを透過した光を反射して反射型液晶パネル6に入射させる。反射鏡5によって反射された光は、反射型液晶パネル6の前面にほぼ均一に照射される。 The reflecting mirror 5 shown in FIG. 1 reflects the light transmitted through the electronic filters 4 a and 4 b and makes it incident on the reflective liquid crystal panel 6. The light reflected by the reflecting mirror 5 is irradiated almost uniformly on the front surface of the reflective liquid crystal panel 6.
反射型液晶パネル6は、不図示の駆動回路から出力された駆動信号に応じて、照射された光を空間的に変調し、R、G、Bの各色の画像光を形成する。具体的には、外部から入力された画像信号に応じて不図示の駆動回路から駆動信号が出力され、反射型液晶パネル6に入力される。すると、反射型液晶パネル6は、入力された駆動信号に応じて、各画素に対応するセルをON/OFFさせ、画像信号に応じた画像光を形成する。 The reflective liquid crystal panel 6 spatially modulates the irradiated light in accordance with a drive signal output from a drive circuit (not shown) to form image light of each color of R, G, and B. Specifically, a drive signal is output from a drive circuit (not shown) according to an image signal input from the outside and input to the reflective liquid crystal panel 6. Then, the reflective liquid crystal panel 6 turns on / off the cell corresponding to each pixel according to the input drive signal, and forms image light according to the image signal.
反射型液晶パネル6によって形成された各色の画像光は、投射光学系7を介して不図示のスクリーンに順次投射される。この結果、スクリーンを見ている人間の目には、残像現象によってカラー画像と認識される。 The image light of each color formed by the reflective liquid crystal panel 6 is sequentially projected onto a screen (not shown) via the projection optical system 7. As a result, the human eye looking at the screen recognizes it as a color image by the afterimage phenomenon.
(実施形態2)
以下、本発明のプロジェクタ装置の実施形態の他例を図面に基づいて説明する。図7は、本例のプロジェクタ装置の構成概略を示す模式図である。本例のプロジェクタ装置は、光源10と、インテグレータ光学系20と、偏光変換素子30と、ダイクロイックミラー40a〜40cと、電子フィルタ50、60、70と、全反射ミラー80a、80bと、透過型液晶パネル90a〜90cと、クロスダイクロイックプリズム100と、投射光学系110とを備えている。
(Embodiment 2)
Hereinafter, another example of the embodiment of the projector device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the projector apparatus of this example. The projector apparatus of this example includes a light source 10, an integrator
光源10は、図1に示す光源1と同一であり、その周囲にはリフレクタが配置されている。インテグレータ光学系20は、第1レンズアレイ20a及び第2レンズアレイ20bを有する。これら第1レンズアレイ20a及び第2レンズアレイ20bは、複数の微小な集光レンズから構成されており、第1レンズアレイ20aは、2次光源像を形成し、第2レンズアレイ20bは、第1レンズアレイ20aを構成している個々の集光レンズの像を結像する。
The light source 10 is the same as the
偏光変換素子30は、第2レンズアレイ20bを出射した光に含まれるS偏光光又はP偏光光のいずれか一方の偏光方向を回転させて、S偏光光又はP偏光光に揃える。
The
ダイクロイックミラー40aは、入射した光のうち、赤色光のみを透過させて電子フィルタ50に入射させ、他の色光を反射してダイクロイックミラー40bに入射させる。ダイクロイックミラー40bは、入射した光のうち、緑色光のみを反射して電子フィルタ60に入射させ、他の色光を透過させてダイクロイックミラー40cに入射させる。ダイクロイックミラー40cは、入射した光のうち青色光のみを反射させて電子フィルタ70に入射させる。以上によって、光源10から出射された光(白色光)は、赤色光、緑色光、青色光にそれぞれ分離され、対応する電子フィルタ50、60、70にそれぞれ入射する。
The dichroic mirror 40a transmits only red light out of the incident light and makes it enter the electronic filter 50, and reflects other color light and makes it incident on the
ダイクロイックミラー40aを透過した赤色光が入射する電子フィルタ50は、該赤色光の光路上に直列に配置された一組の電子フィルタ50a及び50bから構成されている。ダイクロイックミラー40bによって反射された緑色光が入射する電子フィルタ60は、該緑色光の光路上に直列に配置された一組の電子フィルタ60a及び60bから構成されている。さらに、ダイクロイックミラー40cによって反射された青色光が入射する電子フィルタ70は、該青色光の光路上に直列に配置された一組の電子フィルタ70a及び70bから構成されている。これら複数の電子フィルタは、通常状態(OFF時)では入射した光をそのまま透過させるが、所定の電圧が印加された状態(ON時)では、特定波長の光を回折させる特性を有する点において共通している。但し、各電子フィルタは、電圧印加時に回折させる光の波長がそれぞれ異なる。具体的には、電子フィルタ50aは、赤色光の短波長側の端部波長を回折させ、電子フィルタ50bは、赤色光の長波長側の端部波長を回折させる。また、電子フィルタ60aは、緑色光の短波長側の端部波長を回折させ、電子フィルタ60bは、緑色光の長波長側の端部波長を回折させる。さらに、電子フィルタ70aは、青色光の短波長側の端部波長を回折させ、電子フィルタ70bは、青色光の長波長側の端部波長を回折させる。従って、例えば、電子フィルタ50a及び50bに電圧を印加すれば、赤色光の短波長側及び長波長側の端部がそれぞれカットされ、中心波長のみが透過する。一方、電子フィルタ50a及び50bに電圧を印加しなければ、ダイクロイックミラー40aを透過した赤色光の全波長が電子フィルタ50a及び50bを透過する。この結果、電子フィルタ50a及び50bをONにすれば、赤色光の色純度が向上し、OFFにすれば輝度が向上する。以上のことは、緑色光及び青色光についても同様である。
The electronic filter 50 on which the red light transmitted through the dichroic mirror 40a is incident is composed of a pair of
全反射ミラー80aは、電子フィルタ50a及び50bを透過した赤色光を反射して、透過型液晶パネル90aに入射させる。また、全反射ミラー80bは、電子フィルタ70a及び70bを透過した青色光を反射して、透過型液晶パネル90cに入射させる。尚、透過型液晶パネル90bには、電子フィルタ60a及び60bを透過した緑色光がそのまま入射する。
The total reflection mirror 80a reflects the red light transmitted through the
透過型液晶パネル90a〜90cは、入射した光を画像信号に応じて空間的に変調し、各色の画像光を形成する。形成された各色の画像光は、各色ごとに予め定められているクロスダイクロイックプリズム100の所定の入射面から入射し、該プリズム100内で合成されフルカラーの画像光となって、所定の出射面から出射する。クロスダイクロイックプリズム100から出射されたフルカラーの画像光は、投射光学系110を介して不図示のスクリーン上に投射される。
The transmissive liquid crystal panels 90a to 90c spatially modulate the incident light in accordance with the image signal to form image light of each color. The formed image light of each color is incident from a predetermined incident surface of the cross
(他の実施形態)
図1に示す電子フィルタ4に替えて、図7に示す電子フィルタ50、60、70を採用することによって、緑色光のみでなく、青色光及び赤色光についても短波長側と長波長側の双方の端部をカット可能とすることができる。この場合、各色の色純度がより一層向上する。
(Other embodiments)
By adopting the
また、図1や図7に示す電子フィルタは、電圧印加時に回折可能な波長帯域を複数有し、それら異なる回折波長帯域を電気的に切り替え可能な構成を有する電子フィルタに替えることもできる。この場合、1つの電子フィルタで、2つ以上の色光の中心波長を取り出すことができるので、上記作用効果をより少ない電子フィルタによって得ることが可能となる。 Further, the electronic filter shown in FIGS. 1 and 7 can be replaced with an electronic filter having a plurality of wavelength bands that can be diffracted when a voltage is applied, and a structure in which these different diffraction wavelength bands can be electrically switched. In this case, since the central wavelength of two or more color lights can be extracted with one electronic filter, the above-described effects can be obtained with fewer electronic filters.
これまでは、空間的光変調手段が液晶パネルである場合を例にとって本発明の実施形態を説明してきたが、DMD(Digital Micro-mirror Device)を用いた空間的光変調手段やその他の手段に替えることもできる。 So far, the embodiment of the present invention has been described by taking the case where the spatial light modulation means is a liquid crystal panel as an example. However, the spatial light modulation means using DMD (Digital Micro-mirror Device) and other means are described. It can also be changed.
1、10 光源
2 カラーホイール
3 ライトトンネル
4 電子フィルタ
5 反射鏡
6 反射型液晶パネル
7、110 投射光学系
20 インテグレータ光学系
30 偏光変換素子
40 ダイクロイックミラー
50 電子フィルタ
60 電子フィルタ
70 電子フィルタ
80 全反射ミラー
90 透過型液晶パネル
100 クロスダイクロイックプリズム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記光源から前記空間的光変調手段に至る光路上に、作動状態と非作動状態とを電気的に切り替え可能であって、作動状態においては、入射した光の短波長側の一部と長波長側の一部の双方または一方を前記光路外に回折させると共に、それ以外の光を透過させ、非作動時においては、入射した光の全てを透過させる電子フィルタが設けられたプロジェクタ装置。 A light source, time-division color separation means for separating the light emitted from the light source into red light, green light, and blue light in a time-division manner, and image light by modulating each color light separated by the time-division color separation means And a projection optical system for projecting image light formed by the spatial light modulation means,
On the optical path from the light source to the spatial light modulation means, it is possible to electrically switch between the operating state and the non-operating state, and in the operating state, a part of the short wavelength side of the incident light and the long wavelength A projector device provided with an electronic filter that diffracts both or one side of the side to the outside of the optical path, transmits other light, and transmits all incident light when not in operation.
前記光源から前記空間的光変調手段に至る光路上に、作動状態と非作動状態とを電気的に切り替え可能であって、作動状態においては、入射した光の短波長側の一部と長波長側の一部の双方または一方を前記光路外に回折させると共に、それ以外の光を透過させ、非作動時においては、入射した光の全てを透過させる電子フィルタが設けられたプロジェクタ装置。 A light source, two or more color separation means for separating light emitted from the light source into red light, green light, and blue light, respectively, and modulating each color light separated by each color separation means to form image light 2 The above spatial light modulation means, a synthesis means for synthesizing image light of two or more colors formed by each spatial light modulation means, and a projection optical system for projecting the image light synthesized by the synthesis means In the projector device,
On the optical path from the light source to the spatial light modulation means, it is possible to electrically switch between the operating state and the non-operating state, and in the operating state, a part of the short wavelength side of the incident light and the long wavelength A projector device provided with an electronic filter that diffracts both or one side of the side to the outside of the optical path, transmits other light, and transmits all incident light when not in operation.
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