JP2006053509A - プロジェクター装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数の使用態様において良好なコントラスト比が得られるプロジェクターを提供する
【解決手段】
本発明のプロジェクターは、光源、投影レンズ、結像ユニット、及び光束遮断モジュールを有し、結像ユニットは、色生成手段とライトバルブを含む。照明光は色生成手段に照射すると、色生成手段は照明光を複数の異なる色の光束に分解する。分解された光束は光束遮断モジュールに照射し、光束遮断モジュールは色生成手段の状態に応じて所定の時間内に通過する照明光を遮断する。遮断されていない光束は、ライトバルブにより映像に変換され、投影レンズによりスクリーンSへ投影され、映像が形成される。光束遮断モジュールを設けることにより、複数の使用態様にわたって高いコントラスト比が得られる。
【選択図】図3
【解決手段】
本発明のプロジェクターは、光源、投影レンズ、結像ユニット、及び光束遮断モジュールを有し、結像ユニットは、色生成手段とライトバルブを含む。照明光は色生成手段に照射すると、色生成手段は照明光を複数の異なる色の光束に分解する。分解された光束は光束遮断モジュールに照射し、光束遮断モジュールは色生成手段の状態に応じて所定の時間内に通過する照明光を遮断する。遮断されていない光束は、ライトバルブにより映像に変換され、投影レンズによりスクリーンSへ投影され、映像が形成される。光束遮断モジュールを設けることにより、複数の使用態様にわたって高いコントラスト比が得られる。
【選択図】図3
Description
本発明はプロジェクターに関し、特に、複数の使用態様において良好な映像コントラスト比を維持することができるプロジェクターに関する。
近年、大きくて重いCRT(Cathode Ray Tube)プロジェクターは、液晶プロジェクターやDLP(Digital Light Processing)プロジェクターに取って代わられつつある。これら新しいプロジェクターは薄くて軽く、可撓性を有し、また、直接ディジタル製品と接続して映像を投写することができる。低価格化及び多機能化につれて、これらのプロジェクターは、会社や学校、及びほかの公共的場所でプレゼンテーションに使用される他に、その用途は一般家庭にも拡大されつつ、例えば、映画観賞などに用いられている。
プロジェクターは、プレゼンテーションに用いる場合に、高い輝度が要求され、映画観賞に用いる場合に、高い色飽和度が要求される。そのため、高い輝度と高い飽和度両方の要求を満たすプロジェクターは、今後研究開発の傾向である。
図1は、従来の単板式ライトバルブ・プロジェクターの構成を示す概略図である。
図1に示すように、従来のプロジェクター100は、光束112を発する光源110、投影レンズ120、結像ユニット130、及び制御ユニット150を備えている。結像ユニット130は、光源110と投影レンズ120の間に設けられる。従来の結像ユニット130は、カラー・ホイール132及びディジタル・マイクロミラ・デバイス(DMD)134からなる。制御ユニット150は、カラー・ホイール駆動部156及びDMD駆動部152を含み、カラー・ホイール駆動部156はカラー・ホイール132と電気的に接続され、DMD駆動部152はディジタル・マイクロミラ・デバイス134と電気的に接続され、134カラー・ホイール132とディジタル・マイクロミラ・デバイス134とを制御する。
光源110からの光束112は、結像ユニット130におけるカラー・ホイール132に入射し、カラー・ホイール132は、制御ユニット150におけるカラー・ホイール駆動部156に制御され動作し、光束112を順次色の異なる光束に分解する。続いて、これら色の異なる光束112は順次ディジタル・マイクロミラ・デバイス134に入射する。ディジタル・マイクロミラ・デバイス134は、複数の画素ユニットを有し、これら画素ユニットはDMD駆動部152に制御され、ON状態又はOFF状態に設定される。ON状態の画素ユニットは、光束112を投影レンズ120へ反射し、OFF状態の画素ユニットは、光束112は投影レンズ120へ入射しないように光束112を偏向させる。投影レンズ120は、ディジタル・マイクロミラ・デバイス134により処理された光束をスクリーンSへ投影し、映像を形成する。
上記のように、従来のプロジェクター100は、赤色フィルタ(R)、緑色フィルタ(G)と青色フィルタ(B)からなるカラー・ホイール132を採用している。しかし、隣接するフィルタの間に光が散乱され、これにより、スクリーンSに形成された映像の色飽和度が低下する。また、黒画面の場合(即ち、ディジタル・マイクロミラ・デバイス134のすべての画素ユニットがOFF状態にある)であっても、散乱光が存在するので、画像のコントラスト比が低下する。
映像の輝度を高め、プロジェクター100に高輝度及び高飽和度の特性を持たせるために、従来は、カラー・ホイール132において、赤色フィルタ(R)、緑色フィルタ(G)と青色フィルタ(B)に加えて、白色フィルタ(W)を設け、映像の輝度を高める。しかし、この場合は、映像の色飽和度が低下する。そこで、高い色飽和度が要求される場合は、DMD駆動部152は白色フィルタを透過した光束の全部又は一部を処理せず、若しくは、各色のフィルタを透過した光束の全部又は一部を処理せず、飽和度を向上させる方法が採用された。この場合は、高輝度状態で、白画面の輝度はR、G、B、W光束により決められ、黒画面の輝度はR、G、B、W光束の散乱光により決められ、高飽和度状態で、白画面の輝度はR、G、B光束により決められ、黒画面の輝度はR、G、B、Wの光束の散乱光により決められる。従って、高飽和度の状態で、白画面の輝度は低く、黒画面の場合、W光束の散乱光が依然存在し、黒画面の輝度は変わっていない。従って、高飽和度の状態では、コントラスト比は低下する。
図2は、従来のプロジェクター100による映像の特性を示すテーブルである。
即ち、従来のプロジェクターは、例えば、高輝度、高飽和度など複数の使用態様にわたって、同時に良好なコントラスト比を維持することができない。
本発明の目的は、複数の使用態様において良好なコントラスト比が得られるプロジェクターを提供することにある。
本発明の第1の観点のプロジェクターは、照明光を発する光源と、前記照明光を前記スクリーンへ投射する投影レンズと、前記光源と前記投影レンズの間に設けられる結像ユニットと、前記光源と前記スクリーンの間に設けられ、前記照明光の光路に設置可能な光束遮断モジュールとを有し、前記結像ユニットは、色生成手段と、ライトバルブとを含み、前記光束遮断モジュールは、前記照明光の光路に設置された場合に、前記色生成手段の状態に応じて所定の時間内に前記照明光を遮断する。
一実施形態として、前記色生成手段は、カラー・ホイールを含み、前記カラー・ホイールは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び青色フィルタを含み、或いは、前記カラー・ホイールは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、及び白色フィルタを含む。
また、一実施形態として、前記色生成手段は、カラー・ドラムを含み、前記カラー・ドラムは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び青色フィルタを含み、或いは、前記カラー・ドラムは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、及び白色フィルタを含む。
また、一実施形態として、前記光束遮断モジュールは、前記色生成手段の近傍に配置され、前記色生成手段の状態を測定する光センサーと、前記光源と前記スクリーンの間に設けられる光束遮断ユニットと、前記光束遮断ユニットを前記照明光の光路に設置し、または、前記光束遮断ユニットを前記照明光の光路から離れさせる駆動部とを有する。
当該光束遮断ユニットは前記光源と前記結像ユニットの間に設けられ、或いは、前記結像ユニットに設けられ、或いは、前記結像ユニットと前記投影レンズの間に設けられ、或いは、前記投影レンズに設けられ、或いは、前記投影レンズと前記スクリーンの間に設けられる。
前記プロジェクターは、前記色生成手段、前記ライトバルブ、及び前記光束遮断モジュールが同期に動作するように制御を行う制御ユニットをさらに有する。
或いは、前記プロジェクターは、前記ライトバルブを制御する第1の制御部と、前記光束遮断ユニットを制御する第2の制御部と、前記色生成手段を制御する第3の制御部と を備える制御ユニットを更に有し、当該第1の制御部、第2の制御部、及び第3の制御部は、前記色生成手段、前記ライトバルブ、及び前記光束遮断モジュールが同期に動作するように制御を行う。
本発明の第2の観点のプロジェクターは、第1のモードと第2のモードで動作可能であり、スクリーン上に映像を投写するプロジェクターであって、照明光を発する光源と、前記照明光を前記スクリーンへ投射する投影レンズと、前記光源と前記投影レンズの間に設けられる結像ユニットと、前記光源と前記スクリーンの間に設けられ、前記照明光の光路に設置可能な光束遮断モジュールとを有し、前記結像ユニットは、色生成手段と、ライトバルブとを含み、前記第1のモードにおいて、前記光束遮断モジュールは前記照明光の光路に設置され、所定の時間内に前記照明光を遮断し、前記第2のモードにおいて、前記光束遮断モジュールは前記照明光の光路に設置されていない。
例えば、前記第1のモードは、高飽和度モードであり、前記第2のモードは、高輝度モードである。
本発明のプロジェクターにおいて、光路に設置可能な光束遮断モジュールを設けることにより、当該光束遮断モジュールは色生成手段の状態に応じて所定の時間内に照明光を遮断する。その結果、本発明のプロジェクターは、複数の使用態様で高いコントラスト比が得られる。
次に、添付した図面を参照しながら、本発明の音声出力装置の実施形態を説明する。
図3は本発明の実施形態に係る単板式ライトバルブ・プロジェクターの構成を示す概略図である。
図3に示すように、本発明の実施形態に係るプロジェクター200は、照明光212を発する光源210、照明光212をスクリーンSへ投射する投影レンズ220、光源210と投影レンズ220の間に設けられる結像ユニット230、及び光束遮断モジュール240を有する。
本実施形態において、結像ユニット230は、色生成手段232と、色生成手段232の後方に設けられているライトバルブ234を含む。光束遮断モジュール240は、光源210とスクリーンSの間に設けられ、照明光212の光路に設置し、また、外すことができるように構成されている。光束遮断モジュール240は、照明光212の光路に設置された場合に、色生成手段232の状態に応じて所定の時間内に照明光212を遮断する。
例えば、色生成手段232は、カラー・ホイール或いはカラー・ドラムを含む。図3においては、カラー・ホイールが用いられている。例えば、当該カラー・ホイールは、赤色(R)フィルタ、緑色(G)フィルタ、及び青色(B)フィルタを有する。或いは、当該カラー・ホイールは、赤色(R)フィルタ、緑色(G)フィルタ、青色(B)フィルタ、及び白色(W)フィルタを有する。さらに、当該カラー・ホイールは、黄色(Y)フィルタ、マゼンタ(M)フィルタ、及びシアン(C)フィルタを有し、また、黄色(Y)フィルタ、マゼンタ(M)フィルタ、シアン(C)フィルタ、及び白色(W)フィルタを有しても良い。
また、本実施形態において、光束遮断モジュール240は、色生成手段232の近傍に配置され、色生成手段232の状態を測定する光センサー242、光源210とスクリーンSの間に設けられる光束遮断ユニット244、及び光束遮断ユニット244を照明光212の光路に設置し、または、光束遮断ユニット244を照明光の光路から離れさせる駆動部246を有する。
光束遮断ユニット244は、例えば、金属片、或いは、表面に黒塗りされた板状部材であり、照明光212を反射又は吸収する。駆動部246は、例えば、モータ、或いは、磁性スイッチである。
図5A〜図5Dは、本発明の実施形態に係るプロジェクター200の概略構成図であり、光束遮断ユニット244の配置例を示す。
図3において、光束遮断ユニット244は結像ユニット230に設けられている。また、図5A〜図5Dに示すように、光束遮断ユニット244は、光源210とスクリーンSの間に他の場所に配置されても良い。
図5Aにおいて、光束遮断ユニット244は光源210と結像ユニット230の間に設けられ、具体的に、光源210と色生成手段232の間に設けられている。
図5Bにおいて、光束遮断ユニット244は結像ユニット230と投影レンズ220の間に設けられ、具体的に、ライトバルブ234と投影レンズ220の間に設けられている。
図5Cにおいて、光束遮断ユニット244は投影レンズ220の中に設けられている。
図5Dにおいて、光束遮断ユニット244は投影レンズ220とスクリーンSの間に設けられている。
再び図3を参照し、プロジェクター200は制御ユニット250をさらに備え、当該制御ユニット250は、色生成手段232、ライトバルブ234、及び光束遮断モジュール240が同期に動作するように制御を行う。
制御ユニット250は、例えば、回路ボードであり、ライトバルブ234を制御する制御部252、光束遮断ユニット244を制御する制御部254、及び色生成手段232を制御する制御部256を備える。制御部252、254及び256は、ライトバルブ234、光束遮断ユニット244、及び色生成手段232と電気的に接続し、ライトバルブ234、光束遮断モジュール240(光束遮断ユニット244)、及び色生成手段232が同期に動作するように制御を行う。
図4は、色生成手段232を示す図である。図4は図3における線I−Iに沿ったプロジェクター200の断面図である。
図3において光束遮断モジュール240は照明光212の光路に設置されると、照明光212は、結像ユニット230における色生成手段232に照射する。ここで、色生成手段232は、赤色(R)フィルタ、緑色(G)フィルタ、青色(B)フィルタ、及び白色(W)フィルタを有するカラー・ホイールであるとする。当該カラー・ホイールは、制御ユニット250における駆動部256に制御され動作し、光束212を順次赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)色の光束に分解する。
また、色生成手段232の近傍に配置された光センサー242は、色生成手段232の状態を測定し、色生成手段232の状態を示す同期信号を制御ユニット250に送る。
続いて、分解された異なる色の光束212は、光束遮断ユニット244を照射する。このとき、制御ユニット250は、光センサー242から送られた同期信号に応じて、制御部254により駆動部246を制御し、光束遮断ユニット244を制御して所定の時間内に通過する照明光212を遮断する。
本実施形態において、例えば、白色(W)フィルタを通過する光束を遮断する、或いは、隣接するフィルタの間の領域Eに生じた散乱光を遮断し、映像の色飽和度を向上する。また、白色(W)フィルタを通過する光束と領域Eに生じた散乱光を同時に遮断し、映像の色飽和度及びコントラスト比を向上する。
続いて、遮断されていない光束は、ライトバルブ234に入射する。例えば、ライトバルブ234は液晶表示装置、或いは、ディジタル・マイクロミラ・デバイス(DMD)、或いは、反射型液晶LCOS(Liquid Crystal on Silicon)表示装置である。本実施形態において、ライトバルブ234は、複数の画素ユニットを有するディジタル・マイクロミラ・デバイス(DMD)であるとする。
ライトバルブ234における複数の画素ユニットは、制御部252により制御され、ON状態又はOFF状態に設定される。ON状態の画素ユニットは、各色の光束212を投影レンズ220へ反射し、OFF状態の画素ユニットは、光束212は投影レンズ220へ入射しないように光束212を偏向させる。そして、投影レンズ220は、ライトバルブ234により処理された光束をスクリーンSへ投影し、映像を形成する。
光束遮断ユニット244は、照明光212の光路から離れると、映像はスクリーンS上に現れる。
比較として、図1に示す従来のプロジェクター100において、光源110からの光束112はカラー・ホイール132に入射し、カラー・ホイール132は制御ユニット150におけるカラー・ホイール駆動部156に制御され、光束112を順次色の異なる光束に分解し、これらの光束112は順次ディジタル・マイクロミラ・デバイス134に入射する。ディジタル・マイクロミラ・デバイス134における複数の画素ユニットは、DMD駆動部152に制御され、ON状態又はOFF状態に設定される。ON状態の画素ユニットは、光束112を投影レンズ120へ反射し、OFF状態の画素ユニットは、光束112は投影レンズ120へ入射しないように光束112を偏向させる。投影レンズ120は、ディジタル・マイクロミラ・デバイス134により処理された光束をスクリーンSへ投影し、映像を形成する。
本実施形態のプロジェクター200は、光束遮断モジュール240を設けることにより、複数の使用態様で(例えば、プレゼンテーションに適した高輝度モードや、映画観賞に適した高飽和度モードなど)、高いコントラスト比が得られる。
例えば、高輝度が要求されるときは(高輝度モード)、光束遮断ユニット244を照明光212の光路以外に設置し、赤、緑、青、白色の光束を全部通過させ、スクリーンS上の映像の輝度を高める。
また、高色飽和度が要求されるときは(高飽和度モード)、光束遮断ユニット244を照明光212の光路に設置し、所定の時間内に通過する照明光を遮断する。例えば、白色(W)フィルタを通過する光束と隣接するフィルタの間の領域Eに生じた散乱光を同時に遮断する。これにより、映像は赤色、緑色、青色のみにより形成され、映像の色飽和度が向上される。なお、このモードでは、白画面の輝度は若干下がるものの、領域Eに生じた散乱光が遮断されたので、黒画面の輝度も下がり、良好なコントラスト比を維持することができる。
図6は、本実施形態に係るプロジェクター200による映像の特性を示すテーブルである。
本発明により、光路に設置可能な光束遮断モジュールを設けることにより、当該光束遮断モジュールは生成手段の状態に応じて所定の時間内に照明光を遮断する。その結果、本発明のプロジェクターは、複数の動作モードで高いコントラスト比が得られる。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら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。
100、200 プロジェクター
110、210 光源
112、212 照明光
120、220 投影レンズ
130、230 結像ユニット
132 カラー・ホイール
134 ディジタル・マイクロミラ・デバイス(DMD)
150、250 制御ユニット
232 色生成手段
234 ライトバルブ
240 光束遮断モジュール
242 光センサー
244 光束遮断ユニット244
246 駆動部
252、254、256 制御部
S スクリーン
110、210 光源
112、212 照明光
120、220 投影レンズ
130、230 結像ユニット
132 カラー・ホイール
134 ディジタル・マイクロミラ・デバイス(DMD)
150、250 制御ユニット
232 色生成手段
234 ライトバルブ
240 光束遮断モジュール
242 光センサー
244 光束遮断ユニット244
246 駆動部
252、254、256 制御部
S スクリーン
Claims (18)
- スクリーン上に映像を投写するプロジェクターであって、
照明光を発する光源と、
前記照明光を前記スクリーンへ投射する投影レンズと、
前記光源と前記投影レンズの間に設けられる結像ユニットと、
前記光源と前記スクリーンの間に設けられ、前記照明光の光路に設置可能な光束遮断モジュールと
を有し、
前記結像ユニットは、色生成手段と、ライトバルブとを含み、
前記光束遮断モジュールは、前記照明光の光路に設置された場合に、前記色生成手段の状態に応じて所定の時間内に前記照明光を遮断する
プロジェクター。 - 前記光束遮断モジュールは、
前記色生成手段の近傍に配置され、前記色生成手段の状態を測定する光センサーと、
前記光源と前記スクリーンの間に設けられる光束遮断ユニットと、
前記光束遮断ユニットを前記照明光の光路に設置し、または、前記光束遮断ユニットを前記照明光の光路から離れさせる駆動部と
を有する
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記光束遮断ユニットは、前記光源と前記結像ユニットの間に設けられる
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記光束遮断ユニットは、前記結像ユニットに設けられる
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記光束遮断ユニットは、前記結像ユニットと前記投影レンズの間に設けられる
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記光束遮断ユニットは、前記投影レンズに設けられる
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記光束遮断ユニットは、前記投影レンズと前記スクリーンの間に設けられる
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記色生成手段、前記ライトバルブ、及び前記光束遮断モジュールが同期に動作するように制御を行う制御ユニットをさらに有する
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記ライトバルブを制御する第1の制御部と、
前記光束遮断ユニットを制御する第2の制御部と、
前記色生成手段を制御する第3の制御部と
を備える制御ユニットを更に有し、
当該第1の制御部、第2の制御部、第3の制御部は、前記色生成手段、前記ライトバルブ、及び前記光束遮断モジュールが同期に動作するように制御を行う
請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記色生成手段は、カラー・ホイールを含む
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記カラー・ホイールは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び青色フィルタを含む
請求項10に記載のプロジェクター。 - 前記カラー・ホイールは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、及び白色フィルタを含む
請求項10に記載のプロジェクター。 - 前記色生成手段は、カラー・ドラムを含む
請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記カラー・ドラムは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、及び青色フィルタを含む
請求項13に記載のプロジェクター。 - 前記カラー・ドラムは、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ、及び白色フィルタを含む
請求項13に記載のプロジェクター。 - 第1のモードと第2のモードで動作可能であり、スクリーン上に映像を投写するプロジェクターであって、
照明光を発する光源と、
前記照明光を前記スクリーンへ投射する投影レンズと、
前記光源と前記投影レンズの間に設けられる結像ユニットと、
前記光源と前記スクリーンの間に設けられ、前記照明光の光路に設置可能な光束遮断モジュールと
を有し、
前記結像ユニットは、色生成手段と、ライトバルブとを含み、
前記第1のモードにおいて、前記光束遮断モジュールは前記照明光の光路に設置され、所定の時間内に前記照明光を遮断し、
前記第2のモードにおいて、前記光束遮断モジュールは前記照明光の光路に設置されていない
プロジェクター。 - 前記光束遮断モジュールは、
前記色生成手段の近傍に配置され、前記色生成手段の状態を測定する光センサーと、
前記光源と前記スクリーンの間に設けられる光束遮断ユニットと、
前記光束遮断ユニットを前記照明光の光路に設置し、または、前記光束遮断ユニットを前記照明光の光路から離れさせる駆動部と
を有する
請求項16に記載のプロジェクター。 - 前記第1のモードは、高飽和度モードであり、
前記第2のモードは、高輝度モードである
請求項16に記載のプロジェクター。
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|---|
WO2010050669A1 (en) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for providing user interface using dmd and dlp display apparatus using the method |
KR101614662B1 (ko) | 2009-03-12 | 2016-04-21 | 가시오게산키 가부시키가이샤 | 발생하는 열의 영향을 고려한 광원을 구비한 투영장치 및 투영방법 |
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2004
- 2004-08-10 TW TW93123882A patent/TWI243275B/zh not_active IP Right Cessation
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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