JP2008180839A - Projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はプロジェクタに関し、特に、光源からの光を遮光する遮光幕を備えたプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector, and more particularly to a projector including a light-shielding curtain that shields light from a light source.
プロジェクタは、光源からの光を映像デバイスで変調した後に、投射レンズによってスクリーン上に投射する構成を有している。従来のプロジェクタにおける、スクリーン上に投射された画像のコントラストの調整方法として、遮光幕を光源から投射レンズまでの光路中に設置してコントラストの改善を行なうシャッター装置が一般的に知られている。この遮光幕を用いて、比較的暗い画像を表示する場合には遮光幕によって光量を制限することでスクリーン上の表示画像をより暗くし、比較的明るい画像を表示する場合には遮光幕による制限を行なわないことによってスクリーン上の表示画像を明るくしている。光源には高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、LED、レーザーなどが用いられているが、特にLED、レーザーの場合は複数の光源から構成されており、複数の光の色を混色して白色光を得ている。 The projector has a configuration in which light from a light source is modulated by a video device and then projected onto a screen by a projection lens. As a method for adjusting the contrast of an image projected on a screen in a conventional projector, a shutter device that improves the contrast by installing a light-shielding curtain in the optical path from a light source to a projection lens is generally known. When a relatively dark image is displayed using this light-shielding curtain, the amount of light is limited by the light-shielding curtain to make the display image darker, and when a relatively bright image is displayed, the light-shielding curtain limits The display image on the screen is brightened by not performing the above. High pressure mercury lamps, metal halide lamps, LEDs, lasers, etc. are used as the light source. Especially, LEDs and lasers are composed of multiple light sources, and white light is obtained by mixing multiple light colors. ing.
光源の光量を制限する方法として、光源自身の光量を制限する方法が考えられるが、光源の種類によっては性能や信頼性の理由から光源自身の光量の制限が困難なことが多い。そのため、光源から投射レンズまでの光路のいずれかに遮光幕を設置することによって光量を制限する方法が一般的となっている。遮光幕は、光源から表示デバイスを経て投射レンズに照射される光量を、光線に対する遮光面積を変化させることによって制御する。しかし、光量を大きく低下させるために遮光幕による遮光面積を増やすと光線の均一性が損なわれてスクリーン上に投射する光の強さが不均一になってしまうため、スクリーン上に投射した画像に対して均一な輝度分布が得られずに部分的に輝度が落ちてしまうという問題があった。また、複数の色の光源を利用して混色することによって白色光を得るような構成を有するプロジェクタにおいて、遮光幕の遮光面積を増やすと各色の光が透過できる面積が小さくなるため、遮光しない場合と比べると、透過する各色の光の割合や分布が変化して十分に混色された白色光が得られず、スクリーン上に投射された画像に部分的な色のムラを生じたり、意図する色温度とは異なる画像になるなどの問題があった。 As a method of limiting the light amount of the light source, a method of limiting the light amount of the light source itself is conceivable. However, depending on the type of the light source, it is often difficult to limit the light amount of the light source itself for reasons of performance and reliability. Therefore, a method of limiting the amount of light by installing a light-shielding curtain in any one of the optical paths from the light source to the projection lens has become common. The light shielding curtain controls the amount of light emitted from the light source through the display device to the projection lens by changing the light shielding area with respect to the light beam. However, increasing the light-shielding area by the light-shielding curtain in order to greatly reduce the amount of light will impair the uniformity of the light and make the intensity of the light projected on the screen non-uniform. On the other hand, there is a problem that the luminance is partially lowered without obtaining a uniform luminance distribution. Also, in projectors with a configuration that obtains white light by mixing light sources of multiple colors, if the light shielding area of the light shielding curtain is increased, the area through which light of each color can be transmitted decreases, so that light is not shielded Compared to, the ratio and distribution of the light of each color to be transmitted changes, and a sufficiently mixed white light cannot be obtained, resulting in partial color unevenness in the image projected on the screen or the intended color. There was a problem such as an image different from the temperature.
これらの問題に対して、遮光幕として機能する光学絞りを投射光学系の入射瞳の位置に配置することによって、投射された光の光軸に対して垂直な面の面積が最も小さくなる位置において、不要な迷光だけを遮光して投射するように考えられたものがある(例えば、特許文献1参照)。また、2枚の遮光板を光軸を中心として相対するように配置して遮光を行なうことによって輝度ムラを低減しているものもある(例えば、特許文献2参照)。 For these problems, by placing an optical diaphragm that functions as a light-shielding curtain at the position of the entrance pupil of the projection optical system, at a position where the area of the surface perpendicular to the optical axis of the projected light is the smallest In some cases, only unnecessary stray light is projected while being blocked (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is a case where luminance unevenness is reduced by arranging two light shielding plates so as to face each other with the optical axis as a center to perform light shielding (see, for example, Patent Document 2).
しかし、特許文献1、特許文献2ともに、光源が複数の光源から構成される場合について特に考慮されておらず、そのような場合に必ずしも効果的な光量制御ができるとは限らない。
However, neither
本発明は、これらの問題を解決するためになされたもので、光源が複数の光源から構成される場合に効果的な光量制御が可能で、輝度の低い画像をスクリーン上に投射したときに、輝度ムラや色ムラの少ない画像を得ることが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve these problems. When the light source is composed of a plurality of light sources, effective light amount control is possible, and when a low-luminance image is projected on the screen, It is an object of the present invention to provide a projector capable of obtaining an image with less luminance unevenness and color unevenness.
上記の課題を解決するために、本発明によるプロジェクタは、複数の光源と、複数の光源から入射される複数の光束を単一光として射出する混色装置と、混色装置からの出射光を変調し、投射する変調・投射手段と、複数の光源と混色装置との間に配置され、光源から変調・投射手段に向かう光量を変化させる遮光幕とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a projector according to the present invention modulates light emitted from a plurality of light sources, a color mixing device that emits a plurality of light beams incident from the plurality of light sources as a single light, and light emitted from the color mixing device. And a light-shielding curtain arranged between the plurality of light sources and the color mixing device for changing the amount of light directed from the light source toward the modulation / projection means.
本発明は、請求項1に記載のように、混色装置は複数の光源から入射される複数の光束を単一光として射出し、遮光幕は複数の光源と混色装置との間に配置されているため、輝度の低い画像をスクリーン上に投射したときに、輝度ムラや色ムラの少ない画像を得ることが可能になるという効果がある。 In the present invention, the color mixing device emits a plurality of light beams incident from a plurality of light sources as a single light, and the light shielding curtain is disposed between the plurality of light sources and the color mixing device. Therefore, there is an effect that when an image with low luminance is projected on the screen, it is possible to obtain an image with less luminance unevenness and color unevenness.
本発明の実施形態について、図面に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
〈実施形態1〉
図1は、本発明の実施形態1によるプロジェクタの構成図である。図1に示すように、光源は赤色の光を発生するR光源1と、緑色の光を発生するG光源2と、青色の光を発生するB光源3とから構成され、各々の光源から混色装置4に向かって光が射出される。各光源と混色装置4との間には、R光源1からの光を遮光する第1の遮光幕であるR遮光幕5、G光源2からの光を遮光する第2の遮光幕であるG遮光幕6、B光源3からの光を遮光する第3の遮光幕であるB遮光幕7がそれぞれ配置されており、遮光幕の開閉によって各光源から射出されて遮光幕を透過する光の光量を制御している。また、映像表示デバイス9、投射レンズ10、投射レンズ11、投射レンズ12によって、変調・投射手段を構成している。
<
FIG. 1 is a configuration diagram of a projector according to
図2は、本発明の実施形態による遮光幕の構造断面図である。図2に示すように、光源から混色装置4に向かって射出される光の光路14を遮光板15で遮光する。ステー16は遮光板15を支え、軸18はステー16と台座17をつなぎ、アクチュエータ19はステー16の端部であって遮光板16と相対する端部を駆動する。アクチュエータ19を駆動することによって光路14を遮断する位置に遮光板15を移動させ、光源から射出される光量を制御することができる。
FIG. 2 is a structural cross-sectional view of a light-shielding curtain according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
混色装置4は各光源から入射される光束を単一光として射出するものである。形状は中空な多角柱の管で内面が鏡面であり、混色装置4に入射した光束は内面で反射を繰り返しながら混色され、均一な白色光となって射出される。混色装置4から射出された白色光の光束は、照明レンズ8を透過することによって平行光となって映像表示デバイス9に照射される。映像表示デバイス9は反射型の映像表示面を有しており、映像情報に基づいて入射した光束を輝度変調して投射レンズ10に向けて射出する。投射レンズ10を透過した光は、投射レンズ11および投射レンズ12を透過した後にスクリーン13上に投射されて画像を表示する。
The
スクリーン13上に輝度の低い画像を表示するときは、投射レンズ10に光源からの光の大部分を入射させないようにするために、光源からの光を映像表示デバイス9によって投射レンズ10に入射させない方向へ反射させることによって調整している。光源からの光が強くなると映像表示デバイス9によって投射レンズ10に入射させない方向へ反射させる光量が多くなるが、反射した光の一部は周辺の構造物に吸収されることなく乱反射してしまい、乱反射した光は映像情報を持たない不必要な迷光となって投射レンズ10、投射レンズ11、投射レンズ12に再入射する。この迷光は、光源からの光量が多いほど増加して本来の画像と重なってスクリーン13上に投射されるため、コントラストの劣化を招いてしまう。この問題の対策として、R光源1、G光源2、B光源3からの各光束をR遮光幕5、G遮光幕6、B遮光幕7によって制御した後に混色装置4に入射するようにしているため、映像表示デバイス9に照射される光が制限されて迷光も減少してコントラストの改善がなされている。
When displaying an image with low brightness on the
図3は従来技術におけるプロジェクタの構成図である。図3に示すような従来のプロジェクタにおいて、白色光源20から射出された白色光に対する遮光幕を、例えば照明系遮光幕21や投射系遮光幕22の位置に設置していた。このため、背景技術の欄で述べたような問題点が存在した。しかし、本発明では図1に示すように遮光幕を光源と混色装置4との間に設置している。混色装置4は各光源から入射した光を均一にする機能を持つため、光源から射出した光を遮光幕で部分的に遮光したことによって光束の断面がいびつな形状になったとしても、均一な光束を照明レンズ8に照射することができる。従って、スクリーン13上に投射された画像に対する部分的な輝度ムラや色ムラがない画像を得ることができる。
FIG. 3 is a configuration diagram of a projector in the prior art. In the conventional projector as shown in FIG. 3, the light shielding curtain for the white light emitted from the
本発明の実施形態では、R光源1、G光源2、B光源3の各々から射出される光束に対して、R遮光幕5、G遮光幕6、B遮光幕7の各々によって独立して制御することができる。その結果、スクリーン13上に投射する画像について、不必要な色の光のみの光量を小さくし、必要な色の光の光量を大きくするように遮光幕によって制御することによって、白色光を光源として制御していた従来の方法よりも効果的なコントラストの改善を行なうことが可能となる。
In the embodiment of the present invention, the light emitted from each of the
また、光源について様々な種類のデバイスが考えられるが、光源自身の発光量を変化させることは安定性や光学的な性能から困難な場合がある。しかし、本発明の実施形態によれば、遮光幕によって光源から射出される光量を制御するので、光源自身の発光量は一定に保持すればよく、そのため安定した光学性能を維持したままコントラストの改善を行なうことができる。 Various types of devices can be considered for the light source, but it may be difficult to change the light emission amount of the light source itself from the viewpoint of stability and optical performance. However, according to the embodiment of the present invention, since the amount of light emitted from the light source is controlled by the light-shielding curtain, it is only necessary to keep the light emission amount of the light source itself constant, so that the contrast is improved while maintaining stable optical performance. Can be performed.
以上のことから、遮光幕を光源と混色装置との間に設置し、さらに遮光幕を各光源に対応するようにそれぞれ配置することによって、各光源から照射される光量を独立して調整することが可能となる。その結果、安定した光学性能を維持したままコントラストの改善を行い、輝度の低い画像をスクリーン上に投射したときに、輝度ムラや色ムラの少ない画像を得ることが可能になるという効果がある。 From the above, the amount of light emitted from each light source can be adjusted independently by installing a light shielding curtain between the light source and the color mixing device, and further arranging the light shielding curtain so as to correspond to each light source. Is possible. As a result, there is an effect that when contrast is improved while maintaining stable optical performance and an image with low luminance is projected on the screen, an image with less luminance unevenness and color unevenness can be obtained.
〈実施形態2〉
図4は、本発明の実施形態2によるプロジェクタの構成図である。本発明の実施形態2の特徴は、光源と混色装置との間に遮光幕を配置し、その遮光幕は各光源から射出する光束が収束する箇所に1つのみ配置していることである。
<
FIG. 4 is a configuration diagram of a projector according to the second embodiment of the invention. A feature of the second embodiment of the present invention is that a light-shielding curtain is disposed between the light source and the color mixing device, and only one light-shielding curtain is disposed at a location where light beams emitted from the respective light sources converge.
図4に示すように、光源は赤色の光を発生するR光源1と、緑色の光を発生するG光源2と、青色の光を発生するB光源3とから構成され、各々の光源から混色装置4に向かって光が射出される。各光源と混色装置4との間には、各光源から射出する光束が収束する箇所に遮光幕24を配置し、1つの遮光幕24の開閉によって各光源から射出されて遮光幕を透過する光の光量を制御している。なお、混色装置4から射出された光がスクリーン13上に投射されるまでの過程については、実施形態1と同様である。
As shown in FIG. 4, the light source is composed of an R
以上のことから、光源と混色装置との間に1つの遮光幕を設置することによって、よりコストを下げてコントラストの改善を行なうことが可能となる。また、輝度の低い画像をスクリーン上に投射したときに、輝度ムラや色ムラの少ない画像を得ることが可能になるという効果がある。 From the above, it is possible to further reduce the cost and improve the contrast by installing one light-shielding curtain between the light source and the color mixing device. In addition, there is an effect that when an image with low luminance is projected on the screen, an image with less luminance unevenness and color unevenness can be obtained.
〈実施形態3〉
図5は、本発明の実施形態3によるプロジェクタの構成図である。本発明の実施形態3の特徴は、光源と混色装置との間に遮光幕を配置し、その遮光幕は複数の光源の各々ごとに対応して配置していることである。
<
FIG. 5 is a configuration diagram of a projector according to the third embodiment of the present invention. A feature of
図5に示すように、光源は波長Aの光を発生するA光源25と、波長Bの光を発生するB光源26と、波長Cの光を発生するC光源27と、波長Dの光を発生するD光源28とから構成され、各々の光源から混色装置4に向かって光が射出される。このように、任意の波長の光を発生する複数の光源を用いることによって、スクリーン13上に投射する画像の色再現範囲を広げることが可能である。各光源と混色装置4との間には、A光源25からの光を遮光するA遮光幕29と、B光源26からの光を遮光するB遮光幕30と、C光源27からの光を遮光するC遮光幕31と、D光源28からの光を遮光するD遮光幕とをそれぞれ配置し、各遮光幕を開閉することによって各光源から射出されて遮光幕を透過する光の光量を制御している。なお、混色装置4から射出された光がスクリーン13上に投射されるまでの過程については、実施形態1と同様である。
As shown in FIG. 5, the light source is an A
以上のことから、光源と混色装置との間に任意の波長の光を発生する複数の光源ごとに対応して複数の遮光幕を配置することによって、各光源に対して独立して光量の制御をすることが可能となる。従って、輝度の低い画像をスクリーン上に投射したときに、色再現性を保ったまま輝度ムラや色ムラの少ない画像を得ることが可能になるという効果がある。 Based on the above, by arranging a plurality of light-shielding curtains corresponding to a plurality of light sources that generate light of an arbitrary wavelength between the light source and the color mixing device, the light amount can be controlled independently for each light source. It becomes possible to do. Therefore, when an image with low luminance is projected on the screen, it is possible to obtain an image with little luminance unevenness and color unevenness while maintaining color reproducibility.
〈実施形態4〉
図6は、本発明の実施形態4によるプロジェクタの構成図である。本発明の実施形態4の特徴は、光源と混色装置との間に遮光幕を配置し、その遮光幕は複数の光源のうちの任意の数の光源ごとに対応して配置していることである。
<
FIG. 6 is a configuration diagram of a projector according to
図6に示すように、光源は波長Eの光を発生するE光源33と、波長Fの光を発生するF光源34と、波長Gの光を発生するG光源35と、波長Hの光を発生するH光源36とから構成され、各々の光源から混色装置4に向かって光が射出される。このように、任意の波長の光を発生する複数の光源を用いることによって、スクリーン13上に投射する画像の色再現範囲を広げることが可能である。各光源と混色装置4との間には、E光源33とF光源34とからの光を遮光するために両光源の光路中にEF遮光幕37を配置し、G光源35とH光源36とからの光を遮光するために両光源の光路中にGH遮光幕38を設置しており、各遮光幕を開閉することによって各光源から射出されて遮光幕を透過する光の光量を制御している。なお、混色装置4から射出された光がスクリーン13上に投射されるまでの過程については実施形態1と同様である。
As shown in FIG. 6, the light source is an E
また、例えばレーザを光源とした場合、複数の光源からの光を光ファイバーを用いることによって1つの遮光幕に投射することが可能となる。そして、各光源からの光を組み合わせることによって、任意の波長の光を射出する光源と等価な光源を作り出すことができる。このように、複数の任意の波長の光の各々ごとに対応して遮光幕を配置することによって独立して光量の制御を行なうことができる。 For example, when a laser is used as a light source, light from a plurality of light sources can be projected onto one light shielding curtain by using an optical fiber. A light source equivalent to a light source that emits light of an arbitrary wavelength can be created by combining light from each light source. As described above, the light quantity can be controlled independently by arranging the light-shielding curtain corresponding to each of a plurality of light beams having an arbitrary wavelength.
以上のことから、光源と混色装置との間に任意の波長の光を発生する複数の光源のうちの任意の光源ごとに対応して複数の遮光幕を配置することによって、それぞれ独立して光量の制御を行なうことが可能となる。従って、輝度の低い画像をスクリーン上に投射したときに、色再現範囲を広げて輝度ムラや色ムラの少ない画像を得ることが可能になるという効果がある。 From the above, by arranging a plurality of light-shielding curtains corresponding to each arbitrary light source among a plurality of light sources that generate light of an arbitrary wavelength between the light source and the color mixing device, the light quantity can be independently obtained. Can be controlled. Therefore, when an image with low luminance is projected on the screen, it is possible to widen the color reproduction range and obtain an image with less luminance unevenness and color unevenness.
1 R光源、2 G光源、3 B光源、4 混色装置、5 R遮光幕、6 G遮光幕、7 B遮光幕、8 照明レンズ、9 映像表示デバイス、10 投射レンズ、11 投射レンズ、12 投射レンズ、13 スクリーン、14 光路、15 遮光板、16 ステー、17 台座、18 軸、19 アクチュエータ、20 白色光源、21 照明系遮光幕、22 投射系遮光幕、23 集光レンズ、24 遮光幕、25 A光源、26 B光源、27 C光源、28 D光源、29 A遮光幕、30 B遮光幕、31 C遮光幕、32 D遮光幕、33 E光源、34 F光源、35 G光源、36 H光源、37 EF遮光幕、38 GH遮光幕。
1 R light source, 2 G light source, 3 B light source, 4 color mixing device, 5 R light shielding curtain, 6 G light shielding curtain, 7 B light shielding curtain, 8 illumination lens, 9 video display device, 10 projection lens, 11 projection lens, 12 projection Lens, 13 screen, 14 optical path, 15 light shielding plate, 16 stay, 17 pedestal, 18 axis, 19 actuator, 20 white light source, 21 illumination system light shielding curtain, 22 projection system light shielding curtain, 23 condenser lens, 24 light shielding curtain, 25 A light source, 26 B light source, 27 C light source, 28 D light source, 29 A light shielding curtain, 30 B light shielding curtain, 31 C light shielding curtain, 32 D light shielding curtain, 33 E light source, 34 F light source, 35 G light source, 36 H
Claims (5)
前記複数の光源から入射される複数の光束を単一光として射出する混色装置と、
前記混色装置からの出射光を変調し、投射する変調・投射手段と、
前記複数の光源と前記混色装置との間に配置され、前記光源から前記変調・投射手段に向かう光量を変化させる遮光幕と、
を備えることを特徴とする、プロジェクタ。 Multiple light sources;
A color mixing device that emits a plurality of light beams incident from the plurality of light sources as a single light;
Modulation / projection means for modulating and projecting light emitted from the color mixing device;
A light-shielding curtain that is arranged between the plurality of light sources and the color mixing device, and changes the amount of light directed from the light sources toward the modulation / projection means;
A projector comprising:
前記遮光幕は、前記R光源に対応する第1の遮光幕と、前記G光源に対応する第2の遮光幕と、前記B光源に対応する第3の遮光幕とを備えることを特徴とする、請求項1に記載のプロジェクタ。 The plurality of light sources include an R light source, a G light source, and a B light source,
The light-shielding curtain includes a first light-shielding curtain corresponding to the R light source, a second light-shielding curtain corresponding to the G light source, and a third light-shielding curtain corresponding to the B light source. The projector according to claim 1.
前記遮光幕は、各々の光源から射出する光束が収束する箇所に配置された一の遮光幕を備えることを特徴とする、請求項1に記載のプロジェクタ。 The plurality of light sources include an R light source, a G light source, and a B light source,
The projector according to claim 1, wherein the light-shielding curtain includes one light-shielding curtain disposed at a location where light beams emitted from the respective light sources converge.
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