JP2013025247A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のプロジェクター1は、第1の光源と第2の光源とを含む光源部2と、光源部2からの光を散乱させる散乱体と、光変調素子と、第1の光源からの第1の光束を散乱体の第1の領域に照射し、第2の光源からの第2の光束を散乱体の第2の領域に照射する集光光学系と、散乱体の第1の領域からの第1の散乱光を光変調素子の第1の分割領域に照射し、散乱体の第2の領域からの第2の散乱光を光変調素子の第2の分割領域に照射する結像光学系5と、を備えている。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図9を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源部からの光を蛍光体基板に入射させた際に蛍光体基板から発せられる蛍光を表示に利用するプロジェクターの一例である。
図1は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
液晶ライトバルブ7R,液晶ライトバルブ7G,液晶ライトバルブ7Bの各々は、図9に示すように、画面を4×5個の領域に分割され、分割領域A11ないし分割領域A45毎に照明光の強度が調整される。
図3(A)に示すように、基板10には貫通孔10aが設けられており、一つの貫通孔10aの内部にレーザーダイオード11とコリメーターレンズ12とが配置されている。レーザーダイオード11は、中心波長が例えば460nmの青色光を射出するものである。ただし、後述する蛍光体を励起させることができる波長の光であれば、460nm以外の中心波長を有する青色光を射出するものであっても良い。レーザーダイオード11から射出された青色光は、コリメーターレンズ12によって平行化され、光源部2から射出される。光源部2から射出された青色光は、集光レンズ3によって集束され、蛍光体基板4上に照射される。
図6は本実施形態のプロジェクター1の駆動部30の構成を示すブロック図である。ローカルディミング機能を持たない従来のプロジェクターの場合、入力された映像信号は適当な補正処理を経て、そのまま液晶パネルドライバーに供給される。これに対して、ローカルディミング機能を有する本実施形態のプロジェクター1の場合、基本的な構成として、以下に説明するようにデジタル信号処理ブロックであるデジタル・シグナル・プロセッサー(Digital Signal Processor, 以下、DSPと略記する)などの回路が必要となる。
表示映像適応型の制御、すなわち一つの画面の中の明るい個所では光量を多くし、暗い個所では光量を少なくするような表示映像に適応した明るさ制御を行う場合について考える。最初に、分割領域毎の明るさ制御信号を決定する前に、映像全体にわたる平均の明るさ制御信号を決定する。この場合、上記で説明したように、DSP(1)32で映像信号に基づいて明るさ制御信号が決定されるが、その方法には例えば次の2通りが考えられる。
例えば0〜255の256ステップの階調数を含む映像信号を想定する。連続した映像を構成する任意の1フレームに着目した場合、そのフレームに含まれる画素データの階調数毎の出現数分布(ヒストグラム)が、図7のようになったとする。この図の場合、ヒストグラムに含まれる最も明るい階調数が190であるので、この階調数190を明るさ制御信号とする。この方法は、入力される映像信号に対し、最も忠実に明るさを表現できる方法である。
例えば映像信号の出現数分布が図8のようであった場合、ヒストグラムにおいて明るい側から10%の領域をとる。10%に相当するところの階調数が230であったとすると、この階調数230を明るさ制御信号とする。図8に示したヒストグラムのように、階調数255の近傍に突発的なピークがあった場合でも上記(a)の方法を採用すると階調数255が明るさ制御信号となる。しかしながら、この突発的なピーク部分は画面全体における情報としてはあまり意味をなしていない。これに対して、階調数230を明るさ制御信号とする本方法は、画面全体の中で情報として意味を持つ領域によって判定する方法と言うことができる。なお、上記の割合は2〜50%程度の範囲で変化させてもよい。
この場合はDSP(1)32から出力された明るさ制御信号をそのままLDドライバー34に供給すればよいため、DSP(2)33での信号処理は不要となる。この方法は映像の明るさに完全に追従する点で理想的ではあるが、映像の内容により画面の明暗が短い周期で変化することもあり、鑑賞時に余計なストレスを感じるなどの問題が発生する恐れがある。
例えばLPFによって1〜30秒以下の明るさ制御信号の変化分をカットし、その出力によって制御する。この方法によれば、細かい時間の変化分はカットされるため、上記のような短い周期での明暗の変化を避けることができる。
明るさ制御信号に所定の大きさ以上(例えば60階調以上)の変化があった場合にのみレーザーダイオード11を制御する。この方法によれば、映像のシーンの切り替わりなどのみに応じた制御を行うことができる。
使用環境や使用者の好みに応じて光源部を制御できるようにする。例えば部屋の中で映像を鑑賞する際に部屋の中でも窓際と奥側というように明るさの分布がある場合、周囲の環境が明るい側では光量が多く、暗い側では光量が少なくなるように光源部を制御する。もしくは、使用者の好みにより映像中の字幕の部分の明るさを落としたい場合、例えば字幕が表示される画面下側の領域で光量が少なくなるように光源部を制御する。この場合、使用者がコントローラーを用いて調節する構成としてもよいし、明るさセンサなどを設けて自動的に制御される構成としてもよい。ただし、この制御を行うためには、図6でDSP(1)32、DSP(2)33のような回路は不要であるが、それ以外の回路構成が必要になる。
以下、本発明の第2実施形態について、図10を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、蛍光体基板と液晶ライトバルブとの位置関係が第1実施形態と異なるのみである。
図10(A)は、本実施形態のプロジェクターにおいて、蛍光体基板から液晶ライトバルブまでの構成を示す図である。
図10(A)〜(C)において、第1実施形態の図4(A)〜(C)と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第3実施形態について、図11〜図13を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、導光ロッドアレイを装入した点が第1実施形態と異なるのみである。
図11は、本実施形態の導光ロッドアレイを示す斜視図である。
図11〜図13において、第1実施形態で用いた図面と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第4実施形態について、図14〜図16を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、導光ロッドアレイを装入した点は第3実施形態と同様である。第3実施形態と異なる点は導光ロッドアレイの光射出側に均一化板を付加したことである。
図14は、本実施形態の導光ロッドアレイの均一化板42を示す斜視図である。
図16(A)は蛍光体基板4から液晶ライトバルブ7Bまでの構成を示す側面図、図16(B)は均一化板42の光射出面において形成されるアレイ状散乱光パターンL’を示す正面図、図16(C)は液晶パネルでのアレイ状照射パターンS”を示す正面図である。図16(A)においても、見やすくするために、3個の散乱光のみを図示している。
図14〜図16において、第1実施形態で用いた図面と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第5実施形態について、図17を用いて説明する。
本実施形態は光源部から蛍光体基板までの構成の変形例を示しており、色分離光学系以降の構成は第1実施形態と同様である。したがって、本実施形態では色分離光学系以降の構成の説明を省略する。
図17は、本実施形態の光源部から蛍光体基板までの構成を示す側面図である。
図17において、第1実施形態で用いた図面と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
以下、本発明の第6実施形態について、図18を用いて説明する。
第1〜第5実施形態は蛍光体基板から発せられる蛍光を利用して表示を行うプロジェクターであったのに対し、本実施形態のプロジェクターは蛍光体基板を備えていない点で第1〜第5実施形態と異なる。
図18は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
図18において、第1実施形態で用いた図1と共通する構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
レーザーダイオード53R1から射出された第1の光束P1は,集光レンズ3によって集束され、散乱板54上の第1の領域に照射される。レーザーダイオード53R2から射出された第2の光束P2は,集光レンズ3によって集束され、散乱板54上の第1の領域とは異なる第2の領域に照射される。このとき、散乱板54からは散乱光が射出されるため、図示していないが、第1実施形態ないし第5実施形態と同様に、第1の光束P1によって形成される散乱板54上の一つの散乱光パターンL1は、第1の光束P1に比べて広がった円形の形状を呈する。同様に、第2の光束P2によって形成される散乱板54上の一つの散乱光パターンL1は、第2の光束P2に比べて広がった円形の形状を呈する。また、上述したように、複数の照射スポットは散乱板54上で互いに異なる領域に位置している。したがって、図示していないが、互いに隣り合う散乱光パターンL1同士が部分的に重なることで、輝度分布が略均一化されたアレイ状散乱光パターンLが形成される。このように輝度分布が略均一化されたアレイ状散乱光パターンが結像光学系5によって液晶パネル19上に結像されるため、液晶パネル19上のアレイ状照射パターンも輝度分布が略均一化されたものとなる。
上記の第1実施形態ないし第5実施形態では、散乱体として蛍光体層27を用い、蛍光体層27の第2の領域は蛍光体層27の第1の領域とは異なる領域とした。しかし、第1の領域の外周部と第2の領域の外周部とが互いに部分的に重なっていてもよい。この構成によれば、蛍光体基板4をさらに小型化することができる。
Claims (8)
- 第1の光源と第2の光源とを含む光源部と、
前記光源部からの光の入射に応じて散乱光を射出させる散乱体と、
前記散乱体から射出された光を変調する光変調素子と、
前記第1の光源から射出された第1の光束を前記散乱体の第1の領域に照射するとともに、前記第2の光源から射出された第2の光束を前記散乱体の第2の領域に照射する集光光学系と、
前記散乱体の前記第1の領域から射出された第1の散乱光を前記光変調素子の第1の分割領域に照射するとともに、前記散乱体の前記第2の領域から射出された第2の散乱光を前記光変調素子の第2の分割領域に照射する結像光学系と、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。 - 前記散乱体が、基板と、前記基板の一面に形成された蛍光体層と、を備えた蛍光体基板であることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。
- 前記散乱体の前記第2の領域は、前記散乱体の前記第1の領域とは異なる領域であることを特徴とする請求項2に記載のプロジェクター。
- 前記散乱体の前記第2の領域と前記散乱体の前記第1の領域とは、少なくとも部分的に互いに重なっていることを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。
- 前記結像光学系が、前記散乱体の像を前記光変調素子上にデフォーカス状態で生成することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 前記光源部は、前記第1の光源と前記第2の光源とを少なくとも含む複数の固体光源が配列された構成を有することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載のプロジェクター。
- 前記結合光学系と前記散乱体との間に設けられ、第1の導光ロッドと第2の導光ロッドとを含む導光ロッド群を備え、
前記散乱体の第1の領域から射出された前記第1の散乱光が前記第1の導光ロッドに入射し、
前記散乱体の第2の領域から射出された前記第2の散乱光が前記第2の導光ロッドに入射することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記導光ロッド群の光射出側に、前記導光ロッド群から射出された光を散乱させる散乱板を備えたことを特徴とする請求項7に記載のプロジェクター。
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