JP2019184823A - Projection type video display device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、例えばプロジェクタ等の投写型映像表示装置に関する。 The present disclosure relates to a projection display apparatus such as a projector.
特許文献1のプロジェクタは、
(1)少なくとも赤、緑、青の光を発する光源と、
(2)前記光源から赤、緑、青の3成分に分離する光分離手段と、
(3)緑色光の光路中に挿入され、緑色の画像情報により輝度変調される第1の液晶パネルと、
(4)赤色光及び青色光の光路中に挿入され、赤色及び青色の画像情報により輝度変調される第2の液晶パネルと、
(5)前記第1及び第2液晶パネルを透過した光を合成する光合成手段と、
(6)前記光合成手段により合成した光をスクリーン上に投写する投写手段と、
を備える。
The projector of
(1) a light source emitting at least red, green and blue light;
(2) light separating means for separating the light source into three components of red, green, and blue;
(3) a first liquid crystal panel that is inserted into an optical path of green light and whose luminance is modulated by green image information;
(4) a second liquid crystal panel that is inserted into the optical path of red light and blue light, and whose luminance is modulated by red and blue image information;
(5) light combining means for combining light transmitted through the first and second liquid crystal panels;
(6) projection means for projecting the light synthesized by the light synthesis means on a screen;
Is provided.
従って、特許文献1のプロジェクタによれば、大幅な画質劣化を招くことなく、光学系を簡単かつ安価に構成することができる。
Therefore, according to the projector of
しかしながら、特許文献1のプロジェクタでは、第2の液晶パネルにて、赤色光と青色光のそれぞれを独立して輝度変調する必要があるため、赤色光と青色光の画素数が半分になり、その分の輝度損失が大きくなるため、効率的ではない。
However, in the projector of
本開示の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して輝度損失を軽減して効率的な投写型映像表示装置を提供することにある。 An object of the present disclosure is to solve the above-described problems and to provide an efficient projection-type image display apparatus that reduces luminance loss as compared with the prior art.
本開示の一態様に係る投写型映像表示装置は、
赤色、緑色、青色から選択された2つの色の波長帯域を有する第1成分光と、前記第1成分光と共通の波長帯域及び前記第1成分光と異なる波長帯域を有する第2の成分光とを時分割で発光する光源部と、
前記光源部からの第1成分光と第2成分光をそれぞれ所定の2つの波長帯域に色分離する色分離部と、
前記色分離部により色分離された第1成分光のうち第2成分光と共通の波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力し、前記色分離部により色分離された第2成分光のうち第1成分光と共通の波長帯域となる成分光を、前記波長帯域に該当する画素情報又は前記波長帯域と少なくとももう1つの波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力する第1の映像表示素子と、
第1成分光のうち第2成分光と異なる波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力し、第2成分光のうち第1成分光と異なる波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力する第2の映像表示素子と、
前記第1の映像表示素子からの光と、前記第2の映像表示素子からの光とを合成して、合成光を出力する光合成部と、
前記光合成部で合成した合成光をスクリーンに投写する投写部と
を備える。
A projection display apparatus according to an aspect of the present disclosure is provided.
A first component light having a wavelength band of two colors selected from red, green, and blue, and a second component light having a wavelength band common to the first component light and a wavelength band different from the first component light A light source unit that emits light in a time-sharing manner,
A color separation unit for color-separating the first component light and the second component light from the light source unit respectively into two predetermined wavelength bands;
Out of the first component light color-separated by the color separation unit, the component light having the same wavelength band as the second component light is subjected to luminance modulation according to the pixel information corresponding to the wavelength band, and the light after luminance modulation is output. The component light having a wavelength band common to the first component light among the second component light color-separated by the color separation unit is converted to pixel information corresponding to the wavelength band or the wavelength band and at least another wavelength. A first image display element that performs luminance modulation in accordance with pixel information corresponding to a band and outputs light after luminance modulation;
Of the first component light, the component light having a wavelength band different from that of the second component light is subjected to luminance modulation according to the pixel information corresponding to the wavelength band, and the light after luminance modulation is output. A second video display element for performing luminance modulation on component light having a wavelength band different from the component light according to pixel information corresponding to the wavelength band and outputting light after luminance modulation;
A light combining unit that combines the light from the first video display element and the light from the second video display element to output combined light;
A projection unit that projects the synthesized light synthesized by the light synthesis unit onto a screen.
従って、本開示によれば、安価で簡易な光学構成を保ちながら、従来技術では損なわれていた光利用効率を高めることができる。 Therefore, according to the present disclosure, it is possible to increase the light utilization efficiency that has been impaired in the related art while maintaining an inexpensive and simple optical configuration.
以下において、本開示の実施形態に係る投写型映像表示装置であるプロジェクタについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, a projector that is a projection display apparatus according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
(実施形態1)
以下、図1〜図9を参照して実施形態1について説明する。以下では、本開示に係る投写型映像表示装置の具体的な実施形態としてプロジェクタを説明する。
(Embodiment 1)
The first embodiment will be described below with reference to FIGS. Hereinafter, a projector will be described as a specific embodiment of the projection display apparatus according to the present disclosure.
図1は実施形態1に係るプロジェクタP1の全体構成例を示す外観斜視図である。図1において、プロジェクタP1は、映像信号に応じて生成した投写映像光101をスクリーン27の投写面等に投写することで、投写表示画像102を形成する。
FIG. 1 is an external perspective view showing an example of the overall configuration of a projector P1 according to the first embodiment. In FIG. 1, the projector P <b> 1 forms a projected
[1−1]プロジェクタP1の構成
以下、プロジェクタP1の内部構成について説明する。
[1-1] Configuration of Projector P1 Hereinafter, an internal configuration of the projector P1 will be described.
図2は図1のプロジェクタP1の内部構成例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the projector P1 shown in FIG.
図2において、プロジェクタP1は、光源部60と、ロッドインテグレータ19と、カラーホイール28と、リレー光学系20と、ダイクロイックミラー24と、映像表示素子1,2と、プリズム25と、投写レンズ26とを備えて構成される。ここで、光源部60は、青色レーザー光源11と、励起光学系10と、蛍光体ホイール17とを備えて構成される。励起光学系10は、レンズ12,13と、ダイクロイックミラー14と、波長板15と、レンズ16,18とを備えて構成される。
2, the projector P1 includes a light source unit 60, a rod integrator 19, a
レーザー光源11からの光は、レンズ12,13を介してダイクロイックミラー14により所定の色の光のみ色分離して反射された後、レンズ16を介して蛍光体ホイール17に入射する。蛍光体ホイール17は、蛍光体ホイールコントローラ42により回転制御されるモータ17Mにより回転され、詳細後述するように所定の色に変換して反射し、その反射光をレンズ16、波長板15、ダイクロイックミラー14及びレンズ18を介してロッドインテグレータ19の入力端に入射する。ロッドインテグレータ19は、光源部60からの光を均一化してカラーホイール28、及びリレー光学系20を介してダイクロイックミラー24に入射する。カラーホイール28は、カラーホイールコントローラ43により回転制御されるモータ28Mにより回転される。次いで、ダイクロイックミラー24は2つの色に色分離して、プリズム25を介して、一方の色の光を映像表示素子1に出力するとともに、他方の色を映像表示素子2に出力する。各映像表示素子1,2はそれぞれ、入力される映像信号の該当する画素情報に従って、入射する光を輝度変調した後、輝度変調された2つの光をそれぞれ、2つの光を合成するプリズム25及び投写レンズ26を介してスクリーン27に投写する。
The light from the laser light source 11 is separated and reflected by the
図3は図2の蛍光体ホイール17の平面図である。また、図4Aは図3のA−A’線についての縦断面図であり、図4Bは図3のB−B’線についての縦断面図である。
FIG. 3 is a plan view of the
図3において、蛍光体ホイール17は、それぞれ180度の2つの蛍光体領域からなり、本実施形態では、黄色蛍光体32の領域と、緑色蛍光体33の領域からなる。前者の黄色蛍光体32の領域においては、図4Aに示すように、ホイール基板30上に接着層31を介して黄色蛍光体32が形成される。また、後者の緑色蛍光体34の領域では、図4Bに示すように、ホイール基板30上に接着層31を介して緑色蛍光体33が形成され、さらに、その上に半透過反射膜34が形成される。
In FIG. 3, the
レーザー光源11は複数の青色レーザー光源が2次元形状で並置されて構成される。レーザー光源11からの青色の励起光が蛍光体ホイール17の黄色蛍光体32に入射したとき、励起された黄色蛍光体32から発生する赤色成分光と緑色成分光からなる第1成分光が生成される。また、青色レーザー光源11からの励起光が蛍光体ホイール17の緑色蛍光体33に入射したとき、励起された半透過反射膜34を有する緑色蛍光体33から緑色成分光と青色成分光からなる第2成分光が生成される。
The laser light source 11 is configured by juxtaposing a plurality of blue laser light sources in a two-dimensional shape. When blue excitation light from the laser light source 11 enters the
図5は図2のカラーホイール38の平面図である。カラーホイール38は、蛍光体ホイール17の回転に同期して回転制御され、黄色蛍光体32の領域と同期して回転制御される黄色光透過部35の領域と、緑色蛍光体33の領域と同期して回転制御される赤色トリミング部36とを有する。
FIG. 5 is a plan view of the color wheel 38 of FIG. The color wheel 38 is rotationally controlled in synchronization with the rotation of the
図6は図2のカラーホイール38において、黄色光透過部35を通過した第1成分光と、赤色トリミング部36を通過した第2成分光の波長帯域を示すスペクトル図である。図2の色分離部のダイクロイックミラー24は、カラーホイール28からの光成分のうち、緑色帯域の光成分を反射してプリズム25を介して映像表示素子2に出力する一方、青色及び赤色帯域の光成分を透過させた後、プリズム25を介して映像表示素子1に出力する。
6 is a spectrum diagram showing the wavelength bands of the first component light that has passed through the yellow light transmitting portion 35 and the second component light that has passed through the red trimming portion 36 in the color wheel 38 of FIG. The dichroic mirror 24 of the color separation unit in FIG. 2 reflects the light component in the green band out of the light components from the
図7は図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させたときの、映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、及びスクリーン27の表示色を示すタイミングチャートである。ダイクロイックミラー24で反射された緑色帯域の光成分の構成は第1成分光と第2成分光で異なるため、第1成分光の緑色帯域の色を第1緑色G1とし、第2成分光の緑色帯域の色を第2緑色G2とすると、時分割で表示される各緑色G1,G2のタイミングは図7に示すようになる。
FIG. 7 shows a control example of the projector P1 of FIG. 2, for example, the display color and video display of the
第1成分光が発光する期間においては、映像表示素子1に赤色帯域の成分光R、映像表示素子2に緑色帯域の成分光G1が導光される。また、第2成分光が発光する期間においては、映像表示素子1に青色帯域の成分光B、映像表示素子2に緑色帯域の成分光G2が導光される。ここで、映像表示素子1及び映像表示素子2で輝度変調された各成分光は色合成部のプリズム25に導光され、投写レンズ26を介して、スクリーン27に投写される。例えば、スクリーン27上の輝度が100%となるよう映像表示素子1及び映像表示素子2にて輝度変調された場合、時分割で表示される第1成分光はスクリーン27上で黄色Ye、第2成分光はスクリーン27上でシアン色Cとなる。
During the period in which the first component light is emitted, the red band component light R is guided to the
[1−2]制御部40の構成
図8は図2のプロジェクタP1の制御部40の機能的構成例を示すブロック図である。
[1-2] Configuration of
図8において、制御部40は、所定のプログラムを格納したメモリ50mを有するメインコントローラ50と、信号変換回路41と、蛍光体ホイールコントローラ42と、カラーホイールコントローラ43と、光源コントローラ44とを備えて構成される。ここで、メインコントローラ50は例えばCPU、MPU等で構成され、メモリ50mに格納されたプログラムを実行することにより、プロジェクタP1の全体の動作を制御する。制御部40は蛍光体ホイール17、光源部60のレーザー光源11、及び映像表示素子1、2を同期させて制御する。本実施形態では、制御部40は、メモリ50mに格納された所定の光源制御タイミング(詳細後述)に基づいて、光源部60のレーザー光源11の動作を制御する。また、制御部40は、メモリ50mに格納された所定の映像制御タイミング(詳細後述)に基づいて、各色の映像信号を映像表示素子1、2に時分割で供給する。
8, the
なお、制御部40の機能は、ハードウェアとソフトウェアの協働により実現するが、制御部40を所定の機能を実現するように専用に構成されたハードウェア回路のみで実現してもよい。例えば、制御部40は、CPU、MPUのみならず、DSP、FPGA、ASIC等で構成することができる。
The function of the
[1−3]制御部40の動作
以上のように構成されたプロジェクタP1について、その動作について図8を参照して以下に説明する。
[1-3] Operation of
信号変換回路41は、プロジェクタP1に接続されるDVD再生機、又はPC(パーソナルコンピュータ)などの映像供給装置から映像信号を受信する。また、信号変換回路41は、同期信号(例えば、60Hz)を生成し、蛍光体ホイールコントローラ42、カラーホイールコントローラ43及び光源コントローラ44に供給する。
The
信号変換回路41は、受信した映像信号を映像表示素子1、2の画素数に対応する解像度の映像を示す映像信号に変換する。また、信号変換回路41は、変換した映像信号を1フレーム(1/60秒)ごとに、緑色単色の映像を示す緑色映像信号、青色単色の映像を示す青色映像信号、赤色単色の映像を示す赤色映像信号に変換する。ここで、信号変換回路41は、同期信号に同期して、同期信号の周波数の3倍の周波数の1周期(1/180秒)において所定の映像制御タイミング(詳細後述)に基づいて、緑色映像信号、青色映像信号、赤色映像信号を時分割でそれぞれ映像表示素子1、2に供給する。
The
蛍光体ホイールコントローラ42は、蛍光体ホイール17の回転数を制御する。具体的には、蛍光体ホイールコントローラ42は、信号変換回路41からの同期信号の周波数に相当する回転数の3倍の回転数(例えば、60Hzに相当する回転数の3倍の回転数、すなわち1/180秒で1回転)でモータ17Mの回転数を制御する。
The
また、カラーホイールコントローラ43は、カラーホイール28の回転数を制御する。具体的には、カラーホイールコントローラ43は、信号変換回路41からの同期信号の周波数に相当する回転数の3倍の回転数(例えば、60Hzに相当する回転数の3倍の回転数、すなわち1/180秒で1回転)でモータ28Mの回転数を制御する。
The
光源コントローラ44は、駆動回路45を制御することにより、レーザー光源11の動作を制御する。具体的には、光源コントローラ44は、信号変換回路41からの同期信号に同期して、同期信号の周波数の3倍の周波数(例えば、60Hzの3倍の周波数)の1周期(1/180秒)において所定の光源制御タイミング(詳細後述)に基づいて、レーザー光源11の動作を制御する。
The
図9は図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させたときの、映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源11のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。特に、図9は、実施形態1に係るプロジェクタP1の制御部40の光源コントローラ44による光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す。
FIG. 9 shows a control example of the projector P1 of FIG. 2, for example, the display color and video display of the
図9においては、図7と同様に、蛍光体ホイール17を、映像信号(例えば、60Hz)に対して、3倍の周波数の1周期(1/180秒)に相当する時間で1回転させる。その間、光源コントローラ44はレーザー光源11を、各蛍光体の発光期間に合わせて、光出力を制御する。また、各映像表示素子1,2は、図9に示すタイミングで、各映像信号に応じた輝度変調を行う。具体的には、赤色映像信号に応じて赤色(R)期間の輝度変調を行い、青色映像信号に応じて、青色(B)期間の輝度変調を行い、緑色映像信号に応じて、第1緑色G1の期間、第2緑色G2の期間のいずれか又は両方の輝度変調を行う。従って、緑色映像信号に応じて、第1緑色G1の期間と、第2緑色G2の期間とで順次輝度変調を行う場合、プロジェクタP1の緑色の明るさは、人間の目の残像により、第1緑色G1の期間と、第2緑色G2の期間の合計となるため、明るい緑色を表示することができる。
In FIG. 9, as in FIG. 7, the
以下、図10A〜図10Fを参照して制御部40による他の制御例について説明する。なお、図10A〜図10Fにおける、X%の表示は該当する色の表示を当該期間のうちのX%の時間期間だけPWM変調により発光させることを意味する。
Hereinafter, another control example by the
図10Aは、図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させ、かつ、入力された映像信号が(R,G,B)=(0%,50%,0%)のときの,映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源11のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。このとき、映像表示素子1は赤色Rの期間及び青色Bの期間は、光量が0%となるように制御され、映像表示素子2は、第1緑色G1の期間及び第2緑色G2の期間の光量が50%となるように制御部40により制御される。
FIG. 10A is a control example of the projector P1 of FIG. 2, for example, the
図10Bは、図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させ、かつ、入力された映像信号が(R,G,B)=(50%,70%,40%)のときの,映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源11のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。このとき、図10Bも図10Aと同様に、映像表示素子1は赤色Rの期間は光量が50%、青色Bの期間が40%となるように制御部40により制御され、映像表示素子2は第1緑色G1の期間及び第2緑色G2の期間の光量が70%となるように制御部40により制御される。一方で、黄色蛍光体32から発生する第1成分光の第1緑色G1は黄色成分が多いため、黄色として制御部40により制御され、すなわち、制御部40は、赤色映像信号と緑色映像信号の両方に応じて輝度変調を行ってもよい。さらに、図10C及び図10Dに第1緑色G1を黄色として制御した場合の実施例を示す。
FIG. 10B is a control example of the projector P1 of FIG. 2, for example, the
図10Cは、図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させ、かつ、入力された映像信号が(R,G,B)=(0%,50%,0%)のときの,映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源11のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。ここで、黄色成分はMIN(R,G)=0%となる。従って、映像表示素子1は赤色Rの期間及び青色Bの期間は光量が0%となるように制御部40により制御され、映像表示素子2は第1緑色G1の期間は光量が0%、第2緑色G2の期間の光量が50%となるように制御部40により制御される。
FIG. 10C is an example of control of the projector P1 of FIG. 2, and for example, the
なお、MIN(A,B)は、引数A,Bの最小値を返す最小値関数である。 Note that MIN (A, B) is a minimum value function that returns the minimum values of the arguments A and B.
図10Dは、図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させ、かつ、入力された映像信号が(R,G,B)=(50%,70%,40%)のときの,映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源11のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。このとき、黄色成分はMIN(R,G)=50%となり、映像表示素子1は赤色Rの期間は光量が50%、青色Bの期間が40%となるように制御部40により制御され、映像表示素子2は第1緑色G1の期間は光量が50%、第2緑色G2の期間の光量が70%となるように制御部40により制御される。
FIG. 10D is a control example of the projector P1 in FIG. 2, for example, the
なお、緑色蛍光体33から発生する第2成分光の第2緑色G2は青色成分が多いため、シアン色として制御部40により制御され、すなわち、制御部40は青色映像信号と緑色映像信号の両方に応じて輝度変調を行ってもよい。さらに、図10E及び図10Fに第2緑色G2をシアン色として制御した場合の実施例を示す。
Since the second green light G2 of the second component light generated from the green phosphor 33 has a large blue component, it is controlled by the
図10Eは、図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させ、かつ、入力された映像信号が(R,G,B)=(0%,50%,0%)のときの,映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源11のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。このとき、映像表示素子1は赤色Rの期間及び青色Bの期間は光量が0%となるように制御部40により制御され、映像表示素子2は第1緑色G1の期間は光量が50%、第2緑色G2の期間の光量が0%となるように制御部40により制御される。
FIG. 10E is a control example of the projector P1 of FIG. 2, for example, the
図10Fは、図2のプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して3倍速で蛍光体ホイール17を回転させ、かつ、入力された映像信号が(R,G,B)=(50%,70%,40%)のときの,映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源11のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。このとき、映像表示素子1は赤色Rの期間は光量が50%、青色Bの期間が40%となるように制御部40により制御され、映像表示素子2は第1緑色G1の期間は光量が70%、第2緑色G2の期間の光量が40%となるように制御部40により制御される。
FIG. 10F is a control example of the projector P1 of FIG. 2, for example, the
なお、第1緑色G1のみ又は第2緑色G2のみ、緑色映像信号に応じて輝度変調することで、色純度の高い緑色を提供してもよい。 Note that only the first green G1 or only the second green G2 may be subjected to luminance modulation according to the green video signal to provide green with high color purity.
以上説明したように、本実施形態によれば、例えば、映像表示素子1により赤色R又は青色Bを表示する一方、映像表示素子2により、前記赤色Rに同期して第1緑色G1を表示し、もしくは、前記青色Bに同期して第2緑色G2を表示することで、スクリーン27上において、前記赤色R及び第1緑色G1に同期して黄色(Ye)を表示し、もしくは、前記青色B及び第2緑色G2に同期してシアン色(C)を表示しかつ選択的に時分割で交互に切り替えて表示することができる。また、緑色映像信号に応じて、第1緑色G1の期間と、第2緑色G2の期間とで順次輝度変調を行う場合、プロジェクタP1の緑色の明るさは、人間の目の残像により、第1緑色G1の期間と、第2緑色G2の期間の合計となるため、明るい緑色を表示することができる。従って、従来技術に比較して明るい緑色等を表示することができるので、特許文献1のような輝度低下、画素数減少を伴うことなく、安価な構成にすることができる。
As described above, according to the present embodiment, for example, the
(実施形態2)
図11Aは実施形態2に係るプロジェクタP1の内部構成例を示すブロック図である。図2Aの実施形態1では、第1成分光と第2成分光を生成するため、蛍光体ホイール17上に、例えば黄色蛍光体32の領域と、緑色蛍光体33の領域との異なる蛍光体層を設けたことを特徴としている。これに対して、実施形態2では、独立した2つのレーザー光源111,112からそれぞれ第1成分光と第2成分光を生成し、生成された第1成分光と第2成分光を選択的に時分割で高速に切り替えることを特徴としている。以下、図11A〜図12を参照して、実施形態2について説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 11A is a block diagram illustrating an internal configuration example of the projector P1 according to the second embodiment. In
図11AのプロジェクタP1において、青色レーザー光源と赤色レーザー光源が例えば交互に2次元形状で並置されてなるレーザー光源111から出力された第1成分光は、レンズ12、第1成分光(青色成分及び赤色成分を含む)を均一化するロッドインテグレータ19、第1成分光を通過させるダイクロイックミラー14A、及びレンズ19Bを介してダイクロイックミラー24に入射する。一方、青色レーザー光源のみで構成されたレーザー光源112から出力された励起光は、黄色蛍光体を有する蛍光体ホイール17Aを通過することで、黄色成分を含む第2成分光が蛍光体ホイール17Aから出力される。第2成分光は、当該第2成分光を均一化するロッドインテグレータ119、及びレンズ119Aを介して、ダイクロイックミラー14Aに入射する。ダイクロイックミラー14Aは入射する第2成分光を反射してレンズ19Bを介してダイクロイックミラー24に入射する。
In the projector P1 of FIG. 11A, the first component light output from the laser light source 111 in which the blue laser light source and the red laser light source are alternately juxtaposed in a two-dimensional shape, for example, is the
次いで、ダイクロイックミラー24はダイクロイックミラー14Aとは異なる透過及び反射特性を有し、第1成分光の青色帯域の光成分Bと、第2成分光の緑色帯域の光成分Gを反射する一方、第1成分光の赤色帯域の光成分である第1赤色R1と、第2成分光の赤色帯域の光成分である第2赤色R2を透過させる。そして、ダイクロイックミラー24により反射された、第1成分光の青色帯域の光成分B及び第2成分光の緑色帯域の光成分Gは、プリズム25を介して映像表示素子2に出力される。映像表示素子2は、入力される映像信号に従って、入射する第1成分光の青色帯域の光成分B及び第2成分光の緑色帯域の光成分Gを輝度変調した後、プリズム25及び投写レンズ26を介してスクリーン27に投写する。一方、ダイクロイックミラー24により透過された、第1赤色R1及び第2赤色R2は、プリズム25を介して映像表示素子1に出力される。映像表示素子1は、入力される映像信号に従って、入射する第1赤色R1及び第2赤色R2を輝度変調した後、プリズム25及び投写レンズ26を介してスクリーン27に投写する。
Next, the dichroic mirror 24 has transmission and reflection characteristics different from those of the dichroic mirror 14A, and reflects the light component B in the blue band of the first component light and the light component G in the green band of the second component light. The first red R1 that is the light component in the red band of the one-component light and the second red R2 that is the light component in the red band of the second component light are transmitted. Then, the light component B in the blue band of the first component light and the light component G in the green band of the second component light reflected by the dichroic mirror 24 are output to the
図11Bは図11Aの蛍光体ホイール17Aの平面図である。図11Bにおいて、ホイール基板30B上において接着層(図示せず)を介して、360度の領域において黄色蛍光体32が形成され、蛍光体ホイール17Aはほぼ全面において黄色蛍光体32の領域を有する。
FIG. 11B is a plan view of the
図12は図11AのプロジェクタP1の制御例であって、例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して6倍速で蛍光体ホイール17Aを回転させ、かつ、レーザー光源111,112を交互に切り替えるときの、映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源111,112のオン/オフを示すタイミングチャートである。このとき、映像信号(例えば、60Hz)の1フレームのうち、映像信号の6倍の周波数の周期(1/360秒)でレーザー光源111とレーザー光源112を選択的に時分割で交互に切り替えて動作させている。
FIG. 12 shows an example of control of the projector P1 in FIG. 11A. For example, when the
従って、図12に示すように、スクリーン27上では以下のように表示される。
(1)レーザー光源111がオンされかつレーザー光源112がオフされた第1の期間において、映像表示素子1から第1赤色R1の光がスクリーン27に投写される一方、映像表示素子2から青色Bの光がスクリーン27に投写される。これにより、スクリーン27にはマゼンダ色Mで表示される。
(2)レーザー光源111がオフされかつレーザー光源112がオンされた第2の期間において、映像表示素子1から第2赤色R2の光がスクリーン27に投写される一方、映像表示素子2から緑色Gの光がスクリーン27に投写される。これにより、スクリーン27には黄色Yeで表示される。
(3)そして、前記第1の期間と、前記第2の期間とが、映像信号の6倍の周波数の周期(1/360秒)で選択的に時分割で交互に切り替えて動作させて表示している。
Therefore, as shown in FIG. 12, the following is displayed on the
(1) In the first period in which the laser light source 111 is turned on and the laser light source 112 is turned off, the light of the first red R1 is projected from the
(2) In the second period in which the laser light source 111 is turned off and the laser light source 112 is turned on, the light of the second red R2 is projected from the
(3) Then, the first period and the second period are selectively switched in a time-division manner with a period (1/360 seconds) of a frequency six times that of the video signal. is doing.
実施形態1の蛍光体ホイール17上では、第1成分光と第2成分光を切り替える際、2つの領域を有する1つの蛍光体ホイール17で切り替えておりかつ人間の目の残像により、第1成分光と第2成分光の混色期間が発生し、さらに高速に切り替えると混色期間が増大し、赤色、緑色、青色の期間が減少してしまうという問題点がある。これに対して、実施形態2によれば、1つの領域のみを有する1つの蛍光体ホイール17Aを用い、かつ、2個のレーザー光源111,112を高速にオン/オフ切り替えすることで、混色期間を増加させることなく、カラーブレイク(混色により本来の色にならない色残像ノイズをいう)を低減させることができる。
On the
(実施形態3)
図13は実施形態3に係るプロジェクタP1,P2の制御部40,40Aの内部構成例を示すブロック図である。実施形態1では、1台のプロジェクタP1のみで構成した。これに対し、実施形態3では、2台のプロジェクタP1,P2を用いて、同一の領域に投写することを特徴としている。なお、3台以上の複数のプロジェクタを用いて、同一の領域に投写してもよい。以下、図13〜図14を参照して、実施形態3について説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 13 is a block diagram illustrating an internal configuration example of the
図13において、2つのプロジェクタP1,P2はそれぞれ制御部40,40Aを備える。ここで、制御部40は実施形態1に比較して信号変換回路41Aのみ構成が異なり、制御部40Aは実施形態1の制御部40と同様の構成を有する。その他の構成は実施形態1と同様である。プロジェクタP1の信号変換回路41Aは、プロジェクタP1の信号発生部の同期信号(例えば、60Hz)を、その3倍の周波数の1周期(1/180秒)の半分の時間だけシフトした同期信号をプロジェクタP2の制御部40Aの信号変換回路41に出力し、当該信号変換回路41は当該同期信号に基づいて動作する。なお、プロジェクタP2は外部からの同期信号を受信したとき、その同期信号に基づいて動作する。
In FIG. 13, two projectors P1 and P2 include
図14は図13のプロジェクタP1,P2の制御部40,40Aの制御例であって、各プロジェクタP1,P2の例えば60Hzの1フレームの映像信号に対して6倍速で蛍光体ホイール17Aを回転させ、かつ、レーザー光源111,112を交互に切り替えるときの、映像表示素子1の表示色、映像表示素子2の表示色、スクリーン27の表示色、及びレーザー光源111,112のオン/光量低下を示すタイミングチャートである。このとき、プロジェクタP1の蛍光体ホイール17のタイミングに対し、プロジェクタP2の蛍光体ホイール17のタイミングは1/180秒の半分の時間だけシフトすることで、1フレームを表示するために必要なR/B/G1/G2のすべての期間を同時に表示することができ、スクリーン上の表示は映像表示素子1,2がともに100%オンの場合、常に白色(W)になる。
FIG. 14 shows an example of control of the
以上説明したように、実施形態3によれば、2台(又は複数)のプロジェクタP1,P2を用いて時分割で表示している各期間において、常に白色となるように当該複数のP1,P2の動作を同期させることで、カラーブレイクを低減させることができる。 As described above, according to the third embodiment, the plurality of P1 and P2 are always white in each period of time display using two (or plural) projectors P1 and P2. By synchronizing these operations, color breaks can be reduced.
(その他の実施形態)
本開示は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本開示を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the present disclosure has been described by using the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present disclosure. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
実施形態1においては、カラーホイール28を使用した構成を開示したが、緑色蛍光体から発生する波長帯域のうち、赤色の波長帯域の少ない材料を使用する場合は赤色トリミング用のカラーホイール28が不要であることは明らかである。
In the first embodiment, the configuration using the
実施形態2においては、レーザー光源111とレーザー光源112を交互に点灯する方法について開示したが、同時に点灯する期間を設けてもよい。 In the second embodiment, the method of alternately turning on the laser light source 111 and the laser light source 112 has been disclosed. However, a period for turning on the light simultaneously may be provided.
実施形態3においては、プロジェクタP1からプロジェクタP2に同期信号を出力する方法について開示した。しかし、あらかじめ位相をシフトするモードを設けてもよい。具体的には、入力信号に対し、図14のプロジェクタP1のように蛍光体ホイール17を駆動する「EVENモード」と、図14のプロジェクタP2のように蛍光体ホイール17を位相シフトして駆動する「ODDモード」を設けてもよい。
In the third embodiment, a method for outputting a synchronization signal from the projector P1 to the projector P2 has been disclosed. However, a mode for shifting the phase may be provided in advance. Specifically, the “EVEN mode” for driving the
また、2台のプロジェクタP1、P2を用いる場合、基準の同期信号について、360度の1/2である180度の位相をシフトさせる実施形態について開示したが、4台のプロジェクタを用いる場合であれば、360度の1/4又は1/2の位相(90度又は180度)をシフトすることで、同等の効果が得られることは明らかである。 Also, in the case where two projectors P1 and P2 are used, an embodiment has been disclosed in which the phase of 180 degrees, which is 1/2 of 360 degrees, is shifted with respect to the reference synchronization signal. However, even if four projectors are used. For example, it is clear that the same effect can be obtained by shifting the phase of 1/4 or 1/2 (90 degrees or 180 degrees) of 360 degrees.
(構成1)実施形態1では、映像表示素子1から赤色Rと青色Bを選択的に時分割で切り替えて出力する一方、映像表示素子2から第1緑色G1と第2緑色G2とを選択的に時分割で切り替えて出力している。
(構成2)実施形態2では、映像表示素子1から第1赤色R1と第2赤色R2を選択的に時分割で切り替えて出力する一方、映像表示素子2から青色Bと緑色Gとを選択的に時分割で切り替えて出力している。
しかしながら、同様に以下のように構成してもよい。
(構成3)一方の映像表示素子から赤色Rと緑色Gを選択的に時分割で切り替えて出力する一方、他方の映像表示素子から第1青色B1と第2青色B2とを選択的に時分割で切り替えて出力する。このとき、スクリーン27上では、それぞれマゼンダ色M、シアン色Cが表示される。
(Configuration 1) In the first embodiment, red R and blue B are selectively switched from the
(Configuration 2) In the second embodiment, the
However, you may similarly comprise as follows.
(Configuration 3) Red R and green G are selectively switched and output from one video display element in a time-division manner, while first blue B1 and second blue B2 are selectively time-division from the other video display element. Switch the output with. At this time, a magenta color M and a cyan color C are displayed on the
これらの構成1〜3を要約すると以下のようになる。
(A)光源部は、赤色、緑色、青色から選択された2つの色の波長帯域を有する第1成分光と、前記第1成分光と共通の波長帯域及び前記第1成分光と異なる波長帯域を有する第2の成分光とを時分割で発光する。
(B)色分離部は、前記光源部からの第1成分光と第2成分光をそれぞれ所定の2つの波長帯域に色分離する。
(C)第1の映像表示素子は、前記色分離部により色分離された第1成分光のうち第2成分光と共通の波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力し、前記色分離部により色分離された第2成分光のうち第1成分光と共通の波長帯域となる成分光を、前記波長帯域に該当する画素情報又は前記波長帯域と少なくとももう1つの波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力する。
(D)第2の映像表示素子は、第1成分光のうち第2成分光と異なる波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力し、第2成分光のうち第1成分光と異なる波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力する。
These
(A) The light source unit includes a first component light having wavelength bands of two colors selected from red, green, and blue, a wavelength band common to the first component light, and a wavelength band different from the first component light. And the second component light having a time-division emission.
(B) The color separation unit separates the first component light and the second component light from the light source unit into two predetermined wavelength bands, respectively.
(C) The first image display element has a luminance of component light having a wavelength band common to the second component light among the first component light color-separated by the color separation unit according to pixel information corresponding to the wavelength band. Pixels corresponding to the wavelength band are output as light after modulation and luminance modulation, and component light having a wavelength band common to the first component light among the second component light color-separated by the color separation unit Luminance modulation is performed according to information or pixel information corresponding to at least one other wavelength band and the wavelength band, and light after luminance modulation is output.
(D) The second image display element performs luminance modulation on the component light having a wavelength band different from that of the second component light in the first component light according to the pixel information corresponding to the wavelength band, and outputs the light after luminance modulation. The component light having a wavelength band different from the first component light among the second component light is subjected to luminance modulation according to the pixel information corresponding to the wavelength band, and the light after luminance modulation is output.
本開示は、例えばプロジェクタ等の投写型映像表示装置に適用できる。 The present disclosure can be applied to a projection display apparatus such as a projector.
1,2 映像表示素子
10 励起光学系
11 レーザー光源
12,13,16,18 レンズ
14,14A ダイクロイックミラー
15 波長板
17,17A 蛍光体ホイール
17M モータ
19,119 ロッドインテグレータ
19A,19B,119A レンズ
20 リレー光学系
21,22,23 レンズ
24 ダイクロイックミラー
25 プリズム
26 投写レンズ
27 スクリーン
28 カラーホイール
28M モータ
30,30A,30B ホイール基板
31 接着層
32 黄色蛍光体
33 緑色蛍光体
34 半透過反射膜
35 黄色光透過部
36 赤色トリミング部
40,40A 制御部
41,41A 信号変換回路
42 蛍光体ホイールコントローラ
43 カラーホイールコントローラ
44 光源コントローラ
45 駆動回路
50 メインコントローラ
50m メモリ
60 光源部
101 投写映像光
102 投写表示画像
111.112 レーザー光源
P1,P2 プロジェクタ
1, 2 Video display element 10 Excitation optical system 11 Laser
Claims (6)
前記光源部からの第1成分光と第2成分光をそれぞれ所定の2つの波長帯域に色分離する色分離部と、
前記色分離部により色分離された第1成分光のうち第2成分光と共通の波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力し、前記色分離部により色分離された第2成分光のうち第1成分光と共通の波長帯域となる成分光を、前記波長帯域に該当する画素情報又は前記波長帯域と少なくとももう1つの波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力する第1の映像表示素子と、
第1成分光のうち第2成分光と異なる波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力し、第2成分光のうち第1成分光と異なる波長帯域となる成分光を前記波長帯域に該当する画素情報に従って輝度変調を行って輝度変調後の光を出力する第2の映像表示素子と、
前記第1の映像表示素子からの光と、前記第2の映像表示素子からの光とを合成して、合成光を出力する光合成部と、
前記光合成部で合成した合成光をスクリーンに投写する投写部と
を備える投写型映像表示装置。 A first component light having a wavelength band of two colors selected from red, green, and blue, and a second component light having a wavelength band common to the first component light and a wavelength band different from the first component light A light source unit that emits light in a time-sharing manner,
A color separation unit for color-separating the first component light and the second component light from the light source unit respectively into two predetermined wavelength bands;
Out of the first component light color-separated by the color separation unit, the component light having the same wavelength band as the second component light is subjected to luminance modulation according to the pixel information corresponding to the wavelength band, and the light after luminance modulation is output. The component light having a wavelength band common to the first component light among the second component light color-separated by the color separation unit is converted to pixel information corresponding to the wavelength band or the wavelength band and at least another wavelength. A first video display element that performs luminance modulation according to pixel information corresponding to a band and outputs light after luminance modulation;
Of the first component light, the component light having a wavelength band different from that of the second component light is subjected to luminance modulation according to the pixel information corresponding to the wavelength band, and the light after luminance modulation is output. A second video display element for performing luminance modulation on component light having a wavelength band different from the component light according to pixel information corresponding to the wavelength band and outputting light after luminance modulation;
A light combining unit that combines the light from the first video display element and the light from the second video display element to output combined light;
A projection display apparatus comprising: a projection unit that projects the synthesized light synthesized by the light synthesis unit onto a screen.
前記第2の映像表示素子は、第1成分光のうちの緑色帯域を有する第1の緑色と、第2成分光のうち緑色帯域を有する第2の緑色とを時分割で切り替えて出力する
請求項1記載の投写型映像表示装置。 The first video display element performs luminance modulation on the selected red and blue and switches and outputs in a time-sharing manner,
The second image display element switches and outputs a first green having a green band of the first component light and a second green having a green band of the second component light in a time division manner. Item 4. A projection display apparatus according to Item 1.
前記第2の映像表示素子は、第1成分光のうちの赤色帯域を有する第1の赤色と、第2成分光のうち赤色帯域を有する第2の赤色とを時分割で切り替えて出力する
請求項1記載の投写型映像表示装置。 The first video display element performs luminance modulation on the selected blue and green and switches and outputs in a time-sharing manner,
The second video display element switches and outputs, in a time division manner, a first red color having a red band of the first component light and a second red color having a red band of the second component light. Item 4. A projection display apparatus according to Item 1.
第1成分光を発光する第1のレーザー光源と、
前記第1のレーザー光源とは独立して設けられ、第2成分光を発光する第2のレーザー光源と
備える請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の投写型映像表示装置。 The light source unit is
A first laser light source that emits first component light;
The projection display apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second laser light source that is provided independently of the first laser light source and emits second component light.
前記少なくとも2台の投写型映像表示装置が同一のスクリーンに投写し、
第1成分光と第2成分光とが互いに異なるタイミングで生成される
投写型映像表示装置。 Comprising at least two projection display devices according to any one of claims 1 to 4,
The at least two projection display devices project onto the same screen;
A projection display apparatus in which first component light and second component light are generated at different timings.
前記少なくとも2台の投写型映像表示装置が同一のスクリーンに投写し、
第1成分光と第2成分光とが同一のタイミングで生成される
投写型映像表示装置。 Comprising at least two projection display devices according to any one of claims 1 to 4,
The at least two projection display devices project onto the same screen;
A projection display apparatus in which first component light and second component light are generated at the same timing.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018075503A JP2019184823A (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Projection type video display device |
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Cited By (1)
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JP7428202B2 (en) | 2022-03-30 | 2024-02-06 | セイコーエプソン株式会社 | Projector and projector control device |
-
2018
- 2018-04-10 JP JP2018075503A patent/JP2019184823A/en active Pending
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