JP3012841B1 - 単板式カラープロジェクタ - Google Patents
単板式カラープロジェクタInfo
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- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor
- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
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- H04N5/7416—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal
- H04N5/7441—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor involving the use of a spatial light modulator, e.g. a light valve, controlled by a video signal the modulator being an array of liquid crystal cells
Abstract
【要約】
【課題】既存のライトバルブを利用しつつ高輝度化、低
コスト化を図り、しかも充分な階調表現を可能にする。 【解決手段】白色光源１からの光をダイクロイックミラ
ー４により赤、緑、青の光束に分離し、この分離した光
束をレンチキュラレンズ５に入射する。このレンズは粗
ピッチレンチキュラレンズに入射した各色の光束をその
１／３以下の径の光束に分離したサブバンドからなるカ
ラーバンドセットに変換して細ピッチレンチキュラレン
ズから出射させる。この出射するカラーバンドセットを
ガルバノミラー６ａ、カップリングレンズ７を介してＤ
ＭＤパネル８の上に結像させる。そして、ガルバノミラ
ーの回動によりＤＭＤパネル上でカラーバンドセットを
そのピッチだけ上下に往復移動走査するとともにＤＭＤ
パネルを駆動し、ＤＭＤパネルから変調した光を投射レ
ンズ９によってスリークリーン上に投射する。
コスト化を図り、しかも充分な階調表現を可能にする。 【解決手段】白色光源１からの光をダイクロイックミラ
ー４により赤、緑、青の光束に分離し、この分離した光
束をレンチキュラレンズ５に入射する。このレンズは粗
ピッチレンチキュラレンズに入射した各色の光束をその
１／３以下の径の光束に分離したサブバンドからなるカ
ラーバンドセットに変換して細ピッチレンチキュラレン
ズから出射させる。この出射するカラーバンドセットを
ガルバノミラー６ａ、カップリングレンズ７を介してＤ
ＭＤパネル８の上に結像させる。そして、ガルバノミラ
ーの回動によりＤＭＤパネル上でカラーバンドセットを
そのピッチだけ上下に往復移動走査するとともにＤＭＤ
パネルを駆動し、ＤＭＤパネルから変調した光を投射レ
ンズ９によってスリークリーン上に投射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光変調を行うライ
トバルブを１枚のみ使用した単板式カラープロジェクタ
に関する。
トバルブを１枚のみ使用した単板式カラープロジェクタ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶パネルなどからなるライトバ
ルブを３枚使用する３板式プロジェクタが、その設置が
容易である、可搬性がよい、高輝度が得られるなどの点
で主流になっている。しかし、ライトバルブはコストが
高く、このためライトバルブを３枚使用する装置は全体
としてのコストが高くなるという問題があった。
ルブを３枚使用する３板式プロジェクタが、その設置が
容易である、可搬性がよい、高輝度が得られるなどの点
で主流になっている。しかし、ライトバルブはコストが
高く、このためライトバルブを３枚使用する装置は全体
としてのコストが高くなるという問題があった。
【０００３】また、液晶パネル等のライトバルブを１枚
のみ使用した単板式カラープロジェクタも知られてい
る。このものはライトバルブを３枚使用するものに比べ
て低コスト化を図ることができるが、従来の単板式カラ
ープロジェクタは、例えば、特開昭５９−２３０３８３
号公報に開示されているようにライトバルブにモザイク
カラーフィルタを使用したものでは、このカラーフィル
タにより照射光の約２／３が吸収又は反射されるため、
画面輝度が低下するという問題があった。しかも、要求
される解像度がライトバルブを３枚使用するものに比べ
て３倍となるためライトバルブ１枚当たりのコストがか
なり高くなり、全体として大幅なコスト低下は望めなか
った。
のみ使用した単板式カラープロジェクタも知られてい
る。このものはライトバルブを３枚使用するものに比べ
て低コスト化を図ることができるが、従来の単板式カラ
ープロジェクタは、例えば、特開昭５９−２３０３８３
号公報に開示されているようにライトバルブにモザイク
カラーフィルタを使用したものでは、このカラーフィル
タにより照射光の約２／３が吸収又は反射されるため、
画面輝度が低下するという問題があった。しかも、要求
される解像度がライトバルブを３枚使用するものに比べ
て３倍となるためライトバルブ１枚当たりのコストがか
なり高くなり、全体として大幅なコスト低下は望めなか
った。
【０００４】また、特開平４−６０５３８号公報に記載
したものは、３枚のダイクロイックミラー群により３原
色を角度方向に分離し、マイクロレンズと組合わせるこ
とで３原色それぞれの焦点を結ばせることでカラーフィ
ルタの代用とし、これにより照射光の利用効率を大幅に
改善している。しかし、このものにおいてもカラーフィ
ルタと同様、ライトバルブを３枚使用するものに比べて
３倍の解像度が必要となるため、全体として大幅なコス
ト低下は望めなかった。
したものは、３枚のダイクロイックミラー群により３原
色を角度方向に分離し、マイクロレンズと組合わせるこ
とで３原色それぞれの焦点を結ばせることでカラーフィ
ルタの代用とし、これにより照射光の利用効率を大幅に
改善している。しかし、このものにおいてもカラーフィ
ルタと同様、ライトバルブを３枚使用するものに比べて
３倍の解像度が必要となるため、全体として大幅なコス
ト低下は望めなかった。
【０００５】また、単板式のものとしては、回転カラー
フィルタ円盤を用いた色順次表示方式のカラープロジェ
クタも知られている。この方式は、一つのピクセルに
赤、緑、青の光を順次照射してフルカラー表示を行って
いる。この方式では要求されるライトバルブの解像度は
ライトバルブを３枚使用した場合と同じである。しか
し、この方式では応答時間の短いライトバルブが必要と
なり、通常のカラープロジェクタに使用されている液晶
パネルでは応答時間が長すぎて使用できない。このた
め、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や強誘電性
液晶パネルなどの短い応答時間を持つライトバルブを使
用することになるが、これらのライトバルブはオンとオ
フの状態の間をスイッチする双安定素子であり、例え
ば、階調表現をＰＷＭ（パルス幅変調）制御によって、
すなわち、オン時間を変化させることで実現する。この
方式では、カラーフィルタ円盤で照射光の約２／３が吸
収又は反射により失われるため、画面輝度が低くなると
いう問題があった。
フィルタ円盤を用いた色順次表示方式のカラープロジェ
クタも知られている。この方式は、一つのピクセルに
赤、緑、青の光を順次照射してフルカラー表示を行って
いる。この方式では要求されるライトバルブの解像度は
ライトバルブを３枚使用した場合と同じである。しか
し、この方式では応答時間の短いライトバルブが必要と
なり、通常のカラープロジェクタに使用されている液晶
パネルでは応答時間が長すぎて使用できない。このた
め、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）や強誘電性
液晶パネルなどの短い応答時間を持つライトバルブを使
用することになるが、これらのライトバルブはオンとオ
フの状態の間をスイッチする双安定素子であり、例え
ば、階調表現をＰＷＭ（パルス幅変調）制御によって、
すなわち、オン時間を変化させることで実現する。この
方式では、カラーフィルタ円盤で照射光の約２／３が吸
収又は反射により失われるため、画面輝度が低くなると
いう問題があった。
【０００６】高速のライトバルブとしては、他にヘッド
マウントディスプレイ向けに、赤、緑、青のＬＥＤを順
次点灯して１枚のライトバルブで色順次表示を行うマイ
クロディスプレイ向けの反射型液晶パネルが開発されて
いる。この液晶パネルを液晶プロジェクタに応用するに
は、ＤＭＤを使用した単板式カラープロジェクタで使用
されているように回転カラーフィルタ円盤を用いて白色
光源の白色光から赤、緑、青の光を取り出し、液晶パネ
ルに順次投射することになる。この方式では、高速に応
答する液晶ライトバルブが必要になる。
マウントディスプレイ向けに、赤、緑、青のＬＥＤを順
次点灯して１枚のライトバルブで色順次表示を行うマイ
クロディスプレイ向けの反射型液晶パネルが開発されて
いる。この液晶パネルを液晶プロジェクタに応用するに
は、ＤＭＤを使用した単板式カラープロジェクタで使用
されているように回転カラーフィルタ円盤を用いて白色
光源の白色光から赤、緑、青の光を取り出し、液晶パネ
ルに順次投射することになる。この方式では、高速に応
答する液晶ライトバルブが必要になる。
【０００７】液晶ライトバルブの応答性は液晶材料の応
答特性とスイッチング素子の応答特性に依存する。高速
応答液晶材料としては強誘電液晶材料、反強誘電液晶材
料が開発されているが、光を透過／遮断するデジタル的
な動作をする材料であり、階調表現は光の透過時間を制
御することで行うので非常に高速のスイッチング素子と
の組合わせを必要とする。スイッチング素子として透過
型液晶ライトバルブで広く使用されているアモルファス
シリコンは電子移動度が小さく、高速のスイッチングに
は向かない。また、反射型液晶ライトバルブに使用され
ている結晶シリコンは電子移動度が高く、色順次方式に
求められる高速でのスイッチングが可能である。この方
式は、液晶１画素で３原色カラー表示が可能であり、ラ
イトバルブを３枚使用した３板方式に比べ３倍以上の高
解像度のライトバルブが必要であるという従来の単板方
式の問題点を解決できる。しかし、回転カラーフィルタ
円盤を使用するため、光源からの光の１／３しか利用で
きず明るい画像が得られないという問題点は解決できな
い。
答特性とスイッチング素子の応答特性に依存する。高速
応答液晶材料としては強誘電液晶材料、反強誘電液晶材
料が開発されているが、光を透過／遮断するデジタル的
な動作をする材料であり、階調表現は光の透過時間を制
御することで行うので非常に高速のスイッチング素子と
の組合わせを必要とする。スイッチング素子として透過
型液晶ライトバルブで広く使用されているアモルファス
シリコンは電子移動度が小さく、高速のスイッチングに
は向かない。また、反射型液晶ライトバルブに使用され
ている結晶シリコンは電子移動度が高く、色順次方式に
求められる高速でのスイッチングが可能である。この方
式は、液晶１画素で３原色カラー表示が可能であり、ラ
イトバルブを３枚使用した３板方式に比べ３倍以上の高
解像度のライトバルブが必要であるという従来の単板方
式の問題点を解決できる。しかし、回転カラーフィルタ
円盤を使用するため、光源からの光の１／３しか利用で
きず明るい画像が得られないという問題点は解決できな
い。
【０００８】さらに、回転プリズムを利用した色順次表
示方式のカラープロジェクタも知られている。たとえ
ば、米国特許第５，５２８，３１８号明細書には、白色
光源からの白色光を赤、緑、青のカラーバンドに分離
し、回転プリズムによりこれらのカラーバンドをライト
バルブ上を走査させることが開示されている。このもの
では必要なパネルの解像度は３板方式の場合と同じで済
む。また、カラーフィルタを使用しないので輝度が高い
という効果がある。しかし、この方式のものはプリズム
の回転に対し、カラーバンドの走査速度が一定では無い
ため、色むらが発生する問題や、カラーバンドの幅が狭
いためバンドがある画素列を通過する時間は非常に短
く、既存のＤＭＤや強誘電性液晶パネルでは必要な階調
をその時間内にＰＷＭ制御によって実現することができ
ないという問題があった。
示方式のカラープロジェクタも知られている。たとえ
ば、米国特許第５，５２８，３１８号明細書には、白色
光源からの白色光を赤、緑、青のカラーバンドに分離
し、回転プリズムによりこれらのカラーバンドをライト
バルブ上を走査させることが開示されている。このもの
では必要なパネルの解像度は３板方式の場合と同じで済
む。また、カラーフィルタを使用しないので輝度が高い
という効果がある。しかし、この方式のものはプリズム
の回転に対し、カラーバンドの走査速度が一定では無い
ため、色むらが発生する問題や、カラーバンドの幅が狭
いためバンドがある画素列を通過する時間は非常に短
く、既存のＤＭＤや強誘電性液晶パネルでは必要な階調
をその時間内にＰＷＭ制御によって実現することができ
ないという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の単
板式カラープロジェクタでは、既存のライトバルブを利
用しつつ高輝度化を図り、しかも、低コストで充分な階
調表現を実現するという課題を解決できなかった。請求
項１及び２記載の発明は、既存のライトバルブを利用し
つつ高輝度化、低コスト化を図り、しかも充分な階調表
現ができる単板式カラープロジェクタを提供する。
板式カラープロジェクタでは、既存のライトバルブを利
用しつつ高輝度化を図り、しかも、低コストで充分な階
調表現を実現するという課題を解決できなかった。請求
項１及び２記載の発明は、既存のライトバルブを利用し
つつ高輝度化、低コスト化を図り、しかも充分な階調表
現ができる単板式カラープロジェクタを提供する。
【００１０】請求項２記載の発明は、さらに、ライトバ
ルブ上を走査するカラーバンドセットの方向転換による
ロスを低減できる単板式カラープロジェクタを提供す
る。
ルブ上を走査するカラーバンドセットの方向転換による
ロスを低減できる単板式カラープロジェクタを提供す
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
白色光源と、この白色光源からの白色光を複数の色の光
束に分離すると共に各色の光束を異なった角度で反射す
る分離反射機構と、この分離反射機構からの各色の光束
を、その各色の光束を所定の順序で配列した組をサブバ
ンドとし、このサブバンドを複数、所定のピッチで配列
したカラーバンドに変換する変換手段と、この変換手段
からのカラーバンドを光変調を行うライトバルブ上に結
像させる結像手段と、変換手段からのカラーバンドをラ
イトバルブに対してそのカラーバンドのピッチだけ走査
する走査手段と、ライトバルブで変調した光を投射する
投射手段とを備えたものである。
白色光源と、この白色光源からの白色光を複数の色の光
束に分離すると共に各色の光束を異なった角度で反射す
る分離反射機構と、この分離反射機構からの各色の光束
を、その各色の光束を所定の順序で配列した組をサブバ
ンドとし、このサブバンドを複数、所定のピッチで配列
したカラーバンドに変換する変換手段と、この変換手段
からのカラーバンドを光変調を行うライトバルブ上に結
像させる結像手段と、変換手段からのカラーバンドをラ
イトバルブに対してそのカラーバンドのピッチだけ走査
する走査手段と、ライトバルブで変調した光を投射する
投射手段とを備えたものである。
【００１２】請求項２記載の発明は、白色光源と、この
白色光源からの白色光を複数の色の光束に分離すると共
に各色の光束を異なった角度で反射する分離反射機構
と、この分離反射機構からの各色の光束を、その各色の
光束を所定の順序で配列した組をサブバンドとし、この
サブバンドを複数、所定のピッチで配列したカラーバン
ドに変換する変換手段と、この変換手段からのカラーバ
ンドを光変調を行うライトバルブ上に結像させる結像手
段と、変換手段を移動制御し、この変換手段からのカラ
ーバンドをライトバルブに対してそのカラーバンドの複
数ピッチ分連続的に走査する走査手段と、ライトバルブ
で変調した光を投射する投射手段とを備えたものであ
る。
白色光源からの白色光を複数の色の光束に分離すると共
に各色の光束を異なった角度で反射する分離反射機構
と、この分離反射機構からの各色の光束を、その各色の
光束を所定の順序で配列した組をサブバンドとし、この
サブバンドを複数、所定のピッチで配列したカラーバン
ドに変換する変換手段と、この変換手段からのカラーバ
ンドを光変調を行うライトバルブ上に結像させる結像手
段と、変換手段を移動制御し、この変換手段からのカラ
ーバンドをライトバルブに対してそのカラーバンドの複
数ピッチ分連続的に走査する走査手段と、ライトバルブ
で変調した光を投射する投射手段とを備えたものであ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。 （第１の実施の形態）なお、この実施の形態は請求項１
に対応した実施の形態について述べる。
して説明する。 （第１の実施の形態）なお、この実施の形態は請求項１
に対応した実施の形態について述べる。
【００１４】先ず、この実施の形態の概要について述べ
ると、メタルハライドランプ等の白色光源からの白色光
を、互いに傾いた３枚のダイクロイックミラー群によ
り、互いに傾いた赤、緑、青の光束に分離し、この光束
をレンチキュラレンズシステムによりそれぞれが赤、
緑、青色の３つのサブバンドからなるカラーバンドセッ
トの複数個に変換する。各色のサブバンドの幅は、カラ
ーバンドセットのピッチの１／３より僅かに小さくす
る。カラーバンド全体の像を結合レンズにより、高速ラ
イトバルブであるＤＭＤパネルの上に結像させる。この
像はＤＭＤパネルの有効領域に対しカラーバンドのセッ
ト一つ分の幅だけオーバフィルさせておく。
ると、メタルハライドランプ等の白色光源からの白色光
を、互いに傾いた３枚のダイクロイックミラー群によ
り、互いに傾いた赤、緑、青の光束に分離し、この光束
をレンチキュラレンズシステムによりそれぞれが赤、
緑、青色の３つのサブバンドからなるカラーバンドセッ
トの複数個に変換する。各色のサブバンドの幅は、カラ
ーバンドセットのピッチの１／３より僅かに小さくす
る。カラーバンド全体の像を結合レンズにより、高速ラ
イトバルブであるＤＭＤパネルの上に結像させる。この
像はＤＭＤパネルの有効領域に対しカラーバンドのセッ
ト一つ分の幅だけオーバフィルさせておく。
【００１５】ガルバノミラーからなる走査光学系により
カラーバンド全体を一つのカラーバンドセットの幅だけ
ＤＭＤパネル上を等速で走査させる。カラーバンドセッ
トがそのピッチだけ移動を完了すると、ガルバノミラー
は急速に反転して逆向きの走査を行い、正逆走査を繰返
す。
カラーバンド全体を一つのカラーバンドセットの幅だけ
ＤＭＤパネル上を等速で走査させる。カラーバンドセッ
トがそのピッチだけ移動を完了すると、ガルバノミラー
は急速に反転して逆向きの走査を行い、正逆走査を繰返
す。
【００１６】それぞれの色のサブバンドがＤＭＤパネル
のある与えられた画素の行を走査する際に、個々の画素
のオン／オフ時間はプロジェクタの電子回路によりサブ
バンドの色と輝度の断面形状及び表示すべき画像のその
画素色成分に応じて適切にコントロールされる。
のある与えられた画素の行を走査する際に、個々の画素
のオン／オフ時間はプロジェクタの電子回路によりサブ
バンドの色と輝度の断面形状及び表示すべき画像のその
画素色成分に応じて適切にコントロールされる。
【００１７】これによれば、カラーサブバンドの幅が走
査幅の約１／３にできるので、カラーサブバンドが画素
を走査する時間は十分に長く、ＤＭＤパネルはＰＷＭ制
御により十分な階調を達成できる。ＤＭＤパネルで変調
した光は投射レンズによってスクリーンに投射される。
査幅の約１／３にできるので、カラーサブバンドが画素
を走査する時間は十分に長く、ＤＭＤパネルはＰＷＭ制
御により十分な階調を達成できる。ＤＭＤパネルで変調
した光は投射レンズによってスクリーンに投射される。
【００１８】こうして、一枚のＤＭＤパネルを使用しな
がら赤、緑、青の光の大部分を同時に利用でき高輝度
化、低コスト化を図ることができる。また、単一のパネ
ルを使用するので３色間の画素ずれの調整は不要とな
る。さらに、色合成ダイクロイックミラーやダイクロイ
ックプリズムが不要となり、より一層の低コスト化を図
ることができる。
がら赤、緑、青の光の大部分を同時に利用でき高輝度
化、低コスト化を図ることができる。また、単一のパネ
ルを使用するので３色間の画素ずれの調整は不要とな
る。さらに、色合成ダイクロイックミラーやダイクロイ
ックプリズムが不要となり、より一層の低コスト化を図
ることができる。
【００１９】以下、具体例について述べる。図１におい
て、１はメタルハライドランプ等の白色光源で、この白
色光源１を楕円反射鏡２の第１焦点位置に配置し、凹レ
ンズ３をその焦点が第２焦点位置に一致するように第２
焦点の手前、すなわち、白色光源側に配置している。
て、１はメタルハライドランプ等の白色光源で、この白
色光源１を楕円反射鏡２の第１焦点位置に配置し、凹レ
ンズ３をその焦点が第２焦点位置に一致するように第２
焦点の手前、すなわち、白色光源側に配置している。
【００２０】これにより、前記白色光源１からの発散し
た白色光は楕円反射鏡２で反射し、凹レンズ３を通過す
ることで径が絞られた略平行な光束に変換される。な
お、凹レンズ３に代えて凸レンズを使用し、この凸レン
ズをその焦点が楕円反射鏡２の第２焦点位置に一致する
ように第２焦点の後方に配置しても同様の作用効果が得
られる。
た白色光は楕円反射鏡２で反射し、凹レンズ３を通過す
ることで径が絞られた略平行な光束に変換される。な
お、凹レンズ３に代えて凸レンズを使用し、この凸レン
ズをその焦点が楕円反射鏡２の第２焦点位置に一致する
ように第２焦点の後方に配置しても同様の作用効果が得
られる。
【００２１】前記凹レンズ３の後方に分離反射機構とし
て３種のダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからな
るダイクロイックミラーシステム４を配置している。前
記各ダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは入射する
光束に対して斜めに配置し、一番手前のダイクロイック
ミラー４Ｒは赤の波長帯の光を選択的に反射し、中央の
ダイクロイックミラー４Ｇは緑の波長帯の光を選択的に
反射し、一番後方のダイクロイックミラー４Ｂは青の波
長帯の光を選択的に反射する。
て３種のダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからな
るダイクロイックミラーシステム４を配置している。前
記各ダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは入射する
光束に対して斜めに配置し、一番手前のダイクロイック
ミラー４Ｒは赤の波長帯の光を選択的に反射し、中央の
ダイクロイックミラー４Ｇは緑の波長帯の光を選択的に
反射し、一番後方のダイクロイックミラー４Ｂは青の波
長帯の光を選択的に反射する。
【００２２】但し、白色光源１に近いダイクロイックミ
ラーで反射した波長帯は白色光源１からより遠くに配置
したダイクロイックミラーに到達することはないので、
より遠くに配置したダイクロイックミラーにおいてはこ
れらの波長帯については反射しても反射しなくてもよ
い。すなわち、ダイクロイックミラー４Ｇは赤の波長帯
については反射する特性であっても反射しない特性であ
ってもよく、ダイクロイックミラー４Ｂは赤の波長帯及
び緑の波長帯については反射する特性であっても反射し
ない特性であってもよい。
ラーで反射した波長帯は白色光源１からより遠くに配置
したダイクロイックミラーに到達することはないので、
より遠くに配置したダイクロイックミラーにおいてはこ
れらの波長帯については反射しても反射しなくてもよ
い。すなわち、ダイクロイックミラー４Ｇは赤の波長帯
については反射する特性であっても反射しない特性であ
ってもよく、ダイクロイックミラー４Ｂは赤の波長帯及
び緑の波長帯については反射する特性であっても反射し
ない特性であってもよい。
【００２３】なお、各ダイクロイックミラー４Ｒ，４
Ｇ，４Ｂにおいていずれも赤外域の波長を透過させる特
性を持たせることでライトバルブの温度上昇を防止でき
る。
Ｇ，４Ｂにおいていずれも赤外域の波長を透過させる特
性を持たせることでライトバルブの温度上昇を防止でき
る。
【００２４】前記ダイクロイックミラー４Ｇは光束の入
射角に対して４５度傾けて配置し、前記ダイクロイック
ミラー４Ｒはダイクロイックミラー４Ｇに対して、例え
ば＋４度傾けて配置し、前記ダイクロイックミラー４Ｂ
はダイクロイックミラー４Ｇに対して−４度傾けて配置
している。これにより、ダイクロイックミラー４Ｇによ
り反射される緑の光束は９０度曲げられ、また、ダイク
ロイックミラー４Ｒ、４Ｂにより反射される赤、青の光
束は、緑の光束に対してそれぞれ−８度、＋８度傾いた
光束となる。
射角に対して４５度傾けて配置し、前記ダイクロイック
ミラー４Ｒはダイクロイックミラー４Ｇに対して、例え
ば＋４度傾けて配置し、前記ダイクロイックミラー４Ｂ
はダイクロイックミラー４Ｇに対して−４度傾けて配置
している。これにより、ダイクロイックミラー４Ｇによ
り反射される緑の光束は９０度曲げられ、また、ダイク
ロイックミラー４Ｒ、４Ｂにより反射される赤、青の光
束は、緑の光束に対してそれぞれ−８度、＋８度傾いた
光束となる。
【００２５】前記ダイクロイックミラーシステム４から
の赤、緑、青の光束を変換手段であるレンチキュラレン
ズシステム５に入射している。前記レンチキュラレンズ
システム５は、図２に示すように、粗ピッチのレンチキ
ュラレンズ５ａと細ピッチのレンチキュラレンズ５ｂを
組合わせたもので、例えば、プレスにより一枚のガラス
の両側に粗ピッチレンチキュラレンズ５ａと細ピッチレ
ンチキュラレンズ５ｂを形成する。このレンズは、粗ピ
ッチレンチキュラレンズ５ａの１つの粗ピッチ円柱レン
ズに対し３個の細ピッチ円柱レンズが配置されるように
形成している。
の赤、緑、青の光束を変換手段であるレンチキュラレン
ズシステム５に入射している。前記レンチキュラレンズ
システム５は、図２に示すように、粗ピッチのレンチキ
ュラレンズ５ａと細ピッチのレンチキュラレンズ５ｂを
組合わせたもので、例えば、プレスにより一枚のガラス
の両側に粗ピッチレンチキュラレンズ５ａと細ピッチレ
ンチキュラレンズ５ｂを形成する。このレンズは、粗ピ
ッチレンチキュラレンズ５ａの１つの粗ピッチ円柱レン
ズに対し３個の細ピッチ円柱レンズが配置されるように
形成している。
【００２６】粗ピッチレンチキュラレンズ５ａのある１
つの粗ピッチ円柱レンズ５ａ1 に垂直に入射した緑の光
束は、そのレンズ５ａ1 の焦点に集光した後、この粗ピ
ッチ円柱レンズ５ａ1 と共通の焦点を持ち、焦点距離が
粗ピッチ円柱レンズ５ａ1 の１／３またはそれ以下の細
ピッチ円柱レンズ５ｂG1により、１／３またはそれ以下
の径の光束に変換される。
つの粗ピッチ円柱レンズ５ａ1 に垂直に入射した緑の光
束は、そのレンズ５ａ1 の焦点に集光した後、この粗ピ
ッチ円柱レンズ５ａ1 と共通の焦点を持ち、焦点距離が
粗ピッチ円柱レンズ５ａ1 の１／３またはそれ以下の細
ピッチ円柱レンズ５ｂG1により、１／３またはそれ以下
の径の光束に変換される。
【００２７】また、前記粗ピッチ円柱レンズ５ａ1 に−
８度の傾きで入射した赤の光束は、そのレンズ５ａ1 の
焦点から少し離れた位置に集光する。そして、この集光
点に焦点を持つ細ピッチ円柱レンズ５ｂR1により、１／
３またはそれ以下の径の光束に変換される。
８度の傾きで入射した赤の光束は、そのレンズ５ａ1 の
焦点から少し離れた位置に集光する。そして、この集光
点に焦点を持つ細ピッチ円柱レンズ５ｂR1により、１／
３またはそれ以下の径の光束に変換される。
【００２８】また、前記粗ピッチ円柱レンズ５ａ1 に＋
８度の傾きで入射した青の光束は、そのレンズ５ａ1 の
焦点から少し離れた位置で赤の集光点とは反対側に集光
する。そして、この集光点に焦点を持つ細ピッチ円柱レ
ンズ５ｂB1により、１／３またはそれ以下の径の光束に
変換される。
８度の傾きで入射した青の光束は、そのレンズ５ａ1 の
焦点から少し離れた位置で赤の集光点とは反対側に集光
する。そして、この集光点に焦点を持つ細ピッチ円柱レ
ンズ５ｂB1により、１／３またはそれ以下の径の光束に
変換される。
【００２９】このようにしてレンチキュラレンズシステ
ム５は、赤、緑、青の分離したサブバンドからなるカラ
ーバンドセットを、入射光が入射する有効な粗ピッチ円
柱レンズの個数に等しい数だけ生成する。
ム５は、赤、緑、青の分離したサブバンドからなるカラ
ーバンドセットを、入射光が入射する有効な粗ピッチ円
柱レンズの個数に等しい数だけ生成する。
【００３０】前記レンチキュラレンズシステム５から出
射するカラーバンドセットの像を、そのカラーバンドの
ピッチだけ走査する走査手段を形成するガルバノミラー
及びエンコーダ装置６のガルバノミラー６ａの反射面に
入射している。そして、前記ガルバノミラー６ａからの
反射光を結像手段を構成するカップリングレンズ７によ
りライトバルブとしてのＤＭＤ（Digital Micromirror
Device）パネル８に結像させている。前記ガルバノミラ
ー及びエンコーダ装置６のガルバノミラー６ａはその回
転軸の回り、すなわち、図中実線の矢印で示す方向に回
動自在になっている。
射するカラーバンドセットの像を、そのカラーバンドの
ピッチだけ走査する走査手段を形成するガルバノミラー
及びエンコーダ装置６のガルバノミラー６ａの反射面に
入射している。そして、前記ガルバノミラー６ａからの
反射光を結像手段を構成するカップリングレンズ７によ
りライトバルブとしてのＤＭＤ（Digital Micromirror
Device）パネル８に結像させている。前記ガルバノミラ
ー及びエンコーダ装置６のガルバノミラー６ａはその回
転軸の回り、すなわち、図中実線の矢印で示す方向に回
動自在になっている。
【００３１】そして、ガルバノミラー６ａの初期状態に
おいてＤＭＤパネル８に投影されたカラーバンドセット
の像は、水平方向（図１の紙面垂直方向）においてはＤ
ＭＤパネル８の有効エリアの幅をカバーしており、ま
た、垂直方向においてはＤＭＤパネル８の有効エリアの
幅よりもカラーバンドセットのピッチ分だけ下方にはみ
出すように設定されている。
おいてＤＭＤパネル８に投影されたカラーバンドセット
の像は、水平方向（図１の紙面垂直方向）においてはＤ
ＭＤパネル８の有効エリアの幅をカバーしており、ま
た、垂直方向においてはＤＭＤパネル８の有効エリアの
幅よりもカラーバンドセットのピッチ分だけ下方にはみ
出すように設定されている。
【００３２】また、前記ガルバノミラー６ａの初期状態
において、ＤＭＤパネル８の最上段の画素行を０とし、
そこからＸｍｍの距離だけ下がった場所に照射されるカ
ラーバンドセットの色と明るさのパターンは、例えば、
図３に示すように、赤、緑、青の３つの山のパターンｆ
(x) を繰返すパターンとなる。
において、ＤＭＤパネル８の最上段の画素行を０とし、
そこからＸｍｍの距離だけ下がった場所に照射されるカ
ラーバンドセットの色と明るさのパターンは、例えば、
図３に示すように、赤、緑、青の３つの山のパターンｆ
(x) を繰返すパターンとなる。
【００３３】前記ガルバノミラー及びエンコーダ装置６
において、ガルバノミラー６ａをその回転軸の回りに、
例えば、図１において反時計周りに等角速度で回動する
と、ＤＭＤパネル８上のカラーバンドセット全体が垂直
方向、すなわち、上方向に等速度Ｖで移動する。なお、
実際には等速度に達するまでの助走区間が必要である
が、等速度運動を開始した時点を初期状態、すなわち、
ｔ＝０とする。
において、ガルバノミラー６ａをその回転軸の回りに、
例えば、図１において反時計周りに等角速度で回動する
と、ＤＭＤパネル８上のカラーバンドセット全体が垂直
方向、すなわち、上方向に等速度Ｖで移動する。なお、
実際には等速度に達するまでの助走区間が必要である
が、等速度運動を開始した時点を初期状態、すなわち、
ｔ＝０とする。
【００３４】前記ＤＭＤパルネ８の最上段の先頭行に
は、図４に示すように、移動時間ｔに応じて、ｆ(0+V×
t) のパターンで、赤、緑、青の光が順次照射される。
また、前記ＤＭＤパルネ８の最上段からＮ番目の行に
は、図５に示すように、移動時間ｔに応じて、ｆ(N×p+
V×t) のパターンで、すなわち、位相だけが異なるパタ
ーンで赤、緑、青の光が順次照射される。
は、図４に示すように、移動時間ｔに応じて、ｆ(0+V×
t) のパターンで、赤、緑、青の光が順次照射される。
また、前記ＤＭＤパルネ８の最上段からＮ番目の行に
は、図５に示すように、移動時間ｔに応じて、ｆ(N×p+
V×t) のパターンで、すなわち、位相だけが異なるパタ
ーンで赤、緑、青の光が順次照射される。
【００３５】従って、カラーバンドセット全体がそのピ
ッチだけ移動すると、ＤＭＤパネル８の全ての画素に
は、その位置によって位相だけが異なる同一のパターン
の光が照射されることになる。そして、カラーバンドセ
ットが、そのピッチだけ移動した後、ガルバノミラー６
ａは急速に向きを変えて今度は逆向きの等速度運動を開
始する。このようにしてガルバノミラー６ａは正逆の往
復運動を繰返す。また、ガルバノミラー６ａが方向を反
転する間はＤＭＤパネル８の駆動をオフにする。
ッチだけ移動すると、ＤＭＤパネル８の全ての画素に
は、その位置によって位相だけが異なる同一のパターン
の光が照射されることになる。そして、カラーバンドセ
ットが、そのピッチだけ移動した後、ガルバノミラー６
ａは急速に向きを変えて今度は逆向きの等速度運動を開
始する。このようにしてガルバノミラー６ａは正逆の往
復運動を繰返す。また、ガルバノミラー６ａが方向を反
転する間はＤＭＤパネル８の駆動をオフにする。
【００３６】なお、前記ＤＭＤパネル８に対して照射す
るカラーバンドセット全体の垂直方向の幅を、カラーバ
ンドセットのピッチの複数倍、例えばＭ倍だけ大きく
し、カラーバンドセットの垂直方向の走査幅を（Ｍ−
１）倍だけ大きくすれば、カラーバンドセットが垂直方
向の上又は下にそのピッチの（Ｍ−１）倍移動するまで
はガルバノミラー６ａの方向を反転する必要がなくなる
ので、方向反転の回数を減らすことができ、より明るい
画像が得られる。但し、この場合は、カラーバンドセッ
トの照射面積が大きくなるのでＤＭＤパルネ８に有効に
照射される光量は若干減ることになる。
るカラーバンドセット全体の垂直方向の幅を、カラーバ
ンドセットのピッチの複数倍、例えばＭ倍だけ大きく
し、カラーバンドセットの垂直方向の走査幅を（Ｍ−
１）倍だけ大きくすれば、カラーバンドセットが垂直方
向の上又は下にそのピッチの（Ｍ−１）倍移動するまで
はガルバノミラー６ａの方向を反転する必要がなくなる
ので、方向反転の回数を減らすことができ、より明るい
画像が得られる。但し、この場合は、カラーバンドセッ
トの照射面積が大きくなるのでＤＭＤパルネ８に有効に
照射される光量は若干減ることになる。
【００３７】カラーバンドセットの色と明るさのパター
ンｆ(x) を、例えば、カラープロジェクタの組立て時に
センサで読取るなどして、そのデータを不揮発性メモリ
のテーブルに格納し、前記ガルバノミラー及びエンコー
ダ装置６のエンコーダでカラーバンドの移動量を検出す
るとともに不揮発性メモリのテーブルのデータを参照す
れば、ある画素に照射される光の色と明るさの強度を知
ることができる。
ンｆ(x) を、例えば、カラープロジェクタの組立て時に
センサで読取るなどして、そのデータを不揮発性メモリ
のテーブルに格納し、前記ガルバノミラー及びエンコー
ダ装置６のエンコーダでカラーバンドの移動量を検出す
るとともに不揮発性メモリのテーブルのデータを参照す
れば、ある画素に照射される光の色と明るさの強度を知
ることができる。
【００３８】これに基づき、表示すべき画像の対応する
画素の３原色の成分のグレイスケールレベルが得られる
ように、カラーバンドセットが走査している間のＤＭＤ
パネル８の画素をオンにするタイミングを制御すれば、
ＤＭＤパネル８においてフルカラーの画像を生成し、投
射手段としての投射レンズ９でスクリーン上に投射する
ことができる。
画素の３原色の成分のグレイスケールレベルが得られる
ように、カラーバンドセットが走査している間のＤＭＤ
パネル８の画素をオンにするタイミングを制御すれば、
ＤＭＤパネル８においてフルカラーの画像を生成し、投
射手段としての投射レンズ９でスクリーン上に投射する
ことができる。
【００３９】例えば、Ｎ番目の行のあるピクセルのオン
／オフのタイミングを図６に示すように制御することに
より、最初の順方向走査においては、緑Ｇが１００％、
青Ｂが５０％、赤Ｒが２５％の画素を表示し、次の逆方
向走査においては、緑Ｇが０％、青Ｂが１００％、赤Ｒ
が５０％の画素を表示することになる。
／オフのタイミングを図６に示すように制御することに
より、最初の順方向走査においては、緑Ｇが１００％、
青Ｂが５０％、赤Ｒが２５％の画素を表示し、次の逆方
向走査においては、緑Ｇが０％、青Ｂが１００％、赤Ｒ
が５０％の画素を表示することになる。
【００４０】このように、一枚のＤＭＤパネル８を使用
しながら赤、緑、青の光の大部分を同時に利用でき高輝
度化、低コスト化を図ることができる。また、カラーバ
ンドセットにおける各サブバンドの幅を走査幅の約１／
３にできるので、サブバンドが画素を走査する時間は十
分に長く、ＤＭＤパネル８はＰＷＭ制御により十分な階
調を達成できる。
しながら赤、緑、青の光の大部分を同時に利用でき高輝
度化、低コスト化を図ることができる。また、カラーバ
ンドセットにおける各サブバンドの幅を走査幅の約１／
３にできるので、サブバンドが画素を走査する時間は十
分に長く、ＤＭＤパネル８はＰＷＭ制御により十分な階
調を達成できる。
【００４１】また、単一のパネルを使用するので３色間
の画素ずれの調整は不要となる。さらに、色合成ダイク
ロイックミラーやダイクロイックプリズムが不要とな
り、より一層の低コスト化を図ることができる。 （第２の実施の形態）この実施の形態は請求項１に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
の画素ずれの調整は不要となる。さらに、色合成ダイク
ロイックミラーやダイクロイックプリズムが不要とな
り、より一層の低コスト化を図ることができる。 （第２の実施の形態）この実施の形態は請求項１に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
【００４２】前述した第１の実施の形態では白色光から
赤、緑、青の光束を分離する分離反射機構としてダイク
ロイックミラーシステムを使用したが、この実施の形態
では、例えば、レンズ機能を持たせた位相体積型ホログ
ラム素子からなる位相体積型回折格子（Phase Volume G
rating）１１を使用する。この位相体積型回折格子１１
は、入射光を互いに少しずつ傾いた赤、緑、青の光束に
分離する機能を持っている。また、粗ピッチレンチキュ
ラレンズの機能も持っている。
赤、緑、青の光束を分離する分離反射機構としてダイク
ロイックミラーシステムを使用したが、この実施の形態
では、例えば、レンズ機能を持たせた位相体積型ホログ
ラム素子からなる位相体積型回折格子（Phase Volume G
rating）１１を使用する。この位相体積型回折格子１１
は、入射光を互いに少しずつ傾いた赤、緑、青の光束に
分離する機能を持っている。また、粗ピッチレンチキュ
ラレンズの機能も持っている。
【００４３】従って、この実施の形態で使用する赤、
緑、青の分離したサブバンドからなるカラーバンドセッ
トを作成するレンチキュラレンズシステム１２として
は、細ピッチのレンチキュラレンズの機能があればよ
い。
緑、青の分離したサブバンドからなるカラーバンドセッ
トを作成するレンチキュラレンズシステム１２として
は、細ピッチのレンチキュラレンズの機能があればよ
い。
【００４４】図７に示すように、凹レンズ３からの白色
光をレンズ機能を持たせた位相体積型ホログラム素子か
らなる位相体積型回折格子１１に入射し、この位相体積
型回折格子１１で入射光を互いに少しずつ傾いた赤、
緑、青の光束に分離し、レンチキュラレンズシステム１
２に入射させる。
光をレンズ機能を持たせた位相体積型ホログラム素子か
らなる位相体積型回折格子１１に入射し、この位相体積
型回折格子１１で入射光を互いに少しずつ傾いた赤、
緑、青の光束に分離し、レンチキュラレンズシステム１
２に入射させる。
【００４５】前記レンチキュラレンズシステム１２は入
射する赤、緑、青の光束を、赤、緑、青の分離したサブ
バンドからなるカラーバンドセットを複数個生成する。
サブバンドは走査幅の約１／３の幅になっている。
射する赤、緑、青の光束を、赤、緑、青の分離したサブ
バンドからなるカラーバンドセットを複数個生成する。
サブバンドは走査幅の約１／３の幅になっている。
【００４６】前記レンチキュラレンズシステム１２の細
ピッチのレンチキュラレンズから出射するカラーバンド
セットの像をカップリングレンズ７で集光し、ガルバノ
ミラー及びエンコーダ装置６のガルバノミラー６ａで反
射させた後、偏光ビームスプリッタ１３を介して反射型
液晶パネルからなるライトバルブ１４に結像させてい
る。
ピッチのレンチキュラレンズから出射するカラーバンド
セットの像をカップリングレンズ７で集光し、ガルバノ
ミラー及びエンコーダ装置６のガルバノミラー６ａで反
射させた後、偏光ビームスプリッタ１３を介して反射型
液晶パネルからなるライトバルブ１４に結像させてい
る。
【００４７】そして、前記ライトバルブ１４から出射す
るフルカラー画像を前記偏光ビームスプリッタ１３を介
して投射レンズ９によりスクリーン上に投射するように
している。このような構成においても、前述した実施の
形態と同様、高輝度化及び低コスト化を図ることがで
き、また、充分な階調表現ができる。
るフルカラー画像を前記偏光ビームスプリッタ１３を介
して投射レンズ９によりスクリーン上に投射するように
している。このような構成においても、前述した実施の
形態と同様、高輝度化及び低コスト化を図ることがで
き、また、充分な階調表現ができる。
【００４８】なお、前述した各実施の形態では、カラー
バンドをそのカラーバンドのピッチだけ走査する走査手
段としてガルバノミラーを使用したものについて述べた
がこれに限定するものではなく、例えば、頂角を電気的
に調整できる可変頂角プリズムを使用してもよく、ま
た、カップリングレンズを移動制御する機構を使用して
もよい。 （第３の実施の形態）この実施の形態は請求項２に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
バンドをそのカラーバンドのピッチだけ走査する走査手
段としてガルバノミラーを使用したものについて述べた
がこれに限定するものではなく、例えば、頂角を電気的
に調整できる可変頂角プリズムを使用してもよく、ま
た、カップリングレンズを移動制御する機構を使用して
もよい。 （第３の実施の形態）この実施の形態は請求項２に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
【００４９】図８に示すように、この実施の形態では変
換手段として平板状のレンチキュラレンズシステム５を
使用し、走査手段として、このレンチキュラレンズシス
テム５を図中矢印で示すように前方及び手前に往復移動
制御するリニアモータ及びエンコーダ装置２１を使用す
る。前記レンチキュラレンズシステム５は入射する赤、
緑、青の光束を、赤、緑、青の分離したサブバンドから
なるカラーバンドセットを複数個生成する。サブバンド
は走査幅の約１／３の幅になっている。
換手段として平板状のレンチキュラレンズシステム５を
使用し、走査手段として、このレンチキュラレンズシス
テム５を図中矢印で示すように前方及び手前に往復移動
制御するリニアモータ及びエンコーダ装置２１を使用す
る。前記レンチキュラレンズシステム５は入射する赤、
緑、青の光束を、赤、緑、青の分離したサブバンドから
なるカラーバンドセットを複数個生成する。サブバンド
は走査幅の約１／３の幅になっている。
【００５０】前記レンチキュラレンズシステム５の細ピ
ッチのレンチキュラレンズから出射するカラーバンドセ
ットの像を反射ミラー２２で反射させた後、カップリン
グレンズ７によりライトバルブとしてのＤＭＤパネル８
に結像させている。
ッチのレンチキュラレンズから出射するカラーバンドセ
ットの像を反射ミラー２２で反射させた後、カップリン
グレンズ７によりライトバルブとしてのＤＭＤパネル８
に結像させている。
【００５１】前記リニアモータ及びエンコーダ装置２１
の初期状態においてＤＭＤパネル８に投影されたカラー
バンドセットの像は、水平方向（図８の紙面垂直方向）
においてはＤＭＤパネル８の有効エリアの幅をカバー
し、また、垂直方向においてはＤＭＤパネル８の有効エ
リアの幅よりもカラーバンドセットの複数ピッチ分下方
にはみ出すように前記レンチキュラレンズシステム５の
長さが長く設定されている。
の初期状態においてＤＭＤパネル８に投影されたカラー
バンドセットの像は、水平方向（図８の紙面垂直方向）
においてはＤＭＤパネル８の有効エリアの幅をカバー
し、また、垂直方向においてはＤＭＤパネル８の有効エ
リアの幅よりもカラーバンドセットの複数ピッチ分下方
にはみ出すように前記レンチキュラレンズシステム５の
長さが長く設定されている。
【００５２】また、前記リニアモータ及びエンコーダ装
置２１の初期状態において、ＤＭＤパネル８の最上段の
画素行を０とし、そこからＸｍｍの距離だけ下がった場
所に照射されるカラーバンドセットの色と明るさのパタ
ーンは、例えば、図９に示すように、赤、緑、青の３つ
の山のパターンｆ(x) を繰返すパターンとなる。
置２１の初期状態において、ＤＭＤパネル８の最上段の
画素行を０とし、そこからＸｍｍの距離だけ下がった場
所に照射されるカラーバンドセットの色と明るさのパタ
ーンは、例えば、図９に示すように、赤、緑、青の３つ
の山のパターンｆ(x) を繰返すパターンとなる。
【００５３】前記リニアモータ及びエンコーダ装置２１
によりレンチキュラレンズシステム５を前方に押し出す
ように等速度で移動すると、ＤＭＤパネル８上のカラー
バンドセット全体が垂直方向、すなわち、上方向に等速
度Ｖで移動する。なお、実際には等速度に達するまでの
助走区間が必要であるが、等速度運動を開始した時点を
初期状態、すなわち、ｔ＝０とする。
によりレンチキュラレンズシステム５を前方に押し出す
ように等速度で移動すると、ＤＭＤパネル８上のカラー
バンドセット全体が垂直方向、すなわち、上方向に等速
度Ｖで移動する。なお、実際には等速度に達するまでの
助走区間が必要であるが、等速度運動を開始した時点を
初期状態、すなわち、ｔ＝０とする。
【００５４】前記ＤＭＤパルネ８の最上段の先頭行に
は、図１０に示すように、移動時間ｔに応じて、ｆ(0+V
×t) のパターンで、赤、緑、青の光が順次照射され
る。カラーバンドセットがそのピッチだけ移動すると、
レンチキュラレンズシステム５への入射光は初期状態と
同等になる。
は、図１０に示すように、移動時間ｔに応じて、ｆ(0+V
×t) のパターンで、赤、緑、青の光が順次照射され
る。カラーバンドセットがそのピッチだけ移動すると、
レンチキュラレンズシステム５への入射光は初期状態と
同等になる。
【００５５】そして、レンチキュラレンズシステム５の
長さがカラーバンドセットの複数ピッチ分だけ入射光の
幅よりも長くなっているので、カラーバンドセットの走
査を複数回連続して行うことができる。図１０は、走査
を２回連続して行った場合を示している。
長さがカラーバンドセットの複数ピッチ分だけ入射光の
幅よりも長くなっているので、カラーバンドセットの走
査を複数回連続して行うことができる。図１０は、走査
を２回連続して行った場合を示している。
【００５６】このように、レンチキュラレンズシステム
５の長さを大きくすることで、１回の順方向走査や逆方
向走査においてカラーバンドセットの複数ピッチ分走査
できるので、順方向から逆方向、あるいは逆方向から順
方向への方向転換の回数を減らすことができる。
５の長さを大きくすることで、１回の順方向走査や逆方
向走査においてカラーバンドセットの複数ピッチ分走査
できるので、順方向から逆方向、あるいは逆方向から順
方向への方向転換の回数を減らすことができる。
【００５７】前記レンチキュラレンズシステム５の端が
入射光の端に達すると、方向転換を行い、リニアモータ
及びエンコーダ装置２１は、今度はレンチキュラレンズ
システム５を手前に引くように逆向きの等速度運動を行
う。このようにして、リニアモータ及びエンコーダ装置
２１は、レンチキュラレンズシステム５の往復移動を繰
返す。そして、方向転換の間はＤＭＤパネル８の駆動を
オフにするのでロスが発生する。
入射光の端に達すると、方向転換を行い、リニアモータ
及びエンコーダ装置２１は、今度はレンチキュラレンズ
システム５を手前に引くように逆向きの等速度運動を行
う。このようにして、リニアモータ及びエンコーダ装置
２１は、レンチキュラレンズシステム５の往復移動を繰
返す。そして、方向転換の間はＤＭＤパネル８の駆動を
オフにするのでロスが発生する。
【００５８】最上段からＮ番目の行には、図１１に示す
ように、移動時間ｔに応じて、ｆ(N×p+V×t) のパター
ンで、すなわち、位相だけが異なるパターンで赤、緑、
青の光が順次照射される。
ように、移動時間ｔに応じて、ｆ(N×p+V×t) のパター
ンで、すなわち、位相だけが異なるパターンで赤、緑、
青の光が順次照射される。
【００５９】カラーバンドセットの色と明るさのパター
ンｆ(x) を、例えば、カラープロジェクタの組立て時に
センサで読取るなどして、そのデータを不揮発性メモリ
のテーブルに格納し、前記リニアモータ及びエンコーダ
装置２１のエンコーダでカラーバンドの移動量を検出す
るとともに不揮発性メモリのテーブルのデータを参照す
れば、ある画素に照射される光の色と明るさの強度を知
ることができる。
ンｆ(x) を、例えば、カラープロジェクタの組立て時に
センサで読取るなどして、そのデータを不揮発性メモリ
のテーブルに格納し、前記リニアモータ及びエンコーダ
装置２１のエンコーダでカラーバンドの移動量を検出す
るとともに不揮発性メモリのテーブルのデータを参照す
れば、ある画素に照射される光の色と明るさの強度を知
ることができる。
【００６０】これに基づき、表示すべき画像の対応する
画素の３原色の成分のグレイスケールレベルが得られる
ように、カラーバンドセットが走査している間のＤＭＤ
パネル８の画素をオンにするタイミングを制御すれば、
ＤＭＤパネル８においてフルカラーの画像を生成し、投
射レンズ９でスクリーン上に投射することができる。
画素の３原色の成分のグレイスケールレベルが得られる
ように、カラーバンドセットが走査している間のＤＭＤ
パネル８の画素をオンにするタイミングを制御すれば、
ＤＭＤパネル８においてフルカラーの画像を生成し、投
射レンズ９でスクリーン上に投射することができる。
【００６１】例えば、Ｎ番目の行のあるピクセルのオン
／オフのタイミングを図１２に示すように制御すること
により、最初の順方向走査においては、緑Ｇが１００
％、青Ｂが５０％、赤Ｒが２５％の画素を表示し、２回
目の順方向走査においては、緑Ｇが０％、青Ｂが５０
％、赤Ｒが１００％の画素を表示することになる。
／オフのタイミングを図１２に示すように制御すること
により、最初の順方向走査においては、緑Ｇが１００
％、青Ｂが５０％、赤Ｒが２５％の画素を表示し、２回
目の順方向走査においては、緑Ｇが０％、青Ｂが５０
％、赤Ｒが１００％の画素を表示することになる。
【００６２】このように、順方向の走査をカラーバンド
セットの複数ピッチ分行った後に方向転換し、逆方向の
走査を同じくカラーバンドセットの複数ピッチ分行った
後に再び方向転換するようにして方向転換する回数を減
らしているので、方向転換に伴うロスを低減できる。
セットの複数ピッチ分行った後に方向転換し、逆方向の
走査を同じくカラーバンドセットの複数ピッチ分行った
後に再び方向転換するようにして方向転換する回数を減
らしているので、方向転換に伴うロスを低減できる。
【００６３】そして、この実施の形態においても、前述
した実施例と同様に、一枚のＤＭＤパネル８を使用しな
がら赤、緑、青の光の大部分を同時に利用でき高輝度
化、低コスト化を図ることができる。また、カラーバン
ドセットにおける各サブバンドの幅を走査幅の約１／３
にできるので、サブバンドが画素を走査する時間は十分
に長く、ＤＭＤパネル８はＰＷＭ制御により十分な階調
を達成できる。 （第４の実施の形態）この実施の形態は請求項２に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
した実施例と同様に、一枚のＤＭＤパネル８を使用しな
がら赤、緑、青の光の大部分を同時に利用でき高輝度
化、低コスト化を図ることができる。また、カラーバン
ドセットにおける各サブバンドの幅を走査幅の約１／３
にできるので、サブバンドが画素を走査する時間は十分
に長く、ＤＭＤパネル８はＰＷＭ制御により十分な階調
を達成できる。 （第４の実施の形態）この実施の形態は請求項２に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
【００６４】前述した第３の実施の形態では、変換手段
として、平板状のレンチキュラレンズシステムを使用
し、走査手段として、このレンチキュラレンズシステム
を前方及び手前に往復移動制御するリニアモータ及びエ
ンコーダ装置を使用したが、この実施の形態では、図１
３に示すように、変換手段として、円筒体の側面に形成
した円筒状のレンチキュラレンズシステム３１を使用
し、走査手段として、このレンチキュラレンズシステム
３１を図中矢印方向に回転するモータ等の駆動手段を使
用する。
として、平板状のレンチキュラレンズシステムを使用
し、走査手段として、このレンチキュラレンズシステム
を前方及び手前に往復移動制御するリニアモータ及びエ
ンコーダ装置を使用したが、この実施の形態では、図１
３に示すように、変換手段として、円筒体の側面に形成
した円筒状のレンチキュラレンズシステム３１を使用
し、走査手段として、このレンチキュラレンズシステム
３１を図中矢印方向に回転するモータ等の駆動手段を使
用する。
【００６５】そして、前記レンチキュラレンズシステム
３１の円筒内に、白色光源１、楕円反射鏡２、凹レンズ
３、ダイクロイックミラーシステム４及び凹レンズ３か
らの白色光をダイクロイックミラーシステム４に入射さ
せる反射ミラー３２を収納している。前記レンチキュラ
レンズシステム３１は内周面に粗ピッチレンチキュラレ
ンズを形成し、外周面に細ピッチレンチキュラレンズを
形成している。
３１の円筒内に、白色光源１、楕円反射鏡２、凹レンズ
３、ダイクロイックミラーシステム４及び凹レンズ３か
らの白色光をダイクロイックミラーシステム４に入射さ
せる反射ミラー３２を収納している。前記レンチキュラ
レンズシステム３１は内周面に粗ピッチレンチキュラレ
ンズを形成し、外周面に細ピッチレンチキュラレンズを
形成している。
【００６６】この実施の形態では、ダイクロイックミラ
ーシステム４で分離された赤、緑、青の光束はレンチキ
ュラレンズシステム３１によって赤、緑、青の分離した
サブバンドからなるカラーバンドセットに変換される
が、レンチキュラレンズシステム３１が駆動手段により
等速度回転されることにより、カラーバンドセットがＤ
ＭＤパネル８上をＲ→Ｇ→Ｂ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→…のように
方向転換することなく連続的に走査する。
ーシステム４で分離された赤、緑、青の光束はレンチキ
ュラレンズシステム３１によって赤、緑、青の分離した
サブバンドからなるカラーバンドセットに変換される
が、レンチキュラレンズシステム３１が駆動手段により
等速度回転されることにより、カラーバンドセットがＤ
ＭＤパネル８上をＲ→Ｇ→Ｂ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→…のように
方向転換することなく連続的に走査する。
【００６７】このようにレンチキュラレンズシステム３
１を一方向に回転することでカラーバンドセットがＤＭ
Ｄパネル８の上を方向転換することなく連続的に走査で
きるので、方向転換に伴うロスを皆無にできる。そし
て、この実施例においても、前述した実施の形態と同
様、高輝度化及び低コスト化を図ることができ、また、
充分な階調表現ができる。 （第５の実施の形態）この実施の形態は請求項２に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
１を一方向に回転することでカラーバンドセットがＤＭ
Ｄパネル８の上を方向転換することなく連続的に走査で
きるので、方向転換に伴うロスを皆無にできる。そし
て、この実施例においても、前述した実施の形態と同
様、高輝度化及び低コスト化を図ることができ、また、
充分な階調表現ができる。 （第５の実施の形態）この実施の形態は請求項２に対応
した実施の形態について述べる。なお、前述した実施の
形態と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明は
省略する。
【００６８】前述した第３の実施の形態では白色光から
赤、緑、青の光束を分離する分離反射機構としてダイク
ロイックミラーシステムを使用したが、この実施の形態
では、例えば、レンズ機能を持たせた位相体積型ホログ
ラム素子からなる位相体積型回折格子（Phase Volume G
rating）１１を使用する。この位相体積型回折格子１１
は、入射光を互いに少しずつ傾いた赤、緑、青の光束に
分離する機能を持っている。また、粗ピッチレンチキュ
ラレンズの機能も持っている。
赤、緑、青の光束を分離する分離反射機構としてダイク
ロイックミラーシステムを使用したが、この実施の形態
では、例えば、レンズ機能を持たせた位相体積型ホログ
ラム素子からなる位相体積型回折格子（Phase Volume G
rating）１１を使用する。この位相体積型回折格子１１
は、入射光を互いに少しずつ傾いた赤、緑、青の光束に
分離する機能を持っている。また、粗ピッチレンチキュ
ラレンズの機能も持っている。
【００６９】従って、この実施の形態で使用する赤、
緑、青の分離したサブバンドからなるカラーバンドセッ
トを作成するレンチキュラレンズシステム１２として
は、細ピッチのレンチキュラレンズの機能があればよ
い。
緑、青の分離したサブバンドからなるカラーバンドセッ
トを作成するレンチキュラレンズシステム１２として
は、細ピッチのレンチキュラレンズの機能があればよ
い。
【００７０】図１４に示すように、凹レンズ３からの白
色光をレンズ機能を持たせた位相体積型ホログラム素子
からなる位相体積型回折格子１１に入射し、この位相体
積型回折格子１１で入射光を互いに少しずつ傾いた赤、
緑、青の光束に分離し、レンチキュラレンズシステム１
２に入射させる。
色光をレンズ機能を持たせた位相体積型ホログラム素子
からなる位相体積型回折格子１１に入射し、この位相体
積型回折格子１１で入射光を互いに少しずつ傾いた赤、
緑、青の光束に分離し、レンチキュラレンズシステム１
２に入射させる。
【００７１】前記レンチキュラレンズシステム１２は入
射する赤、緑、青の光束を、赤、緑、青の分離したサブ
バンドからなるカラーバンドセットを複数個生成する。
サブバンドは走査幅の約１／３の幅になっている。そし
て、前記位相体積型回折格子１１及びレンチキュラレン
ズシステム１２を一体化してリニアモータ及びエンコー
ダ装置２１により図中矢印で示すように前方及び手前に
往復移動制御するようになっている。そして、前記位相
体積型回折格子１１及びレンチキュラレンズシステム１
２は、その長さがカラーバンドセットの複数ピッチ分だ
け入射光の幅よりも長く設定されている。従って、この
実施の形態においてもカラーバンドセットの走査を複数
回連続して行うことができる。
射する赤、緑、青の光束を、赤、緑、青の分離したサブ
バンドからなるカラーバンドセットを複数個生成する。
サブバンドは走査幅の約１／３の幅になっている。そし
て、前記位相体積型回折格子１１及びレンチキュラレン
ズシステム１２を一体化してリニアモータ及びエンコー
ダ装置２１により図中矢印で示すように前方及び手前に
往復移動制御するようになっている。そして、前記位相
体積型回折格子１１及びレンチキュラレンズシステム１
２は、その長さがカラーバンドセットの複数ピッチ分だ
け入射光の幅よりも長く設定されている。従って、この
実施の形態においてもカラーバンドセットの走査を複数
回連続して行うことができる。
【００７２】前記レンチキュラレンズシステム１２の細
ピッチのレンチキュラレンズから出射するカラーバンド
セットの像をカップリングレンズ７で集光し、反射ミラ
ー４１で反射させた後、偏光ビームスプリッタ１３を介
して反射型液晶パネルからなるライトバルブ１４に結像
させている。
ピッチのレンチキュラレンズから出射するカラーバンド
セットの像をカップリングレンズ７で集光し、反射ミラ
ー４１で反射させた後、偏光ビームスプリッタ１３を介
して反射型液晶パネルからなるライトバルブ１４に結像
させている。
【００７３】そして、前記ライトバルブ１４から出射す
るフルカラー画像を前記偏光ビームスプリッタ１３を介
して投射レンズ９によりスクリーン上に投射するように
している。このような構成においても、順方向の走査を
カラーバンドセットの複数ピッチ分行った後に方向転換
し、逆方向の走査を同じくカラーバンドセットの複数ピ
ッチ分行った後に再び方向転換するようにして方向転換
する回数を減らしているので、方向転換に伴うロスを低
減できる。そして、この実施例においても前述した実施
の形態と同様、高輝度化及び低コスト化を図ることがで
き、また、充分な階調表現ができる。
るフルカラー画像を前記偏光ビームスプリッタ１３を介
して投射レンズ９によりスクリーン上に投射するように
している。このような構成においても、順方向の走査を
カラーバンドセットの複数ピッチ分行った後に方向転換
し、逆方向の走査を同じくカラーバンドセットの複数ピ
ッチ分行った後に再び方向転換するようにして方向転換
する回数を減らしているので、方向転換に伴うロスを低
減できる。そして、この実施例においても前述した実施
の形態と同様、高輝度化及び低コスト化を図ることがで
き、また、充分な階調表現ができる。
【００７４】なお、前述した第３及び第５実施の形態で
はカラーバンドをそのカラーバンドの複数ピッチ分連続
的に走査する走査手段としてリニアモータを使用したも
のについて述べたがこれに限定するものではなく、例え
ば、回転モータとカムを使用してレンチキュラレンズシ
ステムを往復移動制御してもよい。
はカラーバンドをそのカラーバンドの複数ピッチ分連続
的に走査する走査手段としてリニアモータを使用したも
のについて述べたがこれに限定するものではなく、例え
ば、回転モータとカムを使用してレンチキュラレンズシ
ステムを往復移動制御してもよい。
【００７５】また、前述した各実施の形態ではライトバ
ルブとしてＤＭＤパネル又は反射型液晶パネルを使用し
たものについて述べたがこれに限定するものではなく、
透過型液晶パネルを使用してもよく、要は、色順次表示
を行うに足る応答等速度特性を有するライトバルブであ
ればよい。
ルブとしてＤＭＤパネル又は反射型液晶パネルを使用し
たものについて述べたがこれに限定するものではなく、
透過型液晶パネルを使用してもよく、要は、色順次表示
を行うに足る応答等速度特性を有するライトバルブであ
ればよい。
【００７６】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び２記
載の発明によれば、既存のライトバルブを利用しつつ高
輝度化、低コスト化を図り、しかも充分な階調表現がで
きる。また、請求項２記載の発明によれば、さらに、ラ
イトバルブ上を走査するカラーバンドセットの方向転換
によるロスを低減できる。
載の発明によれば、既存のライトバルブを利用しつつ高
輝度化、低コスト化を図り、しかも充分な階調表現がで
きる。また、請求項２記載の発明によれば、さらに、ラ
イトバルブ上を走査するカラーバンドセットの方向転換
によるロスを低減できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図。
【図２】同実施の形態におけるレンチキュラレンズシス
テムの構成及び作用を説明するための部分拡大図。
テムの構成及び作用を説明するための部分拡大図。
【図３】同実施の形態におけるカラーバンドセットのパ
ターンを示す図。
ターンを示す図。
【図４】同実施の形態においてＤＭＤパネルの先頭行に
照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
【図５】同実施の形態においてＤＭＤパネルの第Ｎ行に
照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
【図６】同実施の形態におけるＤＭＤパネルの第Ｎ行の
ある画素の駆動パターンを示す図。
ある画素の駆動パターンを示す図。
【図７】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図。
【図８】本発明の第３の実施の形態を示す概略構成図。
【図９】同実施の形態におけるカラーバンドセットのパ
ターンを示す図。
ターンを示す図。
【図１０】同実施の形態においてＤＭＤパネルの先頭行
に照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
に照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
【図１１】同実施の形態においてＤＭＤパネルの第Ｎ行
に照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
に照射されるカラーバンドセットの照射パターンを示す
図。
【図１２】同実施の形態におけるＤＭＤパネルの第Ｎ行
のある画素の駆動パターンを示す図。
のある画素の駆動パターンを示す図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態を示す概略構成
図。
図。
【図１４】本発明の第５の実施の形態を示す概略構成
図。
図。
１…白色光源 ４…ダイクロイックミラーシステム（分離反射機構） ５…レンチキュラレンズシステム（変換手段） ６…ガルバノミラー及びエンコーダ装置（走査手段） ７…カップリングレンズ（結像手段） ８…ＤＭＤパネル（ライトバルブ） ９…投射レンズ（投射手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ (72)発明者 金子 明徳 神奈川県藤沢市藤沢1031番地 小島ビル 株式会社アプティ内 (56)参考文献 特開 平11−52290（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−62715（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−318904（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/18
Claims (2)
- 【請求項１】 白色光源と、この白色光源からの白色光
を複数の色の光束に分離すると共に各色の光束を異なっ
た角度で反射する分離反射機構と、この分離反射機構か
らの各色の光束を、その各色の光束を所定の順序で配列
した組をサブバンドとし、このサブバンドを複数、所定
のピッチで配列したカラーバンドに変換する変換手段
と、この変換手段からのカラーバンドを光変調を行うラ
イトバルブ上に結像させる結像手段と、前記変換手段か
らのカラーバンドを前記ライトバルブに対してそのカラ
ーバンドのピッチだけ走査する走査手段と、前記ライト
バルブで変調した光を投射する投射手段とを備えたこと
を特徴とする単板式カラープロジェクタ。 - 【請求項２】 白色光源と、この白色光源からの白色光
を複数の色の光束に分離すると共に各色の光束を異なっ
た角度で反射する分離反射機構と、この分離反射機構か
らの各色の光束を、その各色の光束を所定の順序で配列
した組をサブバンドとし、このサブバンドを複数、所定
のピッチで配列したカラーバンドに変換する変換手段
と、この変換手段からのカラーバンドを光変調を行うラ
イトバルブ上に結像させる結像手段と、前記変換手段を
移動制御し、この変換手段からのカラーバンドを前記ラ
イトバルブに対してそのカラーバンドの複数ピッチ分連
続的に走査する走査手段と、前記ライトバルブで変調し
た光を投射する投射手段とを備えたことを特徴とする単
板式カラープロジェクタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313125A JP3012841B1 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 単板式カラープロジェクタ |
| US09/431,911 US6219110B1 (en) | 1998-11-04 | 1999-11-02 | Single-panel color projector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10313125A JP3012841B1 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 単板式カラープロジェクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3012841B1 true JP3012841B1 (ja) | 2000-02-28 |
| JP2000137191A JP2000137191A (ja) | 2000-05-16 |
Family
ID=18037425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10313125A Expired - Fee Related JP3012841B1 (ja) | 1998-11-04 | 1998-11-04 | 単板式カラープロジェクタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6219110B1 (ja) |
| JP (1) | JP3012841B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112445056A (zh) * | 2019-09-03 | 2021-03-05 | 卡西欧计算机株式会社 | 光源装置和投影装置 |
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| JP2002122809A (ja) | 2000-10-18 | 2002-04-26 | Canon Inc | 投射型表示装置 |
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| US20050105061A1 (en) * | 2001-03-15 | 2005-05-19 | Delong James A. | Projection system with folded optical path |
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| KR100416261B1 (ko) * | 2001-11-10 | 2004-01-31 | 삼성전자주식회사 | 광결합 소자, 광결합 소자 제조 방법 및 광결합 소자를이용한 광학기기 |
| JP3653492B2 (ja) * | 2001-11-19 | 2005-05-25 | 三洋電機株式会社 | 単板型映像表示装置 |
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| CN100443955C (zh) * | 2002-01-23 | 2008-12-17 | 深圳Tcl新技术有限公司 | 非相干光全谱域调制方法及其视频投影光机 |
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| KR100512398B1 (ko) * | 2002-07-25 | 2005-09-07 | 임용근 | 반사형 디스플레이 장치 |
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| KR100878532B1 (ko) * | 2002-08-24 | 2009-01-13 | 삼성전자주식회사 | 고효율 프로젝션 시스템 |
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