JP3594543B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、複数の光源を有して成る投写型映像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、4灯3板式液晶プロジェクタの光学系を示した平面図である。照明装置1は、対向配置された二つの光源1a,1b及び同対向配置された二つの光源1c,1dと、光源1a,1b間に配置された光路変更部材2と、光源1c,1d間に配置された光路変更部材3とから成る。光源1a,1bは光源1c,1dに対し、図5(a)に示しているように、上側にずらして配置してある。各光源は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ4へと導かれる。インテグレータレンズ4は一対のレンズ群から構成されており、個々のレンズ部分が各光源1a,1b,1c,1dから出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっている。インテグレータレンズ4への各光源からの光入射状態を示すと、図5(b)のごとくなる。インテグレータレンズ4を経た光は、偏光変換装置5、及び集光レンズ6を経た後、第1ダイクロイックミラー7へと導かれることになる。
【0003】
第1ダイクロイックミラー7は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光を反射する。第1ダイクロイックミラー7を透過した赤色波長帯域の光は、凹レンズ8を経て反射ミラー9にて反射されて光路を変更される。反射ミラー9にて反射された赤色光はレンズ10を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ31を透過することによって光変調される。一方、第1ダイクロイックミラー7にて反射したシアンの波長帯域の光は、凹レンズ11を経て第2ダイクロイックミラー12に導かれる。
【0004】
第2ダイクロイックミラー12は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第2ダイクロイックミラー12にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ13を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ32に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第2ダイクロイックミラー12を透過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ14、全反射ミラー15、リレーレンズ16、全反射ミラー17、及びリレーレンズ18を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ33に導かれ、これを透過することで光変調される。
【0005】
液晶ライトバルブ31,32,33を経ることで変調された変調光(各色映像光)は、ダイクロイックプリズム19によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ20によって拡大投写され、スクリーン21上に投影表示される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第1ダイクロイックミラー7は、或る波長を境にしてそれよりも長い波長は透過し、短い波長は反射する特性を有するのであるが、図6(a)(b)に示しているように、入射角度によって透過率50%の波長(半値波長)が変化する。すなわち、光源1a,1cからの光が第1ダイクロイックミラー7に入射する角度と、光源1b,1dからの光が第1ダイクロイックミラー7に入射する角度は、一方が図6において符号Cで示すものとなり、他方が符号Bで示すものとなる。従って、光源1a,1cからの光が第1ダイクロイックミラー7を経たときの色成分と、光源1b,1dからの光が第1ダイクロイックミラー7を経たときの色成分との間には、違いが生じる。
【0007】
また、図7(a)(b)に示しているように、液晶ライトバルブ31,32,33の光透過率は、光の入射角度によって変化する。或る光源からの光は或る液晶ライトバルブに対して右方向から入り、或る液晶ライトバルブには左方向から入る。また、或る光源からの光は或る液晶ライトバルブに対して上方向から入り、液晶ライトバルブ33にはリレーレンズ14,16,リレーレンズ18を経ることで下方向から入る。その逆の入り方も生じる。すなわち、或る液晶ライトバルブに対して或る光源からの光は図7において符号Cで示すものとなり、また、或る液晶ライトバルブに対して或る光源からの光は符号Bで示すものとなる。
【0008】
図8及び図9は各光源が一灯のみ点灯した場合における色度座標yの照射映像中央水平方向の変化の状態を示しており、図8(a)は光源1aの点灯時の特性図であり、図8(b)は光源1bの点灯時の特性図であり、図9(a)は光源1cの点灯時の特性図であり、図9(b)は光源1dの点灯時の特性図である。これらの図から分かるように、一灯のみの点灯では、色むらが発生する。これは、前述の図6及び図7で説明した現象に起因して生じるものである。一方、4つの光源1a,1b,1c,1dの全てが点灯した状態では、各光源の特性が相殺しあうことで色むらが打ち消され、図10に示すようにY値は一定となり、色むらが解消されたものとなる。
【0009】
ところが、図11(a)に示すごとく、4つの光源1a,1b,1c,1dの全てが点灯した状態では前述のごとく特性が相殺しあって色むらが解消されるものの、同図(b)に示すごとく、一つの光源(図では光源1a)がランプ切れ等により発光停止した場合には相殺状態が崩れてしまい、色むらが生じてしまうことになる。
【0010】
この発明は、上記の事情に鑑み、複数の光源を有する場合において一つ又は複数の光源が発光停止した場合でも色むらの発生を抑制できる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に他方の光源を消灯させる消灯制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【0012】
上記構成によれば、例えば、色むらについて相殺特性を有する二対の光源(合計4つの光源)を有する場合において、一つの光源が発光停止した場合には、そのことが検出手段によって検出され、前記一つの光源と対を成している他の一つの光源が前記消灯制御手段によって消灯させられることになり、色むらについて相殺特性を有する他の一対の光源(2つの光源)にて照明状態が維持されるから、明るさは低下するものの色むらの発生が防止されることになる。
【0013】
また、この発明の投写型映像表示装置は、複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に、他方の光源を消灯するよう利用者に促す報知手段と、を備えたことを特徴とする。
【0014】
上記構成によれば、例えば、色むらについて相殺特性を有する二対の光源(合計4つの光源)を有する場合において、一つの光源が発光停止した場合には、そのことが検出手段によって検出され、前記一つの光源と対を成している他の一つの光源を消灯するよう利用者に促すので、これに従って利用者が他の一つの光源を消灯させると、色むらについて相殺特性を有する他の一対の光源(2つの光源)にて照明状態が維持されることになり、明るさは低下するものの色むらの発生が防止されることになる。
【0015】
また、この発明の投写型映像表示装置は、複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、光源の点灯/消灯を選択するスイッチを有し、当該スイッチが操作された場合に、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を点灯/消灯させるようにしたこことを特徴とする。
【0016】
上記構成によれば、例えば、色むらについて相殺特性を有する二対の光源(合計4つの光源)を有する場合において、前記スイッチにて消灯が選択された場合は、二対の光源のうち一対の光源が消灯することになり、色むらの発生を防止しつつ明るさを低くした省電力状態に移行することになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図1乃至図3に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、従来項で用いた図面上に現れる光学部材と同一の部材には同一の符号を付記しており、また、従来項で用いた図面(図5,図8,図9)を引用して説明することとする。
【0018】
図1はこの実施形態の4灯3板式液晶プロジェクタの光学系及び点灯制御系を示した図である。照明装置1は、対向配置された二つの光源1a,1b及び同対向配置された二つの光源1c,1dと、光源1a,1b間に配置された光路変更部材2と、光源1c,1d間に配置された光路変更部材3とから成る。光源1a,1b,1c,1dは、図8(a)(b)及び図9(a)(b)に示す各特性を有している。光源1a,1bは光源1c,1dに対し、図5(a)に示しているように、上側にずらして配置してある。各光源は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ4へと導かれる。
【0019】
インテグレータレンズ4は一対のレンズ群から構成されており、個々のレンズ部分が各光源1a,1b,1c,1dから出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっている。インテグレータレンズ4への各光源からの光入射状態を示すと、図5(b)のごとくなる。インテグレータレンズ4を経た光は、偏光変換装置5、及び集光レンズ6を経た後、第1ダイクロイックミラー7へと導かれることになる。
【0020】
変更変換装置5は、複数の偏光ビームスプリッタアレイ(以下、PBSアレイと称する)によって構成されているものである。PBSアレイは、反射膜と偏光分離膜と位相差板(1/2λ板)とを備える(いずれも図示せず)。偏光分離膜はインテグレータレンズ4におけるレンズ群4bのレンズ中心に対応して位置する。PBSアレイは、インテグレータレンズ4からの光のうち例えばP偏光を通過させ、S偏光を90°光路変更して前記反射膜にて反射・出射する。PBSアレイを透過したP偏光はその前側(光出射側)に設けてある位相差板によってS偏光に変換されて出射される。すなわち、ほぼ全ての光はS偏光に変換されるようになっている。
【0021】
第1ダイクロイックミラー7は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光を反射する。第1ダイクロイックミラー7を透過した赤色波長帯域の光は、凹レンズ8を経て反射ミラー9にて反射されて光路を変更される。反射ミラー9にて反射された赤色光はレンズ10を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ31を透過することによって光変調される。一方、第1ダイクロイックミラー7にて反射したシアンの波長帯域の光は、凹レンズ11を経て第2ダイクロイックミラー12に導かれる。
【0022】
第2ダイクロイックミラー12は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第2ダイクロイックミラー12にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ13を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ32に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第2ダイクロイックミラー12を透過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ14、全反射ミラー15、リレーレンズ16、反射ミラー17、及びリレーレンズ18を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ33に導かれ、これを透過することで光変調される。
【0023】
各液晶ライトバルブ31,32,33は、入射側偏光板31a,32a,33aと、一対のガラス基板(画素電極や配向膜を形成してある)間に液晶を封入して成るパネル部31b,32b,33bと、出射側偏光板31c,32c,33cとを備えて成る。入射側偏光板31a,32a,33aは、この実施形態ではP偏光を吸収し、S偏光を透過する。
【0024】
液晶ライトバルブ31,32,33を経ることで変調された変調光(各色映像光)は、ダイクロイックプリズム19によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ20によって拡大投写され、スクリーン21上に投影表示される。
【0025】
発光停止検出部36は、例えば光源1a,1b,1c,1dの電力消費状態を監視しており、ランプ切れや断線などによる発光停止時には電力は消費されないので、これに基づいて各光源の発光停止を検出する。通電制御部37は、光源1a,1b,1c,1dへの電力供給を個別に又は光源1a,1dと光源1b,1cのセットで行うように構成されているとともに、前記発光停止検出部36からの発光停止検出情報に基づき、電力供給停止制御(消灯制御)を行う。具体的には、図2(a)に示すように、光源1a又は光源1dのいずれか一方が発光停止した場合には、他方の光源(1d,1a)への電力供給を停止(消灯)し、図2(b)に示すように、光源1b又は光源1cのいずれか一方が発光停止した場合には、他方の光源(1c,1b)への電力供給を停止(消灯)する。
【0026】
光源1aと光源1dは、図8(a)と図9(b)に示しているように、互いに色むらについて相殺特性を有しており、光源1bと光源1cは、図8(b)と図9(a)に示したように、互いに色むらについて相殺特性を有するから、上記消灯制御によって色むらは解消され、色むらについて相殺特性を有する他の一対の光源(2つの光源)については照明状態が維持され、明るさは低下するものの、映像投影を続行することができる。
【0027】
上記の例では、光源が発光停止した場合に自動消灯を行ったが、光源が発光停止した場合に、利用者に適切な消灯操作を促すようにしてもよい。例えば、個々の光源のON/OFFを操作できるスイッチを設けるとともに、各スイッチの近傍に発光手段(LED等)を配置しておく。そして、前記点灯検出部36によって或る光源の発光停止が検出されたら、消灯させるべき光源である他方の光源の操作スイッチがどれであるかを前記発光手段を点灯(点滅)させることで利用者に報知するようにしてもよい。勿論、表示部(LCD表示部等)にて消灯させるべき光源の番号などを表示するとともに、「スイッチをOFFして下さい」といったメッセージを表示するようにしてもよい。
【0028】
また、省エネモードスイッチを設け、このスイッチが操作された場合に光源1aと光源1dとから成るセット、或いは光源1bと光源1cとから成るセットのいずれかを消灯させるようにしてもよい。すなわち、省エネモードとして単純に一つの光源への電力供給を停止したのでは、色むらが生じてしまうが、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を消灯させることにより、色むらを生じさせずに電力消費量を少なくすることができる。
【0029】
なお、上記例では、4灯式の構成について説明したが、図3(a)に示すような照射状態となる3灯式、或いは同図(b)に示すような照射状態となる6灯式など、その他の多灯式構成においてもこの発明を適用することができる。各光源の出射光を光路変更部材(ミラー)にてインテグレータレンズ4に照射するようにしたが、光路変更部材を介さずにインテグレータレンズ4に直接照射する構成としてもよい。また、この発明は液晶プロジェクタにおいて特に好適となるものであるが、色むらの原因の一つが色分離のためのダイクロイックミラーへの各光源の入射角によるものでるから、このような原因を持つこととなる映像投影方式であるなら、液晶を用いない投写型映像表示装置にも適用することができる。また、液晶ライトバルブとして透過型のものを示したが、反射型の液晶ライトバルブを用いる場合にもこの発明を適用することができる。また、各光源の電力消費状態の監視によって発光停止を検出したが、これに限らず、フォトダイオード等のセンサを用いた構成や他の構成を用いてもよいものである。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の投写型映像表示装置であれば、多灯式構成で一つ又は複数の光源が発光停止した場合に色むらの発生を防止して良好な色再現にて投影映像表示を続行することができる。また、スイッチ操作で省エネモードとするときには、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を消灯するので、色むらの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態の4灯3板式液晶プロジェクタの光学系及び点灯制御系を示した説明図ある。
【図2】同図(a)(b)はそれぞれ図1の4灯式構成における点灯制御例を示した説明図である。
【図3】同図(a)(b)はそれぞれ他の多灯式構成における点灯制御例を示した説明図である。
【図4】点灯制御系を有しない従来の4灯3板式液晶プロジェクタを示した説明図である。
【図5】同図(a)(b)は光源の配置関係等を示した説明図である。
【図6】同図(a)はダイクロイックミラーに対する光源からの光の入射角の相違を示した説明図であり、同図(b)は入射角の相違により光透過特性の変化を示したグラフである。
【図7】同図(a)は液晶ライトバルブに対する光源からの光の入射角の相違を示した説明図であり、同図(b)は入射角の相違により光透過特性の変化を示したグラフである。
【図8】同図(a)は光源1aのみ点灯させたときの特性図であり、同図(b)は光源1bのみ点灯させたときの特性図である。
【図9】同図(a)は光源1cのみ点灯させたときの特性図であり、同図(b)は光源1dのみ点灯させたときの特性図である。
【図10】全光源を点灯させたときの特性図である。
【図11】同図(a)は全光源が点灯している状態を示した説明図であり、同図(b)は光源1aが発光停止した状態を示した説明図である。
【符号の説明】
1 照明装置
1a,1b,1c,1d 光源
5 偏光変換装置
7 第1ダイクロイックミラー
19 ダイクロイックプリズム
20 投写レンズ
31 液晶ライトバルブ
32 液晶ライトバルブ
33 液晶ライトバルブ
36 発光停止検出部
37 通電制御部
Claims (3)
- 複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、
前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に他方の光源を消灯させる消灯制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。 - 複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、
前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に、他方の光源を消灯するよう利用者に促す報知手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。 - 複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、
光源の点灯/消灯を選択するスイッチを有し、当該スイッチが操作された場合に、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を点灯/消灯させるようにしたことを特徴とする投写型映像表示装置。
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