JP4769369B2 - プロジェクション装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶パネルまたはマイクロミラー動揺画素パネル類の映像を拡大投写するライトバルブプロジェクション装置に関するもので、特に光源として、瞬時発光タイプの光源と、高効率、高演色の特性を持ったタイプの光源とを併せ持つプロジェクション装置に関するものである。そして、本発明は、透過型または、反射型の液晶による、或いはマイクロミラー動揺画素等を利用した、直接反射型スクリーンに投射するフロント型プロジェクタ、或いは透過型スクリーンに投影するリアプロジェクタ、または前記いずれかを他の機器と組み合わせた装置のいずれにも適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
従来からメタルハライドランプ等の光源を使用して液晶などによる、ライトバルブパネルの映像を拡大投影する装置が実用化されている。
これは光源から発する光がミラー等を経由してライトバルブパネルに集光され、投写レンズを通してスクリーンに写し出されるものである。
タイプとしては液晶パネル１枚の単板方式と液晶パネル３枚にダイクロイックミラー等で色分解、色合成して照明する３板方式、液晶パネルには、透過型と、近年は反射型も実用化されている。
また液晶を用いず、マイクロミラーを画素として半導体チップ上に、配列させ、各々の画素のミラーを動揺させ階調を制御するようにしたタイプのパネルも発売され、これらも色順次光源によるパネル１枚の単板方式と、パネル３枚にダイクロイックミラー等で色分解、色合成して照明する３板方式が知られている。
【０００３】
また、使用される照明は、最近では明るい部屋でも大画面で投写映像が見られるように高輝度なものが要求されており、光源には、高効率、高演色なメタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、などが主流である。
【０００４】
図１１は、従来の、３板式液晶プロジェクタの構成図の例である。
図１１において、１ａは放電管であるメタルハライドランプ、１ｂは楕円面または放物面に形成された反射鏡、１ｃはメタルハライドランプ１ａの電極、５は第１のフライアイレンズ、６は反射ミラー、７は第２のフライアイレンズ、８，９はダイクロイックミラー、１０，１１，１２はミラー、１３はクロスダイクロイックプリズム、１４は投射レンズ、１５は赤色用透過型液晶パネル、１６は緑色用透過型液晶パネル、１７は青色用透過型液晶パネル、１８は光学系遮光ケース、１００は本投射系全体を収納する外装ケースである。
【０００５】
次に図１１において装置の電源スイッチを投入すると、メタルハライドランプ１ａが点灯開始する。
次に、メタルハライドランプ１ａの発光光が反射鏡１ｂにより比較的平行な照明光として、フライアイレンズ５に入射する。
フライアイレンズ５は、複数のレンズを構成した構造を取り、フライアイレンズ７とコンビネーションで、後段の被照射面の輝度を均一化する効果を持つ。
【０００６】
６は反射ミラーであって、フライアイレンズ５からの照明光の光路を９０度折り曲げて、フライアイレンズ７に入射させる。
ミラー６はダイクロイック膜構成の赤外線と紫外線を透過させる特性として、フライアイレンズ７ヘの色光の赤外線と紫外線を低減させ、発熱や信頼性を改善している。
フライアイレンズ７より出射した色光はダイクロイックミラー８に入射し、青色光が透過して、ミラー１０にて光路を折り曲げられ、青色用透過型液晶パネル１７を照明する。
【０００７】
一方、ダイクロイックミラー８では、青色よりも波長の長い緑色、及び赤色の光は反射され、ダイクロイックミラー９に入射する。
ダイクロイックミラー９は緑光を反射する特性を持ち、緑色用透過型液晶パネル１６を照明する。
また、ダイクロイックミラー８では、緑色よりも波長の長い赤色光は、透過され、ミラー１１及び１２により光路を変えられ、赤色用透過型液晶パネル１５を照明する。
【０００８】
以上の赤色用透過型液晶パネル１５、緑色用透過型液晶パネル１６、及び青色用透過型液晶パネル１７には、図示しないが、それぞれ各色用の駆動信号が入力され、パネルの表示エリアに映像を表示し、前記照明光を光学的に変調する。
【０００９】
ここで、前記緑色用液晶パネル１６の表示画像は、前記他の色用の液晶パネル１５，１７の表示画像とは、ダイクロイックミラー１３での像の合成過程を考慮して、予め、電気的或いは、パネルの裏表逆転等により、像を上下方向（図１１は上面図）に対して、逆転しておく。
【００１０】
赤色用透過型液晶パネル１５、緑色用透過型液晶パネル１６、及び青色用透過型液晶パネル１７からの映像光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム１３に、図示するように予め決められた方向から入射し、合成され、カラー画像として、図示された第４面より投影レンズ１４に出射され、投影レンズ１４にてスクリーンに拡大投影される。
また、光源として２つの光源を用いる構成が、実開平４−３３０３４号と特開平９−１２７４６７号に開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、プロジェクション装置において、複数の光源を用いた好適な構成を実現することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
例えば、液晶、またはマイクロミラー動揺画素方式のプロジェクション装置の光源に、高効率、高演色性である、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどの放電型ランプを使用すると、装置の電源投入から、前記照明用のランプの光量が、所定の光量になるまで、約２〜３分間以上の、時間を要する。
【００１３】
また、何らかの供給電源の瞬間的停止等からの回復に至っては、再点灯ができるまでに、更に多くの時間（３〜５分）が要求される。この間、重要なプレゼンテーション、会議など、緊急性を要する用途において、映像を投射出来ないという、著しい不都合があった。
【００１４】
例えば上記の場合などにおいて、ライトバルブを照射する光源を複数設けると好適である場合がある。本願発明は光源を複数用いた場合において、ライトバルブを効率よく照射できる構成や、光源を複数用いた場合でも構成を簡便にできる構成を実現できるものである。
【００１５】
前記課題を解決するため、本発明のプロジェクション装置は、ライトバルブを有しており、該ライトバルブにおいて２次元配列された複数画素により光を変調し、該変調した光を投射するプロジェクション装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源よりも、点灯開始より安定点灯に至る時間が長い第２の光源と、
焦点近傍に前記第１の光源と前記第２の光源とを設け、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を集光する反射鏡と、
前記第１の光源が前記ライトバルブを照射する光量を、前記第２の光源の点灯開始後、前記第２の光源が安定点灯に至るまでの間に徐々に減光させることにより、前記第１の光源が前記ライトバルブを照射する光量と前記第２の光源が前記ライトバルブを照射する光量とをあわせた光量が、一定の値に近づくように制御する制御手段とを有していることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
以下の実施例では、光源と該光源からの照明を二次元複数画素配列のライトバルブに照射して投射レンズによりスクリーンに投射するプロジェクタを有するプロジェクション装置において、第１の瞬時点灯可能な光源と、第２の高効率かつ高演色な光源と、光源切り替え手段と、光源点灯順序制御手段とにより装置の電源投入時においては点灯速度の速い光源により瞬時に映像の投射を行い、点灯速度に制限のある高効率で安定点灯が可能なランプが安定点灯した時点において光路を後者の高効率で安定点灯が可能な光源に切換えると共に、その時点で前者の点灯速度の速い光源を停止させ、後者の高効率で安定点灯が可能な光源を照明光源として高演色かつ高効率に映像を投射可能としている。
【００２３】
図１は、本実施例の特徴を最もよく表したものであって、本実施例に係るプロジェクション装置のプロジェクタ投射系内部構造を表す上面図である。図１において、１ａ（第２の光源）は電源投入から安定発光に至るまでの時間（ｔ＝Ｂ）の比較的長い照明手段としての放電管であるメタルハライドランプであり、１ｂは楕円面または放物面に形成された反射鏡であり、１ｃはメタルハライドランプ１ａの電極である。２ａ（第１の光源）は電源投入から安定点灯に至るまでの時間（ｔ＝Ａ）の短い照明手段であるハロゲンランプであり、２ｂは楕円面または放物面に形成された反射鏡、２ｃはハロゲンランプ２ａの電極、３は移動式ミラー、４はシャッタ、５は第１のフライアイレンズ、６は反射ミラー、７は第２のフライアイレンズ、８，９はダイクロイックミラー、１０，１１，１２はミラー、１３はクロスダイクロイックプリズム、１４は投射レンズ、１５は赤色用透過型液晶パネル、１６は緑色用透過型液晶パネル、１７は青色用透過型液晶パネルである。
【００２４】
また、１８は光学系遮光ケース、１９ａはタイミングベルト、１９ｂはタイミングベルト１９ａと移動式ミラー３とを連結する結合部材、１９ｃはタイミングベルト１９ａとシャッタ４とを連結する結合部材、２０ａ，２０ｂ，２０ｃはタイミングベルト走路用プーリ、２０ｄはギア連動型タイミングベルト走路用プーリ、２０ｅはプーリ２０ｄと連結連動し該プーリ２０ｄよりも径が大きいギア、２０ｆは前記ギア２０ｅと噛み合う連結ギア、２１は前記ギア２０ｆと同軸で結合された駆動用電動機、１００は本投射系全体を収納する外装ケースである。
【００２５】
図４は、本実施例の電気的な構成を示す図である。図４において、１０１は赤色用信号入力端子、１０２は緑色用信号入力端子、１０３は青色用信号入力端子、１０４は信号処理回路ブロック、１０５はメタルハライドランプ点灯用回路、１０６はハロゲンランプ点灯用回路、１０７は全体の電源回路、１０８は本システムの制御を司る装置制御手段であるマイクロコンピュータ、１０９は電動機駆動回路、２１はタイミングベルト１９ａを駆動する電動機、１１１，１１２は位置センサとしてのスイッチ（タイミングベルト１９ａ、シャッタ４又はミラー３の位置を検出する。）、１１０は本実施例に係るプロジェクション装置の電源端子を示す。
【００２６】
図５は、プロジェクタ起動時及び停止時の内部制御フローチャートを表す図である。図６は、プロジェクタ瞬断処理の内部フローチャートを表す図である。
【００２７】
次に、図１に示す本実施例に係る投射系におけるメタルハライドランプユニット構造を図２に示す。先ず、メタルハライドランプ１ａは、楕円面または放物面を持った反射鏡１ｂのおおよそ焦点部分に固定され、メタルハライドランプ１ａの電極１ｃは反射鏡１ｂの投射方向と逆の光軸中心位置に開けられている小さな孔を通して設けられる。
【００２８】
もう一方の電極は図示しないが、反射鏡１ｂの外周の前記メタルハライドランプ１ａの電極１ｃより比較的離れた位置にて金属線１ｅが貫通するようにして、前記図１４のメタルハライドランプ点灯回路１０５に絶縁されたコードにより接続される。
【００２９】
本実施例に係るハロゲンランプユニット構造を図３に示す。ハロゲンランプ２ａは、楕円面や放物面を持った反射鏡２ｂのおおよそ焦点部分に固定され、電極２ｃは前記反射鏡２ｂの光軸後部の比較的小さな貫通孔より、後部に引き出され、前記図１４のハロゲンランプ点灯回路１０６に絶縁コードにより接続される。
【００３０】
次に、本実施例に係るプロジェクション装置の電源を投入した直後又は親電源が投入されたスタンバイ状態からの投影モードヘの操作スイッチが投入された直後（以下初期状態と呼ぶ）から、図５に示すシーケンス図に従って、順次動作を説明する。
【００３１】
尚、本体の光源等による発熱による温度上昇は、図示による具体的な説明は省くが、本体内部の冷却ファン等により、安全な温度に保つものとする。
先ず、図５のシーケンス図に示すように、ステップＳ１で電源を投入した直後又は親電源が投入されたスタンバイ状態からの投影モードヘの操作スイッチが投入された直後において、マイクロコンピュータの初期設定がなされ（ステップＳ２）、前記ハロゲンランプ２ａが点灯される（ステップＳ３）。同様に、メタルハライドランプ１ａも点灯される（ステップＳ５）。
【００３２】
第1の光源であるハロゲンランプ２ａと第２の光源であるメタルハライドランプ１ａの点灯直後の照度の立上り特性は以下のとおりである。ハロゲンランプ２ａは点灯直後より充分な明るさ（一般的には、約３００ｍＳｅｃ．程度で、最終明るさの約９０％に達する。）に到達し、その後においては、安定した発光を持続する。従って、ステップＳ４でハロゲンランプ２ａを光源として、信号処理回路の起動、映像出画がなされる。
【００３３】
しかし、一方のメタルハライドランプ１ａは、徐々に光量が増加し始めるが点灯から２０秒前後経過するとランプ内部の水銀蒸気圧が上がり始め、急激にランプ電圧は上昇しだすものの定格電圧に近い値にまで達するには２〜３分はかかる。ランプが安定するまでの時間は、ランプ立ち上がり途中の外部強制空冷状態、レフレクタやランプ前面ガラスの有無などの影響で増減する。
【００３４】
ランプ安定までの期間、点灯回路１０５にてランプ電圧を観測しながら、電流制御を行わせる。従って光の立ち上がりは、ほぼランプ電圧の挙動に連動した関係が成立するという状況にある。つまり光量が安定するには、２〜３分間以上は必要である。
また、図示しないが、装置の、特に前記光源等からの発熱に起因した温度上昇を回避する為に、冷却ファン等により冷却を行う。
【００３５】
次に、前記初期状態において、反射ミラー３は、ハロゲンランプ２ａからの光を、フライアイレンズ５に反射させる位置３（イ）に、配置されている。
同様にシャッタ４は、メタルハライドランプ１ａからの、光束を遮断する位置４（ハ）に配置されている。
【００３６】
ここで、反射ミラー３は結合部材１９ｂにより、タイミングベルト１９ａに前記ミラー３の上辺（非光路部分）で、機械的に連結され、またシャッタ４もタイミングベルト１９ａの（ハ）の位置で結合部材１９ｃにより、シャッタ４の上辺（非光路部分）で、機械的に連結されている。
【００３７】
【００３７】
タイミングベルト１９ａは、４つのプーリ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによって図１のように走路が決定されている。
プーリ２０ｄはギア２０ｅと同一軸上で力学的に結合され、ギア２０ｅはプーリ２０ｄよりも大きい。ギア２０ｅの外周の一点にはギア２０ｆが力学的に結合されていて電動機２１からの駆動によりプーリ２０ｄの回転が減速されるので、タイミングベルト１９ａは充分なトルクが得られタイミングベルト１９ａを搬送させるという構造になっている。
【００３８】
また、前記ミラー３及び前記シャッタ４は、図示してないが、検出する手段により停止位置が決定される。前記ミラー３及び前記シャッタ４は、一部に突起機構を施し又はタイミングベルト１９ａに特定光学的のマーキング若しくは突起構造を施して、フォトインタラプタ等又はマイクロスイッチにより機構的に検出する。また、前記ミラー３及び前記シャッタ４の一部に電気的伝導体を突起機構として施し又はタイミングベルト１９ａに直接構成し、接触子によって、電気的導通により位置を検出することもできる。本実施例では、図４のブロックダイアグラムに示すように、検出スイッチ１１１，１１２にて検出して、マイクロコンピュータ１０８の２つの入力ポートに接続され、マイクロコンピュータ１０８のプログラミング処理により、電動機駆動回路１０９によって電動機２１が駆動され、前記タイミングベルト１９ａの回転と方向の制御を行い、前記ミラー３及び前記シャッタ４の位置が制御される。
【００３９】
従って、前記初期状態においては、ハロゲンランプ２ａからの色光がミラー３を介して、第１のフライアイレンズ５に入射され、フライアイレンズ５を通った色光は、ミラー６を介して第２のフライアイレンズ７に入射され、第２のフライアイレンズ７に入射した色光は更に、ダイクロイックミラー８に照射される。
【００４０】
ダイクロイックミラー８においては、所定の角度では透過光が青色の波長に設定され、青色光は反射ミラー１０に照射され、反射ミラー１０において光路の角度を変えて液晶パネル１７を照明する。
一方ダイクロイックミラー８においては、緑色光と赤色光は反射され、図示したように４５度の光路を変えてダイクロイックミラー９に入射する。
【００４１】
ダイクロイックミラー９は緑光を反射し液晶パネル１６を照明する。
また、ダイクロイックミラー９は、赤色光を透過して、次段の反射ミラー１１と１２にて、光路の角度を変えて、液晶パネル１５を照明する。
【００４２】
次に、前記液晶パネル１５は、赤色用の信号処理回路により赤色画像が表示されており、同様に液晶パネル１６は、緑色用の信号処理により緑色画像が表示され、液晶パネル１７は青色用の信号処理回路により青色画像が表示される。この電気的な構成は図４のブロックダイヤグラムに示す。
【００４３】
図１において、ライトバルブとしての液晶パネル１５，１６，１７は、近年では０．９インチから１．８インチ程度の透過型ポリシリコンのＴＦＴアクティブマトリクス液晶パネルなどが主流になった。
【００４４】
前記液晶パネル１５，１６，１７より出射される、順に赤色、緑色、青色光の像は、それぞれの角度からクロスダイクロイックプリズム１３にて合成され、投射レンズ１４によりカラー画像がスクリーンに拡大投射される。
ここにおける各液晶パネル１５，１６，１７の表示画像の向きに関しては、本明細書に記載の従来例と同様である。
【００４５】
次に、前記メタルハライドランプ１ａが電源投入時より、図５のステップＳ５で点灯開始されてから徐々に光量が増加し約２〜３分間程度の立上り時間を経てほぼ安定光量の発光状態に近づいた時点において、ステップＳ６でメタルハライドランプ１ａからの光量が充分であるかどうかが判断される。充分と判断されると、ステップＳ７でシャッタ４及びミラー３がメタルハライドランプモードの位置に移動する。即ち、前記電動機２１を駆動させ、機構的伝達系のプーリ２０ｆ，２０ｅ，２０ｄを介してタイミングベルト１９ａを矢印ａの方向に搬送させる。その結果、反射ミラー３は位置（ロ）まで移動する。
【００４６】
一方、同じタイミングベルト１９ａに結合されているシャッタ４も同様の回転方向に沿って位置（ニ）まで移動する。前記タイミングベルト１９ａ、シャッタ４、反射ミラー３又は回転機構２０（２０ａ〜２０ｆ）には、図示していないが、前述したように位置検出センサが連動しており、図４に示すマイクロコンピュータ１０８にフィードバックされ、マイクロコンピュータ１０８のプログラミング処理により電動機駆動回路１０９から電動機２１を駆動して前記タイミングベルト１９ａの回転と方向の制御を行い、前記ミラー３及び前記シャッタ４の位置を制御し、所定の場所に停止する。そして、ステップＳ８でシャッタ４及びミラー３の移動が完了したかどうかを判断する。
かくして、放電管であるメタルハライドランプ１ａからの発光光が、反射ミラー３を介してフライアイレンズ５に入射する。
【００４７】
フライアイレンズ５より後段の光路は前記の説明の通りで、投射レンズ１４によりスクリーンに投射される。
同時に前記ハロゲンランプ２からの色光はシャッタ４により遮光されると同時に、任意の安全時間をおいて間もなく光源制御回路１０６により遮断消灯され（ステップＳ９）、それ以降の投射は光源であるメタルハライドランプ１ａにて行われ、効率がよく演色性にも優れ、かつ安定した映像の投射が可能となる。
【００４８】
図５において装置を停止させる動作の順序は、停止スイッチ制御（ステップＳ１０）、メタルハライドランプ１ａの停止（ステップＳ１１）、信号処理回路１０４の停止（ステップＳ１２）、シャッタ４及びミラー３の初期位置への復帰（ステップＳ１３）、ファンの冷却終了（ステップＳ１４）、スタンバイランプ停止（ステップＳ１５）、マイクロコンピュータ１０８のウオーミングアップ（ステップＳ１６）の順序にて行われる。
【００４９】
次に、第1の光源であるハロゲンランプ２ａから第２の光源であるメタルハライドランプ１ａに切り替わった後の、効率がよく演色性にも優れ、かつ安定した投射状態において、万が一、瞬間的な電源の停止が発生した場合は、図６のシーケンス図に示すステップにしたがって処理が行われる。ステップＳ２１で瞬間的停電を検出し、ステップＳ２２で電源再投入処理を行い、電源が復帰した時点において、図示しないが、冷却ファンを回転させ内部を所定の温度に保つ。これと共に、図５に示したのと同様にステップＳ１の電源投入／スタート制御及びステップＳ２のマイクロコンピュータ初期設定を経て、ステップＳ２３において電動機２１はシャッタ４及び反射ミラー３をそれぞれ前記位置（イ），（ハ）に復帰させるように回転させて、動力伝達系の連結ギア２０ｆ、大きいギア２０ｅ及びプーリ２０ｄを介してタイミングベルト１９ａを搬送させる。
【００５０】
また、ハロゲンランプ２ａを瞬時に点灯させる（ステップＳ３）。ハロゲンランプ２ａの色光がフライアイレンズ５に照射され映像がスクリーンに投影される（ステップＳ４）。
【００５１】
メタルハライドランプ１ａは、メタルハライドランプ再点灯処理され、ステップＳ２４でメタルハライドランプ再投入と判断されると、ステップＳ２５でタイマにより定められた再点灯禁止時間の間、メタルハライドランプ１ａの点灯を停止する。ステップＳ２５のタイマの再点灯禁止時間はメタルハライドランプの信頼性の補償に基づく時間であり、一般的には２〜数分間程度である。
【００５２】
以上の動作により、本実施例に係るプロジェクション装置の電源が瞬間的に停止した場合には、電源が再供給された時点で前記メタルハライドランプ１ａの再点灯禁止時間に拘束されることなく、投射が即座に可能となる。
【００５３】
メタルハライドランプ１ａの再点灯禁止時間を経過した時点で前記メタルハライドランプ１ａを再点灯し（ステップＳ５）、メタルハライドランプ１ａの光量が所定の光量になったかどうかを判断する（ステップＳ６）。所定の光量になった時点で前記初期の点灯からのシーケンスと同様に、ステップＳ７で電動機２１を起動させ、動力伝達系の連結ギア２０ｆ、大きいギア２０ｅ、プーリ２０ｄを介して、タイミングベルト１９ａを搬送させ、シャッタ４を（ハ）の位置に移動させる。それと同時に、ミラー６を（ニ）の位置に移動させ、ステップＳ８で移動完了を確認したときステップＳ９では、安定したメタルハライドランプ１ａからの色光をフライアイレンズ５を介して照明光とすることができ、これにより演色性が高く高効率な投影を回復できる。
【００５４】
以上の実施例において、点灯開始より安定点灯に至る時間が長いランプ（第２の光源）としては、メタルハライドランプ１ａに示した放電管はメタルハライドランプの他に高圧水銀ランプなど水銀系ガスを封入したランプがある。
【００５５】
また、点灯より直ちに安定光量が得られる光源（第１の光源）としては、ハロゲンランプ２ａのほかに、タングステン電球等の白熱型電球やキセノンガスを封入したキセノン放電発光管、蛍光ランプ、発光ダイオード、蛍光表示管、電子源型光源なども使用出来ることはもちろんである。
【００５６】
また、シャッタ４を省いて、ミラー３において反射されず直進した色光を光学系遮光ケース１８等に直接当てても良い。この場合、光学系遮光ケース１８は黒色等の光が反射し難い表面処理にするのがよい。また、光学系遮光ケース１８が光線により加熱されて温度が上昇することに対しては放熱を考慮すればよい。
【００５７】
また、上記のミラー４を移動して前記２種類の光源を切り替える以外に、前記ミラー４以降の光路を固定として、前記ハロゲンランプ２ａとメタルハライドランプ１ａとを移動させても同様の効果は得られる。
【００５８】
以上説明したように、第２の光源であるメタルハライドランプ１ａ等の放電管の点灯時の光量が安定するまでの期間、第１の光源であるハロゲンランプ２ａを光源とする構造とすることにより、本体の電源投入操作或いは待機状態からのスタート操作後直ちに映像の投射が可能となる。また、瞬間的電源停止に対しても速やかに投影状態に回復出来る。
【００５９】
（第２の実施例）
前記第１の実施例においては光源をミラーとシャッタにより切り替えたが、本発明の第２の実施例に係るプロジェクション装置は、図８及び図４に示す構造において、放電管であるメタルハライドランプ１ａとハロゲンランプ２ａとは隣合わせで配置され、共通の楕円面または放物面を持った反射鏡１ｄのおおよそ焦点部分に固定される。各々の電極１ｃと２ｃは、それぞれ、前記反射鏡１ｄを貫通して取り出され、図４のブロックダイアグラムに示す点灯回路１０５と１０６に接続される。
【００６０】
前記共通の反射鏡１ｄに取り付けられたメタルハライドランプ１ａとハロゲンランプ２ａ及び各々の端子を、以下において複合ランプユニット２０１と呼ぶ。複合ランプユニット２０１の外観図を図７に示す。
【００６１】
以下、第２の実施例におけるプロジェクション装置の要部構造図を図８に示しその動作を説明する。図８において、複合ランプユニット２０１は、前記反射ミラー３を介してフライアイレンズ５に入射される構造を取り、以降の光路は前記第１の実施例の場合と同じである。
【００６２】
次に、図９に示すシーケンスに従って、電源投入からの本実施例に係るプロジェクション装置の動作を説明する。
先ず、ステップＳ１で電源投入直後又は親電源が投入されたスタンバイ状態からの投影モードヘの操作スイッチが投入された直後において、ステップＳ２のマイクロコンピュータ初期設定を経てステップＳ３で前記ハロゲンランプ２ａが点灯される。同様に、メタルハライドランプ１ａも点灯される。
【００６３】
前記２つのランプの点灯直後の照度の立上り特性は、前述したように、ハロゲンランプ２ａは点灯直後より充分な明るさ（一般的には、約３００ｍＳｅｃ．程度で、最終明るさの約９０％に達する。）に到達し、その後においては安定した発光を持続する。従って、ステップＳ４で信号処理回路が起動し映像が出画される。
【００６４】
一方、メタルハライドランプ１ａは、前述したように緩やかに光量が増加し、２〜３分間程度で最終的な明るさに到達する（ステップＳ５）。ステップＳ６でメタルハライドランプ１ａの光量が充分であるとの判断がされると、ステップＳ９でハロゲンランプ２ａが停止消灯される。
【００６５】
反射鏡１ｄにおいては、双方の色光をまとめて集光してフライアイレンズ５に入射させる。以降は第１の実施例と同様であり、メタルハライドランプ１ａにおいて徐々にその発光光量が増加してくるのに対応して、前記ハロゲンランプ点灯用回路１０６において、時間と共にハロゲンランプ２ａの点灯光量を減衰させて、常に照明光の光量を一定になるように制御する。
【００６６】
この場合、前記ハロゲンランプ点灯用回路１０６は、図４に示す前記マイクロコンピュータ１０８において、メタルハライドランプ１ａの光量増加を補正するデータにより予め前記ハロゲンランプ点灯用回路１０６を制御しハロゲンランプ２ａの光量を徐々に減衰させる構造とした。
具体的にはハロゲンランプ点灯用回路１０６において、チョッパ制御を行うと電力ロスは少ない。
【００６７】
また、前記マイクロコンピュータ１０８よりのハロゲンランプ点灯用回路１０６の制御は、デジタル信号パラレル制御やデジタル信号シリアル制御又はマイクロコンピュータ１０８にＤ／Ａコンバータパルス幅変調（ＰＷＭ）出力のポートを持たせアナログ的電圧制御でも良い。この場合ハロゲンランプ点灯用回路１０６においては前記マイクロコンピュータ１０８よりの制御データを例えばパルス幅に変換し、チョッパ時間を制御して出力電圧を制御するものである。
【００６８】
図９の停止時フローにおいて、停止動作の順序は、停止スイッチ制御（ステップＳ１０）、メタルハライドランプ１ａ停止（ステップＳ１１）、信号処理回路１０４停止（ステップＳ１２）、ファン冷却終了（ステップＳ１４）、メイン電源停止（ステップＳ１７）の順にて行われる。
【００６９】
（第３の実施例）
また、上記第２の実施例において、図８に示すように光路の途中に光量センサを配し、マイクロコンピュータにより光量が一定になるように前記ハロゲンランプ点灯用回路１０６を制御することにより更に光量は安定する。
【００７０】
図８に示す液晶パネル１６のイメージエリア下辺に接近した位置に光量センサ２００を配置してノイズ等の外乱に対応して積分化等のしかるべき信号処理を施し、マイクロコンピュータ１０８にフィードバックして例えば内部に具備されたＡ／Ｄコンバータにより量子化デジタル化を施し、図１０に示すシーケンス処理等により前記ハロゲンランプ点灯用回路１０６を制御する。
【００７１】
図１０において、電源投入時フローのステップＳ１〜ステップＳ５は図９の場合と同じであり、その後ステップＳ３１の光量センサレベル検出がなされステップＳ３２で光量値＞規定値Ａが成立するか判断される。これが成立すると、ステップＳ３３でハロゲンランプ制御電圧１ステップ降下、ステップＳ３４でハロゲンランプ駆動電圧＜規定電圧Ｂならば、ステップＳ９でハロゲンランプ停止となり動作が終了する。
この場合、光量センサはフォトトランジスタ、フォトダイオード、太陽電池、Ｃｄｓセンサ等が実用的である。
【００７２】
また、この場合、ハロゲンランプは電圧により調光可能であるが、定格値の約５０％以下においてはハロゲンランプの劣化につながる為、それ以下の駆動電圧においてはハロゲンランプ２ａの点灯を停止させることは必要である。
【００７３】
また、他の前記点灯立上りの早い光源の中に在っても同様に、調光範囲を考慮することは必要である。
【００７４】
また、前記第１の実施例では、メタルハライドランプの点灯開始からの時間をマイクロコンピュータ等の手段により計数して該点灯時間により前記ランプの切り替えを行っていたのであるが、第３実施例と同様に第１実施例でも光量センサによって規定の明るさを検出した時点において前記ランプの切り替えを行うことにより更に精度は向上する。この場合前記光量センサは図示してないが、メタルハライドランプの光路の一部に設置することが望ましい。
【００７５】
（第４の実施例）
前記の第１の実施例、第２の実施例及び第３の実施例等において、第２の光源としての放電管であるメタルハライドランプ１ａと第１の光源であるハロゲンランプ２ａとを切り替えることにより、特に、ハロゲンランプ２ａは、前記メタルハライドランプ１ａに比較して、一般的には、色温度が低い。
【００７６】
従って、本実施例に係るプロジェクション装置は、ハロゲンランプ２ａと光路切り替え手段との間に、色温度を改善すべく、トリミングフィルタを挿入することにより、色温度の変動を改善するものである。
【００７７】
（第５の実施例）
また、上述のように光学的に色温度を改善するほかに、光源の切り替え制御と連動して、信号処理回路の、赤、青、緑の３色の信号のレベル及びセットアップ（ブライトネス）及びデガンマ補正のバランスを変える手段により、色温度の変動が、改善できる。
【００７８】
図４に示す回路ブロックダイアグラムの、信号処理回路１０４において、前記光源の切り替え制御と連動して、信号処理回路１０４の、赤、青、緑の３色の信号のレベル及びセットアップ（ブライトネス）及びデガンマ補正の値のバランスを、図示してないがマイクロコンピュータ１０８により、光源切り替え制御に連動した色温度切り替え信号により、制御することにより、前記光源切り替えにおいて、色温度の極端な変動を回避できる。
【００７９】
以上の各実施例に係るプロジェクション装置は、瞬時投影できるように、２種類の光源を用いて電源投入時から即座に、実用的な明るい映像を投射でき、更に、立上り後、段階的に高効率、高演色性の投射画像が得られる。また、電源の瞬間的な切断においても、即座に投影状態に回復が可能となる。
【発明の効果】
本発明によれば、複数光源を用いた好適なプロジェクション装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係る液晶プロジェクション装置におけるプロジェクタの光学レイアウトの平面図である。
【図２】 本発明の実施例に係るメタルハライドランプユニットの構造図である。
【図３】 本発明の実施例に係るハロゲンランプユニットの構造図である。
【図４】 本発明の実施例に係る回路ブロックダイアグラムである。
【図５】 本発明の第１の実施例に係るランプ点灯制御フローチャートである。
【図６】 本発明の第１の実施例に係るランプ再点灯処理制御フローチャートである。
【図７】 本発明の第１の実施例に係る複合ランプユニットの構造を示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。
【図８】 本発明の第２の実施例に係る液晶プロジェクション装置におけるプロジェクタの光学レイアウトの平面図である。
【図９】 本発明の第２の実施例及び第３の実施例に係るプロジェクション装置の動作説明のためのフローチャート図である。
【図１０】 本発明の第２の実施例及び第３の実施例に係るプロジェクション装置の動作説明のためのフローチャート図である。
【図１１】 従来のプロジェクション装置の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１ａ：放電管であるメタルハライドランプ、１ｂ：楕円面または放物面に形成された反射鏡、１ｃ：メタルハライドランプ１ａの電極、１ｄ:反射鏡、２ａ：ハロゲンランプ、２ｂ：楕円面または放物面に形成された反射鏡、２ｃ：ハロゲンランプ２ａの電極、３：移動式ミラー、４：シャッタ、５：第１のフライアイレンズ、６：反射ミラー、７：第２のフライアイレンズ、８，９：ダイクロイックミラー、１０，１１，１２：ミラー、１３：クロスダイクロイックプリズム、１４：投射レンズ、１５：赤色用透過型液晶パネル、１６：緑色用透過型液晶パネル、１７：青色用透過型液晶パネル、１８：光学系遮光ケース、１９ａ：タイミングベル卜、１９ｂ：タイミングベルトと移動式ミラー３を連結する結合部材、１９ｃ：タイミングベルトとシャッタ４を連結する結合部材、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ：タイミングベルト走路用プーリ、２０ｄ：ギア連動型タイミングベルト走路用プーリ、２０ｅ：プーリ２０ｄと連結連動しプーリ２０ｄよりも径が大きいギア、２０ｆ：前記ギア２０ｅと噛み合う連結ギア、２１：前記ギア２０ｆと同軸で結合された駆動電電動機、１００：本投射系全体を収納する外装ケース、１０１：赤色用信号入力端子、１０２：緑色用信号入力端子、１０３：青色用信号入力端子、１０４：信号処理回路ブロック、１０５：メタルハライドランプ点灯用回路、１０６：ハロゲンランプ点灯用回路、１０７：全体の電源回路、１０８：本システムの制御を司るマイクロコンピュータ、１０９：タイミングベルトを駆動する電動機駆動回路、１１０：本装置の電源端子、１１１，１１２：タイミングベルト或いはシャッタまたはミラーの位置を検出する位置センサとしてのスイッチ、２００：光量センサ。

Claims (2)

1. ライトバルブを有しており、該ライトバルブにおいて２次元配列された複数画素により光を変調し、該変調した光を投射するプロジェクション装置であって、
   第１の光源と、
   前記第１の光源よりも、点灯開始より安定点灯に至る時間が長い第２の光源と、
   焦点近傍に前記第１の光源と前記第２の光源とを設け、前記第１の光源からの光と前記第２の光源からの光を集光する反射鏡と、
   前記第１の光源が前記ライトバルブを照射する光量を、前記第２の光源の点灯開始後、前記第２の光源が安定点灯に至るまでの間に徐々に減光させることにより、前記第１の光源が前記ライトバルブを照射する光量と前記第２の光源が前記ライトバルブを照射する光量とをあわせた光量が、一定の値に近づくように制御する制御手段とを有していることを特徴とするプロジェクション装置。
2. 前記制御手段は、前記第２の光源の点灯開始からの時間経過に伴う光量変化に基づいて決められた補正データに応じて光量調整を行う請求項１に記載のプロジェクション装置。

Images