JP4785234B2 - プロジェクター - Google Patents
プロジェクター Download PDFInfo
- Publication number
- JP4785234B2 JP4785234B2 JP2000284559A JP2000284559A JP4785234B2 JP 4785234 B2 JP4785234 B2 JP 4785234B2 JP 2000284559 A JP2000284559 A JP 2000284559A JP 2000284559 A JP2000284559 A JP 2000284559A JP 4785234 B2 JP4785234 B2 JP 4785234B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- lamp
- optical system
- projector
- light source
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明はスクリーン上に画像を投影するプロジェクターに用いられる光源に関する。また前記プロジェクター用の光源を用いたプロジェクター、特に液晶パネルを用いた液晶プロジェクターに関する。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
最近安価なガラス基板上に半導体薄膜を形成した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製する技術が急速に発達してきている。その理由は、アクティブマトリクス型液晶パネルの需要が高まってきたことによる。
【０００５】
アクティブマトリクス型液晶パネル（液晶パネル）には、マトリクス状に配置された数十〜数百万個もの画素にそれぞれ薄膜トランジスタ（画素ＴＦＴ）が配置されている。そして、各画素の画素電極に入力する電荷が、画素ＴＦＴによって制御されている。
【０００６】
また、液晶パネルを用いた投射型表示パネル、いわゆる液晶プロジェクターが、急速にその市場を拡大してきている。その理由として、液晶プロジェクターは、ＣＲＴを用いたプロジェクターと比較して色再現性がよく、小型、軽量、低消費電力であること等が挙げられる。
【０００７】
カラー表示を行う液晶プロジェクターは、光源からの白色光に含まれている赤色、緑色、青色の光を同時にまたは順に液晶パネルに透過させることによって、赤色、緑色、青色に対応した画像を、同時にまたは順にスクリーン上に投影し、カラーの画像を形成している。
【０００８】
液晶プロジェクターでカラーの画像を表示する方法として、白色光を液晶パネルの画素に照射し、画素が有するカラーフィルターに白色光が有する赤色、緑色、青色の光のうち、不要な色の光を吸収させ、所望の色の光を画素に透過させる方法が挙げられる。
【０００９】
また白色光を３原色の光（赤色、緑色、青色）に分離してから各色の光を画素に透過させる方法も挙げられる。光源からの白色光を３原色の光（赤色、緑色、青色）に分離する方法として、２枚または３枚のダイクロイックミラーを用いる方法が挙げられる。例として、第１のダイクロイックミラーが光源から発せられた白色光のうち、例えば赤色（Ｒ）の波長領域の光のみを反射し、その他の色の光を透過させる。第２のダイクロイックミラーは、第１のダイクロイックミラーを透過した光のうち例えば緑色（Ｇ）の波長領域の光のみを反射し、その他の光を透過させる。第１及び第２のダイクロイックミラーを透過するのは青色の波長領域の光である。このような構成をとることによって、光源から照射された白色光を３原色の光に分離することができる。この他にも公知の方法を用いることによって光源からの白色光を３原色の光（赤色、緑色、青色）に分離することが可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
液晶プロジェクターの画像には、輝度が高いことと、色の再現性が良いことが求められる。液晶プロジェクターの画像の輝度及びその色の再現性を左右する要因の一つに光源が挙げられる。
【００１２】
一般に液晶プロジェクターの光源には、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンせん光ランプ等が用いられている。
【００１３】
それぞれのランプの発する光は、その光の分光分布に特徴を有している。高圧水銀ランプから発せられる光の色は黄色がかった緑色気味の白色で、赤色の波長領域の輝度が非常に低い。この高圧水銀ランプから発せられる光を３原色（赤色、緑色、青色）の光に分離すると、青色と緑色の光と比較して赤色の光の輝度は著しく低い。
【００１４】
よって高圧水銀ランプを液晶プロジェクターの光源としてそのまま用いると、所望のカラーの画像にくらべて、実際スクリーン上に形成される画像は、青色と緑色の輝度と比べて赤色の輝度が低くなってしまう。
【００１５】
高圧水銀ランプを液晶プロジェクターの光源として用いる場合、光学系のフィルター等を用いて、高圧水銀ランプからの白色光が有する青色及び緑色の光の輝度を、赤色の光の輝度と同じ程度に低くする方法が従来行われてきた。しかしこの場合、赤色、緑色、青色の光の輝度のバランスは良くなるが、表示される画像全体の輝度が低くなってしまう。
【００１６】
また、上記方法の他に、赤色の輝度を高めるために、赤色よりもやや波長の短い色（橙色）の光を赤色の光として用いる方法が従来行われてきた。しかしこの場合、輝度は高くなっても表示される画像の赤色の純度が低く、赤色の画像を表示しようとしたときに、橙色として表示されてしまい、色の再現性が劣ってしまう。
【００１７】
高圧水銀ランプに限らず、一般に液晶プロジェクターの光源に用いられる、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、低圧水銀ランプ、キセノンせん光ランプ等も、その分光分布に特徴を有しいる。そのため光源によって、実際スクリーン上に表示される画像は、所望のカラーの画像にくらべて赤色、青色、緑色のいずれかの輝度が高かったり、低かったりする。また赤色、青色、緑色の輝度のバランスを確保しようとすると、光が有する色の純度が低くなってしまい画像の色の再現性が劣ってしまったり、画像全体の輝度が低くなったりしてしまう。
【００１８】
上述した問題に鑑み、画像の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良く、かつ光の色の純度が高く、画像全体の輝度が高くて色の再現性の良い画像をスクリーン上に形成することができる光源、及び前記光源を用いたプロジェクターが望まれていた。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願発明は、プロジェクター、特に液晶プロジェクターの光源に、光の分光分布の異なる２つ以上のランプを用いる。上記構成により、１方のランプから発せられる輝度の低い波長領域の光を、もう一方のランプから発せられる光が補い、光源から発せられる照射光は赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良くなる。上記構成によって、光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良くなり、かつ色の純度及び画像全体の輝度が高い画像をスクリーン上に形成することが可能になる。
【００２１】
例えば赤色の輝度が青色と緑色の輝度より低いランプと、赤色の輝度が青色と緑色の輝度より高いランプとを、一つの光源（以下、本願発明の構成を有する光源を光源光学系と呼ぶ）として液晶プロジェクターに用いる。上記構成によって、前記液晶プロジェクターがスクリーン上に表示する画像の、赤色、青色、緑色の輝度のバランス及び色の再現性が良くなり、かつ画像全体の輝度を高くすることができる。
【００２２】
以下に、本願発明の構成を示す。
【００２３】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、前記第１の光と前記第２の光とを合成し照射光を形成する集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有していることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２４】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、第１のランプ用集光システムと、第２のランプ用集光システムと、集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有しており、
前記第１の光と前記第２の光は、それぞれ前記第１のランプ用集光システムと前記第２のランプ用集光システムによって、照射面における照度分布が均一になるように調整された後、前記集光光学系において合成され照射光となることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２５】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有しており、
前記第１の光から、光を分離する手段によって特定の波長領域の光が分離され、
前記特定の波長領域の光は光学系フィルターによって輝度が調整され、
前記輝度が調整された特定の波長領域の光と前記第２の光は、前記集光光学系において合成され照射光となることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２６】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、第１のランプ用集光システムと、第２のランプ用集光システムと、集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有しており、
前記第１の光から、光を分離する手段によって特定の波長領域の光が分離され、
前記特定の波長領域の光は光学系フィルターによって輝度が調整され、
前記輝度が調整された特定の波長領域の光と前記第２の光は、それぞれ前記第１のランプ用集光システムと前記第２のランプ用集光システムによって照射面における照度分布が均一になるように調整された後、前記集光光学系において合成され照射光となることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２７】
前記光を分離する手段とは、ダイクロイックミラーであっても良い。
【００２８】
前記光を分離する手段とは、カラーフィルターであっても良い。
【００２９】
前記第１のランプと前記第２のランプとは、それぞれハロゲンランプまたは高圧水銀ランプのいずれか１つであっても良い。
【００３０】
本願発明によって、前記光源光学系を有する三板式の液晶プロジェクターが提供される。
【００３１】
本願発明によって、前記光源光学系を有する単板式の液晶プロジェクターが提供される。
【００３２】
本願発明によって、前記光源光学系を有するＯＨＰが提供される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
【００３４】
図１に本願発明の光源光学系の構成を示す。高圧水銀ランプ１０１とハロゲンランプ１０２とが１つの光源光学系１０８の中に設けられている。
【００３５】
高圧水銀ランプ１０１からの光は、高圧水銀ランプ用リフレクタ１０３によって集光され、高圧水銀ランプ用集光システム１０６に入射する。
【００３６】
またハロゲンランプ１０２からの光は、ハロゲンランプ用リフレクタ１０４によって集光され、ハロゲンランプ用集光システム１０５に入射する。
【００３７】
ハロゲンランプ用集光システム１０５及び高圧水銀ランプ用集光システム１０６は、ランプからの光を集光し、ランプからの光を照射面においてその照度分布が均一になるように調整する光学系のシステムである。
【００３８】
ハロゲンランプ用集光システム１０５及び高圧水銀ランプ用集光システム１０６によってそれぞれ調整された、ハロゲンランプからの光及び高圧水銀ランプからの光は、共に集光光学系１０７に入射する。集光光学系１０７において、高圧水銀ランプからの光とハロゲンランプからの光とが合成されて、照射光として光源光学系１０８から照射される。
【００３９】
上記構成を有することで、高圧水銀ランプから発せられるある特定の波長領域の輝度が低い白色光を、ハロゲンランプから発せられる光が補い、光源光学系から発せられる照射光の赤色、青色、緑色の輝度が高くなり、光の色の純度のバランスが良くなる。よって、スクリーン上に形成される画像の色の再現性が良くなり、また画像全体の輝度が、１つのランプを光源として用いた場合と比較して高くなる。
【００４０】
なお、図１中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等を設けてもよい。
【００４１】
また、本願発明の光源光学系は、液晶プロジェクターの光源としてのみではなく、スライド用のプロジェクター、オーバーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）等の投影機全般の光源として用いることが可能である。
【００４２】
【実施例】
以下に、本願発明の実施例を説明する。
【００４３】
（実施例１）
本実施例では、実施の形態に示した本願発明の光源光学系を用いた、三板式の液晶プロジェクターについて説明する。
【００４４】
図２に本願発明の三板式の液晶プロジェクターを示す。本実施例では、光源光学系２０１に高圧水銀ランプとハロゲンランプとを用いた。なお本願発明はこの２つのランプを用いることに限定されない。高圧水銀ランプからの光とハロゲンランプからの光とを合わせることで形成した照射光が光源光学系２０１から照射される。
【００４５】
上記照射光は、高圧水銀ランプから発せられる輝度の低い波長領域の光をハロゲンランプから発せられる光が補うため、光源光学系２０１から発せられる照射光の赤色、青色、緑色の輝度及び色の純度のバランスが良くなる。よって、スクリーン上に形成された画像の色の再現性が良くなり、また画像全体の輝度が高くなる。
【００４６】
光源光学系２０１から照射された白色の照射光は、Ｒ用ダイクロイックミラー２０２に入射する。Ｒ用ダイクロイックミラー２０２は、光源光学系２０１から照射された白色の照射光のうち、赤色（Ｒ）の波長領域の光のみを反射する。
【００４７】
反射された赤色（Ｒ）の光は全反射ミラー２０３によって反射され、Ｒ用表示パネル２０４に入射する。なお本実施例において、表示パネルには液晶パネルを用いる。Ｒ用表示パネル２０４に入射した赤色の照射光は、Ｒ用表示パネル２０４を透過し、赤色の出射光として出射光合成光学系２１０に入射する。本実施例では、出射光合成光学系２１０として、ダイクロイックプリズムを用いた。
【００４８】
Ｒ用ダイクロイックミラー２０２によって反射されなかった赤色以外の光はＧ用ダイクロイックミラー２０５に入射する。
【００４９】
Ｇ用ダイクロイックミラー２０５は、緑色（Ｇ）の波長領域の光のみを反射し、その他の光を透過させる。反射された緑色（Ｇ）の光はＧ用表示パネル２０６に入射する。Ｇ用表示パネル２０６から出射した緑色の出射光は出射光合成光学系２１０に入射する。
【００５０】
Ｇ用ダイクロイックミラー２０５によって反射されなかった赤色及び緑色以外の青色（Ｂ）の波長領域の光は全反射ミラー２０７、２０８によって反射され、Ｂ用表示パネル２０９に入射する。Ｂ用表示パネル２０９から出射した青色の出射光は出射光合成光学系２１０に入射する。
【００５１】
出射光合成光学系２１０に入射した赤色、緑色、青色の出射光は、出射光合成光学系２１０で1つに集められ、投射光学系２１１（本実施例では投射レンズを用いる）によってスクリーンに投影される。なお投射光学系２１１は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成されていても良い。
【００５２】
上述したように、本願発明は２つ以上のランプが、互いに輝度の低い波長領域の光を補い合うようにする。上記構成によって、赤色、青色、緑色の光の輝度及び純度のバランスが良く、かつ画像の輝度が高く、色の再現性の良い画像をスクリーン上に形成することが可能になる。
【００５３】
（実施例２）
本実施例では、本願発明の光源光学系の、実施の形態で示した例とは別の形態を示す。
【００５４】
図３に本願発明の光源光学系の構成を示す。高圧水銀ランプ３０１とハロゲンランプ３０２とが１つの光源光学系３０９の中に設けられている。
【００５５】
高圧水銀ランプ３０１からの光は、高圧水銀ランプ用リフレクタ３０３によって集光され、高圧水銀ランプ用集光システム３０７に入射する。
【００５６】
またハロゲンランプ３０２からの光は、ハロゲンランプ用リフレクタ３０４によって集光され、光源光学系Ｒ用ダイクロイックミラー３０５に入射する。光源光学系Ｒ用ダイクロイックミラー３０５に入射したハロゲンランプからの光のうち、赤色の波長領域の光のみが反射されることで分離され、光学系フィルタ３１０に入射する。
【００５７】
ハロゲンランプ３０２からの赤色の光は、光学系フィルタ３１０によってその輝度が調整される。このとき高圧水銀ランプ３０１からの光の、赤色の波長領域における輝度と、緑色及び青色の波長領域における輝度の差が縮まるように、ハロゲンランプからの赤色の光の輝度を調整することが重要である。
【００５８】
輝度を調整されたハロゲンランプからの赤色の光は、ハロゲンランプ用集光システム３０６に入射する。
【００５９】
ハロゲンランプ用集光システム３０６及び高圧水銀ランプ用集光システム３０７は、ランプからの光を集光し、ランプからの光を照射面においてその照度分布が均一になるように調整する光学系のシステムである。
【００６０】
ハロゲンランプ用集光システム３０６及び高圧水銀ランプ用集光システム３０７によってそれぞれ調整された、ハロゲンランプ３０２からの光及び高圧水銀ランプ３０１からの光は、共に集光光学系３０８に入射する。集光光学系３０８において、高圧水銀ランプ３０１からの光とハロゲンランプ３０２からの光とが合成されて、照射光として光源光学系３０９から照射される。
【００６１】
上記構成を有することで、高圧水銀ランプ３０１から発せられるある特定の波長領域の輝度が低い白色光を、ハロゲンランプ３０２から発せられる光が補い、光源光学系３０９から発せられる照射光の赤色、青色、緑色の輝度が高くなり、光の色の純度のバランスが良くなる。よって、スクリーン上に形成される画像の色の再現性が良くなり、また画像全体の輝度が、１つのランプを光源として用いた場合と比較して高くなる。
【００６２】
なお、図３中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等を設けてもよい。
【００６３】
また、光源として用いられるランプは、一般にそのランプの温度によって発する光の色が変わる。そしてそのランプの温度は、ランプ自体の性質の他、ランプの発する熱で光源光学系が過熱するのを防ぐために設けられたファンの性能やサイズ、ファンのための送風口のサイズ、光源光学系がおかれている環境の温度によっても変わってくる。そしてランプ自体も発光する時間によって、発する光の色が異なってくる。
【００６４】
高圧水銀ランプの光とハロゲンランプの光をそのまま合成した場合、合成した照射光の、赤色、緑色、青色の輝度のバランスを取るために、高圧水銀ランプの光の赤色、緑色、青色の輝度と、ハロゲンランプの光の赤色、緑色、青色の輝度のバランスとを考慮する必要があった。そのため２つのランプの発する光の色が、ランプの温度によってそれぞれ微妙に変わってしまったとき、２つのランプの光を合わせることによって得られる照射光の、赤色、緑色、青色の輝度のバランスを取るのが難しい。
【００６５】
しかし本実施例の光源光学系は、ハロゲンランプから発せられる白色光のうち、赤色の波長領域の光のみを高圧水銀ランプの光と合成する構成を有している。
【００６６】
高圧水銀ランプの光にハロゲンランプの赤色の光のみを加える場合、温度によって高圧水銀ランプ及びハロゲンランプが発する光の色が変化しても、ハロゲンランプの赤色の光の輝度のみを光学系フィルタ３１０で調整するだけで、光源光学系３０９から出る照射光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスを取ることができる。よって本実施例で示した光源光学系３０９は、実施例１に示した形態の光源光学系と比較して、２つのランプからの光を合成することで得られる照射光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが取りやすい。
【００６７】
なお本実施例では、光源光学系の有するランプとして、ハロゲンランプと高圧水銀ランプとを用いたが、本願発明はこれに限定されない。また本実施例では、１つのランプから発せられる光のうち、赤色の光のみを別のランプの発する光と合成して照射光を得ているが、本願発明は青色の光のみ、または緑色の光のみを別のランプの光と合成しても良い。また１色の光のみを別のランプの光と合成する形態に限定されずに、赤色と緑色、緑色と青色、青色と赤色の２色の組み合わせの光を別のランプの光と合成しても良い。
【００６８】
本実施例の光源光学系は図２で示す三板式プロジェクターに用いることが可能である。また図２で示す三板式プロジェクター以外の形態を有するプロジェクターの光源としても適用可能である。
【００６９】
なお、本実施例ではダイクロイックミラーを用いてランプからの光のうち、特定の波長領域の光を分離したが、本願発明はこれに限定されない。ランプの光のうち、特定の波長領域の光を分離することができる手段であれば、全て本願発明の光源光学系に用いることができ、ダイクロイックミラーではなくカラーフィルター等の公知の手段を用いることは当然可能である。
【００７０】
（実施例３）
本実施例では、実施例１に示した、本願発明の光源光学系を用いた三板式のプロジェクターとは別の形態について説明する。
【００７１】
図４を参照する。図４は、本実施例の三板式のプロジェクターの構成図である。４０１は本願発明の光源光学系である。本実施例の光源光学系は、本願発明の実施の形態及び実施例２で示した形態を有している。光源光学系４０１から赤色、緑色、青色の波長領域のスペクトルを持つ白色の照射光が照射される。
【００７２】
光源光学系４０１から照射された白色の照射光は、Ｒ用ダイクロイックミラー４０２に入射する。Ｒ用ダイクロイックミラー４０２に入射した照射光のうち、赤色の波長領域の光のみが反射される。そして、Ｒ用ダイクロイックミラー４０２において反射された赤色の光は、全反射ミラー４０６において反射され、Ｒ用表示パネル４０８を透過し、赤色の出射光となる。そして該赤色の出射光は第２Ｇ用ダイクロイックミラー４０４及びＢ用ダイクロイックミラー４０５を透過して投射光学系４１１に入射する。
【００７３】
光源光学系４０１から照射された白色の照射光のうち、Ｒ用ダイクロイックミラー４０２において反射されなかった光は、第１Ｇ用ダイクロイックミラー４０３に入射する。そして、第１Ｇ用ダイクロイックミラー４０３において、緑色の光のみが反射され、Ｇ用表示パネル４０９を透過し、緑色の出射光となる。そして該出射光は第２Ｇ用ダイクロイックミラー４０４において反射され、Ｂ用ダイクロイックミラー４０５を透過し、投射光学系４１１に入射する。
【００７４】
第１Ｇ用ダイクロイックミラー４０３において反射されなかった緑色の波長領域の光は、Ｂ用表示パネル４１０を透過し、青色の出射光となる。そして該青色の出射光は全反射ミラー４０７及びＢ用ダイクロイックミラー４０５において反射され、投射光学系４１１に入射する。
【００７５】
赤色、緑色、青色の出射光は、投射光学系４１１の有する投射レンズによってスクリーンに投影される。なお投射光学系４１１は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成されていても良い。
【００７６】
上記構成ではダイクロイックプリズムを用いなくともよいので、実施例１の場合と比較してプロジェクターの値段を抑えることができる。
【００７７】
（実施例４）
【００７８】
本実施例では、本願発明の光源光学系を単板式の液晶プロジェクターに用いた例を示す。
【００７９】
図５（Ａ）は単板式のプロジェクターの一例を示した図である。図５（Ａ）に示したプロジェクターは、光源光学系７９０１、表示パネル（本実施例では液晶パネル）７９０２、投射光学系７９０３、位相差板７９０４を有している。なお光源光学系７９０１は実施の形態及び実施例２において示した形態を有している。投射光学系７９０３は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成される。なお投射光学系７９０３は、１つの投射レンズで構成されていても良い。また、表示パネル７９０２にはカラーフィルター（図示しない）が設けられており、表示映像をカラー化している。
【００８０】
また、図５（Ｂ）に示した単板式のプロジェクターは、図５（Ａ）の応用例であり、画素にカラーフィルターを設ける代わりに、ＲＧＢの回転カラーフィルター円板７９０５を用いて表示映像をカラー化している。
【００８１】
また、図５（Ｃ）に示した単板式のプロジェクターは、カラーフィルターレス単板式プロジェクターと呼ばれている。この方式は、表示パネル７９１６にマイクロレンズアレイ７９１５を設け、Ｂ用ダイクロイックミラー７９１２、Ｇ用ダイクロイックミラー７９１３、Ｒ用ダイクロイックミラー７９１４を用いて表示する画像をカラー化している。投射光学系７９１７は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成される。なお投射光学系７９１７は１つの投射レンズで構成されていても良い。
【００８２】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００８３】
（実施例５）
本願発明の光源光学系はリア型及びフロント型プロジェクターの両方に用いることができる。それらの一例を図６に示す。
【００８４】
図６（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、本願発明の光源光学系を有する表示装置７６０１、スクリーン７６０２で構成される。
【００８５】
図６（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体７７０１、本願発明の光源光学系を有する表示装置７７０２、ミラー７７０３、７７０４、スクリーン７７０５で構成される。
【００８６】
なお本実施例において、表示装置７６０１、７７０２には、図２または図４で示した三板式のプロジェクターを用いても良いし、図５で示した単板式のプロジェクターを用いても良い。また光源光学系は実施の形態及び実施例２において示した形態のものを用いることができる。
【００８７】
（実施例６）
本実施例では、本願発明の光源光学系において用いられる集光システムの構成について説明する。
【００８８】
図７（Ａ）に本願発明において用いられる集光システムの概略図を示す。集光システム７０３は、第１フライアイレンズ７０４、第２フライアイレンズ７０５、コンデンサレンズ７０６を有している。ランプ７０１から発せられた光は、リフレクタ７０２によって集められ、小さなレンズが多数設けられた第１フライアイレンズ７０４、第２フライアイレンズ７０５、コンデンサレンズ７０６に順に入射し、表示パネル７０７に入射する。
【００８９】
集光システム７０３は上記構成を有することで、ランプ７０１からの光を効率よく集光し、ランプ７０１からの光を照射面（この場合、表示パネル７０７の光の入射側の面を指す）においてその照度分布が均一になるように調整することができる。
【００９０】
図７（Ｂ）を用いて、本願発明において用いられる集光システムの別の例について説明する。
【００９１】
図７（Ｂ）に示した集光システム７１３は、ロッド７１４、第１集光レンズ７１５、第２集光レンズ７１６を有している。ランプ７１１から発せられた光は、リフレクタ７１２によって集められ、ロッド７１４に入射する。ロッド７１４に入射した光はロッド７１４の中で全反射して出射し、第１集光レンズ７１５に入射する。第１集光レンズ７１５に入射した光は、次に第２集光レンズ７１６に順に入射し、表示パネル７１７に入射する。
【００９２】
集光システム７１３は上記構成を有することで、ランプ７１１からの光を効率よく集光し、ランプ７１１からの光を照射面（この場合、表示パネル７１７の光の入射側の面を指す）においてその照度分布が均一になるように調整することができる。
【００９３】
なお図７において集光光学系は省略しており、集光システムから出た光は直接表示パネルに照射している。しかし実際には、集光システムから出た光は集光光学系に入射し、他の光源からの光と合わせられ、光源光学系から照射光として照射される。そしてダイクロイックミラーや全反射ミラー、レンズ等の光学系を間に介したあと、表示パネルに照射される。
【００９４】
なお本願発明は、上述した集光システムに限定されない。本願発明では、ランプからの光を効率よく集光し、ランプからの光を照射面においてその照度分布が均一になるように調整することができる集光システムであれば用いることが可能である。
（実施例７）
【００９５】
上述の本願発明の液晶プロジェクターが有する液晶パネルにはネマチック液晶以外にも様々な液晶を用いることが可能である。例えば、1998, SID, "Characteristics and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue et al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida et al.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to displays" by S. Inui et al.や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いることが可能である。
【００９６】
等方相−コレステリック相−カイラルスメクティックＣ相転移系列を示す強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用い、ＤＣ電圧を印加しながらコレステリック相−カイラルスメクティック相転移をさせ、かつコーンエッジをほぼラビング方向に一致させた単安定ＦＬＣの電気光学特性を図８に示す。図８に示すような強誘電性液晶による表示モードは「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」と呼ばれている。図８に示すグラフの縦軸は透過率（任意単位）、横軸は印加電圧である。「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」については、寺田らの”Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモードＦＬＣＤ”、第４６回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、１９９９年３月、第１３１６頁、および吉原らの”強誘電性液晶による時分割フルカラーＬＣＤ”、液晶第３巻第３号第１９０頁に詳しい。
【００９７】
図８に示されるように、このような強誘電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可能となることがわかる。本発明の表示装置には、このような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いることができる。
【００９８】
また、ある温度域において反強誘電相を示す液晶を反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）という。反強誘電性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい値反強誘電性混合液晶は、いわゆるＶ字型の電気光学応答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±２．５Ｖ程度（セル厚約１μｍ〜２μｍ）のものも見出されている。
【００９９】
また、一般に、無しきい値反強誘電性混合液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。このため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。
【０１００】
なお、このような無しきい値反強誘電性混合液晶を本発明の液晶表示装置に用いることによって低電圧駆動が実現されるので、低消費電力化が実現される。
【０１０１】
【発明の効果】
【０１０２】
本願発明は上記構成によって、照射光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良く、かつ画像全体の輝度が高く、色の再現性の良い画像をスクリーン上に形成することが可能になる。
【０１０３】
例えば赤色の輝度が青色と緑色の輝度より低いランプと、赤色の輝度が青色と緑色の輝度より高いランプとを、一つの光源として液晶プロジェクターの光源に用いる。上記構成によって、前記液晶プロジェクターがスクリーン上に表示する画像の、赤色、青色、緑色の輝度のバランス及び色の再現性が良くなり、かつ画像全体の輝度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の光源光学系の形態を示す図。
【図２】 本願発明の光源光学系を用いた三板式プロジェクターを示す図。
【図３】 本願発明の光源光学系の形態を示す図。
【図４】 本願発明の光源光学系を用いた三板式プロジェクターを示す図。
【図５】 本願発明の光源光学系を用いた単板式プロジェクターを示す図。
【図６】 本願発明の光源光学系を用いたリア型及びフロント型プロジェクターを示す図。
【図７】 本願発明において用いられる集光システムの一例を示す図。
【図８】 単安定ＦＬＣの電気光学特性を示す図。
【符号の説明】
１０１ 高圧水銀ランプ
１０２ ハロゲンランプ
１０３ 高圧水銀ランプ用リフレクタ
１０４ ハロゲンランプ用リフレクタ
１０５ ハロゲンランプ用集光システム
１０６ 高圧水銀ランプ用集光システム
１０７ 集光光学系
１０８ 光源光学系
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本願発明はスクリーン上に画像を投影するプロジェクターに用いられる光源に関する。また前記プロジェクター用の光源を用いたプロジェクター、特に液晶パネルを用いた液晶プロジェクターに関する。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
最近安価なガラス基板上に半導体薄膜を形成した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製する技術が急速に発達してきている。その理由は、アクティブマトリクス型液晶パネルの需要が高まってきたことによる。
【０００５】
アクティブマトリクス型液晶パネル（液晶パネル）には、マトリクス状に配置された数十〜数百万個もの画素にそれぞれ薄膜トランジスタ（画素ＴＦＴ）が配置されている。そして、各画素の画素電極に入力する電荷が、画素ＴＦＴによって制御されている。
【０００６】
また、液晶パネルを用いた投射型表示パネル、いわゆる液晶プロジェクターが、急速にその市場を拡大してきている。その理由として、液晶プロジェクターは、ＣＲＴを用いたプロジェクターと比較して色再現性がよく、小型、軽量、低消費電力であること等が挙げられる。
【０００７】
カラー表示を行う液晶プロジェクターは、光源からの白色光に含まれている赤色、緑色、青色の光を同時にまたは順に液晶パネルに透過させることによって、赤色、緑色、青色に対応した画像を、同時にまたは順にスクリーン上に投影し、カラーの画像を形成している。
【０００８】
液晶プロジェクターでカラーの画像を表示する方法として、白色光を液晶パネルの画素に照射し、画素が有するカラーフィルターに白色光が有する赤色、緑色、青色の光のうち、不要な色の光を吸収させ、所望の色の光を画素に透過させる方法が挙げられる。
【０００９】
また白色光を３原色の光（赤色、緑色、青色）に分離してから各色の光を画素に透過させる方法も挙げられる。光源からの白色光を３原色の光（赤色、緑色、青色）に分離する方法として、２枚または３枚のダイクロイックミラーを用いる方法が挙げられる。例として、第１のダイクロイックミラーが光源から発せられた白色光のうち、例えば赤色（Ｒ）の波長領域の光のみを反射し、その他の色の光を透過させる。第２のダイクロイックミラーは、第１のダイクロイックミラーを透過した光のうち例えば緑色（Ｇ）の波長領域の光のみを反射し、その他の光を透過させる。第１及び第２のダイクロイックミラーを透過するのは青色の波長領域の光である。このような構成をとることによって、光源から照射された白色光を３原色の光に分離することができる。この他にも公知の方法を用いることによって光源からの白色光を３原色の光（赤色、緑色、青色）に分離することが可能である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
液晶プロジェクターの画像には、輝度が高いことと、色の再現性が良いことが求められる。液晶プロジェクターの画像の輝度及びその色の再現性を左右する要因の一つに光源が挙げられる。
【００１２】
一般に液晶プロジェクターの光源には、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、キセノンせん光ランプ等が用いられている。
【００１３】
それぞれのランプの発する光は、その光の分光分布に特徴を有している。高圧水銀ランプから発せられる光の色は黄色がかった緑色気味の白色で、赤色の波長領域の輝度が非常に低い。この高圧水銀ランプから発せられる光を３原色（赤色、緑色、青色）の光に分離すると、青色と緑色の光と比較して赤色の光の輝度は著しく低い。
【００１４】
よって高圧水銀ランプを液晶プロジェクターの光源としてそのまま用いると、所望のカラーの画像にくらべて、実際スクリーン上に形成される画像は、青色と緑色の輝度と比べて赤色の輝度が低くなってしまう。
【００１５】
高圧水銀ランプを液晶プロジェクターの光源として用いる場合、光学系のフィルター等を用いて、高圧水銀ランプからの白色光が有する青色及び緑色の光の輝度を、赤色の光の輝度と同じ程度に低くする方法が従来行われてきた。しかしこの場合、赤色、緑色、青色の光の輝度のバランスは良くなるが、表示される画像全体の輝度が低くなってしまう。
【００１６】
また、上記方法の他に、赤色の輝度を高めるために、赤色よりもやや波長の短い色（橙色）の光を赤色の光として用いる方法が従来行われてきた。しかしこの場合、輝度は高くなっても表示される画像の赤色の純度が低く、赤色の画像を表示しようとしたときに、橙色として表示されてしまい、色の再現性が劣ってしまう。
【００１７】
高圧水銀ランプに限らず、一般に液晶プロジェクターの光源に用いられる、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプ、低圧水銀ランプ、キセノンせん光ランプ等も、その分光分布に特徴を有しいる。そのため光源によって、実際スクリーン上に表示される画像は、所望のカラーの画像にくらべて赤色、青色、緑色のいずれかの輝度が高かったり、低かったりする。また赤色、青色、緑色の輝度のバランスを確保しようとすると、光が有する色の純度が低くなってしまい画像の色の再現性が劣ってしまったり、画像全体の輝度が低くなったりしてしまう。
【００１８】
上述した問題に鑑み、画像の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良く、かつ光の色の純度が高く、画像全体の輝度が高くて色の再現性の良い画像をスクリーン上に形成することができる光源、及び前記光源を用いたプロジェクターが望まれていた。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本願発明は、プロジェクター、特に液晶プロジェクターの光源に、光の分光分布の異なる２つ以上のランプを用いる。上記構成により、１方のランプから発せられる輝度の低い波長領域の光を、もう一方のランプから発せられる光が補い、光源から発せられる照射光は赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良くなる。上記構成によって、光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良くなり、かつ色の純度及び画像全体の輝度が高い画像をスクリーン上に形成することが可能になる。
【００２１】
例えば赤色の輝度が青色と緑色の輝度より低いランプと、赤色の輝度が青色と緑色の輝度より高いランプとを、一つの光源（以下、本願発明の構成を有する光源を光源光学系と呼ぶ）として液晶プロジェクターに用いる。上記構成によって、前記液晶プロジェクターがスクリーン上に表示する画像の、赤色、青色、緑色の輝度のバランス及び色の再現性が良くなり、かつ画像全体の輝度を高くすることができる。
【００２２】
以下に、本願発明の構成を示す。
【００２３】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、前記第１の光と前記第２の光とを合成し照射光を形成する集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有していることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２４】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、第１のランプ用集光システムと、第２のランプ用集光システムと、集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有しており、
前記第１の光と前記第２の光は、それぞれ前記第１のランプ用集光システムと前記第２のランプ用集光システムによって、照射面における照度分布が均一になるように調整された後、前記集光光学系において合成され照射光となることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２５】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有しており、
前記第１の光から、光を分離する手段によって特定の波長領域の光が分離され、
前記特定の波長領域の光は光学系フィルターによって輝度が調整され、
前記輝度が調整された特定の波長領域の光と前記第２の光は、前記集光光学系において合成され照射光となることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２６】
本願発明によって、
第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、第１のランプ用集光システムと、第２のランプ用集光システムと、集光光学系と、を有する光源光学系であって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有しており、
前記第１の光から、光を分離する手段によって特定の波長領域の光が分離され、
前記特定の波長領域の光は光学系フィルターによって輝度が調整され、
前記輝度が調整された特定の波長領域の光と前記第２の光は、それぞれ前記第１のランプ用集光システムと前記第２のランプ用集光システムによって照射面における照度分布が均一になるように調整された後、前記集光光学系において合成され照射光となることを特徴とする光源光学系が提供される。
【００２７】
前記光を分離する手段とは、ダイクロイックミラーであっても良い。
【００２８】
前記光を分離する手段とは、カラーフィルターであっても良い。
【００２９】
前記第１のランプと前記第２のランプとは、それぞれハロゲンランプまたは高圧水銀ランプのいずれか１つであっても良い。
【００３０】
本願発明によって、前記光源光学系を有する三板式の液晶プロジェクターが提供される。
【００３１】
本願発明によって、前記光源光学系を有する単板式の液晶プロジェクターが提供される。
【００３２】
本願発明によって、前記光源光学系を有するＯＨＰが提供される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
【００３４】
図１に本願発明の光源光学系の構成を示す。高圧水銀ランプ１０１とハロゲンランプ１０２とが１つの光源光学系１０８の中に設けられている。
【００３５】
高圧水銀ランプ１０１からの光は、高圧水銀ランプ用リフレクタ１０３によって集光され、高圧水銀ランプ用集光システム１０６に入射する。
【００３６】
またハロゲンランプ１０２からの光は、ハロゲンランプ用リフレクタ１０４によって集光され、ハロゲンランプ用集光システム１０５に入射する。
【００３７】
ハロゲンランプ用集光システム１０５及び高圧水銀ランプ用集光システム１０６は、ランプからの光を集光し、ランプからの光を照射面においてその照度分布が均一になるように調整する光学系のシステムである。
【００３８】
ハロゲンランプ用集光システム１０５及び高圧水銀ランプ用集光システム１０６によってそれぞれ調整された、ハロゲンランプからの光及び高圧水銀ランプからの光は、共に集光光学系１０７に入射する。集光光学系１０７において、高圧水銀ランプからの光とハロゲンランプからの光とが合成されて、照射光として光源光学系１０８から照射される。
【００３９】
上記構成を有することで、高圧水銀ランプから発せられるある特定の波長領域の輝度が低い白色光を、ハロゲンランプから発せられる光が補い、光源光学系から発せられる照射光の赤色、青色、緑色の輝度が高くなり、光の色の純度のバランスが良くなる。よって、スクリーン上に形成される画像の色の再現性が良くなり、また画像全体の輝度が、１つのランプを光源として用いた場合と比較して高くなる。
【００４０】
なお、図１中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等を設けてもよい。
【００４１】
また、本願発明の光源光学系は、液晶プロジェクターの光源としてのみではなく、スライド用のプロジェクター、オーバーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ）等の投影機全般の光源として用いることが可能である。
【００４２】
【実施例】
以下に、本願発明の実施例を説明する。
【００４３】
（実施例１）
本実施例では、実施の形態に示した本願発明の光源光学系を用いた、三板式の液晶プロジェクターについて説明する。
【００４４】
図２に本願発明の三板式の液晶プロジェクターを示す。本実施例では、光源光学系２０１に高圧水銀ランプとハロゲンランプとを用いた。なお本願発明はこの２つのランプを用いることに限定されない。高圧水銀ランプからの光とハロゲンランプからの光とを合わせることで形成した照射光が光源光学系２０１から照射される。
【００４５】
上記照射光は、高圧水銀ランプから発せられる輝度の低い波長領域の光をハロゲンランプから発せられる光が補うため、光源光学系２０１から発せられる照射光の赤色、青色、緑色の輝度及び色の純度のバランスが良くなる。よって、スクリーン上に形成された画像の色の再現性が良くなり、また画像全体の輝度が高くなる。
【００４６】
光源光学系２０１から照射された白色の照射光は、Ｒ用ダイクロイックミラー２０２に入射する。Ｒ用ダイクロイックミラー２０２は、光源光学系２０１から照射された白色の照射光のうち、赤色（Ｒ）の波長領域の光のみを反射する。
【００４７】
反射された赤色（Ｒ）の光は全反射ミラー２０３によって反射され、Ｒ用表示パネル２０４に入射する。なお本実施例において、表示パネルには液晶パネルを用いる。Ｒ用表示パネル２０４に入射した赤色の照射光は、Ｒ用表示パネル２０４を透過し、赤色の出射光として出射光合成光学系２１０に入射する。本実施例では、出射光合成光学系２１０として、ダイクロイックプリズムを用いた。
【００４８】
Ｒ用ダイクロイックミラー２０２によって反射されなかった赤色以外の光はＧ用ダイクロイックミラー２０５に入射する。
【００４９】
Ｇ用ダイクロイックミラー２０５は、緑色（Ｇ）の波長領域の光のみを反射し、その他の光を透過させる。反射された緑色（Ｇ）の光はＧ用表示パネル２０６に入射する。Ｇ用表示パネル２０６から出射した緑色の出射光は出射光合成光学系２１０に入射する。
【００５０】
Ｇ用ダイクロイックミラー２０５によって反射されなかった赤色及び緑色以外の青色（Ｂ）の波長領域の光は全反射ミラー２０７、２０８によって反射され、Ｂ用表示パネル２０９に入射する。Ｂ用表示パネル２０９から出射した青色の出射光は出射光合成光学系２１０に入射する。
【００５１】
出射光合成光学系２１０に入射した赤色、緑色、青色の出射光は、出射光合成光学系２１０で1つに集められ、投射光学系２１１（本実施例では投射レンズを用いる）によってスクリーンに投影される。なお投射光学系２１１は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成されていても良い。
【００５２】
上述したように、本願発明は２つ以上のランプが、互いに輝度の低い波長領域の光を補い合うようにする。上記構成によって、赤色、青色、緑色の光の輝度及び純度のバランスが良く、かつ画像の輝度が高く、色の再現性の良い画像をスクリーン上に形成することが可能になる。
【００５３】
（実施例２）
本実施例では、本願発明の光源光学系の、実施の形態で示した例とは別の形態を示す。
【００５４】
図３に本願発明の光源光学系の構成を示す。高圧水銀ランプ３０１とハロゲンランプ３０２とが１つの光源光学系３０９の中に設けられている。
【００５５】
高圧水銀ランプ３０１からの光は、高圧水銀ランプ用リフレクタ３０３によって集光され、高圧水銀ランプ用集光システム３０７に入射する。
【００５６】
またハロゲンランプ３０２からの光は、ハロゲンランプ用リフレクタ３０４によって集光され、光源光学系Ｒ用ダイクロイックミラー３０５に入射する。光源光学系Ｒ用ダイクロイックミラー３０５に入射したハロゲンランプからの光のうち、赤色の波長領域の光のみが反射されることで分離され、光学系フィルタ３１０に入射する。
【００５７】
ハロゲンランプ３０２からの赤色の光は、光学系フィルタ３１０によってその輝度が調整される。このとき高圧水銀ランプ３０１からの光の、赤色の波長領域における輝度と、緑色及び青色の波長領域における輝度の差が縮まるように、ハロゲンランプからの赤色の光の輝度を調整することが重要である。
【００５８】
輝度を調整されたハロゲンランプからの赤色の光は、ハロゲンランプ用集光システム３０６に入射する。
【００５９】
ハロゲンランプ用集光システム３０６及び高圧水銀ランプ用集光システム３０７は、ランプからの光を集光し、ランプからの光を照射面においてその照度分布が均一になるように調整する光学系のシステムである。
【００６０】
ハロゲンランプ用集光システム３０６及び高圧水銀ランプ用集光システム３０７によってそれぞれ調整された、ハロゲンランプ３０２からの光及び高圧水銀ランプ３０１からの光は、共に集光光学系３０８に入射する。集光光学系３０８において、高圧水銀ランプ３０１からの光とハロゲンランプ３０２からの光とが合成されて、照射光として光源光学系３０９から照射される。
【００６１】
上記構成を有することで、高圧水銀ランプ３０１から発せられるある特定の波長領域の輝度が低い白色光を、ハロゲンランプ３０２から発せられる光が補い、光源光学系３０９から発せられる照射光の赤色、青色、緑色の輝度が高くなり、光の色の純度のバランスが良くなる。よって、スクリーン上に形成される画像の色の再現性が良くなり、また画像全体の輝度が、１つのランプを光源として用いた場合と比較して高くなる。
【００６２】
なお、図３中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等を設けてもよい。
【００６３】
また、光源として用いられるランプは、一般にそのランプの温度によって発する光の色が変わる。そしてそのランプの温度は、ランプ自体の性質の他、ランプの発する熱で光源光学系が過熱するのを防ぐために設けられたファンの性能やサイズ、ファンのための送風口のサイズ、光源光学系がおかれている環境の温度によっても変わってくる。そしてランプ自体も発光する時間によって、発する光の色が異なってくる。
【００６４】
高圧水銀ランプの光とハロゲンランプの光をそのまま合成した場合、合成した照射光の、赤色、緑色、青色の輝度のバランスを取るために、高圧水銀ランプの光の赤色、緑色、青色の輝度と、ハロゲンランプの光の赤色、緑色、青色の輝度のバランスとを考慮する必要があった。そのため２つのランプの発する光の色が、ランプの温度によってそれぞれ微妙に変わってしまったとき、２つのランプの光を合わせることによって得られる照射光の、赤色、緑色、青色の輝度のバランスを取るのが難しい。
【００６５】
しかし本実施例の光源光学系は、ハロゲンランプから発せられる白色光のうち、赤色の波長領域の光のみを高圧水銀ランプの光と合成する構成を有している。
【００６６】
高圧水銀ランプの光にハロゲンランプの赤色の光のみを加える場合、温度によって高圧水銀ランプ及びハロゲンランプが発する光の色が変化しても、ハロゲンランプの赤色の光の輝度のみを光学系フィルタ３１０で調整するだけで、光源光学系３０９から出る照射光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスを取ることができる。よって本実施例で示した光源光学系３０９は、実施例１に示した形態の光源光学系と比較して、２つのランプからの光を合成することで得られる照射光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが取りやすい。
【００６７】
なお本実施例では、光源光学系の有するランプとして、ハロゲンランプと高圧水銀ランプとを用いたが、本願発明はこれに限定されない。また本実施例では、１つのランプから発せられる光のうち、赤色の光のみを別のランプの発する光と合成して照射光を得ているが、本願発明は青色の光のみ、または緑色の光のみを別のランプの光と合成しても良い。また１色の光のみを別のランプの光と合成する形態に限定されずに、赤色と緑色、緑色と青色、青色と赤色の２色の組み合わせの光を別のランプの光と合成しても良い。
【００６８】
本実施例の光源光学系は図２で示す三板式プロジェクターに用いることが可能である。また図２で示す三板式プロジェクター以外の形態を有するプロジェクターの光源としても適用可能である。
【００６９】
なお、本実施例ではダイクロイックミラーを用いてランプからの光のうち、特定の波長領域の光を分離したが、本願発明はこれに限定されない。ランプの光のうち、特定の波長領域の光を分離することができる手段であれば、全て本願発明の光源光学系に用いることができ、ダイクロイックミラーではなくカラーフィルター等の公知の手段を用いることは当然可能である。
【００７０】
（実施例３）
本実施例では、実施例１に示した、本願発明の光源光学系を用いた三板式のプロジェクターとは別の形態について説明する。
【００７１】
図４を参照する。図４は、本実施例の三板式のプロジェクターの構成図である。４０１は本願発明の光源光学系である。本実施例の光源光学系は、本願発明の実施の形態及び実施例２で示した形態を有している。光源光学系４０１から赤色、緑色、青色の波長領域のスペクトルを持つ白色の照射光が照射される。
【００７２】
光源光学系４０１から照射された白色の照射光は、Ｒ用ダイクロイックミラー４０２に入射する。Ｒ用ダイクロイックミラー４０２に入射した照射光のうち、赤色の波長領域の光のみが反射される。そして、Ｒ用ダイクロイックミラー４０２において反射された赤色の光は、全反射ミラー４０６において反射され、Ｒ用表示パネル４０８を透過し、赤色の出射光となる。そして該赤色の出射光は第２Ｇ用ダイクロイックミラー４０４及びＢ用ダイクロイックミラー４０５を透過して投射光学系４１１に入射する。
【００７３】
光源光学系４０１から照射された白色の照射光のうち、Ｒ用ダイクロイックミラー４０２において反射されなかった光は、第１Ｇ用ダイクロイックミラー４０３に入射する。そして、第１Ｇ用ダイクロイックミラー４０３において、緑色の光のみが反射され、Ｇ用表示パネル４０９を透過し、緑色の出射光となる。そして該出射光は第２Ｇ用ダイクロイックミラー４０４において反射され、Ｂ用ダイクロイックミラー４０５を透過し、投射光学系４１１に入射する。
【００７４】
第１Ｇ用ダイクロイックミラー４０３において反射されなかった緑色の波長領域の光は、Ｂ用表示パネル４１０を透過し、青色の出射光となる。そして該青色の出射光は全反射ミラー４０７及びＢ用ダイクロイックミラー４０５において反射され、投射光学系４１１に入射する。
【００７５】
赤色、緑色、青色の出射光は、投射光学系４１１の有する投射レンズによってスクリーンに投影される。なお投射光学系４１１は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成されていても良い。
【００７６】
上記構成ではダイクロイックプリズムを用いなくともよいので、実施例１の場合と比較してプロジェクターの値段を抑えることができる。
【００７７】
（実施例４）
【００７８】
本実施例では、本願発明の光源光学系を単板式の液晶プロジェクターに用いた例を示す。
【００７９】
図５（Ａ）は単板式のプロジェクターの一例を示した図である。図５（Ａ）に示したプロジェクターは、光源光学系７９０１、表示パネル（本実施例では液晶パネル）７９０２、投射光学系７９０３、位相差板７９０４を有している。なお光源光学系７９０１は実施の形態及び実施例２において示した形態を有している。投射光学系７９０３は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成される。なお投射光学系７９０３は、１つの投射レンズで構成されていても良い。また、表示パネル７９０２にはカラーフィルター（図示しない）が設けられており、表示映像をカラー化している。
【００８０】
また、図５（Ｂ）に示した単板式のプロジェクターは、図５（Ａ）の応用例であり、画素にカラーフィルターを設ける代わりに、ＲＧＢの回転カラーフィルター円板７９０５を用いて表示映像をカラー化している。
【００８１】
また、図５（Ｃ）に示した単板式のプロジェクターは、カラーフィルターレス単板式プロジェクターと呼ばれている。この方式は、表示パネル７９１６にマイクロレンズアレイ７９１５を設け、Ｂ用ダイクロイックミラー７９１２、Ｇ用ダイクロイックミラー７９１３、Ｒ用ダイクロイックミラー７９１４を用いて表示する画像をカラー化している。投射光学系７９１７は、投射レンズを備えた複数の光学レンズで構成される。なお投射光学系７９１７は１つの投射レンズで構成されていても良い。
【００８２】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【００８３】
（実施例５）
本願発明の光源光学系はリア型及びフロント型プロジェクターの両方に用いることができる。それらの一例を図６に示す。
【００８４】
図６（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、本願発明の光源光学系を有する表示装置７６０１、スクリーン７６０２で構成される。
【００８５】
図６（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体７７０１、本願発明の光源光学系を有する表示装置７７０２、ミラー７７０３、７７０４、スクリーン７７０５で構成される。
【００８６】
なお本実施例において、表示装置７６０１、７７０２には、図２または図４で示した三板式のプロジェクターを用いても良いし、図５で示した単板式のプロジェクターを用いても良い。また光源光学系は実施の形態及び実施例２において示した形態のものを用いることができる。
【００８７】
（実施例６）
本実施例では、本願発明の光源光学系において用いられる集光システムの構成について説明する。
【００８８】
図７（Ａ）に本願発明において用いられる集光システムの概略図を示す。集光システム７０３は、第１フライアイレンズ７０４、第２フライアイレンズ７０５、コンデンサレンズ７０６を有している。ランプ７０１から発せられた光は、リフレクタ７０２によって集められ、小さなレンズが多数設けられた第１フライアイレンズ７０４、第２フライアイレンズ７０５、コンデンサレンズ７０６に順に入射し、表示パネル７０７に入射する。
【００８９】
集光システム７０３は上記構成を有することで、ランプ７０１からの光を効率よく集光し、ランプ７０１からの光を照射面（この場合、表示パネル７０７の光の入射側の面を指す）においてその照度分布が均一になるように調整することができる。
【００９０】
図７（Ｂ）を用いて、本願発明において用いられる集光システムの別の例について説明する。
【００９１】
図７（Ｂ）に示した集光システム７１３は、ロッド７１４、第１集光レンズ７１５、第２集光レンズ７１６を有している。ランプ７１１から発せられた光は、リフレクタ７１２によって集められ、ロッド７１４に入射する。ロッド７１４に入射した光はロッド７１４の中で全反射して出射し、第１集光レンズ７１５に入射する。第１集光レンズ７１５に入射した光は、次に第２集光レンズ７１６に順に入射し、表示パネル７１７に入射する。
【００９２】
集光システム７１３は上記構成を有することで、ランプ７１１からの光を効率よく集光し、ランプ７１１からの光を照射面（この場合、表示パネル７１７の光の入射側の面を指す）においてその照度分布が均一になるように調整することができる。
【００９３】
なお図７において集光光学系は省略しており、集光システムから出た光は直接表示パネルに照射している。しかし実際には、集光システムから出た光は集光光学系に入射し、他の光源からの光と合わせられ、光源光学系から照射光として照射される。そしてダイクロイックミラーや全反射ミラー、レンズ等の光学系を間に介したあと、表示パネルに照射される。
【００９４】
なお本願発明は、上述した集光システムに限定されない。本願発明では、ランプからの光を効率よく集光し、ランプからの光を照射面においてその照度分布が均一になるように調整することができる集光システムであれば用いることが可能である。
（実施例７）
【００９５】
上述の本願発明の液晶プロジェクターが有する液晶パネルにはネマチック液晶以外にも様々な液晶を用いることが可能である。例えば、1998, SID, "Characteristics and Driving Scheme of Polymer-Stabilized Monostable FLCD Exhibiting Fast Response Time and High Contrast Ratio with Gray-Scale Capability" by H. Furue et al.や、1997, SID DIGEST, 841, "A Full-Color Thresholdless Antiferroelectric LCD Exhibiting Wide Viewing Angle with Fast Response Time" by T. Yoshida et al.や、1996, J. Mater. Chem. 6(4), 671-673, "Thresholdless antiferroelectricity in liquid crystals and its application to displays" by S. Inui et al.や、米国特許第5594569 号に開示された液晶を用いることが可能である。
【００９６】
等方相−コレステリック相−カイラルスメクティックＣ相転移系列を示す強誘電性液晶（ＦＬＣ）を用い、ＤＣ電圧を印加しながらコレステリック相−カイラルスメクティック相転移をさせ、かつコーンエッジをほぼラビング方向に一致させた単安定ＦＬＣの電気光学特性を図８に示す。図８に示すような強誘電性液晶による表示モードは「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」と呼ばれている。図８に示すグラフの縦軸は透過率（任意単位）、横軸は印加電圧である。「Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモード」については、寺田らの”Ｈａｌｆ−Ｖ字スイッチングモードＦＬＣＤ”、第４６回応用物理学関係連合講演会講演予稿集、１９９９年３月、第１３１６頁、および吉原らの”強誘電性液晶による時分割フルカラーＬＣＤ”、液晶第３巻第３号第１９０頁に詳しい。
【００９７】
図８に示されるように、このような強誘電性混合液晶を用いると、低電圧駆動かつ階調表示が可能となることがわかる。本発明の表示装置には、このような電気光学特性を示す強誘電性液晶も用いることができる。
【００９８】
また、ある温度域において反強誘電相を示す液晶を反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）という。反強誘電性液晶を有する混合液晶には、電場に対して透過率が連続的に変化する電気光学応答特性を示す、無しきい値反強誘電性混合液晶と呼ばれるものがある。この無しきい値反強誘電性混合液晶は、いわゆるＶ字型の電気光学応答特性を示すものがあり、その駆動電圧が約±２．５Ｖ程度（セル厚約１μｍ〜２μｍ）のものも見出されている。
【００９９】
また、一般に、無しきい値反強誘電性混合液晶は自発分極が大きく、液晶自体の誘電率が高い。このため、無しきい値反強誘電性混合液晶を液晶表示装置に用いる場合には、画素に比較的大きな保持容量が必要となってくる。よって、自発分極が小さな無しきい値反強誘電性混合液晶を用いるのが好ましい。
【０１００】
なお、このような無しきい値反強誘電性混合液晶を本発明の液晶表示装置に用いることによって低電圧駆動が実現されるので、低消費電力化が実現される。
【０１０１】
【発明の効果】
【０１０２】
本願発明は上記構成によって、照射光の赤色、青色、緑色の輝度のバランスが良く、かつ画像全体の輝度が高く、色の再現性の良い画像をスクリーン上に形成することが可能になる。
【０１０３】
例えば赤色の輝度が青色と緑色の輝度より低いランプと、赤色の輝度が青色と緑色の輝度より高いランプとを、一つの光源として液晶プロジェクターの光源に用いる。上記構成によって、前記液晶プロジェクターがスクリーン上に表示する画像の、赤色、青色、緑色の輝度のバランス及び色の再現性が良くなり、かつ画像全体の輝度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本願発明の光源光学系の形態を示す図。
【図２】 本願発明の光源光学系を用いた三板式プロジェクターを示す図。
【図３】 本願発明の光源光学系の形態を示す図。
【図４】 本願発明の光源光学系を用いた三板式プロジェクターを示す図。
【図５】 本願発明の光源光学系を用いた単板式プロジェクターを示す図。
【図６】 本願発明の光源光学系を用いたリア型及びフロント型プロジェクターを示す図。
【図７】 本願発明において用いられる集光システムの一例を示す図。
【図８】 単安定ＦＬＣの電気光学特性を示す図。
【符号の説明】
１０１ 高圧水銀ランプ
１０２ ハロゲンランプ
１０３ 高圧水銀ランプ用リフレクタ
１０４ ハロゲンランプ用リフレクタ
１０５ ハロゲンランプ用集光システム
１０６ 高圧水銀ランプ用集光システム
１０７ 集光光学系
１０８ 光源光学系
Claims (8)
- 第１の光を発する第１のランプと、第２の光を発する第２のランプと、集光光学系とを有する光源光学系を用いたプロジェクターであって、
前記第１の光と前記第２の光は互いに異なる分光分布を有しており、
前記第１の光から、光を分離する手段によって特定の波長領域の光が分離され、
前記特定の波長領域の光は光学系フィルターによって輝度が調整され、
前記輝度が調整された特定の波長領域の光と前記第２の光は、前記集光光学系において合成され照射光となることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項１において、
前記光を分離する手段は、ダイクロイックミラーであることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項１において、
前記光を分離する手段は、カラーフィルターであることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記特定の波長領域の光は、赤色の波長領域の光であることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記第１のランプはハロゲンランプであり、前記第２のランプは高圧水銀ランプであることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記プロジェクターは三板式の液晶プロジェクターであることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記プロジェクターは単板式の液晶プロジェクターであることを特徴とするプロジェクター。 - 請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記プロジェクターはオーバーヘッドプロジェクターであることを特徴とするプロジェクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000284559A JP4785234B2 (ja) | 1999-09-30 | 2000-09-20 | プロジェクター |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27875899 | 1999-09-30 | ||
| JP1999278758 | 1999-09-30 | ||
| JP11-278758 | 1999-09-30 | ||
| JP2000284559A JP4785234B2 (ja) | 1999-09-30 | 2000-09-20 | プロジェクター |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001166383A JP2001166383A (ja) | 2001-06-22 |
| JP2001166383A5 JP2001166383A5 (ja) | 2007-10-25 |
| JP4785234B2 true JP4785234B2 (ja) | 2011-10-05 |
Family
ID=26553031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000284559A Expired - Fee Related JP4785234B2 (ja) | 1999-09-30 | 2000-09-20 | プロジェクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4785234B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2694103B1 (fr) * | 1992-07-24 | 1994-08-26 | Thomson Csf | Projecteur d'images en couleurs. |
| JPH06242446A (ja) * | 1993-02-12 | 1994-09-02 | Fujitsu General Ltd | 照明装置 |
| JP3336664B2 (ja) * | 1993-03-10 | 2002-10-21 | セイコーエプソン株式会社 | 投写型表示装置 |
| WO1998009113A1 (fr) * | 1996-08-26 | 1998-03-05 | Seiko Epson Corporation | Appareil et ecran de projection |
| JPH10311968A (ja) * | 1997-05-13 | 1998-11-24 | Sony Corp | 液晶プロジェクタ |
| JPH1130767A (ja) * | 1997-07-11 | 1999-02-02 | Seiko Epson Corp | 照明光学系、およびこれを用いた投写型表示装置 |
| JP3945068B2 (ja) * | 1999-03-04 | 2007-07-18 | 三菱電機株式会社 | 投写型表示装置 |
-
2000
- 2000-09-20 JP JP2000284559A patent/JP4785234B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001166383A (ja) | 2001-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6623122B1 (en) | Light source optical system and projector having first and second lamps of different spectral distributions | |
| TWI316628B (ja) | ||
| KR0159258B1 (ko) | 액티브 매트릭스 반사식 투사 시스템 | |
| US8833944B2 (en) | Projector and image display method | |
| JPH0435048B2 (ja) | ||
| JP2002244104A (ja) | 時分割方式液晶表示装置及びそのカラー映像表示方法 | |
| JP2738331B2 (ja) | 投射型液晶表示装置 | |
| JPH10269802A (ja) | 照明装置および映像表示装置 | |
| US20090027575A1 (en) | Display apparatus | |
| JPH1184419A (ja) | 液晶ライトバルブおよび投射型表示装置 | |
| Zou et al. | 58.1: Single‐panel LCOS color projector with LED light sources | |
| CN110174812A (zh) | 一种基于半场序显示方式的两片式lcd投影机 | |
| GB2191057A (en) | Colour video display arrangement | |
| US5779334A (en) | Enhanced video projection system | |
| JPS61150487A (ja) | 液晶ビデオ・プロジエクタ | |
| JP4785234B2 (ja) | プロジェクター | |
| JPS62133424A (ja) | 投写型表示装置 | |
| Murat et al. | Two LCOS full color projector with efficient LED illumination engine | |
| JP2722817B2 (ja) | 投写型表示装置 | |
| WO2022219927A1 (ja) | 表示パネルの駆動回路、表示装置、及び表示パネルの駆動方法 | |
| JPH0675541A (ja) | 液晶投写型テレビおよび液晶投写型テレビの駆動方法 | |
| JP2002006296A (ja) | 液晶素子及び液晶表示装置 | |
| JPS62254124A (ja) | 投写型カラ−表示装置 | |
| JP2000356781A (ja) | 液晶装置およびこれを用いた液晶表示装置 | |
| TWI240830B (en) | Projection display apparatus with two reflective light panels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070831 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070831 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101130 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110106 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110315 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110411 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110705 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110712 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140722 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140722 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |