JPH07104278A

JPH07104278A - 光軸変換装置及びビデオプロジェクター

Info

Publication number: JPH07104278A
Application number: JP5269980A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamakawa; 清士山川; Etsuro Saito; 悦朗斉藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-30
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1995-04-21

Abstract

(57)【要約】【目的】スクリーンに投写したテレビジョン画像の粗
さを補填して画質の向上を図ったビデオプロジェクター
を提供する。【構成】テレビジョン画像を表示する液晶パネル２７
と投写レンズ３１とスクリーン３２から構成されるプロ
ジェクターにおいて、液晶パネル２７の前方に、ウェッ
ジプリズム５及び６からなる光軸変換素子３０を配置す
る。ウェッジプリズム５と６の間に設けた圧電素子やム
ービングコイルからなる駆動機構３８を垂直同期信号に
同期して振動させることにより、ウェッジプリズム６が
レンズ３１側に移動すると光軸は上側にずれる。奇数及
び偶数フィールドのビデオ信号を液晶パネル２７の同一
画素で表示し各フィールドが時間的に交互に表示すると
共に、各フィールドの画像のスクリーン３２上における
投写位置がビデオ信号の垂直同期信号に同期して１ライ
ン分１／４ピッチ上又は下側にずれるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表示装置、例えばブラ
ウン管や液晶パネル上に再生された画像をスクリーンに
レンズ等の光学系で拡大して投写するビデオプロジェク
ター、特に走査線を目立たなくしたビデオプロジェクタ
ー及びビデオプロジェクターに適用して好適な光軸変換
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオプロジェクター等の大画面
表示装置として、例えばＣＲＴからなる投写管上の画像
を投写レンズで拡大してスクリーンに投写する装置が知
られている。このような従来の大画面表示装置におい
て、ＣＲＴのテレビ信号の走査線の間隔もスクリーンに
拡大されて走査線が写し出されるため、この結果スクリ
ーン上で走査線が目立つようになり、スクリーンに投写
された画像の品位を損なうことになる。

【０００３】このような問題点を解決するために、イン
ターレース信号を走査線補間して走査をするビデオプロ
ジェクタにおいて、原信号もしくは奇数ラインを走査す
る第１の投写管と、補間信号もしくは偶数ライン信号を
走査する第２の投写管とを具備し、前記第１及び第２の
投写管からの投写を同一スクリーン上に行うビデオプロ
ジェクターが知られている（特開平３ー５３６８６号公
報）。

【０００４】図６には、走査線を目立たなくした従来の
ビデオプロジェクターの前記公知の例を示している。こ
のビデオプロジェクターは、投写管４０、４１、ビデオ
信号を入力して原信号または奇数ライン信号と補間信号
または偶数ライン信号とをそれぞれ並列出力する倍速信
号処理回路４２、同期分離回路４３、水平同期信号を入
力し、水平周波数で直列に接続された水平偏向コイル４
４、４４’をドライブする水平偏向回路４５、垂直同期
信号を入力して垂直周波数で直列に接続された垂直偏向
コイル４６、４６’をドライブする垂直偏向回路４７等
を備えて構成される。

【０００５】しかし、このような構成のビデオプロジェ
クターは、ＣＲＴを直接駆動するために信号を処理する
倍速信号処理回路等を備え、回路構成が複雑になり、そ
の構成を簡素化することが困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
に鑑み、ＣＲＴや液晶パネル等のディスプレイ装置を直
接制御しないで走査線間を補間することができ、しかも
簡単な構造の光学系を使用して極めて簡素化したビデオ
プロジェクター及び光軸変換装置を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、液晶パネル等
に表示したテレビジョン画像をスクリーンに投写するビ
デオプロジェクターにおいて、前記テレビジョン画像の
光路に光学的複屈折手段、例えば、水晶板を配置して光
路を二分する。また、他の光軸変換装置を利用した例と
して、液晶パネル等に表示したテレビジョン画像をスク
リーンに投写するビデオプロジェクターにおいて、前記
テレビジョン画像の光路に配置した傾斜面が所定間隔で
対向した２個のウェッジプリズムを備え、前記２個のウ
ェッジプリズムの一方のウェッジプリズムを６０Ｈｚ又
は１２０Ｈｚの駆動周波数で圧電素子またはムービング
コイルで光軸方向に振動させて入力光の光路を変更する
ものである。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例を示している。
この第１実施例においては、液晶パネル等の画像表示装
置の前側光路上に複屈折素子を構成する素子、例えば水
晶板１を配置する。この水晶板１は、その結晶軸に関係
して図１の（Ａ）に示すように入力光Ｌを出力光Ｌ１及
び出力光Ｌ２の２つに分けることができる。前記２つの
出力光Ｌ１及びＬ２の光路の間隔ｄは水晶板の厚さｔに
比例する。

【０００９】そこで、テレビジョン信号再生画像の第１
及び第２の各フィールドにおいて、前記間隔ｄを埋めた
い走査線間隔の１／２に定めれば、出力光Ｌ１の走査線
の間に出力光Ｌ２の走査線を埋めることができる。この
実施例の場合は、図１の（Ｂ）のように液晶パネル２の
前側に水晶板１を配置し、レンズ３で拡大してスクリー
ン４上に投写すれば良い。

【００１０】前記実施例に場合は、水晶等の複屈折素子
を利用して光路を２分して走査線間を埋める方法を採用
したが、次に複屈折素子を利用せずに入力光に対してそ
の出力光の光路を機械的に変更できる光軸変換装置を使
用した実施例について説明する。

【００１１】図２は、機械的光軸変換装置を利用した実
施例を示している。まずその原理を図２の（Ａ）に基づ
いて説明する。図２の（Ａ）において、光軸変換装置
は、第１のウェッジプリズム５及び第２のウェッジプリ
ズム６を備え、両ウェッジプリズムにおいて、各ウェッ
ジプリズムの両面のなす角度をθとし、両ウェッジプリ
ズム５及び６は傾斜を有する面で所定間隔をおいて対向
して配置されている。

【００１２】前記光軸変換装置において、前記第２のウ
ェッジプリズム６が図の点線のように６’に位置する場
合の入力光Ｌに対する出力光Ｌ２の光路は点線のように
なり、一方、第２のウェッジプリズム６を第１のウェッ
ジプリズム５側に距離ｄだけ後退させた場合は、その出
力光Ｌ１の光路は実線のようになり、第２のウェッジプ
リズム６の位置を機械的に変移させることにより、入力
光Ｌの光軸を変えることができる。

【００１３】そして、第２のウェッジプリズム６の機械
的位置の変化距離をｄ、各ウェッジプリズムの両面がな
す角度をθ、入力光Ｌに対する出力光Ｌ１及び出力光Ｌ
２の光路間隔をｘ、各ウェッジプリズムの屈折率をｎと
すると、ｘ＝ｄ・ｔａｎ（ｓｉｎ^-1（ｎｓｉｎθ））と
なる。そこで、前記間隔ｘを埋めたい走査線間隔の１／
２に定めることにより出力光Ｌ１または出力光Ｌ２で走
査線間を埋めることが可能となる。

【００１４】次に、前記第１のウェッジプリズム５と第
２のウェッジプリズム６の間隔、すなわち第２のウェッ
ジプリズム６の機械的位置の変化距離ｄを変化させる手
段について以下に説明する。前記ｄを変化させる第１の
加振手段の概略をまず図２の（Ｂ）で説明する。図２の
（Ｂ）において、前記第１のウェッジプリズム５と前記
第２のウェッジプリズム６との間に積層型の圧電素子か
らなるピエゾアチュエイタ７を組み込んで交流電圧を該
ピエゾアクチュエイタ７に印加する。すると、交流電圧
の周波数で両ウェッジプリズムの間隔が変化する。これ
に伴って前記したように出力光の光路が変化する。そし
て出力光Ｌ１と出力光Ｌ２の光路の変化幅、すなわち前
記間隔ｘを走査線やピクセルのピッチの１／２に定める
ことにより投写像の走査線等を目立たなくすることがで
きる。

【００１５】図３は、前記第１及び第２のウェッジプリ
ズム５、６と圧電素子７とを組み込んだ光軸変換装置の
構造の一例を示している。図３の（Ｂ）において、８は
第１のホルダーであって、該第１のホルダー８の一方の
面周辺には前記圧電素子７が３個１２０度の角度で取り
付けられている。さらに、前記第１のホルダー８の中央
部には、内側に突出するウェッジプリズムストッパー９
を備えた筒状の嵌合部１０が形成されており、該嵌合部
１０に第１のウェッジプリズム５が嵌合固定されてい
る。そして、第１のウェッジプリズム５の面が傾斜する
部分の側面が前記嵌合部１０において所定の隙間１１を
もって嵌合するように嵌合部１０に段差１２が形成され
ている。

【００１６】１３は第２のホルダーであって、該第２の
ホルダー１３の開孔１４内壁に第２のウェッジプリズム
６が取り付けられている。そして、前記第２のホルダー
１３に取り付けられた第２のウェッジプリズム６の傾斜
面が、第１のウェッジプリズム５の傾斜面と対向するよ
うに第２のホルダー１３が前記圧電素子７に接着固定さ
れる。この際、第２のウェッジプリズム６の面が傾斜す
る部分の側面の一部が、前記嵌合部１０に所定の隙間を
もって入り込んでいる。

【００１７】このように構成された機械的光軸変換装置
の第１のホルダー８を固定して圧電素子７に交流電圧を
印加して駆動することにより、第２のホルダー１３に接
着固定された第２のウェッジプリズム６が光軸方向に振
動し、図２の（Ａ）のように入力光Ｌの光路を変更する
ことが可能となる。

【００１８】次に、図４に示す例は、前記圧電素子７に
代えてムービングコイルを使用して第２のウェッジプリ
ズム６を駆動する加振手段の実施例を示している。図４
において、１５は第１のリング状ヨークであって、第１
のウェッジプリズム５のホルダーを兼ねている。該第１
のリング状ヨーク１５は、その内側に突出するウェッジ
プリズムストッパー１６を備えた筒状の嵌合部１７を形
成されており、該嵌合部１７に第１のウェッジプリズム
５が嵌合固定されている。そして、第１のウェッジプリ
ズム５の面が傾斜する部分の側面は、前記嵌合部１７に
おいて所定の隙間１８をもって嵌合するように嵌合部１
７に段差１９が形成されている。

【００１９】また、該第１のリング状ヨーク１５には、
前記嵌合部１７外側面を離間して取り囲むリング状マグ
ネット２０が接着固定されている。さらに前記リング状
マグネット２０には、第２のリング状ヨーク２１が前記
嵌合部１７外周と後述する所定の間隙１７ａ（図４の
Ｂ）を形成して固定されている。

【００２０】一方、第２のウェッジプリズム６には。リ
ング状スペーサ２２を介してコイルボビン２３が取り付
けられており、該コイルボビン２３にはムービングコイ
ル２４が捲回装着されている。さらに、前記コイルボビ
ン２３の端縁２３ａには、該端縁２３ａを取り囲むよう
にダンパー２５が取り付けられており、該ダンパー２５
の外側縁は、前記第２のリング状ヨーク２１に取り付け
られたリング状ホルダー２６に固定されている。

【００２１】前記第２のウェッジプリズム６は、前記嵌
合部１７に所定の隙間を有して一部入り込んでいる。ま
た、前記ムービングコイル２４は、前記第２のリング状
ヨーク２１の内側と前記嵌合部１７の外側とで形成され
る隙間１７ａにおいて、左右に振動できるように遊嵌し
てコイルボビン２４に取り付けられている。

【００２２】この構造においても、前記第１及び第２の
ウェッジプリズム５、６は、所定の間隔を有して対向す
るように固定されていることは前記第１の実施例と変わ
るところはない。この実施例の場合は、ムービングコイ
ル２４に電流を流すことによりムービングコイルが振動
して、これに伴って第２のウェッジプリズム６が光軸方
向に振動し、入射光の光路を変更することが可能とな
る。

【００２３】次に、前記２つのウェッジプリズムから構
成される光軸変換装置を用いた液晶プロジェクターにつ
いて図５に基づいて説明する。図５において、２７は液
晶パネルで、該液晶パネル２７の背後にはバックライト
（図示せず）が配置されており、平行光束が射出される
ようになっている。２８は液晶パネル駆動回路であり、
ビデオ信号処理及び同期信号発生回路２９からの信号を
受けて前記液晶パネル２７に奇数フィールド及び偶数フ
ィールドの画像を同一画素によって時間的に交互に表示
させる。そして、奇数フィールドと偶数フィールドの画
像表示の切換は、垂直同期信号に同期して行われる。

【００２４】３０は液晶パネル２７の前側に配置された
前記第１のウェッジプリズム５及び第２のウェッジプリ
ズム６から構成される機械的光軸変換装置であって、該
光軸変換装置３０の前側には投写レンズ３１が配置され
ており、該投写レンズ３１によって液晶パネル２７を透
過してきた光束が前方のスクリーン３２上に拡大投写さ
れる。

【００２５】前記光軸変換装置３０及び投写レンズ３１
は、それぞれ位置センサー３２、３３をそれぞれ備えて
いる。この光軸変換素子３０の位置センサー３２は、第
２のウェッジプリズム６の振動の振幅を検出するために
設けられたもので、その出力側に位置検出回路３４が接
続されている。

【００２６】この位置検出回路３４によって得られた第
２のウェッジプリズム６の振動振幅情報は比較回路３５
に入力される。該比較回路３５において、前記ビデオ信
号処理及び同期信号検出回路２７から得られる垂直同期
信号に同期した第２のウェッジプリズム６の移動信号を
発生するウェッジプリズム移動信号発生回路３６の出力
信号と比較される。そして、奇数フィールド再生時と偶
数フィールド再生時において、前記第２のウェッジプリ
ズム６が振動する振幅を制御する振幅制御信号が前記比
較回路３５から駆動回路３７に供給される。

【００２７】該駆動回路３７の出力は、前記光軸変換装
置３０が備える前記圧電素子７またはムービングコイル
２４で構成される駆動機構３８に供給され、第２のウェ
ッジプリズム６の振動の振幅が走査線間を埋めるように
出力光Ｌの光路が上下するように制御される。

【００２８】また、レンズ系３１の位置センサー３３及
び位置検出回路３９によって、レンズ系３１のズーム情
報等を得て、ズーム比によって第２のウェッジプリズム
６の移動量を制御する。この位置センサー３３及び位置
検出回路３９は必ずしも必要ではなく、必要に応じて設
ければ良い。

【００２９】ここで、図５におけるビデオプロジェクタ
ーにおいて、１フィールド分の画素のみ配列されている
液晶パネルと２フィールド分の画素が配列されている液
晶パネルから投写される画像に分けてその動作を説明す
る。

【００３０】まず、１フィールド分の画素のみ配列され
ている液晶パネルを用いた動作を説明する。この場合
は、第１フィールド分の走査が終了した後、第２のウェ
ッジプリズム６をビデオ信号の垂直同期信号に同期して
移動させ、該第１フィールド分の画素と同じ画素を第２
フィールドとして投写する。この時の第２のウェッジプ
リズム６のドライブ周波数は６０Ｈｚであり、走査線の
ピッチは１フィールド走査の走査線ピッチの１／２とな
る。

【００３１】この場合、第２フィールドにおいて第１フ
ィールドと同一走査線の画素が投写されるため、第１フ
ィールドの走査画像を前記ビデオ信号処理回路２９内に
設けた１フィールドメモリに保存し、第２のウェッジプ
リズム６の移動に同期して読み出されて第２フィールド
分を投写することになる。この場合は通常のテレビジョ
ン画像が得られる。

【００３２】次に、液晶パネル２７が２フィールド（１
フレーム）分の画素を有する場合について説明する。こ
の場合は、第１フィールドと第２フィールドの間に走査
を一度加えれば良い。第１フィールドと第２フィールド
の間に走査を一度加えるために、第１フィールド走査が
終了すると、同じフィールドの走査線を１／４ピッチず
らすように前記第２のウェッジプリズム６を移動させて
走査を行う。

【００３３】次に、第２フィールドの走査を行い、第２
フィールドの走査が終了すると、同じフィールド（第２
フィールド）の走査線を１／４ピッチずらすように前記
第２のウェッジプリズム６を移動させて走査を行う。従
って第２のウェッジプリズム６の駆動周波数は１２０Ｈ
ｚとなる。

【００３４】前記１／４ピッチ走査線をずらして走査す
るためには、前記信号処理回路２９に書き込み及び読み
出し用の１フィールドメモリを設け、フィールド毎に書
き込み、読み出しを行って液晶パネル２７を駆動する。
前記走査方法は、走査線ピッチをずらせる方法を採用し
たが、これに代えて、一走査線期間に１／４ピッチの変
移で少なくとも１／２画素ウォブリングさせて実施する
ことも可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、構造の簡単な光軸変換
装置及び該光軸変換装置を利用して回路構成を複雑にす
ることなく簡単な構成で走査線の目立たないビデオプロ
ジェクターを得ることができる。そして走査線やピクセ
ルの間を光学的に埋めることができるため、なめらかな
画面でスクリーンに投写することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例の説明図である。

【図２】本発明第２実施例の説明図である。

【図３】本発明第２施例の駆動手段の断面図及び分解斜
視図である。

【図４】本発明第２実施例の他の駆動手段の断面図及び
分解斜視図である。

【図５】本発明第２実施例を液晶プロジェクターに適用
したブロック図である。

【図６】従来のプロジェクターの一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１複屈折素子（水晶板）２、２７液晶パネル４拡大レンズ４スクリーン５、６ウェッジプリズム７圧電素子２０マグネット２４ムービングコイル３２スクリーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光路に配置した傾斜面が所定間隔で対向
した２個のウェッジプリズムと、前記２個のウェッジプ
リズムの一方のウェッジプリズムを光軸方向に振動させ
る加振手段とを備えることを特徴とする光軸変換装置。
【請求項２】前記加振動手段は、圧電素子で構成され
たことを特徴とする請求項１記載の光軸変換装置。
【請求項３】前記加振動手段は、ムービングコイルで
構成されたことを特徴とする請求項１記載の光軸変換装
置。
【請求項４】走査線又はピクセルで形成されるテレビ
ジョン画像をスクリーンに投写するビデオプロジェクタ
ーにおいて、前記テレビジョン画像の光路に配置した傾
斜面が所定間隔で対向した２個のウェッジプリズムと、
前記２個のウェッジプリズムの一方のウェッジプリズム
を所定周波数でウェッジプリズムの光軸方向に振動させ
る加振手段とを備えることを特徴とするビデオプロジェ
クター。
【請求項５】第１のフィールド及び第２のフィールド
のビデオ信号を同一画素で表示し、各フィールドが時間
的に交互に表示される液晶パネルと、光源と、投写レン
ズと、前記液晶パネルから先の光路上に配置した傾斜面
が所定間隔で対向した２個のウェッジプリズムと、前記
２個のウェッジプリズムの一方のウェッジプリズムを所
定周波数でウェッジプリズムの光軸方向に振動させる加
振手段と、前記液晶パネルに表示される各フィールドの
画像をビデオ信号の垂直同期信号に同期させて一画素分
上下方向に動かす加振手段制御回路とを備えることを特
徴とするビデオプロジェクター。
【請求項６】前記加振手段は、圧電素子で構成された
ことを特徴とする請求項４又は請求項５記載のビデオプ
ロジェクター。
【請求項７】前記加振手段は、ムービングコイルで構
成されたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の
ビデオプロジェクター。
【請求項８】前記加振手段は、第１のフィールドと第
２のフィールド間のピッチの１／２のピッチで振動する
ように制御されることを特徴とする請求項５記載のビデ
オプロジェクター。
【請求項９】走査線又はピクセルで形成されるテレビ
ジョン画像をスクリーンに投写するビデオプロジェクタ
ーにおいて、前記テレビジョン画像の光路に配置した光
学的複屈折手段を備えることを特徴とするビデオプロジ
ェクター。
【請求項１０】第１のフィールド及び第２のフィール
ドのビデオ信号を同一画素で表示し、各フィールドが時
間的に交互に表示される液晶パネルと、光源と、投写レ
ンズと、前記液晶パネルから先の光路上に配置された光
学的複屈折手段とを備え、前記光学的複屈折手段で前記
液晶パネルに表示される前記第１のフィールド及び第２
のフィールドの画像の光路を２分してスクリーンに投写
することを特徴とするビデオプロジェクター。
【請求項１１】前記光学的複屈折手段は、水晶板であ
ることを特徴とする請求項９又は請求項１０記載のビデ
オプロジェクター。
【請求項１２】第１のフィールドと第２のフィールド
間のピッチの１／２のピッチで第１のフィールド及び第
２のフィールドの画像の光路を２分することを特徴とす
る請求項１０記載のビデオプロジェクター。