JPH0720569A - プロジエクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、プロジエクタ装置において、簡易か
つ小型化し得ると共に表示映像を高輝度化し有用性を格
段的に向上しする。 【構成】映像データに応じた鏡面偏向型光変調器２Ｒ〜
２Ｂの有効反射光で映像表示面に所望の映像を表示する
際に、鏡面偏向型光変調器２Ｒ〜２Ｂで反射される反射
光のうち、有効反射光以外の無効反射光を集光手段４１
Ｒ〜４１Ｂを通じて集光し、光吸収手段４２で吸収する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図６及び図７） 作用（図６及び図７） 実施例（図１〜図８） （１）プロジエクタ装置の全体構成（図１〜図５） （２）実施例のプロジエクタ装置（図６〜図８） （３）他の実施例（図９） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明はプロジエクタ装置に関
し、例えばカラー映像を映写するものに適用して好適な
ものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種のプロジエクタ装置とし
て、映像データの赤、緑、青色成分を３本のＣＲＴ（陰
極線管）に各別に映出するようになされたものがある。
この投影型３管式プロジエクタ装置の前面には、映像投
影面側にそれぞれ赤、緑、青色の色フイルタと、プロジ
エクシヨンレンズとが順次配置された３本のＣＲＴが配
置されている。

【０００４】ＣＲＴは映写時に映像データの赤、緑、青
色成分を各別にスクリーンに直接投影するようになさ
れ、これによりスクリーン上でそれぞれのＣＲＴから投
影された赤、緑、青色成分の投影光が合成されて１つの
画像が形成され、全体としてカラー映像が映写される。

【０００５】また投影型３管式プロジエクタ装置に代
え、ボツクス内部に３本のＣＲＴを配置した反射型３管
式プロジエクタ装置がある。このプロジエクタ装置の場
合、投影型３管式プロジエクタ装置と同様の光路をボツ
クス内部に配置したミラーで反射して折り曲げ、すりガ
ラス状の半透明スクリーンに裏面から投影光を照射す
る。

【０００６】これによりスクリーン上でそれぞれのＣＲ
Ｔから射出された赤、緑、青色成分の投影光が合成され
て１つの画像が形成され、全体としてカラー映像が映写
される。この反射型３管式プロジエクタ装置の場合、光
路を折り曲げて小型化すると共にスクリーン自体を一体
に形成することにより、投影型３管式プロジエクタ装置
に比して小型なプロジエクタ装置を実現し得、ユーザの
使い使い勝手を向上し得る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところがかかる構成の
投影型３管式プロジエクタ装置や反射型３管式プロジエ
クタ装置においては、光源としてＣＲＴを用いると共に
ＣＲＴから投影された映像がスクリーン上に拡大表示さ
れるため、装置全体が大型化することを避け得ないと共
に、表示映像を高輝度化することが困難であるという問
題があつた。

【０００８】このような問題を解決するため、ＣＲＴに
代えて映像源として３枚の液晶パネル板を用い、各液晶
パネル板にそれぞれ赤、緑、青色成分を表示すると共
に、液晶パネル板の一面側から光を照射して、その透過
光をそれぞれ赤色、緑色及び青色の色フイルタを通して
スクリーン上で結像させるようになされたいわゆる液晶
プロジエクタ装置がある。

【０００９】この液晶プロジエクタ装置の場合、液晶パ
ネルを用いるためにＣＲＴを用いるプロジエクタ装置に
比較して装置全体を格段的に小型化し得るが、液晶パネ
ル板自体は光の透過率が低く表示映像を高輝度化すると
いう点では実用上未だ不十分であつた。

【００１０】ところでデイスプレイシステムとして微小
な鏡面素子を画素に応じて平面状に配置し、各々の鏡面
素子の反射を利用した鏡面偏向型光変調器（以下これを
ミラーライトバルブと呼ぶ）を用いたものが提案されて
いる（特開昭60-179781 号公報、特開平3-40693 号公
報、特開平3-174112号公報）。

【００１１】このミラーライトバルブを映像源に用い
て、カラー映像を拡大投影するプロジエクタ装置を形成
することができれば、装置全体の構成を液晶プロジエク
タ装置と同様の規模に簡易化し得ると共に小型化し得、
さらに液晶に比して光源の利用効率を向上し得ることに
より、表示映像を格段的に高輝度化することができると
考えられる。

【００１２】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、簡易かつ小型化し得ると共に表示映像を高輝度化し
有用性を格段的に向上し得るプロジエクタ装置を提案し
ようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、映像データの画素に応じて配置さ
れた複数の鏡面素子を有する鏡面偏向型光変調器２Ｒ、
２Ｇ、２Ｂに照明光Ｌ１を照射すると共にその鏡面偏向
型光変調器２Ｒ〜２Ｂを映像データによつて変調し、映
像データに応じた鏡面偏向型光変調器２Ｒ〜２Ｂの有効
反射光で映像表示面に所望の映像を表示するプロジエク
タ装置４０において、鏡面偏向型光変調器２Ｒ〜２Ｇで
反射される反射光のうち、有効反射光以外の無効反射光
を集光する集光手段４１Ｒ、４１Ｇ、４１Ｂと、その集
光手段４１Ｒ〜４１Ｂで集光された無効反射光を吸収す
る光吸収手段４２とを設けるようにした。

【００１４】また本発明において、光吸収手段４２は、
無効反射光の照射面側が多数の金属性の針部材４２Ａを
束ねた形状４２Ｂを有し、照射面側と反対側が放熱フイ
ン形状４２Ｂを有するように成形した。

【００１５】

【作用】映像データに応じた鏡面偏向型光変調器２Ｒ〜
２Ｂの有効反射光で映像表示面に所望の映像を表示する
際に、鏡面偏向型光変調器２Ｒ〜２Ｂで反射される反射
光のうち、有効反射光以外の無効反射光を集光手段４１
Ｒ〜４１Ｂを通じて集光し、光吸収手段４２で吸収する
ようにしたことにより、無効な反射光による光学系の影
響を未然に防止し得る。

【００１６】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１７】（１）プロジエクタ装置の全体構成 図１において、１は全体として赤、緑、青色のそれぞれ
の映像データに対応した３つのミラーライトバルブ２
Ｒ、２Ｇ、２Ｂを用いるプロジエクタ装置を示す。実際
上、図１との対応部分に同一符号を付した図２及び図３
に示すように、高輝度白色光源３より射出されたプロジ
エクシヨン光Ｌ１は、ＵＶフイルタ（図示せず）で不要
な紫外線が除去されると共に、コンデンサレンズ４を通
じて平行光に変換されて、第１の反射ミラー５で折り曲
げられると共に分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ、６
Ｇ、６Ｂに入射する。

【００１８】分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ、６Ｇ、
６Ｂは、白色光でなるプロジエクシヨン光Ｌ２を赤、
緑、青色光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢに分離する。この赤、
緑、青色光ＬＲ、ＬＧ、ＬＢは、それぞれビーム整形用
シリンドリカルレンズ７Ｒ、７Ｇ、７Ｂを通じて第２の
反射ミラー８Ｒ、８Ｇ、８Ｂで斜め上方に折り曲げら
れ、ミラーライトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂの反射面に照
射される。

【００１９】ミラーライトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂは、
それぞれ映像データの画素の配列（例えば 768× 576個
でなる）に応じて、例えば17〔μm 〕角程度でなる微小
鏡面素子が複数配列されて構成され、これにより１／２
インチＣＣＤ（固体撮像素子）と同程度の大きさの反射
面が形成されている。この微小鏡面素子は映像データの
画素の配列に応じたフレームメモリの各メモリセルに対
応して配置され、各メモリセルの状態に応じて対応する
微小鏡面素子の傾き状態がそれぞれ別個に変化するよう
になされている。

【００２０】実際上それぞれの微小鏡面素子は中立状態
に対して、メモリセルがオン状態すなわち画素として有
効な場合に図４（Ａ）に示すように＋10°傾き、逆にメ
モリセルがオフ状態すなわち画素として無効な場合に図
４（Ｂ）に示すように−10°傾くようになされている。
これにより入射光に対して鏡面で反射される反射光が、
画を形成するために必要な有効反射光と無効な無効反射
光で20°の光路差を有するように切換られる。

【００２１】このプロジエクタ装置１の場合、各ミラー
ライトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに応じたフレームメモリ
に、それぞれ赤、緑、青色の１フレーム分の映像データ
を設定することにより、有効反射光としてそれぞれ赤、
緑、青色の映像光が形成される。この赤、緑、青色の映
像光はそれぞれ対応するリレーレンズ９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ
を通じて合成用ダイクロイツクミラー１０Ｒ、１０Ｇ、
１０Ｂに導かれて、カラー映像光として合成され、これ
がプロジエクシヨンレンズ１１を通じて、プロジエクタ
装置１の外部に離れて配置されたスクリーン（図示せ
ず）上に拡大投影される。

【００２２】またこのプロジエクタ装置１の場合、高輝
度白色光源３、コンデンサレンズ４、第１の反射ミラー
５、分離用ダイクロイツクミラー６Ｒ〜６Ｂ、シリンド
リカルレンズ７Ｒ〜７Ｂを経て第２の反射ミラー８Ｒ〜
８Ｂに至るプロジエクシヨン光Ｌ１、Ｌ２の光学系の光
軸と、ミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂで反射されリレー
レンズ９Ｒ〜９Ｂ、合成用ダイクロイツクミラー１０Ｒ
〜１０Ｂ、プロジエクシヨンレンズ１１に至る有効反射
光の光軸は所定の高さ分だけずらされて配置され、これ
によりプロジエクシヨン光と有効反射光及び無効反射光
の干渉を未然に防止し得るようになされている。

【００２３】さらにこのプロジエクタ装置１の場合、プ
ロジエクシヨン光はシリンドリカルレンズ７Ｒ〜７Ｂで
ビーム形状が整形され、これにより第２の反射ミラー８
Ｒ〜８Ｂで斜め上方に反射されても、ミラーライトバル
ブ２Ｒ〜２Ｂの反射面を均一の照度で照射し得るように
なされている。

【００２４】ここでこのプロジエクタ装置１において
は、図１〜図３について上述した光学部の下部に、図１
との対応部分に同一符号を付した図５に示す回路部が配
設されている。このプロジエクタ装置１では表示するビ
デオ信号として、ビデオ機器よりＲＧＢ信号で入力され
るビデオ信号Ｓ１や、パーソナルコンピユータ等よりＶ
ＧＡ（video graphics arrey）に対応して送られるビデ
オ信号Ｓ２、さらにＶＧＡパターンのビデオ信号Ｓ３を
選択し得るようになされている。

【００２５】これらのビデオ信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、
それぞれビデオセレクト回路２１に入力されて選択さ
れ、この結果得られるビデオ信号Ｓ４がアナログデジタ
ル変換回路２２でデジタルビデオ信号Ｓ５に変換され、
ガンマ補正回路２３に入力される。このガンマ補正回路
２３には、必要に応じてテストパターン発生回路２４で
発生されたテストパターン信号Ｓ６が入力される。これ
によりガンマ補正回路２３は、設定されたガンマ補正パ
ラメータＳ７に従つて、デジタルビデオ信号Ｓ５又はテ
ストパターン信号Ｓ６をガンマ補正し、この結果得られ
るデジタルビデオ信号Ｓ８をリフオーマツト回路２５に
送出する。

【００２６】リフオーマツト回路２５はＲＧＢ信号で入
力されるビデオ信号Ｓ１、ＶＧＡのビデオ信号Ｓ２、Ｓ
３に対応したデジタルビデオ信号Ｓ８を、例えば 768画
素×576ライン分でなるミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂ
の鏡面素子の配列に応じてリフオーマツトし、この結果
得られる赤、緑、青色成分のデジタルビデオ信号Ｓ９
Ｒ、Ｓ９Ｂ、Ｓ９Ｇを、それぞれ対応するフレームメモ
リ２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂに送出する。

【００２７】このフレームメモリ２６Ｒ〜２６Ｂはそれ
ぞれミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂに対応しており、タ
イミング制御回路２７から入力される制御信号Ｓ１０に
応じて、順次１フレーム毎にフレームメモリ２６Ｒ〜２
６Ｂの内容がミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂに書き込ま
れ、これにより有効反射光として、それぞれ赤、緑、青
色の映像光が形成される。

【００２８】なおこのプロジエクタ装置１の場合タイミ
ング制御回路２７は、入力されるビデオ信号Ｓ１〜Ｓ３
に基づく位相制御信号Ｓ１１に応じてクロツク発生回路
２８で発生されたシステムクロツクＳ１２を用いて、フ
レームメモリ２６Ｒ〜２６Ｂ、ミラーライトバルブ２Ｒ
〜２Ｂを制御する制御信号Ｓ１０を発生するようになさ
れている。

【００２９】またこのプロジエクタ装置１の場合、電源
スイツチ（図示せず）が投入されるとＡＣ電源Ｓ１３が
電源供給回路３０及びランプ駆動回路３１に供給され
る。このうち電源供給回路３０は、各回路部に対して所
定のＤＣ電源Ｓ１４を供給してプロジエクタ装置１の動
作を開始させる。またランプ駆動回路３１は高輝度白色
光源３を点灯駆動し、これにより白色光源３よりプロジ
エクシヨン光Ｌ１が照射される。

【００３０】このプロジエクタ装置１の構成によれば、
映像源としてそれぞれ赤、緑、青色に対応したミラーラ
イトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを用い、このミラーライト
バルブ２Ｒ〜２Ｂを、それぞれ赤、緑、青色のビデオ信
号で駆動すると共に、それぞれ白色光を色分離してなる
赤、緑、青色のプロジエクシヨン光を照射し、その有効
反射光を色合成して、拡大投影するようにしたことによ
り、従来のＣＲＴを用いたプロジエクタ装置と比較して
格段的に小型軽量かつ簡易な構成のプロジエクタ装置１
を実現できる。

【００３１】またミラーライトバルブ２Ｒ〜２Ｂは、プ
ロジエクシヨン光を反射するようになされているため、
液晶プロジエクタ装置に比較して光の利用効率を格段的
に向上し得、かくして小型軽量化し得ると共に表示映像
を高輝度化し得るプロジエクタ装置を実現できる。

【００３２】（２）実施例のプロジエクタ装置 図２との対応部分に同一符号を付して示す図６におい
て、４０は全体として本発明によるプロジエクタ装置を
示し、図１〜図５について上述したプロジエクタ装置１
の構成に加えて、ミラーライトバルブ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ
で反射される反射光のうち、画を形成するために無効な
無効反射光が、それぞれ第３の反射ミラー４１Ｒ、４１
Ｇ、４１Ｂで折り曲げられて、それぞれ光吸収体４２に
集光するようになされている。

【００３３】この実施例の場合、光吸収体４２は図７に
示すように、鉄等の材料を使用した針の表面を酸化処理
によつて黒化して光反射率を低くした複数の針４２Ａの
束が、アルミニウムや銅等の熱伝導率の良い材料を使用
した板の片面に溶接等によつて接合されて構成されてい
る。また針４２Ａの束が接合された面の反対側には放熱
フイン４２Ｂが一体に形成されている。

【００３４】この光吸収体４２の場合、図８に示すよう
に、針４２Ａの集合された部分に入射する光ＬＸは、針
４２Ａの表面で反射し、その反射光は隣接する針４２Ａ
の相向かい合う表面に入射する。この光も針４２Ａの表
面で再度反射して、隣接する針４２Ａの表面に入射す
る。このようにして入射した光ＬＸは複数回の反射を繰
り返し針４２Ａの底部に進む。

【００３５】ここで針４２Ａの表面の光反射率をｒとす
ると、反射をｎ回繰り返せば、その後の光反射強度Ｉ
は、次式

【数１】 となる。例えば、針４２Ａの一面あたりの反射率を４
〔％〕、繰り返し反射回数を５回とすると、光反射強度
Ｉは（１）式を用いて次式

【数２】 となる。従つてこの針４２Ａの束の集合体は針先の面が
光反射率の極めて低い面と見なすことができる。

【００３６】このようにして針４２Ａの表面で反射を繰
り返すと、その度に光ＬＸは針４２Ａの表面で吸収され
て熱に変換される。この熱は針４２Ａの底部に接合され
た放熱フイン４２Ｂを通して効率良く発散される。この
結果この実施例によるプロジエクタ装置４０では画の形
成に不要な無効反射光を、光吸収体４２で効率良く吸収
することができ、かくして無効反射光が再度光学系に戻
ることを防止し、コントラストの良好な投影画像を得る
ことができる。

【００３７】以上の構成によれば、映像データに応じた
鏡面偏向型光変調器２Ｒ〜２Ｂの有効反射光で映像表示
面に所望の映像を表示する際に、鏡面偏向型光変調器２
Ｒ〜２Ｂで反射される反射光のうち、有効反射光以外の
無効反射光を集光手段４１Ｒ〜４１Ｂを通じて集光し、
光吸収手段４２で吸収するようにしたことにより、無効
な反射光による光学系の影響を未然に防止し、画質を一
段と向上して有用性の高いプロジエクタ装置４０を実現
できる。

【００３８】（３）他の実施例 なお上述の実施例においては、針の集合体で光に対して
極めて低い反射率を有する光吸収体を形成した場合につ
いて述べたが、これに代え、例えば図９に示すように、
断面が傾斜の鋭い三角柱５０Ａの集合体で光吸収体を実
現するようにしても良い。この場合アルミニウムで所望
の形状を形成して、その表面を黒アルマイト処理するこ
とにより、三角柱５０Ａの集合体でなる光吸収部と、放
熱フイン５０Ｂでなる放熱部を一体化して形成できる。

【００３９】また上述の実施例においては、鏡面偏向型
光変調器として、反射面にそれぞれ映像データの画素の
配列に応じて 768× 576個の微小鏡面素子が配列された
ものを用いた場合について述べたが、微小鏡面素子の配
列はこれに限らず、種々選定するようにしても良く、さ
らに２次元配列に限らず微小鏡面素子を１次元に配列
し、プロジエクシヨン光を走査して映像を形成するよう
な場合でも、上述の実施例と同様の効果を実現できる。

【００４０】さらに上述の実施例においては、赤、緑、
青色映像に応じて駆動される鏡面偏向型光変調器に、そ
れぞれ赤、緑、青色のプロジエクシヨン光を照射し、そ
の有効反射光を合成して拡大表示する場合について述べ
たが、これに代え、単独の鏡面偏向型光変調器を、順次
時分割的に赤、緑、青色映像に応じて駆動し、これに同
期して順次時分割で赤、緑、青色のプロジエクシヨン光
を照射するプロジエクタ装置でも上述の実施例と同様の
効果を実現できる。

【００４１】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、映像デー
タに応じた鏡面偏向型光変調器の有効反射光で映像表示
面に所望の映像を表示する際に、鏡面偏向型光変調器で
反射される反射光のうち、有効反射光以外の無効反射光
を集光手段を通じて集光し、光吸収手段４２で吸収する
ようにしたことにより、無効な反射光による光学系の影
響を未然に防止して画質を向上することができる。かく
するにつき有用性の高いプロジエクタ装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】鏡面偏向型光変調器を用いたプロジエクタ装置
の全体構成を示す略線的斜視図である。

【図２】図１のプロジエクタ装置の光学系統の説明に供
する略線的平面図である。

【図３】図１のプロジエクタ装置の光学系統の説明に供
する略線的背面図である。

【図４】鏡面偏向型光変調器の鏡面素子の動作の説明に
供する略線図である。

【図５】図１のプロジエクタ装置の回路構成を示すブロ
ツク図である。

【図６】本発明によるプロジエクタ装置の光学系統の説
明に供する略線的平面図である。

【図７】図６のプロジエクタ装置の光吸収体の構成を示
す略線斜視図である。

【図８】図７の光吸収体の動作の説明に供する略線断面
図である。

【図９】光吸収体の他の実施例を示す略線斜視図であ
る。

【符号の説明】

１、４０……プロジエクタ装置、２……ミラーライトバ
ルブ、３……高輝度白色光源、４……コンデンサレン
ズ、５……第１の反射ミラー、６……分離用ダイクロイ
ツクミラー、７……ビーム整形用シリンドリカルレン
ズ、８……第２の反射ミラー、９……リレーレンズ、１
０……合成用ダイクロイツクミラー、１１……プロジエ
クシヨンレンズ、２１……ビデオセレクト回路、２２…
…アナログデジタル変換回路、２３……ガンマ補正回
路、２４……テストパターン発生回路、２５……リフオ
ーマツト回路、２６……フレームメモリ、２７……タイ
ミング制御回路、２８……クロツク発生回路、３０……
電源供給回路、３１……ランプ駆動回路、４１……第３
の反射ミラー、４２……光吸収体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 洋 東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像データの画素に応じて配置された複数
   の鏡面素子を有する鏡面偏向型光変調器に照明光を照射
   すると共に当該鏡面偏向型光変調器を上記映像データに
   よつて変調し、上記映像データに応じた上記鏡面偏向型
   光変調器の有効反射光で映像表示面に所望の映像を表示
   するプロジエクタ装置において、 上記鏡面偏向型光変調器で反射される反射光のうち、上
   記有効反射光以外の無効反射光を集光する集光手段と、 当該集光手段で集光された上記無効反射光を吸収する光
   吸収手段とを具えることを特徴とするプロジエクタ装
   置。
2. 【請求項２】上記光吸収手段は、上記無効反射光の照射
   面側が多数の金属性の針部材を束ねた形状を有し、上記
   照射面側と反対側が放熱フイン形状を有するように成形
   されたことを特徴とする請求項１に記載のプロジエクタ
   装置。