JPH07225360A - 単管式カラープロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造簡単であるうえ、小型化でき、調整が容
易な単管式カラープロジェクタを提供する。 【構成】 パラレルＲＧＢ入力信号は３倍速コンバータ
１によってシリアルＲＧＢ信号に変換される。モノクロ
型ブラウン管２はシリアルＲＧＢ信号に基づいて画像を
順次描画して書き込む。空間変調器３はモノクロ型ブラ
ウン管２からの書き込み光を増幅する。偏光ビームスプ
リッタ４は光源１６からの入射光を反射して画像読み出
し光として空間光変調器３に放射するとともに、当該空
間光変調器３から戻る画像読み出し光を透過させる。Ｒ
ＧＢシャッタ５はシリアルＲＧＢ信号と同期して当該シ
リアルＲＧＢ信号に対応するＲＧＢフィルタを選択し、
空間光変調器３からの画像読み出し光を透過させる。投
射レンズ６は読み出し光をスクリーン上に投射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は単管式カラープロジェク
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】カラープロジェクタは、テレビやハイビ
ジョンからのビデオ信号、パーソナルコンピュータやワ
ークステーションからのデータやグラフィック情報等か
らなるカラー映像を光学的に拡大投射して大画面化する
もので、会議や劇場、各種イベントのみならず、家庭に
おいても利用されている。このようなカラープロジェク
タは、明るくて鮮明であるだけでなく、大画面化できる
ことが要求される。このため、近年、空間光変調器（Ｓ
ＬＭ）を利用したカラープロジェクタが実用化されてい
る。この種のカラープロジェクタには、３管３レンズ式
と３管１レンズ式とがある。

【０００３】３管３レンズ式カラープロジェクタは、図
９に示すように、同一平面上にある平行な３本の光軸上
にそれぞれＣＲＴ（ブラウン管）２１、リレーレンズ２
２、ＳＬＭ２３、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）２４
及び投射レンズ２５を配設するとともに、光源２６から
の光をダイクロックフィルタ２７によりＲＧＢ３原色の
光に分解して各ＰＢＳ２４に導くようにしている。各々
のＣＲＴ２１に書き込まれた画像情報はリレーレンズ２
２を介してＳＬＭ２３に投影され、該ＳＬＭ２３によっ
て増幅される。光源２６より各ＰＢＳ２４に受け入れら
れた３原色光はＳＬＭ２３の出力画面に投射され、その
３原色光に対応する情報を読み取ってＰＢＳ２４に戻
る。そして、各ＰＢＳ２４に戻った読み取り光は該ＰＢ
Ｓ２４を透過し、投射レンズ２５を介してスクリーン上
に投射され、ここで混合される。

【０００４】これに対し、３管１レンズ式のカラープロ
ジェクタは、図１０に示すように、空間にある互いに平
行な３本の光軸上にそれぞれＣＲＴ２１、ＳＬＭ２３、
及びＰＢＳ２４を配設し、光源２６からの光を前記３管
３レンズ式と同様にダイクロックフィルタ２７によって
分解してその３原色光をそれぞれ各ＰＢＳ２４に導くと
ともに、各ＰＢＳ２４の出力光をミラー２８を介して１
個の投射レンズ２９に導くようにしている。このもので
は、前記３管３レンズ式と異なり、各ＰＢＳからの出力
光が予め混合されてから投射レンズ２９により画面上に
投影される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記最
初に述べた３管３レンズ式のカラープロジェクタ（図
９）では、３個の投射レンズ２５からでた３原色をスク
リーン上で混合するため、プロジェクタからスクリーン
までの距離が変わるごとに調整しなければならない。一
方、３管１レンズ式のカラープロジェクタ（図１０）で
は、各ＰＢＳ２４からの出力光を投射レンズ２９に導く
ための３個のミラー２８を設ける必要上、機器が大型化
する。また、いずれの方式においても、ＣＲＴ２１や、
ＳＬＭ２３、ＰＢＳ２４が３組必要であり、構造が複雑
で、調整が困難であるという問題がある。本発明はかか
る問題点に鑑みてなされたもので、構造簡単であるう
え、小型化でき、調整が容易な単管式カラープロジェク
タを提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にかかるカラープロジェクタは、パラレルＲ
ＧＢ入力信号をシリアルＲＧＢ信号に変換するコンバー
タと、前記シリアルＲＧＢ信号に基づいて画像を順次描
画して書き込むモノクロ型ブラウン管と、該モノクロ型
ブラウン管からの書き込み光を増幅する空間光変調器
と、光源からの入射光を反射して画像読み出し光として
前記空間光変調器に放射するとともに、当該空間光変調
器から戻る画像読み出し光を透過させる偏光ビームスプ
リッタと、ＲＧＢフィルタからなり、前記シリアルＲＧ
Ｂ信号と同期して当該シリアルＲＧＢ信号と対応するＲ
ＧＢフィルタを選択し、前記空間光変調器からの画像読
み出し光を透過させるＲＧＢシャッタと、前記読み出し
光をスクリーン上に投射する投射レンズとからなってい
る。

【０００７】本発明の好ましい実施例では、前記コンバ
ータはパラレルＲＧＢ入力信号を３倍の水平同期周波数
を有するシリアルＲＧＢ信号に変換するものである。パ
ラレルＲＧＢ入力信号をシリアルＲＧＢ信号に変換する
場合、特にワークステーションなど水平周波数が高い場
合には必ずしも水平周波数を３倍にする必要はなく、特
に静止画像の表示時間が多い場合には１〜２倍にして２
〜１フレーム分の画像を表示しないようにすることも可
能である。この方法は静止画像の表示に特に有効である
が、水平周波数が高ければ動画像についても有効であ
る。また、前記ＲＧＢシャッタは、液晶ＲＧＢフィルタ
の積層体とするか、又は光学ＲＧＢフィルタを円周上に
配置した回転駆動可能な円板としてもよい。さらに、前
記ＲＧＢシャッタは、前記偏光ビームスプリッタと投射
レンズの間に配置するか、あるいは前記空間光変調器と
偏光ビームスプリッタの間に配置することも可能であ
る。

【０００８】

【作用】前記本発明の構成によれば、コンバータにより
変換されたシリアルＲＧＢ信号に基づいてブラウン管の
画面上に書き込まれる情報は空間光変調器によって増幅
される。一方、光源からの光が偏光ビームスプリッタで
反射して空間光変調器に放射され、空間光変調器の画像
情報を読み取って偏光ビームスプリッタを透過する。こ
の読み取り光はシリアルＲＧＢ信号と同期して選択され
るＲＧＢシャッタのＲＧＢフィルタを透過し、投射レン
ズを経てスクリーン上に投影される。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の一実施例を添付図面に従って
説明する。図１は本発明にかかる単管式カラープロジェ
クタの第１実施例を示し、３倍速コンバータ１と、モノ
クロ型ブラウン管（以下、ＣＲＴという。）２と、空間
光変調器（以下、ＳＬＭという。）３と、偏光ビームス
プリッタ（以下、ＰＢＳという。）４と、ＲＧＢシャッ
タ５と、投射レンズ６とからなり、これらは同一の光軸
上に配置されている。なお、これらは、光漏れを防止す
るため、できるだけ近接して配置するのが好ましい。特
にＣＲＴ２とＳＬＭ３間は光漏れ防止のため、両者を光
ファイバーで結合させることが望ましい。

【００１０】３倍速コンバータ１は、図３に示すよう
に、パラレルＲＧＢ入力信号をシリアルＲＧＢ信号に変
換するものである。本実施例では、図４に示すように、
シリアルＲＧＢ信号は水平同期信号及び垂直同期信号の
周波数が３倍に変換されている。この同期信号の周波数
の変換倍率はＲＧＢ入力信号の種類に応じて変更するこ
とができる。ＲＧＢ入力信号としては、ＮＴＳＣ（テレ
ビ）のＲＧＢ信号（水平周波数１５．７３４ＫＨｚ）、
ＨＤＴＶ（ハイビジョン）のＲＧＢ信号（水平周波数３
３．７５ＫＨｚ）、パーソナルコンピュータからのＲＧ
Ｂ信号（水平周波数３０〜７０ＫＨｚ）、ワークステー
ションからのＲＧＢ信号（水平周波数６０〜１２０ＫＨ
ｚ）がある。また、現在米国で採用される予定のデジタ
ル式ハイビジョン（ＡＴＶ）にも対応できる。

【００１１】ＣＲＴ２は前記シリアルＲＧＢ信号に基づ
いてその画面上にモノクロ画像を形成するものである。
ＳＬＭ３は、図２に示すように、誘電体ミラー７に遮光
膜８を設け、その背面に光導電層９と透明電極１０を設
けてガラス基板１１で覆う一方、前記誘電体ミラー７の
前面に液晶１２と透明電極１３を設けてガラス基板１４
で覆ったものである。両側の透明電極１０，１３には交
流電源１５が印加され、同図において左側から光導電層
９に書き込み光が照射されて画像情報が投影されると、
この画像情報は増幅されて右側の液晶１２に出力される
ようになっている。

【００１２】ＰＢＳ４は、直角プリズム４ａの斜面に入
射光と戻り光を分離する偏光特性を有する反射膜４ｂを
コートし、同形状のプリズム４ｃを接合したもので、前
記反射膜４ｂが光軸に対して４５°となるように配置さ
れている。また、このＰＢＳ４の反射膜４ｂには光源１
６からの光が光軸に対して直角方向から照射されるよう
になっている。光源１６の明るさは、用途に応じて選定
することができる。ＲＧＢシャッタ５は、３原色の液晶
ＲＧＢフィルタ５ａ，５ｂ，５ｃを積層したもので、前
記３倍速コンバータ１で変換されたシリアルＲＧＢ信号
に同期するシャッタドライバ１６によって当該シリアル
ＲＧＢ信号に対応する液晶ＲＧＢフィルタ５ａ，５ｂ，
５ｃが選択されるようになっている。

【００１３】以上の構成からなる単管式カラープロジェ
クタにおいて、テレビ、パーソナルコンピュータ等から
のパラレルＲＧＢ信号は、３倍速コンバータ１によって
シリアルＲＧＢ信号に変換されてＣＲＴ２に入力され、
モノクロ画像として書き込まれる。このＣＲＴ２のモノ
クロ画像はＳＬＭ３に投影され、ここで増幅される。一
方、光源１６から出た光はＰＢＳ４に向かって進み、そ
の反射膜４ｂで反射してＳＬＭ３の出力画面に照射さ
れ、ここで反射してＳＬＭ３のモノクロ画像を読み出
し、ＰＢＳ４に戻る。そして、この読み出し光はＰＢＳ
４の反射膜４ｂを透過し、さらにＲＧＢシャッタ５を透
過する。ここで、ＲＧＢシャッタ５の各液晶ＲＧＢフィ
ルタ５ａ，５ｂ，５ｃは、シャッタドライバ１７により
シリアルＲＧＢ信号に同期して選択される。この結果、
当該ＲＧＢシャッタ５を透過する光は、カラー画像とな
って投射レンズ６を介してスクリーン上に投射される。

【００１４】図５は、本発明の第２実施例を示し、図１
の第１実施例のＲＧＢシャッタ５の代わりにそれとは構
造の異なるＲＧＢシャッタ１８を用いた以外は実質的に
同一であるため、互いに対応する部分には同一番号が付
してある。ＲＧＢシャッタ１８は、図６に示すように、
光学ＲＧＢフィルタ１８ａ，１８ｂ，１８ｃを交互に円
周上に配置した円板からなっている。そして、このＲＧ
Ｂシャッタ１８は、図５に示すように、モータ１９によ
り回転駆動可能であり、各光学ＲＧＢフィルタ１８ａ，
１８ｂ，１８ｃ（図６）はカラープロジェクタの光軸上
を通るように配置されている。シャッタドライバ２０
は、前記第１実施例と同様にシリアルＲＧＢ信号と同期
し、モータ１９を回転駆動させて当該シリアルＲＧＢ信
号と対応する光学ＲＧＢフィルタ１８ａ，１８ｂ，１８
ｃを選択して順次切り換えるようになっている。

【００１５】したがって、この第２実施例においては、
前記第１実施例と同様に、３倍速コンバータ１により変
換されたシリアルＲＧＢ入力信号に基づいてＣＲＴ２に
画像情報が書き込まれ、該情報はＳＬＭ３によって増幅
された後、ＰＢＳ４によって読み取られる。ＲＧＢシャ
ッタ１８は３倍速コンバータ１によって変換されたシリ
アルＲＧＢ信号に同期して回転し、当該シリアルＲＧＢ
信号に対応する光学ＲＧＢフィルタ１８ａ，１８ｂ，１
８ｃが順次光軸上に位置する。この結果、このＲＧＢシ
ャッタ１８を透過した光は、カラーとなって図示しない
スクリーン上に表示される。

【００１６】なお、以上の実施例において、ＲＧＢシャ
ッタ５，１８はそれぞれＰＢＳ４と投射レンズ６の間に
配置されているが、ＳＬＭ３とＰＢＳ４の間に設置する
ようにしてもよい。また、前記実施例では、３倍速コン
バータ１で変換されたシリアルＲＧＢ信号を直接ＣＲＴ
２に入力するようにしているが、図７に示すように、ビ
デオ信号発生器１ａから出力されたパラレルＲＧＢ信号
をスイッチャー１ｂによってＶＳ同期信号に同期させて
シリアルＲＧＢ信号に変換して出力すると同時に、シャ
ッタドライバ１７，２０を駆動してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば次の効果を有する。３個のＳＬＭと３個のＣＲ
Ｔを利用していた従来のカラープロジェクタに比べ、１
個のＳＬＭと１個のＣＲＴを利用しているので、構造が
極めて簡単であり、プロジェクタの大幅な小型化、軽量
化、ローコスト化が図れる。このため、ポータブル型の
プロジェクタとすることができ、従来のように天井やテ
ーブルに永久的に据え付ける必要がなく、所望の場所に
容易に運搬することができる。逆に、構造が簡単なこと
から、光源を含めて大型化することも可能であり、劇場
用、会議用、イベント用などの大型画面にも対応でき
る。また、透過型リヤスクリーンを備えたボックス内に
組み込めば、ボックス型プロジェクタとしても使用でき
る。このボックス型プロジェクタを複数組合せ、画面の
明るさやカラー調整を殆ど必要としないマルチ画面プロ
ジェクタが構成できる。

【００１８】また、各種のビデオ信号、パーソナルコン
ピュータやワーステーションからのデータやグラフィッ
クス等、広範な映像情報にも対応することができ、汎用
型のプロジェクタとすることができる。特に、ビデオ信
号や、パーソナルコンピュータ等のインターレスタイプ
の画像がノンインターレス化され、格段に高精細化され
た画像として見ることができる。

【００１９】さらに、光学系が簡単であるから、従来長
時間を要した複雑なＲＧＢのコンバージェンス調整やホ
ワイトバランス調整等の調整回路が不要となり、大幅な
省力化とコストダウンが図れる。このため、レンズのフ
ォーカス調整だけで誰でも簡単に映像を投射することが
できる。

【００２０】また、本発明は、ＲＧＢの映像入力信号を
変速してコンバートした後、モノクロＣＲＴに順次描画
し、これをＳＬＭによって読み出して増幅した光をＲＧ
Ｂ入力信号と同期するＲＧＢシャッタを透過させ、映像
を投射するので、従来のタイプに比べてフリッカー（ち
らつき）のない鮮明な画像を得ることができる。

【００２１】またさらに、本発明のプロジェクタを複数
台用いてマルチ画面化しても輝度ムラや色ムラがほとん
どないため、設置調整やメンテナンスの大幅な合理化、
省力化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例にかかる単管式カラープ
ロジェクタの構成図である。

【図２】 本発明に用いる空間光変調器の断面図であ
る。

【図３】 ３倍速コンバータの入出力の説明図である。

【図４】 ３倍速コンバータで変換されたシリアルＲＧ
Ｂ信号の波形図である。

【図５】 本発明の第２実施例にかかる単管式カラープ
ロジェクタの構成図である。

【図６】 本発明の第２実施例に用いる回転型ＲＧＢシ
ャッタの正面図である。

【図７】 ３倍速コンバータの他の実施例を示す構成図
である。

【図８】 図７の信号発生器で分解されたＲＧＢ信号の
波形図である。

【図９】 従来の３管３レンズ式カラープロジェクタの
斜視図である。

【図１０】 従来の３管１レンズ式カラープロジェクタ
の構成図である。

【符号の説明】

１…３倍速コンバータ、 ２…モノクロ型ブラウン管、 ３…空間光変調器、 ４…偏光ビームスプリッタ、 ５…ＲＧＢシャッタ、 ６…投射レンズ、 １６…光源、 １８…ＲＧＢシャッタ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パラレルＲＧＢ入力信号をシリアルＲＧ
   Ｂ信号に変換するコンバータと、 前記シリアルＲＧＢ信号に基づいて画像を順次描画して
   書き込むモノクロ型ブラウン管と、 該モノクロ型ブラウン管からの書き込み光を増幅する空
   間光変調器と、 光源からの入射光を反射して画像読み出し光として前記
   空間光変調器に放射するとともに、当該空間光変調器か
   ら戻る画像読み出し光を透過させる偏光ビームスプリッ
   タと、 ＲＧＢフィルタからなり、前記シリアルＲＧＢ信号と同
   期して当該シリアルＲＧＢ信号と対応するＲＧＢフィル
   タを選択し、前記空間光変調器からの画像読み出し光を
   透過させるＲＧＢシャッタと、 前記読み出し光をスクリーン上に投射する投射レンズと
   からなることを特徴とする単管式カラープロジェクタ。
2. 【請求項２】 前記コンバータがパラレルＲＧＢ入力信
   号を１〜３倍の水平同期周波数を有するシリアルＲＧＢ
   信号に変換するものであることを特徴とする請求項１に
   記載の単管式カラープロジェクタ。
3. 【請求項３】 前記ＲＧＢシャッタが液晶ＲＧＢフィル
   タの積層体からなることを特徴とする請求項１又は２に
   記載の単管式モノクロ型ブラウン管。
4. 【請求項４】 前記ＲＧＢシャッタが光学ＲＧＢフィル
   タを円周上に配置した回転駆動可能な円板からなること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の単管式カラープロ
   ジェクタ。
5. 【請求項５】 前記ＲＧＢシャッタが前記偏光ビームス
   プリッタと投射レンズの間に配置されていることを特徴
   とする請求項１から４のいずれかに記載の単管式カラー
   プロジェクタ。
6. 【請求項６】 前記ＲＧＢシャッタが前記空間光変調器
   と偏光ビームスプリッタの間に配置されていることを特
   徴とする請求項１から４のいずれかに記載の単管式カラ
   ープロジェクタ。