KR100681656B1 - 프로젝터 - Google Patents

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KR100681656B1
KR100681656B1 KR1020050018736A KR20050018736A KR100681656B1 KR 100681656 B1 KR100681656 B1 KR 100681656B1 KR 1020050018736 A KR1020050018736 A KR 1020050018736A KR 20050018736 A KR20050018736 A KR 20050018736A KR 100681656 B1 KR100681656 B1 KR 100681656B1
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고이치 아키야마
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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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    • G03B33/12—Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors

Abstract

매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터를 제공한다. 본 발명의 프로젝터는 조명 장치(100)와, 색분리 광학계(200)와, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)와, 투사 광학계(600)를 구비한 프로젝터로서, 제 1 렌즈 어레이(120)의 광 사출면 근방에 배치되고, 광 투과 영역(162)과 광 비투과 영역(164)이 광로내에서 조명 광축(100ax)과 수직한 제 1 방향으로 순차적으로 교대로 배열된 차광 부재(160)와, 중첩 렌즈(150)와 색분리 광학계(200) 사이에 배치되고, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화면 기입 주파수에 동기하여 액정 표시 장치의 화상 형성 영역상에서 조명 광속을 주사하는 회전 프리즘(770)을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

프로젝터{PROJECTOR}
도 1a 및 도 1b는 실시형태 1에 따른 프로젝터의 광학계를 도시한 도면,
도 2는 실시형태 1에 따른 프로젝터에 이용하는 제 1 렌즈 어레이를 도시한 도면,
도 3은 제 1 렌즈 어레이 및 차광 부재의 배치 상태를 도시한 도면,
도 4는 회전 프리즘의 회전과 액정 표시 장치상의 조명 상태의 관계를 도시한 도면,
도 5는 실시형태 2에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 6은 실시형태 2에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 7은 실시형태 3에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 8은 실시형태 3에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 9a 및 도 9b는 실시형태 4에 따른 프로젝터의 광학계를 도시한 도면,
도 10a 및 도 10b는 실시형태 5에 따른 프로젝터의 광학계를 도시한 도면,
도 11a 내지 도 11c는 종래의 프로젝터를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 12a 내지 도 12c는 종래의 다른 프로젝터를 설명하기 위해 도시한 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 조명 장치 100ax : 조명 광축
110 : 광원 장치 112 : 발광관
114 : 타원면 리플렉터 116 : 보조 미러
118 : 평행화 렌즈 120 : 제 1 렌즈 어레이
122 : 소형 렌즈 130 : 제 2 렌즈 어레이
132 : 소형 렌즈 140 : 편광 변환 소자
150 : 중첩 렌즈 160, 170, 180 : 차광 부재
162, 172, 182 : 광 투과 영역 164, 174, 184 : 광 비투과 영역
190 : 더블 릴레이 광학계 200, 200B : 색분리 광학계
400R, 400G, 400B : 액정 표시 장치
500 : 크로스 다이크로익 프리즘 600 : 투사 광학계
770 : 회전 프리즘 772 : 회전축
1000, 1000D, 1000E : 프로젝터
P : 조명 광축상에 있어서의 제 1 렌즈 어레이의 가상 중심점의 상
본 발명은 프로젝터에 관한 것이다.
도 11a 내지 도 11c는 종래의 프로젝터를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 11a는 종래의 프로젝터의 광학계를 도시한 도면이며, 도 11b 및 도 11c는 이러한 종래의 프로젝터의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
이 프로젝터(900A)에 있어서는, 전기 광학 변조 장치로서 사용하는 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)가 도 11b에 도시하는 바와 같은 휘도 특성을 갖는 홀드(hold)형의 표시 장치이기 때문에, 도 11c에 도시하는 바와 같은 휘도 특성을 갖는 임펄스(impulse)형의 표시 장치인 CRT의 경우와는 달리, 이른바 스미어(smear) 현상 때문에 매끄러운 동화상 표시를 얻을 수 없다는 문제점이 있다(이 스미어 현상에 대해서는, 예컨대 비특허 문헌 1 참조).
도 12a 내지 도 12c는 종래의 다른 프로젝터를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 12a는 종래의 다른 프로젝터의 광학계를 도시한 도면이며, 도 12b 및 도 12c는 이러한 종래의 다른 프로젝터에 사용되는 광 셔터를 도시하기 위한 도면이다.
이 프로젝터(900B)에 있어서는, 도 12a에 도시하는 바와 같이, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 광 입사측에 광 셔터(420R, 420G, 420B)를 배치하고, 이들 광 셔터에 의해 간헐적으로 광을 차단하도록 하여, 전술한 문제를 해결하고 있다. 즉, 이른바 스미어 현상을 완화하여 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 하 고 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).
[비특허 문헌 1] 홀드형 디스플레이에 있어서의 동화상 표시의 화질[전자 정보 통신 학회 기보, EID99-10, 제 55 페이지 내지 제 60 페이지(1999-06)]
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 공보 제 2002-148712 호(도 1 내지 도 7)
그러나, 이러한 종래의 다른 프로젝터에 있어서는, 3개의 액정 표시 장치의 직전에 각각 광 셔터가 배치되어 있기 때문에, 프로젝터의 소형화가 용이하지는 않다는 문제가 있었다. 또한, 이러한 프로젝터에 있어서는, 광 셔터에 의해 간헐적으로 광을 차단하도록 하고 있기 때문에, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 할 때에는 물론, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에 있어서도, 항상 광 이용 효율이 대폭 저하한다는 문제도 있었다.
본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에 있어서도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다. 또한, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에 있어서도, 광 이용 효율이 대폭 저하하지 않는 프로젝터를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.
(1) 본 발명의 프로젝터는, 피조명 영역측에 대략 평행한 조명 광속을 사출하는 광원 장치와, 이 광원 장치로부터 사출된 조명 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하기 위한 복수의 소형 렌즈를 갖는 제 1 렌즈 어레이와, 이 제 1 렌즈 어레이의 복수의 소형 렌즈에 대응하는 복수의 소형 렌즈를 갖는 제 2 렌즈 어레이와, 이 제 2 렌즈 어레이로부터의 각 부분 광속을 피조명 영역상에서 중첩시키기 위한 중첩 렌즈와, 이 중첩 렌즈로부터의 광속을 복수의 색광에 대응하는 광속으로 분리하는 색분리 광학계와, 이 색분리 광학계에 의해 분리된 광속을 각각의 화상 정보에 따라 변조하는 복수의 전기 광학 변조 장치와, 이들 복수의 전기 광학 변조 장치에 의해 변조된 광속을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터에 있어서, 상기 제 1 렌즈 어레이의 광 사출면 근방 또는 광 입사면 근방에 배치되고, 광 투과 영역과 광 비투과 영역이 광로내에서 조명 광축과 수직한 제 1 방향으로 순차적으로 교대로 배열된 차광 부재와, 상기 중첩 렌즈와 상기 색분리 광학계 사이에 배치되고, 상기 전기 광학 변조 장치의 화면 기입 주파수에 동기하여 상기 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역상에서 상기 제 1 방향을 따라서 조명 광속을 주사하는 주사 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.
이 때문에, 본 발명의 프로젝터에 의하면, 상기와 같이 구성된 차광 부재 및 주사 수단을 구비하고 있기 때문에, 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역에 있어서는 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 이동하게 된다. 그 결과, 스미어 현상이 완화되어, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
또한, 본 발명의 프로젝터에 의하면, 이러한 효과를 나타내는 차광 부재를 조명 광속이 색분리되기 전에 배치했기 때문에, 전기 광학 변조 장치가 복수 존재 하더라도 1개의 차광 부재(및 1개의 주사 수단)밖에 필요로 하지 않기 때문에, 프로젝터의 대형화를 크게 억제할 수 있게 된다.
이 때문에, 본 발명의 프로젝터는 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터가 된다.
(2) 상기 (1)에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 차광 부재는 광로내의 진행 위치와 광로외의 퇴피 위치 사이를 진퇴 가능하게 배치되어 있는 것이 바람직하다. 여기에서, 「광로내의 진행 위치」란 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 광로내에서의 차광 부재의 배치 위치를 말한다. 또한, 「광로외의 퇴피 위치」란 조명 광속이 차광 부재에 의해 차광되지 않게 되는 광로외에서의 차광 부재의 배치 위치를 말한다.
이렇게 구성함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 차광 부재를 광로내의 진행 위치로 이동함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있다. 또한, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 차광 부재를 광로외의 퇴피 위치로 이동함으로써, 광 이용 효율을 대폭 저하시키지 않고 밝은 표시 화면을 얻을 수 있어, 본 발명의 제 2 목적이 달성된다.
(3) 상기 (2)에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 차광 부재는, 그 차광 부재 전체가 이동함으로써 상기 진행 위치와 상기 퇴피 위치 사이를 진행 또는 퇴피하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 차광 부재의 전체를 광로내의 진행 위치로 이동함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있다. 또한, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 차광 부재의 전체를 광로외의 퇴피 위치로 이동함으로써, 밝은 표시 화면을 얻을 수 있다.
(4) 상기 (2)에 기재의 프로젝터에 있어서는, 상기 차광 부재는 상기 광 투과 영역 및 상기 광 비투과 영역이 형성된 복수의 엘리먼트(element)를 갖고, 그 차광 부재 전체가 신축함으로써 상기 진행 위치와 상기 퇴피 위치 사이를 진행 또는 퇴피하도록 구성되어 있는 것도 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 차광 부재의 전체를 신장하여 광로내의 진행 위치에 배치함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있다. 또한, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 차광 부재의 전체를 수축하여 광로외의 퇴피 위치에 배치함으로써, 밝은 표시 화면을 얻을 수 있다.
(5) 상기 (2) 내지 (4)중 어느 하나에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 차광 부재가 상기 진행 위치 또는 상기 퇴피 위치에 배치되어 있지 않은 경우에 경보(alarm)를 발생하는 경보 장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.
차광 부재가 진행 위치 또는 퇴피 위치에 배치되어 있지 않은 상태에서 광원 장치로부터 광이 조사되면, 바람직하지 않은 산란이 일어나 다른 광학 부품에 대하여 악영향을 미칠 우려가 있다. 그러나, 이렇게 구성함으로써, 차광 부재가 진행 위치 또는 퇴피 위치에 배치되어 있지 않은 경우에는, 경보가 발생하므로 광원 장 치로부터 광이 조사되지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 바람직하지 않은 산란이 일어남으로써 다른 광학 부품에 대하여 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
(6) 상기 (1) 내지 (5)중 어느 하나에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 차광 부재와 상기 제 1 렌즈 어레이의 간격을 T라고 했을 때, 0.1㎜ < T < 2㎜인 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
광원 장치로부터의 조사 광속을 보다 균일한 광속으로 변환하는 렌즈 인티그레이터 광학계(integrator optical system)에 있어서는, 제 1 렌즈 어레이에 있어서의 각각의 소형 렌즈와 전기 광학 변조 장치가 공역(共役)의 위치에 배치된다. 이 때문에, 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역상에서 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 이동하도록 하기 위해서는, 차광 부재가 제 1 렌즈 어레이의 근방에 있는 것이 바람직하다. 이러한 관점으로부터, T < 2㎜인 관계를 만족하는 것이 바람직하고, T < 1㎜인 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 이 간격이 너무 좁으면, 제 1 렌즈 어레이의 광 사출면 또는 광 입사면 사이에서 소정 간격을 갖고서 차광 부재를 배치하기 어려워진다. 또한, 진행 위치와 퇴피 위치 사이에서 차광 부재를 원활하게 이동시키기 어려워진다. 이러한 관점으로부터, T > 0.1㎜인 관계를 만족하는 것이 바람직하고, T > 0.2㎜인 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
(7) 상기 (1) 내지 (6)중 어느 하나에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 차광 부재에 있어서의 상기 광 투과 영역 및 상기 광 비투과 영역의 배열 피치를 L이라고 하고, 상기 제 1 렌즈 어레이에 있어서의 상기 제 1 방향에 따른 소형 렌즈의 배열 피치를 D라고 했을 때, L = D인 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 제 1 렌즈 어레이에 있어서의 어느 한쪽의 행 또는 열에서의 소형 렌즈에 있어서도 동일한 위상으로 차광 부재의 광 투과 영역 및 광 비투과 영역이 이동하는 것이기 때문에, 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역상에서 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 명확하게 분리되어서 양호하게 이동하게 된다.
(8) 상기 (7)에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 광 투과 영역의 상기 제 1 방향에 따른 길이를 L1이라고 하고, 상기 광 비투과 영역의 상기 제 1 방향에 따른 길이를 L2라고 했을 때, L1 = L2 = L/2인 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역상에서 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 50%의 시간 밀도로 순차적으로 이동하게 되어, 광 이용 효율을 그다지 저하시키지 않고, 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 양호한 밸런스(balance)의 프로젝터가 된다.
(9) 상기 (1) 내지 (8)중 어느 하나에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향에 따른 상기 광 투과 영역의 길이를 W1이라고 하고, 상기 제 2 방향에 따른 상기 광 비투과 영역의 길이를 W2라고 하고, 상기 제 1 렌즈 어레이에 있어서의 상기 제 2 방향에 따른 렌즈 어레이 부분의 길이를 E라고 했을 때, 「W1 ≥E, 또한 W2 > E」인 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역에 있어서의 전체 폭에 걸쳐 광 조사 영역 및 광 비조사 영역을 형성할 수 있다.
(10) 상기 (1) 내지 (9)중 어느 하나에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 주사 수단은 조명 광축에 수직한 회전축을 갖는 회전 프리즘으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 풀 칼라 프로젝터에 있어서의 각 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역에 있어서는, 광 조사 영역 및 광 비조사 영역의 원활한 스크롤 동작을 실현할 수 있게 된다.
(11) 상기 (10)에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 회전 프리즘은 상기 차광 부재가 상기 진행 위치에 있을 때에는 회전 가능해지고, 상기 차광 부재가 상기 퇴피 위치에 있을 때에는 상기 회전 프리즘의 광원 장치측의 면이 조명 광축에 수직한 상태에서 정지하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 차광 부재가 광로내의 진행 위치에 배치되면, 회전 프리즘이 회전함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있다. 한편, 차광 부재가 퇴피 위치에 배치되면, 회전 프리즘의 광원 장치측의 면이 조명 광축에 수직한 상태에서 회전 프리즘이 정지함으로써, 회전 프리즘의 광 투과면에서 조명 광속이 불필요한 굴절을 일으키는 일이 없어져, 화상 품질의 열화가 억제된다.
(12) 상기 (10) 또는 (11)에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 회전 프리즘의 회전각을 검출하는 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 회전 프리즘을 올바른 회전 속도 및 위상으로 회전시 킬 수 있게 되므로, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 전기 광학 변조 장치의 화면 기입 주파수에 동기하여 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역상에서 조명 광속의 주사가 양호하게 실행되어, 동화상의 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 회전 프리즘의 광원 장치측의 면이 조명 광축에 수직하게 되는 정확한 각도 위치에서 회전 프리즘을 정지할 수 있으므로, 회전 프리즘의 광 투과면에서 조명 광속이 불필요한 굴절을 일으키는 일이 없어져, 화상 품질의 열화가 보다 효과적으로 억제된다.
(13) 상기 (10) 내지 (12)중 어느 하나에 기재된 프로젝터에 있어서는, 상기 회전 프리즘의 광 투과면에 반사저감막이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이렇게 구성함으로써, 회전 프리즘의 광 투과율을 높일 수 있고, 광 이용 효율의 저하를 최소한으로 할 수 있는 동시에, 미광(stray light) 레벨이 저감하여 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 프로젝터에 대해서 도면에 도시한 실시형태에 근거하여 설명한다.
[실시형태 1]
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시형태 1에 따른 프로젝터의 광학계를 도시한 도면이다. 도 1a는 광학계를 상면에서 본 도면이며, 도 1b는 광학계를 측면에서 본 도면이다.
또, 이하의 설명에서는, 서로 직교하는 3개의 방향을 각각 z 방향(도 1a에서의 조명 광축 방향), x 방향(도 1a에서의 지면에 평행한 방향 또한 z축에 직교하는 방향) 및 y 방향(도 1a에서의 지면에 수직한 방향 또한 z축에 직교하는 방향)으로 한다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)는, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 바와 같이 조명 장치(100)와, 조명 장치(100)로부터의 조명 광속을 적색, 녹색 및 청색의 3개의 색광으로 분리하는 색분리 광학계(200)와, 색분리 광학계(200)에 의해 분리된 3개의 색광의 각각을 화상 정보에 따라 변조하는 전기 광학 변조 장치로서의 3개의 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)와, 이들 3개의 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)에 의해 변조된 색광을 합성하는 크로스 다이크로익 프리즘(cross-dichroic prism)(500)과, 크로스 다이크로익 프리즘(500)에 의해 합성된 광을 스크린(SCR) 등의 투사면에 투사하는 투사 광학계(600)를 구비한 프로젝터이다.
조명 장치(100)는 피조명 영역측에 대략 평행한 조명 광속을 사출하는 광원 장치(110)와, 광원 장치(110)로부터의 조명 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하기 위한 복수(4열×6행)의 소형 렌즈(122)(도 2 참조)를 갖는 제 1 렌즈 어레이(120)와, 제 1 렌즈 어레이(120)의 복수의 소형 렌즈(122)에 대응하는 복수의 소형 렌즈(132)를 갖는 제 2 렌즈 어레이(130)와, 조명 광속을 편광 광속으로 변환하기 위한 편광 변환 소자(140)와, 이 편광 변환 소자(140)로부터의 각 부분 광속을 피조명 영역에서 중첩시키기 위한 중첩 렌즈(150)를 갖고 있다.
광원 장치(110)는 타원면 리플렉터(114)와, 타원면 리플렉터(114)의 제 1 초점 근방에 발광 중심을 갖는 발광관(112)과, 타원면 리플렉터(114)로부터의 집속광을 대략 평행한 광으로 변환하는 평행화 렌즈(118)를 갖고 있다. 발광관(112)에는 발광관(112)으로부터 피조명 영역측에 사출되는 광을 타원면 리플렉터(114)를 향해서 반사하는 반사 수단으로서의 보조 미러(116)가 설치되어 있다.
색분리 광학계(200)로서는, 조명 장치(100)로부터 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)까지의 광로 길이가 동일한 등광로 광학계를 사용하고 있다.
액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)로서는, 「y축 방향에 따른 세로 치수 : x축 방향에 따른 가로 치수 = 3:4인 직사각형」의 평면형상을 갖는 액정 표시 장치를 사용하고 있다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)는 광 셔터로서의 차광 부재(160) 및 주사 수단으로서의 회전 프리즘(770)을 사용하는 것을 특징으로 하고 있다. 이들 차광 부재(160) 및 회전 프리즘(770)에 대해서, 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.
우선, 차광 부재(160)에 대해서 도 2 및 도 3을 이용하여 설명한다.
도 2는 실시형태 1에 따른 프로젝터에 사용하는 제 1 렌즈 어레이를 도시한 도면이다. 도 2의 (a)는 제 1 렌즈 어레이를 피조명 영역측에서 본 정면도이며, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 평면도이며, 도 2의 (c)는 도 2의 (a)의 좌측면도이다. 도 3은 제 1 렌즈 어레이 및 차광 부재의 배치 상태를 도시한 도면이다. 도 3의 (a)는 제 1 렌즈 어레이 및 차광 부재의 배치 상태를 피조명 영역측에서 본 정면도 이며, 도 3의 (b)는 도 3의 (a)의 A-A선 단면도이며, 도 3의 (c)는 도 3의 (a)의 B-B선 단면도이며, 도 3의 (d)는 도 3의 (a)의 C-C선 단면도이다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)는 도 3에 도시하는 바와 같이 제 1 렌즈 어레이(120)의 광 사출면 근방에 광 투과 영역(162)과 광 비투과 영역(164)이 조명 광축(100ax)에 수직한 제 1 방향(HA)으로 순차적으로 교대로 배열된 차광 부재(160)를 구비하고 있다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 제 1 렌즈 어레이(120)의 소형 렌즈(122)는 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이 「y축 방향에 따른 세로 치수 : x축 방향에 따른 가로 치수 = 3:4인 직사각형」의 평면형상을 갖고 있지만, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제 1 렌즈 어레이의 광 사출면 근방에는 상기와 같은 차광 부재(160)가 설치되어 있으므로, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서의 광 조사 영역의 평면형상은 「y축 방향에 따른 세로치수 : x축 방향에 따른 가로 치수 = 3:8인 직사각형」이 된다.
이 때문에, 제 1 렌즈 어레이(120)는 광원 장치(110)로부터의 조명 광속을, 각 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에서의 x축 방향에 따른 가로 방향에 대해서는 화상 형성 영역의 전체를, y축 방향에 따른 세로 방향에 대해서는 그 화상 형성 영역의 일부(대략 절반)를 조명하는 단면형상을 갖는 조명 광속으로 하게 된다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 도 3의 (d)에 도시하는 바와 같이 차광 부재(160)와 제 1 렌즈 어레이(120)의 간격을 T라고 했을 때, T < 2㎜인 관계를 만족하도록 구성되어 있다.
광원 장치(110)로부터의 조사 광속을 보다 균일한 광속으로 변환하는 렌즈 인티그레이터 광학계로서의 제 1 렌즈 어레이(120), 제 2 렌즈 어레이(130) 및 중첩 렌즈(150)에 있어서는, 제 1 렌즈 어레이(120)에서의 각각의 소형 렌즈(122)와 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)가 공역의 위치에 배치된다. 이 때문에, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역상에서 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 교대로 스크롤되도록 하기 위해서는, 차광 부재(160)가 제 1 렌즈 어레이(120)의 광 사출면 근방에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 관점으로부터, T < 2㎜인 관계를 만족하는 것이 바람직하고, T < 1㎜인 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.
한편, 이 간격(T)이 너무 좁으면, 제 1 렌즈 어레이(120)의 광 사출면과의 사이에서 소정의 간격을 갖고서 차광 부재(160)를 배치하기 어려워진다. 이러한 관점으로부터, T > 0.1㎜인 관계를 만족하는 것이 바람직하고, T > 0.2㎜인 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다고 말할 수 있다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 차광 부재(160)에 있어서의 제 1 방향(HA)에 따른 광 투과 영역(162) 및 광 비투과 영역(164)의 배열 피치를 LA라고 하고, 제 1 렌즈 어레이(120)에 있어서의 제 1 방향(HA)에 따른 소형 렌즈(122)의 배열 피치를 DA라고 했을 때, LA = DA인 관 계를 만족하고 있다. 이 때문에, 회전 프리즘(770)의 회전에 의해 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역상에서 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 명확하게 분리되어서 양호하게 스크롤되게 된다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 차광 부재(160)에 있어서의 광 투과 영역(162)의 제 1 방향(HA)에 따른 길이를 LA1이라고 하고, 광 비투과 영역(164)의 제 1 방향(HA)에 따른 길이를 LA2라고 했을 때, LA1 = LA2 = LA/2인 관계를 만족하고 있다. 이 때문에, 회전 프리즘(770)의 회전에 의해 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역상에서 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 50%의 시간 밀도로 순차적으로 교대로 스크롤되게 되어, 광 이용 효율을 그다지 저하시키지 않고, 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 양호한 밸런스의 프로젝터가 된다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 차광 부재(160)에 있어서의 제 1 방향(HA)에 수직한 제 2 방향(IA)에 따른 광 투과 영역의 길이를 WA1이라고 하고, 제 2 방향(IA)에 따른 광 비투과 영역의 길이를 WA2라고 하고, 제 1 렌즈 어레이(120)에 있어서의 제 2 방향(IA)에 따른 렌즈 어레이 부분의 길이를 EA라고 했을 때, 「WA1 ≥EA, 또한 WA2 > EA」인 관계를 만족하고 있다. 이 때문에, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역의 전체 폭에 걸쳐 광 조사 영역 및 광 비조사 영역을 형성하는 것이 가능하게 된다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 차광 부재(160)는 불투명 기재에 소정 패턴의 슬릿을 설치함으로써 형성되어 있다. 이 때문에, 비교적 간단한 방법으로 차광 부재(160)를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 차광 부재(160)의 광 투과 영역(162)이 공기층이 되기 때문에, 광 투과율이 향상하여 광 이용 효율의 저하를 최소한으로 할 수 있는 동시에, 미광 레벨이 저감하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
또, 차광 부재(160)는 투명 기재에 광 비투과 부재로서의 금속막 또는 유전체 다층막을 소정 패턴으로 성막함으로써 형성할 수 있다. 이렇게 구성하는 것에 의해서도, 비교적 간단한 방법으로 차광 부재를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 차광 부재에 있어서의 광 비투과 영역을 내광성이 높은 것으로 할 수 있다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 전술한 바와 같이 리플렉터로서 타원면 리플렉터(114)를 사용하고 있다. 이 때문에, 발광관(112)으로부터의 광을 일단 타원면 리플렉터(114)에 의해 좁혀서 평행화할 수 있으므로, 포물면 리플렉터를 사용한 경우와 비교하여 광원 장치(110)의 후단에 설치되는 조명 장치의 각 광학 요소[제 1 렌즈 어레이(120), 제 2 렌즈 어레이(130), 편광 변환 소자(140) 및 중첩 렌즈(150)], 색분리 광학계(200), 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B), 크로스 다이크로익 프리즘(500) 및 투사 렌즈(600) 등의 광학 요소의 크기를 작게 할 수 있어, 프로젝터의 소형화를 도모할 수 있다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 전술한 바와 같이 발광관(112)에는, 발광관(112)으로부터 피조명 영역측에 사출되는 광을 타원면 리플렉터 (114)를 향해서 반사하는 반사 수단으로서의 보조 미러(116)가 설치되어 있다. 이 때문에, 발광관(112)으로부터 피조명 영역측에 방사되는 광이 보조 미러(116)에 의해 타원면 리플렉터(114)를 향해 반사되기 때문에, 발광관(112)의 피조명 영역측 단부를 덮는 크기로 타원면 리플렉터(114)의 크기를 설정하는 것을 필요로 하지 않아, 타원면 리플렉터(114)의 소형화를 도모할 수 있고, 결과적으로 프로젝터의 소형화를 도모할 수 있다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 바와 같이 차광 부재(160)로부터 복수의 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 각각까지의 광학적 거리는 전부 동일해지도록 구성되어 있다. 이 때문에, 각 색광마다 등가의 스크롤 시스템이 구성되는 것으로 되어, 색 재현성이 좋은 풀 칼라 표시를 실현할 수 있게 된다.
다음에, 회전 프리즘(770)대해서 도 1a, 도 1b 및 도 4를 이용하여 설명한다.
도 4는 회전 프리즘의 회전과 액정 표시 장치상의 조명 상태의 관계를 도시한 도면이다. 도 4의 (a)는 회전 프리즘을 회전축을 따라 보았을 때의 측면도이다. 도 4의 (b)는 회전 프리즘을 조명 광축을 따라 보았을 때의 정면도이다. 도 4의 (c)는 액정 표시 장치의 화상 형성 영역상에 있어서의 조명 광속의 조사 상태를 도시하는 정면도이다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 회전 프리즘(770)은 도 1a 및 도 1b에 도시하는 바와 같이 조명 장치(100)와 색분리 광학계(200) 사이에 있어 서의 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)와 공역의 위치에 배치되고, 조명 광축(100ax)에 수직한 회전축(772)을 중심으로 하여 회전함으로써, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화면 기입 주파수에 동기하여 화상 형성 영역상에서 y축 방향을 따라 조명 광속을 주사하는 기능을 갖고 있다.
도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 조명 광축(100ax)상에 있어서의 제 1 렌즈 어레이(120)의 가상 중심점의 상(P)이 회전 프리즘(770)이 회전함에 따라 회전 프리즘(770)의 회전축(772)을 중심으로 하여 상하 방향으로 스크롤되어 가는 모양이 도시되어 있다. 이 결과, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 회전 프리즘(770)이 회전하면, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서는 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 교대로 스크롤되게 된다.
이 때문에, 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 의하면, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서는 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 이동하게 된다. 그 결과, 스미어 현상이 완화되어, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
또한, 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 의하면, 차광 부재(160)를 조명 광속이 색분리되기 전에 배치했기 때문에, 액정 표시 장치가 복수 존재하더라도 1개의 차광 부재(160)[및 1개의 회전 프리즘(770)]밖에 필요로 하지 않기 때문에, 프로젝터의 대형화를 크게 억제할 수 있게 된다.
이 때문에, 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)는 매끄러운 양질의 동화상 표 시가 얻어지도록 한 경우에도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터가 된다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 회전 프리즘(770)은 조명 광축(100ax)에 수직한 회전축(772)을 갖고 있다. 이 때문에, 풀 칼라 프로젝터에 있어서의 각 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서는, 광 조사 영역 및 광 비조사 영역의 원활한 스크롤 동작을 실현할 수 있게 된다.
실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서는, 회전 프리즘(770)의 광 투과면에 반사저감막이 형성되어 있다. 이 때문에, 회전 프리즘(770)의 광 투과율을 높일 수 있고, 광 이용 효율의 저하를 최소한으로 할 수 있는 동시에, 미광 레벨이 저감하여 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
[실시형태 2]
도 5는 실시형태 2에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 5의 (a)는 차광 부재가 신장한 상태를 피조명 영역측에서 본 정면도이며, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 좌측면도이다. 도 6은 실시형태 2에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 6의 (a)는 차광 부재가 수축한 상태를 피조명 영역측에서 본 정면도이며, 도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 좌측면도이다.
실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)(도시하지 않음)는 차광 부재를 신축 가능하게 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 차광 부재(170)는 광 투과 영역(172) 및 광 비투과 영역(174)이 형성된 6개의 엘리먼트(171a1, 171a2, …, 171a6)를 갖고 있다. 그리고, 차광 부재(170) 는 6개의 엘리먼트(171a1, 171a2, …, 171a6)를 평행 이동시켜서 신축함으로써, 도 5에 도시하는 바와 같이 광로내의 진행 위치로 진행하고, 또한 도 6에 도시하는 바와 같이 광로외의 퇴피 위치로 퇴피하도록 구성되어 있다.
실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)에 있어서는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 6개의 엘리먼트(171a1, 171a2, …, 171a6)중 서로 인접한 2개의 엘리먼트는 링크(link)(17lb)에 의해 연결되어 있다. 엘리먼트(171a1)는 고정 베이스(171a)에 마찬가지로 링크(17lb)에 의해 연결되어 있다. 엘리먼트(171a1, 171a2, …, 171a5) 및 베이스(171a)의 양측부에는 차광 부재(170)의 신축 방향으로 연장하는 가이드 홈(171c)이 형성되어 있다. 각 링크(17lb)의 양단부에는 각각 고정용의 제 1 피봇 핀(171d)과 이동용의 제 2 피봇 핀(171e)이 배치되어 있다. 제 1 피봇 핀(171d)은 6개의 엘리먼트(171a1, 171a2, …, 171a6)의 상방 단부에 배치되고, 제 2 피봇 핀(171e)은 가이드 홈(171c)내를 이동 가능하게 배치되어 있다.
실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)에 있어서는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이 차광 부재(170)의 신장 상태를 검출하는 제 1 센서(175)와, 차광 부재(170)의 수축 상태를 검출하는 제 2 센서(176)를 구비하고 있고, 경보를 발생하는 경보 장치(도시하지 않음)가 제 1 센서(175) 및 제 2 센서(176)에 접속되어 있다.
이로써, 차광 부재(170)가 진행 위치 또는 퇴피 위치에 배치되어 있지 않은 경우에는, 경보가 발생하므로 광원 장치(110)로부터 광이 조사되지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 바람직하지 않은 산란이 일어남으로써 다른 광학 부품에 대하여 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)에 있어서의 회전 프리즘의 구성은 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서의 회전 프리즘의 구성과 동일하다.
이 때문에, 실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)에 의하면, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서는 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 이동하게 된다. 그 결과, 스미어 현상이 완화되어, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
또한, 실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)에 의하면, 차광 부재(170)를 조명 광속이 색분리되기 전에 배치했기 때문에, 액정 표시 장치가 복수 존재하더라도 1개의 차광 부재(170)[및 1개의 회전 프리즘(770)]밖에 필요로 하지 않기 때문에, 프로젝터의 대형화를 크게 억제할 수 있게 된다.
이 때문에, 실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)는 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터가 된다.
또한, 실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)에 있어서는, 회전 프리즘(770)(도 1a 및 도 1b에 도시함)은, 차광 부재(170)가 광로내의 진행 위치에 있을 경우에는 회전 가능하게 구성되고, 차광 부재(170)가 광로외의 퇴피 위치에 있을 경우에는 회전 프리즘(770)의 광원 장치(110)측의 면이 조명 광축(100ax)에 수직한 상태에서 정지하도록 구성되어 있다.
이로써, 차광 부재(170)가 광로내의 진행 위치에 배치되면, 회전 프리즘(770)이 회전함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있다. 한편, 차광 부재(170)가 퇴피 위치에 배치되면, 회전 프리즘(770)의 광원 장치(110)측의 면이 조명 광축(100ax)에 수직한 상태에서 회전 프리즘(770)이 정지함으로써, 회전 프리즘(770)의 광 투과면에서 조명 광속이 불필요한 굴절을 일으키는 일이 없어져, 화상 품질의 열화가 억제된다.
실시형태 2에 따른 프로젝터(1000B)에 있어서는, 회전 프리즘(770)의 회전각을 검출하는 센서(도시하지 않음)를 구비하고 있다. 이로써, 회전 프리즘(770)을 올바른 회전 속도 및 위상으로 회전시킬 수 있게 된다.
이 때문에, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화면 기입 주파수에 동기하여 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역상에서 조명 광속의 주사가 양호하게 실행되어, 동화상의 화질을 향상시킬 수 있다. 또한, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 회전 프리즘(770)의 광원 장치(110)측의 면을 조명 광축(100ax)에 수직하게 되는 정확한 각도 위치에서 회전 프리즘(770)을 정지할 수 있으므로, 회전 프리즘(770)의 광 투과면에서 조명 광속이 불필요한 굴절을 일으키는 일이 없어져, 화상 품질의 열화가 보다 효과적으로 억제된다.
[실시형태 3]
도 7은 실시형태 3에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 7의 (a)는 차광 부재가 신장한 상태를 피조명 영역측에서 본 정면도이며, 도 7의 (b)는 도 7의 (a)의 좌측면도이다. 도 8은 실시형태 3에 따른 프로젝터의 차광 부재를 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 8의 (a)는 차광 부재가 수축한 상태를 피조명 영역측에서 본 정면도이며, 도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 좌측면 도이다.
실시형태 3에 따른 프로젝터(1000C)(도시하지 않음)는 차광 부재를 신축(전개·절첩) 가능하게 구성한 것을 특징으로 하고 있다.
즉, 차광 부재(180)는 광 투과 영역(182) 및 광 비투과 영역(184)이 형성된 6개의 엘리먼트(181a1, 181a2, …, 181a6)를 갖고 있다. 그리고, 차광 부재(180)는 6개의 엘리먼트(181a1, 181a2, …, 181a6)를 신축함으로써, 도 7에 도시하는 바와 같이 광로내의 진행 위치로 진행하고, 또한 도 8에 도시하는 바와 같이 광로외의 퇴피 위치로 퇴피하도록 구성되어 있다.
실시형태 3에 따른 프로젝터(1000C)에 있어서는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 6개의 엘리먼트(181a1, 181a2, …, 181a6)중 서로 인접한 2개의 엘리먼트는 힌지(hinge)(18lb)에 의해 각각 연결되어 있다. 또한, 이들 인접한 2개의 엘리먼트 사이에는, 광 비투과 영역(184)의 일부로서의 광 비투과막(도시하지 않음)이 배치되어 있다. 엘리먼트(181a1)는 스페이서(spacer)(181a)에 마찬가지로 힌지(18lb)에 의해 연결되어 있다. 스페이서(181a)는 고정 베이스(181c)에 힌지(18lb)에 의해 연결되어 있다. 각 힌지(18lb)는 차광 부재(180)의 양측부에 배치되어 있다.
실시형태 3에 따른 프로젝터(1000C)에 있어서는, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이 차광 부재(180)의 신장 상태를 검출하는 제 1 센서(185)와, 차광 부재(180)의 수축 상태를 검출하는 제 2 센서(186)를 구비하고 있고, 경보를 발생하는 경보 장치(도시하지 않음)가 제 1 센서(185) 및 제 2 센서(186)에 접속되어 있다.
이로써, 차광 부재(180)가 진행 위치 또는 퇴피 위치에 배치되어 있지 않은 경우에는, 경보가 발생하므로 광원 장치(110)로부터 광이 조사되지 않도록 할 수 있다. 이 때문에, 바람직하지 않은 산란이 일어남으로써 다른 광학 부품에 대하여 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
실시형태 3에 따른 프로젝터(1000C)에 있어서의 회전 프리즘의 구성은 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)에 있어서의 회전 프리즘의 구성과 동일하다.
이 때문에, 실시형태 3에 따른 프로젝터(1000C)에 의하면, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서는 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 이동하게 된다. 그 결과, 스미어 현상이 완화되어, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
또한, 실시형태 3에 따른 프로젝터(1000C)에 의하면, 차광 부재(180)를 조명 광속이 색분리되기 전에 배치했기 때문에, 액정 표시 장치가 복수 존재하더라도 1개의 차광 부재(180)[및 1개의 회전 프리즘(770)]밖에 필요로 하지 않기 때문에, 프로젝터의 대형화를 크게 억제할 수 있게 된다.
이 때문에, 실시형태 3에 따른 프로젝터(1000C)는 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터가 된다.
[실시형태 4]
도 9a 및 도 9b는 실시형태 4에 따른 프로젝터의 광학계를 도시한 도면이다. 도 9a는 광학계를 상면에서 본 도면이며, 도 9b는 광학계를 측면에서 본 도면이다. 도 9a 및 도 9b에 있어서, 도 1a 및 도 1b와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호 를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
실시형태 4에 따른 프로젝터(1000D)는 도 9a 및 도 9b에 도시하는 바와 같이 차광 부재(160)가 제 1 렌즈 어레이(120)의 광 입사면측에 배치되어 있다는 점에서 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)의 경우와는 상이하다.
그러나, 실시형태 4에 따른 프로젝터(1000D)는 그 밖의 점에서는 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)와 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)가 갖는 효과를 그대로 갖는다.
즉, 광 투과 영역(162)과 광 비투과 영역(164)이 광로내에서 조명 광축(100ax)과 수직한 제 1 방향으로 순차적으로 교대로 배열된 차광 부재(160)(도 3 참조)를 구비하고 있기 때문에, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서는 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 이동하게 된다. 그 결과, 스미어 현상이 완화되어, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
또한, 이러한 효과를 나타내는 차광 부재(160)를 조명 광속이 색분리되기 전에 배치했기 때문에, 액정 표시 장치가 복수 존재하더라도 1개의 차광 부재(160)[및 1개의 회전 프리즘(770)]밖에 필요로 하지 않기 때문에, 프로젝터의 대형화를 크게 억제할 수 있게 된다.
이 때문에, 실시형태 4에 따른 프로젝터(1000D)는 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터가 된다.
또한, 실시형태 4에 따른 프로젝터(1000D)에 있어서는, 차광 부재(160)는 광 로내의 진행 위치와 광로외의 퇴피 위치 사이를 진퇴 가능하게 배치되어 있기 때문에, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 차광 부재(160)를 광로내의 진행 위치로 이동함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있고, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 차광 부재(160)를 광로외의 퇴피 위치로 이동함으로써, 광 이용 효율을 대폭 저하시키지 않고 밝은 표시 화면을 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
[실시형태 5]
도 10a 및 도 10b는 실시형태 5에 따른 프로젝터의 광학계를 도시한 도면이다. 도 10a는 광학계를 상면에서 본 도면이며, 도 10b는 광학계를 측면에서 본 도면이다. 도 10a 및 도 10b에 있어서, 도 1a 및 도 1b와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
실시형태 5에 따른 프로젝터(1000E)는 색분리 광학계로서 도 10a에 도시하는 더블 릴레이 광학계를 포함하는 색분리 광학계(200B)를 사용하는 점에서 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)의 경우와는 상이하다.
그러나, 실시형태 5에 따른 프로젝터(1000E)는 그 밖의 점에서는 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)와 동일한 구성을 갖고 있기 때문에, 실시형태 1에 따른 프로젝터(1000)가 갖는 효과를 그대로 갖는다.
즉, 광 투과 영역(162)과 광 비투과 영역(164)이 광로내에서 조명 광축(100ax)과 수직한 제 1 방향으로 순차적으로 교대로 배열된 차광 부재(160)를 구비하고 있기 때문에, 액정 표시 장치(400R, 400G, 400B)의 화상 형성 영역에 있어서 는 광 조사 영역과 광 비조사 영역이 순차적으로 이동하게 된다. 그 결과, 스미어 현상이 완화되어, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
또한, 이러한 효과를 나타내는 차광 부재(160)를 조명 광속이 색분리되기 전에 배치했기 때문에, 액정 표시 장치가 복수 존재하더라도 1개의 차광 부재(160)[및 1개의 회전 프리즘(770)]밖에 필요로 하지 않기 때문에, 프로젝터의 대형화를 크게 억제할 수 있게 된다.
이 때문에, 실시형태 5에 따른 프로젝터(1000E)는 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터가 된다.
또한, 실시형태 5에 따른 프로젝터(1000E)에 있어서는, 차광 부재(160)는 광로내의 진행 위치와 광로외의 퇴피 위치 사이를 진퇴 가능하게 배치되어 있기 때문에, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 차광 부재(160)를 광로내의 진행 위치로 이동함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있고, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 차광 부재(160)를 광로외의 퇴피 위치로 이동함으로써, 광 이용 효율을 대폭 저하시키지 않고 밝은 표시 화면을 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
이상, 본 발명의 프로젝터를 상기의 각 실시형태에 근거하여 설명했지만, 본 발명은 상기의 각 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 각종의 실시예에 있어서 실시하는 것이 가능하고, 예를 들면 다음과 같은 변형도 가능하다.
(1) 실시형태 1에 있어서는 차광 부재(160)가 고정된 경우에 대해서, 또한 실시형태 2 및 실시형태 3에 있어서는 차광 부재(170, 180)가 신축 가능하게 배치된 경우에 대해서 각각 설명했지만, 본 발명은 차광 부재의 전체가 이동하는 것이라도 좋다. 이 경우, 차광 부재는 그 전체가 이동함으로써 광로내의 진행 위치와 광로외의 퇴피 위치 사이를 진행 또는 퇴피하도록 구성되어 있다. 이로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 요구될 때에는, 차광 부재의 전체를 광로내의 진행 위치로 이동함으로써, 매끄러운 양질의 동화상 표시를 얻을 수 있다. 또한, 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에는, 차광 부재의 전체를 광로외의 퇴피 위치로 이동함으로써, 광 이용 효율을 대폭 저하시키지 않고 밝은 표시 화면을 얻을 수 있는 프로젝터가 된다.
(2) 상기의 각 실시형태에 있어서는, 주사 수단이 회전 프리즘(770)인 경우에 대해서 설명했지만, 본 발명은 회전 프리즘 대신에 다른 주사 수단을 사용할 수도 있다. 다른 주사 수단으로서는, 예를 들어 갈바노 미러(galvano-mirror)나 폴리곤 미러(polygon mirror)를 들 수 있다.
(3) 상기의 각 실시형태의 프로젝터(1000 내지 1000E)는 투과형의 프로젝터이지만, 본 발명은 반사형의 프로젝터에도 적용하는 것이 가능하다. 여기에서, 「투과형」이란 투과형의 액정 표시 장치 등과 같이 광변조 수단으로서의 전기 광학 변조 장치가 광을 투과하는 타입인 것을 의미하며, 「반사형」이란 반사형 액정 표시 장치와 같이 광변조 수단으로서의 전기 광학 변조 장치가 광을 반사하는 타입인 것을 의미한다. 반사형의 프로젝터에 본 발명을 적용한 경우에도, 투과형의 프로젝터와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(4) 상기의 각 실시형태의 프로젝터(1000 내지 1000E)는 전기 광학 변조 장치로서 액정 표시 장치를 사용하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 전기 광학 변조 장치로서는, 일반적으로 입사광을 화상 정보에 따라 변조하는 것이면 좋고, 마이크로미러형 광변조 장치 등을 이용해도 좋다. 마이크로미러형 광변조 장치로서는, 예컨대 DMD(디지털 마이크로미러 디바이스)(TI사의 상표)를 사용할 수 있다.
(5) 상기의 각 실시형태의 프로젝터(1000 내지 1000E)는 액정 표시 장치로서 화상 형성 영역이 「y축 방향에 따른 세로 치수 : x축 방향에 따른 가로 치수 = 3:4인 직사각형」의 평면형상을 갖는 액정 표시 장치를 사용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 「y축 방향에 따른 세로 치수 : x축 방향에 따른 가로 치수 = 9:16인 직사각형」의 평면형상을 갖는 와이드 비젼(wide vision)용의 액정 표시 장치 등을 사용할 수도 있다. 이 경우에는, 제 1 렌즈 어레이(120)의 각 소형 렌즈(122)의 평면형상이 「y축 방향에 따른 세로 치수 : x축 방향에 따른 가로 치수 = 3:4인 직사각형」인 것 대신에, 「y축 방향에 따른 세로 치수 : x축 방향에 따른 가로 치수 = 9:16인 직사각형」인 것 등을 사용한다.
(6) 상기의 각 실시형태의 프로젝터(1000 내지 1000E)는 광원 장치(110)로서 타원면 리플렉터(114)와, 타원면 리플렉터(114)의 제 1 초점 근방에 발광 중심을 갖는 발광관(112)과, 평행화 렌즈(118)를 갖는 광원 장치를 사용했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 포물면 리플렉터와, 포물면 리플렉터의 초점 근방에 발광 중심을 갖는 발광관을 갖는 광원 장치도 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 매끄러운 양질의 동화상 표시가 얻어지도록 한 경우에 있어서도 소형화가 용이한 구조를 가진 프로젝터를 제공할 수 있으며, 또한 정지 화상을 표시할 때나 동화상 표시의 매끄러움보다도 화면의 밝기가 우선될 때에 있어서도, 광 이용 효율이 대폭 저하하지 않는 프로젝터를 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 피조명 영역측에 대략 평행한 조명 광속을 사출하는 광원 장치와,
    이 광원 장치로부터 사출된 조명 광속을 복수의 부분 광속으로 분할하기 위한 복수의 소형 렌즈를 갖는 제 1 렌즈 어레이와,
    이 제 1 렌즈 어레이의 복수의 소형 렌즈에 대응하는 복수의 소형 렌즈를 갖는 제 2 렌즈 어레이와,
    이 제 2 렌즈 어레이로부터의 각 부분 광속을 피조명 영역상에서 중첩시키기 위한 중첩 렌즈와,
    이 중첩 렌즈로부터의 광속을 복수의 색광에 대응하는 광속으로 분리하는 색분리 광학계와,
    이 색분리 광학계에 의해 분리된 광속을 각각의 화상 정보에 따라 변조하는 복수의 전기 광학 변조 장치와,
    이들 복수의 전기 광학 변조 장치에 의해 변조된 광속을 투사하는 투사 광학계를 구비한 프로젝터에 있어서,
    상기 제 1 렌즈 어레이의 광 사출면 근방 또는 광 입사면 근방에 배치되고, 광 투과 영역과 광 비투과 영역이 광로내에서 조명 광축과 수직한 제 1 방향으로 순차적으로 교대로 배열된 차광 부재와,
    상기 중첩 렌즈와 상기 색분리 광학계 사이에 배치되고, 상기 전기 광학 변조 장치의 화면 기입 주파수에 동기하여 상기 전기 광학 변조 장치의 화상 형성 영역상에서 상기 제 1 방향을 따라서 조명 광속을 주사하는 주사 수단을 더 구비하며,
    상기 차광 부재에 있어서의 상기 광 투과 영역 및 상기 광 비투과 영역의 배열 피치를 L이라고 하고, 상기 제 1 렌즈 어레이에 있어서의 상기 제 1 방향에 따른 소형 렌즈의 배열 피치를 D라고 했을 때, L = D인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 광로내의 진행 위치와 광로외의 퇴피 위치 사이를 진퇴 가능하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 차광 부재는, 그 차광 부재 전체가 이동함으로써 상기 진행 위치와 상기 퇴피 위치 사이를 진행 또는 퇴피하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 상기 광 투과 영역 및 상기 광 비투과 영역이 형성된 복수의 엘리먼트를 갖고, 그 차광 부재 전체가 신축함으로써 상기 진행 위치와 상기 퇴피 위치 사이를 진행 또는 퇴피하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광 부재가 상기 진행 위치 또는 상기 퇴피 위치에 배치되어 있지 않은 경우에 경보를 발생하는 경보 장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차광 부재와 상기 제 1 렌즈 어레이의 간격을 T라고 했을 때, 0.1㎜ < T < 2㎜인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 투과 영역의 상기 제 1 방향에 따른 길이를 L1이라고 하고, 상기 광 비투과 영역의 상기 제 1 방향에 따른 길이를 L2라고 했을 때, L1 = L2 = L/2인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향에 따른 상기 광 투과 영역의 길이를 W1이라고 하고, 상기 제 2 방향에 따른 상기 광 비투과 영역의 길이를 W2라고 하고, 상기 제 1 렌즈 어레이에 있어서의 상기 제 2 방향에 따른 렌즈 어레이 부분의 길이를 E라고 했을 때, 「W1 ≥E, 또한 W2 > E」인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주사 수단은 조명 광축에 수직한 회전축을 갖는 회전 프리즘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전 프리즘은 상기 차광 부재가 상기 진행 위치에 있을 때에는 회전 가능하게 되고, 상기 차광 부재가 상기 퇴피 위치에 있을 때에는 상기 회전 프리즘의 광원 장치측의 면이 조명 광축에 수직한 상태에서 정지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전 프리즘의 회전각을 검출하는 센서를 더 구비한 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 회전 프리즘의 광 투과면에 반사저감막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    프로젝터.
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