JP2003344833A

JP2003344833A - 投射型カラー表示装置

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Publication number: JP2003344833A
Application number: JP2002152291A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Inoko; 和宏猪子; Sakae Saito; 栄齋藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-03
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: JP4020699B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画面の明るさのムラを改善したカラースクロ
ール方式の投射型カラー表示装置を提供する。【解決手段】スリット２１，２２，２３の幅をプリズ
ム９〜１１の回転角度θに応じて変動させることによ
り、ライトバルブ１６上の照明領域の移動速度差による
明るさムラを除去する。すなわち、光の入射方向に対し
てプリズムの１の面が垂直になる角度を０度、時間を
ｔ、光の入射進行方向に対するプリズムの回転角度をθ
度とするとき、ライトバルブ１６上の照明領域の位置座
標ｆ（θ）の移動速度はその時間微分ｄｆ（θ）／ｄｔ
で表される。このときプリズムの回転角度が４５度のと
きのスリット幅に対する、回転角度θ度のときのスリッ
ト幅の比Ｗ（θ）が、Ｗ（θ）＝ｄｆ（θ）／ｄｔ÷ｄｆ（４５）／ｄｔとなるようにスリット幅を変動させれば画面上での明る
さムラは除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型カラー表示
装置、より詳細には、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色光の照明領域
が移動しながら常に液晶パネルを照射することによって
カラー表示を行うしカラースクロール方式の投射型カラ
ー表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ライトバルブを用いた投射型カラー
画像表示方式には、大きく分けて、Ｒ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の三原色に対応した３枚の液晶パネル
を用いる３板式と、１枚の液晶パネルを用いる単板式が
ある。単板式は、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色に対応した専用画
素を備えた液晶パネルを使用する「専用画素方式」と、
各画素を時分割で三原色に共用してフルカラー表示を行
う「共用画素方式」の２種類に分けられる。「共用画素
方式」は、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色に対応した専用画素を備
えた液晶パネルを使用する「専用画素方式」に比較し
て、１／３の画素数で同じ解像度を得ることができると
いう長所がある。従って、この「共用画素方式」は、画
素数の少ない低価格の液晶パネルを使用することができ
ることから、製品コストを低減することができる。

【０００３】「共用画素方式」として代表的なものに
は、ライトバルブである液晶パネル全面に対し、時分割
で順次Ｒ，Ｇ，Ｂの光を投影するカラーフィールドシー
ケンシャル方式と、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色の光を色毎に液
晶パネルの異なる領域に同時に照射し、各照射領域を時
間の経過に伴って移動（スクロール）させるカラースク
ロール方式がある。このカラースクロール方式について
は、特開平４−３１６２９６号公報に記載されている。

【０００４】図８は、カラースクロール方式について説
明するための図で、１／３フレーム分のスクロールの様
子を示すものである。カラースクロール方式では、Ｒ，
Ｇ，Ｂの三原色光の照明領域が移動しながら常に液晶パ
ネルを照射しているために、カラーフィールドシーケン
シャル方式に比べて高い光利用効率を得ることができ、
より明るく鮮明な画像表示を実現することができる利点
がある。

【０００５】カラースクロール方式を実現する光学シス
テムは、例えば、“ＳｉｎｇｌｅＰａｎｅｌＲｅｆｌ
ｅｃｔｉｖｅＬＣＤＯｐｔｉｃｓ”，Ｊ.Ａ.Ｓｈｉ
ｍｉｚｕ，ＩＤＷ９９，ＰＰ−９８９−９９２に記載さ
れている。このカラースクロール方式の光学系は、ラン
プから出射した光束をフライアイレンズ系によってライ
トバルブ上の照明領域に相似した形状に一旦集光させる
集光系と、これをリレーレンズ系によって一定の倍率で
ライトバルブ上に結像させるリレー系によって構成され
ており、光束の集光位置のすぐ後方に四角柱プリズムが
配置されている。このプリズムをスクロール方向に回転
させることによりプリズムガラスの屈折による光軸シフ
トによってライトバルブ上での照明領域スクロールを実
現させており、この方式は、「プリズム回転式カラース
クロール光学系」として一般的に知られている。

【０００６】このときのライトバルブ上の照明領域の位
置座標ｆは、プリズムの回転角度θによって、ｆ（θ）＝ｍ・ｐ・ｃｏｓ（θ）［ｔａｎ（θ）−ｓｉｎ（θ）／｛ｎ²−ｓｉｎ²（θ）｝^1/2］・・・（１）で表される（１）式に従って移動する。

【０００７】上記（１）式について、図９を参照して説
明する。図９は、プリズム回転式カラースクロール光学
系の作用を説明するための図で、時間の変移に従って回
転するプリズム状態を、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示
すものである。図９において、４１はスリット、４２は
プリズム、４３はリレーレンズ系、４４はライトバルブ
である。

【０００８】上記（１）式において、ｍはリレーレンズ
系４３の倍率であり、図９においては図示しないフライ
アイレンズ系によって集光されてスリット４１を経た光
束がｍ倍でライトバルブ上４４に結像することを示す。
またｐはプリズム４２の厚さであり、プリズム４２が例
えば四角柱である場合には、その正方形断面の１辺の長
さに相当する。プリズムは時間ｔの変移に応じて回転
し、このときの回転角度θは、各速度ωと時間ｔとによ
ってθ＝ωｔで表される。

【０００９】これによって光軸のシフトが発生し、その
シフト量は、前記文献に記載されているように、ｐ・ｃｏｓθ（ｔａｎθ−ｔａｎθ’）・・・（２）となる。（２）式において、θ’は屈折率ｎのプリズム
材料内部の屈折によって曲がる角度で、θとスネルの法
則ｎ・ｓｉｎθ＝ｓｉｎθ’ ・・・（３）に従う関係にある。従って、ｍ倍の倍率で結像するライ
トバルブ面では、このｍ倍の量ｍ・ｐ・ｃｏｓθ（ｔａｎθ−ｔａｎθ’）・・・（４）だけ照明領域がシフトしている。これをスネルの法則を
用いてθのみの関数として書き直したものが（１）式で
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】プリズムの回転角度θ
が一定の角速度ω₀で回転する「プリズム回転方式カラ
ースクロール光学系」では、ライトバルブ上の座標ｆと
時間ｔは線形の関係にない。従って、プリズムの回転角
度θ（すなわちライトバルブ上の位置ｆ）によって照明
領域の移動速度が異なるという現象が生じてしまう。こ
の現象については特開平８−２２００６号公報でも触れ
られているが、実用上特に補正が必要なレベルではない
とされている。しかし実際には照明領域移動速度の不均
一は、人間の目が時間平均として見たときライトバルブ
面内の位置毎に明るさが異なる明るさムラの現象として
認識されるため、画像の質劣化を招いてしまう。

【００１１】照明領域移動速度不均一の対策としては、
プリズムの回転角度を狭める方法を採用できる。すなわ
ち、通常の四角柱プリズムでは、θ＝−４５°〜４５°
の範囲でライトバルブ上の照明領域移動を行っていると
ころを六角柱プリズムを用いることでθ＝−３０°〜３
０°で照明領域移動を行い、ｆ（θ）のうちのできるだ
け線形に近い部分だけを用いることによってスクロール
の移動速度の差を小さく抑える方法がある。θの範囲を
狭めるためには、プリズムの形状を通常の四角柱よりも
六角，八角など、より面の多い対向平面のある正多角柱
にすることが必要である。

【００１２】しかしながら、プリズムを多角柱にする方
法は、プリズムの大型化および成型性の困難さを伴うた
めに、光学系の大型化やコストアップを招くという問題
があった。このために、六角柱以上の多角柱プリズムを
使用することは困難であり、等速回転の「プリズム回転
方式カラースクロール光学系」での画面内の明るさムラ
を除去することができなかった。

【００１３】また、照明領域を決めるスリットの幅の設
定にも課題があった。原理的なスリット幅Ｗは、ライト
バルブ４４のスクロール方向長さｈ，倍率ｍとすると、
カラースクロール照明光学系が３原色で異なる光路を経
てライトバルブを照明する場合、Ｗ＝ｈ×ｍ／３・・・（５）で求められる。しかしながら、光源や各光学部品の分光
特性のばらつきや機械的な取付精度、プリズム駆動モー
タ（図示省略）の回転ムラ、ライトバルブ４４のスクロ
ールバラツキ等の影響によりこの数値は必ずしも最適な
ものではない。しかも、仮にこの数字が決まったとして
も、最適なスリット幅と位置になるように機械的な精度
を求めるには限界がある。

【００１４】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたものであり、本発明の１つの目的は、スリット幅を
最適化するとともに、画面の明るさのムラを改善したカ
ラースクロール方式の投射型カラー表示装置を提供する
ことにある。本発明の他の目的は、スクロールする照明
領域の画面内移動速度の差による画面の明るさのムラを
改善するプリズム回転方式カラースクロール光学系を比
較的簡単に構成することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】第１の技術手段は、光源
と、該光源から出射された光を複数の波長帯域の光に分
離する光分離手段と、該光分離手段で分離されたそれぞ
れの光を変調し画像を形成するライトバルブと、該ライ
トバルブで形成された画像を投射する投射手段と、前記
光分離手段と前記ライトバルブとの間に設けられ前記光
分離手段で分離されたそれぞれの光を前記ライトバルブ
上の異なる領域に照射すべくそれぞれの光の光路を変更
する複数のプリズムと、各該プリズムの直前に配置され
前記ライトバルブ上の照明領域と相似形状の開口を持つ
スリットと、前記ライトバルブ上に照射される光を移動
させるべく各前記プリズムを回転させるプリズム回転手
段とを具備した投射型カラー表示装置において、前記プ
リズムの回転角度に応じて前記スリットの幅を変化させ
るスリット幅変更手段を有することを特徴としたもので
ある。

【００１６】第２の技術手段は、第１の技術手段におい
て、前記プリズムに入射する光の進行方向に対し該プリ
ズムの１の面が垂直になる角度を０度とした場合、前記
スリット幅変更手段は、前記入射する光の進行方向に対
するプリズムの回転角度が−４５度から０度までは前記
スリットの幅が単調減少で狭くなるようにし、０度から
４５度までは単調増加で広がるようにすることを特徴と
したものである。

【００１７】第３の技術手段は、第１の技術手段におい
て、前記入射する光の進行方向に対し前記プリズムの１
の面が垂直になる角度を０度、時間をｔ、前記光の進行
方向に対する前記プリズムの回転角度をθ度とし、前記
ライトバルブ上の照明領域の位置座標ｆ（θ）が、ｆ（θ）＝ｍ・ｐ・ｃｏｓ（θ）［ｔａｎ（θ）−ｓｉ
ｎ（θ）／｛ｎ²−ｓｉｎ²（θ）｝^1/2］で表され、該照明領域の移動速度がｄｆ（θ）／ｄｔで
表されるとき、前記プリズムの回転角度が４５度のとき
のスリット幅と、該回転角度がθ度のときのスリット幅
との比Ｗ（θ）がＷ（θ）＝ｄｆ（θ）／ｄｔ÷ｄｆ（４５）／ｄｔで表されることを特徴としたものである。

【００１８】第４の技術手段は、第１乃至３のいずれか
１の技術手段において、前記複数のプリズムは、それぞ
れ所定角度ずつ回転角度の位相がずれていることを特徴
としたものである。

【００１９】第５の技術手段は、第１及至４のいずれか
１の技術手段において、前記スリット幅変更手段は、任
意に初期設定変更を可能としたことを特徴としたもので
ある。

【００２０】第６の技術手段は、第５の技術手段におい
て、前記入射する光の進行方向に対し前記プリズムの１
の面が垂直になる角度を０度としたとき、前記スリット
幅変更手段は、前記回転角度が−４５度から０度までは
回転角度に応じて前記スリット幅を狭くなるような制御
をし、０度から４５度までは回転角度に応じてスリット
の幅を広くするように制御することを特徴としたもので
ある。

【００２１】第７の技術手段は、第１及至４のいずれか
１の技術手段において、前記スリット幅変更手段は、前
記スリット幅を変更するための駆動手段として圧電素子
またはピエゾ素子を用いていることを特徴としたもので
ある。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る投射型カ
ラー液晶表示装置の模式図で、図中、１は光源、２はリ
フレクタ、３は第１フライアイレンズ、４は第２フライ
アイレンズ、５は青反射ダイクロイックミラー、６は第
１緑反射ダイクロイックミラー、７，８はコンデンサレ
ンズ、９，１０，１１はプリズム、１２は第２緑反射ダ
イクロイックミラー、１３は赤反射ダイクロイックミラ
ー、１４，１５はリレーレンズ、１６はライトバルブ、
１７，１８はアルミミラー、１９は変調回路、２０は投
射レンズ、２１，２２，２３はスリットである。

【００２３】光源１は、可視域でスペクトルをもつ白色
光源である。この白色光源は、キセノンランプや高圧水
銀ランプやメタルハライドランプなどの連続スペクトル
の光源であっても、ＬＥＤ光源のような離散スペクトル
の光源であっても良い。光源１は、放物面形状のリフレ
クタ２の焦点位置に設置され、光源１から発した光束は
概略平行光となってリフレクタ２の出射口前方に位置す
る第１フライアイレンズ３に向けて出射する。

【００２４】第１フライアイレンズ３は、矩形のレンズ
セルを多数配列した形状を有するものであり、各レンズ
セルの形状は、後述するプリズム前方の集光位置におけ
る光束断面形状と相似形状になっている。この第１フラ
イアイレンズ３の各レンズセルは、第２フライアイレン
ズ４の各レンズセルと１対１に対応しており、リフレク
タ２より入射した概略平行光が第２フライアイレンズ４
の対応する各レンズセルの中心付近に焦点を結ぶよう
に、そのレンズ中心や焦点距離などを決めている。

【００２５】第１フライアイレンズ３から第２フライア
イレンズ４を経た光路は、青反射ダイクロイックミラー
５によって青光路と赤緑光路に分岐し、赤緑光路は、第
１緑反射ダイクロイックミラー６によって緑光路と赤光
路に分岐する。何れの光路に分岐した光束も、各コンデ
ンサレンズ７，８によって、四角柱の各プリズム９，１
０，１１の前方に配置された長方形状開口を持つスリッ
ト２１，２２，２３に集光する。

【００２６】これらの各スリット２１，２２，２３は、
第１フライアイレンズ３の各レンズセルと光学的に共役
な位置関係にある。すなわち、第１フライアイレンズ３
の各レンズセルは、第２のフライアイレンズ４及び各コ
ンデンサレンズ７，８によって一定の倍率で各スリット
２１，２２，２３に結像させられるのである。各スリッ
ト２１，２２，２３に集光した光束は、各プリズム９,
１０，１１を経て、第２の緑反射ダイクロイックミラー
１２および赤反射ダイクロイックミラー１３によって同
一光路上に戻しながら、リレーレンズ１４，１５によっ
てライトバルブ１６上に一定の倍率ｍで結像する。な
お、アルミミラー１７，１８は、赤光路と青光路を９０
°曲げるために用いられている。

【００２７】そして、ライトバルブ変調手段である変調
回路１９によって、スクロールする各色の照明領域に応
じてライトバルブ１６を制御することにより、該ライト
バルブ１６で制御した透過光束は、投射レンズ２０によ
ってスクリーン（図示省略）に投射される。

【００２８】各プリズム９〜１１は、１辺の長さがｐの
正方形断面形状の四角柱であり、プリズム回転駆動手段
のプリズム駆動モータ（後述する）に駆動されて回転す
る。このとき、ライトバルブ１６上に結像した長方形状
の光束断面は、帯状の照明領域としてスクロールする。
照明領域のライトバルブ１６上での位置座標ｆは、プリ
ズム９〜１１の回転角度θに従って前記（１）式のごと
く移動する。プリズム９〜１１はそれぞれ一定間隔で回
転角度の位相がずれており、これによりライトバルブ１
６上の各色の照明領域は異なる位置に結像しながら移動
することになる。

【００２９】ここで、ｎはプリズム９〜１１の屈折率で
ある。この実施の形態における四角柱プリズム９〜１１
の場合、照明領域がライトバルブ１６上の上端から下端
までスクロールするとき、各プリズム９〜１１は、−４
５°から４５°まで回転する。すなわち、プリズム９〜
１１が１回転（３６０°）すると、ライトバルブ１６上
の照明領域は、４周期でスクロールする。前記（１）式
では、プリズム９〜１１の回転角度θがθ＝０°のと
き、位置座標ｆ（θ）＝０、すなわち、ライトバルブ１
６の中央となり、θ＝４５°または−４５°のときに、
位置座標ｆ（θ）は、ライトバルブ１６の上端または下
端となる。

【００３０】プリズム９〜１１の回転角速度をω₀（一
定）の等速度回転としたときこの位置座標ｆ（θ）にθ
＝ω₀ｔを代入した式の時間微分ｄｆ／ｄｔがライトバ
ルブ１６上の照明領域の移動速度となる。図２は、ライ
トバルブ１６のスクロール方向長さｈ＝１５ｍｍ，倍率
ｍ＝１.５倍，プリズム辺長ｐ＝１３ｍｍ，プリズム屈
折率ｎ＝１.７２の場合について、移動時間と移動速度
との関係を示す図で、縦軸を移動速度ｄｆ／ｄｔ、横軸
を時間ｔとして表したグラフを図２（Ａ）に、そのグラ
フの基礎となる計算値を図２（Ｂ）に示すものである。

【００３１】回転角速度ω₀は、１フレーム６０Ｈ_zの画
像信号に対して３倍速でスクロールを行っている場合に
は、 ω₀＝２π／（３×６０×４）＝２８２.７（ｒａｄ／ｓｅｃ）・・・（６）回転数にして（ω₀／２π）×６０＝２７００（ｒｐｍ）・・・（７）となる。このとき、図２に示すように、ライトバルブ１
６上の照明領域の移動速度は、時間ｔに対して大きく変
動しており、θ＝０（ライトバルブ１６の中央）で最も
遅く２３０８（ｍｍ／ｓｅｃ）、θ＝４５°（ライトバ
ルブ１６の端）で最も早く３５４１（ｍｍ／ｓｅｃ）と
なっていることが分かる。

【００３２】この移動速度の差は、人間の目がライトバ
ルブ１６上を時間平均で見るときに、ライトバルブ１６
の中央に比べてライトバルブ１６の端の位置が暗く見え
る明るさムラとしてそのまま認識される。つまり、速度
比から明るさムラを予測することができ、２３０８／３
５４１＝０.６５、すなわち、ライトバルブ１６の中央
に対して上下端は約６５％の明るさしかないことが予測
される。この移動速度差による明るさムラは、プリズム
９〜１１の材料として屈折率ｎが高いものを選ぶこと
で、低減することができるが、現実的に使用することが
できる光学材料の範囲で明るさムラを実質的に排除する
ことは困難である。この実施の形態においても、可視域
の光学材料の中では屈折率が比較的高いものを使用した
プリズム９〜１１であるにも関わらず、一定の回転角速
度ω₀では６５％のムラが発生する。従って、プリズム
の材料による画質の改善には限界がある。

【００３３】この実施の形態においては、この明るさム
ラを解消するために、スリット１９，２０，２１の幅を
プリズム９〜１１の回転角度θに応じて変動させ、結果
として、ライトバルブ１６上の照明領域の移動速度差に
よる明るさムラを除去する。

【００３４】光の入射方向に対してプリズムの１の面が
垂直になる角度を０度とした場合、時間をｔ、前記光の
入射進行方向に対するプリズムの回転角度をθ度とする
と、前記ライトバルブ上の照明領域の位置座標ｆ（θ）
は（１）式で表され、その移動速度はその時間微分ｄｆ
（θ）／ｄｔで表される。このときプリズムの回転角度
が４５度のときのスリット幅に対する、回転角度θ度の
ときのスリット幅の比Ｗ（θ）が、Ｗ（θ）＝ｄｆ（θ）／ｄｔ÷ｄｆ（４５）／ｄｔ（２）・・・（８）となるようにスリット幅を変動させれば画面上での明る
さムラは除去することができる。

【００３５】図３は、図２に示した特性を補正するため
に必要なスリット幅の変動量を（２）式に基づいて算出
したもので、縦軸をスリット幅の比Ｗ（４５度でＷ＝
１）、横軸を時間ｔ（角度θに比例）として表したグラ
フを図３（Ａ）に、そのグラフの基礎となる計算値を図
３（Ｂ）に示すものである。このようなスリット幅Ｗを
最適化するとともに、プリズム位置に応じた幅の変動を
実現するために技術的な手段として、例えば、圧電素子
やピエゾ素子を利用した方法が知られている。

【００３６】図４は、貼り合わせ型圧電素子を利用した
スリット幅調整・変動機構を示す概略構成図である。ス
リット幅調整・変動機構の構成としては、支持部２５に
固定された貼り合わせ型圧電素子２４の自由端にスリッ
ト２１，２２，２３を設け、各プリズム９，１０，１１
に対してスリット２１，２２，２３を備えて、これらス
リット２１，２２，２３を入射光軸に垂直方向に移動可
能とする。スリットを構成する対となる部材は、各プリ
ズム９，１０，１１の光軸センタに対称に配置されて、
該プリズムに入射される光の幅Ｗは、この対のスリット
部材間の距離によって決定される。

【００３７】図５及び図６は、貼り合わせ型圧電素子の
動作原理を説明するための図で、支持部に固定された貼
り合わせ型圧電素子の斜視概略図を図５に、側面概略構
成を電源とともに概念的に表す図を図６に示すものであ
る。図５において、２４は圧電素子、２５は支持部で、
また図６おいて、２６は電極、２７は分極方向、２８は
電源である。

【００３８】圧電素子２４は、分極方向２７と同一方向
に電圧が印加されると縮み、逆方向に電圧が印加される
と伸びる性質をもっている。したがって、２枚の圧電素
子２４を分極方向をそろえて貼り合わせ、図６に示すよ
うに結線して電圧を印加すると、２枚の圧電素子２４の
うち、一方は縮もうとし、他方は伸びようとする。その
結果、ひずみのつりあいの式

【００３９】

【式１】

【００４０】但し、上記式１において、Ｋ_dは電圧定
数、Ｖは印加電圧、Ｅ₁，Ｅ₂は縦弾性係数、Ｐ₁，Ｐ₂は
せん断力、ｔ₁，ｔ₂は圧電素子の厚さ、ｂは圧電素子の
幅、ｌは圧電素子の長さである。式１より、

【００４１】

【式２】

【００４２】但し、上記式２において、Ｅ₁＝Ｅ₂，ｔ₁
＝ｔ₂＝ｔ／２，Ｐ₁＝Ｐ₂の場合の屈曲変形Ｙを生じ
る。したがって、その先端に載置されたスリットの位置
を印加電圧Ｖにより制御できることになる。

【００４３】以上のような貼り合わせ構造をもつ圧電素
子２４において、その入力に対する振幅特性は一般的に
電圧に比例することが知られている。したがって、図３
に示す適正スリット幅が得られるように電圧を制御して
圧電素子２４に印加することで、画面上での明るさムラ
を除去することができる。

【００４４】図７は、圧電素子のような振幅制御可能な
機構を用いてスリット幅を制御するスリット幅駆動手段
の機能ブロック図である。あらかじめ、スリット幅を制
御するために用いる設定値Ｔａｂｌｅを用意し、その設
定値Ｔａｂｌｅを用いて、高圧駆動回路にて昇圧させた
電圧を各圧電素子に印加する。このとき、設定値Ｔａｂ
ｌｅの目標設定値は、ライトバルブ駆動からの同期信号
（カラースクロール同期信号）に対して最適な位相遅延
をとる必要がある。また、各対となる圧電素子は位相同
期が必要となるため、各一対の圧電素子に対し同じ設定
Ｔａｂｌｅである方が望ましい。このように、スリット
幅の制御を行うことにより、ライトバルブ１６の中心と
上下端での明るさの差をなくすことができる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のカラースクロール方式の投射型カラー液晶表示装置に
よれば、プリズムの入射側に備えられたスリットの幅
を、該プリズムの回転角度θに応じて変動させることに
より、ライトバルブ上の照明領域の移動速度差による明
るさムラを改善することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態であるカラースクロール
方式の投射型カラー液晶表示装置の模式図である。

【図２】カラースクロール光学系においてプリズムを等
速度回転したときのライトバルブ上の照明領域の移動速
度特性を示す図である。

【図３】図２に示した照明領域の移動速度特性を補正す
るために必要なスリット幅の変動特性を示す図である。

【図４】貼り合わせ型圧電素子の動作原理を説明するた
めの図である。

【図５】貼り合わせ型圧電素子の動作原理を説明するた
めの他の図である。

【図６】貼り合わせ型圧電素子によるスリット幅制御手
段の機能ブロック図である。

【図７】圧電素子のような振幅制御可能な機構を用いて
スリット幅を制御するスリット幅駆動手段の機能ブロッ
ク図である。

【図８】カラースクロール方式における照明領域の１／
３フレーム分のスクロールの様子を示す模式図である。

【図９】プリズム回転方式カラースクロール光学系にお
ける照明領域の移動を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１…光源、２…リフレクタ、３…第１フライアイレン
ズ、４…第２フライアイレンズ、５…青反射ダイクロイ
ックミラー、６…第１緑反射ダイクロイックミラー、
７，８…コンデンサレンズ、９，１０，１１…プリズ
ム、１２…第２緑反射ダイクロイックミラー、１３…赤
反射ダイクロイックミラー、１４，１５…リレーレン
ズ、１６…ライトバルブ、１７，１８…アルミミラー、
１９…変調回路、２０…投射レンズ、２１，２２，２３
…スリット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５Ｆターム(参考） 2H088 EA13 HA13 HA14 HA21 HA23 HA24 HA25 HA28 KA30 MA04 2H091 FA05Z FA14Z FA21Z FA26Z FA34Z FA41Z FD01 FD11 FD21 KA10 LA18 MA07 2K103 AA05 AB05 BC01 BC19 CA35 CA76 5C060 BA04 BC01 BE05 BE10 DB11 GB06 HC00 HC22 JA11 JB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、該光源から出射した光を複数の
波長帯域の光に分離する光分離手段と、該光分離手段で
分離されたそれぞれの光を変調し画像を形成するライト
バルブと、該ライトバルブで形成された画像を投射する
投射手段と、前記光分離手段と前記ライトバルブとの間
に設けられ前記光分離手段で分離されたそれぞれの光を
前記ライトバルブ上の異なる領域に照射すべくそれぞれ
の光の光路を変更する複数のプリズムと、各該プリズム
の直前に配置され前記ライトバルブ上の照明領域と相似
形状の開口を持つスリットと、前記ライトバルブ上に照
射される光を移動させるべく各前記プリズムを回転させ
るプリズム回転手段とを具備した投射型カラー表示装置
において、前記プリズムの回転角度に応じて前記スリッ
トの幅を変化させるスリット幅変更手段を有することを
特徴とする投射型カラー表示装置。
【請求項２】請求項１に記載の投射型カラー表示装置
において、前記プリズムに入射する光の進行方向に対し
該プリズムの１の面が垂直になる角度を０度とした場
合、前記スリット幅変更手段は、前記入射する光の進行
方向に対するプリズムの回転角度が−４５度から０度ま
では前記スリットの幅が単調減少で狭くなるようにし、
０度から４５度までは単調増加で広がるようにすること
を特徴とする投射型カラー表示装置。
【請求項３】請求項１に記載の投射型カラー表示装置
において、前記入射する光の進行方向に対し前記プリズ
ムの１の面が垂直になる角度を０度、時間をｔ、前記光
の進行方向に対する前記プリズムの回転角度をθ度と
し、前記ライトバルブ上の照明領域の位置座標ｆ（θ）
が、ｆ（θ）＝ｍ・ｐ・ｃｏｓ（θ）［ｔａｎ（θ）−ｓｉ
ｎ（θ）／｛ｎ²−ｓｉｎ²（θ）｝^1/2］で表され、該照明領域の移動速度がｄｆ（θ）／ｄｔで
表されるとき、前記プリズムの回転角度が４５度のとき
のスリット幅と、該回転角度がθ度のときのスリット幅
との比Ｗ（θ）がＷ（θ）＝ｄｆ（θ）／ｄｔ÷ｄｆ（４５）／ｄｔで表されることを特徴とする投射型カラー表示装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１に記載の投
射型カラー表示装置において、前記複数のプリズムは、
それぞれ所定角度ずつ回転角度の位相がずれていること
を特徴とする投射型カラー表示装置。
【請求項５】請求項１及至４のいずれか１に記載の投
射型カラー装置において、前記スリット幅変更手段は、
任意に初期設定変更を可能としたことを特徴とする投射
型カラー表示装置。
【請求項６】請求項５に記載の投射型カラー表示装置
において、前記入射する光の進行方向に対し前記プリズ
ムの１の面が垂直になる角度を０度としたとき、前記ス
リット幅変更手段は、前記回転角度が−４５度から０度
までは回転角度に応じて前記スリット幅を狭くなるよう
な制御をし、０度から４５度までは回転角度に応じてス
リットの幅を広くするように制御することを特徴とする
投射型カラー表示装置。
【請求項７】請求項１及至４のいずれか１に記載の投
射型カラー表示装置において、前記スリット幅変更手段
は、前記スリット幅を変更するための駆動手段として圧
電素子またはピエゾ素子を用いることを特徴とする投射
型カラー表示装置。