JPH08140106A - 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、光の有効
利用率及び画質を高くする。 【構成】光源より入射する照明光より、同時にはそれぞ
れ異なる２色で順次循環的に色が変化する第１及び第２
の色照明光を形成し、それぞれ異なる方向に出射する色
照明光発生手段と、光変調器に第１の色照明光を照射す
ると共に、光変調器を第１の色照明光の色に応じた有効
反射光を映像表示面に投射する第１の光変調投射光学手
段と、光変調器に第２の色照明光を照射すると共に、光
変調器を第２の色照明光の色に応じた有効反射光を映像
表示面に投射する第２の光変調投射光学手段とを設け
る。

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（図６及び図７） 発明が解決しようとする課題（図８〜図１０） 課題を解決するための手段（図１及び図２） 作用（図１及び図２） 実施例（図１〜図５） 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、特にカラー映像を投射するようになされたプロジエ
クタ装置に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、プロジエクタ装置として赤色光、
緑色光及び青色光を速い周期（例えば180〔Hz〕程度）
で順次循環的に出射する光源装置を用いたものがある。
この種のプロジエクタ装置においては、速い周期で循環
的に変化する光源光の色に対応させながら、反射又は透
過光変調手段を映像データで変調してスクリーン等の映
像表示面に投射し、これにより結果的に表示映像を動的
な１つのカラー映像として認識させるようになされてい
る。

【０００４】また、微小な可動的な鏡面素子を面的に配
置した光空間変調器（以下これを鏡面反射型ライトバル
ブと呼ぶ）が提案されている（特開昭 60-179781号公
報、特開平 3-40693号公報及び特開平3-174112号公報)
。この鏡面反射型ライトバルブを用いてカラー映像を
映写するプロジエクタ装置においては、一般的に赤色、
青色及び緑色を分離するために、回転するカラーホイー
ルを用いる。

【０００５】図６及び図７において、１は全体としてプ
ロジエクタ装置の１例を示す。プロジエクタ装置１はプ
ロジエクシヨン光源２から光ビームを出射し、コンデン
サレンズ３を介して全反射ミラー４に照射する。全反射
ミラー４に入射した光束は反射し、反射鏡５へと照射さ
れる。このとき全反射ミラー４と反射鏡５との間には、
赤色光、緑色光及び青色光に順次切り換わるカラーホイ
ール６が配設されている。反射鏡５により反射した光束
は斜め下方から鏡面反射型ライトバルブ７を照射し、リ
レーレンズ８を介してプロジエクシヨンレンズ９に入射
し、スクリーン（図示せず）上に投射する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このプロジ
エクタ装置１のカラーホイール６としては、図８
（Ａ）、（Ｂ）に示すような赤色、緑色及び青色の色フ
イルタ１０、１１、１２が等角度に配置されたフイルタ
デイスク１３をモータ（図示せず）を用いて所定速度で
回転させながら一面側から光源光Ｌ１を照射されるカラ
ーホイール１４等が用いられる。このカラーホイール１
４は、赤色光、緑色光及び青色光に順次切り換わるフイ
ルタデイスク１３の透過光を出射するようになされてい
る。

【０００７】ところが、この鏡面反射型ライトバルブを
用いたプロジエクタ装置においては、赤色、青色及び緑
色を分離するために、上述のようなカラーホイール１４
を用いる。このため、光の利用率が１／３となる。また
利用者が頭を動かした時に色が分離して見える等、視覚
的に色の分離を認識し、眼球に負担がかかるという問題
がある。

【０００８】さらに、プロジエクタ装置に用いられる鏡
面反射型ライトバルブの鏡面素子の形状は四角形で、対
角方向にヒンジを有している。鏡面素子の配列例を図９
（Ａ）、（Ｂ）に示す。この鏡面素子は、光源からの光
を斜下方又は斜上方より入射し、反射光がプロジエクシ
ヨンレンズの開口部に入るように反射させる。例えば図
１０に示すように鏡面素子に光を投射するため、鏡面素
子に明るさの分布が生じる。またこれに応じて、投射画
像に対して水平、垂直及び回転対象でない明るさの分布
が生じる問題がある。

【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、光の有効利用率及び画質の高いプロジエクタ装置を
提案しようとするものである。

【００１０】

【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、光源（２）より入射する照明光
（Ｌ１）より、同時にはそれぞれ異なる２色で順次循環
的に色が変化する第１及び第２の色照明光（Ｌ２、Ｌ
３）を形成し、それぞれ異なる方向に出射する色照明光
発生手段（２１）と、映像データの画素に応じて配置さ
れた複数の光変調素子を有する光変調器に、第１の色照
明光（Ｌ２）を照射すると共に、光変調器を第１の色照
明光（Ｌ２）の色に応じた映像データによつて変調し、
映像データに応じた有効反射光を映像表示面に投射する
第１の光変調投射光学手段（７ａ）と、映像データの画
素に応じて配置された複数の光変調素子を有する光変調
器に、第２の色照明光（Ｌ３）を照射すると共に、光変
調器を第２の色照明光（Ｌ３）の色に応じた映像データ
によつて変調し、映像データに応じた有効反射光を映像
表示面に投射する第２の光変調投射光学手段（７ｂ）と
を備えるようにする。

【００１１】

【作用】色照明光発生手段（２１）によつて、光源
（２）より入射する照明光（Ｌ１）より、同時にはそれ
ぞれ異なる２色で順次循環的に色が変化する第１及び第
２の色照明光（Ｌ２、Ｌ３）を形成し、それぞれ異なる
方向に出射し、第１の光変調投射光学手段（７ａ）によ
つて、映像データの画素に応じて配置された複数の光変
調素子を有する光変調器に、第１の色照明光（Ｌ２）を
照射すると共に、光変調器を第１の色照明光（Ｌ２）の
色に応じた映像データによつて変調し、映像データに応
じた有効反射光を映像表示面に投射し、第２の光変調投
射光学手段（７ｂ）によつて、映像データの画素に応じ
て配置された複数の光変調素子を有する光変調器に、第
２の色照明光（Ｌ３）を照射すると共に、光変調器を第
２の色照明光（Ｌ３）の色に応じた映像データによつて
変調し、映像データに応じた有効反射光を映像表示面に
投射することにより、光の有効利用率及び画質が向上す
るようにする。

【００１２】

【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。

【００１３】図６及び図７との対応部分に同一符号を付
して示す図１及び図２において、２０は全体としてプロ
ジエクタ装置を示す。プロジエクタ装置２０は、プロジ
エクシヨン光源２、コンデンサレンズ３、鏡面反射型ラ
イトバルブ７ａ、７ｂ、リレーレンズ８ａ、８ｂ、反射
鏡Ｍ１〜Ｍ７、プロジエクシヨンレンズ９ａ、９ｂ及び
２色透過カラーホイール２１とからなつている。

【００１４】プロジエクシヨン光源２から射出される光
束はコンデンサレンズ３を介され、反射鏡Ｍ１に入射さ
れる。コンデンサレンズ３と反射鏡Ｍ１との間には、２
色透過カラーホイール２１が配設されている。このと
き、２色透過カラーホイール２１に光束が入射すること
により、一部の光束は反射する。

【００１５】２色透過カラーホイール２１を透過した光
束Ｌ２は反射鏡Ｍ１、Ｍ２によつて反射され、斜め上方
から鏡面反射型ライトバルブ７ａの鏡面素子に入射す
る。この後、リレーレンズ８ａ及び反射鏡Ｍ３、Ｍ４を
介し、プロジエクシヨンレンズ９ａからスクリーン（図
示せず）上に拡大投射される。また、２色透過カラーホ
イール２１で反射された光束Ｌ３は反射鏡Ｍ５によつて
反射され、斜め下方から鏡面反射型ライトバルブ７ｂの
鏡面素子に入射する。この後、リレーレンズ８ｂ及び反
射鏡Ｍ６、Ｍ７を介し、プロジエクシヨンレンズ９ｂか
らスクリーン（図示せず）上に拡大投射される。

【００１６】ここで鏡面反射型ライトバルブ７ａ、７ｂ
は、映像データの１画面（１フレーム）分の画素の配列
（例えば768 ×576 個でなる）に応じて、例えば17〔μ
m 〕角程度の微少な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）程
度の大きさの反射面が形成されている。この鏡面素子は
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。

【００１７】実際上それぞれの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３（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３
（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
像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り換えられる。

【００１８】この実施例における２色透過カラーホイー
ル２１は図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、３色の色フ
イルタをそれぞれ 120度毎に配する円盤状のフイルタデ
イスク部２２とフイルタ部２３とからなる。フイルタ部
２３はフイルタデイスク部２２の円周部分から光束の入
射側に向けて一様にのびる円筒形状の色フイルタでなつ
ており、隣接するフイルタデイスク部２２のフイルタと
は異なる色光を透過させる色フイルタが配されている。
また図４（Ｂ）に示す２色透過カラーホイール２１の断
面図からわかるように、フイルタデイスク部２２とフイ
ルタ部２３は垂直に配設されている。

【００１９】またこの実施例においては、鏡面反射型ラ
イトバルブ７ａ、７ｂからプロジエクシヨンレンズ９
ａ、９ｂまでの各光路が等距離となるように配設する。
この鏡面反射型ライトバルブ７ａ、７ｂの鏡面素子の配
置位置において、斜め上方から入射光が照射される鏡面
反射型ライトバルブ７ａの鏡面素子はプロジエクシヨン
光源２から出射される光の光路よりも低位置に配置さ
れ、斜め下方から入射光が照射される鏡面反射型ライト
バルブ７ｂの鏡面素子はプロジエクシヨン光源２から出
射される光の光路よりも高位置に配置される。プロジエ
クシヨンレンズ９ａ、９ｂは、スクリーン（図示せず）
の中心に対して回転対象な位置に配され、これらの位置
より画像を投射し、スクリーン上で合成させる。この場
合、明るさが増すと共に、光の強度分布を一様な方向に
近づけることができる（図５（Ａ））。

【００２０】以上の構成において、プロジエクシヨン光
源２から射出される光束はコンデンサレンズ３を介し、
２色透過カラーホイール２１に入射される。このときの
入射光は２色透過カラーホイール２１のフイルタ部２３
に45度の角度で照射される。このとき、照射された光の
うちフイルタ部２３の照射された色フイルタと同色の光
束Ｌ２のみが反射鏡Ｍ１に照射される。また他色の光束
はフイルタ部２３からフイルタデイスク部２２へと反射
され、照射されたフイルタデイスク部２２の色フイルタ
と同色の光束のみが反射鏡Ｍ５に照射される。このと
き、フイルタデイスク部２２とフイルタ部２３の光束が
照射される色フイルタは、異なる色のフイルタであるた
め、同時に２色の光束を他方向へと導くことができる。

【００２１】２色透過カラーホイール２１を介した光束
Ｌ２は反射鏡Ｍ１、Ｍ２によつて反射され、斜め上方か
ら鏡面反射型ライトバルブ７ａの鏡面素子に入射する。
また、２色透過カラーホイール２１で反射された光束Ｌ
３は反射鏡Ｍ５によつて反射され、斜め下方から鏡面反
射型ライトバルブ７ｂの鏡面素子に入射する。このとき
鏡面反射型ライトバルブ７ａ、７ｂは、反射面に照射さ
れる入射光の色と同色成分の画素に対応する鏡面素子だ
けがオン状態となつて入射光を部分的に光路方向に反射
する。

【００２２】この鏡面反射型ライトバルブ７ａ、７ｂに
よつて光路方向に反射された光束の各反射光は、それぞ
れ光路に沿つて直進し、鏡面反射型ライトバルブ７ａ側
はリレーレンズ８ａ及び反射鏡Ｍ３、Ｍ４を介し、プロ
ジエクシヨンレンズ９ａからスクリーン（図示せず）上
に拡大投射される。また鏡面反射型ライトバルブ７ｂ側
は、リレーレンズ８ｂ及び反射鏡Ｍ６、Ｍ７を介し、プ
ロジエクシヨンレンズ９ｂからスクリーン（図示せず）
上に拡大投射され、２つの投射画像が合成される。

【００２３】以上の構成によれば、プロジエクタ装置２
０のカラー映像を映写するために、フイルタデイスク部
２２とフイルタ部２３とからなる２色透過カラーホイー
ル２１を用いることで、45度の角度から照射された光を
分離し、残りの光を再度分離することで、同時に２色の
光を取り出すことができるため光を２倍有効に用いるこ
とができる。また鏡面反射型ライトバルブ７ａ及び７ｂ
へ斜め上方及び斜め下方から入射光を照射することで各
光路の高さを異なるものとし、スクリーンの中心に対し
て回転対象な位置から画像を投射することにより、投射
画像の光の強度分布がほぼ一様となる。

【００２４】なお上述の実施例においては、円形状のフ
イルタデイスク部２２の円周部に、円筒形状のフイルタ
部２３が垂直になるように配設される２色透過カラーホ
イール２１を用いるものについて述べたが、本発明はこ
れに限らず、円形状のフイルタデイスク部の円周部に、
スカート形状のフイルタ部を配したもの等、フイルタデ
イスク部とフイルタ部との位置関係が垂直でない２色透
過カラーホイールを用いても良い。この場合、同時に２
つの色光が得られるようにフイルタデイスク部とフイル
タ部との角度及び光束の入射角度を設定する。

【００２５】また上述の実施例においては、２色透過カ
ラーホイール２１は、３色の色フイルタをそれぞれ 120
度毎に配するものについて述べたが、本発明はこれに限
らず、順次３色の色フイルタを60度毎に配するようにし
ても良い。

【００２６】さらに上述の実施例においては、鏡面素子
のヒンジ方向が等しい２つの鏡面反射型ライトバルブ７
ａ、７ｂを用いるものについて述べたが、本発明はこれ
に限らず、鏡面素子のヒンジ方向が回転対象となる２つ
の鏡面反射型ライトバルブを用いても良い。この場合、
水平又は垂直に対象な位置より画像をスクリーン上に投
射し、合成させることにより、図５（Ｂ）に示すような
投射画像の光の強度分布が得られる。

【００２７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、光源より
入射する照明光より、同時にはそれぞれ異なる２色で順
次循環的に色が変化する２つの色照明光を形成し、それ
ぞれ異なる方向に出射する色照明光発生手段を用いるこ
とにより、光の利用効率が向上し得る。このため利用者
は同時に２色からなる投射画像を見るため、視覚的に色
の分離を認識することを防止し得る。また、映像表示面
の中心に対して対象な位置から画像を投射し、合成させ
ることで投射画像の光の強度分布がほぼ一様となり、画
質が向上し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるプロジエクタ装置の全
体構成を示す略線的平面図である。

【図２】図１のプロジエクタ装置の側面からみた構成を
示す略線的側面図である。

【図３】鏡面反射型ライトバルブに設けられる鏡面素子
の構成を示す略線図である。

【図４】２色透過カラーホイールの構成を示す略線図で
ある。

【図５】投射画像の合成による光の強度分布を示す略線
図である。

【図６】従来のプロジエクタ装置の全体構成を示す略線
的平面図である。

【図７】図６のプロジエクタ装置の側面からみた構成を
示す略線的側面図である。

【図８】従来のカラーホイールの構成を示す略線図であ
る。

【図９】鏡面素子の配列の例を示す略線図である。

【図１０】鏡面素子への入射光及び光の強度分布を示す
略線図である。

【符号の説明】

１、２０……プロジエクタ装置、２……プロジエクシヨ
ン光源、３……コンデンサレンズ、４……全反射ミラ
ー、５、Ｍ１〜Ｍ７……反射鏡、６、１４……カラーホ
イール、７、７ａ、７ｂ……鏡面反射型ライトバルブ、
８、８ａ、８ｂ……リレーレンズ、９、９ａ、９ｂ……
プロジエクシヨンレンズ、１０、１１、１２……色フイ
ルタ、１３……フイルタデイスク、２１……２色透過カ
ラーホイール、２２……フイルタデイスク部、２３……
フイルタ部。

フロントページの続き (72)発明者 岩井 順一 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源より入射する照明光より、同時にはそ
   れぞれ異なる２色で順次循環的に色が変化する第１及び
   第２の色照明光を形成し、それぞれ異なる方向に出射す
   る色照明光発生手段と、 映像データの画素に応じて配置された複数の光変調素子
   を有する光変調器に、上記第１の色照明光を照射すると
   共に、上記光変調器を上記第１の色照明光の色に応じた
   上記映像データによつて変調し、上記映像データに応じ
   た有効反射光を映像表示面に投射する第１の光変調投射
   光学手段と、 映像データの画素に応じて配置された複数の光変調素子
   を有する光変調器に、上記第２の色照明光を照射すると
   共に、上記光変調器を上記第２の色照明光の色に応じた
   上記映像データによつて変調し、上記映像データに応じ
   た有効反射光を映像表示面に投射する第２の光変調投射
   光学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】上記第１及び第２の光変調投射光学手段
   は、 それぞれ上記有効反射光を、所定の位置に結像させる第
   １及び第２のリレーレンズ手段と、 それぞれ映像表示面の中心に対して対称にずれた位置よ
   り、上記有効反射光を投射する第１及び第２の投射レン
   ズ手段とを具えることを特徴とする請求項１に記載のプ
   ロジエクタ装置。
3. 【請求項３】上記光変調素子は、 入射された光を反射する鏡面偏向型空間光変調素子であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のプロジエクタ装
   置。
4. 【請求項４】上記色照明光発生手段によつて形成される
   上記第１及び第２の色照明光は、 それぞれ色の３要素に応じた３色が順次循環的に変化す
   るように形成されることを特徴とする請求項１に記載の
   プロジエクタ装置。
5. 【請求項５】上記色照明光発生手段は、 円周面上に順次色の３要素に応じた３色の色フイルタが
   形成された第１の３色フイルタと、 当該第１の３色フイルタの円周部に一体に形成されたス
   カート部の周側面に、順次上記色の３要素に応じた３色
   の色フイルタが形成された第２の３色フイルタと、 上記第１又は第２の３色フイルタの上記色フイルタに対
   応して形成されたハーフミラーとを具え、上記光源より
   の上記照明光をスカート形状の内側より、上記第１又は
   第２の３色フイルタに照射すると共に、上記ハーフミラ
   ーで折り返して上記第２又は第１の３色フイルタに照射
   し、上記第１及び第２の３色フイルタを一体に回転させ
   て、上記第１及び第２の色照明光を形成することを特徴
   とする請求項１に記載のプロジエクタ装置。