JP2005114914A - projector - Google Patents
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Abstract
【課題】 光学要素を増設することなくプロジェクタに補助光源を組み込んで、光源ランプが切れた場合等において簡易・確実に対応できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】 プロジェクタ10が補助光源モードで動作する場合、補助光源24aから射出したR’光は、反射ミラー23iを透過して対向する液晶ライトバルブ25aに照明光として入射する。液晶ライトバルブ25aで変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム27を経て投射レンズ29に入射する。投射レンズ29に入射した色R’の像光は、不図示のスクリーン上に投影される。つまり、プロジェクタ10が通常モードで動作する場合、カラー画像がスクリーン上に投射されるが、プロジェクタ10が補助光源モードで動作する場合、赤色の単色画像がスクリーン上に投射されることになる。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projector that can easily and reliably cope with an auxiliary light source incorporated in a projector without adding an optical element and a light source lamp is cut off.
When a projector 10 operates in an auxiliary light source mode, R ′ light emitted from an auxiliary light source 24a passes through a reflection mirror 23i and enters an opposing liquid crystal light valve 25a as illumination light. Illumination light, that is, image light modulated by the liquid crystal light valve 25 a enters the projection lens 29 via the cross dichroic prism 27. The color R ′ image light incident on the projection lens 29 is projected on a screen (not shown). That is, when the projector 10 operates in the normal mode, a color image is projected on the screen, but when the projector 10 operates in the auxiliary light source mode, a red single-color image is projected on the screen.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、液晶ライトバルブその他の光変調装置を用いて画像を投射するプロジェクタに関する。 The present invention relates to a projector that projects an image using a liquid crystal light valve or other light modulation device.
従来のプロジェクタとして、白色光源からの照明光をRGBの3色に分解した後、各色の照明光で各色用の3つの液晶ライトバルブを照明し、各液晶ライトバルブを通過した像光を特殊なプリズムで合成し、このような合成像を投影レンズを介してスクリーン上に投射するものが存在する(例えば特許文献1等参照)。
上記のようなプロジェクタでは、白色光源として高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ等が用いられているが、これらの光源ランプは、寿命や衝撃等によって切れやすい。このように一旦光源ランプが切れた場合、光源ランプを交換するまでスクリーン上には何も投射されなくなり、プロジェクタからの情報を簡単に取り出すことができなくなる。 In the projector as described above, a high-pressure mercury lamp, a halogen lamp, or the like is used as a white light source. However, these light source lamps are likely to be cut off due to a lifetime or an impact. Once the light source lamp is thus cut off, nothing is projected on the screen until the light source lamp is replaced, and information from the projector cannot be easily extracted.
ここで、予め交換用の補助ランプをプロジェクタに内蔵しておき、光源ランプが切れた際に補助ランプを応急的に点灯させることも考えられるが、補助ランプからの照明光を正規の光路に導く光学要素或いは機構が必要になり、コストが高くなるとともに、プロジェクタの大型化を招くだけでなく、かかる光学要素によって光量損失が生じる。さらに、切替えた補助ランプもどれだけ動作を持続するかの保証がない。 Here, it is conceivable that a replacement auxiliary lamp is built in the projector in advance, and the auxiliary lamp is turned on as soon as the light source lamp is cut off. However, the illumination light from the auxiliary lamp is guided to the regular optical path. An optical element or mechanism is required, resulting in an increase in cost and an increase in the size of the projector. In addition, the optical element causes a light loss. Furthermore, there is no guarantee how long the switched auxiliary lamp will continue to operate.
また、プロジェクタがデジタル放送用TV等として実現されている場合、通常ラジオ放送を受信するオーディオモードでの動作が存在するが、この場合、低電力で現在のチャンネルや動作状態等の付属情報を表示できることが望ましい。 In addition, when the projector is realized as a digital broadcasting TV or the like, there is an operation in an audio mode for receiving a normal radio broadcast. In this case, additional information such as the current channel and operation state is displayed with low power. It is desirable to be able to do it.
さらに、高圧水銀ランプ等の光源ランプを用いたプロジェクタは、輝度が十分に高いものの、起動後の立ち上がりが遅く、安定した十分な輝度で表示できるまでにかなりの時間を要する。 Furthermore, although a projector using a light source lamp such as a high-pressure mercury lamp has a sufficiently high brightness, it takes a long time until it can be displayed with a stable and sufficient brightness since its startup is slow after startup.
そこで、本発明は、光学要素を増設することなくプロジェクタに補助光源を組み込んで、光源ランプが切れた場合等において簡易・確実に対応できるプロジェクタを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a projector that can easily and reliably cope with a case where an auxiliary light source is incorporated in a projector without adding an optical element and a light source lamp is cut off.
また、本発明は、オーディオモード等において簡易に低電力で表示動作を行うことができるプロジェクタを提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a projector that can easily perform a display operation with low power in an audio mode or the like.
また、本発明は、起動直後において光源ランプが十分な輝度で安定動作するまでの始動時においても、一応の表示を行うことができるプロジェクタを提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a projector that can perform a temporary display even at the time of starting until the light source lamp operates stably with sufficient brightness immediately after startup.
上記課題を解決するため本発明のプロジェクタは、(a)光源光を発生する第1光源装置と、(b)第1光源装置からの光源光を分割して各色の照明光とする光分割光学系と、(c)光分割光学系から射出された各色の照明光によって照明される各色ごとの複数の光変調装置と、(d)複数の光変調装置からの各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、(e)光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系と、(f)補助光を発生する第2光源装置と、(g)第2光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入する補助光導入手段とを備える。なお、光変調装置とは、液晶ライトバルブ、デジタルミラーデバイス(DMD)等の光変調型の各種表示素子を含む概念である。 In order to solve the above problems, a projector according to the present invention includes (a) a first light source device that generates light source light, and (b) light splitting optics that divides the light source light from the first light source device into illumination light of each color. A system, (c) a plurality of light modulation devices for each color illuminated by illumination light of each color emitted from the light splitting optical system, and (d) combining image light of each color from the plurality of light modulation devices A light combining optical system to be emitted; (e) a projection optical system that projects image light combined through the light combining optical system; (f) a second light source device that generates auxiliary light; and (g) a second light source device. Auxiliary light introducing means for introducing the auxiliary light into the optical path of the light splitting optical system. The light modulation device is a concept including various light modulation display elements such as a liquid crystal light valve and a digital mirror device (DMD).
上記プロジェクタでは、補助光を発生する第2光源装置を設けているので、オーディオモード等において、主光源である第1光源装置を補助光源である第2光源装置に意図的に切り替えて低電力で簡易な表示を行わせることができる。或いは、第1光源装置が起動直後で輝度不十分な状態であるとき、或いは破損、寿命等によって不意に切れたとき、補助光源である第2光源装置を応急的に点灯させて一時的乃至緊急的な表示を行わせることができる。ここで、補助光導入手段が第2光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入するので、第2光源装置からの補助光を正規の光路に導く光学要素や機械機構等を第1光源装置と光分割光学系との間に設ける場合に比較して、すなわち予備ランプを主光源の等価位置に配置する場合に比較して、プロジェクタの形状の任意性高めプロジェクタのサイズを小型化することができる。 Since the projector includes the second light source device that generates auxiliary light, in the audio mode or the like, the first light source device that is the main light source is intentionally switched to the second light source device that is the auxiliary light source. Simple display can be performed. Alternatively, when the first light source device is in a state of insufficient brightness immediately after startup, or when the first light source device is unexpectedly cut off due to breakage, life, or the like, the second light source device, which is an auxiliary light source, is temporarily turned on to temporarily or urgently Display can be performed. Here, since the auxiliary light introducing means introduces auxiliary light from the second light source device onto the optical path of the light splitting optical system, an optical element, a mechanical mechanism, or the like for guiding the auxiliary light from the second light source device to the regular optical path is provided. Compared to the case where it is provided between the first light source device and the light splitting optical system, that is, compared to the case where the spare lamp is arranged at the equivalent position of the main light source, the shape of the projector is increased and the size of the projector is reduced. Can be
また、本発明のある具体的な態様では、補助光導入手段が、光分割光学系において照明光を処理するための例えばミラー、プリズム等の光学的要素を兼用する。この場合、特別の光学要素を追加することなく、通常の光分割光学系をそのまま或いはこれを構成するミラー等の光学的要素の機能を追加的に変更するだけで、第2光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に簡易に導入することができる。よって、既存の光学系の変更がほとんど不要となり、プロジェクタのコスト増加やサイズ増加等を簡易に防止することができる。 In a specific aspect of the present invention, the auxiliary light introducing unit also serves as an optical element such as a mirror or a prism for processing the illumination light in the light splitting optical system. In this case, without adding a special optical element, the normal light splitting optical system can be used as it is or only by additionally changing the function of an optical element such as a mirror constituting the auxiliary optical system. Light can be easily introduced onto the optical path of the light splitting optical system. Therefore, it is almost unnecessary to change the existing optical system, and an increase in the cost and size of the projector can be easily prevented.
また、本発明の別の具体的な態様では、光分割光学系が、光学的要素として偏光分離型の偏向ミラーを有し、当該偏光ミラーは、当該偏向ミラーの背面を介して反射射出光の方向に略平行に補助光を入射させる場合に補助光導入手段として動作する。この場合、通常の光分割光学系の素子構成を変更することなく一部の機能を多少改変して利用するだけで、第2光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入することができるので、既存の光学系の変更を最小限とすることができる。 In another specific aspect of the present invention, the light splitting optical system includes a polarization separation type deflection mirror as an optical element, and the polarization mirror transmits reflected reflected light via the back surface of the deflection mirror. When auxiliary light is incident substantially parallel to the direction, it operates as auxiliary light introducing means. In this case, the auxiliary light from the second light source device is introduced onto the optical path of the light splitting optical system only by slightly modifying a part of the function without changing the element configuration of the normal light splitting optical system. Therefore, the change of the existing optical system can be minimized.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、照明光を偏向ミラーに入射させる前に所定方向の偏光とし、補助光を偏向ミラーに入射させる前に所定方向に直交する方向の偏光とする。この場合、偏向ミラーにおける照明光や補助光の損失を防止でき、効率的な照明が可能になる。 In yet another specific aspect of the present invention, the illumination light is polarized in a predetermined direction before entering the deflection mirror, and the auxiliary light is polarized in a direction orthogonal to the predetermined direction before entering the deflection mirror. . In this case, loss of illumination light and auxiliary light in the deflection mirror can be prevented, and efficient illumination becomes possible.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、複数の光変調装置を動作させるための画像処理装置をさらに備え、当該画像処理装置が、第1光源装置を動作させる際に、複数の光変調装置をノーマリオン及びノーマリオフの一方の変調状態で動作させるとともに、第2光源装置を動作させる際に、光変調装置をノーマリオン及びノーマリオフの他方の変調状態で動作させる。偏光分離型の偏向ミラーを用いた場合、光変調装置に入射する照明光の偏光方向と補助光の偏光方向とが直交することになるので、光変調装置の動作も照明光の場合と補助光の場合とに分けて透過率や反射率に関する変調状態を予め反転させて表示の反転を防止する。 According to still another specific aspect of the present invention, an image processing device for operating a plurality of light modulation devices is further provided, and when the image processing device operates the first light source device, a plurality of light beams are provided. The modulation device is operated in one of the normally-on and normally-off modulation states, and when the second light source device is operated, the light modulation device is operated in the other modulation state of normally-on and normally-off. When a polarization separation type deflection mirror is used, the polarization direction of the illumination light incident on the light modulation device and the polarization direction of the auxiliary light are orthogonal to each other. In this case, the modulation state related to transmittance and reflectance is inverted in advance to prevent display inversion.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、光分割光学系が、複数のダイクロイックミラーを有し、複数のダイクロイックミラーのうち少なくとも1つのダイクロイックミラーが、当該少なくとも1つのダイクロイックミラーの透過射出面を介して反射射出光の方向に略平行に補助光を入射させる場合に補助光導入手段として動作する。この場合、通常の光分割光学系の素子構成を変更することなく一部の機能を多少改変して利用するだけで、第2光源装置からの補助光を光分割光学系の光路上に導入することができるので、既存の光学系の変更を最小限とすることができる。 In still another specific aspect of the present invention, the light splitting optical system includes a plurality of dichroic mirrors, and at least one dichroic mirror among the plurality of dichroic mirrors transmits and emits the at least one dichroic mirror. When auxiliary light is incident through the surface substantially parallel to the direction of reflected emission light, it operates as auxiliary light introducing means. In this case, the auxiliary light from the second light source device is introduced onto the optical path of the light splitting optical system only by slightly modifying a part of the function without changing the element configuration of the normal light splitting optical system. Therefore, the change of the existing optical system can be minimized.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、照明光を少なくとも1つのダイクロイックミラーに入射させる前に所定方向の偏光とし、補助光を少なくとも1つのダイクロイックミラーに入射させる前に所定方向に直交する方向の偏光とする。この場合、ダイクロイックミラーにおける照明光や補助光の損失を防止でき、効率的な照明が可能になる。 In yet another specific aspect of the present invention, the illumination light is polarized in a predetermined direction before entering the at least one dichroic mirror, and the auxiliary light is orthogonal to the predetermined direction before entering the at least one dichroic mirror. The direction of polarization. In this case, loss of illumination light and auxiliary light in the dichroic mirror can be prevented, and efficient illumination becomes possible.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、光分割光学系が、光源光をRGBの3色の照明光に分割し、第2光源装置が、照明光に対応するRGBのうち少なくとも1色の補助光を射出し、補助光導入手段が、第2光源装置からの少なくとも1色の補助光を対応する色の光変調装置に導く。この場合、補助光源である第2光源装置を利用して光変調装置を通常の動作に対応する色で照明することができるので、プロジェクタの基本的構造を変更することなく簡易な補助照明を達成することができる。なお、第2光源装置が照明光に対応するRGBの各色の補助光を個別に射出し、補助光導入手段が、第2光源装置からの各色の補助光をそれぞれ対応する色の光変調装置にそれぞれ導くようにした場合、第2光源装置すなわち補助光源の動作時にもカラー表示が可能になる。 In still another specific aspect of the present invention, the light splitting optical system splits the light source light into RGB three-color illumination light, and the second light source device has at least one of RGB corresponding to the illumination light. The color auxiliary light is emitted, and the auxiliary light introducing means guides at least one color auxiliary light from the second light source device to the corresponding color light modulation device. In this case, the second light source device, which is an auxiliary light source, can be used to illuminate the light modulation device with a color corresponding to a normal operation, so that simple auxiliary illumination can be achieved without changing the basic structure of the projector. can do. The second light source device individually emits auxiliary light of each color of RGB corresponding to the illumination light, and the auxiliary light introducing unit supplies the auxiliary light of each color from the second light source device to the corresponding light modulator. When each is guided, color display is possible even when the second light source device, that is, the auxiliary light source is operated.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、補助光は、複数の光変調装置の部分領域を照明する。この場合、通常の表示領域の一部を利用して省電力で簡易な表示を行うことができる。 In yet another specific aspect of the present invention, the auxiliary light illuminates partial areas of a plurality of light modulation devices. In this case, a simple display can be performed with power saving by using a part of the normal display area.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、複数の光変調装置を動作させるための画像処理装置をさらに備え、当該画像処理装置が、第2光源装置が動作して補助光を射出させるときに、複数の光変調装置を通常と異なるモードで動作させる。この場合、第2光源装置すなわち補助光源の動作に対応させて通常の画像とは異なる適切な表示を行わせることができる。具体的には、第1光源装置の故障時にもプロジェクタからの制御情報等を簡単に取り出して表示することができ、画像表示のないオーディオモード等の動作においてチャンネルや動作状態等の付属情報を表示できる。 In still another specific aspect of the present invention, the image processing device further includes an image processing device for operating a plurality of light modulation devices, and the image processing device operates the second light source device to emit auxiliary light. Sometimes, a plurality of light modulation devices are operated in a mode different from the normal mode. In this case, an appropriate display different from the normal image can be performed in correspondence with the operation of the second light source device, that is, the auxiliary light source. Specifically, even when the first light source device fails, control information from the projector can be easily retrieved and displayed, and additional information such as channels and operating states is displayed in operations such as audio mode without image display. it can.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、第2光源装置が、少なくとも1つの固体光源を含む。この場合、第2光源装置すなわち補助光源を小型で低消費電力とすることができ、かかる補助光源をプロジェクタの装置内に簡単な設計変更で組み込むことができる。 In yet another specific aspect of the present invention, the second light source device includes at least one solid-state light source. In this case, the second light source device, that is, the auxiliary light source, can be made small in size and have low power consumption, and such an auxiliary light source can be incorporated into the projector apparatus with a simple design change.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの構造について図面を参照しつつ説明する。
[First Embodiment]
The structure of the projector according to the first embodiment of the invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、実施形態に係る投射装置すなわちプロジェクタの光学系を説明する図である。このプロジェクタ10は、光源光を発生する第1光源装置21と、第1光源装置21からの光源光をRGBの3色に分割する光分割光学系23と、補助光を発生するとともに補助光を光分割光学系23に供給する第2光源装置24と、光分割光学系23からの各色の照明光によって通常照明される光変調部25と、光変調部25からの各色の像光を合成するためのクロスダイクロイックプリズム27と、クロスダイクロイックプリズム27で合成された像光をスクリーン(不図示)に投射する投射レンズ29とを備える。さらに、プロジェクタ10は、外部から入力された画像信号に適当な処理を施す画像処理部40と、画像処理部40の出力に応じて光変調部25に組み込まれている各色の液晶ライトバルブ(後に詳述)に対して駆動信号を出力する駆動回路42と、上述の第1光源装置21、第2光源装置24、画像処理部40等を適宜動作させることにより、装置全体の動作を統括的に制御する制御装置50とを備える。ここで、制御装置50や画像処理部40等は、光変調部25を適宜動作させるための画像処理装置を構成する。
FIG. 1 is a diagram for explaining an optical system of a projection apparatus, that is, a projector according to an embodiment. The
第1光源装置21は、光源ランプ21aと、一対のフライアイ21b,21cと、偏光変換部材21dと、重畳レンズ21eと、主光源駆動回路31とを備える。ここで、光源ランプ21aは、例えば高圧水銀ランプやハロゲンランプ等からなる主光源であり、光源光をコリメートするための凹面鏡を備え、主光源駆動回路31からの電力の供給を受けて動作し、適当なタイミングで点灯又は消灯する。また、一対のフライアイ21b,21cは、マトリックス状に配置された複数の要素レンズによって、光源ランプ21aからの光源光を分割して個別に集光・発散させ、重畳レンズ21eは、フライアイ21b,21cで分割された光源光を適宜収束させて、光変調部25に設けられており後に詳述する各色の液晶ライトバルブ上にそれぞれ均一に重畳させる。なお、フライアイ21b,21cと重畳レンズ21eとの間に挟まれた偏光変換部材21dは、フライアイ21cから射出した光源光を例えば図1の紙面に垂直なS偏光成分のみに変換して次段光学系に供給する。
The first
光分割光学系23は、第1及び第2ダイクロイックミラー23a,23bと、λ/2板23dと、3つのフィールドレンズ23f〜23hと、反射ミラー23i〜23kとを備える。その他、入射側偏光フィルタ91a〜93aも光分割光学系23の一部を構成する。これらのうち、第1ダイクロイックミラー23aは、入射するRGBの3色のうちR光を反射しG光及びB光を透過させる。また、第2ダイクロイックミラー23bは、入射するGBの2色のうちG光を反射しB光を透過させる。この光分割光学系23において、第1ダイクロイックミラー23aに入射して反射されたR光は、S偏光のまま、入射側偏光フィルタ91a及び反射ミラー23iを経てフィールドレンズ23fに入射する。また、第1ダイクロイックミラー23aを通過して第2ダイクロイックミラー23bで反射されたG光は、λ/2板23dによってS偏光からP偏光に変換され、フィールドレンズ23gを経て入射側偏光フィルタ92aに入射する。さらに、第2ダイクロイックミラー23bを通過したB光は、S偏光のまま、リレーレンズLL1,LL2、反射ミラー23j,23k、及びフィールドレンズ23hを経て入射側偏光フィルタ93aに入射する。
The light splitting
第2光源装置24は、第1光源装置21が発生する色Rに対応するが多少異なる色R’の補助光を発生する補助光源24aと、補助光源24aを適当な状態で動作させるための補助光源駆動回路24sとを有する。ここで、補助光源24aは、固体光源であるLED24eと、凹面反射鏡24hと、集光レンズ24iと、偏光フィルタ95aとからなる。なお、この補助光源24aから射出された色R’の補助光は、偏光分離型の偏向ミラーである反射ミラー23iを介して光分割光学系23におけるR光の光路上に導かれるが、この反射ミラー23iは、光分割光学系23の構成要素であるとともに、補助光を光分割光学系23の光路上に導入するための補助光導入手段を兼ねる。
The second
具体的な動作について説明すると、補助光源24aに設けたLED24eからのR’光は、偏光フィルタ95aでP偏光とされ、反射ミラー23iにおける正規の反射射出光であるR光の射出方向に略平行な状態で反射ミラー23iの裏面RS側に入射する。ここで、反射ミラー23iは、平板状のプレートの表面FS側に誘電体多層膜を形成したものである。この誘電体多層膜は、S偏光を反射するがP偏光を透過させる特性を有しているので、反射ミラー23iに入射したR’光は、P偏光のまま反射ミラー23iを透過して、反射ミラー23iの表面FSで反射されるS偏光としてのR光の方向に略平行に進行し、R光の光路に結合されることになる。
A specific operation will be described. The R ′ light from the
光変調部25は、3つの液晶ライトバルブ25a〜25cと、各液晶ライトバルブ25a〜25cの射出側に配置される3つの射出側偏光フィルタ91b〜93bとを備える。第1光源装置21の光源ランプ21aを点灯させている場合、第1ダイクロイックミラー23aで反射された通常の照明光であるR光は、その被照射面に対する入射角を調節するためのフィールドレンズ23fを介して液晶ライトバルブ25aに入射する。また、第1ダイクロイックミラー23aを透過して第2ダイクロイックミラー23bで反射された通常の照明光であるG光は、その入射角を調節するためのフィールドレンズ23g及び入射側偏光フィルタ92aを介して液晶ライトバルブ25bに入射する。第1及び第2ダイクロイックミラー23a,23bを透過した通常の照明光であるB光は、フィールドレンズ23h及び入射側偏光フィルタ93aを介して液晶ライトバルブ25cに入射する。各液晶ライトバルブ25a〜25cは、入射した照明光の空間的強度分布を変調するための空間光変調装置であり、各液晶ライトバルブ25a〜25cにそれぞれ入射した3色の光は、これらでそれぞれ入力画像に応じて変調される。その際、各液晶ライトバルブ25a〜25cの前段に配置された入射側偏光フィルタ91a〜93aによって、各液晶ライトバルブ25a〜25cに入射する照明光の偏光方向が正確に調整される。また、各液晶ライトバルブ25a〜25cの直後に配置された射出側偏光フィルタ91b〜93bによって、各液晶ライトバルブ25a〜25cから射出される変調光から所定の偏光方向(各液晶ライトバルブ25a〜25cをノーマリオンのモードで動作させる場合、例えばR光やB光ではP偏光の偏光方向、G光ではS偏光の偏光方向)のみの変調光が取り出される。
The
なお、第1光源装置21が故障してその動作が停止し、第1光源装置21が起動直後で輝度不十分であり、或いは第1光源装置21を強制的に休止状態としている場合において、第2光源装置24に設けた補助光源24aを動作させている場合、補助光源24aから出力された補助光であるR’光は、反射ミラー23iの裏面RSを介してR光の光路上に導入され、R光同様にフィールドレンズ23fを介して液晶ライトバルブ25aに入射する。つまり、第2光源装置24を動作させた場合、液晶ライトバルブ25aが通常とは異なるR’光によって照明され、このようなR’光の補助光を変調することができる。この際、液晶ライトバルブ25aでは、P偏光の照明光を入射させてP偏光の像光を取り出すことになるので、第1光源装置21を動作させている通常モードの変調状態と異なる動作を行う必要がある。例えば、通常モードにおいて液晶ライトバルブ25aをノーマリオン状態で動作させている場合、補助光源モードにおいて液晶ライトバルブ25aをノーマリオフ状態で動作させる必要があり、逆に、通常モードにおいて液晶ライトバルブ25aを通常ノーマリオフ状態で動作させている場合、補助光源モードにおいて液晶ライトバルブ25aをノーマリオン状態で動作させる必要がある。前者の場合、通常モードでの動作時に、電圧印加のない状態で高透過率の白を表現することになるので、第1光源装置21の代わりに第2光源装置24を動作させた補助光源モードでは、画素信号すなわち液晶ライトバルブ25aに印加する信号を反転させてノーマリオフ状態で動作させることにより、結果的に入力画像信号に対する表示の白黒反転を防止できる。具体的には、画像処理部40の動作を変更することによって駆動回路42延いては液晶ライトバルブ25aに出力する画素信号を予め反転することで、補助光源モードでの正常な表示を確保することができる。
In the case where the first
クロスダイクロイックプリズム27は、光合成光学系であり、R光反射用の誘電体多層膜27aとB光反射用の誘電体多層膜27bとを直交させた状態で内蔵するものであり、第1の液晶ライトバルブ25aからのR光若しくはR’光を誘電体多層膜27aで反射して進行方向右側に射出させ、第2の液晶ライトバルブ25bからのG光を誘電体多層膜27bを介して直進・射出させ、第3の液晶ライトバルブ25cからのB光を誘電体多層膜27bで反射して進行方向左側に射出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム27で合成された合成光は、投射光学系である投射レンズ29に入射する。
The cross
画像処理部40は、駆動回路42を介して光変調部25に設けた各液晶ライトバルブ25a〜25cに対して駆動信号を出力する。画像処理部40には、パーソナルコンピュータからのデジタル画像信号とビデオ再生装置等からのビデオ画像信号とが切替装置61を介して選択的に入力される。また、画像処理部40には、制御装置50からのプロジェクタ10の動作状況等に関連する制御情報に関する画像データが入力される。
The
制御装置50は、補助光源駆動回路24sや主光源駆動回路31に制御信号を出力して、第1光源装置21に設けた光源ランプ21aを適当なタイミングで発光させてR光を射出させ、或いは第2光源装置24に設けた補助光源24aを適当なタイミングで発光させてR’光を射出させる。また、制御装置50は、画像処理部40を介して駆動回路42に制御信号を出力して、各液晶ライトバルブ25a〜25cに投射画像の輝度に対応する2次元的な偏光特性分布を形成させる。なお、制御装置50は、光源センサ62を有しており、光源ランプ21aの破損等の動作不良や輝度不足を検出することができる。例えば、光源センサ62が光源ランプ21aの動作不良を検出した場合、制御装置50は、主光源駆動回路31への給電を停止するとともに補助光源駆動回路24sへの給電を開始して、第1光源装置21の作動状態(通常モード)から第2光源装置24の作動状態(補助光源モード)に切替える。また、プロジェクタ10がデジタル放送用TV等として実現されている場合、通常ラジオ放送を受信するオーディオモードでの動作に際して、低電力で現在のチャンネルや動作状態等の付属情報をスクリーンに表示する。この際、プロジェクタ10の動作は、上述と同様の通常モードから補助光源モードに切り替わり、制御装置50は、液晶ライトバルブ25aのみを動作させて、R’光による画像表示を行わせる。以上のような補助光源モードにおいて、R’光による表示に必要な画像データは、制御装置50にて適宜準備される。具体的には、現在使用している光源ランプ21aの破損を警告するとともに新たな光源ランプ21aへの交換を促す表示、オーディオモードでの正常動作を知らせる表示、オーディオモードにおけるラジオ・チャンネルの表示、起動直後でランプ輝度が十分でないが正常に動作している準備乃至待機状態であることの表示等の画像データが制御装置50内に設けたメモリから読み出される。なお、起動直後でランプ輝度が十分でないが正常に動作している準備状態であることの表示を行う場合、第1光源装置21のいずれかに機械的なシャッタを設けて光源ランプ21aを点灯しつつも、ノイズとなる照明光の光分割光学系23への入射を回避する。
The
以下、図1のプロジェクタ10の動作について説明する。第1光源装置21からの光源光は、光分割光学系23に設けた第1及び第2ダイクロイックミラー23a,23bによって色分割され、対応する液晶ライトバルブ25a〜25cに各色の照明光としてそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ25a〜25cは、外部からの画像信号によって変調されて2次元的屈折率分布を有しており、照明光を2次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶ライトバルブ25a〜25cで変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム27で合成されて投射レンズ29に入射する。投射レンズ29に入射した像光は、不図示のスクリーンにカラー画像として投影される。以上は通常モードでの動作の説明であったが、第1光源装置21が故障してその動作が停止し、或いは第1光源装置21を休止状態としている補助光源モードにおいては、第2光源装置24に設けた補助光源24aを点灯状態とする。この場合、補助光源24aから射出されたR’光は、反射ミラー23iを透過して対向する液晶ライトバルブ25aに補助の照明光として入射する。この液晶ライトバルブ25aは、単独で動作して補助の照明光を2次元空間的に画素単位で変調する。このように、液晶ライトバルブ25aで変調された補助光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム27を経て投射レンズ29に入射する。投射レンズ29に入射した色R’の像光は、不図示のスクリーン上に投影される。つまり、プロジェクタ10が通常モードで動作する場合、カラー画像がスクリーン上に投射されるが、プロジェクタ10が補助光源モードで動作する場合、赤色の単色画像がスクリーン上に投射されることになる。なお、補助光源モードでスクリーン上に投射される画像は、光源ランプ21aの破損の警告、始動時の点灯準備状態等、補助光源モードに対応するものとなっている。
Hereinafter, the operation of the
以上の説明では、補助光源24aによって液晶ライトバルブ25aの全面を照明するものとして説明を行ったが、補助光源24aからのR’光を液晶ライトバルブ25aの被照明領域の中央、四隅のいずれか、上部、下部等の一部領域に入射させることもできる。この場合、液晶ライトバルブ25a全体を照明しないので、LED24eの出力が低い場合であっても、スクリーン上での表示の輝度を十分に高くすることができる。
In the above description, the auxiliary
〔第2実施形態〕
図2は、第2実施形態のプロジェクタを説明する図である。第2実施形態のプロジェクタは、第1実施形態のプロジェクタを変形したものであり、同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a diagram illustrating the projector according to the second embodiment. The projector according to the second embodiment is a modification of the projector according to the first embodiment, and the same portions are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
本実施形態のプロジェクタ110は、第2光源装置124として、R’光用の補助光源24aの他に、B’光用の補助光源24cも備える。この補助光源24cは、LED24gと、凹面反射鏡24hと、集光レンズ24iと、偏光フィルタ95cとを備える。ここで、LED24gは、補助光源駆動回路24sに駆動されて、第1光源装置21が発生する色Bに対応するが多少異なる色B’の補助光を適当なタイミングで発光する。
The
一方、光分割光学系23に設けた反射ミラー123kは、補助光導入手段としても動作する偏光分離型の偏向ミラーである。つまり、補助光源24cから射出された色B’の補助光は、反射ミラー123kを介して光分割光学系23におけるB光の光路上に導かれる。具体的に説明すると、LED24gからのB’光は、偏光フィルタ95cでP偏光とされ、反射ミラー23iでの正規の反射射出光であるB光の射出方向に略平行な状態で反射ミラー23iに裏面側から入射する。このように反射ミラー23iに入射したB’光は、P偏光のまま反射ミラー23iを透過して、反射ミラー23iの表面側で反射されるS偏光としてのB光の射出方向に略平行に進行し、通常の照明光であるB光の光路に結合されることになる。
On the other hand, the
この場合、補助光源24cから射出したB’光は、反射ミラー123kを透過して対向する液晶ライトバルブ25cに補助の照明光として入射する。この液晶ライトバルブ25cはB’色の補助の照明光を2次元空間的に画素単位で変調する。なお、補助光源24cを点灯させた補助光源モードにおいて、B’色の変調は通常の変調モードを反転させたものとなるが、駆動回路42から出力させる信号をオン・オフ反転させるだけで表示輝度の反転を回避できる。一方、他の補助光源24aから射出したR’光は、反射ミラー23iを経て液晶ライトバルブ25aに入射し、ここで2次元空間的に画素単位で変調される。つまり、プロジェクタ10が補助光源モードで動作する場合、赤色及び青色の2色画像がスクリーン上に投射されることになる。
In this case, the B ′ light emitted from the auxiliary
〔第3実施形態〕
図3は、第3実施形態のプロジェクタを説明する図である。第3実施形態のプロジェクタは、第2実施形態のプロジェクタをさらに変形したものである。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a diagram illustrating the projector according to the third embodiment. The projector according to the third embodiment is a further modification of the projector according to the second embodiment.
本実施形態のプロジェクタ210は、第2光源装置224として、R’光用の補助光源24a及びB’光用の補助光源24cの他に、G’光用の補助光源24bを備える。この補助光源24bは、LED24fと、凹面反射鏡24hと、集光レンズ24iと、偏光フィルタ95bとを備える。ここで、LED24fは、補助光源駆動回路24sに駆動されて、第1光源装置21が発生する色Gに対応するが多少異なる色G’の補助光を適当なタイミングで発光する。
The
一方、光分割光学系23に設けた第2ダイクロイックミラー123bは、補助光導入手段としても動作する偏光分離型のダイクロイックミラーである。つまり、補助光源24bから射出された色G’の補助光は、第2ダイクロイックミラー123bを介して光分割光学系23の光路上に導かれる。具体的に説明すると、LED24fからのG’光は、偏光フィルタ95bでP偏光とされ、第2ダイクロイックミラー123bでの反射分岐光であるG光の射出方向に略平行な状態で第2ダイクロイックミラー123bに裏面側から入射する。このように第2ダイクロイックミラー123bに入射したG’光は、P偏光のまま第2ダイクロイックミラー123bを透過して、第2ダイクロイックミラー123bの表面側で反射されるS偏光としてのB光の射出方向に略平行に進行し、通常の照明光であるG光の光路に結合されることになる。
On the other hand, the second
この場合、補助光源24bから射出したG’光は、第2ダイクロイックミラー123bを透過してλ/2板23dによってP偏光からS偏光に変換された後、対向する液晶ライトバルブ25bに補助の照明光として入射する。この液晶ライトバルブ25bはG’色の補助の照明光を2次元空間的に画素単位で変調する。なお、補助光源24bを点灯させた補助光源モードにおいて、G’色の変調は通常の変調モードを反転させたものとなるが、駆動回路42から出力させる信号をオン・オフ反転させるだけで表示輝度の反転を回避できる。一方、他の一対の補助光源24a,24cから射出したR’光及びB’光は、反射ミラー23i,123kを経て液晶ライトバルブ25a,25cにそれぞれ入射し、ここで2次元空間的に画素単位で変調される。つまり、プロジェクタ10が補助光源モードで動作する場合、赤色、青色、及び緑色からなるカラー画像がスクリーン上に投射されることになる。
In this case, the G ′ light emitted from the auxiliary
図4は、第2ダイクロイックミラー123bの透過反射特性を概念的に説明するグラフである。グラフからも明らかなように、S偏光のG色は、図3に示す第2ダイクロイックミラー123bで反射されてG光用の液晶ライトバルブ25bを照明し、一方、P偏光のG’色は、第2ダイクロイックミラー123bを透過してG光用の液晶ライトバルブ25bを照明する。つまり、補助光源24bから射出されるG’光の波長域は、S偏光とP偏光のエッジ波長の間に設定されている。
FIG. 4 is a graph conceptually illustrating the transmission / reflection characteristics of the second
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第1実施形態のプロジェクタ10では、補助光源モードにおいて、R’光による赤色の表示を行っているが、上記第2実施形態のプロジェクタ110において、R’光用の補助光源24aを除けば、補助光源モードにおいて、B’光による青色の表示を行うことができる。
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the
また、上記第3実施形態のプロジェクタ210では、補助のG’光を、光分割光学系23の光学的要素である第2ダイクロイックミラー123bを介して、光分割光学系23で分割後のG光の光路(つまり、第2ダイクロイックミラー123bの反射光射出側)に導入しているが、光分割光学系23で分割されたG光が光分割光学系23の光学的要素である光路折曲用の反射ミラーを介してG光用の液晶ライトバルブ25bに入射するような光学配置とした場合(つまり、G光についても光線折曲用の反射ミラーが存在する場合)、このような反射ミラーを介してG’光を分割後のG光の光路に導くことができる。
In the
また、上記第3実施形態のプロジェクタ210では、反射ミラー23i,123kや第2ダイクロイックミラー123bを介してR’光、B’光、若しくはG’光の補助光を導入しているが、分割後のR光、B光、若しくはG光の光路上に斜め方向からR’光、B’光、若しくはG’光を導入して各液晶ライトバルブ25a〜25cを照明することもでき、この場合照明効率は低下するものの、反射ミラー23i,123kや第2ダイクロイックミラー123bを偏光分離型の多層膜で構成する必要がなくなる。
In the
また、上記第3実施形態のプロジェクタ210では、補助光源モードで光源ランプ21aの破損の警告、ラジオ放送受信に対応するチャンネルの表示等を行っているが、第2光源装置224を動作させる場合にも、通常モードの場合と同様にビデオ信号等として入力されたカラー画像を投射することができる。
In the
10…プロジェクタ、 21…第1光源装置、 21a…光源ランプ、 23…光分割光学系、 23a…第1ダイクロイックミラー、 23b…第2ダイクロイックミラー、 23i〜23k…反射ミラー、 24 第2光源装置、 24a…補助光源、 24s…補助光源駆動回路、 25…光変調部、 25a〜25c…液晶ライトバルブ、 27…クロスダイクロイックプリズム、 29…投射レンズ、 31…主光源駆動回路、 40…画像処理部、 50…制御装置、 91a〜93a…入射側偏光フィルタ、 91b〜93b…射出側偏光フィルタ、 95a〜95c…偏光フィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1光源装置からの光源光を分割して各色の照明光とする光分割光学系と、
前記光分割光学系から射出された各色の照明光によって照明される各色ごとの複数の光変調装置と、
前記複数の光変調装置からの各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、
前記光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系と、
補助光を発生する第2光源装置と、
前記第2光源装置からの前記補助光を前記光分割光学系の光路上に導入する補助光導入手段と
を備えるプロジェクタ。 A first light source device for generating light source light;
A light splitting optical system that splits light source light from the first light source device into illumination light of each color;
A plurality of light modulators for each color illuminated by illumination light of each color emitted from the light splitting optical system;
A light combining optical system for combining and emitting image light of each color from the plurality of light modulation devices;
A projection optical system for projecting the image light combined through the light combining optical system;
A second light source device for generating auxiliary light;
A projector comprising: auxiliary light introducing means for introducing the auxiliary light from the second light source device onto an optical path of the light splitting optical system.
The projector according to claim 1, wherein the second light source device includes at least one solid-state light source.
Priority Applications (1)
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| JP2003347122A JP2005114914A (en) | 2003-10-06 | 2003-10-06 | projector |
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-
2003
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