JP2000347137A - プロジェクター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入射光線の偏光軸を変化させて光量を調整
し、輝度を補正する。 【解決手段】 液晶表示パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの前後
に偏光手段２Ｒ：３Ｒ、２Ｇ：３Ｇ、２Ｂ：３Ｂが設け
られ、入力端子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂからの３原色の映像信
号によって画像が形成される。また光源手段５からの光
線が偏光ビームスプリッタ６、ミラー７、１／２波長板
８で光線の偏光軸が一方向に変換される。そしてこの光
線が、例えば１／２波長板からなる偏光軸可変手段９に
入射され、この偏光軸可変手段９が例えばモータ１０に
より回転されて入射光線の偏光軸が変化される。この出
射光線がダイクロイックミラー１１Ｒ、１１Ｇ、１１
Ｂ、ミラー１２Ｒ、１２Ｂで反射されて液晶パネル１
Ｒ、１Ｇ、１Ｂに入射され、形成された映像光がクロス
ダイクロイックプリズム１３で合成され、投射レンズ１
４を通じてスクリーン１５に投射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透過光量制御手段
（例えば液晶表示装置）からの表示光をスクリーンに投
射して表示を行うようにしたプロジェクター装置に関す
る。詳しくは、透過光量制御手段に入射される光線の偏
光軸を任意に変更して表示の輝度を調整できるようにし
たものである。これにより、例えば複数の透過光量制御
手段による表示を組み合わせて大形の表示を行う場合
に、各々の表示の輝度を均一に調整することができる。

【０００２】

【従来の技術】例えば映像信号によって形成される表示
光を投射するプロジェクター装置においては、表示光の
形成手段として従来からの陰極線管に代わって、地磁気
等の影響のない透過光量制御手段、例えば液晶表示装置
を使用する装置が実用化されている。その場合にこの種
の透過光量制御手段は、一般的に自発光でないために、
表示光を得るための光源手段（ランプ）が別途必要とさ
れる。すなわち光源手段からの光線を透過光量制御手段
に入射して表示光を形成するものである。

【０００３】ところで上述の光源手段としてランプを用
いている場合には、一般的にランプの出力光量の変動が
極めて大きいものである。またこのようなランプは寿命
が短く、一定の使用時間の経過ごとに交換が必要とされ
る。そしてこのようなランプの交換を行うと、上述の出
力光量が大幅に変動されて、形成される表示光の輝度が
大幅に変化されることになる。しかしながらこのような
表示輝度の変化は、装置の信頼性を著しく損なう恐れを
生じるものである。

【０００４】さらに上述のようにして形成される表示光
による表示を、例えば４〜１６個縦横に組み合わせて大
画面の表示を形成することが行われている。その場合に
上述のような表示輝度の変化が生じていると、形成され
る大画面の部分ごとに輝度や色調が変化することにな
り、画面の全体が極めて見苦しいものになってしまう。
すなわちこのように表示を組み合わせて大画面の表示を
形成している場合には、特に隣接する表示の間で輝度や
色調を揃える必要が生じるものである。

【０００５】そこでこのような表示の輝度や色調を揃え
るためには、上述の表示光の変動を補正する手段が必要
とされる。しかしながらこのような調整を例えば映像信
号のレベルを調整して液晶表示装置で補正することは、
液晶表示のダイナミックレンジが狭いことから困難なも
のである。一方、光源手段の光量を調整することも考え
られるが、発光効率等の点で一般的に用いられている放
電式のランプの場合には、例えば点灯回路で光量を調整
することは困難とされているものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この出願はこのような
点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問
題点は、従来の装置では例えば表示の輝度が変動したと
きに、これを適切に補正する手段が発明されていなかっ
たというものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、透過光量制御手段に入射される光線の偏光軸を任意
に変更する偏光軸可変手段を設けるようにしたものであ
って、これによれば、光線の偏光軸を制御することによ
り透過光量制御手段の入射側に設けられる偏光手段との
共同で光量を調整することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】すなわち本発明は、光源手段と透
過光量制御手段とからなるプロジェクター装置であっ
て、透過光量制御手段は少なくとも光源手段からの光線
の入射側に所定の偏光軸の偏光手段を有し、光源手段か
らの光線の経路に偏光手段の偏光軸に一致する直線偏光
に光線を変換する偏光変換手段を設けると共に、偏光変
換手段と偏光手段との間に光線の偏光軸を任意に変更す
る偏光軸可変手段を設けてなるものである。

【０００９】以下、図面を参照して本発明を説明する
に、図１は本発明を適用したプロジェクター装置の一実
施形態を示す構成図である。なおここで説明する実施形
態は、例えば透過光量制御手段として液晶表示装置を使
用した、いわゆる液晶プロジェクター装置を示したもの
である。そこで図１においては、例えば赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色に対応する３個の液晶表示装
置が設けられている。

【００１０】これらの液晶表示装置には、例えば液晶画
素がマトリクス状に設けられた液晶表示パネル１Ｒ、１
Ｇ、１Ｂと、その前後に偏光軸がクロスニコルにされた
偏光手段２Ｒ：３Ｒ、２Ｇ：３Ｇ、２Ｂ：３Ｂが設けら
れている。そしてこれらの液晶表示パネル１Ｒ、１Ｇ、
１Ｂに、例えば入力端子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂからの３原色
の映像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が供給されることによって、
これらの信号に応じて各液晶画素を通過される光線の偏
光軸が変化され、偏光手段２Ｒ：３Ｒ、２Ｇ：３Ｇ、２
Ｂ：３Ｂ間で明暗の画像が形成されるものである。

【００１１】また例えば放電式のランプからなる光源手
段５が設けられる。この光源手段５で発生される光線が
例えば光線の垂直偏光成分と水平垂直偏光成分とを分離
する偏光ビームスプリッタ６に入射され、例えば光線の
垂直偏光成分は偏光ビームスプリッタ６を通過されると
共に、光線の水平成分は偏光ビームスプリッタ６で反射
されて図面の右方に取り出される。さらにこの右方に取
り出された光線の水平成分は、ミラー７で垂直偏光成分
と同じ方向に反射されると共に、１／２波長板８を通過
されることによって光線の偏光軸が水平から垂直に変換
される。

【００１２】そしてこれらの偏光ビームスプリッタ６及
び１／２波長板８を通過された光線が合成されて（合成
手段は省略）、例えば１／２波長板からなる偏光軸可変
手段９に入射される。さらにこの偏光軸可変手段９は、
例えばモータ１０によって光線と平行な回転軸で回転さ
れる。ここで１／２波長板は、例えば雲母ような結晶を
光軸がカッティング軸に含まれるように板状に切り出し
たものであって、この光軸と入射光線の偏光軸との関係
によって、入射光線の偏光軸を元の軸に対して０〜±９
０度に変化させることができるものである。

【００１３】さらにこの偏光軸可変手段９からの出射光
線が、例えば赤の光線を分離するダイクロイックミラー
１１Ｒに入射され、このダイクロイックミラー１１Ｒか
らの赤の反射光線がミラー１２Ｒで反射されて赤の原色
信号（Ｒ）に供給される液晶パネル１Ｒに入射される。
そしてこの液晶パネル１Ｒでは、入射された光線の偏光
軸が原色信号（Ｒ）に応じて変化され、この偏光軸の変
化が偏光手段２Ｒ：３Ｒ間で明暗の変化にされて、原色
信号（Ｒ）に対応する映像光が形成される。

【００１４】また、ダイクロイックミラー１１Ｒを透過
した光線が緑の光線を分離するダイクロイックミラー１
１Ｇに入射され、このダイクロイックミラー１１Ｇから
の緑の反射光線が緑の原色信号（Ｇ）を表示する液晶パ
ネル１Ｇに入射される。そしてこの液晶パネル１Ｇで
は、入射された光線の偏光軸が原色信号（Ｇ）に応じて
変化され、この偏光軸の変化が偏光手段２Ｇ：３Ｇ間で
明暗の変化にされて、原色信号（Ｇ）に対応する映像光
が形成される。

【００１５】また、ダイクロイックミラー１１Ｇを透過
した光線が青の光線を分離するダイクロイックミラー１
２Ｂ、及びミラー１２Ｂで反射されて青の原色信号
（Ｂ）を表示する液晶パネル１Ｂに入射される。そして
この液晶パネル１Ｂでは、入射された光線の偏光軸が原
色信号（Ｂ）に応じて変化され、この偏光軸の変化が偏
光手段２Ｂ：３Ｂ間で明暗の変化にされて、原色信号
（Ｂ）に対応する映像光が形成される。このようにして
それぞれ原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に応じて変調された映
像光が形成される。

【００１６】さらに液晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂで形成
された原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の映像光がクロスダイク
ロイックプリズム１３に入射されて、これらの映像光が
合成される。そしてこの合成された映像光が投射レンズ
１４を通じてスクリーン１５に投射される。このように
して、例えば入力端子４Ｒ、４Ｇ、４Ｂに供給される
赤、緑、青の３色の原色信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に応じた映
像光が液晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂで形成され、この形
成された映像光が合成されてスクリーン１５に投射され
る。

【００１７】そしてこの装置において、偏光軸可変手段
９を例えばモータ１０で回転することにより、通過され
る光線の偏光軸が回転され、これによって形成される映
像光の輝度が変化される。

【００１８】すなわち図２において、偏光軸可変手段９
は例えばモータ１０によって光線と平行な回転軸で回転
される。そこで例えば偏光軸可変手段９に入射される光
線の偏光軸が垂直で、この軸が偏光軸可変手段９の光軸
（１／２波長板の高速軸または低速軸）と一致している
場合には、この光線の偏光軸は変化されずに偏光軸可変
手段９から出射される。そして例えば液晶パネル１Ｒ、
１Ｇ、１Ｂの前に設けられる偏光手段２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ
の偏光軸が垂直であれば、光線はこの偏光手段２Ｒ、２
Ｇ、２Ｂを１００％通過されることになる。

【００１９】これに対して偏光軸可変手段９の光軸が角
度θ回転されると、この偏光軸可変手段９から出射され
る光線の偏光軸は角度２θ変化される。そして例えば液
晶パネル１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの前に設けられる偏光手段２
Ｒ、２Ｇ、２Ｂの偏光軸が垂直であれば、光線は上述の
角度２θの分減じられて偏光手段２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを通
過される。すなわちこの角度２θが０度のとき光線は偏
光手段２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを１００％通過され、角度２θ
が９０度になると光線は偏光手段２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを全
く通過されないことになる。

【００２０】そこで例えば上述のモータ１０で偏光軸可
変手段９の光軸を０〜４５度に回転させることによっ
て、出射される光線の偏光軸を０〜９０度に変化させ
て、偏光手段２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを通過される光線の光量
を１００％から０％にまで制御することができる。そし
てこの偏光手段２Ｒ、２Ｇ、２Ｂを通過される光量の制
御によって、形成される映像光の輝度を変化させること
ができるものである。

【００２１】従ってこの装置において、透過光量制御手
段に入射される光線の偏光軸を任意に変更する偏光軸可
変手段を設けることによって、光線の偏光軸を制御する
ことにより透過光量制御手段の入射側に設けられる偏光
手段との共同で光量を調整することができる。これによ
って、従来の装置では例えば表示の輝度が変動したとき
に、これを適切に補正することができなかったものを、
本発明によればこれらの問題点を容易に解消することが
できるものである。

【００２２】さらに上述の装置において、上述のように
して形成される表示を、例えば図３に示すように４〜１
６個縦横に組み合わせて大画面の表示を形成することが
できる。その場合に上述のように表示輝度の変化が補正
されることによって、形成される大画面の部分ごとの輝
度や色調の変化を補正することができ、画面の全体の均
一性を向上させることができるものである。

【００２３】なお図３の場合には、例えば輝度の一番下
がっている右から２列目最下の表示に対しては光源ラン
プの交換を行う。そして残っている表示の中で輝度の一
番低いものの輝度が最大になるように調整を行い、さら
にこれによって得られた輝度に合わせて、他の表示のそ
れぞれの輝度の調整を行う。このようにして画面の全体
の輝度を均一にさせることができる。

【００２４】すなわちこのように表示を組み合わせて大
画面の表示を形成している場合に、特に隣接する表示の
間で輝度や色調を揃えることによって、全体の大画面を
見やすいものにすることができる。そして上述の装置に
よれば、このような表示輝度の変化の補正を、１／２波
長板とその回転手段（モータ１０）による偏光軸可変手
段９を設けるだけの極めて簡単な構成で実現することが
できるものである。

【００２５】こうして上述のプロジェクター装置によれ
ば、光源手段と透過光量制御手段とからなり、透過光量
制御手段は少なくとも光源手段からの光線の入射側に所
定の偏光軸の偏光手段を有し、光源手段からの光線の経
路に偏光手段の偏光軸に一致する直線偏光に光線を変換
する偏光変換手段を設けると共に、偏光変換手段と偏光
手段との間に光線の偏光軸を任意に変更する偏光軸可変
手段を設けることにより、光量を調整して表示の輝度を
任意に補正することができるものである。

【００２６】なお本発明は、上述の説明した実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱するこ
となく種々の変形が可能とされるものである。

【００２７】

【発明の効果】従って請求項１の発明によれば、透過光
量制御手段に入射される光線の偏光軸を任意に変更する
偏光軸可変手段を設けることによって、光線の偏光軸を
制御することにより透過光量制御手段の入射側に設けら
れる偏光手段との共同で光量を調整することができるも
のである。

【００２８】これによって、従来の装置では例えば表示
の輝度が変動したときに、これを適切に補正することが
できなかったものを、本発明によればこれらの問題点を
容易に解消することができるものである。

【００２９】また、請求項２の発明によれば、偏光軸可
変手段を調整して光源手段の光量を調節し、透過光量制
御手段による表示の輝度を調整することによって、光量
を調整して表示の輝度を調整することができるものであ
る。

【００３０】また、請求項３の発明によれば、複数の透
過光量制御手段による表示を組み合わせて単一の表示を
行うことによって、複数の透過光量制御手段に入射され
る光量をそれぞれ調整することができるものである。

【００３１】また、請求項４の発明によれば、透過光量
制御手段による表示を組み合わせて単一の表示を行う場
合に、偏光軸可変手段を調整して各々の光源手段の光量
を調節することによって、単一の表示の輝度を均一に調
整することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用されるプロジェクター装置の一実
施形態の構成図である。

【図２】その動作の説明のための図である。

【図３】本発明のプロジェクター装置を用いた大画面表
示の説明のための図である。

【符号の説明】

１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…液晶表示パネル、２Ｒ，２Ｇ，２
Ｂ，３Ｒ，３Ｇ，３Ｂ…偏光手段、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…
入力端子、５…光源手段、６…偏光ビームスプリッタ、
７…ミラー、８…１／２波長板、９…偏光軸可変手段、
１０…モータ、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…ダイクロイッ
クミラー、１２Ｒ，１２Ｂ…ミラー、１３…クロスダイ
クロイックプリズム、１４…投射レンズ、１５…スクリ
ーン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段と透過光量制御手段とからなる
   プロジェクター装置であって、 前記透過光量制御手段は少なくとも前記光源手段からの
   光線の入射側に所定の偏光軸の偏光手段を有し、 前記光源手段からの光線の経路に前記偏光手段の偏光軸
   に一致する直線偏光に前記光線を変換する偏光変換手段
   を設けると共に、 前記偏光変換手段と前記偏光手段との間に前記光線の偏
   光軸を任意に変更する偏光軸可変手段を設ける、 ことを特徴とするプロジェクター装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプロジェクター装置にお
   いて、 前記偏光軸可変手段を調整して前記光源手段の光量を調
   節し、 前記透過光量制御手段による表示の輝度を調整する、 ことを特徴とするプロジェクター装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のプロジェクター装置にお
   いて、 複数の前記透過光量制御手段による表示を組み合わせて
   単一の表示を行う、ことを特徴とするプロジェクター装
   置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のプロジェクター装置にお
   いて、 前記透過光量制御手段による表示を組み合わせて単一の
   表示を行う場合に、 前記偏光軸可変手段を調整して各々の前記光源手段の光
   量を調節する、 ことを特徴とするプロジェクター装置。