JPH0772450A - 投射型表示装置 - Google Patents

投射型表示装置

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JPH0772450A
JPH0772450A JP5221969A JP22196993A JPH0772450A JP H0772450 A JPH0772450 A JP H0772450A JP 5221969 A JP5221969 A JP 5221969A JP 22196993 A JP22196993 A JP 22196993A JP H0772450 A JPH0772450 A JP H0772450A
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light
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projection type
light source
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Tetsuya Hamada
哲也 浜田
Toshihiro Suzuki
敏弘 鈴木
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、明るさを優先した表示又は色再現
性を優先した表示を1台の装置で実現できる投射型表示
装置を提供することを目的としている。 【構成】 光源光の色分離又は合成を行う第1光学素子
DM1〜4、光強度変調又は光位相変調を行う液晶パネ
ルユニット部P1〜7、及び各色光をスクリーンに投射
する投射光学素子3,11〜13を有している投射型表
示装置本体に対して、光源部1を脱着可能にしている。
従って、使用目的に適合した光源部を容易に組み合わせ
ることができる。また、投射型表示装置本体7又は光源
部1に、波長によって分光特性の異なる第2光学素子D
Fを更に設けているので、光源光のスペクトルを変化さ
せ、色純度を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオ表示、大画面表
示などに使用される投射型表示装置に関する。
【0002】近年、画像処理などの分野において表示装
置の使用目的が多様化しており、このため使用目的に合
わせて最適な色純度、色バランス、照度等が得られる表
示装置が求められている。
【0003】
【従来の技術】図12に、従来の投射型表示装置の構成
を示し、図13に、各ダイクロイックミラーDM1〜4
の分光透過率を示す。
【0004】図12において、光源部1から射出された
白色光は、UV/IRカットフィルタ2によって紫外線
光及び赤外線光が遮断された後、図13(a)に示す分
光透過率を呈するダイクロイックミラーDM1によって
青色帯域Bの光は透過し、緑から赤色帯域光は反射され
る。一般に光源としては、ハロゲンランプ、メタルハラ
イドランプ等が使用され、色分離・合成光学素子として
は、ダイクロイックミラーのほかダイクロイックプリズ
ム等が使用される。
【0005】ダイクロイックミラーDM1を透過した青
色帯域光は全反射ミラーM1によって光路を90度変
え、集光レンズL1を介して液晶パネルP1に入射し、
ここで入力信号に応じて光変調される。光変調された光
は、図13(c)に示す分光透過率を呈するダイクロイ
ックミラーDM3に入射する。図13(c)よりダイク
ロイックミラーDM3は赤帯域光以外を透過させる特性
を有しているため、変調後の青色帯域光はそのままダイ
クロイックミラーDM3を透過し、図13(d)に示す
分光透過率を呈するダイクロイックミラーDM4に入射
する。図13(d)よりダイクロイックミラーDM4は
緑色帯域以外の光は反射させる特性を有しているため、
青色帯域光はダイクロイックミラーDM4によって反射
され、光路を90度変えて投射レンズ3に入射する。
【0006】一方、ダイクロイックミラーDM1によっ
て反射され、光路を90度変えた緑〜赤色帯域光は図1
3(b)に示す分光透過率を示すダイクロイックミラー
DM2に入射する。図13(b)より、ダイクロイック
ミラーDM2は赤色帯域光Rを反射する特性を有してい
るため、ここで赤色帯域光は反射され、その光路を90
度変え、集光レンズL2を介して液晶パネルP2に入射
し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調され
た赤色帯域光はダイクロイックミラーDM3に入射す
る。ダイクロイックミラーDM3は赤色帯域光を反射す
る分光透過率を有しているため、ここで反射され、光路
を90度変えてダイクロイックミラーDM4に入射す
る。ダイクロイックミラーDM4は緑色帯域光以外の光
を反射させる特性を有しているため、赤色帯域光はダイ
クロイックミラーDM4によって反射され、その光路を
90度変えて投射レンズ3に入射する。
【0007】ダイクロイックミラーDM2を透過した緑
色帯域光は、集光レンズL3を介して液晶パネルP3に
入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調
された緑色帯域光は、全反射ミラーM2によってその光
路を90度変えてダイクロイックミラーDM4に入射す
る。ダイクロイックミラーDM4は緑色帯域光を透過す
る特性を有しているため、緑色帯域光はそのままダイク
ロイックミラーDM4を透過し、投射レンズ3に入射す
る。
【0008】そして、投射レンズに入射した光は、スク
リーン上に投影されて画像を形成する。なお、各液晶パ
ネルに隣接して設けられた集光レンズは、液晶パネルを
出た光が効率よく投射レンズに入るようにするためのも
のである。
【0009】このように構成された従来の投射型表示装
置において、各液晶パネルのコントラストが十分高い場
合、赤色帯域光の色純度は光源光のスペクトル特性とダ
イクロイックミラーDM1〜4の分光透過率とによって
決定され、緑色帯域光の色純度は光源光のスペクトル特
性とダイクロイックミラーDM1、DM2、DM4の分
光透過率によって決定され、青色帯域光の色純度は光源
光のスペクトル特性とダイクロイックミラーDM1、D
M3、DM4の分光透過率によって決定される。
【0010】以上のように、従来の投射型表示装置の構
成では、特定のランプを使用した場合、最適な色バラン
ス及び色純度が得られるように各光学素子の設計がなさ
れていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、投射型
表示装置の使用目的によっては、たとえ装置が大型にな
っても明るい表示が必要とされる場合、色純度が低下し
ても明るい表示が必要とされる場合などの様々な要求が
ある。これに対しては、ランプの種類又は電力を変える
ことによってある程度対応可能であるが、従来の投射型
表示装置の場合、ランプは装置本体内に固定されてお
り、上記要求に対応することができなかった。また、単
にランプのみを交換したとしても、そのランプのスペク
トル特性と各光学素子の分光特性とが対応しなくなり、
色純度、色バランスがくずれ、表示品質が著しく低下す
る可能性が大きかった。
【0012】そこで本発明は、明るさを優先した表示又
は色再現性を優先した表示を1台の装置で実現できる投
射型表示装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明による投射型表示装置は、光源光の色分離を行う
第1光学素子(DM1〜4)、光強度変調又は光位相変
調を行う液晶パネルユニット部(P1〜7)、及び各色
光をスクリーンに投射する投射光学素子(3,11〜1
3)を有している投射型表示装置本体と、当該投射型表
示装置本体(7)に対して着脱可能な光源部(1)と、
を備えていることを特徴としている。
【0014】更に本発明による投射型表示装置は、前記
投射型表示装置本体(7)又は前記光源部(1)が、波
長によって分光特性の異なる第2光学素子(DF)を更
に備えていることを特徴としている。
【0015】
【作用】上記本発明の構成によれば、光源光の色分離又
は合成を行う第1光学素子(DM1〜4)、光強度変調
又は光位相変調を行う液晶パネルユニット部(P1〜
7)、及び各色光をスクリーンに投射する投射光学素子
(3,11〜13)を有している投射型表示装置本体に
対して、光源部(1)を脱着可能にしている。従って、
使用目的に適合した光源部を容易に組み合わせることが
できる。
【0016】また、上記本発明の構成によれば、前記投
射型表示装置本体(7)又は前記光源部(1)に、波長
によって分光特性の異なる第2光学素子(DF)を更に
設けているので、光源光のスペクトルを変化させ、色純
度を向上させることができる。
【0017】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図面中、同一の構成部分には同一の参照番号を使用
する。
【0018】図1に、本発明による投射型表示装置の斜
視図を示す。本発明による投射型表示装置は、光源部1
と、投射装置本体7とを備えている。光源部1は、種類
(ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等)、セッテ
ィング条件(照度比、フロスト状態等)、電力(150
W,250W等)等が異なるランプを準備する。従っ
て、表示する画面の大きさや種類(フルカラー表示、大
画面表示等)、また部屋の環境によって明るさを優先し
た表示や色再現性を優先した表示など目的に応じて選択
できる。
【0019】投射装置本体7は、ランプ及びランプ点灯
用電源を除く光学系部品と、制御回路部と、制御回路用
電源とを備えている。投射装置本体7と光源部1とのイ
ンターフェース部4は、ランプ点灯用電源への入力電
源、ランプ点灯判別信号、温度モニタ信号等で構成され
る。光源部外装には通気孔が設けられており、投射装置
本体7に光源部1を組み込んだとき、投射装置本体7に
内蔵されているファンによって光源内部を冷却できるよ
うになっている。第1実施例 図2に、本発明の第1実施例による投射型表示装置の概
略構成を示す。第1実施例では、光源部1に、光源光の
スペクトル特性を変更する特性を有しているダイクロイ
ックフィルタDF、及びこのダイクロイックフィルタD
Fをランプの照射光路中に挿脱させる為の機構を設けて
いる。このダイクロイックフィルタDFをランプの照射
光路外へスライドさせることによって、光源光スペクト
ルを操作することなく、そのまま投射光学系本体に投射
させるとともに、ダイクロイックフィルタDFをランプ
照射光路内にスライドさせることによって、光源光のス
ペクトルを変更させ、色純度・色バランス等を変化させ
る。すなわち、ダイクロイックフィルタDFが照射光路
中に挿入されていないときに得られる色純度は、ダイク
ロイックフィルタDFが挿入されているときの色純度よ
りも低下する。従って、ダイクロイックフィルタDFが
挿入されているときは色純度の高い高品質な表示が可能
であり、小画面のビデオ表示等に適している。また、ダ
イクロイックフィルタDFが挿入されていないときは、
色純度はさほど高くはないが明るい表示となり、大画面
表示等に適している。
【0020】このように、ダイクロイックフィルタDF
を照射光路中に挿脱させる機構を設け、2種類の表示品
質を実現することができる。なお、ダイクロイックフィ
ルタDFの挿脱は手動で行うことも、動力発生機及び動
力伝達機を組み合わせて構成することも可能である。
【0021】図3に本発明の第1実施例による投射型表
示装置の詳細な構成を示し、図4に本発明に使用するダ
イクロイックフィルタDFの分光透過率を示し、図5
に、図3に使用されるダイクロイックフィルタDF及び
ダイクロイックミラーDM1〜4のカット波長(透過率
が50%となる波長)をまとめて示す。これらのカット
波長は、あるメタルハイライドランプを使用した場合の
設計例である。但し、これらの数値はあくまでも一例に
過ぎず、これらの値に限定されるものではい。光源の種
類に応じて種々の値を設定することができる。
【0022】図3に示す投射装置本体7内の光学系は、
図12に示す従来の投射型表示装置における光学系と同
一であるため詳細な説明は省略する。ダイクロイックミ
ラーDM1〜4の分光透過率についても、図13に示す
ものと同一である。
【0023】ここで、ダイクロイックフィルタDFが照
射光路中に挿入されていない場合、DM1,DM2,D
M3,DM4のカット波長によって決定される色純度
は、ビデオ表示において必要な色純度よりも低いが、大
画面表示においては十分な色純度に設定されている。ダ
イクロイックフィルタDFが照射光路中に挿入されてい
ない場合には、約490〜510nmの帯域光及び約5
70〜600nmの帯域光も投射光として利用してい
る。しかしながら、500nm近傍の光及び585nm
近傍の光は青純度、緑純度、赤純度をそれぞれ低下させ
る光である。
【0024】そこで、ビデオ表示など色純度の高い高品
質な表示が必要な場合には、ダイクロイックフィルタD
Fを照射光路中に挿入する。ダイクロイックフィルタD
Fを照射光路中に挿入すると、約490〜510nmの
帯域光及び約570〜600nmの帯域光が表示装置本
体7側へは射出されなくなり、青色帯域表示光として約
490nm以下の光が利用され、緑色帯域表示光として
約510〜570nmの光が利用され、赤色帯域表示光
として約600nm以上の投射光が利用される。
【0025】図6に、ダイクロイックフィルタDFの挿
入時及び未挿入時におけるランプのスペクトル特性を示
す。このようにダイクロイックフィルタDFを照射光路
中に挿入することで色純度を向上させることができる。
しかし、一般に色純度を低下させる光を遮断すると色純
度は向上するものの、光量が低下してしまう。上記ダイ
クロイックフィルタDFの場合、光量を大幅に低下させ
ずに色純度及び色バランスを確保できるようにカット帯
域及び透過率を設定している。
【0026】図7に、本発明の投射型表示装置に使用さ
れるダイクロイックフィルタDFの基板構成の一例を示
し、図8に、ダイクロイックフィルタDFの分光透過率
を示す。図7に示すダイクロイックフィルタDFの一方
の面には、図8(A)に示す約490〜510nmの帯
域光を反射する分光透過率を有するダイクロイックコー
ティング層DF1をコーティングし、他方の面には、図
8(B)に示す約570〜600nmの帯域光を反射す
る分光透過率を有するダイクロイックコーティング層D
F2をコーティングする。図8(A)及び図8(B)に
示すフィルタ特性を合成し、図8(C)に示す帯域フィ
ルタ特性、すなわち図4に示す分光透過率が得られる。
ここでは、1板の基板の両面にダイクロイックコーティ
ング層を設けているが、2枚の基板のそれぞれに分光透
過率の異なるコーティング層を設け、2枚を組み合わせ
ることもできる。更に、図8(A)又は図8(B)のい
ずれか一方の分光透過率を有するものをダイクロイック
フィルタDFとして用いれば、青色の色純度、又は赤色
の色純度のいずれかを向上させることができる。
【0027】なお、図3では、ダイクロイックフィルタ
DFと、これを光路中に挿脱可能な機構とを光源部1に
設けているが、図9に示すように投射装置本体7に設け
ることもできる。更に、図10に示すように、ダイクロ
イックフィルタDFと、これを光路中に挿脱可能な機構
とを光源部1に設ける場合において、ダイクロイックフ
ィルタDFを、ダイクロイックミラーDM1とダイクロ
イックミラーDM2との間に設けることもできる。但
し、この場合ダイクロイックフィルタDFの効果は赤色
帯域光と青色帯域光とに作用する。色分離順序及びダイ
クロイックフィルタDFの挿入場所はこれらに限定され
るものではない。
【0028】以上において、ダイクロイックフィルタD
Fについて説明したがこれに限定されるものではなく、
ダイクロイックミラーDMを用いることもできる。第2実施例 図11に、本発明の第2実施例による投射型表示装置の
構成を示す。
【0029】図11において、光源部1から射出された
白色光は、UV/IRカットフィルタ2によって紫外線
光及び赤外線光が遮断された後、ダイクロイックフィル
タDFを介して、又はこれを介さず、ダイクロイックミ
ラーDM2に入射する。第1実施例と同様に、光源とし
てはハロゲンランプ、メタルハライドランプ等が使用さ
れ、色分離・合成光学素子としては、ダイクロイックミ
ラーのほかダイクロイックプリズム等が使用される。
【0030】図13(b)に示す分光透過率を呈するダ
イクロイックミラーDM2によって赤色帯域Rの光は透
過し、青から緑色帯域光は反射される。ダイクロイック
ミラーDM1によって反射された赤色帯域光は、その光
路を90度変え、集光レンズL5を介して液晶パネルP
5に入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光
変調された光は、投射レンズ11に入射する。
【0031】一方、ダイクロイックミラーDM2を透過
した青〜緑色帯域光は図13(a)に示す分光透過率を
示すダイクロイックミラーDM1に入射する。図13
(a)より、ダイクロイックミラーDM1は青色帯域光
B以外を反射する特性を有しているため、ここで緑色帯
域光は反射され、その光路を90度変え、集光レンズL
6を介して、液晶パネルP6に入射し、ここで入力信号
に応じて光変調される。光変調された緑色帯域光は投射
レンズ12に入射する。
【0032】ダイクロイックミラーDM1を透過した青
色帯域光は、全反射ミラーM3によってその光路を90
度変え、集光レンズL7を介して、液晶パネルP7に入
射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調さ
れた緑色帯域光は投射レンズ13に入射する。
【0033】そして、投射レンズに入射した光は、スク
リーン上に投影されて画像を形成する。なお、各液晶パ
ネルに隣接して設けられた集光レンズは、液晶パネルを
出た光が効率よく投射レンズに入るようにするためのも
のである。
【0034】ここで、ダイクロイックフィルタDFが照
射光路中に挿入されていない場合、DM1及びDM2の
カット波長によって決定される色純度は、ビデオ表示に
おいて必要な色純度よりも低いが、大画面表示において
は十分な色純度に設定されている。ダイクロイックフィ
ルタDFが照射光路中に挿入されていない場合には、約
490〜510nmの帯域光及び約570〜600nm
の帯域光も投射光として利用している。しかしながら、
500nm近傍の光及び585nm近傍の光は青純度、
緑純度、赤純度をそれぞれ低下させる光である。
【0035】そこで、ビデオ表示など色純度の高い高品
質な表示が必要な場合には、ダイクロイックフィルタD
Fを照射光路中に挿入する。ダイクロイックフィルタD
Fを照射光路中に挿入すると、約490〜510nmの
帯域光及び約570〜600nmの帯域光が表示装置本
体7側へは射出されなくなり、青色帯域表示光として約
490nm以下の光が利用され、緑色帯域表示光として
約510〜570nmの光が利用され、赤色帯域表示光
として約600nm以上の投射光が利用される。
【0036】なお、ダイクロイックフィルタDFの分光
透過率、構成、配置場所、ダイクロイックミラーDMと
の置換可能性等については第1実施例と同様である為、
その説明を省略する。
【0037】
【発明の効果】上記本発明の構成によれば、光源部を投
射型表示装置本体から脱着可能にしているので、使用目
的に適合した光源部を容易に組み合わせることができ
る。すなわち、表示する画面の大きさ若しくは種類(フ
ルカラー表示、大画面表示等)、又は部屋の環境に応じ
て、ランプの種類(ハロゲンランプ、メタルハライドラ
ンプ等)、ランプセッティング条件(照度比、フロスト
状態)、電力(150W,250W等)を最適に選択す
ることによって、明るさを優先した表示又は色再現性を
優先した表示等を1台の装置で実現することができる。
【0038】また、投射型表示装置本体又は前記光源部
に、波長によって分光特性が異なる第2光学素子(D
F)及びその挿脱機構を更に設けているので、数種類の
光源を使用しなくても、明るさを優先した表示又は色再
現性を優先した表示を実現でき、常に最適な表示状態を
作り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による投射型表示装置の斜視図である。
【図2】本発明の第1実施例による投射型表示装置の概
略構成を示す図である。
【図3】本発明の第1実施例による投射型表示装置の詳
細な構成を示す図である。
【図4】本発明に使用するダイクロイックフィルタDF
の分光透過率を示す図である。
【図5】ダイクロイックフィルタDF及びダイクロイッ
クミラーDM1〜4のカット波長の説明図である。
【図6】ランプのスペクトル特性を示す図である。
【図7】本発明の投射型表示装置に使用されるダイクロ
イックフィルタDFの基板構成を示す図である。
【図8】本発明の投射型表示装置に使用されるダイクロ
イックフィルタDFの分光透過率を示す図である。
【図9】本発明による投射型表示装置の概略構成を示す
図である。
【図10】本発明による投射型表示装置の概略構成を示
す図である。
【図11】本発明の第2実施例による投射型表示装置の
詳細な構成を示す図である。
【図12】従来の投射型表示装置の構成を示す図であ
る。
【図13】ダイクロイックミラーの分光透過率を示す図
である。
【符号の説明】
1…光源部 2…UV/IRカットフィルタ 3,11〜13…投射レンズ 4,8…インターフェース部 5…ランプ点灯用安定器 6…ランプハウス 7…投射装置本体 9…ランプ 10…投射型表示装置 DF…ダイクロイックフィルタ DF1〜DF2…ダンクロイックコーティング層 DM1〜DM4…ダイクロイックミラー M1〜M3…全反射ミラー P1〜P7…液晶パネル L1〜L6集光レンズ G…ガラス基板

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源光の色分離を行う第1光学素子(D
    M1〜4)、光強度変調又は光位相変調を行う液晶パネ
    ルユニット部(P1〜7)、及び各色光をスクリーンに
    投射する投射光学素子(3,11〜13)を有している
    投射型表示装置本体と、 当該投射型表示装置本体(7)に対して着脱可能な光源
    部(1)と、 を備えていることを特徴とする投射型表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の投射型表示装置におい
    て、 前記光源部(1)が、種類又は電力の異なる複数のラン
    プを有していることを特徴とする投射型表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の投射型表示装置
    において、 前記投射型表示装置本体(7)又は前記光源部(1)
    が、波長によって分光特性の異なる第2光学素子(D
    F)を更に備えていることを特徴とする投射型表示装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の投射型表示装置におい
    て、 前記第2光学素子(DF)が、ほぼ490nm〜510
    nmの帯域の光若しくはほぼ570nm〜600nmの
    帯域の光を遮断する分光特性又は、ほぼ490〜510
    nmの帯域の光及びほぼ570〜600nmの帯域の光
    を遮断する分光特性を有することを特徴とする投射型表
    示装置。
  5. 【請求項5】 請求項3又は4に記載の投射型表示装置
    において、 前記投射型表示装置本体(7)又は前記光源部(1)
    が、前記第2光学素子(DF)を光路中にて挿脱させる
    機構を備えていることを特徴としている投射型表示装
    置。
JP5221969A 1993-09-07 1993-09-07 投射型表示装置 Withdrawn JPH0772450A (ja)

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