JPH10271421A

JPH10271421A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH10271421A
Application number: JP9075403A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Kimoto; 高幸木本; Narumasa Yamagishi; 成多山岸
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ライトバルブを用いた画像表示装置におい
て、セットアップが容易で、常に均一な輝度、色度を提
供することを目的とする。【解決手段】光源３及び光源からの白色光をＰ、Ｓ各
偏光光を用いた際の光学特性の間に設定されているダイ
クロイックミラー５、７で赤、青、緑の色成分に分離す
る色分離手段８と、分離された各色光に対し変調可能な
液晶パネル１６で構成される画像表示装置において、前
記色分離手段８と前記液晶パネル１６間に、偏光方向を
連続的に変換可能にする偏光軸選択手段１０、１１、１
２を具備させたことを特徴とするものであり、偏光軸選
択手段を連続的に変化させることで、Ｐ偏光成分からＳ
偏光成分の範囲の色光が利用できるため、画像表示装置
の色度、輝度を容易に調整することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ライトバルブを用
いた画像表示装置に関するものであり、とりわけ液晶プ
ロジェクタもしくは液晶モニタを少なくとも２台以上組
み合わせてマルチビジョンとして使用する画像表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面映像表示装置として、リア
一体型ＣＲＴプロジェクタを複数台積み上げて、その複
数台で１つの画面を表示させることが出来るマルチビジ
ョンシステムが普及してきており、イベント会場や駅な
どの公共施設で多く使用されている。これらの一般的な
システムとしては、ビデオ信号やコンピュータ信号を映
像拡大装置で、システム構成のプロジェクタ台数分の映
像に分割して送出し、分割された映像信号を受信した個
々のプロジェクタは、その分割映像信号を表示し、それ
ぞれを組み合わせる事で１つの大画面を実現できるシス
テムである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣＲＴタイプのプロジェクタでは、赤、青、緑用それぞ
れのＣＲＴを駆動してカラーを表示させなければなら
ず、セットアップを行う際には必ず赤、青、緑のコンバ
ーゼンス調整を行う必要があった。

【０００４】そこで、上記課題を解決するために液晶を
用いたマルチビジョンシステムが各社で検討されている
が、この液晶画像を投写するための投写エンジンに使用
する光源用ランプの寿命がＣＲＴに比べて短く、また使
用時間に応じて輝度、色度が変化するという課題があっ
た。

【０００５】この課題を解決するための手段として特開
平６−１４８６２４号公報にはランプの点灯時間をメモ
リに記憶し、点灯時間に応じて色温度を調整することが
開示されているが、ランプ寿命が個々に異なっており、
点灯時間の管理だけでは、色度を管理できない。さらに
複数台を積み上げて使用するため、僅かな輝度バラツ
キ、色度のバラツキが生じても均一な大画面を実現する
ことはできず、その調整には非常に長い時間をかけなけ
ればならなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め本願発明は、光源及び光源からの白色光をＰ、Ｓ各偏
光光を用いた際の光学特性の間に設定されているダイク
ロイックミラーで赤、青、緑の色成分に分離する色分離
手段と、分離された各色光に対し変調可能なライトバル
ブで構成される画像表示装置において、前記色分離手段
と前記ライトバルブ間に、偏光方向を連続的に変換可能
にする偏光軸選択手段を具備させた画像表示装置、もし
くは前記色分離された色光をライトバルブで変調した
後、色合成手段、投写レンズで投写させる投写型の画像
表示装置である。

【０００７】また、前記光源と前記ライトバルブ間に、
偏光方向を変換可能にする偏光軸選択手段を具備させ入
力信号切換時、前記偏光軸選択手段により自動的に偏光
方向を変換させる画像表示装置である。

【０００８】さらに複数台組み合わせて構成される画像
表示装置において、前記投写レンズから出射された投写
光の色度を検出する手段と、前記検出した光の色度情報
に基づき各ライトバルブに入射する色光の波長に最適で
回転可能なλ／２板で、偏光方向を連続的に変換可能に
する画像表示装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、光源及び光源からの白
色光をＰ、Ｓ各偏光光を用いた際の光学特性の間に設定
されているダイクロイックミラーで赤、青、緑の色成分
に分離する色分離手段と、分離された各色光に対し変調
可能なライトバルブとで構成される画像表示装置におい
て、前記色分離手段と前記ライトバルブ間に、偏光方向
を連続的に変換可能にする偏光軸選択手段を具備させた
ことを特徴とするものであり、偏光軸選択手段を連続的
に変化させることで、Ｐ偏光成分からＳ偏光成分の範囲
の色光が利用できるため、画像表示装置の色度を容易に
調整することが出来る。したがって光源の分光特性やダ
イクロイックミラーの分光透過率特性にバラツキがあっ
ても偏光軸選択手段で、任意の色度に調整できるという
作用を有する。

【００１０】また本発明は、光源及び光源からの白色光
をＰ、Ｓ各偏光光を用いた際の光学特性の間に設定され
ているダイクロイックミラーで赤、青、緑の色成分に分
離する色分離手段と、分離された各色光に対し変調可能
なライトバルブで構成される画像表示装置において、前
記色分離手段と前記ライトバルブ間に、偏光方向を連続
的に変換可能にする偏光軸選択手段を具備させ、前記色
分離された色光をライトバルブで変調した後、色合成手
段、投写レンズで投写させることを特徴とするものであ
り、投写光の色度及び輝度を連続的に調整できるという
作用を有する。

【００１１】さらに本発明は前記光源と前記ライトバル
ブ間に、偏光方向を変換可能にする偏光軸選択手段を具
備させ入力信号切換時、前記偏光軸選択手段により自動
的に偏光方向を変換させることを特徴とするものであ
り、色度を重視する入力信号もしくは輝度を重視する入
力信号に合わせ、それぞれの入力信号切換時に、所望の
偏光方向に変換できる作用を有する。

【００１２】また別の本発明は、複数台組み合わせて構
成される画像表示装置において、前記投写レンズから出
射された投写光の色度を検出する手段と、前記検出した
光の色度情報に基づき各ライトバルブに入射する色光の
波長に最適で回転可能なλ／２板で、偏光方向を連続的
に変換可能にすることを特徴としており、複数台組み合
わせた場合に発生する装置間での光源の分光特性やダイ
クロイックミラーの分光透過率特性によるバラツキをが
あっても、検出した結果に基づき偏光軸選択手段で任意
の色度に調整できるという作用を有する。

【００１３】以下、本発明の液晶表示装置の実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。

【００１４】（実施の形態１）図１は本発明の画像表示
装置の構成図である。

【００１５】ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等
のランプ１から放射される光は放物面鏡２により平行光
に変換される。光源３からの平行光は紫外線／赤外線カ
ットフィルタ４により前面に紫外線、赤外線が透過しな
いようにした後、色分解手段８に入射する。色分解手段
８は、青反射ダイクロイックミラー５、赤反射ダイクロ
イックミラー７によって光源からの白色光を青、緑、赤
の色光に分解する。色分解手段８によって分解された
青、緑、赤の各色光はλ／２板１０、１１、１２に入射
される。λ／２板は一般に円偏光、楕円偏光の逆転、直
線偏光の方位変換などに利用される。λ／２板１０、１
１、１２は液晶パネル１６が利用する直線偏光の色光の
分光分布を制御するよう配置されている。

【００１６】λ／２板１０、１１、１２から出射された
光は入射側に偏光板１３、出射側に偏光板１５を備えた
液晶パネル１６の画素ピッチに合致した平板マイクロレ
ンズ４１に入射させ、液晶パネル１６の画素の色に適し
た色光を透過させるために所望の角度で屈折させる。液
晶パネル１６の各画素は図示されていない駆動回路によ
り表示されるべき映像が表示されており、光の出射側の
観察者はフルカラーの画像を認識することが可能にな
る。

【００１７】図２は本発明に使用するダイクロイックミ
ラー５の分光透過率特性を示す。ここで実線はＰ偏光成
分、一点鎖線はＳ偏光成分、点線は本発明に使用するダ
イクロイックミラー５のＰ偏光とＳ偏光の平均値成分の
特性である。λ／２板１０を回転させることで液晶パネ
ル１６はＰ偏光成分からＳ偏光成分の範囲の色光が利用
できるために、最終的に観察者が認識できる色度と輝度
を調整できる。

【００１８】以上のような構成において、動作を説明す
ると液晶セル１４の入射光側及び出射光側の分子配向方
向は水平軸に対して角度θを成すようにしておき、入射
側偏光板の偏光軸（透過軸）はこの方向と一致させて設
けられている。λ／２板の中性軸と入射側偏光板の偏光
軸とのなす角度がθ／２となるように配置することで、
入射側偏光板の偏光軸方向はダイクロイックミラーのＰ
偏光方向に一致させることが出来る。従って、λ／２板
１０をこのように配置することで入射側偏光板を透過し
液晶パネルで利用する光を、ダイクロイックミラーのＰ
偏光成分の色光として光学像を形成出来る。

【００１９】一方、λ／２板の中性軸と入射側偏光板の
偏光軸とのなす角度が（９０度＋θ）／２となるように
配置することで、入射側偏光板の偏光軸方向はダイクロ
イックミラーのＳ偏光方向に一致させることが出来る。
こうしてλ／２板をこのように配置することで入射側偏
光板を透過し液晶パネルで利用する光を、ダイクロイッ
クミラーのＳ偏光成分の色光として光学像を形成出来
る。従って最小限λ／２板の中性軸を水平軸に対してθ
／２から（９０度＋θ）／２の範囲で任意に設定可能な
ように回転させることにより、液晶パネル１４はＰ偏光
成分からＳ偏光成分の範囲の色光を利用できるので、色
度と輝度を調整することが可能である。

【００２０】以上の構成により、本発明は光源３の分光
特性やダイクロイックミラー５の分光透過率特性にバラ
ツキが生じても所望の調整を容易に実現できる。

【００２１】（実施の形態２）本発明の他の実施の形態
例について図面を用いて説明する。図３は本発明の画像
表示装置の構成図である。

【００２２】液晶プロジェクタ本体３１内には投写エン
ジン３０が内臓されており、エンジン内にある液晶パネ
ル１６に構成された映像を投写レンズ２１により拡大投
写され、スクリーン１８の表面に投影する。投写レンズ
２１の前面部には投写エンジン３０と平行してガイド部
３５が配置してあり、このガイド部３５に沿って色度・
輝度センサ３６が左右にスライドする機構になってい
る。

【００２３】液晶プロジェクタ本体３１の後面にはコン
ポジットビデオ入力信号端子（１）３２、ＲＧＢ入力信
号端子（２）３７と複数画面の輝度、色度を均一にする
ための情報をやり取りするデータ受信部３８及びデータ
送信部３９を具備している。本実施例では縦２台×横２
台の４面マルチビジョンシステムで説明するが、少なく
とも２台以上であれば、縦１台×横２台や、縦３台×横
４台のシステムでも同様の実施を行うことは可能であ
る。

【００２４】図４は液晶プロジェクタ本体３１内に内臓
する投写エンジン３０の構成図である。メタルハライド
ランプ１から放射される光は放物面鏡２により平行光に
変換される。光源３からの平行光は紫外線／赤外線カッ
トフィルタ４により前面に紫外線、赤外線が透過しない
ようにした後、色分解手段８に入射する。色分解手段８
は、青反射ダイクロイックミラー５、緑反射ダイクロイ
ックミラー６によって光源からの白色光を青、緑、赤の
色光に分解する。色分解手段８によって分解された青、
緑、赤の各色光はフィールドレンズ９を通過させてλ／
２板１０、１１、１２に入射される。λ／２板１０、１
１、１２から出射された光は液晶パネル１６に入射させ
液晶パネル１６の表示像を透過させる。光合成手段２４
ではそれぞれの表示光を緑反射ダイクロイックミラー２
２で青光と緑光を合成し、次いで赤反射ダイクロイック
ミラー２３で赤、青、緑を合成し、最終的にそれぞれの
液晶パネル１６の表示画像を投写レンズ２１を用いて拡
大投写させる。

【００２５】図５は本発明の実施例における４面マルチ
ビジョンシステムにおける液晶プロジェクタ後面の系統
図である。

【００２６】基準プロジェクタＡのデータ送信部３９か
らの信号はプロジェクタＤのデータ受信部３８に入力さ
れ、次いでプロジェクタＤのデータ送信部３９の信号は
プロジェクタＣのデータ受信部３８へ、プロジェクタＣ
のデータ送信部３９の信号はプロジェクタＢのデータ受
信部３８へ、プロジェクタＢのデータ送信部３９の信号
はプロジェクタＡのデータ受信部３８へ入力され、すべ
てのプロジェクタの輝度情報を基準プロジェクタが認識
できるようになっている。この系統図からも明らかなよ
うに、基準プロジェクタになるのはどのプロジェクタで
も同じであり、図示されていないが、プロジェクタ本体
にディップスイッチなどを設けて、どのプロジェクタを
基準にするかどうか決定させることが出来る。

【００２７】次に図３及び図５を用いて輝度・色度検出
手段、色度補正手段、輝度情報の送受信する手段、輝度
補正手段の方法を述べる。

【００２８】まず図示していない液晶プロジェクタ本体
３１の電源ボタンを入れ、ランプ１を点灯させる。点灯
して２分間はランプ１の輝度及び色度は安定していない
ので測定は行わないが、輝度・色度センサ３６をガイド
３５に沿うように投写レンズの中心部まで移動させ、内
部テスト信号で１００％の白信号及び赤、青、緑の単色
１００％信号を順次投写させる。２分経過後に輝度・色
度センサ３６を動作させ、測定を行う。次いで基準プロ
ジェクタに設定されたプロジェクタＡのデータ送信部３
９から全プロジェクタにループするように色度輝度情報
リクエスト信号を送信する。受信したプロジェクタＤで
はあらかじめ測定した色度輝度情報のヘッダ部にプロジ
ェクタＤの識別コード１１（２進数）を付加させてプロ
ジェクタＤのデータ送信部３９からプロジェクタＣのデ
ータ受信部３８へ送信する。

【００２９】プロジェクタＣも同様に色度輝度情報のヘ
ッダ部にプロジェクタＣの識別コード１０（２進数）を
付加させてプロジェクタＣのデータ送信部３９からプロ
ジェクタＤ及びＣのデータをプロジェクタＢのデータ受
信部３８へ送信する。プロジェクタＢもまた同様に色度
輝度情報のヘッダ部にプロジェクタＢの識別コード０１
（２進数）を付加させてプロジェクタＢのデータ送信部
３９からプロジェクタＤ及びＣ、Ｂのデータをプロジェ
クタＡのデータ受信部３８へ送信する。基準プロジェク
タＡではそれ自身の色度輝度データも含めて最も低い輝
度値と最適な色度値を決定する。ついで基準プロジェク
タＡは補正を示す識別コード１１１１１（２進数）に続
いて補正すべきプロジェクタの識別コードと補正データ
を送信する。受信したプロジェクタでは入力レベルの振
幅を調整し輝度補正を行うとともにλ／２板１０、１
１，１２をそれぞれモータ制御により回転させ、液晶パ
ネル１６がＰ偏光成分からＳ偏光成分の範囲の色光を利
用でき、複数台の色度を均一に調整させることが出来
る。

【００３０】このように、投写エンジン３０内の光源用
ランプ１の分光特性のバラツキやダイクロイックミラー
の分光透過率特性にバラツキがあってもλ／２板による
偏光軸選択手段を回転させ輝度及び色度を自動的に調整
でき、常に複数のプロジェクタで構成する画面全体の輝
度、色度を均一にさせることができる。また電源投入時
またはユーザー調整開始時に、左右もしくは図示されて
いない上下からスライドさせて投写レンズ２１から発光
する投写光を検出させるので、通常動作時にセンサ３６
の影がスクリーン面に投影されず、また投写レンズ２１
からの直接光を検出できるため、センサ３６の検出精度
を高めることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
の画像表示装置は、光源及び光源からの白色光をＰ、Ｓ
各偏光光を用いた際の光学特性の間に設定されているダ
イクロイックミラーで赤、青、緑の色成分に分離する色
分離手段と、分離された各色光に対し変調可能なライト
バルブで構成される画像表示装置において、前記色分離
手段と前記ライトバルブ間に、偏光方向を連続的に変換
可能にする偏光軸選択手段を具備させたものであり、偏
光軸選択手段を連続的に変化させることで、Ｐ偏光成分
からＳ偏光成分の範囲の色光が利用できるため、画像表
示装置の色度を容易に調整することが出来る。したがっ
て光源の分光特性やダイクロイックミラーの分光透過率
特性にバラツキがあっても偏光軸選択手段で、任意の色
度に調整できるという特徴を有する。

【００３２】また本発明は、光源及び光源からの白色光
をＰ、Ｓ各偏光光を用いた際の光学特性の間に設定され
ているダイクロイックミラーで赤、青、緑の色成分に分
離する色分離手段と、分離された各色光に対し変調可能
なライトバルブで構成される画像表示装置において、前
記色分離手段と前記ライトバルブ間に、偏光方向を連続
的に変換可能にする偏光軸選択手段を具備させ、前記色
分離された色光をライトバルブで変調した後、色合成手
段、投写レンズで投写させるものであり、投写光の色度
及び輝度を連続的に調整できるという特徴を有する。

【００３３】さらに本発明は前記光源と前記ライトバル
ブ間に、偏光方向を変換可能にする偏光軸選択手段を具
備させ入力信号切換時、前記偏光軸選択手段により自動
的に偏光方向を変換させるものであり、色度を重視する
入力信号もしくは輝度を重視する入力信号に合わせ、そ
れぞれの入力信号切換時に、所望の偏光方向に変換でき
る特徴を有する。

【００３４】また別の本発明は、複数台組み合わせて構
成される画像表示装置において、前記投写レンズから出
射された投写光の色度を検出する手段と、前記検出した
光の色度情報に基づき各ライトバルブに入射する色光の
波長に最適で回転可能なλ／２板で、偏光方向を連続的
に変換可能にさせるものであり、複数台組み合わせた場
合に発生する装置間での光源の分光特性やダイクロイッ
クミラーの分光透過率特性によるバラツキをがあって
も、検出した結果に基づき偏光軸選択手段で任意の色度
に調整できるという特徴を有しており、本発明の工業的
価値は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における画像表示装
置の構成図

【図２】本発明の第一の実施の形態におけるダイクロイ
ックミラーの分光透過率特性を示す図

【図３】本発明の第二の実施の形態における画像表示装
置の構成図

【図４】本発明の第二の実施の形態における投写エンジ
ンの構成図

【図５】本発明の第二の実施の形態における４面マルチ
ビジョンシステムにおける送受信系統図

【符号の説明】

１ランプ２放物面鏡３光源４紫外線／赤外線カットフィルタ５、６、７、２２、２３ダイクロイックミラー８色分離手段９フィールドレンズ１０、１１、１２ λ／２板１３、１５偏光板１４液晶セル１６液晶パネル１８スクリーン２１投写レンズ２４色合成手段２５、２６ミラー３０投写エンジン３１プロジェクタ本体３２入力信号端子１３５ガイド部３６色度、輝度センサ３７入力信号端子２３８データ送信部３９データ受信部４１平板マイクロレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの白色光を赤、
青、緑の色成分に分離する色分離手段と、前記分離され
た各色光に対し変調可能なライトバルブで構成される画
像表示装置において、前記色分離手段と前記ライトバル
ブの間に、偏光方向を連続的に変換可能にする偏光軸選
択手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】光源と、前記光源からの白色光を赤、
青、緑の色成分に分離する色分離手段と、偏光方向を連
続的に変換可能にする偏光軸選択手段と、前記色分離さ
れた色光に対し変調可能なライトバルブと、色合成手
段、投写レンズとを備えることを特徴とする画像表示装
置。
【請求項３】色分離手段は、入射光に対し斜めに配置
されたダイクロイックミラーであることを特徴とする請
求項１または請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】ダイクロイックミラーに求められる光学
特性はＰ、Ｓ各偏光光を用いた際の光学特性の間に設定
されていることを特徴とする請求項３記載の画像表示装
置。
【請求項５】光源と、ライトバルブと投写レンズで構
成される画像表示装置において、前記光源と前記ライト
バルブ間に、偏光方向を変換可能にする偏光軸選択手段
を備え、前記偏光軸選択手段は前記ライトバルブに写さ
れる画像信号の切り替わりに応じて自動的に偏光方向を
変換させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】光源と、ライトバルブと投写レンズを具
備する投写型表示装置を複数台組み合わせて構成される
画像表示装置において、前記投写レンズから出射された
投写光の色度を検出する手段と、前記検出した光の色度
情報に基づき偏光方向を連続的に変換可能にする偏光軸
選択手段とを有したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】偏光軸選択手段は、各ライトバルブに入
射する色光の波長に最適なλ／２板であることを特徴と
する請求項１または請求項２または請求項５または請求
項６記載の画像表示装置。
【請求項８】偏光軸選択手段は、偏光軸を連続的に変
換可能となるよう、回転可能に構成されていることを特
徴とする請求項１、請求項２、請求項５または請求項６
記載の画像表示装置。