JP2006201675A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 各色のコントラストの差を抑制して、黒色表示に際して画面が色味づくことを防止できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】 均一化光学系３０を経て偏光方向が揃えられ均一化された照明光は、分割照明系４０に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂによって色分割され、対応する液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧとしてそれぞれ入射する。各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇは、各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧを２次元空間的に画素単位で変調する。この際、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの駆動電圧の最大値である液晶駆動用電源電圧を各色ごとに設定しているので、黒色表示に際して画面が青味づくことを防止でき、投射像の画質向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶パネル等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。

従来のプロジェクタとして、３つの液晶パネルを各色の照明光によって照明し、照明された３つの液晶パネルから射出される各色の像光を合成し、合成されたカラー像を投影レンズによって適当な拡大率で投影するものが存在する（例えば特許文献１参照）。このプロジェクタでは、液晶パネルの前段に光軸まわりに回転可能に配置された調光用偏光板を設け、液晶パネルの入射面に設けた偏光板の偏光軸に対して調光用偏光板の偏光軸を傾けることによって、液晶パネルを照明する光強度を調節することができ、カラーバランスを調整できるようになっている。

なお、液晶パネルからなる液晶表示装置において、パネル内の位置ごとに液晶駆動電圧を変化させることによって透過率を補正することができる補正手段を設けて、パネルの視角特性を補償してコントラスト比の位置的なバラツキを解消するものが存在する（特許文献２参照）。
特開平５−２２４１５５号公報 特開平５−３４１２６０号公報

しかし、３つの液晶パネルからなるプロジェクタでは、特定色の液晶パネルのコントラストが低くなる場合がある。具体的には、液晶パネルの動作特性に起因して、赤色や緑色の液晶パネルに比較して青色の液晶パネルのコントラストが低下する傾向がある。このため、各液晶パネルを遮光状態にして黒色を表示したときに、赤色や緑色に対して青色の光量が相対的に高くなり、黒が青みがかって見えるという問題がある。

そこで、本発明では、各色のコントラストの差を抑制して、黒色表示に際して画面が色味づくことを防止できるプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、各色の照明光を射出する照明装置と、照明装置からの各色の照明光によってそれぞれ照明されるとともに、当該各色の照明光をそれぞれ変調して各色の変調光を形成する各色の光変調装置と、各色の光変調装置のうち少なくとも１つの光変調装置に対して、他の光変調装置と異なる駆動電圧範囲を設定する駆動回路と、各色の光変調装置を経た各色の変調光を合成する光合成光学系と、光合成光学系によって合成された像光の投射像を形成する投射光学系とを備える。

上記プロジェクタでは、駆動回路が上記少なくとも１つの光変調装置に対して、他の光変調装置と異なる駆動電圧範囲を設定するので、各色の光変調装置の変調特性が使用波長等に起因して比較的大きく相違する場合であっても、これらのコントラストを相互に調整することができる。よって、黒色表示に際して特定色の遮光が不十分となって画面が色味づくことを防止できるなど、画質の向上を図ることができる。

また、本発明の具体的側面又は態様では、上記プロジェクタにおいて、少なくとも１つの光変調装置が、他の光変調装置と同一の駆動電圧範囲とした場合に、相対的にコントラストが低下する。この場合、上記少なくとも１つの光変調装置の駆動電圧範囲を他に比較して大きくするなどして、各色の光変調装置のコントラストを近似したものとすることができる。

また、本発明の別の具体的態様では、各色の光変調装置が、それぞれ液晶表示パネルで形成されている。この場合、各色の光変調装置は、電極間に印加される電圧によって液晶材料の配向状態を制御して照明光の透過や反射を制御するものとなる。なお、このような液晶型の光変調装置では、例えば赤色、青色、及び緑色に関して、液晶表示パネルへの印加電圧とその透過率等の変調特性との関係が色ごとに異なるものとなる場合が多く、このような場合に駆動電圧範囲を特定色で大きくすることにより、各色の光変調装置のコントラストを近づけることができる。

また、本発明の別の具体的態様では、各色の光変調装置が、ノーマリ・ホワイト・モードで動作し、駆動回路が、オン駆動電圧を各色ごとに設定することによって、各色の光変調装置の駆動電圧範囲を設定する。この場合、各色の光変調装置に印加するオン駆動電圧の設定によって、黒表示における各色の遮光率若しくは透過率をバランスさせることができ、黒色表示に際して画面が色味づくことを防止できる。

また、本発明の別の具体的態様では、駆動回路が、液晶駆動用電源電圧を各色ごとに設定することによって、各色の光変調装置の駆動電圧範囲を設定する。この場合、液晶駆動用電源電圧を各色ごとに個別に設定するだけで、黒表示における各色の遮光率をバランスさせることができる。

また、本発明の別の具体的態様では、照明装置が、各色の照明光として赤色、青色、及び緑色の光を射出し、駆動回路は、青色の光変調装置に対する駆動電圧範囲を、赤色及び緑色の光変調装置に対する駆動電圧範囲よりも大きくする。各色の光変調装置を比較して、青色の光変調装置のコントラストが赤色や緑色の光変調装置よりも低下する傾向がある場合、各色のコントラストをバランスさせて画質の向上を図ることができる。

また、本発明の別の具体的態様では、照明装置が、光源光を射出する光源装置と、当該光源装置から射出された光源から各色の照明光として赤色光、青色光、及び緑色光を分岐して、第１から第３光路にそれぞれ導く色分離光学系とを有し、各色の光変調装置は、第１から第３光路上にそれぞれ配置され、赤色光、青色光、及び緑色光によってそれぞれ照明される。この場合、単一の光源から赤、青、及び緑の照明光を形成することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るプロジェクタを説明する図である。このプロジェクタ１０は、光源光を発生する光源装置２０と、光源装置２０からの照明光を均一化する均一化光学系３０と、均一化光学系３０を経た照明光を赤・緑・青の３色に分割する分割照明系４０と、分割照明系４０から射出された各色の照明光によって照明される光変調部５０と、光変調部５０からの各色の変調光を合成するクロスダイクロイックプリズム６０と、クロスダイクロイックプリズム６０を経た像光をスクリーン（不図示）に投射する投射レンズ７０とを備える。なお、以上のうち、光源装置２０と、均一化光学系３０と、分割照明系４０とは、各色の照明光を射出する照明装置として機能する。

ここで、光源装置２０は、略点状の発光部を形成するランプ本体２１と、ランプ本体２１から射出される光源光をコリメートするパラボラ形状の凹面鏡２２とを備える。このうち、ランプ本体２１は、例えば高圧水銀ランプ等のランプ光源からなり、略白色の光源光を発生する。また、凹面鏡２２は、ランプ本体２１から放射される光線を反射して、平行光束として均一化光学系３０に入射させる。なお、パラボラ形状の凹面鏡２２に代えて、球面や楕円面など、パラボラ形状ではない凹面鏡を用いてもよい。このような凹面鏡を用いた場合、凹面鏡２２と均一化光学系３０との間に平行化レンズを配置すれば、光源装置２０から平行光束を射出することが可能となる。

均一化光学系３０は、一対のフライアイ光学系３１，３２と、波面分割光を重ね合わせるための重畳レンズ３３と、照明光を所定の偏光成分に変換する偏光変換部材３４とを備える。一対のフライアイ光学系３１，３２は、マトリックス状に配置された複数の要素レンズからなり、これらの要素レンズによって、光源装置２０からの照明光を分割して個別に集光・発散させる。偏光変換部材３４は、フライアイ光学系３１，３２から射出した照明光を一種類の偏光光（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。重畳レンズ３３は、偏光変換部材３４を経た照明光を全体として適宜収束させて、光変調部５０に設けた各色の光変調装置に対する重畳照明を可能にする。つまり、両フライアイ光学系３１，３２と重畳レンズ３３とを経た照明光は、以下に詳述する分割照明系４０を経て、光変調部５０を構成する各色の光変調装置すなわち各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの画像形成領域を均一に重畳照明する。

分割照明系４０は、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂと、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、フィールドレンズ４３ｒ，４３ｂと、第１〜第３のレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃとを備える。これらのうち、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを含んで構成される色分離光学系は、照明光を赤色光、青色光、及び緑色光の３つの光束に分離する。すなわち、第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の３色のうち赤色光ＬＲを反射し、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラー４１ｂは、入射した青色光ＬＢ及び緑色光ＬＧのうち青色光ＬＢを反射し緑色光ＬＧを透過させる。

この分割照明系４０において、光源装置２０から均一化光学系３０を経て射出される照明光は、まず第１ダイクロイックミラー４１ａに入射する。第１ダイクロイックミラー４１ａで反射された赤色光ＬＲは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー４２ａを経て入射角度を調節するためのフィールドレンズ４３ｒに入射する。また、第１ダイクロイックミラー４１ａを透過して第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射された青色光ＬＢは、第２光路ＯＰ２に導かれフィールドレンズ４３ｂに入射する。さらに、第２ダイクロイックミラー４１ｂを通過した緑色光ＬＧは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４２ｃを介して第１〜第３のレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過する。これらのレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃを含んで構成されるリレー光学系は、光源装置２０から各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇまでの光路の距離が最も長い緑色の第３光路ＯＰ３に配置されている。このリレー光学系は、入射側の第１のレンズ４５ａの像を、中間の第２のレンズ４５ｂを介して、ほぼそのまま射出側の第３のレンズ４５ｃに伝達することにより、光の拡散等による光の利用効率の低下を防止している。なお、リレー光学系のうち例えば中間のレンズ４５ｂを光軸に沿って連続的或いは段階的に変位させることにより、液晶パネル５１ｇの位置における照明領域のサイズ、すなわち液晶パネル５１ｇの画像形成領域上における緑色光ＬＧの照度を任意に変化させることができる。つまり、液晶パネル５１ｒ及び５１ｂの画像形成領域上における赤色光ＬＲや青色光ＬＢの照度は変化せず一定で略等しいのに対して、液晶パネル５１ｇの画像形成領域上における緑色光ＬＧの照度はレンズ４５ｂの位置に応じて増減変化する。これを利用すれば、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを通過して合成され投射レンズ７０によってスクリーン上に投影される画像のホワイトバランスを、緑色光ＬＧに関して光学的に適宜調整することができる。

なお、液晶パネル５１ｒの画像形成領域上における赤色光ＬＲの照度と、液晶パネル５１ｂの画像形成領域上における青色光ＬＢの照度とは、比較的近いものとなりやすいため、各色の照度が略一致し全体のホワイトバランスを達成できる。なお、赤色及び青色相互の照度差が無視できない場合、例えば第１ダイクロイックミラー４１ａによる反射後の第１光路ＯＰ１に反射減光型の透過部材を配置することもできる。

光変調部５０は、３色の照明光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧがそれぞれ入射する３つの液晶パネル（液晶表示パネル）５１ｒ，５１ｂ，５１ｇと、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを挟むように配置される３組の偏光フィルタ５２ｒ，５２ｂ，５２ｇとを備える。ここで、例えば赤色光ＬＲ用の液晶パネル５１ｒと、これを挟む一対の偏光フィルタ５２ｒ，５２ｒとは、照明光を２次元的に輝度変調するための液晶ライトバルブを構成する。同様に、青色光ＬＢ用の液晶パネル５１ｂと、対応する偏光フィルタ５２ｂ，５２ｂも、液晶ライトバルブを構成し、緑色光ＬＧ用の液晶パネル５１ｇと、偏光フィルタ５２ｇ，５２ｇも、液晶ライトバルブを構成する。

この光変調部５０において、第１光路ＯＰ１に導かれた赤色光ＬＲは、フィールドレンズ４３ｒを介して液晶パネル５１ｒの画像形成領域に入射する。第２光路ＯＰ２に導かれた青色光ＬＢは、フィールドレンズ４３ｂを介して液晶パネル５１ｂの画像形成領域に入射する。第３光路ＯＰ３に導かれた緑色光ＬＧは、レンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃからなるリレー光学系を介して液晶パネル５１ｇの画像形成領域に入射する。各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇは、入射した照明光の偏光方向の空間的分布を変化させるための非発光で透過型の光変調装置であり、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇにそれぞれ入射した各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧは、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素単位で偏光状態が調整される。その際、偏光フィルタ５２ｒ，５２ｂ，５２ｇによって、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇから射出される光から所定の偏光方向の変調光が取り出される。なお、本実施形態では、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに駆動電圧を付与するオン状態で透過率が最小となり、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに駆動電圧を付与しないオフ状態で透過率が最大となるノーマリ・ホワイト・モードで動作するものとする。

クロスダイクロイックプリズム６０は光合成光学系であり、その内部には、赤色光反射用の第１ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）６１と、緑色光反射用の第２ダイクロイック膜（具体的には誘電体多層膜）６２とが、Ｘ字状に配置されている。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶パネル５１ｒからの赤色光ＬＲを第１ダイクロイック膜６１で反射して進行方向左側に射出させ、液晶パネル５１ｂからの青色光ＬＢを両ダイクロイック膜６１，６２を介して直進・射出させ、液晶パネル５１ｇからの緑色光ＬＧを第２ダイクロイック膜６２で反射して進行方向右側に射出させる。

このようにクロスダイクロイックプリズム６０で合成された像光は、投射光学系である投射レンズ７０を経て、適当な拡大率でスクリーン（不図示）にカラー画像として投射される。

図２は、図１のプロジェクタ１０の信号処理回路の一部を説明するブロック図である。図示の回路部分は、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに適当な信号を出力して表示動作を行わせるためのパネル駆動回路であり、表示信号形成部８１と、ドライバ制御回路８２と、３つの走査用ドライバ回路８３ｒ，８３ｂ，８３ｇと、３つの信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇと、共通電極駆動回路８５と、電源装置８６とを備える。

表示信号形成部８１には、ビデオ信号、デジタル画像信号等の各種映像信号が入力される。表示信号形成部８１では、アナログ映像信号からデジタル映像信号に変換するなど、このプロジェクタ１０での画像処理に適した映像信号への変換が行われる。さらに、表示信号形成部８１は、映像信号を適当な階調範囲に変換したり、映像信号に適当な補正処理を施したりする。その他、表示信号形成部８１は、映像信号に対応して各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを表示動作させるための液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇを発生する。つまり、表示信号形成部８１は、赤色、青色、及び緑色の各液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇを例えばデジタル形式で生成し、各液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇを後述する信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇにそれぞれ出力する。

ドライバ制御回路８２は、表示信号形成部８１から出力される液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇに同期して、走査用ドライバ回路８３ｒ，８３ｂ，８３ｇ及び信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇの動作内容や動作タイミングを制御する制御信号を出力する。このドライバ制御回路８２の存在により、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの各画素位置に、液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇに対応する適当な表示を行わせることができる。

走査用ドライバ回路８３ｒ，８３ｂ，８３ｇは、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇにおいて、表示信号形成部８１からの各色の液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇを書き込みする際の走査線位置を選択する役割を有する。

信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇは、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇにおいて、表示信号形成部８１からの各色の液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇをそれぞれ並列変換してラッチするとともに、ＤＡ変換を行って対応信号線に一度に出力する。つまり、この信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇにおいて、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを構成する各画素に対応する各液晶表示素子に印加すべき信号電圧が生成される。この際、信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇに印加する電源装置８６からの液晶駆動用電源電圧を適宜設定することにより、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇを構成する液晶表示素子に印加される最大電圧が定まる。液晶表示素子に印加される最大電圧は、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇすなわち各液晶表示素子のオン状態を実現するものであり、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの透過率が最小となる。なお、後に詳述するが、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに設定される液晶駆動用電源電圧は、赤色及び緑色については略等しく、青色については赤色や緑色に比較して高くなっている。

共通電極駆動回路８５は、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに設けた共通電極の電圧を切り替えるためのものである。共通電極駆動回路８５は、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇにおいて、信号線に接続される画素電極と対向電極である共通電極との極性を反転して液晶表示素子の焼き付きを防止する。なお、信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇに印加される液晶駆動用電源電圧も、正負が切り替わっても例えば絶対値が一定に保たれるようになっており、信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇで発生される信号電圧は、共通電極を基準とした絶対値として液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｂ，ＤＳｇに相当するものとなる。

電源装置８６は、表示信号形成部８１、ドライバ制御回路８２、走査用ドライバ回路８３ｒ，８３ｂ，８３ｇ、信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇ、及び共通電極駆動回路８５に演算処理、切替処理等を実行させるため、各回路に対し所定の電源電圧を供給する。特に、信号用ドライバ回路８４ｒ，８４ｂ，８４ｇ、や共通電極駆動回路８５に対しては、液晶駆動用電源電圧を供給して、液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの表示動作が適切になるようにしている。

図３は、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに印加する駆動電圧と、その時の透過率との関係を説明するグラフである。グラフにおいて、実線は赤色の液晶パネル５１ｒに印加される電圧及び透過率の関係を示し、一点鎖線は青色の液晶パネル５１ｂに印加される電圧及び透過率の関係を示し、点線は緑色の液晶パネル５１ｇに印加される電圧及び透過率の関係を示す。グラフからも明らかなように、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇが同一のものであるにも拘わらず、青色の液晶パネル５１ｂは、他の色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇに比較して透過率が全体に高くなる。

図４は、図３のグラフを高電圧側で拡大表示したグラフである。グラフからも明らかなように、透過率が高い青色の液晶パネル５１ｂの場合、赤及び緑色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇに比較して、オン状態で透過率を下げることが容易でないことが分かる。つまり、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに同一の駆動電圧を印加した場合には、青色の遮光が相対的に不十分になって、黒色表示にも拘わらず画面が青味づくことになる。そこで、本実施形態では、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの駆動電圧の最大値である液晶駆動用電源電圧を各色ごとに設定して、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの遮光状態における透過率を略一致させ、黒色表示に際して画面が青味づくことを防止する。具体的には、グラフにおいて、赤及び緑色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇの液晶駆動用電源電圧を５．５Ｖとするならば、赤及び緑色について最大で約１％透過の遮光状態が達成され、青色の液晶パネル５１ｂの液晶駆動用電源電圧を５．７Ｖとするならば、青色について最大で約１％透過の遮光状態が達成されるので、正確な黒色表示が可能になり、画質の向上を図ることができる。

なお、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの液晶駆動用電源電圧をすべて５．７Ｖとすることも考えられるが、この場合、赤及び緑色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇの液晶駆動信号ＤＳｒ，ＤＳｇについて、両液晶パネル５１ｒ，５１ｇの透過率の上限を使用しない信号処理が必要になる。このような信号処理に際しては、諧調の解像度を低下させないようにすることが望ましい。この場合も、青色の液晶パネル５１ｂの駆動電圧範囲の上限であるオン駆動電圧を、赤及び緑色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇの駆動電圧範囲の上限であるオン駆動電圧よりも大きくすることになり、遮光状態を一致させた正確な黒色表示が可能になる。

以下、本実施形態に係るプロジェクタ１０の動作について説明する。光源装置２０からの照明光は、均一化光学系３０を経て偏光方向が揃えられ均一化された後、分割照明系４０に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂによって色分割され、対応する液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧとしてそれぞれ入射する。各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇは、外部からのビデオ信号等によって変調されて２次元的屈折率分布を有しており、各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧを２次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇで変調された各色光ＬＲ，ＬＢ，ＬＧすなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム６０で合成された後、投射レンズ７０に入射する。投射レンズ７０に入射した像光は、適当な倍率でスクリーンに投影される。

以上説明した本実施形態のプロジェクタ１０では、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇの駆動電圧の最大値である液晶駆動用電源電圧を各色ごとに設定しているので、黒色表示に際して画面が青味づくことを防止でき、投射像の画質向上を図ることができる。

なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

すなわち、上記実施形態では、各色の液晶パネル５１ｒ，５１ｂ，５１ｇに印加する駆動電圧が同じでも、青色の液晶パネル５１ｂの透過率が他の色の液晶パネル５１ｒ，５１ｇより大きくなるものとして、青色の液晶パネル５１ｂの液晶駆動用電源電圧を高くしていたが、設計仕様等に起因して青色以外の色の液晶パネルの透過率が相対的に高くなる場合、その色の液晶パネルに設定する液晶駆動用電源電圧を高くすればよい。また、１色の液晶パネルの液晶駆動用電源電圧を高くするのではなく、２色の液晶パネルの液晶駆動用電源電圧を高くすることも可能であり、３色の液晶パネルの液晶駆動用電源電圧をすべて異なるものとすることも可能である。

また、上記実施形態では、３色の液晶パネルを合成する場合について説明したが、４色（例えば、赤色、青色、緑色、及び黄色）の液晶パネルを合成する場合も同様である。すなわち、４色の液晶パネルに同一駆動電圧を印加した場合に、１つ又はそれ以上の液晶パネルで透過率が高くなる場合、このような液晶パネルの液晶駆動用電源電圧を高くすることもできる。

また、上記実施形態では、緑色の液晶パネル５１ｇを比較的長い第３光路ＯＰ３に導いて、リレー光学系として機能するレンズ４５ａ，４５ｂ，４５ｃに通しているが、他の赤色や青色を比較的長い第３光路ＯＰ３に導くことも可能である。さらに、図１の分割照明系４０とは異なる構造の分割照明系、例えばリレー光学系をクロスダイクロイックプリズム６０の両ダイクロイック膜６１，６２で反射される両側の２光路に配置する構造の分割照明系も可能である。

また、上記実施形態では、光源装置２０からの光を複数の部分光束に分割するため、２つのフライアイ光学系３１，３２を用いていたが、この発明は、このようなフライアイ光学系すなわちレンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。さらに、フライアイ光学系３１，３２をロッドインテグレータに置き換えることもできる。

また、上記プロジェクタ１０において、光源装置２０からの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材３４を用いていたが、この発明は、このような偏光変換部材３４を用いないプロジェクタにも適用可能である。

また、上記実施形態では、透過型のプロジェクタに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型プロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含むライトバルブが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。反射型プロジェクタの場合、ライトバルブは液晶パネルのみによって構成することが可能であり、一対の偏光板は不要である。なお、光変調装置は液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。

また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがあるが、図１に示すプロジェクタの構成は、いずれにも適用可能である。

実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。 図１のプロジェクタの信号処理回路等を説明するブロック図である。 各色の液晶パネルに印加する駆動電圧及び透過率の関係を説明するグラフである。 図３のグラフを高電圧側で拡大表示したグラフである。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 ２０…光源装置、 ３０…均一化光学系、 ４０…分割照明系、 ４１ａ，４１ｂ…ダイクロイックミラー、 ４３ｒ，４３ｂ…フィールドレンズ、 ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…レンズ、 ５０…光変調部、 ５１ｒ，５１ｂ，５１ｇ…各液晶パネル、 ５２ｒ，５２ｂ，５２ｇ…偏光フィルタ、 ６０…クロスダイクロイックプリズム、 ７０…投射レンズ、 ８１…表示信号形成部、 ８２…ドライバ制御回路、 ８３ｒ，８３ｂ，８３ｇ…走査用ドライバ回路、 ８４ｒ，８４ｂ，８４ｇ…信号用ドライバ回路、 ８５…共通電極駆動回路、 ８６…電源装置、 ＬＲ，ＬＢ，ＬＧ…各色の照明光、 ＯＰ１…第１光路、 ＯＰ２…第２光路、 ＯＰ３…第３光路

Claims (7)

1. 各色の照明光を射出する照明装置と、
   前記照明装置からの各色の照明光によってそれぞれ照明されるとともに、当該各色の照明光をそれぞれ変調して各色の変調光を形成する各色の光変調装置と、
   前記各色の光変調装置のうち少なくとも１つの光変調装置に対して、他の光変調装置と異なる駆動電圧範囲を設定する駆動回路と、
   前記各色の光変調装置を経た各色の変調光を合成する光合成光学系と、
   前記光合成光学系によって合成された像光の投射像を形成する投射光学系と
   を備えるプロジェクタ。
2. 前記少なくとも１つの光変調装置は、前記他の光変調装置と同一の駆動電圧範囲とした場合に、相対的にコントラスト特性が低下することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記各色の光変調装置は、それぞれ液晶表示パネルで形成されていることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
4. 前記各色の光変調装置は、ノーマリ・ホワイト・モードで動作し、前記駆動回路は、オン駆動電圧を各色ごとに設定することによって、前記各色の光変調装置の駆動電圧範囲を設定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
5. 前記駆動回路は、液晶駆動用電源電圧を各色ごとに設定することによって、前記各色の光変調装置の駆動電圧範囲を設定することを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
6. 前記照明装置は、各色の照明光として赤色、青色、及び緑色の光を射出し、前記駆動回路は、青色の光変調装置に対する駆動電圧範囲を、赤色及び緑色の光変調装置に対する駆動電圧範囲よりも大きくすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項記載のプロジェクタ。
7. 前記照明装置は、光源光を射出する光源装置と、当該光源装置から射出された光源から前記各色の照明光として赤色光、青色光、及び緑色光を分岐して、前記第１から第３光路にそれぞれ導く色分離光学系とを有し、前記各色の光変調装置は、前記第１から第３光路上にそれぞれ配置され、赤色光、青色光、及び緑色光によってそれぞれ照明されることを特徴とする請求項１から請求項６いずれか一項記載のプロジェクタ。

Images