(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、
前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に他方の光源を消灯させる消灯制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、
前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に、他方の光源を消灯するよう利用者に促す報知手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項３】
複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、
光源の点灯／消灯を選択するスイッチを有し、当該スイッチが操作された場合に、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を点灯／消灯させるようにしたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、複数の光源を有して成る投写型映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、４灯３板式液晶プロジェクタの光学系を示した平面図である。照明装置１は、対向配置された二つの光源１ａ，１ｂ及び同対向配置された二つの光源１ｃ，１ｄと、光源１ａ，１ｂ間に配置された光路変更部材２と、光源１ｃ，１ｄ間に配置された光路変更部材３とから成る。光源１ａ，１ｂは光源１ｃ，１ｄに対し、図５（ａ）に示しているように、上側にずらして配置してある。各光源は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。インテグレータレンズ４は一対のレンズ群から構成されており、個々のレンズ部分が各光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっている。インテグレータレンズ４への各光源からの光入射状態を示すと、図５（ｂ）のごとくなる。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。
【０００３】
第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、凹レンズ８を経て反射ミラー９にて反射されて光路を変更される。反射ミラー９にて反射された赤色光はレンズ１０を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、凹レンズ１１を経て第２ダイクロイックミラー１２に導かれる。
【０００４】
第２ダイクロイックミラー１２は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１２にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１３を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１２を透過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ１４、全反射ミラー１５、リレーレンズ１６、全反射ミラー１７、及びリレーレンズ１８を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。
【０００５】
液晶ライトバルブ３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム１９によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ２０によって拡大投写され、スクリーン２１上に投影表示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１ダイクロイックミラー７は、或る波長を境にしてそれよりも長い波長は透過し、短い波長は反射する特性を有するのであるが、図６（ａ）（ｂ）に示しているように、入射角度によって透過率５０％の波長（半値波長）が変化する。すなわち、光源１ａ，１ｃからの光が第１ダイクロイックミラー７に入射する角度と、光源１ｂ，１ｄからの光が第１ダイクロイックミラー７に入射する角度は、一方が図６において符号Ｃで示すものとなり、他方が符号Ｂで示すものとなる。従って、光源１ａ，１ｃからの光が第１ダイクロイックミラー７を経たときの色成分と、光源１ｂ，１ｄからの光が第１ダイクロイックミラー７を経たときの色成分との間には、違いが生じる。
【０００７】
また、図７（ａ）（ｂ）に示しているように、液晶ライトバルブ３１，３２，３３の光透過率は、光の入射角度によって変化する。或る光源からの光は或る液晶ライトバルブに対して右方向から入り、或る液晶ライトバルブには左方向から入る。また、或る光源からの光は或る液晶ライトバルブに対して上方向から入り、液晶ライトバルブ３３にはリレーレンズ１４，１６，リレーレンズ１８を経ることで下方向から入る。その逆の入り方も生じる。すなわち、或る液晶ライトバルブに対して或る光源からの光は図７において符号Ｃで示すものとなり、また、或る液晶ライトバルブに対して或る光源からの光は符号Ｂで示すものとなる。
【０００８】
図８及び図９は各光源が一灯のみ点灯した場合における色度座標ｙの照射映像中央水平方向の変化の状態を示しており、図８（ａ）は光源１ａの点灯時の特性図であり、図８（ｂ）は光源１ｂの点灯時の特性図であり、図９（ａ）は光源１ｃの点灯時の特性図であり、図９（ｂ）は光源１ｄの点灯時の特性図である。これらの図から分かるように、一灯のみの点灯では、色むらが発生する。これは、前述の図６及び図７で説明した現象に起因して生じるものである。一方、４つの光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの全てが点灯した状態では、各光源の特性が相殺しあうことで色むらが打ち消され、図１０に示すようにＹ値は一定となり、色むらが解消されたものとなる。
【０００９】
ところが、図１１（ａ）に示すごとく、４つの光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの全てが点灯した状態では前述のごとく特性が相殺しあって色むらが解消されるものの、同図（ｂ）に示すごとく、一つの光源（図では光源１ａ）がランプ切れ等により発光停止した場合には相殺状態が崩れてしまい、色むらが生じてしまうことになる。
【００１０】
この発明は、上記の事情に鑑み、複数の光源を有する場合において一つ又は複数の光源が発光停止した場合でも色むらの発生を抑制できる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の投写型映像表示装置は、上記の課題を解決するために、複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に他方の光源を消灯させる消灯制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、例えば、色むらについて相殺特性を有する二対の光源（合計４つの光源）を有する場合において、一つの光源が発光停止した場合には、そのことが検出手段によって検出され、前記一つの光源と対を成している他の一つの光源が前記消灯制御手段によって消灯させられることになり、色むらについて相殺特性を有する他の一対の光源（２つの光源）にて照明状態が維持されるから、明るさは低下するものの色むらの発生が防止されることになる。
【００１３】
また、この発明の投写型映像表示装置は、複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、前記光源の発光停止を検出する検出手段と、色むらについて相殺特性を有する一対の光源のうち一方の光源が発光停止した場合に、他方の光源を消灯するよう利用者に促す報知手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、例えば、色むらについて相殺特性を有する二対の光源（合計４つの光源）を有する場合において、一つの光源が発光停止した場合には、そのことが検出手段によって検出され、前記一つの光源と対を成している他の一つの光源を消灯するよう利用者に促すので、これに従って利用者が他の一つの光源を消灯させると、色むらについて相殺特性を有する他の一対の光源（２つの光源）にて照明状態が維持されることになり、明るさは低下するものの色むらの発生が防止されることになる。
【００１５】
また、この発明の投写型映像表示装置は、複数の光源を有し、各光源が出射した光をインテグレータレンズの部分領域へ向けて導くことによってインテグレータレンズの全体領域を照射する照明手段と、インテグレータレンズを経た光を複数の色光に分離する色分離手段と、各色光を変調するライトバルブと、このライトバルブにより変調された光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置において、光源の点灯／消灯を選択するスイッチを有し、当該スイッチが操作された場合に、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を点灯／消灯させるようにしたこことを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、例えば、色むらについて相殺特性を有する二対の光源（合計４つの光源）を有する場合において、前記スイッチにて消灯が選択された場合は、二対の光源のうち一対の光源が消灯することになり、色むらの発生を防止しつつ明るさを低くした省電力状態に移行することになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図１乃至図３に基づいて説明する。なお、説明の便宜上、従来項で用いた図面上に現れる光学部材と同一の部材には同一の符号を付記しており、また、従来項で用いた図面（図５，図８，図９）を引用して説明することとする。
【００１８】
図１はこの実施形態の４灯３板式液晶プロジェクタの光学系及び点灯制御系を示した図である。照明装置１は、対向配置された二つの光源１ａ，１ｂ及び同対向配置された二つの光源１ｃ，１ｄと、光源１ａ，１ｂ間に配置された光路変更部材２と、光源１ｃ，１ｄ間に配置された光路変更部材３とから成る。光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、図８（ａ）（ｂ）及び図９（ａ）（ｂ）に示す各特性を有している。光源１ａ，１ｂは光源１ｃ，１ｄに対し、図５（ａ）に示しているように、上側にずらして配置してある。各光源は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。
【００１９】
インテグレータレンズ４は一対のレンズ群から構成されており、個々のレンズ部分が各光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっている。インテグレータレンズ４への各光源からの光入射状態を示すと、図５（ｂ）のごとくなる。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。
【００２０】
変更変換装置５は、複数の偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されているものである。ＰＢＳアレイは、反射膜と偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える（いずれも図示せず）。偏光分離膜はインテグレータレンズ４におけるレンズ群４ｂのレンズ中心に対応して位置する。ＰＢＳアレイは、インテグレータレンズ４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更して前記反射膜にて反射・出射する。ＰＢＳアレイを透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。
【００２１】
第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、凹レンズ８を経て反射ミラー９にて反射されて光路を変更される。反射ミラー９にて反射された赤色光はレンズ１０を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、凹レンズ１１を経て第２ダイクロイックミラー１２に導かれる。
【００２２】
第２ダイクロイックミラー１２は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１２にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１３を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１２を透過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ１４、全反射ミラー１５、リレーレンズ１６、反射ミラー１７、及びリレーレンズ１８を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。
【００２３】
各液晶ライトバルブ３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとを備えて成る。入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａは、この実施形態ではＰ偏光を吸収し、Ｓ偏光を透過する。
【００２４】
液晶ライトバルブ３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム１９によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ２０によって拡大投写され、スクリーン２１上に投影表示される。
【００２５】
発光停止検出部３６は、例えば光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの電力消費状態を監視しており、ランプ切れや断線などによる発光停止時には電力は消費されないので、これに基づいて各光源の発光停止を検出する。通電制御部３７は、光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄへの電力供給を個別に又は光源１ａ，１ｄと光源１ｂ，１ｃのセットで行うように構成されているとともに、前記発光停止検出部３６からの発光停止検出情報に基づき、電力供給停止制御（消灯制御）を行う。具体的には、図２（ａ）に示すように、光源１ａ又は光源１ｄのいずれか一方が発光停止した場合には、他方の光源（１ｄ，１ａ）への電力供給を停止（消灯）し、図２（ｂ）に示すように、光源１ｂ又は光源１ｃのいずれか一方が発光停止した場合には、他方の光源（１ｃ，１ｂ）への電力供給を停止（消灯）する。
【００２６】
光源１ａと光源１ｄは、図８（ａ）と図９（ｂ）に示しているように、互いに色むらについて相殺特性を有しており、光源１ｂと光源１ｃは、図８（ｂ）と図９（ａ）に示したように、互いに色むらについて相殺特性を有するから、上記消灯制御によって色むらは解消され、色むらについて相殺特性を有する他の一対の光源（２つの光源）については照明状態が維持され、明るさは低下するものの、映像投影を続行することができる。
【００２７】
上記の例では、光源が発光停止した場合に自動消灯を行ったが、光源が発光停止した場合に、利用者に適切な消灯操作を促すようにしてもよい。例えば、個々の光源のＯＮ／ＯＦＦを操作できるスイッチを設けるとともに、各スイッチの近傍に発光手段（ＬＥＤ等）を配置しておく。そして、前記点灯検出部３６によって或る光源の発光停止が検出されたら、消灯させるべき光源である他方の光源の操作スイッチがどれであるかを前記発光手段を点灯（点滅）させることで利用者に報知するようにしてもよい。勿論、表示部（ＬＣＤ表示部等）にて消灯させるべき光源の番号などを表示するとともに、「スイッチをＯＦＦして下さい」といったメッセージを表示するようにしてもよい。
【００２８】
また、省エネモードスイッチを設け、このスイッチが操作された場合に光源１ａと光源１ｄとから成るセット、或いは光源１ｂと光源１ｃとから成るセットのいずれかを消灯させるようにしてもよい。すなわち、省エネモードとして単純に一つの光源への電力供給を停止したのでは、色むらが生じてしまうが、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を消灯させることにより、色むらを生じさせずに電力消費量を少なくすることができる。
【００２９】
なお、上記例では、４灯式の構成について説明したが、図３（ａ）に示すような照射状態となる３灯式、或いは同図（ｂ）に示すような照射状態となる６灯式など、その他の多灯式構成においてもこの発明を適用することができる。各光源の出射光を光路変更部材（ミラー）にてインテグレータレンズ４に照射するようにしたが、光路変更部材を介さずにインテグレータレンズ４に直接照射する構成としてもよい。また、この発明は液晶プロジェクタにおいて特に好適となるものであるが、色むらの原因の一つが色分離のためのダイクロイックミラーへの各光源の入射角によるものでるから、このような原因を持つこととなる映像投影方式であるなら、液晶を用いない投写型映像表示装置にも適用することができる。また、液晶ライトバルブとして透過型のものを示したが、反射型の液晶ライトバルブを用いる場合にもこの発明を適用することができる。また、各光源の電力消費状態の監視によって発光停止を検出したが、これに限らず、フォトダイオード等のセンサを用いた構成や他の構成を用いてもよいものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の投写型映像表示装置であれば、多灯式構成で一つ又は複数の光源が発光停止した場合に色むらの発生を防止して良好な色再現にて投影映像表示を続行することができる。また、スイッチ操作で省エネモードとするときには、色むらについて相殺特性を有する一対の光源の両方を消灯するので、色むらの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の４灯３板式液晶プロジェクタの光学系及び点灯制御系を示した説明図ある。
【図２】同図（ａ）（ｂ）はそれぞれ図１の４灯式構成における点灯制御例を示した説明図である。
【図３】同図（ａ）（ｂ）はそれぞれ他の多灯式構成における点灯制御例を示した説明図である。
【図４】点灯制御系を有しない従来の４灯３板式液晶プロジェクタを示した説明図である。
【図５】同図（ａ）（ｂ）は光源の配置関係等を示した説明図である。
【図６】同図（ａ）はダイクロイックミラーに対する光源からの光の入射角の相違を示した説明図であり、同図（ｂ）は入射角の相違により光透過特性の変化を示したグラフである。
【図７】同図（ａ）は液晶ライトバルブに対する光源からの光の入射角の相違を示した説明図であり、同図（ｂ）は入射角の相違により光透過特性の変化を示したグラフである。
【図８】同図（ａ）は光源１ａのみ点灯させたときの特性図であり、同図（ｂ）は光源１ｂのみ点灯させたときの特性図である。
【図９】同図（ａ）は光源１ｃのみ点灯させたときの特性図であり、同図（ｂ）は光源１ｄのみ点灯させたときの特性図である。
【図１０】全光源を点灯させたときの特性図である。
【図１１】同図（ａ）は全光源が点灯している状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は光源１ａが発光停止した状態を示した説明図である。
【符号の説明】
１    照明装置
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ    光源
５      偏光変換装置
７      第１ダイクロイックミラー
１９    ダイクロイックプリズム
２０    投写レンズ
３１    液晶ライトバルブ
３２    液晶ライトバルブ
３３    液晶ライトバルブ
３６    発光停止検出部
３７    通電制御部
【図１】
0003594543.tif 000002
【図２】
0003594543.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003594543.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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