(57)【要約】  【課題】  短時間で通常運転を行うことができ、騒音、発熱等の発生を抑制し、光の色の切り替え精度が高くそれだけ、良好な画像をスクリーンに投影することができるプロジェクタを提供する。  【解決手段】  白色ランプ１と、光強度を均一化するライトトンネル２と、光をＲＧＢの各波長に偏光する液晶フィルタ３と、光を反射する反射板を備えたＤＭＤ（登録商標）４と、光を吸収する光吸収板５と、光をスクリーンＳｃに投影する投影レンズ６とを有しているプロジェクタＡ【選択図】      図１
2006011088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を照射する白色ランプと、
前記白色ランプより出射された白色光の光強度を均一化するライトトンネルと、
前記ライトトンネルを透過してきた光をＲＧＢの各波長に偏光する液晶フィルタと、
前記液晶フィルタを透過した光を反射する反射板を備えたＤＭＤ（Digital Mirror Dev
ice）（登録商標）と、
光を吸収する光吸収板と、
光をスクリーンに投影する投影レンズとを有しており、
前記ＤＭＤ（登録商標）は前記反射板を駆動して入射してきたＲＧＢ色の光のうち必要
な色の光を必要な時間投影レンズに向けて反射し、不要な光を前記光吸収板に向けて反射
するものであり、
前記液晶フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規則正しく配置されたものであり、液晶層
に電圧を印加することで光を遮断／透過させ、前記白色光が前記ＲＧＢのカラーフィルタ
のうちいずれか１つを通過するように制御し、ＲＧＢの各波長の光を順次出射することを
特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
白色光を照射する白色ランプと、
前記白色ランプより出射された白色光をＲＧＢの各波長に偏光する液晶フィルタと、
前記液晶フィルタにてＲＧＢの各波長に偏光された光の光強度を均一化するライトトン
ネルと、
前記液晶フィルタを透過した光を反射する反射板を備えたＤＭＤ（登録商標）と、
光を吸収する光吸収板と、
光をスクリーンに投影する投影レンズとを有しており、
前記ＤＭＤ（登録商標）は前記反射板を駆動して入射してきたＲＧＢ色の光のうち必要
な色の光を必要な時間投影レンズに向けて反射し、不要な光を前記光吸収板に向けて反射
するものであり、
前記液晶フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規則正しく配置されたものであり、液晶層
に電圧を印加することで光を遮断／透過させ、前記白色光が前記ＲＧＢのカラーフィルタ
のうちいずれか１つを通過するように制御し、ＲＧＢの各波長の光を順次出射することを
特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
ＲＧＢの各色成分を均等に又は略均等に含む光を出力できる光源と、
前記白色ランプより出射された白色光の光強度を均一化するライトトンネルと、
前記ライトトンネルを透過してきた光をＲＧＢの各波長に偏光する液晶フィルタと、
前記液晶フィルタを透過した光を反射する反射板を備えたＤＭＤ（登録商標）と、
光を吸収する光吸収板と、
光をスクリーンに投影する投影レンズとを有しており、
前記ＤＭＤ（登録商標）は前記反射板を駆動して入射してきたＲＧＢ色の光のうち必要
な色の光を必要な時間投影レンズに向けて反射し、不要な光を前記光吸収板に向けて反射
するものであり、
前記液晶フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規則正しく配置されたものであり、液晶層
に電圧を印加することで光を遮断／透過させ、前記白色光が前記ＲＧＢのカラーフィルタ
のうちいずれか１つを通過するように制御し、ＲＧＢの各波長の光を順次出射することを
特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
ＲＧＢの各色成分を均等に又は略均等に含む光を出力できる光源と、
前記白色ランプより出射された白色光をＲＧＢの各波長に偏光する液晶フィルタと、
前記液晶フィルタにてＲＧＢの各波長に偏光された光の光強度を均一化するライトトン
ネルと、
前記液晶フィルタを透過した光を反射する反射板を備えたＤＭＤ（登録商標）と、
光を吸収する光吸収板と、
光をスクリーンに投影する投影レンズとを有しており、
前記ＤＭＤ（登録商標）は前記反射板を駆動して入射してきたＲＧＢ色の光のうち必要
な色の光を必要な時間投影レンズに向けて反射し、不要な光を前記光吸収板に向けて反射
するものであり、
前記液晶フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規則正しく配置されたものであり、液晶層
に電圧を印加することで光を遮断／透過させ、前記白色光が前記ＲＧＢのカラーフィルタ
のうちいずれか１つを通過するように制御し、ＲＧＢの各波長の光を順次出射することを
特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
前記液晶フィルタはカラーフィルタが規則正しく配置されているものに変えて、白色光
に含まれるＲＧＢのそれぞれの波長を遮断することができる透過型液晶セルを３層積層し
たものであり、前記液晶セルは光を遮断する液晶層を切り替えることで白色光をＲＧＢの
各波長の光に順次偏光することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプ
ロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＬＰ(Digital Light Processing）（登録商標）技術を利用したプロジェ
クタ及び該プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＬＰ（登録商標）技術を利用したプロジェクタは、半導体素子に多数の反射板を配置
したＤＭＤ（Digital Mirror Device）（登録商標）に光を照射し、その反射光をレンズ
で拡大投影するものである。
【０００３】
図５にＤＬＰ(登録商標)技術を利用したプロジェクタの概略配置図を示す。図５に示す
プロジェクタＢは、光源である白色ランプ９１と、光源より出射された光の光強度を均一
化するライトトンネル９２、光をＲＧＢの各成分の波長に順次偏光するカラーホイール９
３と、光を反射するＤＭＤ（登録商標）９４と、光吸収板９５と、投影レンズ９６とを有
している。光源としてここでは白色ランプを採用しているが、白色ランプ以外にもＲＧＢ
全ての波長の光を有する光を出射する光源を広く採用することができる。
【０００４】
カラーホイール９３はそれには限定されないがここでは、図５に示すように６分割され
ており、それぞれ、光をＲの波長に偏光するカラーフィルタを備えたＲ領域、Ｇの波長に
偏光するカラーフィルタを備えたＧ領域、Ｂの波長に偏光するカラーフィルタを備えたＢ
領域が形成されている。ＤＭＤ（登録商標）９４は、半導体の上部に反射板を配置した形
状を有している。
【０００５】
プロジェクタＢの動作は次のとおりである。白色ランプ９１より出射した光は、光強度
を均一化するライトトンネル９２を通過しカラーホイール９３に照射される。カラーホイ
ール９３は高速且つ等速で回転しており、カラーホイール９３に照射された光はＲ／Ｇ／
Ｂの各領域のいずれかを通過する。このとき、Ｒ領域を透過した光は赤色の波長の光に偏
光され、Ｇ領域を透過した光は緑色の波長の光に偏光され、Ｂ領域を透過した光は青色の
波長の光に偏光される。これらの各色波長の光は連続してＤＭＤ（登録商標）９４に照射
される。
【０００６】
ＤＭＤ（登録商標）９４は照射される光を所定の方向に反射するものであり、カラーホ
イール９３を通過してきた赤、緑、青の各波長の光のうち必要なものを投影レンズ９６に
反射し、不要なものを光吸収板９５に反射する。投影レンズ９６に入射した光は拡大され
スクリーンＳｃに照射、表示される。カラーホイール９３は上述したとおり高速回転して
おり、ＤＭＤ（登録商標）９４で選択的に反射されたＲＧＢの波長の光が順次スクリーン
に照射されると、人間の目はＤＭＤ（登録商標）９４の反射量に対応するＲＧＢの各波長
の光を合成した色として認識する。
【特許文献１】特開平９−２８１９１７号公報
【特許文献２】特開２００２−５５３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記カラーホイール９３を用いてＲＧＢの波長を順次照射するものの場
合、機械的なモータに色付きガラスのカラーフィルタを通したカラーホイール９３が使用
されており、発熱、騒音等の問題がある。また、色の切り替えの精度にも機構上限界があ
る。
【０００８】
また、カラーホイール９３の回転には機械的なモータを用いており、起動後カラーホイ
ール９３の回転が安定するのに一定の時間が必要である。その間は映像を映写することが
難しく安定運転に移行するまでの待ち時間が発生する。さらに、色が切り替わる瞬間を検
出する仕組みを備えている必要があり、カラーホイール９３の色の切り替わりとＤＭＤ（
登録商標）９４の駆動タイミングとのずれが生じやすく、そのタイミングの調整が必要と
なるので、コストがかかる。
【０００９】
そこで本発明は、
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するために請求項１にかかる発明は、白色光を照射する白色ランプと
、前記白色ランプより出射された白色光の光強度を均一化するライトトンネルと、前記ラ
イトトンネルを透過してきた光をＲＧＢの各波長に偏光する液晶フィルタと、前記液晶フ
ィルタを透過した光を反射する反射板を備えたＤＭＤ（登録商標）と、光を吸収する光吸
収板と、光をスクリーンに投影する投影レンズとを有しており、前記ＤＭＤ（登録商標）
は前記反射板を駆動して入射してきたＲＧＢ色の光のうち必要な色の光を必要な時間投影
レンズに向けて反射し、不要な光を前記光吸収板に向けて反射するものであり、前記液晶
フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規則正しく配置されたものであり、液晶層に電圧を印
加することで光を遮断／透過させ、前記白色光が前記ＲＧＢのカラーフィルタのうちいず
れか１つを通過するように制御し、ＲＧＢの各波長の光を順次出射することを特徴とする
プロジェクタを提供する。
【００１１】
この構成によると、光の偏光に液晶フィルタを用いることで発熱源や騒音の発生源をな
くすことができるので、発熱、騒音を低減することが可能である。また、回転検出機構を
設置しなくてもよく、それだけ製造コストを抑えることができる。
【００１２】
また、前記液晶フィルタに用いられる素子は電気的なスイッチングで光の色を切り替え
ることができるので、色切り替えの精度が高くそれだけ、精緻な画質を投影することが可
能である。さらに、前記ＤＭＤ（登録商標）とのタイミングのずれがおきにくくそれだけ
、調整に時間及びコストがかからない。
【００１３】
上述の目的を達成するために請求項２にかかる発明は、白色光を照射する白色ランプと
、前記白色ランプより出射された白色光をＲＧＢの各波長に偏光する液晶フィルタと、前
記液晶フィルタにてＲＧＢの各波長に偏光された光の光強度を均一化するライトトンネル
と、前記液晶フィルタを透過した光を反射する反射板を備えたＤＭＤ（登録商標）と、光
を吸収する光吸収板と、光をスクリーンに投影する投影レンズとを有しており、前記ＤＭ
Ｄ（登録商標）は前記反射板を駆動して入射してきたＲＧＢ色の光のうち必要な色の光を
必要な時間投影レンズに向けて反射し、不要な光を前記光吸収板に向けて反射するもので
あり、前記液晶フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規則正しく配置されたものであり、液
晶層に電圧を印加することで光を遮断／透過させ、前記白色光が前記ＲＧＢのカラーフィ
ルタのうちいずれか１つを通過するように制御し、ＲＧＢの各波長の光を順次出射するこ
とを特徴とするプロジェクタを提供する。
【００１４】
この構成によると、前記液晶フィルタを通過した光がライトトンネルを通過することで
光強度が均一化されるので、スクリーンに投影される画像の乱れを抑制することが可能で
ある。
【００１５】
上述の目的を達成するために請求項３にかかる発明は、ＲＧＢの各色成分を均等に又は
略均等に含む光を出力できる光源と、前記白色ランプより出射された白色光の光強度を均
一化するライトトンネルと、前記ライトトンネルを透過してきた光をＲＧＢの各波長に偏
光する液晶フィルタと、前記液晶フィルタを透過した光を反射する反射板を備えたＤＭＤ
（登録商標）と、光を吸収する光吸収板と、光をスクリーンに投影する投影レンズとを有
しており、前記ＤＭＤ（登録商標）は前記反射板を駆動して入射してきたＲＧＢ色の光の
うち必要な色の光を必要な時間投影レンズに向けて反射し、不要な光を前記光吸収板に向
けて反射するものであり、前記液晶フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規則正しく配置さ
れたものであり、液晶層に電圧を印加することで光を遮断／透過させ、前記白色光が前記
ＲＧＢのカラーフィルタのうちいずれか１つを通過するように制御し、ＲＧＢの各波長の
光を順次出射することを特徴とするプロジェクタを提供する。
【００１６】
この構成によると、光源としてＲＧＢの各波長の光を均一又は略均一に含む光を照射す
るので、ＲＧＢの光の３原色で表現できる色をより忠実に再現することが可能である。
【００１７】
上述の目的を達成するために請求項４にかかる発明は、ＲＧＢの各色成分を均等に又は
略均等に含む光を出力できる光源と、前記白色ランプより出射された白色光をＲＧＢの各
波長に偏光する液晶フィルタと、前記液晶フィルタにてＲＧＢの各波長に偏光された光の
光強度を均一化するライトトンネルと、前記液晶フィルタを透過した光を反射する反射板
を備えたＤＭＤ（登録商標）と、光を吸収する光吸収板と、光をスクリーンに投影する投
影レンズとを有しており、前記ＤＭＤ（登録商標）は前記反射板を駆動して入射してきた
ＲＧＢ色の光のうち必要な色の光を必要な時間投影レンズに向けて反射し、不要な光を前
記光吸収板に向けて反射するものであり、前記液晶フィルタはＲＧＢカラーフィルタが規
則正しく配置されたものであり、液晶層に電圧を印加することで光を遮断／透過させ、前
記白色光が前記ＲＧＢのカラーフィルタのうちいずれか１つを通過するように制御し、Ｒ
ＧＢの各波長の光を順次出射することを特徴とするプロジェクタを提供する。。
【００１８】
この構成によると、前記液晶フィルタを通過した光がライトトンネルを通過することで
光強度が均一化されるので、スクリーンに投影される画像の乱れを抑制することが可能で
ある。
【００１９】
前記液晶フィルタとしてカラーフィルタが規則正しく配置されているものに変えて、白
色光に含まれるＲＧＢのそれぞれの波長を遮断することができる透過型液晶セルを３層積
層したものであり、前記液晶セルは光を遮断する液晶層を切り替えることで白色光をＲＧ
Ｂの各波長の光に順次偏光するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、騒音、発熱等の発生を抑制することができ、細かい調整をしなくても
、色の切り替え精度が高くそれだけ、良好な画像を投影することができるプロジェクタを
提供することができる。
【００２１】
また本発明によると、安定動作するまでのアイドリング時間を必要とせず、それぞれの
構成部材の動作タイミングのずれが少なく、タイミングを検出する機構を省略することが
でき、それだけ簡単な構成のプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１に本発明に
かかるプロジェクタの一例の概略図を示す。図１に示すプロジェクタＡは、ＲＧＢ各色の
波長を含む白色光を出力する白色ランプ１と、白色ランプ１より出射された光の光強度を
均一化するライトトンネル２と、ライトトンネル２より出射された光を、該光が透過する
ときにＲＧＢのいずれかの色の波長に偏光する透過型の液晶フィルタ３と、液晶フィルタ
３を透過してきた光を反射する反射板を多数有するＤＭＤ（登録商標）４と、ＤＭＤ（登
録商標）４で反射する光のうち、不要な光を照射して光を吸収させる光吸収板５と、ＤＭ
Ｄ(登録商標）４にて反射されてきた光を拡大してスクリーンＳｃに投影する投影レンズ
６とを有している。
【００２３】
プロジェクタＡの投影動作は次に示すとおりである。まず、白色ランプ１を出射した光
は一旦ライトトンネル２を通過し光強度を均一化した後、液晶フィルタ３に照射される。
液晶フィルタ３を透過してきた光は、ＤＭＤ（登録商標）４にて反射され、映像を投影す
るのに必要な光は投影レンズ６に、不要な光は光吸収板５に照射される。投影レンズ６に
照射された光は拡大され、スクリーンＳｃに照射されることで、スクリーンＳｃ上に映像
が投影される。
【００２４】
図２に液晶フィルタの一例の拡大断面図を示す。図２に示すように液晶フィルタ３は、
Ｒ／Ｇ／Ｂの各色に偏光するカラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂが規則正しく配置されてい
る。液晶層３Ｌは電圧制御することで、光を透過又は遮断することができる。ここでは、
Ｒの波長の光が透過する例を示している。ＲＧＢの各カラーフィルタを1つずつ備えたピ
クセルは、ＤＭＤ（登録商標）４に備えられている反射板の数と同数又は略同数で、一対
一対応になっていることが好ましい。
【００２５】
Ｒ／Ｇ／Ｂの各色のカラーフィルタ３ｒ、３ｇ、３ｂを透過する光の経路を順次遮断す
ることで、液晶フィルタ３を透過しＤＭＤ（登録商標）４に照射される光はＲ／Ｇ／Ｂの
各波長の光に周期的に偏光される。
【００２６】
液晶フィルタ３を透過してきたＲの波長の光、Ｇの波長の光、Ｂの波長の光はＤＭＤ（
登録商標）４にてスクリーンＳｃに投影する映像に必要な色の光を必要な量だけ投影レン
ズ６に向けて反射させる。
【００２７】
このとき、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の順番でそれぞれの波長の光が照射されてい
るとすると、ＲＧＢの色の切り替わりは早いので、残像によって人間の目には照射された
長さに比例した割合で混合された色に映る。すなわち、ＤＭＤ（登録商標）４はＲＧＢ各
波長の光をスクリーンＳｃに投影されるべき映像の色の混合の割合にあわせた時間だけ投
影レンズ６に反射すればよい。これにより、投影されるべき映像の色を実際にスクリーン
Ｓｃに再現できる。例えば、Ｒ波長の光がＧ波長の光の５倍の時間投影レンズ６に反射さ
れ、Ｂの光とＧの光が同じ時間投影レンズ６に反射されたとすると、残像により人間の目
にはＲ：Ｇ：Ｂ＝５：１：１の割合で混合した色と略同じ色として認識される。
【００２８】
しかも、液晶フィルタ３の場合、従来例で用いられているカラーホイールに比べて、光
の遮断／透過の切り替わりの精度が高いので、色が切り替わる直前、直後の近傍の光も使
用することができ、光を効率よくスクリーンＳｃに投影することが可能である。
【００２９】
図３に示すプロジェクタＡ２のように液晶フィルタ３Ａがライトトンネル２と白色ラン
プ１の間に配置されていてもよい。このようにライトトンネル２を液晶フィルタ３の後段
に配置することで、ＤＭＤ（登録商標）４に入射する光の強度が均一にそろえられている
ので、色のばらつきが少なく、それだけ、鮮明な画像を表示することが可能である。
【００３０】
図４に本発明にかかるプロジェクタに用いる液晶フィルタの他の例の拡大断面図を示す
。図４に示す液晶フィルタ７の液晶セル７１はＲ層７１ｒ、Ｇ層７１ｇ、Ｂ層７１ｂが積
層された構造を有している。Ｒ層７１ｒにはＲの波長の光を選択反射する液晶７ｒＬが封
入されている。同様にしてＧ層７１ｇにはＧの波長の光を選択反射する液晶７ｇＬが、Ｂ
層７１ｂにはＢの波長の光を選択反射する液晶７ｂＬが封入されている。
【００３１】
各液晶７ｒＬ、７ｇＬ、７ｂＬがそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの波長の光を選択反射するという
ことは、それらの光が透過しないということである。すなわち、液晶フィルタ７を透過す
る光に対して、積層された液晶セル７１のうちＧ層７１ｇとＢ層８１ｂとを駆動すること
で、液晶フィルタ７に照射される光のうち、Ｇの波長の光とＢの波長の光が選択反射され
て、Ｒの波長の光のみが透過する。同様にＲ層７１ｒ及びＢ層７１ｂを駆動することでＧ
の波長の光が透過する。Ｒ層７１ｒ及びＧ層７１ｇを駆動することでＢの波長の光が透過
する。これを所定の周期で繰り返すことで、ＲＧＢの各波長の光を周期的に出射すること
ができる。
【００３２】
ＲＧＢの各波長を有する光をＤＭＤ（登録商標）４で反射して、スクリーンＳｃに必要
な色を必要な時間、投影レンズ６に、それ以外は光吸収板５に照射することで、ＲＧＢ各
成分を任意の混合比で混合した色を用いた画像をスクリーンＳｃに投影することができる
。
【００３３】
図４に示す液晶フィルタ７は図１に示すプロジェクタＡのようにライトトンネル２の後
段に配置してもよく、図３に示すプロジェクタＡ２のようにライトトンネル２の前段に配
置してもよい。
【００３４】
上述の各実施例では、光源として白色光を出射する白色ランプを用いたプロジェクタを
例に説明しているが、それに限定されるものではなく、ＲＧＢの各波長の光を均等に又は
略均等に含んでいる光を出射できる光源を広く採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかるプロジェクタの一例の概略配置図である。
【図２】図１に示すプロジェクタに採用されている液晶フィルタの一例の拡大断面図である。
【図３】本発明にかかるプロジェクタの他の例の概略配置図である。
【図４】本発明にかかるプロジェクタに採用されている液晶フィルタの他の例の拡大断面図である。
【図５】従来のプロジェクタの一例の概略配置図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ  プロジェクタ
１  白色ランプ
２  ライトトンネル
３  液晶フィルタ
３ｒ  カラーフィルタ（Ｒ）
３ｇ  カラーフィルタ（Ｇ）
３ｂ  カラーフィルタ（Ｂ）
３Ｌ  液晶
４  ＤＭＤ（登録商標）
５  光吸収板
６  投影レンズ
７  液晶フィルタ
７１  液晶セル
７１ｒ  Ｒ層
７１ｇ  Ｇ層
７１ｂ  Ｂ層
７ｒＬ、７ｇＬ、７ｂＬ  液晶
【図１】
2006011088.tif 000003
【図２】
2006011088.tif 000004
【図３】
2006011088.tif 000005
【図４】
2006011088.tif 000006
【図５】
2006011088.tif 000007