(57)【要約】【課題】コントラストの高さと照度の高さとを両立し、プロジェクタ装置の性能を容易に向上する。【解決手段】液晶パネルを透過した光線を投射レンズでスクリーンに拡大して投射する。投射レンズに、絞り装置１４を備える。液晶パネルは、入射角度及び入射方向によりコントラストの特性が異なる。このコントラストの特性の形状に合わせて、絞り装置１４に略三角形状の開口部１６を形成する。コントラストが高い光線だけが通過する割合が高くなる形状にすることにより、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとを両立できる。【選択図】        図１
2004157346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示デバイスで変調された光を投射するプロジェクタ装置の絞り装置であって、
この絞り装置の開口部の形状は、前記表示デバイスの入射方向と入射角に対するコントラストの特性に応じ、コントラストが高くなる位置に対応して設けられた
ことを特徴とする絞り装置。
【請求項２】
表示デバイスで変調された光を投射するプロジェクタ装置の絞り装置であって、
この絞り装置の開口部の形状は、前記表示デバイスの入射方向と入射角に対するコントラストの特性に応じ、コントラストが高くなる位置を主として含むように突出する突出部が設けられた
ことを特徴とする絞り装置。
【請求項３】
光源と、
この光源から照射された光を変調する表示デバイスと、
前記光源の光を前記表示デバイスを介して投射する光学系と、
この光学系に設けられた請求項１または２記載の絞り装置と
を具備したことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項４】
表示デバイスは、液晶パネルである
ことを特徴とする請求項３記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示デバイスで変調された光を投射するプロジェクタ装置の絞り装置及びプロジェクタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光源から照射された光を照明光学系を介して液晶パネルなどの表示デバイスに導き、この表示デバイスで変調した光を投射光学系を介してスクリーンに投射するプロジェクタ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、このようなプロジェクタ装置の投射光学系には、レンズ群の間に位置して、円形状の開口を有する絞り装置が設けられている。そして、この絞り装置を絞る、すなわち開口を小径化することにより、コントラストの向上を図る構成が考えられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−４３７２９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のように絞り装置の開口を小径化すると、絞り装置を通過する光量は必然的に少なくなり、コントラストが向上する一方、投射画像の照度が低下する問題を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、コントラストと照度とを両立可能な絞り装置及びプロジェクタ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の絞り装置は、表示デバイスで変調された光を投射するプロジェクタ装置の絞り装置であって、この絞り装置の開口部の形状は、前記表示デバイスの入射方向と入射角に対するコントラストの特性に応じ、コントラストが高くなる位置に対応して設けられたものである。
【０００７】
そして、この構成では、開口部の形状を円形状とする構成に較べ、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとが両立される。
【０００８】
請求項２記載の絞り装置は、表示デバイスで変調された光を投射するプロジェクタ装置の絞り装置であって、この絞り装置の開口部の形状は、前記表示デバイスの入射方向と入射角に対するコントラストの特性に応じ、コントラストが高くなる位置を主として含むように突出する突出部が設けられたものである。
【０００９】
そして、この構成では、開口部の形状を円形状とする構成に較べ、コントラストの低下を抑制しつつ、明るさを向上させ、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとが両立される。
【００１０】
請求項３記載のプロジェクタ装置は、光源と、この光源から照射された光を変調する表示デバイスと、前記光源の光を前記表示デバイスを介して投射する光学系と、この光学系に設けられた請求項１または２記載の絞り装置とを具備したものである。
【００１１】
そして、この構成では、絞り装置の開口部の形状を円形状とする構成に較べ、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとが両立される。
【００１２】
請求項４記載のプロジェクタ装置は、請求項３記載のプロジェクタ装置において、表示デバイスは、液晶パネルであるものである。
【００１３】
そして、この構成では、コントラストの特性が入射方向と入射角に対して偏っている液晶パネルに対し、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとが効果的に両立される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の絞り装置及びプロジェクタ装置の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図２及び図３において、１はプロジェクタ装置で、このプロジェクタ装置１は、図示しない光源と、この光源から照射された光を変調する変調手段である表示デバイスとしての３枚の液晶パネル（ＬＣＤ）３と、光源の照射した光を液晶パネル３を介してスクリーンＳに拡大して投射する光学系とを備えている。そして、この光学系は、光源の照射した光を各液晶パネル３に導くダイクロイックミラーなどを備えた照明光学系と、液晶パネル３から出射された光線をスクリーンＳに投射する投射光学系６とを備えている。そして、この投射光学系６は、複数の液晶パネル３から出射されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色光を合成するダイクロイックプリズム８と、このダイクロイックプリズム８から出射された光を拡大して投射する投射レンズ１０とを備えている。
【００１６】
そして、この投射レンズ１０は、鏡筒１１を備え、この鏡筒１１のスクリーンＳ側から順に、第１ないし第５のレンズＬ１〜Ｌ５と、絞り装置１４と、第６ないし第１１のレンズＬ６〜Ｌ１１が配置されている。
【００１７】
そして、この投射レンズ１０の絞り装置１４は、図１に示すように、光を透過しない遮蔽部１５に、光を透過する開口部１６を形成したもので、この開口部１６の形状は、円形ではなく、液晶パネル３の視野角特性、すなわち入射方向と入射角に対するコントラストの特性に応じて設定され、本実施の形態では、正三角形に形成されている。
【００１８】
次に、液晶パネル３の視野角特性について説明する。なお、図３ないし図６は測定方法を示し、図７は測定結果を示している。
【００１９】
基本的測定条件は、駆動電圧について、ＨＶＤＤ＝１５．５Ｖ、ＶＶＤＤ＝１５．５Ｖ、ＶＶＣ＝７．０Ｖ、Ｖｃｏｍ＝６．６Ｖに設定されている。また、測定温度は２５℃、測定点は画面中央部１点、測定計は以下の測定系Ｉ及び測定系ＩＩ、ビデオ入力信号電圧はＶｓｉｇは、信号振幅ＶＡＣに対し、Ｖｓｉｇ＝７．０±ＶＡＣ〔Ｖ〕となっている。
【００２０】
図３は測定系Ｉを示し、プロジェクタ装置１からＡ＝２０００ｍｍの位置に配置されたスクリーンＳに投影された画像を、輝度計２１を介して測定装置２２で測定するものである。そして、スクリーンＳは、ゲイン２．８のガラスビーズタイプである。また、プロジェクタ装置１の投射レンズ１０は焦点距離８０ｍｍ、Ｆ１．９であり、光源は１５５Ｗで色温度７５００Ｋ±５００のメタルハライドランプであり、拡大率は２４倍、測定径は７ｍｍφとなっている。また、偏光板は、商品名ＥＧ−１２２４ＤＵ（日東製）あるいは商品名ＳＫＮ−１８２４２Ｔ（株式会社ポラテクノ製）あるいは相当品である。
【００２１】
また、図４及び図５は測定系ＩＩを示し、液晶パネル３を駆動回路２４で駆動するとともに、移動可能に設けられた光源Ｗから照射した光線を液晶パネル３を透過させ、液晶パネル３の中央部を中心として光源Ｗに対向して移動可能に設けられた受光レンズ２６で受光する。そして、この受光レンズ２６は、光ファイバー２７を介して光検知装置２８に接続され、さらに、この光検知装置２８は、測定装置２９に接続されている。
【００２２】
なお、図５中、３ａは液晶パネルの本体部、３ｂは本体部を囲む枠部、３ｃはフレキシブル配線、３ｄはマークである。
【００２３】
また、図６は、液晶パネル３に入射する光角度〔度〕と、相対的光強度との関係を示すグラフである。
【００２４】
また、図７中、ＣＲは、コントラスト（比）を示し、このＣＲは、測定系Ｉにおいて、入力信号振幅（ＶＡＣ）を０．５Ｖとしたときの、スクリーンＳの中央部における表面輝度Ｌ（Ｗｈｉｔｅ）と、入力信号振幅（ＶＡＣ）を４．５Ｖとしたときの表面輝度Ｌ（Ｂｌａｃｋ）とを測定し、ＣＲ＝Ｌ（Ｗｈｉｔｅ）／Ｌ（Ｂｌａｃｋ）との式で算出したものである。
【００２５】
そして、液晶分子の配列を制御し、この配列の変化を偏光板との組み合わせにより視認させる光シャッタである液晶パネル３は、光の入射角度により特性が異なり、特に、液晶パネル３を透過した光のコントラストについては、入射角度のみならず、入射方向により特性が異なっている。すなわち、全体的な傾向として、液晶パネルに入射する光の入射角が高い、すなわち直交に近い（Ｚ軸に対するθが小さい）ほど、コントラストが高くなる。このため、一般には、円形状の開口部を小径化することにより、入射角が低くコントラストが低くなる光を遮光し、コントラストの向上を図っている。しかしながら、液晶パネル３は、入射方向（Ｙ軸に対するφ）によっても特性が異なり、測定結果である図７に示すように、コントラストの比較的高い部分においては、コントラストが等しい部分を結ぶ線は略三角形状をなし、コントラストの比較的低い部分においては、コントラストが等しい部分を結ぶ線は各辺が湾曲した四角形状をなしている。
【００２６】
そこで、図１に示す第１の実施の形態では、コントラストの比較的高い部分の形状に注目し、略三角形状の開口部１６を形成した。そして、このように、絞り装置１４の開口部１６の形状を、視野角特性に対応させた形状とし、すなわち、開口部１６の形状を、コントラストが高い光線の通過する位置に対応して開口させた形状とし、すなわち、この開口部１６を通過する光線を、コントラストが高い光線だけが通過する割合が高くなる形状にすることにより、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとを両立できる。すなわち、コントラストの高い光だけを通過させようとすると絞りの小径化を余儀なくされて照度が低下する円形の絞りに較べ、絞り装置１４の光の通過面積である開口径を大きく保ちながら、コントラストの高い光線を多く通過させることができ、コントラストの高さと照度の高さとを両立させ、プロジェクタ装置の性能を容易に向上させることができる。
【００２７】
言い換えれば、従来利用されている円形状の中央部分から、コントラストの高い部分に沿って突出部Ｃを設けたため、コントラストの低下を抑制しつつ、照度を向上し、コントラストの高さと照度の高さとを両立させ、プロジェクタ装置の性能を容易に向上させることができる。
【００２８】
なお、上記の図１に示す第１の実施の形態では、コントラストの比較的高い部分の形状に注目し、かつ、照度をできるだけ向上するとともに、形状も簡単で製造コストの低減を図れるように、３方向に突出部Ｃが突出する略三角形状の開口部１６を形成したがこの構成に限られず、開口部１６を他の形状とすることもできる。
【００２９】
すなわち、図８に示す第２の実施の形態のように、コントラストの比較的高い部分の形状に注目し、かつ、照度の向上よりもコントラストの向上を優先するとともに、形状も簡単で製造コストの低減を図れるように、３方向に突出部Ｃが突出する略三角形状の開口部３１を形成することもできる。
【００３０】
また、図９に示す第３の実施の形態のように、コントラストの比較的低い部分の形状まで注目し、かつ、照度をできるだけ向上するために、４方向に突出部Ｃが突出する略台形状の開口部３３を形成することもできる。
【００３１】
また、図１０に示す第４の実施の形態のように、コントラストの比較的低い部分の形状まで注目し、かつ、コントラストと照度とをできるだけ向上するために、コントラストが等しい部分を結ぶ線にほぼ沿って、４方向に突出部Ｃが突出する各辺を内側に湾曲する曲線状とした略台形状の開口部３５を形成することもできる。
【００３２】
さらに、図１１に示す第５の実施の形態のように、コントラストの比較的低い部分の形状まで注目し、かつ、コントラストと照度とをできるだけ向上するとともに、投射する画像の光量の平均化を図り、コントラストが等しい部分を結ぶ線にほぼ沿って、４方向に突出部Ｃが突出する各辺を内側に湾曲する曲線状とした略正方形状の開口部３７を形成することもできる。
【００３３】
なお、絞り装置１４の開口部１６の形状は、表示デバイスとしての液晶パネル３の視野角特性が異なれば、それぞれの特性に応じて変えることができる。
【００３４】
なお、表示デバイスとしては、透過型の液晶パネル３について説明したが、この構成に限られず、例えば反射型の液晶パネルなどに適用することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の絞り装置によれば、絞り装置の開口部の形状は、表示デバイスの入射方向と入射角に対するコントラストの特性に応じ、コントラストが高くなる位置に対応して設けたため、開口部の形状を円形状とする構成に較べ、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとを両立できる。
【００３６】
請求項２記載の絞り装置によれば、絞り装置の開口部の形状は、前記表示デバイスの入射方向と入射角に対するコントラストの特性に応じ、コントラストが高くなる位置を主として含むように突出する突出部を設けたため、開口部の形状を円形状とする構成に較べ、コントラストの低下を抑制しつつ、明るさを向上させ、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとが両立される。
【００３７】
請求項３記載のプロジェクタ装置によれば、請求項１または２記載の絞り装置を具備したため、絞り装置の開口部の形状を円形状とする構成に較べ、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとを両立できる。
【００３８】
請求項４記載のプロジェクタ装置によれば、請求項３記載の効果に加え、コントラストの特性が入射方向と入射角に対して偏っている液晶パネルに対し、投射する画像のコントラストの高さと照度の高さとが効果的に両立できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の絞り装置の第１の実施の形態を示す説明図である。
【図２】同上絞り装置を備えたプロジェクタ装置の一部の断面図である。
【図３】同上プロジェクタ装置に備える液晶パネルの視野角特性を測定する測定系である。
【図４】同上液晶パネルの視野角特性を測定する測定系である。
【図５】同上液晶パネルの視野角特性を測定する測定系である。
【図６】同上液晶パネルに入射する光角度と相対的光強度との関係を示すグラフである。
【図７】同上液晶パネルの視野角特性の測定結果を示すグラフである。
【図８】本発明の絞り装置の第２の実施の形態を示す説明図である。
【図９】本発明の絞り装置の第３の実施の形態を示す説明図である。
【図１０】本発明の絞り装置の第４の実施の形態を示す説明図である。
【図１１】本発明の絞り装置の第５の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    プロジェクタ装置
３    表示デバイスとしての表示パネル
１４    絞り装置
１６，３１，３３，３５，３７    開口部
Ｃ    突出部
【図１】
2004157346.tif 000003
【図２】
2004157346.tif 000004
【図３】
2004157346.tif 000005
【図４】
2004157346.tif 000006
【図５】
2004157346.tif 000007
【図６】
2004157346.tif 000008
【図７】
2004157346.tif 000009
【図８】
2004157346.tif 000010
【図９】
2004157346.tif 000011
【図１０】
2004157346.tif 000012
【図１１】
2004157346.tif 000013