(57)【要約】【課題】使用目的に応じて光学フィルタの特性を切替えることができ、明るさや色味をユーザの好みに応じて調整可能な投射型表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、光源からの光が照射されるとともに、画像信号によって変調したカラー画像光を出射するライトバルブ素子と、このライトバルブ素子からの出射光を拡大投射する投射レンズとを有する投射型表示装置において、投射レンズの出射側に光学フィルタを配置したものであり、この光学フィルタは、２つの区分された領域を有し、各領域の光通過特性がそれぞれ異なる特性を有して成ることを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光が照射されるとともに、画像信号によって変調したカラー画像光を出射するライトバルブ素子と、
前記ライトバルブ素子からの出射光を拡大投射する投射レンズと、
前記投射レンズの出射側に配置され、第１、第２の区分された領域を有し、各領域の光通過特性がそれぞれ異なる特性を持った光学フィルタとを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
前記光学フィルタは、前記投射レンズの出射面に対向して配置され、垂直方向に二分して一方の領域では第１の光通過特性を有し、他方の領域では第２の光通過特性を有することを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記光学フィルタは、前記投射レンズの出射部に、前記一方及び他方の領域の上下方向を反転可能に取付けられたことを特徴とする請求項２記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記光学フィルタは、前記投射レンズの出射部に回転可能に取付けられたことを特徴とする請求項２記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記光学フィルタは、前記投射レンズの出射面に対向して配置され、垂直方向に二分して一方の領域では波長約５５５ｎｍ付近の光を減衰させ、他方の領域では波長約５８０ｎｍ付近の光を減衰させるトラップ特性を有してなることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
【請求項６】
カラー画像を投射する投射型表示装置の投射レンズ出射側に取付け可能であって、第１、第２の区分された領域を有し、各領域の光通過特性がそれぞれ異なる特性を有して成ることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項７】
前記投射レンズの出射面に対向して取付け可能であって、垂直方向に二分して一方の領域では第１の光通過特性を有し、他方の領域では第２の光通過特性を有することを特徴とする請求項６記載の光学フィルタ。
【請求項８】
前記投射レンズの出射面に対向して取付け可能であって、垂直方向に二分して一方の領域では波長約５５５ｎｍ付近の光を減衰させ、他方の領域では波長約５８０ｎｍ付近の光を減衰させるトラップ特性を有して成ることを特徴とする請求項６記載の光学フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタ等の投射型液晶表示装置に関し、特に投射画像の色補正を行うようにした光学フィルタを有する投射型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大画面が表示できる装置として投射型表示装置が知られている。この装置の例としては、光源（ランプ）、照明光学系、色分離光学系、液晶パネル、色合成光学系、投射光学系から構成される３板式液晶プロジェクタがある。この３板式液晶プロジェクタは、光源（ランプ）からの白色光を色分離光学系のダイクロイックミラーを利用してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色に分離し、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ用の３枚の液晶パネルに照射する。そしてこの液晶パネルで照射された光の透過率を画像信号によって変調することで強度の変調された光を出射し、色合成光学系のダイクロイックプリズムによって１枚のカラー画像に合成する。そしてこの合成画像光を投射レンズによってスクリーン上に拡大投射するわけである。このような投射装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
また、スクリーン上に表示される色は上記光源（ランプ）からの白色光を色分離するダイクロイックミラーの分光透過率（又は反射率）特性によって大方決まってくるが、色味（白色偏差、色純度）を良くしようとすれば、ＲＧＢ各色の波長帯域を狭め、特にＧ光の強度を減衰させなければならず、従って明るくできないといった問題があった。逆に明るくしようとすれば色味を犠牲にしなければならず、どちらかといえば色味を犠牲にして明るさを優先したプロジェクタが多くなっている。尚、上記のように所定波長の光の通過を制限する色補正フィルタを設け、色バランス等を調整可能にした装置として特許文献２に記載のものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０４５１５５号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３７２８９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の投射型表示装置では、色補正フィルタをプロジェクタ本体に取付けて白色を綺麗に表示したりしているが、色純度は変わらないといった問題があった。また、映像ソースによっては色味はそれほど気にしなくとも良い場合や、色純度を良くしたい場合や、白色を綺麗に映したい場合等があり、夫々に対応できないという不具合があった。また明るさと色味の両方を満足させることができないといった課題があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、使用目的に応じて光学フィルタ特性を切替えることができ、明るさや色味をユーザの好みに応じて調整可能な投射型表示装置及び光学フィルタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源と；前記光源からの光が照射されるとともに、画像信号によって変調したカラー画像光を出射するライトバルブ素子と；前記ライトバルブ素子からの出射光を拡大投射する投射レンズと；前記投射レンズの出射側に配置され、第１、第２の区分された領域を有し、各領域の光通過特性がそれぞれ異なる特性を持った光学フィルタとを備えたことを特徴とする投射型表示装置である。
【０００８】
また、本発明は、カラー画像を投射する投射型表示装置の投射レンズ出射側に取付け可能であって、第１、第２の区分された領域を有し、各領域の光通過特性がそれぞれ異なる特性を有して成ることを特徴とする光学フィルタである。
【０００９】
本発明においては、前記光学フィルタを使用することにより、光通過特性の異なる２つの領域のうち、いずれか一方の領域の特性を選択的かつ優先的に使用することにより、白色を綺麗に表示させたり、色純度の良い画像を表示させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態による投射型表示装置の全体構造を説明する平面図であり、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）用の液晶パネルを有する三板式液晶プロジェクタの例を示している。
【００１１】
図１において、１０は光学ボックスであり、このボックスに近接してランプハウス１１を備えている。ランプハウス１１の中には光源として、発光管１及びリフレクタ２から成るランプ３が配置されている。前記発光管１からの光はリフレクタ２によって反射され、赤外線や紫外線等の不要光をフィルタ１２で除去した後、コンデンサレンズ１３や反射ミラー１４を介してダイクロイックミラー１５に供給される。
【００１２】
ダイクロイックミラー１５は、ランプ３から光をＲ光とＧＢ光に分光し、分離されたＲ光はミラー１６で反射され、フィールドレンズ１７を介してＲ用の液晶パネル１８に照射される。
【００１３】
またダイクロイックミラー１５により分離されたＧＢ光はダイクロイックミラー１９によりＧ光とＢ光に分光され、Ｇ光はフィールドレンズ２０を介してＧ用の液晶パネル２１に照射され、Ｂ光はリレーレンズ２２、反射ミラー２３、リレーレンズ２４、反射ミラー２５及びリレーレンズ２６を介してＢ用の液晶パネル２７に照射される。
【００１４】
さらに、各液晶パネル１８，２１，２７を透過したＲ光，Ｇ光，Ｂ光はダイクロイックプリズム２８によって合成され、この合成された映像光を投射レンズ２９によってスクリーン（図示せず）に投射するようにしている。
【００１５】
Ｒ，Ｇ，Ｂ用の各液晶パネル１８，２１，２７は、ライトバルブ素子を構成するものであり、Ｒ，Ｇ，Ｂの原色信号で駆動することにより、カラー画像を表示することができ、各液晶パネル１８，２１，２７からは原色信号で変調された出射光を得ることができる。また、本発明では、投射レンズ２９の出射側に光学フィルタ３０を取付け可能にしており、この光学フィルタ３０によって、投射画像の色特性を変えられるようにしている（詳細は後述する）。
【００１６】
尚、前記液晶パネル１８，２１，２７の入射側には偏光板１８１，２１１，２７１が所定間隔を置いて配置され、前記液晶パネル１８，２１，２７の出射側には偏光板１８２，２１２，２７２が所定間隔を置いて配置され、これら液晶パネルと入射側偏光板及び出射側偏光板によりライトバルブを構成している。また、出射側偏光板１８２，２１２，２７２はダイクロイックプリズム２８の各入射面に貼られて配置された例を図示しているが、ダイクロイックプリズム２８の入射面との間に所定間隔を置いて配置するようにしても良い。
【００１７】
また、本発明の投射型表示装置においては、ランプ３や各液晶パネル及び偏光板を冷却するためにファン（図示せず）が設けられ、ランプ３や液晶パネル１８，２１，２７部分に外気を導入して冷却用の風を送風するとともに、プロジェクタの外に温まった空気を排気するようにしている。
【００１８】
図２は、前述した光学フィルタ３０を含むプロジェクタの外観構成を示す斜視図であり、プロジェクタ本体１００の投射レンズ２９の出射側に光学フィルタ３０を取付け可能にしている。光学フィルタ３０は、例えば投射レンズ２９の出射側に回転可能に取付けられ、また投射レンズ２９から取り外しができるようにし、プロジェクタ本体の付属品として独立可能な構造としている。また、回転構造に限らず、投射レンズ２９の先端部にスロットを設け、このスロットに光学フィルタを挿脱可能にし、ユーザによって上下を逆向きにして取付けられるような構造としても良い。
【００１９】
図３は光学フィルタ３０を拡大して示す斜視図であり、上下方向中心線を境に異なる光通過特性を有しており、領域Ａと領域Ｂではフィルタ特性が異なっている（特性については後述する）。
【００２０】
また、液晶プロジェクタは図４で示すように、あおり投射するように構成されている。即ち、液晶プロジェクタの使い勝手をよくするため、投射画面の下端が投射レンズの中心線（一点鎖線）付近にくるように設定している場合が多く、この場合、投射光は投射レンズのほぼ上側半分を使用して投射されることになる。したがって、投射レンズ２９からの投射光の大部分は投射レンズ２９の上側を通るようになっている。
【００２１】
この図４において、前記光学フィルタ３０を投射レンズ２９の出射部に取付けた場合、投射光の大部分は、光学フィルタ３０の上側、即ち図３の例では領域Ａの部分を通るようになる。これにより、投射画像は光学フィルタ３０の領域Ａの光通過特性により補正されることになる。また、光学フィルタ３０を回転して、領域Ｂが上側にくるようにした場合、投射光の大部分は領域Ｂの部分を通るようになり、投射画像は光学フィルタ３０の領域Ｂの光通過特性により補正されることになる。
【００２２】
図５はスクリーン上でのＲ，Ｇ，Ｂ３原色光の分光分布特性と、上記光学フィルタ３０の２種類のフィルタ特性を説明する特性図である。
【００２３】
図５において、１０Ｒ〜１０Ｂは光学フィルタ３０が無いときのスクリーン上におけるＲ，Ｇ，Ｂ３原色光の分光分布特性を示したものであり、３０Ａ、３０Ｂは上記光学フィルタ３０の２種類のフィルタの分光透過率特性を示したものである。
【００２４】
ここで、特性３０Ａは波長５５５ｎｍ付近を中心としたトラップ特性を有し、特性３０Ｂは波長５８０ｎｍ付近を中心としたトラップ特性を有している。光学フィルタ３０は、図２で示すように投射レンズ２９の出射側に回転可能に取付けられており、これにより上下方向を入替えて配置することが可能であり、光学フィルタ３０の特性をユーザが選択可能にしている。
【００２５】
例えば、領域Ａが上側に位置するようにした場合は特性３０Ａにより、強度の強い波長のＧ光を減衰させることができ、ホワイトバランスの良好な偏差の小さい白色を表示することができる。通常、プロジェクタにおいては緑光が強くなる傾向にあるため、ホワイトバランスがずれることがあるが、Ｇ光の強度を抑えることにより、ホワイトバランスのくずれを低減することができる。
【００２６】
一方、領域Ｂが上側に位置するようにした場合は特性Ｂにより、黄色乃至オレンジ色の光の波長帯域を減衰させることができ、色純度のよいＧ及びＲ色を表示させることができる。一般に、黄色やオレンジ光が強い場合、Ｇ光やＲ光と合成されるときれいな色が再現できなくなり、色純度が悪くなる傾向にあるため、これらの光成分を抑えることにより、色純度を改善することができる。
【００２７】
更にユーザが、正確な色再現よりも明るさを優先したい場合は、光学フィルタ３０を取り外すことにより、明るい画像を表示することができる。こうして、本発明によれば、ユーザの選択により好みの色特性で画像を表示することができ、表示画像内容によって使い分けることができる。
【００２８】
尚、以上の説明では、光学フィルタ３０が回転できる構造について説明したが、１８０度回転した位置でクリックするような機構を設けることにより、ユーザは領域Ａ又は領域Ｂのいずれかが上側にきたことを正確に知ることができ、回転位置のずれを防止することができる。また、光学フィルタ３０の外周部にマーキングを施し、いずれの特性を選択したかをユーザが確認できるようにしても良い。
【００２９】
また、以上の説明では、三板式の液晶プロジェクタについて説明したが、これに限られず、単板カラーフィルタ式の液晶プロジェクタに適用することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、投射レンズの出射部に光学フィルタを取付可能にし、かつ光学フィルタに２種類の特性をもたせ、上下を反転することによって光通過特性を選択することが可能となり、明るい画像、白色の綺麗な画像、色純度の良い画像等、ユーザの好みに合わせた表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における投射型表示装置の全体構成を説明する光学配置図。
【図２】本発明における投射型表示装置の外観を示す斜視図。
【図３】本発明に使用する光学フィルタの斜視図。
【図４】投射型表示装置のあおり投射を説明する側面図。
【図５】本発明における投射型表示装置の分光分布及び光学フィルタの特性図。
【符号の説明】
１００・・・液晶プロジェクタ
１０・・・光学ボックス
１１・・・ランプハウス
１８，２１，２７・・・液晶パネル
２９・・・投射レンズ
３０・・・光学フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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