(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を照射する光源と、前記白色光を３原色の光に分離する色分離手段と、３原色の光をそれぞれ入力映像信号によって変調するライトバルブと、各ライトバルブからの変調光を合成してカラー映像光を生成する合成手段と、前記カラー映像光を拡大投写する投写レンズと、パソコン信号入力部と、ビデオ信号入力部とを備えた投写型映像表示装置において、前記色分離手段にて分離する前の照明光の光路上に、前記パソコン信号入力部からの映像信号に対応する反射特性を有する第１反射面と、ビデオ信号入力部からの映像信号に対応する反射特性を有する第２反射面と、パソコン信号入力部及びビデオ信号入力部からの映像信号に対応する反射特性を有する第３反射面とから構成された反射体を切替自在に備え、入力映像ソースに応じて反射体を切り替えることにより、前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成すると共に、前記入力映像ソースが、ビデオ信号入力部とパソコン信号入力部から交互に切り替わり入力されたものである場合には、第３反射面により前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２】
白色光を照射する光源と、前記白色光を３原色の光に分離する色分離手段と、３原色の光をそれぞれ入力映像信号によって変調するライトバルブと、各ライトバルブからの変調光を合成してカラー映像光を生成する合成手段と、前記カラー映像光を拡大投写する投写レンズと、パソコン信号入力部と、ビデオ信号入力部とを備えた投写型映像表示装置において、前記色分離手段にて分離する前の照明光の光路上に、前記パソコン信号入力部からの映像信号に対応する透過特性を有する第１透過面と、ビデオ信号入力部からの映像信号に対応する透過特性を有する第２透過面と、パソコン信号入力部及びビデオ信号入力部からの映像信号に対応する透過特性を有する第３透過面とから構成された透過体を切替自在に備え、入力映像ソースに応じて透過体を切り替えることにより、前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成すると共に、前記入力映像ソースが、ビデオ信号入力部とパソコン信号入力部から交互に切り替わり入力されたものである場合には、第３透過面により前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項３】
前記反射体あるいは透過体は、入力映像ソースに対応して自動的に切替を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の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、光源からの光を３原色に分光して各色映像光を生成し、これを合成して拡大投影するようにした投写型映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、３板式カラー液晶プロジェクタは、白色光を照射する光源と、前記白色光を３原色の光に分離するダイクロイックミラーと、３原色の光をそれぞれ映像信号に基づいて変調する３枚の液晶表示パネルと、各液晶表示パネルからの変調光を合成してカラー映像光を生成するダイクロイックプリズム（或いはダイクロイックミラー）と、前記カラー映像光を拡大投写する投写レンズと、を備えて成る。また、各液晶表示パネルの光入射側に色純度を向上させるためにダイクロイックフィルタを備える場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶プロジェクタの用途としては、パーソナルコンピュータと接続してコンピュータ画像（特に、プレゼンテーション用の説明画像）を拡大投写する形態と、ホームシアターとしてビデオソフト等を鑑賞する使用形態とに大きく分けられる。ここで、前者と後者の使用形態では入力映像ソースが異なり、一方の入力映像ソースに対してホワイトバランス（色温度）を設定していた場合、他方の入力映像ソースに切り替わったときには、ホワイトバランスがくずれてしまうため、その調整が必要となる。ここで、前記３原色の各色光の波長特性は、前記ダイクロイックミラーやダイクロイックフィルタによって決定されるため、入力映像ソースに応じたホワイトバランス調整は、各液晶表示パネルへの駆動電圧を変化させてその透過率を調整することで行なうことになる。しかしながら、液晶表示パネルにおける透過率を低下させる調整が行なわれた場合、黒レベルは一定値以下にはならないのであるから、ダイナミックレンジが下がることになり、階調表現範囲が狭くなるという問題を生じる。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、ライトバルブの調整によらずに、入力映像ソースが異なっても所望のホワイトバランスを得ることが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。
【０００５】
【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、白色光を照射する光源と、前記白色光を３原色の光に分離する色分離手段と、３原色の光をそれぞれ入力映像信号によって変調するライトバルブと、各ライトバルブからの変調光を合成してカラー映像光を生成する合成手段と、前記カラー映像光を拡大投写する投写レンズと、パソコン信号入力部と、ビデオ信号入力部とを備えた投写型映像表示装置において、前記色分離手段にて分離する前の照明光の光路上に、前記パソコン信号入力部からの映像信号に対応する反射特性を有する第１反射面と、ビデオ信号入力部からの映像信号に対応する反射特性を有する第２反射面と、パソコン信号入力部及びビデオ信号入力部からの映像信号に対応する反射特性を有する第３反射面とから構成された反射体を切替自在に備え、入力映像ソースに応じて反射体を切り替えることにより、前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成すると共に、前記入力映像ソースが、ビデオ信号入力部とパソコン信号入力部から交互に切り替わり入力されたものである場合には、第３反射面により前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成されていることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成であれば、入力映像ソースを変更するときには当該ソースに対応した反射特性を有する反射体に切り替えればよく、ライトバルブの調整を必要とせずに所望のホワイトバランスを得ることができ、ダイナミックレンジが下がることはなく、階調表現範囲を維持できることになる。
【０００７】
また、この発明の投写型映像表示装置は、白色光を照射する光源と、前記白色光を３原色の光に分離する色分離手段と、３原色の光をそれぞれ入力映像信号によって変調するライトバルブと、各ライトバルブからの変調光を合成してカラー映像光を生成する合成手段と、前記カラー映像光を拡大投写する投写レンズと、パソコン信号入力部と、ビデオ信号入力部とを備えた投写型映像表示装置において、前記色分離手段にて分離する前の照明光の光路上に、前記パソコン信号入力部からの映像信号に対応する透過特性を有する第１透過面と、ビデオ信号入力部からの映像信号に対応する透過特性を有する第２透過面と、パソコン信号入力部及びビデオ信号入力部からの映像信号に対応する透過特性を有する第３透過面とから構成された透過体を切替自在に備え、入力映像ソースに応じて透過体を切り替えることにより、前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成すると共に、前記入力映像ソースが、ビデオ信号入力部とパソコン信号入力部から交互に切り替わり入力されたものである場合には、第３透過面により前記カラー映像光にホワイトバランスを設定するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記の構成であれば、入力映像ソースを変更するときには当該ソースに対応した透過特性を有する透過体に切り替えればよく、ライトバルブの調整を必要とせずに所望のホワイトバランスを得ることができ、ダイナミックレンジが下がることはなく、階調表現範囲を維持できることになる。
【０００９】
入力映像ソースに対応して自動的に切替を実行するように構成されていてもよい。これによれば、利用者が入力映像ソースの種類に応じて一々切替操作をするといった手間から解放されることになる。
【００１０】
【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５に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示すように、光源１の発光部２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３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。
【００１２】
インテグレータレンズ４は一対のレンズ群４ａ，４ｂにて構成されており、個々のレンズ対が光源１から出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面へ導くようになっている。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を経て三面反射ミラー７へと導かれる。
【００１３】
偏光変換装置５は、偏光ビームスプリッタアレイによって構成されている。この偏光変換装置５を経た光は全て所定の偏光に揃うことになる。
【００１４】
三面反射ミラー７は、図３（ａ）にも示すように、第１反射面Ａと第２反射面Ｂと第３反射面Ｃとを正三角形状に組み付けて成り、この正三角の中心に回転軸を有し、図示しないモータにて回転されるようになっている。図の状態で第１反射面Ａが照明光反射を担っているいるとすれば、三面反射ミラー７を１２０°回転させると、第２反射面Ｂが照明光反射を担うことになり、更に三面反射ミラー７を１２０°回転させると、第３反射面Ｃが照明光反射を担うことになる。三面反射ミラー７のいずれかの反射面にて反射された照明光は第１ダイクロイックミラー８へと導かれることになる。
【００１５】
第１ダイクロイックミラー８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８を透過した赤色波長帯域の光は、全反射ミラー９にて反射されて光路を変更される。全反射ミラー９にて反射された赤色光はダイクロイックフィルム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８にて反射したシアンの波長帯域の光は、第２ダイクロイックミラー１１に導かれる。
【００１６】
第２ダイクロイックミラー１１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１１にて反射した緑色波長帯域の光はダイクロイックフィルム１２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によって光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１１を透過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ１３、全反射ミラー１４、リレーレンズ１５、及び全反射ミラー１６、ダイクロイックフィルム１７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によって光変調される。
【００１７】
液晶ライトバルブ３１，３２，３３は、入射側偏光板と、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と、出射側偏光板とを備えて成る。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１８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１９によって拡大投写され、スクリーン上に投影表示される。
【００１８】
図２に示す液晶プロジェクタは、通常の反射ミラー７′を有する代わりに、この反射ミラー７′と第１ダイクロイックミラー８との間に、三面光透過フィルム２０を配置している。この三面光透過フィルム２０は、図３（ｂ）にも示すように、第１透過面Ｄと第２透過面Ｅと第３透過面Ｆとを正六角形の半分形状を成すように組み付けて成り、当該正六角形の中心となる位置に回転軸を有し、図示しないモータにて回転されるようになっている。図の状態で第２透過面Ｅが光路上に存在しているとすれば、三面光透過フィルム２０を時計回りに１２０°回転させると、第３透過面Ｆが光路上に位置することになり、三面光透過フィルム２０を反時計回りに１２０°回転させると、第１透過面Ｄが光路上に位置することになる。そして、三面光透過フィルム２０のいずれかの透過面を透過した照明光が第１ダイクロイックミラー８へと導かれることになる。
【００１９】
図４は三面反射ミラー７における波長−反射率特性を示したグラフであって、同図（ａ）は第１反射面Ａの特性を示し、同図（ａ）は第２反射面Ｂの特性を示し、同図（ａ）は第３反射面Ｃの特性を示している。この実施形態では、第１反射面Ａはパーソナルコンピュータからの映像信号（ＲＧＢ信号）が液晶プロジェクタに入力されるときに選択され、第２反射面Ｂは例えばビデオテープレコーダからの映像信号（コンポジット信号）が液晶プロジェクタに入力されるときに選択されるものとしている。また、第３反射面Ｃは、上記ＲＧＢ信号とコンポジット信号のどちらでも使用できるものとしている。この図に示した波長−反射率特性は例示であり、これらに限られるものではなく、また、光学部材や液晶表示パネルの特性が違えば、違う波長−反射率特性が採用されることにる。
【００２０】
図５は三面光透過フィルム２０における波長−透過率特性を示したグラフであって、同図（ａ）は第１透過面Ｄの特性を示し、同図（ａ）は第２透過面Ｅの特性を示し、同図（ａ）は第３透過面Ｆの特性を示している。この実施形態では、第１透過面Ｄはパーソナルコンピュータからの映像信号（ＲＧＢ信号）が液晶プロジェクタに入力されるときに選択され、第２透過面Ｅは例えばビデオテープレコーダからの映像信号（コンポジット信号）が液晶プロジェクタに入力されるときに選択されるものとしている。また、第３透過面Ｆは、上記ＲＧＢ信号とコンポジット信号のどちらでも使用できるものとしている。この図に示した波長−透過率特性は例示であり、これらに限られるものではなく、また、光学部材や液晶表示パネルの特性が違えば、違う波長−透過率特性が採用されることにる。
【００２１】
この実施形態の液晶プロジェクタにおいては、図示はしていないが、ビデオ信号入力部とパソコン信号入力部とが備えられており、信号切替回路によっていずれかの信号が選択される。また、この液晶プロジェクタにおける図示しないＣＰＵは、前記信号切替回路の切替操作を指令するとともに、この切替に対応して三面反射ミラー７あるいは三面光透過フィルム２０における切替処理を実行すべく、モータに対して駆動信号（正転・反転・停止）を出力する。上記ＣＰＵの処理により、入力映像ソースが変われば三面反射ミラー７における反射面切替あるいは三面光透過フィルム２０における透過面切替制御が自動的に行なわれることになり、入力映像ソースが異なっても所望のホワイトバランスが自動的に得られることになる。
【００２２】
具体的には、パソコン信号入力部からの映像信号（ＲＧＢ信号）にて映像表示を行なうときには、三面反射ミラー７における第１反射面Ａあるいは三面光透過フィルム２０における第１透過面Ｄを選択すべくモータを駆動し、ビデオ信号入力部からの映像信号（コンポジット信号）にて映像表示を行なうときには、三面反射ミラー７における第２反射面Ｂあるいは三面光透過フィルム２０における第２透過面Ｅを選択すべくモータを駆動する。なお、ＲＧＢ信号とコンポジット信号の入力切り替わりが頻繁に生じるような使用形態においては、どちらでも使用できる第３反射面Ｃ又は第３透過面Ｆを選択することが考えられる。また、ＣＰＵによる自動切替は行なわずに、ユーザーのボタン操作で切替を行なうようにしてもよい。
【００２３】
なお、以上説明した実施形態では、三面反射ミラー７や三面光透過フィルム２０を回動させる駆動手段としてモータを用いたが、他のアクチュエータを用いてもよいものである。また、三面反射ミラー７や三面光透過フィルム２０においては、特性が異なる３つの面を有したが、特性が異なる２つの面を有する反射ミラーや光透過フィルムを用いてもよいし、或いは４つ以上の面を有する反射ミラーや光透過フィルムを用いてもよい。また、ダイクロイックプリズム１８によって各色映像光を合成するようにしたが、ダイクロイックミラーを用いて各色映像光を合成する構成としてもよい。また、液晶表示パネルとして反射型パネルを用いたり、液晶表示パネル以外のライトバルブを備える構成においても、かかる発明を適用することができる。
【００２４】
【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、入力映像ソースが変わっても、ライトバルブの調整を必要とせず、階調表現範囲を維持したまま所望のホワイトバランスを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学系を示す平面図である。
【図２】この発明の実施形態の液晶プロジェクタの他の光学系を示す平面図である。
【図３】同図（ａ）は図１の光学系における三面反射ミラーの拡大斜視図であり、同図（ｂ）は図２の光学系における三面光透過フィルムの拡大斜視図である。
【図４】同図（ａ）（ｂ）（ｃ）は三面反射ミラーの各面の波長−反射率特性を示したグラフである。
【図５】同図（ａ）（ｂ）（ｃ）は三面光透過フィルムの各面の波長−透過率特性を示したグラフである。
【符号の説明】
１    光源
７    三面反射ミラー
１８  ダイクロイックプリズム
２０  三面光透過フィルム
３１  液晶表示パネル
３２  液晶表示パネル
３３  液晶表示パネル
【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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