JP2000321548A - 液晶プロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３板色式液晶プロジェクタにおいて、特定の
液晶パネルだけが劣化するのを防止する。 【解決手段】 光源１０は光を照射し、回転可能な円盤
状のダイクロイックミラー２１〜２４は、ある特定の色
光を反射する一方、他の色光を透過させる領域を、回転
方向に対して複数備え、液晶パネル１００Ａ、１００
Ｂ、１００Ｃは、ダイクロイックミラー２１、２２の反
射または透過した色光をそれぞれ入射して変調し、投射
レンズ５０は、それぞれ変調された色光による合成像を
投射する。ここで、ダイクロイックミラー２１〜２４を
適宜回転させることにより、液晶パネル１００Ａ、１０
０Ｂ、１００Ｃへの入射色光を変更して、特定の液晶パ
ネルに特定の色光が入射するのを回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルによっ
て各原色を変調した画像を合成・投射する液晶プロジェ
クタに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタとは、スクリーンなど
への投射画像を作成するためのライトバルブとして液晶
パネルを用いたものであり、一般的には次のような構成
となっている。すなわち、液晶プロジェクタは、例え
ば、３つの液晶パネルに対して、それぞれＲ（赤）色
光、Ｇ（緑）色光、Ｂ（青）色光を照射するとともに、
各色光の画像信号にしたがって駆動することにより、各
色光に対応する画像を作成して、これらの画像を合成・
投射する構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た液晶プロジェクタでは、特に、青色光が照射される液
晶パネルが、他の緑色光および赤色光が照射される液晶
パネルよりも著しく劣化して、その寿命が早く尽きる、
という問題が発生した。これは、紫外領域に近い青色光
には少なからず紫外線が含まれるためである。なお、ノ
ート型パソコンや液晶テレビなどの一般用途の液晶パネ
ルにおいて劣化が問題になっていない理由は、液晶パネ
ルへの光強度が、プロジェクタに適用される液晶パネル
のそれと比較して、遙かに低いためである。すなわち、
液晶パネルの劣化は、プロジェクタのように光強度が高
い用途への適用によってはじめて顕在化した問題であ
る。

【０００４】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、青色光のよう
な、ある特定の色光を変調する液晶パネルの劣化を防止
して、液晶パネルの延命化することが可能な液晶プロジ
ェクタを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、光源と、前記光源による光を複数の色光に
分離する光分離手段と、前記光分離手段によって分離さ
れた色光をそれぞれ入射して変調する液晶パネルであっ
て、各々は、互いに異なる色光を変調する液晶パネル
と、それぞれ変調された色光による合成像を投射する投
射レンズと、前記液晶パネルへの入射色光を変更する制
御回路とを具備することを特徴としている。

【０００６】本発明によれば、光源によって照射された
光は、光分離手段によって複数の色光に分離され、液晶
パネルによってそれぞれ変調された後、投射レンズによ
って合成されて、スクリーンなどに投射される。この
際、制御回路は、液晶パネルへの入射色光を変更するの
で、ある特定の色光が、ある特定の液晶パネルによって
のみ変調されるということがなくなる。すなわち、各液
晶パネルは、ある特定の色光のみを変調するのではな
く、変更毎に異なる色光を変調することになる。このた
め、各液晶パネルの劣化は均等化されるので、液晶パネ
ルを実質的に延命化することが可能となる。

【０００７】ここで、本発明において、各色光に対応す
る画像信号を、前記液晶パネルの各々に供給するセレク
タを備え、前記制御回路は、前記液晶パネルの各々に対
し、入射色光に対応する画像信号が供給されるように、
前記セレクタを制御することが望ましい。上述したよう
に、本発明の要旨は、液晶パネルへの入射色光を変更す
ることで、特定の液晶パネルの劣化を抑える点にある
が、入射色光に対応する画像信号が液晶パネルの各々に
供給されるように制御すると、入射色光と画像信号に対
応する色光とが一致するので、画像信号にしたがったカ
ラー画像を投射することが可能となる。

【０００８】ところで、本発明において、液晶パネルの
各々への入射色光を変更する態様としては、光分離手段
によって分離される色光を変更する第１の態様と、液晶
パネルの配置を変更する第２の態様と、両者を変更する
第３の態様とが考えられるが、液晶パネルの配置を変更
する第２および第３の態様は構成が複雑化する。そこ
で、本発明において、前記光分離手段は、回転可能なダ
イクロイックミラーの複数からなり、前記ダイクロイッ
クミラーは、複数の色光のうちいずれかの色光を反射
し、かつ、他の色光を透過させる領域を、回転方向に対
して複数備えて、前記液晶パネルの各々は、前記複数の
ダイクロイックミラーによる反射光または透過光をそれ
ぞれ変調し、前記制御回路は、前記複数のダイクロイッ
クミラーをそれぞれ回転させることによって色光を変更
する構成が望ましい。これにより、上記第１の態様が構
成されることとなる。

【０００９】一方、本発明において、前記制御回路は、
電源オフ時または電源オン時もしくはその双方におい
て、前記液晶パネルへの入射色光を変更することが望ま
しい。このような構成によれば、色光と変調を行う液晶
パネルとの対応関係の変更は、電源オフまたは電源オン
という限られた時点で行われるので、変更に伴う画像の
乱れは全く考慮する必要がないし、変更に伴って消費さ
れる電力を抑えることも可能となる。

【００１０】また、本発明において、前記制御回路は、
電源オフ時または電源オン時において、特定の液晶パネ
ルが特定の色光を一定時間変調したならば、入射色光を
変更することが望ましい。このような構成によれば、色
光と変調を行う液晶パネルとの対応関係の変更は、特定
の液晶パネルが特定の色光を一定時間変調した場合であ
って、電源オフ時または電源オン時において行われるの
で、電源オンの期間が一様でなくても、各液晶パネルの
劣化が、比較的、均等化される。

【００１１】このような構成において、前記光分離手段
によって分離される色光は、赤色光、緑色光および青色
光であり、前記制御回路は、赤色光、緑色光、青色光が
それぞれ所定の順番で３つの液晶パネルに入射するよう
に、色光を変更することが望ましい。これによって、色
光が変更される毎に、各液晶パネルの劣化が均等化され
ることとなる。

【００１２】一方、本発明において、前記制御回路は、
動作時において、前記液晶パネルへの入射色光を逐次変
更することが望ましい。この構成によれば、色光の変更
は、電源オフから電源オフまでという動作時において行
われるので、ある色光が変調される時間は、連続動作時
間に依存することなく、各液晶パネルにおいて互いにほ
ぼ等しくすることが可能となる。

【００１３】また、このような構成においては、画像投
影時に色光を変更することになるので、前記変更タイミ
ングは、垂直走査帰線期間であることが望ましい。これ
により、色光の変更に伴う投影画像の影響を抑えること
が可能となる。なお、色光の変更間隔は、複数水平走査
期間毎としても、複数垂直期間毎としても良いが、いず
れにしても、変更タイミングは、垂直走査帰線期間を含
んだタイミングとすることが望ましいことに変わりはな
い。

【００１４】くわえて、本発明において、前記光分離手
段によって分離される色光は、赤色光、緑色光および青
色光であり、前記制御手段は、赤色光および青色光が２
つの液晶パネルに交互に入射するように、かつ、緑色光
が同一の液晶パネルに入射するように、色光を変更する
ことが望ましい。この構成によれば、投射される画像の
輝度に大きな影響を与える緑色光は、特定の液晶パネル
によってのみ変調されるので、色光の変更に伴う輝度変
化を抑えることが可能となる。

【００１５】なお、本発明においては、液晶パネルへの
入射色光を変更するものであるから、液晶パネルのモー
ドについては問われない。すなわち、本発明において、
液晶パネルは、透過型または反射型のいずれにおいても
適用可能である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１７】＜第１実施形態＞まず、本発明の第１実施
形態に係る液晶プロジェクタについて説明する。図１
は、この液晶プロジェクタの構成を示す平面図である。
この図において、光源１０は、白色光を照射するメタル
ハライドランプ１２と、この照射光を略平行な光束とし
て図１において左方に導くためのリフレクタ１４とから
構成されている。

【００１８】次に、ダイクロイックミラー２１は、図２
に示されるように、円盤形状であり、回転軸ｒｃを中心
にして放射状に等分割された３つの領域Ｒ、Ｇ、Ｂを有
している。これら３つの領域のうち、Ｒ領域は、Ｒ
（赤）色光に相当する波長領域の光のみを反射し、他の
波長領域の光を透過するものである。同様に、Ｇ領域
は、Ｇ（緑）色光に相当する波長領域の光のみを反射
し、また、Ｂ領域は、Ｂ（青）色光に相当する波長領域
の光のみを反射して、それぞれ、他の波長領域の光を透
過するものである。

【００１９】そして、ダイクロイックミラー２１は、静
止状態において、光源１０からの平行光束が３つの領域
Ｒ、Ｇ、Ｂのうち、１つの領域に入射し、かつ、入射光
に対して４５度の位置関係となっている。このため、ダ
イクロイックミラー２１では、いずれかの１つの領域に
おいて反射した１つの色光が図１において下方に反射さ
れる一方、他の色光については透過する構成となってい
る。さらに、回転軸ｒｃはモータＭ１の回転子と直結さ
れているため、モータＭ１の回転によって、反射光の色
光を選択することが可能となっている。

【００２０】また、ダイクロイックミラー２２は、ダイ
クロイックミラー２１と同様な構成となっているが、反
射する色光が異なるように設定されており、ダイクロイ
ックミラー２１によって透過された色光のうち、いずれ
か一方の色光のみを反射して、他方の色光を透過すると
ともに、モータＭ２によって回転する構成となってい
る。また、ミラー３６は、ダイクロイックミラー２１、
２２の透過光を、図１において下方に反射する構成とな
っている。

【００２１】次に、液晶パネル１００Ａ、１００Ｂ、１
００Ｃは、それぞれダイクロイックミラー２１、２２お
よびミラー３６によって反射された色光を、入射側およ
び出射側に配置された偏光子１１２、１１４を用いて変
調するものである。ここで、液晶パネル１００Ａ、１０
０Ｂ、１００Ｃの構成は、それぞれ次のような構成とな
っている。すなわち、各液晶パネル１００Ａ、１００
Ｂ、１００Ｃの構成は、例えば、絵画素に対応し、か
つ、透明性を有する画素電極が形成された基板と、対向
電極が形成された基板との間にＴＮ（Twisted Nemati
c）型液晶が挟持されるとともに、電圧無印加状態にお
いて、液晶分子の長軸方向が両基板間で約９０度連続的
にねじれるような配向処理が施された構成となってい
る。さらに、偏光子１１２の偏光軸は、入射側基板にお
ける液晶分子の配向方向となるように設けられ、同様
に、偏光子１１４の偏光軸は、出射側基板における液晶
分子の配向方向となるように設けられている。

【００２２】ここで、画素電極と対向電極との間を通過
する光は、両電極間に挟持された液晶層への印加電圧が
ゼロであれば、液晶分子のねじれに沿って約９０度旋光
するが、印加電圧が高くなるにつれて、液晶分子が電界
方向に傾く結果、電圧無印加状態の旋光性が徐々に消失
する。このため、各液晶パネル１００Ａ、１００Ｂ、１
００Ｃでは、入射光に対する出射光の偏光軸角度が、液
晶層への印加電圧に応じて変化することになる。一方、
偏光軸角度が変化した出射光のうち、偏光子１１４の偏
光軸方向と同方向成分の光は透過するが、それと直交す
る方向の成分の光は遮断される。したがって、液晶層へ
の印加電圧が高い程、偏光子１１４を通過する光量が減
少するので、各液晶パネル１００Ａ、１００Ｂ、１００
Ｃにおいて画素毎の印加電圧を制御することで、各色光
毎に、かつ各画素毎に濃度変化させた画像が得られるこ
ととなる。なお、偏光子１１４の偏光軸を偏光子１１２
の偏光軸と一致させても良く、この場合には、液晶層へ
の印加電圧が高い程、偏光子１１４を通過する光量が増
加することになる。

【００２３】一方、ミラー３７は、液晶パネル１００Ａ
（および偏光子１１２、１１４）の出射光を図１におい
て左方に反射するものである。また、ダイクロイックミ
ラー２３、２４は、それぞれダイクロイックミラー２１
と同様であるが、ぞれぞれ液晶パネル１００Ｂ、１００
Ｃの出射光に対応する１つ色光のみを図１において左方
に反射する構成となっている。また、ダイクロイックミ
ラー２３、２４は、それぞれモータＭ３、Ｍ４によって
回転する構成となっている。

【００２４】ここで、ミラー３７による反射光は、ダイ
クロイックミラー２３、２４を透過するので、また、ダ
イクロイックミラー２３の反射光は、ダイクロイックミ
ラー２４を透過するので、結局、ミラー３７、ダイクロ
イックミラー２３、２４の各反射光が合成されて、これ
が投射レンズ５０によってスクリーン６０上に投射され
ることとなる。

【００２５】次に、ダイクロイックミラー２１〜２４に
よる反射色光の関係について説明する。本実施形態で
は、これらダイクロイックミラー２１〜２４が、図３に
示される３つの状態で遷移するように規定されている。
すなわち、ダイクロイックミラー２１〜２４は、状態
において、それぞれＲ、Ｇ、Ｇ、Ｂの色光を反射し、状
態において、それぞれＢ、Ｒ、Ｒ、Ｇの色光を反射
し、状態において、それぞれＧ、Ｂ、Ｂ、Ｒの色光を
反射するように、それぞれ規定されている。

【００２６】ここで、本実施形態に係る液晶プロジェク
タの電気的な構成について図４を参照して説明する。こ
の図において、制御回路２１０は、垂直走査に同期する
垂直同期信号ＶＳＹＮＣと、水平走査に同期する水平同
期信号ＨＳＹＮＣと、電源のオンオフを指示する信号Ｏ
Ｎ（ＯＦＦ）とを入力して、次のような制御を行うもの
である。すなわち、制御回路２１０は、第１に、赤色、
緑色、青色にそれぞれ対応する画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと、
この画像信号を供給する液晶パネル１００Ａ、１００
Ｂ、１００Ｃとの組み合わせを指示する信号ＶＳを出力
し、第２に、ダイクロイックミラー２１〜２４の回転軸
ｒｃに直結されたモータＭ１〜Ｍ４に対して、回転パル
スＲＰ１〜ＲＰ４をそれぞれ出力し、第３に、各液晶パ
ネル１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに対して駆動に必要
なクロック信号ＣＬＫなどを出力するものである。な
お、信号ＯＮ（ＯＦＦ）は、ＨレベルからＬレベルに遷
移した場合には、電源オフを指示する一方、Ｌレベルか
らＨレベルに遷移した場合には、電源オンを指示する信
号である。

【００２７】また、各モータＭ１〜Ｍ４は、それぞれ１
ショットの回転パルスＲＰ１〜ＲＰ４が供給されると、
図２において時計回りに１２０度だけ回転して、反射色
光が変更される構成となっている。

【００２８】さて、セレクタ２２０は、信号ＶＳに規定
される組み合わせにしたがって、実際に、画像信号Ｒ、
Ｇ、Ｂをそれぞれ液晶パネル１００Ａ、１００Ｂ、１０
０Ｃに供給するものである。したがって、液晶パネル１
００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの各々には、信号ＶＳに規
定される組み合わせにしたがった画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂの
いずれかとともに、クロック信号ＣＬＫなどが供給され
て、これらの信号に基づいて当該画像信号の色光の画像
が形成されることとなる。

【００２９】次に、本実施形態に係る液晶プロジェクタ
の動作について、図５に示されるタイミングチャートを
参照して説明する。ここでは、説明の便宜上、ダイクロ
イックミラー２１〜２４の初期状態が、図３に示される
状態である場合を想定して説明する。

【００３０】この状態では、光源１０による平行光束
のうち、ダイクロイックミラー２１では赤色光が反射し
て、液晶パネル１００Ａに入射する一方、緑色光および
青色光が透過する。この透過光うち、ダイクロイックミ
ラー２２では緑色光が反射して、液晶パネル１００Ｂに
入射する一方、青色光が透過する。そして、この青色光
の透過光は、ミラー３６によって反射して、液晶パネル
１００Ｃに入射する。

【００３１】一方、状態では、制御回路２１０は、セ
レクタ２２０に対して次のような組み合わせを規定する
信号ＶＳを出力する。すなわち、制御回路２１０は、液
晶パネル１００Ａには画像信号Ｒが、液晶パネル１００
Ｂには画像信号Ｇが、液晶パネル１００Ｃには画像信号
Ｂが、それぞれ供給されるように、セレクタ２２０を制
御する。

【００３２】このため、液晶パネル１００Ａには、赤色
光が入射するとともに、画像信号Ｒが供給されるので、
変調によって赤色の画像が形成されることになる。同様
に、液晶パネル１００Ｂには、緑色光が入射するととも
に、画像信号Ｇが供給されるので、緑色光の画像が形成
され、また、液晶パネル１００Ｃには、青色光が入射す
るとともに、画像信号Ｂが供給されるので、青色光の画
像が形成されることになる。

【００３３】さらに、状態では、液晶パネル１００Ａ
によって変調された赤色光は、ミラー３７によって反射
し、ダイクロイックミラー２３、２４を透過するので、
また、液晶パネル１００Ｂによって変調された緑色光
は、ダイクロイックミラー２３によって反射し、ダイク
ロイックミラー２４を透過するので、さらに、液晶パネ
ル１００Ｃによって変調された青色光は、ダイクロイッ
クミラー２４によって反射するので、結局、各色光の合
成像がスクリーン６０上に投射されることとなる。

【００３４】次に、信号ＯＮ（ＯＦＦ）がＬレベルに立
ち下がって、電源オフが指示されると、制御回路２１０
は、モータＭ１〜Ｍ４に対して、それぞれ１ショットの
回転パルスＲＰ１〜ＲＰ４を出力する。これにより、ダ
イクロイックミラー２１〜２４は、図において時計方向
に１２０度回転するので、ダイクロイックミラー２１は
青色光を反射し、ダイクロイックミラー２２、２３は赤
色を反射し、ダイクロイックミラー２４は緑色光を反射
することになる。すなわち、ダイクロイックミラー２１
〜２４による各反射光の関係は、状態から状態へと
遷移することになる。

【００３５】また、制御回路２１０は、この遷移に合わ
せて、セレクタ２２０を制御する。すなわち、制御回路
２１０は、液晶パネル１００Ａには画像信号Ｂが、液晶
パネル１００Ｂには画像信号Ｒが、液晶パネル１００Ｃ
には画像信号Ｇが、それぞれ供給されるように、セレク
タ２２０を制御する。もっとも、電源オフが指示された
後においては、画像形成が行われないので、ここでは、
画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂと、液晶パネル１００Ａ、１００
Ｂ、１００Ｃとの組み合わせを変更する点に意味があ
る。

【００３６】ここで、液晶プロジェクタに限られず、液
晶パネルを用いた装置にあっては、一般的に、電源オフ
の指示によって直ちに電源を遮断する構成とはなってい
ない。この理由は、液晶に電荷が書き込まれた状態で電
源を遮断してしまうと、液晶に直流成分が印加された状
態を放置することになって、液晶の劣化を促進させてし
まうからである。このため、液晶パネルを用いた装置に
あっては、一般的に、電源オフの指示後、一定時間、オ
フ信号を書き込む動作を繰り返して、液晶に書き込まれ
た電荷をリークさせてから、実際に、電源が遮断される
構成となっている。また、液晶プロジェクタにあって
は、メタルハライドランプ１２を十分に冷却してから電
源を遮断する必要もあるので、電源オフ指示により、メ
タルハライドランプ１２を消灯させて、この後、一定時
間だけ送風ファン（図示省略）を回転させてから、実際
に、電源が遮断される構成となっている。したがって、
電源オフ指示の直後にあっても、一定時間以内であるな
らば、電源が遮断されないので、制御回路２１０による
組み合わせの変更が可能なのである。

【００３７】さて、信号ＯＮ（ＯＦＦ）が立ち上がっ
て、再び、電源が投入されると、制御回路２１０は、モ
ータＭ１〜Ｍ４に対して、それぞれ１ショットの回転パ
ルスＲＰ１〜ＲＰ４を再び出力する。これにより、ダイ
クロイックミラー２１〜２４は、図２において時計方向
に１２０度回転するので、ダイクロイックミラー２１〜
２４による各反射光の関係は、電源オフ時における状態
から状態へと遷移することになる。また、制御回路
２１０は、この遷移に合わせて、液晶パネル１００Ａに
は画像信号Ｇが、液晶パネル１００Ｂには画像信号Ｂ
が、液晶パネル１００Ｃには画像信号Ｒが、それぞれ供
給されるようにセレクタ２２０を制御する。

【００３８】したがって、液晶パネル１００Ａには、緑
色光が入射するとともに、画像信号Ｇが供給されるの
で、変調によって緑色光の画像が形成されることにな
る。同様に、液晶パネル１００Ｂには、青色光が入射す
るとともに、画像信号Ｂが供給されるので、青色光の画
像が形成され、また、液晶パネル１００Ｃには、赤色光
が入射するとともに、画像信号Ｒが供給されるので、赤
色光の画像が形成されることになる。さらに、状態で
は、液晶パネル１００Ａによって変調された緑色光は、
ミラー３７によって反射し、ダイクロイックミラー２
３、２４を透過するので、また、液晶パネル１００Ｂに
よって変調された青色光は、ダイクロイックミラー２３
によって反射し、ダイクロイックミラー２４を透過する
ので、さらに、液晶パネル１００Ｃによって変調された
赤色光は、ダイクロイックミラー２４によって反射する
ので、結局、各色光の合成像がスクリーン６０上に投射
されることとなる。

【００３９】このように、本実施形態では、ある使用状
態において、電源がオフされて、電源がオンされると、
状態→（状態）→状態へと移行するので、青色光
を変調する主体が、液晶パネル１００Ｃから液晶パネル
１００Ｂに変更される。さらに、電源がオフされて、電
源がオンされると、状態→（状態）→状態へと移
行するので、青色光を変調する主体が、今度は、液晶パ
ネル１００Ｂから液晶パネル１００Ａに変更される。さ
らにもう１度、電源がオフされて、電源がオンされる
と、状態→（状態）→状態へと移行して、上記初
期状態に戻る。

【００４０】したがって、本実施形態では、電源オンオ
フを繰り返す毎に、青色光を変調する主体が液晶パネル
１００Ｃ→１００Ｂ→１００Ａ→１００Ｃという順番で
変更されるので、青色光を変調することによる液晶パネ
ルの劣化は、３つの液晶パネル１００Ａ、１００Ｂ、１
００Ｃにおいて互いに均等に進行することになる。この
ため、本実施形態によれば、ある特定の液晶パネルのみ
が青色光を変調するという従来の構成と比較すると、劣
化の均等化により、液晶パネルの寿命を延ばすことが可
能となる。

【００４１】なお、本実施形態では、電源オフ時および
電源オン時の双方において、状態〜を遷移させる構
成としたが、本発明にあっては、青色光を変調する主体
を順次変更すれば足りるので、電源オフ時または電源オ
ン時のいずれか一方において、状態〜を遷移させる
構成としても良い。この構成では、電源オフまたは電源
オンする毎に、状態→状態→状態→状態という
順番で遷移するので、青色光を変調する主体は、液晶パ
ネル１００Ｃ→１００Ａ→１００Ｂ→１００Ｃという順
番で変更されることとなる。

【００４２】＜第１実施形態の応用＞上述した第１実施
形態では、青色光を変調する主体が電源オンオフ毎に変
更されるため、液晶パネルの寿命を延ばすことは、確か
に可能とはなっている。ただし、通常の用途では、電源
オンの期間が一様でないので、青色光が照射される液晶
パネルが、特定のパネルに偏ってしまう、という懸念が
ある。そこで、青色光が照射される時間が電源オンの期
間になるべく依存しないで済ませた応用形態について説
明する。

【００４３】図６は、この応用形態に係る液晶プロジェ
クタの電気的な構成を示すブロック図である。この図に
示される構成が、図４に示される構成と相違する点は、
積算カウンタ２１２が設けられるとともに、制御回路２
１０が積算カウンタ２１２による積算結果ＡＴにしたが
って、液晶パネルへの入射色光を変更する点にある。詳
細には、積算カウンタ２１２は、信号ＯＮがＨレベルと
なる期間、すなわち、メタルハライドランプ１２の点灯
時間を積算して、その積算結果ＡＴを出力するものであ
る。また、応用形態に係る制御回路２１０は、各液晶パ
ネル１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃに対して駆動に必要
なクロック信号ＣＬＫなどを出力するとともに、電源オ
ン時または電源オフ時に次のような処理を実行するもの
である。すなわち、制御回路２１０は、第１に、前回、
液晶パネルへの入射色光を変更した際に記憶した積算結
果ＡＴを読み出すとともに、現在における積算結果ＡＴ
から減算し、第２に、この減算結果が、ある所定の値を
越えているか否かについて判別し、第３に、この判別結
果が肯定的であれば、その電源オンまたは電源オフ時に
おいて、上述した第１実施形態のように、液晶パネルへ
の入射色光を変更するとともに、次回の判別に備えるべ
く、変更時の積算結果ＡＴを記憶する、という制御を繰
り返し実行する。

【００４４】この制御の結果、ある特定の液晶パネルに
青色光が一定時間照射されると、その後の電源オンまた
は電源オフにおいて、液晶パネルへの入射色光が変更さ
れるので、電源オンの期間に比較的依存しないで、各液
晶パネルに対して青色光が均等に照射されることとな
る。

【００４５】なお、この応用形態に係る制御回路２１０
では、何らかの形で積算結果ＡＴを記憶する構成が必要
となるが、図５においては、制御回路２１０の内部に設
けることとしたため、特に図示はしていない。また、制
御内容は、上記に限られず、例えば、積算結果ＡＴが、
ある定められた値を超える毎に、制御回路２１０に告知
する構成を設けるとともに、この告知によって、制御回
路２１０は、電源オフ時または電源オン時に、液晶パネ
ルへの入射色光を変更する構成としても良い。

【００４６】＜第２実施形態＞上述した第１実施形態お
よびその応用形態では、青色光を変調する主体が電源オ
ンオフ毎に変更されるため、液晶パネルの寿命を延ばす
ことは、確かに可能とはなっている。だだし、その変更
タイミングは、電源オンまたは電源オフに限られている
ために、液晶プロジェクタの連続使用時間が極端に長い
場合には、特定の液晶パネルにだけ青色光が照射される
事態は避けられない。そこで、このような事態を回避し
た第２実施形態について説明する。

【００４７】まず、第２実施形態に係る液晶プロジェク
タは、電源オンからオフまでの動作時において、垂直走
査期間毎に、青色光を照射する液晶パネルを変更するも
のである。ただし、緑色光を動作時に変更すると、合成
像の輝度に大きく影響を与えるので、緑色光について
は、特定の液晶パネルによって変調し、赤色光および青
色光を変調する液晶パネルを交互に変更することとした
ものである。したがって、第２実施形態に係る液晶プロ
ジェクタは、次に説明するように、動作が異なるのみで
あって、構成が第１実施形態と同じであるので、その説
明については省略することとする。

【００４８】さて、本実施形態において、ダイクロイッ
クミラー２１〜２４による反射色光の関係は、図７に示
されるような２つの状態で規定されている。すなわち、
ダイクロイックミラー２１〜２４は、状態では、それ
ぞれＲ、Ｇ、Ｇ、Ｂの色光を反射し、状態では、それ
ぞれＢ、Ｇ、Ｇ、Ｒの色光を反射するように、それぞれ
規定される。また、本実施形態におけるモータＭ１、Ｍ
４は、正極性のパルスによって、図２において時計回り
に回転する一方、負極性のパルスによって反時計回りに
回転する構成となっている。

【００４９】次に、本実施形態に係る液晶プロジェクタ
の動作について、図８に示されるタイミングチャートを
参照して説明する。ここでは、説明の便宜上、ダイクロ
イックミラー２１〜２４の初期状態が、図７における状
態である場合を想定して説明する。

【００５０】この状態は、上述した第１実施形態にお
ける状態と全く同じである。すなわち、状態では、
光源１０による平行光束のうち、ダイクロイックミラー
２１では赤色光が反射して、液晶パネル１００Ａに入射
する一方、緑色光および青色光が透過し、この透過光う
ち、ダイクロイックミラー２２では緑色光が反射して、
液晶パネル１００Ｂに入射する一方、青色光が透過し
て、この青色光の透過光がミラー３６によって反射し
て、液晶パネル１００Ｃに入射する。また、制御回路２
１０は、液晶パネル１００Ａには画像信号Ｒが、液晶パ
ネル１００Ｂには画像信号Ｇが、液晶パネル１００Ｃに
は画像信号Ｂが、それぞれ供給されるように、セレクタ
２２０を制御する。さらに、状態では、液晶パネル１
００Ａによって変調された赤色光は、ミラー３７によっ
て反射し、ダイクロイックミラー２３、２４を透過する
ので、また、液晶パネル１００Ｂによって変調された緑
色光は、ダイクロイックミラー２３によって反射し、ダ
イクロイックミラー２４を透過するので、さらに、液晶
パネル１００Ｃによって変調された青色光は、ダイクロ
イックミラー２４によって反射するので、結局、各色光
の合成像がスクリーン６０上に投射されることとなる。

【００５１】次に、状態が１垂直走査期間経過して、
垂直走査帰線期間において垂直走査同期信号ＶＳＹＮＣ
が供給されると、制御回路２１０は、モータＭ１、Ｍ４
に対して、それぞれ１ショットの正極性回転パルスＲＰ
１、負極性回転パルスＲＰ４を出力する。これにより、
図２においてダイクロイックミラー２１は、時計方向に
１２０度回転し、ダイクロイックミラー２４は反時計方
向に１２０度回転するので、ダイクロイックミラー２１
は青色光を反射し、ダイクロイックミラー２４は赤色を
反射することになる。一方、モータＭ２、Ｍ３には何ら
パルスが供給されないので、ダイクロイックミラー２
２、２３は、緑色光を反射する位置において固定状態と
なる。

【００５２】また、制御回路２１０は、この遷移に合わ
せて、液晶パネル１００Ａ、１００Ｃに供給する画像信
号を互いに入れ替えて、液晶パネル１００Ａには画像信
号Ｂが、液晶パネル１００Ｃには画像信号Ｒが、それぞ
れ供給されるように、セレクタ２２０を制御する。ただ
し、制御信号２１０は、液晶パネル１００Ｂに供給する
画像信号については、状態、にかかわらず固定化し
て画像信号Ｇとする。

【００５３】したがって、液晶パネル１００Ａには、入
れ替わった青色光が入射するとともに、画像信号Ｂが供
給されるので、変調によって青色の画像が形成されるこ
とになる。同様に、液晶パネル１００Ｃには、入れ替わ
った赤色光が入射するとともに、画像信号Ｒが供給され
るので、赤色の画像が形成されることになる。一方、液
晶パネル１００Ｂには、固定化された緑色が入射すると
ともに、画像信号Ｇが供給されるので、状態と同様
に、緑色の画像が形成されることになる。結局、状態
では、これら各色光による画像が１垂直走査期間だけ、
スクリーン６０上に投射されることになる。

【００５４】次に、状態が１垂直走査期間経過して、
垂直走査帰線期間において垂直走査同期信号ＶＳＹＮＣ
が供給されると、制御回路２１０は、モータＭ１、Ｍ４
に対して、それぞれ１ショットの負極性回転パルスＲＰ
１、正極性回転パルスＲＰ４を出力する。これにより、
図２においてダイクロイックミラー２１は、反時計方向
に１２０度回転し、ダイクロイックミラー２４は時計方
向に１２０度回転するので、再び、ダイクロイックミラ
ー２１は赤色光を反射し、ダイクロイックミラー２４は
青色を反射することになる。

【００５５】また、制御回路２１０は、液晶パネル１０
０Ａ、１００Ｃに供給する画像信号を互いに入れ替え
て、液晶パネル１００Ａには画像信号Ｒが、液晶パネル
１００Ｃには画像信号Ｂが、それぞれ供給されるよう
に、セレクタ２２０を制御する。このため、先に述べた
状態に基づく画像投射が再び行われることとなる。

【００５６】したがって、第２実施形態では、垂直走査
期間毎に、青色光を変調する主体が液晶パネル１００
Ａ、１００Ｃ同士において交互に変更されるので、青色
光を変調することによる液晶パネルの劣化は、動作時に
２つの液晶パネル１００Ａ、１００Ｃにおいて、互いに
均等に進行することになる。このため、第２本実施形態
によれば、液晶パネルの劣化が均等化されるとともに、
液晶プロジェクタの連続使用時間が極端に長い場合に特
定の液晶パネルにだけ青色光が照射される、という事態
が回避されることとなる。さらに、第２実施形態では、
輝度に与える影響の大きい緑色光については、固定化し
ているために、合成像において輝度がチラつくという不
具合も解消される。

【００５７】なお、第２実施形態において液晶パネル１
００Ｂは、緑色光のみを変調するため、青色光と赤色光
とを交互に変調する液晶パネル１００Ａ、１００Ｃと比
較して、劣化の程度が異なってしまう可能性もあるが、
第１実施形態と同様に、電源オフまたはオンもしくはそ
の双方において、緑色光を変調する液晶パネルを順次変
更する構成とすれば、そのような問題も回避されること
となる。また、第１実施形態と同様に、動作時間の積算
結果に応じて、液晶パネルへの入射光を変更する構成と
しても良い。また、第２実施形態では、青色光または赤
色光を変調する液晶パネルの入れ替えを、１垂直走査期
間毎としたが、複数走査期間毎としても、１または複数
水平走査期間毎としても良いが、いずれにしても、垂直
走査帰線期間において行う構成が、切替に伴う画像の乱
れを回避できる点において最も望ましいと考える。

【００５８】＜第３実施形態＞上述した第１および第２
実施形態にあっては、液晶パネル１００Ａ、１００Ｂ、
１００Ｃを透過型として説明したが、本発明は、各液晶
パネルが反射型であっても適用可能である。そこで、第
３実施形態として、反射型の液晶パネルを用いた構成に
ついて図９を参照して説明する。

【００５９】この図において、システム光軸ＰＬに沿っ
て配置する光源１０は、偏光照明装置として作用するも
のである。ここで、メタルハライドランプ１２からの出
射された白色光は、リフレクタ１４による反射で略平行
な光束となって、第１のインテグレータレンズ１６に入
射する。これにより、メタルハライドランプ１２から出
射された白色光は、複数の中間光束に分割される。この
分割された中間光束は、第２のインテグレータレンズを
光入射側に有する偏光変換素子１８によって、偏光方向
がほぼ揃った一種類の偏光光束（ｓ偏光光束）に変換さ
れて、光源１０から出射されることとなる。

【００６０】さて、光源１０から出射されたｓ偏光光束
は、偏光ビームスプリッタ４０のｓ偏光光束反射面４１
によって反射されて、図において右方に導かれる。この
反射光のうち、１つの色光が、ダイクロイックミラー２
１によって反射されて、液晶パネル１００Ａ’に入射す
る一方、他の２つの色光は、ダイクロイックミラー２１
を透過する。この透過光のうち、１つの色光が、ダイク
ロイックミラー２４によって反射されて、液晶パネル１
００Ｃ’に入射する一方、残りの色光は、ダイクロイッ
クミラー２４を透過して、液晶パネル１００Ｂ’に入射
する。

【００６１】ここで、液晶パネル１００Ａ’、１００
Ｂ’、１００Ｃ’は、それぞれ反射型であり、例えば、
絵画素に対応し、かつ、反射性を有する画素電極が形成
された基板と、対向電極が形成された基板との間にＴＮ
（Twisted Nematic）型液晶が挟持されて、一般的に
は、対向電極を入射側に配置した構成となっている。

【００６２】ここで、対向電極の側からの入射して画素
電極によって反射した光は、両電極間に挟持された液晶
層への印加電圧がゼロであれば、楕円偏光によって、入
射光の偏光軸とは約９０度ずれた偏光軸成分の多い光と
なる一方、印加電圧が高くなるにつれて、液晶分子が電
界方向に傾く結果、入射光の偏光軸とのずれが徐々に減
少する。このため、各液晶パネル１００Ａ’、１００
Ｂ’、１００Ｃ’では、入射光に対する反射光の偏光軸
角度が、液晶層への印加電圧に応じて画素毎に変化する
ことになる。

【００６３】このようにして、液晶パネル１００Ａ’に
よって画素毎に偏光軸が変化した色光は、ダイクロイッ
クミラー２１により反射して、また、液晶パネル１００
Ｂ’によって画素毎に偏光軸が変化した色光は、ダイク
ロイックミラー２４、２１を透過して、さらに、液晶パ
ネル１００Ｃ’によって画素毎に偏光軸が変化した色光
は、ダイクロイックミラー２４を反射した後、ダイクロ
イックミラー２１を透過して、それぞれ偏光ビームスプ
リッタ４０に再入射する。ここで、各液晶パネル１００
Ａ’、１００Ｂ’、１００Ｃ’によって画素毎に偏光軸
が変化した色光のうち、ｓ偏光成分は、ｓ偏光光束反射
面４１の反射によって透過しない一方、ｐ偏光成分は、
ｓ偏光光束反射面４１を透過する。したがって、各色光
毎にさらに画素毎に濃度変化させた画像を合成した画像
が、偏光ビームスプリッタ４０において得られて、この
合成画像が投射レンズ５０によってスクリーン６０上に
投射されることとなる。

【００６４】なお、ダイクロイックミラー２１、２４の
回転、および、その回転に伴う画像信号の入れ替えにつ
いては、上述した第１および第２実施形態に説明したも
のが適宜用いられる。

【００６５】＜その他＞なお、上述した第１、第２およ
び第３実施形態にあっては、ダイクロイックミラー２１
〜２４がそれぞれ３つの領域に分割された構成とした
が、「６」や、「９」、「１２」というように３の倍数
に分割するとともに、モータＭ１〜Ｍ４の回転角度を１
回について６０度、４０度、３０度というようにしても
良い。このようにダイクロイックミラー２１〜２４の分
割領域数を多くすると、モータＭ１〜Ｍ４において１回
の回転角度が小さくて済む反面、１つの色光を透過・反
射する領域の面積が狭くなるという問題はある。

【００６６】また、上述した実施形態にあっては、液晶
パネル１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの駆動方式につい
て言及しなかったが、これは、本発明では、アクティブ
マトリクス方式でも、パッシブマトリクス方式でも、い
ずれの方式においても適用可能であるためである。

【００６７】さらに、上述した実施形態にあっては、液
晶パネル１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃにおいて用いた
液晶をＴＮ型としたが、これに限られず、他の型、例え
ば、電圧無印加状態において、両基板において垂直配向
するＳＨ型を用いても良いし、高分子中に微小粒として
分散させた高分子分散型液晶を用いても良い。特に、高
分子分散型液晶を用いると、前述の配向膜や偏光子など
が不要となるため、光利用効率が高まり、このため高輝
度化や低消費電力化などの点において有利である。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
定の色光を変調する液晶パネルの劣化を防止して、液晶
パネルを延命化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係る液晶プロジェク
タの構成を示す平面図である。

【図２】 同液晶プロジェクタにおけるダイクロイック
ミラーの構成を示す正面図である。

【図３】 同液晶プロジェクタにおける各ダイクロイッ
クミラーの状態遷移図である。

【図４】 同液晶プロジェクタの電気的な構成を示すブ
ロック図である。

【図５】 同液晶プロジェクタの動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図６】 第１実施形態の応用形態に係る液晶プロジェ
クタの電気的な構成を示すブロック図である。

【図７】 本発明の第２実施形態に係る液晶プロジェク
タにおける各ダイクロイックミラーの状態遷移図であ
る。

【図８】 同液晶プロジェクタの動作を説明するための
タイミングチャートである。

【図９】 本発明の第３実施形態に係る液晶プロジェク
タの構成を示す平面図である。

【符号の説明】

１０……光源 １２……メタルハライドランプ １４……リフレクタ ２１〜２４……ダイクロイックミラー ３６、３７……ミラー ５０……投射レンズ １００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ａ’、１００
Ｂ’、１００Ｃ’……液晶パネル ２１０……制御回路 ２２０……セレクタ Ｍ１〜Ｍ４……モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 (72)発明者 鏑木 千春 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 EA16 GA10 HA06 HA13 HA20 HA21 HA24 JA05 MA06 MA20 2H093 NC43 ND08 ND34 ND39 NE06 NF05 NF11 NG02 5C006 AA01 AA22 AF27 AF67 BB11 BB28 BB29 BF22 BF24 BF42 EA01 EC11 FA33 FA56 5C080 AA10 BB05 CC03 DD29 EE30 JJ02 JJ04 JJ06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 前記光源による光を複数の色光に分離する光分離手段
   と、 前記光分離手段によって分離された色光をそれぞれ入射
   して変調する液晶パネルであって、各々は、互いに異な
   る色光を変調する液晶パネルと、 それぞれ変調された色光による合成像を投射する投射レ
   ンズと、 前記液晶パネルへの入射色光を変更する制御回路と を具備することを特徴とする液晶プロジェクタ。
2. 【請求項２】 各色光に対応する画像信号を、前記液晶
   パネルの各々に供給するセレクタを備え、 前記制御回路は、前記液晶パネルの各々に対し、入射色
   光に対応する画像信号が供給されるように、前記セレク
   タを制御することを特徴とする請求項１記載の液晶プロ
   ジェクタ。
3. 【請求項３】 前記光分離手段は、複数の回転可能なダ
   イクロイックミラーからなり、 前記ダイクロイックミラーは、複数の色光のうちいずれ
   かの色光を反射し、かつ、他の色光を透過させる領域
   を、回転方向に対して複数備えて、 前記液晶パネルの各々は、前記複数のダイクロイックミ
   ラーによる反射光または透過光をそれぞれ変調し、 前記制御回路は、前記複数のダイクロイックミラーをそ
   れぞれ回転させることによって色光を変更することを特
   徴とする請求項１記載の液晶プロジェクタ。
4. 【請求項４】 前記制御回路は、電源オフ時または電源
   オン時もしくはその双方において、前記液晶パネルへの
   入射色光を変更することを特徴とする請求項１記載の液
   晶プロジェクタ。
5. 【請求項５】 前記制御回路は、電源オフ時または電源
   オン時において、特定の液晶パネルが特定の色光を一定
   時間変調したならば、入射色光を変更することを特徴と
   する請求項１記載の液晶プロジェクタ。
6. 【請求項６】 前記光分離手段によって分離される色光
   は、赤色光、緑色光および青色光であり、 前記制御回路は、赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ所
   定の順番で３つの液晶パネルに入射するように、色光を
   変更することを特徴とする請求項４または５記載の液晶
   プロジェクタ。
7. 【請求項７】 前記制御回路は、動作時において、前記
   液晶パネルへの入射色光を逐次変更することを特徴とす
   る請求項１記載の液晶プロジェクタ。
8. 【請求項８】 前記制御回路により色光を変更するタイ
   ミングは、垂直走査帰線期間であることを特徴とする請
   求項７記載の液晶プロジェクタ。
9. 【請求項９】 前記光分離手段によって分離される色光
   は、赤色光、緑色光および青色光であり、 前記制御手段は、赤色光および青色光が２つの液晶パネ
   ルに交互に入射するように、かつ、緑色光が同一の液晶
   パネルに入射するように、色光を変更することを特徴と
   する請求項７または８記載の液晶プロジェクタ。
10. 【請求項１０】 前記液晶パネルは、透過型または反射
    型であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに
    記載の液晶プロジェクタ。