JP2004266638A - プロジェクタ及び光学装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】不要な光が所定方向へ投写されずに高コントラストで色バランスの良好な投写像を得ることができるプロジェクタ等を提供すること。
【解決手段】ティルトミラーデバイスを有するプロジェクタにおいて、駆動制御部１２０は、映像信号にエラー信号Ｓｅｒｒが生じているか否かを判定する判定部１３０と、判定部１３０の判定結果に基づいてエラー信号Ｓｅｒｒが生じている時に点灯すべき第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする光源駆動部１４０とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】ティルトミラーデバイスを有するプロジェクタにおいて、駆動制御部１２０は、映像信号にエラー信号Ｓｅｒｒが生じているか否かを判定する判定部１３０と、判定部１３０の判定結果に基づいてエラー信号Ｓｅｒｒが生じている時に点灯すべき第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする光源駆動部１４０とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ及び光学装置に関し、詳細にはティルトミラーデバイスを用いるプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された映像信号に応じて画像を表す光（投写光）を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。プロジェクタの光源部として白色光源の代わりに、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）又は半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という）のような固体発光素子を用いることができる（例えば、特許文献１参照）。この場合、映像の１フレーム間で、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光用の発光素子を順次点灯させて空間光変調装置を照明する。これにより、スクリーン上にフルカラー像を投写している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−４２４３１号公報
【０００４】
また、プロジェクタに使用される空間光変調装置の例としてティルトミラーデバイスがある。ティルトミラーデバイスは、高速応答化が容易であること、単板化により小型化が容易であること、経年劣化が少ないこと等の多くの利点を有している。このため、ティルトミラーデバイスは近年、数多く使用されている。ティルトミラーデバイスは複数の可動ミラー素子を有する。可動ミラー素子は、光源部からの光を投写する第１の反射位置（ＯＮ）と、廃棄する第２の反射位置（ＯＦＦ）とを択一的に選択できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、光源部とティルトミラーデバイスとを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積（エテンデュー、Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｅｘｔｅｎｔ）として表すことができる。この面積と立体角の積は、光学系において保存される。従って、光源部を一箇所に集中させると空間的な広がりが大きくなり、ティルトミラーデバイスで取り込むことができる角度が小さくなる。このため、光源部からの光束を有効に用いることが困難である。従って、固体発光素子からなる光源部をティルトミラーデバイスの投写方向に対して略対称的な２箇所の位置に設けることが考えられる。
【０００６】
固体発光素子を上述の２箇所に配置する場合、光源部は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）又は青色光（以下、「Ｂ光」という。）を供給する第１色光用光源部と、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する第２色光用光源部とから構成することができる。この構成の場合、可動ミラー素子が第１の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は投写する方向（ＯＮ）に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は廃棄する方向（ＯＦＦ）に反射される。また、可動ミラー素子が第２の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は廃棄する方向（ＯＦＦ）に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は投写する方向（ＯＮ）に反射される。このように、各光源部により、可動ミラー素子が投写（ＯＮ）するための位置状態と廃棄（ＯＦＦ）するための位置状態とは反対である。
【０００７】
第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとは、順次点灯を繰り返す。例えば、光源部として、Ｒ光用の発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）、Ｇ光用のＬＥＤ、Ｂ光用のＬＥＤを使用することができる。このとき、プロジェクタから画像を投射しようとすると、常に各色のＬＥＤが順番に点灯、消灯を繰り返す。そして、ティルトミラーデバイスは映像信号に応じて入射光を変調して、スクリーン側に反射させる。
【０００８】
ここで、ティルトミラーデバイスを用いるプロジェクタでは、映像信号に同期エラーが発生した場合、又は順次点灯する各色光の境界部分の処理の場合に、可動ミラー素子をＯＦＦ側の位置状態にして、不要な色の光がスクリーンに投写されないように制御する。しかしながら、上述したように、各光源部により、投写（ＯＮ）するための位置状態と廃棄（ＯＦＦ）するための位置状態とは反対である。このため、全ての可動反射ミラーを一定の位置状態にしておくのみでは、所望しない光が投写されてしまう場合がある。この場合、投写像のコントラストの低下、又は色バランスの劣化等を生じてしまうので問題である。
【０００９】
また、可動ミラー素子が、第１の反射位置の状態と第２の反射位置の状態とを択一的に動くときや明るさの階調を表現する際に、微小ではあるが所定の時間第１、第２以外の反射位置を取る場合がある。そして、この場合にも各色のＬＥＤはそれぞれ順番に点灯している。このため、可動反射ミラーが移動中に反射した光は、投写像のコントラストの低下、又は色バランスの劣化を生じてしまう。
【００１０】
さらに、投写される色光に関係なく各色用光源部は常にティルトミラーデバイスに各色光を照射している。そして、ティルトミラーデバイスはそれら各色光のうち投写像を形成するために必要な光をスクリーンへ反射し、不要な光を廃棄する。このため、廃棄される光を供給するために余分な電力を消費してしまっている。
【００１１】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、不要な光が所定方向へ投写されずに高コントラストで色バランスの良好な投写像を得ることができるプロジェクタ及び光学装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記駆動制御部は、前記映像信号にエラー信号が生じているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記エラー信号が生じている時に点灯すべき前記第１色光用光源部又は第２色光用光源部を消灯状態にする光源駆動部とを備えることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が所定方向へ投写されずに高コントラストで色バランスの良好な投写像を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定部が判定するエラー信号は、所定値よりも大きいノイズ信号であることが望ましい。これにより、例えば突発的なエラー信号が生じた場合でも、不要な光が投写されることを防止できる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定部が判定するエラー信号は、前記映像信号と前記ティルトミラーデバイスとが同期しない状態で発生する信号であることが望ましい。これにより、映像信号と前記ティルトミラーデバイスとが同期しなくなった場合においても、不要な光が投写されることを防止できる。
【００１５】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置と前記第２の反射位置との間を移動中に、前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な投写像を得られる。また、廃棄される光を供給する光源部を消灯させることで省電力化を図ることができる。なお、本発明では、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられていることが望ましい。しかし、これに限られず、第１色光用光源部と第２色光用光源部とがティルトミラーデバイスに対して、同じ方向に設けられている構成でも良い。
【００１６】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子により前記所定方向とは異なる方向へ反射される光を供給する前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な像を得られる。なお、本発明では、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられていることが望ましい。しかし、これに限られず、第１色光用光源部と第２色光用光源部とがティルトミラーデバイスに対して、同じ方向に設けられている構成でも良い。
【００１７】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を結像する結像レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記駆動制御部は、前記映像信号にエラー信号が生じているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記エラー信号が生じている時に点灯すべき前記第１色光用光源部又は第２色光用光源部を消灯状態にする光源駆動部とを備えることを特徴とする光学装置を提供できる。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な像を得られる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置と前記第２の反射位置との間を移動中に、前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることが望ましい。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な投写像を得られる。また、廃棄される光を供給する光源部を消灯させることで省電力化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子により前記所定方向とは異なる方向へ反射される光を供給する前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることが望ましい。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な像を得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の基本的な構成及び動作について図１、２、３に基づいて説明し、その後図５に基づいて特徴的な事項について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す図である。第１色光用光源部１０１ＲＢは、第１の波長領域の第１色光であるＲ光及びＢ光を供給する。また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、複数のＲ光用固体発光素子１０２ＲとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとから構成される。固体発光素子としては、ＬＤやＬＥＤ等を用いることができる。なお、第１色光用光源部１０１ＲＢとして有機ＥＬ素子等を用いても良い。また、第２色光用光源部１０１Ｇは、第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光であるＧ光を供給する。第２色光用光源部１０１Ｇは、複数のＧ光用固体発光素子１０２Ｇから構成される。
【００２１】
第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光は、照明レンズ１０３を介してティルトミラーデバイス１０４に入射する。ティルトミラーデバイス１０４の例として、テキサスインスツルメント社のＤＭＤを用いることができる。照明レンズ１０３は、例えば両凸形状の正単レンズで構成されている。照明レンズ１０３は、各色光用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇの像を、後述する投写レンズ１０５の入射瞳の位置に形成させる。これにより、ティルトミラーデバイス１０４をケーラー照明することができる。ティルトミラーデバイス１０４は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇからの光を映像信号に応じて変調して射出する。変調された光は投写レンズ１０５を介してスクリーン１０６に投写される。ここで、判定部１３０と光源駆動部１４０とを備える駆動制御部１２０は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇ、及びティルトミラーデバイス１０４の駆動制御を行う。この駆動制御の詳細については後述する。
【００２２】
次に、図２（ａ）、（ｂ）に基づいて、第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光を変調する構成について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、ティルトミラーデバイス１０４の構成の一部を拡大して示す図である。図２（ａ）は、第１色光用光源部１０１ＲＢからのＲ光又はＢ光を変調する構成を示す図である。ティルトミラーデバイス１０４の表面には、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子１１０が設けられている。可動ミラー素子１１０は、所定軸１１１の周りに回動可能である。基板ＰＬ上には、１つの可動ミラー素子１１０の周辺部近傍に２つの電極１１２ａ、１１２ｂが設けられている。
【００２３】
可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ａに当接している状態を第１の反射位置という。同様に、可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ｂに当接している状態を第２の反射位置という。なお、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能である。従って、可動ミラー素子１１０は、特別な場合を除き第１の反射位置と第２の反射位置との間の中間位置を取ることはない。
【００２４】
また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ２へ反射されるように設けられている。そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。この構成により、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ２へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）は、投写レンズ１０５の入射瞳へ入射する。
【００２５】
次に、Ｇ光の変調について図２（ｂ）に基づいて説明する。Ｇ光を供給する第２色光用光源部１０１Ｇは、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ３へ反射されるように設けられている。そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。この構成により、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ３へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。
【００２６】
次に、フルカラー映像を得るためのＲ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを点灯させる時間とタイミングについて説明する。なお、図３は、点灯時間やタイミングの基本的な説明を示すものである。本実施形態において特徴的な光源部の点灯タイミングに関しては、図５を用いて後述する。
【００２７】
図３（ａ）は、点灯時間とそのタイミングを示す図である。光源駆動部１４０は、Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを順次切り換えて点灯させる。また、表示される映像の１フレーム内において各色発光素子の点灯時間を異ならせる。これにより、各色光の光束量を任意に設定できる。
【００２８】
白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒの点灯時間ＲＴとＢ光用固体発光素子１０２Ｂの点灯時間ＢＴよりも長くする。また、駆動制御部１２０は、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＲ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂが点灯しているときに、可動ミラー素子１１０を第１の反射位置に駆動する。さらに、駆動制御部１２０は、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＧ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯しているときに、可動ミラー素子１１０を第２の反射位置に駆動する。
【００２９】
即ち、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第１の反射位置）と、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第２の反射位置）とは反対の位置状態である。このため、図３（ａ）の駆動極性反転時間に示すように、可動ミラー素子１１０のための駆動極性は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇと、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂとで反転させている。
【００３０】
次に、図３（ｂ）を用いて、光源部の点灯時間の変形例を説明する。Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとの数量がそれぞれ略同じ場合について考える。この場合、各色の光源部の空間的な広がりは略同程度である。しかしながら、上述のように白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを他の発光素子よりも長く点灯させてＧ光の階調表現時間ＧＫを、Ｒ光階調表現時間ＲＫ及びＢ光階調表現時間ＢＫよりも長くする。階調表現時間とは、空間光変調装置（ティルトミラーデバイス）が、画像信号に応じた色光の強度（階調）を実現するために必要な時間期間である。この場合、映像の階調をｎビット（ｎは正の整数）で表現すると、Ｇ光階調表現時間ＧＫの単位ビットの長さとＲ光又はＢ光の階調表現時間ＲＫ、ＢＫの単位ビットの長さとは異なる。
【００３１】
また、駆動制御部１２０は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを駆動するときのＧ光用光源駆動クロック信号の周波数と、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂを駆動するときのＲ光又はＢ光用光源駆動クロック信号の周波数とを異ならせることができる。さらに好ましくは、Ｇ光用光源駆動クロック信号と、Ｒ光又はＢ光用光源駆動クロック信号とは、さらに両信号に共通の周波数の単位クロック信号を有することが望ましい。また、各色用固体発光素子の数量配分に応じて、各色用固体発光素子の点灯時間を適宜長くすること、短くすること、又は同一にすることもできる。
【００３２】
従来は図４に示すように、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒが点灯している時に、エラー信号Ｓｅｒｒが発生すると、Ｒ光がスクリーン１０６へ投写されないように可動ミラー素子１１０は第２の反射位置の状態に移動される。そして、可動ミラー素子は、エラー信号Ｓｅｒｒが生じている時間Ｔ１の間、第２の反射位置の状態が維持される。ここで、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒが消灯し、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯すると、エラー信号Ｓｅｒｒが生じている時間Ｔ１のうちＧ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯している時間Ｔ２では、Ｇ光がスクリーン１０６に投写されてしまう。このため、投写像の色バランスの劣化及びコントラストの低下を生じてしまうという問題を生ずる。
【００３３】
本実施形態では上記問題を解決するために図５（ａ）、（ｂ）で示すような点灯タイミングの制御を行う。まず、スクリーン１０６の全面に白色の像を投写する場合を考える。図５（ａ）は、エラー信号Ｓｅｒｒが全く生じていない状態で、正常にスクリーン１０６に白色の像が投写されている場合の点灯タイミングを示す。各色光用固体発光素子１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂが順次点灯、消灯を繰り返す。また、上述したように、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯している時間ＧＴは、可動ミラー素子１１０の駆動極性を反転させる。これにより、スクリーン１０６上で白色の投写像を得ることができる。
【００３４】
これに対して図５（ｂ）は、エラー信号Ｓｅｒｒが発生した場合の点灯タイミングを示す。図１で示したように駆動制御部１２０は、判定部１３０と光源駆動部１４０とを備える。判定部１３０は、映像信号にエラー信号Ｓｅｒｒが生じているか否かを判定する。光源駆動部１４０は、判定部１３０の判定結果に基づいてエラー信号Ｓｅｒｒが生じている時に点灯すべき第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする。例えば、図５（ｂ）に示す場合では、エラー信号Ｓｅｒｒが時間Ｔ１の間に生じている。判定部１３０は、エラー信号Ｓｅｒｒが生じていると判定する。従来技術では、エラー信号Ｓｅｒｒが生じている時間Ｔ１においても、Ｇ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとは順次点灯している。しかしながら、本実施形態では光源駆動部１４０は、エラー信号Ｓｅｒｒが生じているという判定結果に基づいて、時間Ｔ１においてＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを消灯させる。これにより、不要な光（図５（ｂ）の場合はＧ光、Ｂ光）が所定方向であるスクリーン１０６の方向へ投写されずに高コントラストで色バランスの良好な投写像を得ることができる。また、エラー信号Ｓｅｒｒの例としては、所定値よりも大きいノイズ信号がある。例えば突発的なノイズ信号が発生した場合に、各光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯させることで、不要な光が投写されることを防止できる。元の状態への復帰は、プロジェクタ内のコンピュータが判断して行う。
【００３５】
また、エラー信号Ｓｅｒｒの他の例として、映像信号とティルトミラーデバイス１０４とが同期しない状態で発生する信号を挙げられる。これにより、映像信号とティルトミラーデバイス１０４とが同期しなくなった場合においても、不要な光が投写されることを防止できる。例えば、映像信号の周波数とティルトミラーデバイス１０４の周波数（例として６０Ｈｚ）とが数ミリ秒だけ相違した場合がある。この場合、１フレーム分だけ各色用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯して、次のフレームの先頭で復帰させる。また、フレーム単位ではなく各色ごとの消灯や、各色ごとの元への復帰も可能である。
【００３６】
また、エラー信号Ｓｅｒｒを判定した後に上述のように正常状態へ復帰することが必要となる。復帰動作としては、例えば一定時間だけ各光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯させた後に点灯すること、又は駆動制御部１２０が映像信号とティルトミラーデバイス１０４とが同期する状態へ戻ったことを認識して点灯することがある。さらに、エラー信号ではないが、例えばＲ光の映像信号が１フレーム中に一切存在しない場合に、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒを消灯させても良い。これにより、省電力を図ることができる。
【００３７】
さらに、ティルトミラーデバイス１０４に不具合が生じて作動していない場合もエラーが発生していると考えられる。これは、電極１１２ａ、１１２ｂ間の電圧をモニタすることで検出できる。この場合も各光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯させることで、不要な光が投写されることを防止できる。
【００３８】
（第２実施形態）
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態係るプロジェクタの点灯タイミングを示す。プロジェクタ自体の構成は上記第１実施形態と同じであるので、重複する説明は省略する。まず、ティルトミラーデバイス１０４の駆動方法について説明する。ティルトミラーデバイス１０４の可動ミラー素子１１０は、どのような明るさの色を出す場合でも、いわゆる時分割駆動（サブフレーム駆動）されている。例えば、図６（ａ）において、スクリーン１０６の全面にＲ光を投写する場合を考える。Ｒ光の階調を表現するために、可動ミラー素子１１０は第１の反射位置状態と第２の反射位置状態とを繰り返し移動している。Ｒ光を投写するときには、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置状態にある時間が長いほど投写されるＲ光の光量が多くなる。ここで、投写像を８ビットの階調で表現する場合、１フレームのＲ光の投写時間中のサブフレーム間に８回はリセット信号が入力される。そして、リセット信号が入力されると可動ミラー素子１１０は、図８（ａ）に示す第１の反射位置状態から、図８（ｂ）に示す平らな状態に一度戻る。その後、表示したい明るさに応じて、図８（ｃ）に示す入射光を投射させる第１の反射位置状態、又は図８（ｄ）に示す入射光を廃棄する第２の反射位置状態へと移動する。可動ミラー素子１１０がリセット信号入力時にとる中間の平らな位置状態（以下、「中間反射位置状態」という。）では第１色光用光源部１０１ＲＢからのＲ光を反射させる必要はない。却って、このような可動ミラー素子１１０が中間反射位置状態のときにＲ光を反射させてしまうと不要な光がスクリーン１０６に投写されてしまう。このため、投写像のコントラスト低下や色バランスの劣化を生ずる。なお、リセット信号は各色の点灯時間の切替え時にも入力される。
【００３９】
さらに、従来はスクリーン１０６の全面にＲ光を投写する場合でも、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇ及びＢ光用固体発光素子１０２Ｂは点灯されている。そして、Ｇ光及びＢ光がスクリーン１０６に投写されないように、ティルトミラーデバイス１０４を制御する。換言すると、従来は、投写される色光に関係なく各色用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇは常にティルトミラーデバイス１０４に各色光を照射している。そして、ティルトミラーデバイス１０４はそれら各色光のうち投写像を形成するために必要な光をスクリーン１０６へ反射し、不要な光を廃棄する。従って、従来の構成では、図６（ａ）において斜線を付して示す部分のＧ光とＢ光とは、Ｒ光のみの投写像を得るためには不要であるにも関わらず、点灯されている。このように、従来のプロジェクタでは、投写像の形成に必要の無い光を供給するために無駄な電力を消費している。
【００４０】
これに対して、本実施形態に係るプロジェクタでは、駆動制御部１２０は、リセット信号入力時に可動ミラー素子１１０が第１の反射位置状態と第２の反射位置状態との間の中間反射位置状態の場合、第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする。例えば図６（ｂ）に示すように、駆動制御部１２０は、第１の反射位置状態時間と第２の反射位置状態時間との間の中間反射位置状態の時間Ｔ３に、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒを消灯状態にする。これにより、可動ミラー素子１１０が中間反射位置状態のときに光を反射させてしまうことを防止できる。この結果、不要な光がスクリーン１０６に投写されないため、高コントラストで色バランスの良好な投写像を得られる。また、色純度を向上させることもできる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０により所定方向とは異なる方向へ反射される光、即ち廃棄される光を供給する第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする。例えば、スクリーン１０６の全面にＲ光を投写する場合に、Ｇ光とＢ光とは廃棄される不要な光である。そして、図６（ｂ）に示すように、駆動制御部１２０は、廃棄されるＧ光又はＢ光を供給するＧ光用固体発光素子１０２Ｇ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂを消灯状態にする。これにより、省電力化を図ることができる。
【００４２】
また、図７に示すように、可動ミラー素子１１０がリセット信号入力中の中間反射位置状態時間Ｔ３にＲ光用固体発光素子１０２Ｒを消灯させることで消費電力を低減した分、点灯時の輝度を元の明るさＬよりも明るくすることができる。これにより、さらに明るい最高輝度を達成することができる。ここで、図７において、消灯させている部分には斜線を付して示す。なお、本実施形態においては、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが投写レンズ１０５に関して略対称な位置に設けられている構成を用いて説明している。しかし、これに限られるものではなく、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとがティルトミラーデバイス１０４から見て同じ方向に存在する場合、即ち第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが略１ヶ所に設けられている片側照明の構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかるプロジェクタの概略構成図。
【図２】第１実施形態の可動ミラー素子の概略構成図。
【図３】第１実施形態の光源部の基本的な点灯タイミングを説明する図。
【図４】点灯タイミングの問題点を説明する図。
【図５】第１実施形態の点灯タイミングを説明する図。
【図６】第２実施形態の点灯タイミングを説明する図。
【図７】第２実施形態の点灯タイミングの変形例を説明する図。
【図８】第２実施形態の可動ミラー素子の状態変化を説明する図。
【符号の説明】
１００ プロジェクタ
１０１ＲＢ 第１色光用光源部
１０１Ｇ 第２色光用光源部
１０２Ｒ Ｒ色光用固体発光素子
１０２Ｂ Ｂ光用固体発光素子
１０２Ｇ Ｇ光用固体発光素子
１０３ 照明レンズ
１０４ ティルトミラーデバイス
１０５ 投写レンズ
１０６ スクリーン
１１０ 可動ミラー素子
１１１ 所定軸
１１２ａ 電極
１１２ｂ 電極
１２０ 駆動制御部
１３０ 判定部
１４０ 光源駆動部
ＰＬ 基板
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ及び光学装置に関し、詳細にはティルトミラーデバイスを用いるプロジェクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された映像信号に応じて画像を表す光（投写光）を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。プロジェクタの光源部として白色光源の代わりに、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）又は半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という）のような固体発光素子を用いることができる（例えば、特許文献１参照）。この場合、映像の１フレーム間で、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光用の発光素子を順次点灯させて空間光変調装置を照明する。これにより、スクリーン上にフルカラー像を投写している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−４２４３１号公報
【０００４】
また、プロジェクタに使用される空間光変調装置の例としてティルトミラーデバイスがある。ティルトミラーデバイスは、高速応答化が容易であること、単板化により小型化が容易であること、経年劣化が少ないこと等の多くの利点を有している。このため、ティルトミラーデバイスは近年、数多く使用されている。ティルトミラーデバイスは複数の可動ミラー素子を有する。可動ミラー素子は、光源部からの光を投写する第１の反射位置（ＯＮ）と、廃棄する第２の反射位置（ＯＦＦ）とを択一的に選択できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、光源部とティルトミラーデバイスとを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積（エテンデュー、Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ Ｅｘｔｅｎｔ）として表すことができる。この面積と立体角の積は、光学系において保存される。従って、光源部を一箇所に集中させると空間的な広がりが大きくなり、ティルトミラーデバイスで取り込むことができる角度が小さくなる。このため、光源部からの光束を有効に用いることが困難である。従って、固体発光素子からなる光源部をティルトミラーデバイスの投写方向に対して略対称的な２箇所の位置に設けることが考えられる。
【０００６】
固体発光素子を上述の２箇所に配置する場合、光源部は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）又は青色光（以下、「Ｂ光」という。）を供給する第１色光用光源部と、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を供給する第２色光用光源部とから構成することができる。この構成の場合、可動ミラー素子が第１の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は投写する方向（ＯＮ）に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は廃棄する方向（ＯＦＦ）に反射される。また、可動ミラー素子が第２の反射位置のとき、第１色光用光源部からのＲ光、Ｂ光は廃棄する方向（ＯＦＦ）に反射され、第２色光用光源部からのＧ光は投写する方向（ＯＮ）に反射される。このように、各光源部により、可動ミラー素子が投写（ＯＮ）するための位置状態と廃棄（ＯＦＦ）するための位置状態とは反対である。
【０００７】
第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとは、順次点灯を繰り返す。例えば、光源部として、Ｒ光用の発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）、Ｇ光用のＬＥＤ、Ｂ光用のＬＥＤを使用することができる。このとき、プロジェクタから画像を投射しようとすると、常に各色のＬＥＤが順番に点灯、消灯を繰り返す。そして、ティルトミラーデバイスは映像信号に応じて入射光を変調して、スクリーン側に反射させる。
【０００８】
ここで、ティルトミラーデバイスを用いるプロジェクタでは、映像信号に同期エラーが発生した場合、又は順次点灯する各色光の境界部分の処理の場合に、可動ミラー素子をＯＦＦ側の位置状態にして、不要な色の光がスクリーンに投写されないように制御する。しかしながら、上述したように、各光源部により、投写（ＯＮ）するための位置状態と廃棄（ＯＦＦ）するための位置状態とは反対である。このため、全ての可動反射ミラーを一定の位置状態にしておくのみでは、所望しない光が投写されてしまう場合がある。この場合、投写像のコントラストの低下、又は色バランスの劣化等を生じてしまうので問題である。
【０００９】
また、可動ミラー素子が、第１の反射位置の状態と第２の反射位置の状態とを択一的に動くときや明るさの階調を表現する際に、微小ではあるが所定の時間第１、第２以外の反射位置を取る場合がある。そして、この場合にも各色のＬＥＤはそれぞれ順番に点灯している。このため、可動反射ミラーが移動中に反射した光は、投写像のコントラストの低下、又は色バランスの劣化を生じてしまう。
【００１０】
さらに、投写される色光に関係なく各色用光源部は常にティルトミラーデバイスに各色光を照射している。そして、ティルトミラーデバイスはそれら各色光のうち投写像を形成するために必要な光をスクリーンへ反射し、不要な光を廃棄する。このため、廃棄される光を供給するために余分な電力を消費してしまっている。
【００１１】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、不要な光が所定方向へ投写されずに高コントラストで色バランスの良好な投写像を得ることができるプロジェクタ及び光学装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記駆動制御部は、前記映像信号にエラー信号が生じているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記エラー信号が生じている時に点灯すべき前記第１色光用光源部又は第２色光用光源部を消灯状態にする光源駆動部とを備えることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が所定方向へ投写されずに高コントラストで色バランスの良好な投写像を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定部が判定するエラー信号は、所定値よりも大きいノイズ信号であることが望ましい。これにより、例えば突発的なエラー信号が生じた場合でも、不要な光が投写されることを防止できる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記判定部が判定するエラー信号は、前記映像信号と前記ティルトミラーデバイスとが同期しない状態で発生する信号であることが望ましい。これにより、映像信号と前記ティルトミラーデバイスとが同期しなくなった場合においても、不要な光が投写されることを防止できる。
【００１５】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置と前記第２の反射位置との間を移動中に、前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な投写像を得られる。また、廃棄される光を供給する光源部を消灯させることで省電力化を図ることができる。なお、本発明では、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられていることが望ましい。しかし、これに限られず、第１色光用光源部と第２色光用光源部とがティルトミラーデバイスに対して、同じ方向に設けられている構成でも良い。
【００１６】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子により前記所定方向とは異なる方向へ反射される光を供給する前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な像を得られる。なお、本発明では、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられていることが望ましい。しかし、これに限られず、第１色光用光源部と第２色光用光源部とがティルトミラーデバイスに対して、同じ方向に設けられている構成でも良い。
【００１７】
また、本発明によれば、第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を結像する結像レンズと、前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、前記駆動制御部は、前記映像信号にエラー信号が生じているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記エラー信号が生じている時に点灯すべき前記第１色光用光源部又は第２色光用光源部を消灯状態にする光源駆動部とを備えることを特徴とする光学装置を提供できる。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な像を得られる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置と前記第２の反射位置との間を移動中に、前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることが望ましい。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な投写像を得られる。また、廃棄される光を供給する光源部を消灯させることで省電力化を図ることができる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子により前記所定方向とは異なる方向へ反射される光を供給する前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることが望ましい。これにより、不要な光が投写されることを防止できるため、高コントラストで色バランスの良好な像を得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の基本的な構成及び動作について図１、２、３に基づいて説明し、その後図５に基づいて特徴的な事項について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す図である。第１色光用光源部１０１ＲＢは、第１の波長領域の第１色光であるＲ光及びＢ光を供給する。また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、複数のＲ光用固体発光素子１０２ＲとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとから構成される。固体発光素子としては、ＬＤやＬＥＤ等を用いることができる。なお、第１色光用光源部１０１ＲＢとして有機ＥＬ素子等を用いても良い。また、第２色光用光源部１０１Ｇは、第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光であるＧ光を供給する。第２色光用光源部１０１Ｇは、複数のＧ光用固体発光素子１０２Ｇから構成される。
【００２１】
第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光は、照明レンズ１０３を介してティルトミラーデバイス１０４に入射する。ティルトミラーデバイス１０４の例として、テキサスインスツルメント社のＤＭＤを用いることができる。照明レンズ１０３は、例えば両凸形状の正単レンズで構成されている。照明レンズ１０３は、各色光用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇの像を、後述する投写レンズ１０５の入射瞳の位置に形成させる。これにより、ティルトミラーデバイス１０４をケーラー照明することができる。ティルトミラーデバイス１０４は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇからの光を映像信号に応じて変調して射出する。変調された光は投写レンズ１０５を介してスクリーン１０６に投写される。ここで、判定部１３０と光源駆動部１４０とを備える駆動制御部１２０は、第１色光用光源部１０１ＲＢ、第２色光用光源部１０１Ｇ、及びティルトミラーデバイス１０４の駆動制御を行う。この駆動制御の詳細については後述する。
【００２２】
次に、図２（ａ）、（ｂ）に基づいて、第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇからの光を変調する構成について説明する。図２（ａ）、（ｂ）は、ティルトミラーデバイス１０４の構成の一部を拡大して示す図である。図２（ａ）は、第１色光用光源部１０１ＲＢからのＲ光又はＢ光を変調する構成を示す図である。ティルトミラーデバイス１０４の表面には、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子１１０が設けられている。可動ミラー素子１１０は、所定軸１１１の周りに回動可能である。基板ＰＬ上には、１つの可動ミラー素子１１０の周辺部近傍に２つの電極１１２ａ、１１２ｂが設けられている。
【００２３】
可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ａに当接している状態を第１の反射位置という。同様に、可動ミラー素子１１０が所定軸１１１を中心にして傾き、電極１１２ｂに当接している状態を第２の反射位置という。なお、可動ミラー素子１１０は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能である。従って、可動ミラー素子１１０は、特別な場合を除き第１の反射位置と第２の反射位置との間の中間位置を取ることはない。
【００２４】
また、第１色光用光源部１０１ＲＢは、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＲ光又はＢ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ２へ反射されるように設けられている。そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。この構成により、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ２へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）は、投写レンズ１０５の入射瞳へ入射する。
【００２５】
次に、Ｇ光の変調について図２（ｂ）に基づいて説明する。Ｇ光を供給する第２色光用光源部１０１Ｇは、可動ミラー素子１１０が第２の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１へ反射され、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置のときにＧ光が所定方向Ｌ１とは異なる方向Ｌ３へ反射されるように設けられている。そして、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０を、映像信号に応じて、第１の反射位置と、第１の反射位置とは所定軸１１１を中心に略対称な第２の反射位置とに駆動する。この構成により、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ向かう光（ＯＮ）と、方向Ｌ３へ向かう光（ＯＦＦ）とに変調できる。
【００２６】
次に、フルカラー映像を得るためのＲ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを点灯させる時間とタイミングについて説明する。なお、図３は、点灯時間やタイミングの基本的な説明を示すものである。本実施形態において特徴的な光源部の点灯タイミングに関しては、図５を用いて後述する。
【００２７】
図３（ａ）は、点灯時間とそのタイミングを示す図である。光源駆動部１４０は、Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを順次切り換えて点灯させる。また、表示される映像の１フレーム内において各色発光素子の点灯時間を異ならせる。これにより、各色光の光束量を任意に設定できる。
【００２８】
白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒの点灯時間ＲＴとＢ光用固体発光素子１０２Ｂの点灯時間ＢＴよりも長くする。また、駆動制御部１２０は、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＲ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂが点灯しているときに、可動ミラー素子１１０を第１の反射位置に駆動する。さらに、駆動制御部１２０は、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くためにＧ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯しているときに、可動ミラー素子１１０を第２の反射位置に駆動する。
【００２９】
即ち、Ｒ光又はＢ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第１の反射位置）と、Ｇ光を所定方向Ｌ１へ導くときの可動ミラー素子１１０の反射位置（第２の反射位置）とは反対の位置状態である。このため、図３（ａ）の駆動極性反転時間に示すように、可動ミラー素子１１０のための駆動極性は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇと、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂとで反転させている。
【００３０】
次に、図３（ｂ）を用いて、光源部の点灯時間の変形例を説明する。Ｒ光用固体発光素子１０２ＲとＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとの数量がそれぞれ略同じ場合について考える。この場合、各色の光源部の空間的な広がりは略同程度である。しかしながら、上述のように白色を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを他の発光素子よりも長く点灯させてＧ光の階調表現時間ＧＫを、Ｒ光階調表現時間ＲＫ及びＢ光階調表現時間ＢＫよりも長くする。階調表現時間とは、空間光変調装置（ティルトミラーデバイス）が、画像信号に応じた色光の強度（階調）を実現するために必要な時間期間である。この場合、映像の階調をｎビット（ｎは正の整数）で表現すると、Ｇ光階調表現時間ＧＫの単位ビットの長さとＲ光又はＢ光の階調表現時間ＲＫ、ＢＫの単位ビットの長さとは異なる。
【００３１】
また、駆動制御部１２０は、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇを駆動するときのＧ光用光源駆動クロック信号の周波数と、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂを駆動するときのＲ光又はＢ光用光源駆動クロック信号の周波数とを異ならせることができる。さらに好ましくは、Ｇ光用光源駆動クロック信号と、Ｒ光又はＢ光用光源駆動クロック信号とは、さらに両信号に共通の周波数の単位クロック信号を有することが望ましい。また、各色用固体発光素子の数量配分に応じて、各色用固体発光素子の点灯時間を適宜長くすること、短くすること、又は同一にすることもできる。
【００３２】
従来は図４に示すように、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒが点灯している時に、エラー信号Ｓｅｒｒが発生すると、Ｒ光がスクリーン１０６へ投写されないように可動ミラー素子１１０は第２の反射位置の状態に移動される。そして、可動ミラー素子は、エラー信号Ｓｅｒｒが生じている時間Ｔ１の間、第２の反射位置の状態が維持される。ここで、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒが消灯し、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯すると、エラー信号Ｓｅｒｒが生じている時間Ｔ１のうちＧ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯している時間Ｔ２では、Ｇ光がスクリーン１０６に投写されてしまう。このため、投写像の色バランスの劣化及びコントラストの低下を生じてしまうという問題を生ずる。
【００３３】
本実施形態では上記問題を解決するために図５（ａ）、（ｂ）で示すような点灯タイミングの制御を行う。まず、スクリーン１０６の全面に白色の像を投写する場合を考える。図５（ａ）は、エラー信号Ｓｅｒｒが全く生じていない状態で、正常にスクリーン１０６に白色の像が投写されている場合の点灯タイミングを示す。各色光用固体発光素子１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂが順次点灯、消灯を繰り返す。また、上述したように、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇが点灯している時間ＧＴは、可動ミラー素子１１０の駆動極性を反転させる。これにより、スクリーン１０６上で白色の投写像を得ることができる。
【００３４】
これに対して図５（ｂ）は、エラー信号Ｓｅｒｒが発生した場合の点灯タイミングを示す。図１で示したように駆動制御部１２０は、判定部１３０と光源駆動部１４０とを備える。判定部１３０は、映像信号にエラー信号Ｓｅｒｒが生じているか否かを判定する。光源駆動部１４０は、判定部１３０の判定結果に基づいてエラー信号Ｓｅｒｒが生じている時に点灯すべき第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする。例えば、図５（ｂ）に示す場合では、エラー信号Ｓｅｒｒが時間Ｔ１の間に生じている。判定部１３０は、エラー信号Ｓｅｒｒが生じていると判定する。従来技術では、エラー信号Ｓｅｒｒが生じている時間Ｔ１においても、Ｇ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとは順次点灯している。しかしながら、本実施形態では光源駆動部１４０は、エラー信号Ｓｅｒｒが生じているという判定結果に基づいて、時間Ｔ１においてＧ光用固体発光素子１０２ＧとＢ光用固体発光素子１０２Ｂとを消灯させる。これにより、不要な光（図５（ｂ）の場合はＧ光、Ｂ光）が所定方向であるスクリーン１０６の方向へ投写されずに高コントラストで色バランスの良好な投写像を得ることができる。また、エラー信号Ｓｅｒｒの例としては、所定値よりも大きいノイズ信号がある。例えば突発的なノイズ信号が発生した場合に、各光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯させることで、不要な光が投写されることを防止できる。元の状態への復帰は、プロジェクタ内のコンピュータが判断して行う。
【００３５】
また、エラー信号Ｓｅｒｒの他の例として、映像信号とティルトミラーデバイス１０４とが同期しない状態で発生する信号を挙げられる。これにより、映像信号とティルトミラーデバイス１０４とが同期しなくなった場合においても、不要な光が投写されることを防止できる。例えば、映像信号の周波数とティルトミラーデバイス１０４の周波数（例として６０Ｈｚ）とが数ミリ秒だけ相違した場合がある。この場合、１フレーム分だけ各色用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯して、次のフレームの先頭で復帰させる。また、フレーム単位ではなく各色ごとの消灯や、各色ごとの元への復帰も可能である。
【００３６】
また、エラー信号Ｓｅｒｒを判定した後に上述のように正常状態へ復帰することが必要となる。復帰動作としては、例えば一定時間だけ各光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯させた後に点灯すること、又は駆動制御部１２０が映像信号とティルトミラーデバイス１０４とが同期する状態へ戻ったことを認識して点灯することがある。さらに、エラー信号ではないが、例えばＲ光の映像信号が１フレーム中に一切存在しない場合に、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒを消灯させても良い。これにより、省電力を図ることができる。
【００３７】
さらに、ティルトミラーデバイス１０４に不具合が生じて作動していない場合もエラーが発生していると考えられる。これは、電極１１２ａ、１１２ｂ間の電圧をモニタすることで検出できる。この場合も各光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇを消灯させることで、不要な光が投写されることを防止できる。
【００３８】
（第２実施形態）
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の第２実施形態係るプロジェクタの点灯タイミングを示す。プロジェクタ自体の構成は上記第１実施形態と同じであるので、重複する説明は省略する。まず、ティルトミラーデバイス１０４の駆動方法について説明する。ティルトミラーデバイス１０４の可動ミラー素子１１０は、どのような明るさの色を出す場合でも、いわゆる時分割駆動（サブフレーム駆動）されている。例えば、図６（ａ）において、スクリーン１０６の全面にＲ光を投写する場合を考える。Ｒ光の階調を表現するために、可動ミラー素子１１０は第１の反射位置状態と第２の反射位置状態とを繰り返し移動している。Ｒ光を投写するときには、可動ミラー素子１１０が第１の反射位置状態にある時間が長いほど投写されるＲ光の光量が多くなる。ここで、投写像を８ビットの階調で表現する場合、１フレームのＲ光の投写時間中のサブフレーム間に８回はリセット信号が入力される。そして、リセット信号が入力されると可動ミラー素子１１０は、図８（ａ）に示す第１の反射位置状態から、図８（ｂ）に示す平らな状態に一度戻る。その後、表示したい明るさに応じて、図８（ｃ）に示す入射光を投射させる第１の反射位置状態、又は図８（ｄ）に示す入射光を廃棄する第２の反射位置状態へと移動する。可動ミラー素子１１０がリセット信号入力時にとる中間の平らな位置状態（以下、「中間反射位置状態」という。）では第１色光用光源部１０１ＲＢからのＲ光を反射させる必要はない。却って、このような可動ミラー素子１１０が中間反射位置状態のときにＲ光を反射させてしまうと不要な光がスクリーン１０６に投写されてしまう。このため、投写像のコントラスト低下や色バランスの劣化を生ずる。なお、リセット信号は各色の点灯時間の切替え時にも入力される。
【００３９】
さらに、従来はスクリーン１０６の全面にＲ光を投写する場合でも、Ｇ光用固体発光素子１０２Ｇ及びＢ光用固体発光素子１０２Ｂは点灯されている。そして、Ｇ光及びＢ光がスクリーン１０６に投写されないように、ティルトミラーデバイス１０４を制御する。換言すると、従来は、投写される色光に関係なく各色用光源部１０１ＲＢ、１０１Ｇは常にティルトミラーデバイス１０４に各色光を照射している。そして、ティルトミラーデバイス１０４はそれら各色光のうち投写像を形成するために必要な光をスクリーン１０６へ反射し、不要な光を廃棄する。従って、従来の構成では、図６（ａ）において斜線を付して示す部分のＧ光とＢ光とは、Ｒ光のみの投写像を得るためには不要であるにも関わらず、点灯されている。このように、従来のプロジェクタでは、投写像の形成に必要の無い光を供給するために無駄な電力を消費している。
【００４０】
これに対して、本実施形態に係るプロジェクタでは、駆動制御部１２０は、リセット信号入力時に可動ミラー素子１１０が第１の反射位置状態と第２の反射位置状態との間の中間反射位置状態の場合、第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする。例えば図６（ｂ）に示すように、駆動制御部１２０は、第１の反射位置状態時間と第２の反射位置状態時間との間の中間反射位置状態の時間Ｔ３に、Ｒ光用固体発光素子１０２Ｒを消灯状態にする。これにより、可動ミラー素子１１０が中間反射位置状態のときに光を反射させてしまうことを防止できる。この結果、不要な光がスクリーン１０６に投写されないため、高コントラストで色バランスの良好な投写像を得られる。また、色純度を向上させることもできる。
【００４１】
さらに、本実施形態では、駆動制御部１２０は、可動ミラー素子１１０により所定方向とは異なる方向へ反射される光、即ち廃棄される光を供給する第１色光用光源部１０１ＲＢ又は第２色光用光源部１０１Ｇを消灯状態にする。例えば、スクリーン１０６の全面にＲ光を投写する場合に、Ｇ光とＢ光とは廃棄される不要な光である。そして、図６（ｂ）に示すように、駆動制御部１２０は、廃棄されるＧ光又はＢ光を供給するＧ光用固体発光素子１０２Ｇ又はＢ光用固体発光素子１０２Ｂを消灯状態にする。これにより、省電力化を図ることができる。
【００４２】
また、図７に示すように、可動ミラー素子１１０がリセット信号入力中の中間反射位置状態時間Ｔ３にＲ光用固体発光素子１０２Ｒを消灯させることで消費電力を低減した分、点灯時の輝度を元の明るさＬよりも明るくすることができる。これにより、さらに明るい最高輝度を達成することができる。ここで、図７において、消灯させている部分には斜線を付して示す。なお、本実施形態においては、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが投写レンズ１０５に関して略対称な位置に設けられている構成を用いて説明している。しかし、これに限られるものではなく、第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとがティルトミラーデバイス１０４から見て同じ方向に存在する場合、即ち第１色光用光源部１０１ＲＢと第２色光用光源部１０１Ｇとが略１ヶ所に設けられている片側照明の構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態にかかるプロジェクタの概略構成図。
【図２】第１実施形態の可動ミラー素子の概略構成図。
【図３】第１実施形態の光源部の基本的な点灯タイミングを説明する図。
【図４】点灯タイミングの問題点を説明する図。
【図５】第１実施形態の点灯タイミングを説明する図。
【図６】第２実施形態の点灯タイミングを説明する図。
【図７】第２実施形態の点灯タイミングの変形例を説明する図。
【図８】第２実施形態の可動ミラー素子の状態変化を説明する図。
【符号の説明】
１００ プロジェクタ
１０１ＲＢ 第１色光用光源部
１０１Ｇ 第２色光用光源部
１０２Ｒ Ｒ色光用固体発光素子
１０２Ｂ Ｂ光用固体発光素子
１０２Ｇ Ｇ光用固体発光素子
１０３ 照明レンズ
１０４ ティルトミラーデバイス
１０５ 投写レンズ
１０６ スクリーン
１１０ 可動ミラー素子
１１１ 所定軸
１１２ａ 電極
１１２ｂ 電極
１２０ 駆動制御部
１３０ 判定部
１４０ 光源駆動部
ＰＬ 基板
Claims (8)
- 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記変調された光を投写する投写レンズと、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、
前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、
前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記駆動制御部は、前記映像信号にエラー信号が生じているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記エラー信号が生じている時に点灯すべき前記第１色光用光源部又は第２色光用光源部を消灯状態にする光源駆動部とを備えることを特徴とするプロジェクタ。 - 前記判定部が判定するエラー信号は、所定値よりも大きいノイズ信号であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
- 前記判定部が判定するエラー信号は、前記映像信号と前記ティルトミラーデバイスとが同期しない状態で発生する信号であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
- 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記変調された光を投写する投写レンズと、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、
前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、
前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置と前記第２の反射位置との間を移動中に、前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とするプロジェクタ。 - 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記変調された光を投写する投写レンズと、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、
前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、
前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子により前記所定方向とは異なる方向へ反射される光を供給する前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とするプロジェクタ。 - 第１の波長領域の第１色光を供給する第１色光用光源部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の第２色光を供給する第２色光用光源部と、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部とからの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記変調された光を結像する結像レンズと、
前記第１色光用光源部と前記第２色光用光源部と前記空間光変調装置とを制御する駆動制御部とを有し、
前記空間光変調装置は、第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択可能な複数の可動ミラー素子を有するティルトミラーデバイスからなり、
前記第１色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第１色光が所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第１色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記第２色光用光源部は、前記可動ミラー素子が前記第２の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向へ反射され、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置のときに前記第２色光が前記所定方向とは異なる方向へ反射されるように設けられ、
前記駆動制御部は、前記映像信号にエラー信号が生じているか否かを判定する判定部と、前記判定部の判定結果に基づいて前記エラー信号が生じている時に点灯すべき前記第１色光用光源部又は第２色光用光源部を消灯状態にする光源駆動部とを備えることを特徴とする光学装置。 - 前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子が前記第１の反射位置と前記第２の反射位置との間を移動中に、前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
- 前記駆動制御部は、前記可動ミラー素子により前記所定方向とは異なる方向へ反射される光を供給する前記第１色光用光源部又は前記第２色光用光源部を消灯状態にすることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
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Cited By (1)
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| EP1886185A1 (en) * | 2005-06-02 | 2008-02-13 | 3M Innovative Properties Company | Multiple location illumination system and projection display system employing same |
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2003
- 2003-03-03 JP JP2003055957A patent/JP2004266638A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1886185A4 (en) * | 2005-06-02 | 2009-07-15 | 3M Innovative Properties Co | SYSTEM FOR ILLUMINATING MULTIPLE PLACES AND PROJECTION DISPLAY SYSTEM THEREWITH |
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