JP2006301137A - 光学ユニット及び投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度化に伴う液晶パネルの交換やバージョンアップ等を良好に行え、かつ好適な投影画像を提供できる光学ユニット及び投射型画像表示装置を実現する。
【解決手段】 画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられ、該投射型画像表示装置に対して着脱が可能である光学ユニット（１１）は、入射する光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と、光源（１）からの光を複数の色光に分解して複数の画像表示素子（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に向かわせ、複数の画像表示素子（Ｒ、Ｇ、Ｂ）で変調された複数の色光を合成する光学系（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と、複数の画像表示素子（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に関する情報を記憶する記憶手段（１５ａ）とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を投射表示する投射型画像表示装置に係わり、詳しくは画像表示素子を交換可能にユニット化した投射型画像表示装置に関する。

近年、液晶プロジェクタ等の投射型画像表示装置は高輝度化が進み、例えば、０．７インチの透過型液晶パネルを使用した液晶プロジェクタでは、２０００アンシルーメンを超える性能を備えている。

液晶プロジェクタの明るさ性能がより向上すると、該プロジェクタが使用される環境の明るさが明るくても、必要なコントラストを得ることができる。このため、ホームシアターなどの特殊な用途に用いる場合を除いて、液晶プロジェクタの明るさ性能は高い方が望ましい。

液晶プロジェクタの明るさは、液晶パネルの開口率を上げることで実現できるが、近年の反射型液晶パネルの開口率は既に８０％〜９０％程度（マイクロレンズを備えた透過型液晶パネルの実行開口率、すなわち透過型液晶パネルの透過率、も８０〜９０％程度）と高い値であり、開口率を上げることによる高輝度化はあまり期待できない。そこで、光源ランプのアーク長を極力短くすることで光利用効率を上げたり、光源ランプの容量を大きくすることで大きな光量を得たりすることで高輝度化を図っている。

一方、有機物質からなる液晶パネルの配向膜や液晶は、光源からの光により劣化して使用時間とともにコントラストの低下や色ムラが発生する。このため、液晶パネルを交換する必要性が生じるが、液晶パネルが装置本体の光学系に固定される際、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の液晶パネルの位置を各画素が重なり合うように調整して固定する必要があり、該液晶パネルを組み付ける際、液晶プロジェクタの他の部分に比べて非常に大掛かりな装置による調整組み立てと高度な品質管理とが要求される。

このような液晶パネルの交換の必要性に対応して、例えば、特許文献１、２に記載のように、液晶パネルと色合成を行うプリズムとをユニット化して、投射レンズと照明光学系が設けられたプロジェクタ本体に対して着脱可能に構成し、劣化する部品を交換可能な構造とすることができる。

また、部品交換に関して、消耗する部品に関する使用時間を記憶手段に記憶させ、使用時間に応じて消耗部品の性能に対する制御を行う技術も提案されている（特許文献３参照）。
特開平１１−１３３３７３号公報（段落００１４、図１等） 特開２０００−２４１８８５号公報（段落００３２〜００３６、図３、４等） 特開２０００−１３１７５８号公報（段落００５８〜００７３、図１１〜図１４等）

しかし、液晶プロジェクタは、画面全体の色味が均一になるように、画面を分割し、画面中の位置毎に色補正データを記憶させ、記憶された該データに基づいて液晶パネルを駆動させることで画像品位を高めている。

このように画像品位を高めるために色補正データ等を用いる液晶プロジェクタに使われている液晶パネルを交換する際には、その液晶プロジェクタの色補正データ（画像補正データ）を記憶する作業が必要となる。つまり、このような液晶プロジェクタに用いる液晶パネルの交換を行う際には、画像補正データを記憶させる装置を備えた工場等にて液晶プロジェクタの組み立て（液晶パネルの交換）作業を行わなければならない必要性が生じるため、設備が整った工場等での交換作業を行わなければならなかった。

また、上記特許文献３では、光源であるランプの劣化に対応し、ランプ交換に際してランプ性能に適した制御を行っているが、画面内の色ムラなどのデータを用いて画面内の部分ごとや画素フォーマットごとに表示信号を補正する構成ではないため、液晶パネルや駆動回路のバージョンアップや新しい画素フォーマットに対応することができない課題を有している。

本発明の例示的な目的の１つは、高輝度化に伴う液晶パネルの交換やバージョンアップ等を良好に行え、かつ好適な投影画像を提供できる光学ユニット及び投射型画像表示装置を実現することにある。

本発明の１つの観点としての光学ユニットは、画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられ、該投射型画像表示装置に対して着脱が可能である光学ユニットであって、入射する光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、光源からの光を複数の色光に分解して複数の画像表示素子に向かわせ、複数の画像表示素子で変調された複数の色光を合成する光学系と、複数の画像表示素子に関する情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする。

本発明の画像表示装置によれば、画像表示素子に関する情報を記憶手段に記憶させることにより、光学ユニットを交換した場合であっても、記憶手段に記憶された情報に基づいて、その画像表示装置に適した画像表示を行うことができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１に係る光学ユニットを搭載した投射型画像表示装置である液晶プロジェクタの構成ブロック図であり、図２は、液晶プロジェクタの回路を示すブロック図である。

１は連続スペクトルで白色光を発光する光源、２は光を所定の方向に集光するリフレクター、３ａは矩形状レンズをマトリックス状に複数配置した第１のフライアイレンズ、３ｂは第１のフライアイレンズ３ａの個々のレンズに対応したレンズアレイからなる第２のフライアイレンズである。

４は無偏光光を所定の偏光光に揃える偏光変換素子、５ａはコンデンサーレンズ、５ｂはフィールドレンズ、５ｃはミラー、６は青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。

８ａ、８ｂはＢ光の偏光方向を９０度変換し、Ｒ光の偏光方向は変換しない第１の色選択性位相差板と第２の色選択性位相差板、１０ａ、１０ｂ、１０ｃはそれぞれＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第１の偏光ビームスプリッター、第２の偏光ビームスプリッター、第３の偏光ビームスプリッターである。

Ｒ，Ｇ，Ｂは光を反射するとともに、画像変調して画像を表示する赤用の反射型画像表示素子（赤用反射型液晶パネル）、緑用の反射型画像表示素子（緑用反射型液晶パネル）、青用の反射型画像表示素子（青用反射型液晶パネル）、１１は液晶パネルユニット（光学ユニット）であり、１１ａは液晶パネルユニット１１の基台、１２は緑用液晶パネル取り付け板、１３は赤用液晶パネル取り付け板、１４は青用液晶パネル取り付け板である。

また、１５はフラッシュメモリ１５ａが設けられた回路基板、１６はコネクター、１７、１８、１９は各々の液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂを固定する液晶パネル固定板であり、２０は導光ケース、２１は外装ケース、２２はランプケース、２３は投射レンズである。

そして、本実施例の液晶プロジェクタの光源１は、リフレクター２に固定され、リフレクター２はランプケース２２に固定されている。導光ケース２０はプラスチック等で形成されており、導光ケース２０には、ランプケース２２が固定されている。

導光ケース２０には、上記第１のフライアイレンズ３ａ、第２のフライアイレンズ３ｂ、偏光変換素子４、コンデンサーレンズ５ａ、フィールドレンズ５ｂ、ミラー５ｃが位置決め固定されている。導光ケース２０の第１のフライアイレンズ３ａからフィールドレンズ５ｂの範囲は、蓋部材により埃の進入を妨げるようになっている（図１は説明のために蓋部材を外した状態を示している）。

また、導光ケース２０には、液晶パネルユニット１１の基台１１ａが導光ケース２０に設けられた第１及び第２の位置決めピン２０ｘ、２０ｙと、液晶パネルユニット１１の基台１１ａに設けられた第１及び第２の位置決めピン１１ｘ、１１ｙを係合させることにより位置決めが行われ、第１のねじ４０と第２のねじ４１とで液晶パネルユニット１１が液晶プロジェクタ本体に対して取り外し自在に固定されている。さらに、導光ケース２０には投射レンズ２３が固定されている。

液晶パネルユニット１１の基台１１ａには、ダイクロミラー６、第１、第２及び第３の偏光ビームスプリッター１０ａ，１０ｂ，１０ｃがそれぞれ位置決め固定されており、第１の偏光ビームスプリッター１０ａには緑用の反射型液晶パネルＧが位置決め固定され、また、第２の偏光ビームスプリッター１０ｂには、赤用の反射型液晶パネルＲと青用の反射型液晶パネルＢが同様に位置決め固定されている。

具体的には、第１の偏光ビームスプリッター１０ａに緑用の液晶パネル固定板１７が接着されており、緑用の反射型液晶パネルＧは緑用の液晶パネル取り付け板１２に熱伝導性の高い接着剤で接着されている。また、第２の偏光ビームスプリッター１０ｂには赤用の液晶パネル固定板１８、青用の液晶パネル固定板１９が接着されており、赤用及び青用の反射型液晶パネルＲ、Ｂは各々の液晶パネル取り付け板１３、１４に熱伝導性の高い接着剤で接着されている。

赤用、緑用、青用の液晶パネル固定板１７、１８、１９と赤用、緑用、青用の液晶パネル取り付け板１２、１３、１４はそれぞれ金属で形成され、各反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂに対応する画素がスクリーン上で一致した位置に投影されるように調整され、半田付けなどで固定されている。

また、液晶パネルユニット１１の基台１１ａには、情報記憶手段であるフラッシュメモリ１５ａが実装された回路基板１５とコネクター１６が取り付けられている。コネクター１６には、回路基板１５からの配線と、各反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂからの配線が電気的に接続されており、液晶パネルユニット１１が導光ケース２０に取り付けられると、コネクター１６は図２に示すように液晶プロジェクタ本体側のコネクター５０を介して、液晶プロジェクタ本体側の本体回路６０と電気的に接続される。
そして、フラッシュメモリ１５ａには、赤、緑、青用のそれぞれ反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂの画面内のムラ情報（色ムラ、輝度ムラ等）が所定のアドレスに所定のフォーマットで記憶されている。さらに、各反射型液晶パネルの画素フォーマット情報が所定の形式で記憶されている。この反射型液晶パネルＲ，Ｇ，Ｂ（勿論透過型液晶パネルであっても構わない）のムラ情報とは、パネルごとの積算駆動時間に対するムラの発生の仕方（ムラが発生する領域はムラの発生量）に関する情報である。より詳細には、このメモリは、パネルごと、或いは各パネルを複数の領域に分割したときの各領域、或いは各パネルの各画素の積算駆動時間に対する輝度の落ち方（或いは、積算駆動時間に対するムラの低減方法、例えば、駆動電圧の変化の仕方等）を記憶している。

次に、本実施例の液晶プロジェクタの光学的な作用を説明する。光源１から発した光は、リフレクター２により所定の方向に集光される。ここでリフレクター２は放物面形状に構成されており、放物面の焦点位置からの光は放物面の対称軸に平行な光束となる。ただし、光源１は理想的な点光源ではなく有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸Ｏに平行でない光の成分も多く含まれている。

これらの集光光束は、第１のフライアイレンズ３ａに入射する。第１のフライアイレンズ３ａは外形が矩形状であって、かつ正の屈折力を有するレンズをマトリックス状に組み合わせて構成されており、入射した光束はそれぞれのレンズに応じた複数の光束に分割・集光され、第２のフライアイレンズ３ｂを経て、マトリックス状に複数の光源像を偏光変換素子４の近傍に形成する。

偏光変換素子４は、偏光分離面、反射面及び１／２波長板から構成される偏光変換素子であり、マトリックス状に集光する複数の光束は、その列に対応した偏光分離面に入射し、透過するＰ偏光成分の光と反射するＳ偏光成分の光に分割される。反射されたＳ偏光成分の光は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に出射する。一方、透過したＰ偏光成分の光は１／２波長板を透過し、Ｓ偏光成分と同じ偏光成分に変換され、偏光方向が揃った光として射出する。

偏光変換された複数の光束は、偏光変換素子４を射出後に発散光束としてコンデンサーレンズ５ａとフィールドレンズ５ｂからなる集光光学系５に至る。なお、ミラー５ｃは屈折力を有していない。

フィールドレンズ５ｂから反射型液晶パネルに至る光路において、反射型液晶パネル上に集光する光は、集光光学系５の光軸Ｏ´に対してほぼテレセントリックになっている。ダイクロイックミラー６及び第１、第２及び第３の偏光ビームスプリッター１０ａ，１０ｂ，１０ｃは光学薄膜で構成されており、これらの光学薄膜に入射する角度によりその特性は変化するので、反射型液晶パネルに対する照明光束をテレセントリックに設定することにより、光学薄膜で発生する特性の変動が反射型液晶パネル上で発生しないように構成されている。

ダイクロイックミラー６はＢ光(４３０〜４９５ｎｍ)とＲ光（５９０〜６５０ｎｍ）は反射し、Ｇ光(５０５〜５８０ｎｍ)は透過する。ここでＧ光のＳ偏光成分の透過率は、Ｇ光の波長範囲の中心波長である５５０ｎｍにおいて１％以下に設定しており、他の２つの色光の色純度の低下を防いでいる。なお、偏光変換素子４においてＳ偏光であった光はダイクロイックミラー６に対してもＳ偏光である。

Ｇ光の光路、つまりダイクロイックミラー６を透過した光は、第１の偏光ビームスプリッター１０ａに対してＳ偏光として入射し、偏光分離面で反射されて緑用の反射型液晶パネルＧへと至る。緑用の反射型液晶パネルＧでは緑光が画像変調されて反射される。画像変調された反射光のＳ偏光成分は再び偏光分離面で反射し、光源側に戻されて投射光から除去されるが、画像変調された緑の反射光のＰ偏光成分は偏光分離面を透過して投射光となる。

第１の偏光ビームスプリッター１０ａを透過した光は、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに対してもＰ偏光として入射し、偏光分離面を透過して、投射レンズ２３へと至る。

ダイクロイックミラー６で反射したＲ光及びＢ光は、第１の色選択性位相差板８ａに入射する。第１の色選択性位相差板はＢ光のみ偏光方向を９０度回転する作用を有しており、これによりＢ光はＰ偏光として、Ｒ光はＳ偏光として第２の偏光ビームスプリッター１０ｂに入射する。したがって、第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにおいて青光は、偏光分離面を透過して青用の反射型液晶パネルＢに至り、赤光は偏光分離面を反射して赤用の反射型液晶パネルＲに至る。

青用の反射型液晶パネルＢでは青光が画像変調されて反射される。画像変調された青の反射光のＰ偏光成分は再び偏光分離面を透過し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調された青の反射光のＳ偏光成分は偏光分離面で反射し投射光となる。同様に赤用の反射型液晶パネルＲにおいて赤の光が画像変調されて反射される。画像変調された赤の反射光のＳ偏光成分は再び偏光分離面で反射し、光源側に戻され投射光から除去される。画像変調された赤の反射光のＰ偏光成分は偏光分離面を透過して投射光となる。これにより青と赤の投射光はこの第２の偏光ビームスプリッター１０ｂにて一つの光束に合成される。

合成されたＲ光及びＢ光の投射光は第２の色選択性位相差板８ｂに入射する。第２の色選択性位相差板８ｂは赤の偏光方向のみを９０度回転し、Ｒ光、Ｂ光ともにＳ偏光としたのち、第３の偏光ビームスプリッター１０ｃに入射し、偏光分離面で反射され、Ｇ光である投射光と合成される。合成されたＲＧＢの投射光は投射レンズ２３によりスクリーンなどの被投射面に投影される。

なお、図１には図示していないが、反射型液晶パネルを偏光ビームスプリッターとの組み合わせで使う際には、それらの間に１／４波長板を入れると高いコントラストが得られる。

次に、図２、図３を参照して、本実施例の液晶パネルユニット１１及び液晶プロジェクタの回路構成及びその動作について説明する。

液晶パネルユニット１１は、電気的には、赤用、緑用、青用のそれぞれの反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂと、情報記憶手段であるフラッシュメモリ１５ａによって構成され、それぞれ入出力端子および電源端子はコネクター１６に接続されている。

液晶プロジェクタ側の本体回路６０は、１枚もしくは複数の回路基板によって構成され、導光ケース２０もしくは外装ケース２１に固定されている。

本体回路６０は、映像信号を入力し、また、所定の通信プロトコルに応じて外部と通信するインターフェース回路５５と、インターフェース回路５５に入力端子と出力端子が接続され、入力された映像信号を各色の反射型液晶パネルに適した表示信号に変換して出力するとともに、冷却や光源の制御など液晶プロジェクタの動作を制御する。さらの本体回路６０には、インターフェース回路５５に通信を指示する制御回路５４と、入力端子が制御回路５４と接続され、制御回路５４から出力された各色の表示信号に基づいて反射型液晶パネルＲ，Ｇ，Ｂを駆動するＲ用、Ｇ用、Ｂ用液晶パネル駆動回路５１，５２，５３と、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用液晶パネル駆動回路５１，５２，５３の出力端子と制御回路５４の入出力端子とが接続されたコネクター５０によって構成される。

まず、電源が投入される（Ｓ１００）と、制御回路５４は液晶パネルユニット１１が接続されているかどうかを、フラッシュメモリ１５ａが接続されているか（応答があるか）どうかによって判別する（Ｓ１０１）。接続が確認できない場合には、液晶プロジェクタ本体の電源を切断する（Ｓ１０２）。

液晶パネルユニット１１が接続されていることが確認されると、制御回路５４はフラッシュメモリ１５ａから反射型液晶パネルの画素フォーマット情報を読み込み（Ｓ１０３）、液晶パネル駆動回路５１，５２，５３が画素フォーマットに対応しているかどうかを判別する（Ｓ１０４）。液晶パネル駆動回路５１，５２，５３が取り付けられた液晶パネルユニット１１に使用されている反射型液晶パネルＲ，Ｇ，Ｂを駆動できないと判別した場合、液晶プロジェクタ本体に設けられた発光ダイオードを所定時間点滅させるなどの警告表示を行った後（Ｓ１０５）、電源を切断する（Ｓ１０６）。

一方、各々の液晶パネル駆動回路５１，５２，５３が各々の反射型液晶パネルＲ，Ｇ，Ｂを駆動可能である場合は、制御回路５４はフラッシュメモリ１５ａから、液晶パネル（若しくは液晶プロジェクタ）の使用時間に対応した情報と、寿命時間としてあらかじめ設定されて記憶されている寿命時間に対応した情報とを読み込み（Ｓ１０７）、使用時間が寿命時間を超えていないかどうかを判別する（Ｓ１０８）。

使用時間が寿命時間に達していない場合は、赤、緑、青の各色用の反射型液晶パネルのムラに関する情報をフラッシュメモリ１５ａから読み込む（Ｓ１１０）。また、使用時間が寿命時間に達している場合には、発光ダイオードを所定時間点滅させるなどの警告表示を行った後（Ｓ１０９）、赤、緑、青の各色用の反射型液晶パネルのムラに関する情報をフラッシュメモリ１５ａから読み込む（Ｓ１１０）。

そして、制御回路５４は読み込まれたムラ情報に基づいて、各色の反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂのエリアごとの補正量をセットし（Ｓ１１１）、この補正情報に基づいて、入力映像信号に応じて各色の反射型液晶パネルの各画素に印加される電圧を補正する。

次に、映像信号がインターフェース回路５５から入力されると（Ｓ１１２）、制御回路５４は、この補正量に基づいて各画素に印加する電圧を決定し（Ｓ１１３）、ムラを打ち消した各色の表示信号を液晶パネル駆動回路に出力する（Ｓ１１４）。液晶パネル駆動回路５１，５２，５３はこの表示信号に基づいて各色の反射型液晶パネルを駆動する。

その後、制御回路５４は電源を切断するためのスイッチ操作が行われていないかを検出する（Ｓ１１５）。電源切断操作が行われていない場合には、ステップ１１２に戻り、電源を切断するためのスイッチ操作が行われるまで、ステップ１１２〜１１５を繰り返し行う。

ステップ１１５において、電源を切断するためのスイッチ操作が検出されると、制御回路５４は今回の動作で経過した使用時間を、ステップ１０７で読み込んだ使用時間情報に加算し（Ｓ１１６）、その情報を使用時間情報としてフラッシュメモリ１５ａに書き込む（Ｓ１１７）。

さらに制御回路５４は、使用時間が寿命時間に達していないかどうかを再度比較し（Ｓ１１８）、使用時間が寿命時間に達している場合には、インターフェース回路５５を介して、別途設定されたユーザや液晶プロジェクタの管理者などに液晶パネルユニット１１の交換を通知するための電子メール送信要求をコンピュータ等の映像入力装置に出力したり、液晶プロジェクタ本体をインターネット回線に接続させ、本体回路６０内の記憶回路に予め設定されているアドレス及びメッセージ等に基づいて電子メールを発信し（Ｓ１１９）、その後に液晶プロジェクタ本体の電源をＯＦＦする（Ｓ１２０）。なお、使用時間が寿命時間より短い場合には、まだ液晶パネルユニット１１の交換を行う必要がないので、そのまま電源をＯＦＦする。

このように本実施例では、高輝度化に伴って使用される大容量の光源を用いても、光源からの光によって劣化する反射型液晶パネル等の部品を搭載した液晶パネルユニット１１を容易に交換することが可能となる。

つまり、交換時に、記憶手段であるフラッシュメモリ１５ａに記憶された各反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂのムラ情報を用いて、反射型液晶パネルの最適な駆動状態を提供できるので、反射型液晶パネルに交換に伴うデータの設定や調整、及び設備が整った限られた工場等での交換作業を必要としない。

また、反射型液晶パネルの寿命をユーザに伝え、劣化による液晶パネルユニット１１の交換が容易にできるため、ユーザに頻繁な液晶プロジェクタ装置の買い替えなどを強いることなく、強力な光源を使用して液晶プロジェクタの明るさを明るくすることが可能になる。

図４は本発明の実施例２に係る光学ユニット及び投射型画像表示装置の回路構成ブロック図である。上記実施例１では、液晶パネル駆動回路を本体側の本体回路の一部として構成したが、本実施例では液晶パネル駆動回路を液晶パネルユニット１１に設けている。なお、本実施例の液晶プロジェクタ装置の構成等は上記実施例１と同様であるので説明を省略する。

図４において、１１は液晶パネルユニット、１６０は本体回路、Ｒは赤用の反射型液晶パネル、Ｇは緑用の反射型液晶パネル、Ｂは青用の反射型液晶パネルである。１５１は赤用の反射型液晶パネルＲを駆動する赤用の液晶パネル駆動回路、１５２は緑用の反射型液晶パネルＧを駆動する緑用の液晶パネル駆動回路、１５３は青用の反射型液晶パネルＢを駆動する青用の液晶パネル駆動回路であり、１５４はフラッシュメモリ、１５５は液晶パネルユニット１１に設けられたコネクターである。

１５６は本体回路１６０に設けられたコネクター、１５７はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を含む制御回路、１５８はインターフェース回路である。

赤用の反射型液晶パネルＲの入力端子は、赤用の液晶パネル駆動回路１５１の出力端子に接続され、この赤用の反射型液晶パネルＲは赤用の液晶パネル駆動回路１５１が出力する信号によって駆動される。反射型液晶パネルＲの電源と、液晶パネル駆動回路１５１の入力端子と電源は、液晶パネルユニット１１のコネクター１５５に接続される。

同様に、緑用、青用の反射型液晶パネルＧ、Ｂの入力端子はそれぞれ緑用、青用の液晶パネル駆動回路１５２、１５３の出力端子に接続され、緑用、青用の反射型液晶パネルＧ、Ｂはそれぞれ緑用、青用の液晶パネル駆動回路１５２、１５３が出力する信号によって駆動される。緑用、青用の反射型液晶パネルＧ，Ｂの電源と、緑用、青用の液晶パネル駆動回路１５２，１５３の入力端子と電源は、液晶パネルユニット１１のコネクター１５５に接続される。また、フラッシュメモリ１５４はその入出力端子および電源が液晶パネルユニット１１のコネクター１５５に接続される。

本体回路１６０のコネクター１５６には、赤用、緑用、青用のそれぞれの表示信号を出力する制御回路１５７の各出力端子が接続され、また、フラッシュメモリ１５４と通信するための入出力端子および液晶パネルユニット１１の回路に電源を供給するための電源も接続されている。そして、液晶パネルユニット１１と、本体回路１６０が接続された状態で、制御回路１５７の各色用の出力端子は各色の液晶パネル駆動回路１５１，１５２，１５３の入力端子に接続され、フラッシュメモリ１５４と通信するための制御回路１５７の入出力端子は、フラッシュメモリ１５４の入出力端子にそれぞれ接続される。

また、上記実施例１と同様に液晶プロジェクタの本体回路１６０は、１枚もしくは複数の回路基板によって構成され、導光ケース２０もしくは外装ケース２１に固定されている。さらに、映像信号を入力し、また所定の通信プロトコルに応じて外部機器と通信するインターフェース回路１５８が設けられ、制御回路１５７は入力端子と出力端子がインターフェース回路１５８に接続されている。

制御回路１５７は、インターフェース回路１５８から入力された映像信号を各色の反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂに適した表示信号に変換して各色の液晶パネル駆動回路１５１，１５２，１５３に出力するとともに、冷却や光源の制御など液晶プロジェクタの動作を制御し、さらにインターフェース回路１５７に通信を指示する。

このように本実施例では、液晶パネルユニット１１を交換した際に、液晶パネルユニット１１に搭載される反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂに適した液晶パネル駆動回路によって反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂを駆動できる。

言い換えれば、ユーザは液晶プロジェクタを購入（液晶プロジェクタが製造された）後、液晶パネルや液晶パネル駆動回路がバージョンアップされても、最適な画像が提供できる組み合わせで液晶パネルユニット１１を交換することができる。

また、上記実施例１と同様にフラッシュメモリ１５４に各反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂによって異なるムラに関する情報を記憶させることにより、液晶パネルユニット１１を交換してもムラ補正のなされた最適な映像表示を、交換された最新の液晶パネル及び液晶パネル駆動回路において提供することができる。なお、本実施例の回路の動作は上記実施例１と同様であるため、説明を省略する。

図５は本発明の実施例３に係る光学ユニット及び投射型画像表示装置の回路構成ブロック図である。上記実施例１、２では、液晶パネルに対応した液晶パネル駆動回路が使用されていたが、本実施例では、液晶プロジェクタ本体側の本体回路から液晶パネルユニット１１にディジタル映像通信信号で映像信号を液晶パネルユニット１１側に設けられた受信回路に伝達することで、新しい画素フォーマットに対応した液晶パネルユニットの交換を可能としている。なお、本実施例の液晶プロジェクタの構成等は上記実施例１と同様であるので説明を省略する。

図５において、１１は液晶パネルユニット、１８０は本体回路、Ｒは赤用の反射型液晶パネル、Ｇは緑用の反射型液晶パネル、Ｂは青用の反射型液晶パネルであり、１６１、１６２、１６３は各反射型液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動回路である。

１６４はディジタル通信回路の受信回路、１６５はフラッシュメモリ、１６６は液晶パネルユニット１１に設けられたコネクターである。１６７は本体回路１８０に設けられたコネクター、１６８はディジタル通信回路の送信回路、１６９はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）を含む制御回路、１７０はインターフェース回路である。

赤用の反射型液晶パネルＲの入力端子は、液晶パネル駆動回路１６１の出力端子に接続され、反射型液晶パネルＲは液晶パネル駆動回路１６１が出力する信号によって駆動される。そして、液晶パネル駆動回路１６１の入力端子は、受信回路１６４の赤用の出力端子に接続され、受信回路１６４の入力端子はコネクター１６６に接続される。

同様に、緑用及び青用の反射型液晶パネルＧ、Ｂの入力端子は、それぞれ緑用、青用の液晶パネル駆動回路１６２、１６３の出力端子に接続され、緑用、青用の反射型液晶パネルＧ、Ｂはそれぞれ緑用、青用の液晶パネル駆動回路１６２、１６３が出力する信号によって駆動される。緑用、青用の液晶パネル駆動回路１６２，１６３の入力端子は受信回路１６４の赤用の出力端子に接続される。

フラッシュメモリ１６５は、その入出力端子および電源が液晶パネルユニット１１のコネクター１６６に接続される。本体回路１８０のコネクター１６７には、送信回路１６８の出力端子が接続され、また、フラッシュメモリ１６５と通信するための制御回路１６９の入出力端子と液晶パネルユニット１１の回路に電源を供給するための電源も接続されている。この液晶パネルユニット１１と本体回路１８０が接続された状態で、送信回路１６８と受信回路１６４とが接続され、フラッシュメモリと通信するための制御回路１６９の入出力端子がフラッシュメモリ１６５の入出力端子にそれぞれ接続される。

なお、液晶プロジェクタの本体回路１８０は、上記実施例と同様に、１枚もしくは複数の回路基板によって構成され、導光ケース２０もしくは外装ケース２１に固定されている。また、ディジタル通信回路は、例えばＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）であり、各色の信号をディジタル信号として伝達する回路である。

さらに本体回路１８０には、映像信号を入力し、また、所定の通信プロトコルに応じて外部と通信するインターフェース回路１７０が設けられており、制御回路１６９は入力端子と出力端子がインターフェース回路１７０に接続されている。

制御回路１６９は、インターフェース回路１７０から入力された映像信号を送信回路１６８に適合した形式に変換して、送信回路１６８に出力するとともに、冷却や光源の制御など液晶プロジェクタ装置の動作を制御し、さらにインターフェース回路１７０に通信を指示する。

次に、図６を参照して本実施例の液晶パネルユニット１１及び液晶プロジェクタの動作について説明する
まず、電源が投入される（Ｓ２００）と、制御回路１６９は液晶パネルユニット１１が接続されているかどうかをフラッシュメモリ１６５の応答があるかどうかによって判別する（Ｓ２０１）。接続が確認できない場合には、液晶プロジェクタの電源切断処理に移行する（Ｓ２０２）。

液晶パネルユニット１１との接続が確認されると、制御回路１６９はフラッシュメモリ１６５から反射型液晶パネルの画素フォーマット情報を読み込み（Ｓ２０３）、画素フォーマットに適したデータフォーマットの信号をディジタル通信回路の受信回路１６４に送信するために、送信回路１６８に対して読み込んだ画素フォーマットに応じたデータ変換方式をセットする。（Ｓ２０４）。

そして、制御回路５４は、フラッシュメモリ１６５から、反射型液晶パネル（又は液晶パネルユニット）の使用時間に対応した情報と、寿命時間としてあらかじめ設定されて記憶されている寿命時間に対応した情報を読み込み（Ｓ２０７）、使用時間が寿命時間を超えていないかどうかを判別する（２０８）。

使用時間が寿命時間に達していない場合は、赤、緑、青の各色用の反射型液晶パネルＲ、Ｂ、Ｇのムラに関する情報をフラッシュメモリ１６５から読み込む（Ｓ２１０）。使用時間が寿命時間に達している場合には、液晶プロジェクタ本体に設けられた発光ダイオードを所定時間点滅させるなどの警告表示を行った後（Ｓ２０９）、赤、緑、青の各色用の反射型液晶パネルＲ、Ｇ、Ｂのムラに関する情報をフラッシュメモリ１６５から読み込む（Ｓ２１０）。

その後制御回路１６９は、ムラ情報に基づいて各色の反射型液晶パネルのエリアごとの補正量をセットする（Ｓ２１１）。制御回路１６９はこの補正情報に基づいて、入力信号に応じて各色の反射型液晶パネルの各画素に印加される電圧を補正したデータをディジタル通信回路の送信回路１６８に出力する。

映像信号がインターフェース回路１７０から入力されると（Ｓ２１２）、制御回路１６９は、この補正量に基づいて、各画素に印加する電圧に対応したデータを決定し（Ｓ２１３）、ムラを打ち消した（低減した）各色の表示データをディジタル通信回路の送信回路１６８に出力して（Ｓ２１４）、ディジタル通信回路の送信回路１６８が表示データを受信回路１６４に送信する。

液晶パネルユニット１１の受信回路１６４は、表示データを受信するとともに、各色の液晶パネル駆動回路１６１，１６２，１６３を駆動するのに適した信号にデータを変換して出力し、各色の液晶パネル駆動回路１６１，１６２，１６３は、この変換された信号に基づいて各々の反射型液晶パネルを駆動する。

そして、制御回路１６９は、電源を切断するためのスイッチ操作が行われていないかを検出する（Ｓ２１５）。電源切断操作が行われていない場合には、ステップ２１２に戻り、電源を切断するためのスイッチ操作が行われるまで、ステップ２１２〜２１５を繰り返し行う。

ステップ２１５において、電源を切断するためのスイッチ操作が検出されると、制御回路１６９は、今回の動作で経過した使用時間を、ステップ２０７で読み込んだ使用時間情報に加算し（Ｓ２１６）、その情報を使用時間情報としてフラッシュメモリ（記憶装置）１６５に書き込む（Ｓ２１７）。

さらに制御回路１６９は、使用時間が寿命時間に達していないかどうかを再度比較し（Ｓ２１８）、使用時間が寿命時間に達している場合には、インターフェース回路１７０を介して、上記実施例１と同様に、電子メールなどの通知手段を用いてユーザや液晶プロジェクタの管理者などに液晶パネルユニット１１の交換を促し（Ｓ２１９）、その後液晶プロジェクタの電源をＯＦＦする（Ｓ２２０）。なお、使用時間が寿命時間より短い場合には、また液晶パネルユニット１１の交換を行う必要がないので、そのまま電源をＯＦＦする。

このように本実施例によれば、液晶パネルユニットを交換する場合、画素フォーマット情報をフラッシュメモリ１６５から読み込み、液晶パネルの画素フォーマットに適したフォーマットデータを用いて、入力信号を変換することができる。このため、画素フォーマットの異なる液晶パネルユニットに容易に変更することができる。つまり、フラッシュメモリ１６５に画素フォーマットに関する情報を記憶させることによって、異なった画素フォーマット間の液晶パネルユニットの交換を可能にする。

以上、上記実施例１〜３において、液晶パネルとしては反射型液晶パネルを用い、色合成素子としては偏光ビームスプリッターを用いて説明したが、液晶パネルは透過型のものでもよく、ダイクロプリズムからなる光学系とそれに対して位置調整された液晶パネルを液晶パネルユニットとして構成し、交換可能にしてもよい。

以上のような本実施例の画像表示装置によれば、画像表示素子に関する情報を記憶手段に記憶させることにより、光学ユニットを交換した場合であっても、記憶手段に記憶された情報に基づいて、その画像表示装置に適した画像表示を行うことができる。

本発明の実施例１に係る光学ユニット及びプロジェクタ装置の構成ブロック図。 本発明の実施例１に係る光学ユニット及びプロジェクタ装置の回路構成を示すブロック図。 本発明の実施例１に係る光学ユニット及びプロジェクタ装置のフローチャート図。 本発明の実施例２に係る光学ユニット及びプロジェクタ装置の回路構成を示すブロック図。 本発明の実施例３に係る光学ユニット及びプロジェクタ装置の回路構成を示すブロック図。 本発明の実施例３に係る光学ユニット及びプロジェクタ装置のフローチャート図。

符号の説明

１ 光源
５ 照明光学系
１１ 液晶パネルユニット
１５ａ フラッシュメモリ（記憶手段）
２３ 投射レンズ
５４ 制御回路

Claims (11)

1. 画像を投射表示する投射型画像表示装置に備えられ、該投射型画像表示装置に対して着脱が可能である光学ユニットであって、
   入射する光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、
   光源からの光を複数の色光に分解して前記複数の画像表示素子に向かわせ、前記複数の画像表示素子で変調された複数の色光を合成する光学系と、
   前記複数の画像表示素子に関する情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする光学ユニット。
2. 前記画像表示素子に関する情報は、前記複数の画像表示素子のムラに関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記画像表示素子に関する情報は、前記複数の画像表示素子の画素フォーマットに関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
4. 前記画像表示素子を駆動する駆動手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光学ユニット。
5. 前記画像表示素子の使用時間に関する情報が前記記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学ユニット。
6. 画像を投射表示する投射型画像表示装置であって、
   入射する光をそれぞれ変調する複数の画像表示素子と、光源からの光を複数の色光に分解して前記複数の画像表示素子に向かわせ、前記複数の画像表示素子で変調された複数の色光を合成する光学系と、前記複数の画像表示素子に関する情報を記憶する記憶手段とを備え、前記投射型画像表示装置に対して着脱が可能である光学ユニットと、
   前記光源からの光を前記光学ユニットに導く照明光学系と、
   前記光学ユニットで合成された光を被投射面に結像させる投射光学系とを有することを特徴とする投射型画像表示装置。
7. 前記画像表示素子に関する情報は、前記複数の画像表示素子のムラに関する情報であることを特徴とする請求項６に記載の投射型画像表示装置。
8. 前記画像表示素子に関する情報は、前記複数の画像表示素子の画素フォーマットに関する情報であることを特徴とする請求項６に記載の投射型画像表示装置。
9. 前記光学ユニットは、前記画像表示素子を駆動する駆動手段を有することを特徴とする請求項６から８のいずれか１つに記載の投射型画像表示装置。
10. 前記投射型画像表示装置の動作を制御する制御手段を有し、
    前記制御手段は、前記画像表示素子の使用時間に関する情報を前記記憶手段に記憶することを特徴とする請求項６から９のいずれか１つに記載の投射型画像表示装置。
11. 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記使用時間に応じて、前記光学ユニットの交換に関する情報を出力することを特徴とする請求項１０に記載の投射型画像表示装置。

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