JPH11352475A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の液晶プロジェクタから構成される液晶
表示装置において、セットアップが容易で、常に均一な
輝度を提供することを目的とする。 【解決手段】 面鏡２とバルブ１からなる光源３と、液
晶パネル１６と投写レンズ２１から構成する液晶プロジ
ェクタ３１を複数組み合わせて使用する液晶表示装置に
おいて、前記液晶パネル１６からの光の照度を検出する
手段３６と、前記照度情報により前記光源のバルブを光
軸上で移動させる手段４０を備え、個々の液晶プロジェ
クタの輝度を照度検出手段により測定した後、最も低輝
度の液晶プロジェクタに合わせて他の液晶プロジェクタ
の光源のバルブを光軸上で移動させる手段４０により移
動させて、凹面鏡２の焦点位置とバルブ１の位置関係を
変化させることで所望の輝度に補正でする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
するものであり、とりわけ液晶プロジェクタを少なくと
も２台以上組み合わせてマルチビジョンとして使用する
液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、大画面映像表示装置として、リア
一体型ＣＲＴプロジェクタを複数台積み上げて、その複
数台で１つの画面を表示させることが出来るマルチビジ
ョンシステムが普及してきており、イベント会場や駅な
どの公共施設で多く使用されている。これらの一般的な
システムとしては、ビデオ信号やコンピュータ信号を映
像拡大装置で、システム構成のプロジェクタ台数分の映
像に分割して送出し、分割された映像信号を受信した個
々のプロジェクタは、その分割映像信号を表示し、それ
ぞれを組み合わせる事で１つの大画面を実現できるシス
テムである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣＲＴタイプのプロジェクタでは、赤、青、緑用それぞ
れのＣＲＴを駆動してカラーを表示させなければなら
ず、セットアップを行う際には必ず赤、青、緑のコンバ
ーゼンス調整を行う必要があった。

【０００４】そこで、上記課題を解決するために液晶を
用いたマルチビジョンシステムが各社で検討されている
が、投写エンジンに使用する光源用ランプの寿命がＣＲ
Ｔに比べて短く、また使用時間に応じて輝度、色度が変
化するという課題があった。

【０００５】そこで特開平６−１４８６２４号公報では
ランプの点灯時間をメモリに記憶し、点灯時間に応じて
調整することが開示されているが、ランプ寿命が個々に
異なっており、点灯時間の管理だけでは、輝度、色度を
管理できない。さらに複数台を積み上げて使用するた
め、僅かな輝度バラツキ、ホワイトバランスのバラツキ
が生じても均一な大画面を実現することはできず、その
調整には非常に長い時間をかけなければならなかった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め本願発明は、凹面鏡とバルブからなる光源と、液晶パ
ネルと投写レンズから構成する液晶プロジェクタを複数
組み合わせて使用する液晶表示装置において、前記液晶
パネルからの光の照度を検出する手段と、前記照度情報
により前記光源のバルブを光軸上で移動させる手段を備
えたことを特徴とする液晶表示装置である。

【０００７】また、凹面鏡とバルブからなる光源と、液
晶パネルと投写レンズから構成する液晶プロジェクタを
複数組み合わせて使用する液晶表示装置において、前記
光源の冷却ファンと前記液晶パネルからの光の照度を検
出する手段を具備し、前記照度情報により前記冷却ファ
ンの回転数を制御する手段を備えたことを特徴とする液
晶表示装置である。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、凹面鏡とバルブからな
る光源と、液晶パネルと投写レンズから構成する液晶プ
ロジェクタを複数組み合わせて使用する液晶表示装置に
おいて、前記液晶パネルからの光の照度を検出する手段
と、前記照度情報により前記光源のバルブを光軸上で移
動させる手段を備えたことを特徴とするものであり、個
々の液晶プロジェクタの輝度を照度検出手段により測定
した後、最も低輝度の液晶プロジェクタに合わせて他の
液晶プロジェクタの光源のバルブを光軸上で移動させる
手段により移動させて、凹面鏡の焦点位置とバルブの位
置関係を変化させることで所望の輝度に補正できるとい
う作用を有する。

【０００９】さらに別の本発明は、凹面鏡とバルブから
なる光源と、液晶パネルと投写レンズから構成する液晶
プロジェクタを複数組み合わせて使用する液晶表示装置
において、前記光源の冷却ファンと前記液晶パネルから
の光の照度を検出する手段を具備し、前記照度情報によ
り前記冷却ファンの回転数を制御する手段を備えたこと
を特徴とするものであるので、個々の液晶プロジェクタ
の照度を照度検出手段により測定した後、最も低輝度の
液晶プロジェクタに合わせて他の液晶プロジェクタの光
源の冷却ファンの回転数を上げて、バルブの最冷点温度
を下げ、発光効率を下げることにより所望の輝度に補正
できるという作用を有する。

【００１０】以下本発明の液晶表示装置の実施の形態に
ついて、図面を参照しながら説明する。

【００１１】（実施の形態１）図１は本発明の液晶表示
装置の構成図である。

【００１２】液晶プロジェクタ本体３１内には投写エン
ジン３０が内臓されており、エンジン内にある液晶パネ
ル１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂに構成された映像を投写レン
ズ２１により拡大投写され、スクリーン１８の表面に投
影する。投写エンジン３０内には色度・照度センサ３６
が設置されている。

【００１３】液晶プロジェクタ本体３１の後面にはコン
ポジットビデオ入力信号端子（１）３２、ＲＧＢ入力信
号端子（２）３７と複数画面の輝度、色度を均一にする
ための情報をやり取りするデータ受信部３８及びデータ
送信部３９を具備している。本実施例では縦２台×横２
台の４面マルチビジョンシステムで説明するが、少なく
とも２台以上であれば、縦１台×横２台や、縦３台×横
４台のシステムでも同様の実施を行うことは可能であ
る。

【００１４】図２は液晶プロジェクタ本体３１内に内臓
する投写エンジン３０の構成図である。

【００１５】バルブ１から放射される光は凹面鏡２によ
り平行光に変換される。バルブ１は光源３の後段に位置
するバルブ移動装置４０に連結しており光軸上を移動で
きる。光源３からの平行光は紫外線／赤外線カットフィ
ルタ４により前面に紫外線、赤外線が透過しないように
した後、色分解手段８に入射する。色分解手段８は、青
反射ダイクロイックミラー５、緑反射ダイクロイックミ
ラー６によって光源からの白色光を青、緑、赤の色光に
分解する。色分解手段８によって分解された青、緑、赤
の各色光はフィールドレンズ９を通過させてλ／２板１
０、１１、１２に入射される。λ／２板は一般に円偏
光、楕円偏光の逆転、直線偏光の方位変換などに利用さ
れる。λ／２板１０、１１、１２は液晶パネル１６が利
用する直線偏光の色光の分光分布を制御するよう配置さ
れている。

【００１６】λ／２板１０、１１、１２から出射された
光は液晶パネル１６に入射させ液晶パネル１６の表示像
を透過させる。光合成手段２４ではそれぞれの表示光を
緑反射ダイクロイックミラー２２で青光と緑光を合成
し、次いで赤反射ダイクロイックミラー２３で赤、青、
緑を合成し、最終的にそれぞれの液晶パネル１６の表示
画像を全反射ミラー２７で反射させ、投写レンズ２１を
用いて拡大投写させる。

【００１７】一方、色度・照度センサ３６は投写エンジ
ン３０の光合成手段２４の光軸上に配置され、全反射ミ
ラー２７が支点２８を中心に回転された時のみ、液晶パ
ネル１６の透過光が全反射ミラー２７に入射される。

【００１８】図３は本発明に使用するダイクロイックミ
ラー５の分光透過率特性を示す。ここで実線はＰ偏光成
分、一点鎖線はＳ偏光成分、点線は本発明に使用するダ
イクロイックミラー５のＰ偏光とＳ偏光の平均値成分の
特性である。λ／２板１０、１１、１２を回転させるこ
とで液晶パネル１６Ｒ、１６Ｇ、１６ＢはＰ偏光成分か
らＳ偏光成分の範囲の色光が利用できるために、最終的
に所望の色度を調整できる。

【００１９】以上のような構成において、動作を説明す
ると通常の投写時においては液晶パネル１６Ｒ、１６
Ｇ、１６Ｂに表示された映像を色合成手段２４により合
成したのち、全反射ミラー２５で反射させて、投写レン
ズ２１よりスクリーン１８に投影する。一方、色度・輝
度補正を行う際には支点２８を中心にして、全反射ミラ
ー２７が回転して色度・照度センサ３６が動作し、投写
エンジン３０の色度及び照度を検出する。同様にプロジ
ェクタＡ〜Ｄ全ての液晶プロジェクタにおいて、色度及
び照度が検出され、一番低い照度に合わせてその他のプ
ロジェクタではバルブ移動装置４０を動作させて光軸上
に紫外線／赤外線カットフィルタ４側に移動させて凹面
鏡の焦点位置とバルブの位置関係をずらし光源からの光
束を低下させ所望の輝度に補正する。さらに色度につい
ても液晶セル１４の入射光側及び出射光側の分子配向方
向は水平軸に対して角度θを成すようにしておき、入射
側偏光板の偏光軸（透過軸）はこの方向と一致させて設
けられている。λ／２板の中性軸と入射側偏光板の偏光
軸とのなす角度がθ／２となるように配置することで、
入射側偏光板の偏光軸方向はダイクロイックミラーのＰ
偏光方向に一致させることが出来る。従って、λ／２板
１０、１１、１２をこのように配置することで入射側偏
光板を透過し液晶パネルで利用する光を、ダイクロイッ
クミラーのＰ偏光成分の色光として光学像を形成出来
る。

【００２０】一方、λ／２板の中性軸と入射側偏光板の
偏光軸とのなす角度が（９０度＋θ）／２となるように
配置することで、入射側偏光板の偏光軸方向はダイクロ
イックミラーのＳ偏光方向に一致させることが出来る。
こうしてλ／２板をこのように配置することで入射側偏
光板を透過し液晶パネルで利用する光を、ダイクロイッ
クミラーのＳ偏光成分の色光として光学像を形成出来
る。従って最小限λ／２板の中性軸を水平軸に対してθ
／２から（９０度＋θ）／２の範囲で任意に設定可能な
ように回転させることにより、液晶パネル１６はＰ偏光
成分からＳ偏光成分の範囲の色光を利用できるので、色
度と輝度を調整することが可能となる。従って光源３の
分光特性やダイクロイックミラー５の分光透過率特性に
バラツキが生じても所望の調整を容易に実現できるとと
もに、色度及び照度検出時に投写エンジン３０内の僅か
な空間で全反射ミラー２５を簡易的な機構で移動させる
ことができ、光合成手段２４からの光を直接検出でき
る。

【００２１】（実施の形態２）図４は本発明の実施例に
おける４面マルチビジョンシステムにおける液晶プロジ
ェクタ後面の系統図である。

【００２２】基準プロジェクタＡのデータ送信部３９か
らの信号はプロジェクタＤのデータ受信部３８に入力さ
れ、次いでプロジェクタＤのデータ送信部３９の信号は
プロジェクタＣのデータ受信部３８へ、プロジェクタＣ
のデータ送信部３９の信号はプロジェクタＢのデータ受
信部３８へ、プロジェクタＢのデータ送信部３９の信号
はプロジェクタＡのデータ受信部３８へ入力され、すべ
てのプロジェクタの照度情報を基準プロジェクタが認識
できるようになっている。この系統図からも明らかなよ
うに、基準プロジェクタになるのはどのプロジェクタで
も同じであり、図示されていないが、プロジェクタ本体
にディップスイッチなどを設けて、どのプロジェクタを
基準にするかどうか決定させることが出来る。図５は本
発明の実施例における投写エンジン内の光源３と冷却フ
ァン５０を示す構成図である。液晶プロジェクタ本体３
１内に内臓する投写エンジン３０内にはバルブ１と凹面
鏡２からなる光源３が具備されており、凹面鏡２の中心
はバルブ１が光軸上に移動可能となるような円筒状の空
間が設けてある。またバルブ移動装置４０はバルブ１を
連結しており、バルブ１から伝わる熱の影響を受けない
ように耐熱材料で構成されている。凹面鏡２の下部には
光源冷却用のファン５０が設置してあり、照度情報に基
づき図示されていない制御手段でファン回転数を制御で
きる。

【００２３】次に図２、図４及び図５を用いて照度・色
度検出手段、色度補正手段、照度情報の送受信する手
段、照度補正手段の方法を述べる。

【００２４】まず図示していない液晶プロジェクタ本体
３１の電源ボタンを入れ、バルブ１を点灯させる。内部
テスト信号で１００％の白信号及び赤、青、緑の単色１
００％信号を順次投写させ、２分経過後に全反射ミラー
２７を移動させて照度・色度センサ３６を用いて測定を
行う。次いで基準プロジェクタに設定されたプロジェク
タＡのデータ送信部３９から全プロジェクタにループす
るように色度照度情報リクエスト信号を送信する。

【００２５】受信したプロジェクタＤではあらかじめ測
定した色度照度情報のヘッダ部にプロジェクタＤの識別
コード１１（２進数）を付加させてプロジェクタＤのデ
ータ送信部３９からプロジェクタＣのデータ受信部３８
へ送信する。プロジェクタＣも同様に色度照度情報のヘ
ッダ部にプロジェクタＣの識別コード１０（２進数）を
付加させてプロジェクタＣのデータ送信部３９からプロ
ジェクタＤ及びＣのデータをプロジェクタＢのデータ受
信部３８へ送信する。

【００２６】プロジェクタＢもまた同様に色度照度情報
のヘッダ部にプロジェクタＢの識別コード０１（２進
数）を付加させてプロジェクタＢのデータ送信部３９か
らプロジェクタＤ及びＣ、ＢのデータをプロジェクタＡ
のデータ受信部３８へ送信する。基準プロジェクタＡで
はそれ自身の色度照度データも含めて最も低い照度値と
最適な色度値を決定する。ついで基準プロジェクタＡは
補正を示す識別コード１１１１１（２進数）に続いて補
正すべきプロジェクタの識別コードと補正データを送信
する。受信したプロジェクタでは通常９Ｖの電圧(3200r
pm)で回転させている冷却ファンを９〜１２Ｖ(4000rpm)
まで回転数を可変させバルブ１の中心部の最冷点温度を
低下させて発光効率を下げる。したがって光源からの光
束が減り、所望の輝度に調整することが出来る。またλ
／２板１０、１１，１２をそれぞれモータ制御により回
転させ、液晶パネル１６がＰ偏光成分からＳ偏光成分の
範囲の色光を利用でき、複数台の色度を均一に調整させ
ることが出来る。

【００２７】このように、投写エンジン３０内の光源用
ランプ１の分光特性のバラツキやダイクロイックミラー
の分光透過率特性にバラツキがあってもλ／２板による
偏光軸選択手段を回転させ色度を調整させるとともに、
冷却ファンの回転数を変化させ光源の光束を変えるるこ
とで輝度も自動的に調整でき、常に複数のプロジェクタ
で構成する画面全体の輝度、色度を均一にさせることが
できる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
の液晶表示装置は、凹面鏡とバルブからなる光源と、液
晶パネルと投写レンズから構成する液晶プロジェクタを
複数組み合わせて使用する液晶表示装置において、前記
液晶パネルからの光の照度を検出する手段と、前記照度
情報により前記光源のバルブを光軸上で移動させる手段
を備えたものであり、個々の液晶プロジェクタの輝度を
照度検出手段により測定した後、最も低輝度の液晶プロ
ジェクタに合わせて他の液晶プロジェクタの光源のバル
ブを光軸上で移動させる手段により移動させて、凹面鏡
の焦点位置とバルブの位置関係を変化させることで所望
の輝度に補正できるというという特徴を有する。

【００２９】さらに別の本発明は、凹面鏡とバルブから
なる光源と、液晶パネルと投写レンズから構成する液晶
プロジェクタを複数組み合わせて使用する液晶表示装置
において、前記光源の冷却ファンと前記液晶パネルから
の光の照度を検出する手段を具備し、前記照度情報によ
り前記冷却ファンの回転数を制御する手段を備えたもの
であるので、個々の液晶プロジェクタの照度を照度検出
手段により測定した後、最も低輝度の液晶プロジェクタ
に合わせて他の液晶プロジェクタの光源の冷却ファンの
回転数を上げて、バルブの最冷点温度を下げ、発光効率
を下げることにより所望の輝度に補正できるという特徴
を有しており、本発明の工業的価値は極めて大なるもの
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態における液晶表示装
置の構成図

【図２】本発明の第一の実施の形態における投写エンジ
ンの構成図

【図３】本発明の第一の実施の形態におけるダイクロイ
ックミラーの分光透過率特性を示す図

【図４】本発明の第二の実施の形態における４面マルチ
ビジョンシステムにおける送受信系統図

【図５】本発明の第二の実施の形態における光源、冷却
ファンを示す構成図

【符号の説明】

１ バルブ ２ 凹面鏡 ３ 光源 ４ 紫外線／赤外線カットフィルタ ５、６、７、２２、２３ ダイクロイックミラー ８ 色分離手段 ９ フィールドレンズ １０、１１、１２ λ／２板 １３、１５ 偏光板 １４ 液晶セル １６ 液晶パネル １８ スクリーン ２１ 投写レンズ ２４ 色合成手段 ２５、２６ ミラー ２７ 全反射ミラー ２８ 支点 ３０ 投写エンジン ３１ プロジェクタ本体 ３２ 入力信号端子１ ３６ 色度、照度センサ ３７ 入力信号端子２ ３８ データ送信部 ３９ データ受信部 ４０ バルブ移動装置 ５０ ファン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹面鏡とバルブからなる光源と、液晶パ
   ネルと投写レンズから構成する液晶プロジェクタを複数
   組み合わせて使用する液晶表示装置において、前記液晶
   パネルからの光の照度を検出する照度検出手段と、前記
   照度検出手段の照度情報により前記光源のバルブを光軸
   上で移動させる手段とを備えたことを特徴とする液晶表
   示装置。
2. 【請求項２】 凹面鏡とバルブからなる光源と、液晶パ
   ネルと投写レンズから構成する液晶プロジェクタを複数
   組み合わせて使用する液晶表示装置において、前記光源
   の冷却ファンと前記液晶パネルからの光の照度を検出す
   る照度検出手段を具備し、前記照度検出手段の照度情報
   により前記冷却ファンの回転数を制御する手段を備えた
   ことを特徴とする液晶表示装置。