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プロジェクタとはディスプレイ装置の一種で、画像や映像を大型スクリーンなどに投影することにより表示する装置である。プロジェクタには色々な種類があるが、現在では、CRTや液晶を使い、画像を拡大して投影する装置のことをさすのが一般的である。

そのほかには、スライドを投影するスライドプロジェクタ、透明なシート上に書いた図版を投影する、オーバーヘッドプロジェクタ (OHP) などがある。

◆ 概要

以下では、表示デバイスに表示された画像を投影する装置について述べる。

プロジェクタの始まりは、油膜を使い、油膜に電子ビームで画像を書き込み、油膜上の濃淡を表示させる、「アイドホール」()がある。この方式は、油膜が入射光(投影するための光)を物理的に振り分ける、言い替えれば変調する作用を行なう。このような作用を行なう機構のことをライトバルブ(光弁)という。

ライトバルブ方式のプロジェクタは、前述のアイドホールの他に、ボッケルス効果を利用した、電気光学結晶に対し、電子ビームを当てて濃淡映像を出す、フィリップス社のTitusというもの、液晶の背面から、CRTに写った画像を投影し、表面からあてた光が背面からの光を受けて偏光し、それを投影するものなどが開発された。

CRTを利用するプロジェクタは、1973年に発売されているが、単管式のものであった。3管式のものは1978年に発売され、画質や明るさが向上したため一般に使われるようになった。当初は高輝度ブラウン管の光量の問題から、周囲をほとんど光の無い環境(真っ暗闇)にする必要性があったが、後に改良され手元の新聞大見出し程度は何とか読める環境でも充分に200インチ程度の大画面に投射可能な製品が発売された。

1989年には液晶パネルに光を透過させて投射するタイプ(液晶プロジェクタと呼ばれる)が登場した。これは、先の、液晶の偏光作用を使うものではなく、液晶上の画素を直接電気的に制御して、画面を表示させるものである。液晶パネルの製造技術向上に伴い低価格化と高輝度化(明るい環境でも大画面に投射できる)が進み、また投射されるスクリーンも高機能化が進んだ結果、やや照明を落とした程度のホール(新聞の細かい文字も読む事ができる)においても利用できるようになってきている。特に液晶プロジェクタに関しては、目覚しい低価格化の結果、一般家庭においても普及が進み、ホームシアターといった設備が、中高年の裕福な層を中心に人気を集めている。

三管式プロジェクタは磁気の影響で映像が歪みやすいため、スピーカー等の音響機能は別に設置されるようになっていたが、液晶プロジェクタに関しては磁気の影響を受けないため、スピーカーやアンプを内蔵する機種も多く出回っている。

入力信号としては一般的なビデオデッキなどに見られるNTSCコンポジット(俗に云うビデオ出力)信号以外にもコンピュータで用いられているアナログRGB信号も入力・投射可能な製品が作られており、企業会議等においては「PowerPoint」などのプレゼンテーションソフトにより作成されたパソコン画面による動く解り易い資料を大画面に表示したり、家庭においては大画面でパソコンゲームを楽しむ事にも利用される。

なお、これら製品の広告上で機種比較の目安として頻繁に記述されるルーメン(光束)という単位は、投射される光の量と考えてもらえれば良く、これが大きいほど同じスクリーン上に明るい画像が、またはより大きなスクリーンに投射する事ができる。言い換えれば、大きい数字が記載されている機種の方が、より明るい環境でも利用できる事でもある。各機種毎の目安となる投射可能スクリーンサイズは、カタログ上に記載されているので、それらを参考にしてもらいたい。

◆ プロジェクタの動作方式

プロジェクタは、大きく分けて2つの動作方式がある。

◇ CRT方式

CRT画面上、すなわち高輝度で発光している表示装置に表示された画像を、レンズを使って投影する方式である。スクリーンの前面から投影する方式と、背面から投影する方式がある。通常は3原色分のCRTを用意し、それぞれからの映像をスクリーン上で合成する。通常のカラーCRTのような、1つのCRTでカラー画像を出すCRTは使われない。単色のCRTが利用される。これは、カラーCRT内にあるシャドウマスクにより、光量が落ちてしまうためである。大型のプロジェクタの場合には、1つの色に複数のCRTを割り当てる場合もある。

◇ ライトバルブ方式

光源からの光を、ライトバルブで変調し投影する方式である。ライトバルブをフィルムと思えば、映写機やオーバーヘッドプロジェクタと構造は同じである。ライトバルブが1つで3色に対応しているもの、1色ずつ3つのライトバルブを用いて、その画像を合成するもの、透過ではなく、ライトバルブからの反射光を利用するものなど、いくつかの構造がある。大変よく使われている、液晶プロジェクタはこの方式である。

◆ プロジェクタの種類

◇ CRTプロジェクタ

CRTプロジェクタは、CRTに表示された画像を、光学系を使って拡大し、投影するプロジェクタである。大まかな構造は図1のようになる。3つの、3原色のモノクロCRT上に画像を表示し、それを拡大レンズで拡大し、スクリーン上に投影する。

CRTプロジェクタは、スクリーンの前面から投影する方式と、スクリーンの背面から投影する方式がある。図2に両者の大まかな概要図を示す。前面投射型は大きな場所での投影に使われるが、この方式は、液晶プロジェクタの進歩に伴い、あまり使われなくなって来ている。一方、背面投射型のプロジェクタは、家庭用の大型テレビの1つとして利用されている。リアプロとも略される。但し、リアプロも、CRTから液晶への移行が進んでいるため、全体として、CRTプロジェクタは衰退の方向にある

CRT方式は、他の方式にくらべ、以下の利点がある。

#動きが滑らかで残像も少ない。

#画面が発光しているため、明るい部分の輝きがよい。

#解像度を変更しても画面にギザギザがでることがない。

しかし、以下のような欠点もある。

#CRTの焼き付きが発生する

#蛍光体や電子銃の寿命がある

#構造上大きくなり、重い

#消費電力が大きい

また、大型のプロジェクタは、ブラウン管が地磁気の影響を受ける事から、設置する場所や方角が変わる度に各発光管の映像調整をする必要がある上に、価格的にも数十万円〜数百万円(当然、明るい映像を投射できる物ほど高価である)という価格のため、一般家庭には殆ど普及せず、行楽施設や企業向けといった限られた用途に利用される程度である。特に三原色に分解された映像を、スクリーン上で一つの映像に修正しなくてはならないため、任意の位置にスクリーンを設置するタイプでは、三色別々に存在するレンズのズーム・ピントをそれぞれ調整した上で、ブラウン管上に磁気の影響によって現れる映像の歪みを調整しなければ、きれいな映像を楽しむ事は出来ない。

この形式の物は長時間投射しても耐えうるため、現在でもゲームセンターの80〜100インチ程度の大画面ゲーム機や飛行機内などに多く採用されているが、多くのCRTプロジェクタでは、映像のメンテナンスを怠るケースが多く、画面の隅などの映像がひどくぼやけたり色ズレを起こしている物もしばしば見受けられる。

◇ 液晶プロジェクタ

液晶パネルを内蔵し、放電光を利用した非常に明るい光源ランプからの光を透過させ、これをレンズを使ってスクリーン上に拡大投射する。特に三管式プロジェクタのように複雑な調整を必要とせず、大抵はスライド映写機のようにズームとピントさえ調整すればすぐさま利用できるように設計されている。

これらは当初、液晶パネルの光の透過率の低さや、温度変化によって液晶の反応が変化するほか、パネルや光源ランプ、偏光板の寿命が短い事から、映画等の長時間視聴には向かず、短時間の使用に限定されていたが、この問題は最近の機種では解消している。

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