3LCD

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3LCDは、現代のデジタルプロジェクターで使用されている主要なLCD投影カラー画像生成技術の名称およびブランドです。3LCD技術は、1980年代に日本の画像機器メーカーであるエプソンによって開発・改良され、1988年に初めてプロジェクターでの使用がライセンス供与されました。1989年1月、エプソンは最初の3LCDプロジェクターであるVPJ-700を発売しました。^[1]

エプソンは3LCD技術を現在も所有していますが、その販売は技術名にちなんで「3LCD」と名付けられた関連団体によって行われています。この団体は、3LCD技術のライセンスを自社製品に使用しているプロジェクターメーカーのコンソーシアムです。現在までに、世界中で約40のプロジェクターブランドが3LCD技術を採用しています。

エレクトロニクス業界の調査会社パシフィックメディアアソシエイツによると、3LCD技術を使用したプロジェクターは、2009年に世界のデジタルプロジェクター市場の約51％を占めました。^[2]

3LCD テクノロジーは、画像生成エンジンで使用される 3 つのLCDパネル チップからその名前が付けられています。

3LCD技術の仕組み

白色光から色を作り出す：
3LCD技術を用いたプロジェクターは、まずランプからの白色光を「三色ミラー」と呼ばれる特殊な二色性フィルター／反射鏡に通すことで、赤、緑、青の三原色に分割します。各三色ミラーは特定の色の波長の光のみを通過させ、残りを反射します。^[3]このようにして、白色光は三原色ビームに分割され、それぞれが専用のLCDパネルに向けられ、その後パネルを通過します。

LCD での画像生成:
プロジェクターの 3 つの LCD パネルは、投影する画像を作成するための電子信号を受信する要素です。LCD 上の各ピクセルは液晶で覆われています。液晶に与えられる電荷を変更することで、LCD 上の各ピクセルを完全に不透明になるまで暗くしたり (完全な黒)、完全に透明になるまで明るくしたり (ランプの光をすべて通過させて完全な白)、さまざまな程度の半透明にしたり (さまざまなグレーの濃淡) できます。これは、デジタル時計の文字が、電池が新しいときは LCD 上で黒く太く表示されますが、電池が弱くなると徐々に薄れ始めるのと似ています。このように、各原色の各ピクセルの明るさレベルを非常に正確に制御することで、画面上で必要な最終的なピクセルの特定の色と明るさレベルを生成できます。

カラー画像の再結合と投影：
各色の光が個別のLCDパネルを通過した後、ビームは二色性プリズムで再結合され、最終的な画像が形成され、レンズを通して反射されます。^[4]

競争

主流のプロジェクターの場合、3LCD 技術の競合相手はシングルチップ DLP技術 ( Texas Instrumentsが開発) と、それよりは程度は低いもののLCOSプロジェクション技術です。

利点

3LCD プロジェクション技術の支持者は、最も近い競合技術に比べて次のような利点があると主張しています。

• 3LCDプロジェクターは、シングルチップDLPプロジェクターよりも高い色光出力を実現できます。これは、3LCDプロジェクターが3色すべての光線を混合して投影し、各ピクセルの色を形成するのに対し、シングルチップDLPプロジェクターは、3色を1つずつ順番に投影することで色を作り出し、人間の色覚に基づいて各ピクセルの正しい色を混合・解釈するためです。
• 3LCD プロジェクターは通常、同じ明るさのシングルチップ DLP プロジェクターに比べて消費電力が少なくなります。
• シングルチップDLPプロジェクターの仕組み上、画像または観察者の目が動いているときに一時的に偽色が見える「虹」または「色割れ」効果が視聴者に見られることがあります。 ^[5] 3LCDプロジェクターでは3原色が常に表示されるため、この効果は発生しません。
• 3LCDプロジェクターは、投影画像の各ピクセルに滑らかな輝度変化を与えることで、より繊細な画像階調を表現することができます。これは、LCDパネルの各ピクセルを構成する液晶に電荷量を変化させることで、微細な不透明度を制御できるためです。一方、シングルチップDLPプロジェクターは、ランプ光をレンズに反射するミラーを1枚備えており、各ピクセルにはDMDチップが搭載されています。このミラーを様々な周波数でオン/オフ状態に振動させることで各ピクセルの輝度を変化させ、人間の知覚によって各ピクセルの輝度を判別します。
• 3LCD プロジェクターは通常、LCOS または3 チップ DLPテクノロジを使用するプロジェクターよりも手頃な価格です。

デメリット

• ピクセルピッチの大きい古い3LCDプロジェクターでは、通常「スクリーンドア効果」が発生します。
• シングルチップ DLP プロジェクターは、通常、同様の価格または明るさ評価の古い 3LCD モデルと比較して、コントラスト比が高くなります。
• 最小のシングルチップ DLP プロジェクターは、最小の 3LCD プロジェクター モデルよりも小さくなります。
• 現在の LCOS プロジェクター モデルは通常、3LCD プロジェクターよりも高解像度で鮮明な画像を提供します。

参考文献

1. “エプソン、初のLCDプロジェクターを発売（1989年）”. 2009年12月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年2月10日閲覧。
2. 3LCDグループプレスリリース、2010年3月11日：3LCD、2009年の世界市場シェアのリーダーシップを発表
3. 「ダイクロイックミラー」www.3lcd.com . 2022年11月29日閲覧。
4. 「ダイクロイックプリズム」www.3lcd.com . 2022年11月29日閲覧。
5. Langendijk, Erno HA; Swinkels, Stefan; Eliav, Dan; Ben-Chorin, Moshe (2012). 「カラーシーケンシャル多原色投影ディスプレイにおける色割れの抑制」 . Journal of the Society for Information Display . 14 (3): 325. doi :10.1889/1.2185281. S2CID  15350265.

外部リンク

• 3LCDウェブサイト
• 3LCDデモビデオ
• 3LCDプロジェクターの内部構造
• エプソンのウェブサイトにおける3LCD技術の説明と簡単な歴史
• プロジェクターレビューおよび情報ウェブサイト ProjectorCentral.com による 3LCD と DLP 投影技術の比較
• シングルチップDLPテクノロジー（3LCDテクノロジーの最も近い競合技術）の仕組み