プロジェクタとはディスプレイ装置の一種で、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」(en:Eidophor)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。
1990年代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。
■DLP
Digital Light Processingの略。DMDをキーデバイスとして使用する投写型プロジェクター用光学エンジンのこと。開発したTI社の登録商標であり、同社が強力に普及を推進している。今後のプロジェクターの一大勢力になると目されている。
■DMD
Digital Micro Mirror Deviceの略。シリコンベースの上に無数に敷き詰められた極小の鏡(例としてVGAなら35万個)で光を反射させ、映像を投写するデバイスだ。それぞれの鏡を10度傾けるパターン動作で、完全なデジタル映像形成ができる。
■TI
米・テキサス州にあるテキサス・インストゥルメンツ社。DMDデバイスを開発したメーカー。現在DLPチップは同社が完全独占生産を行なっている。DLPプロジェクターメーカーはすべてTI社からデバイスの供給を受けている。
■3チップ／2チップ／1チップ
使用するデバイスの数別に3種類の方式がある。3チップはR/G/B各チップ、2チップはRとGB、またはY/Cチップで画像を形成、1チップ式はYチップのみで、色円盤の併用で色彩を表現する。一般に、デバイス数の増加に合せ画質は向上する。
■デバイスサイズ
DMDチップの大きさ。現在は0.9インチと0.7インチのチップが主流だ。今後は0.5インチサイズが台頭してくるだろう。原則的には大きい方が画質には有利だが、小型化によるデメリットは液晶ほど大きくないと言われる。
■ミラー傾斜角
DMDチップ上の極小鏡の「傾き度数」のこと。開発段階では傾きは最大4度までのアナログ無限制御だった。が、現在は10度傾斜のみ。10度＝1、それ以外＝0と考えることで、DMDは完全なデジタル映像形成が可能になった。
■ミラーギャップ
DMDチップ上の鏡と鏡の隙間である。これが広いとドットが目立ち、映像の再現性が悪くなる。各画素間に駆動電極等の設置が必要な液晶に比べ、反射式のDMDはギャップが狭く、なめらかな映像を実現しやすいという特徴がある。
■反射率
光をギャップの広いパネルに「透過」させる液晶プロジェクターと異なり、前面からの光を「反射」させるDLPは光の利用効率がとても高い。この光の反射率のこと。現在のDLP製品は90％以上を確保している商品が多い。
■傾く／戻る／安定する
DMDは鏡の「傾く・戻る・安定する」という3動作で映像形成を行なう。この動きのこと。最近は鏡のヒンジ付近に静電引力をためるスプリングチップが設置され、確実に動作するよう工夫されている。
■偏向光／反射光
偏向光とはパネルを通過させた光。液晶プロジェクターはパネルを通過した偏向光を画像光源とする。一方、DLPは前方から入射した光を前面に反射し画像光源とする。偏向光のようなロスが少ないため、画面が明るい。
■スイッチング素子(アドレス用トランジスター)
DMDは各鏡を動作させるためのトランジスターが必要で、これを「スイッチング素子」と呼ぶ。DMDチップの裏に配置されている。液晶のように画素間に素子を設置しないため、DMDはドット線の目立たない画面を実現しやすい。
■用途別輝度
ホームシアター用DLPは低光束出力(約2000ANSIルーメン以下)、データ用DLPは中光束出力(約2000～8000ANSIルーメン)のものが多い。劇場、Eシネマなどでは1万2000ANSIルーメン以上の高光束出力のものが使用されている。
■スイッチング能力／ドライブ周波数
DMDデバイスの鏡が動く早さの度合いを「スイッチング能力」、その鏡を動作させる指令のレベルが「ドライブ周波数」だ。現在、スイッチング能力は2μs(最遅値15μs)で、ドライブ周波数は50MHz。値が上がるにつれ高画質になる。
(※μs＝100万分の1秒)
■PWM変調
Pulse Width Modulationの略で、パルス幅変調のこと。すべての中間階調を「白」「黒」の一定時間投写によって表現するため、正確な映像描写が可能。DLP製品はすべてこのPWM変調を採用しており、DLPの根幹をなす技術といえる。
■DVI(Digital Visual Interface)
ヤマハやプラスのDLPプロジェクターに搭載されているインターフェイス。最近のパソコン等にも搭載されており、TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)方式のデジタル信号で映像信号を伝送する。
■HH(ヒドン・ヒンジ方式)
DMDの鏡の真裏にヒンジを設置する方式。1992年に実用化に成功。これによりコントラスト比が著しく改善された。1995年には静電引力の作用で回転動作をより確実にさせる機構も開発され、ピクセルの動作速度と安定性がさらに向上した。
■スプリングチップ
鏡を支えるヒンジが設置された台座「ヨーク」、この先端に設置された小さな部品。ここに静電引力を蓄積させ、より確実なスイッチング動作を行なわせる。このチップの登場で、DMDは10万時間を越える耐久性をも確保した。
■ブラズマエッチング法
現在の半導体製造の一般的な手法。DMDにおいてはミラーが傾くスペース、及びアドレス用トランジスターの配置場所を削る製造手法のことを指す。開発初期のDMDはこの手法の採用によって実用化にめどが立ったとされている。
■CMOS基板
Complimental Metal Oxide Semiconductorの略。双補型金属酸化膜半導体のことで、現在の半導体ICの基本素材。DMDはこのCMOS基板上にパーツが設置される。つまり、一般の半導体製造工程でDMDは製造できるということ。
■RGBシーケンシャルフィルター
単板式DLPで色を再現するために必要なパーツ。映像周波数と同期させたカラーホイールをDMD素子の前で高速回転させる。ただし回転が遅いと三原色ノイズが感知されてしまうため、今後は4倍速など高速回転タイプが主流になるだろう。
■RGB3原色ノイズ(カラーブレイキングノイズ)
単板式DLPプロジェクターのカラーホイールの回転が遅い場合に感知されるノイズ。字幕が現れる瞬間や動きの早い場面、または眼球を動かした瞬間に感じやすい。これを防ぐため、より回転の速いホイールを採用する製品が増えている。
■焼付きなし
蛍光体を使用するブラウン管方式のディスプレイ、プロジェクターは同じ画面を長く映すとその画面が管面に焼き付いてしまう。しかしDLPはミラーを反射させる方式なので、原理的に焼付き現象は起こらない。大画面ゲーム派にはうれしい特性だ。
■デジタルシネマ
現時点では、DLPプロジェクターによって映画を上映するシステムのこと。ハードディスクに記録された映像データを、シネマ用デジタルプロジェクターに送り込みスクリーンに投写する。今後注目度の高くなる新しい映画の上映スタイルだ。
■DLPリアプロ
映像デバイスにDMD素子を用いたリアプロジェクター。焼付きがなく低消費電力、また高い開口率を利用してなめらかで明るい画面を実現している。ワイドDMDパネルを使用した製品は国内では日立、松下、三菱の3社が手がけている。