JP2003307705A - Illumination optical system and projector using the same - Google Patents
Illumination optical system and projector using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクタに関
し、特に、DMD(Digital Mirror D
evice)を用いたDLP(Digital Lig
ht Processing:DLPはテキサス・イン
スツルメンツ社の登録商標)方式のプロジェクタに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projector, and more particularly to a DMD (Digital Mirror D).
DLP (Digital Lig)
ht Processing: DLP relates to a projector of the Texas Instruments (registered trademark) system.
【0002】[0002]
【従来の技術】DLP方式プロジェクタは、半導体素子
からなるDMDに光を照射し、その反射光をレンズで拡
大投影して画像のカラー表示を行うものである。本出願
人により先に出願された特許文献1に、DLP方式プロ
ジェクタの概要が開示されている。特許文献1の図1に
示すように、光源からの白色光は楕円鏡52によって反
射され、その反射光はR/G/Bのカラーフィルターを
配列した円盤状のカラーホール53によって順次RGB
色に変えられ、DMD56に入射される。DMD56
は、RGBに同期して時分割駆動され、画像データに応
じて反射された光は投影レンズ57を介してスクリーン
58上に表示される。このようなカラー映像の投影は、
一枚のカラーホイールを用いてカラー表示を行うことか
ら、いわゆる単板式と呼ばれる。2. Description of the Related Art A DLP type projector irradiates a DMD made of a semiconductor element with light and magnifies and projects the reflected light with a lens to display an image in color. Patent Document 1 previously filed by the present applicant discloses an outline of a DLP type projector. As shown in FIG. 1 of Patent Document 1, white light from a light source is reflected by an elliptical mirror 52, and the reflected light is sequentially RGB by a disk-shaped color hole 53 in which R / G / B color filters are arranged.
The color is changed and the light is incident on the DMD 56. DMD56
Are driven in time division in synchronization with RGB, and the light reflected according to the image data is displayed on the screen 58 via the projection lens 57. The projection of such a color image is
Since a single color wheel is used for color display, it is called a so-called single plate type.
【0003】DLP方式に用いられるカラーホイール
は、その外周にR/G/Bのカラーフィルターを配列
し、一定速度で回転される。光源から発せられた白色光
は、楕円鏡52で反射された後、回転するカラーホイー
ルを通過する。このとき、白色光は、R/G/B(/
W)のカラーフィルターによってR、G、Bの波長を有
する光に分別あるいは変換される。R、G、Bの光は時
分割的にDMDに照明され、そこで光学的な変調が行わ
れ、スクリーン上へ投射画像が表示される。A color wheel used in the DLP system has R / G / B color filters arranged on the outer periphery thereof and is rotated at a constant speed. The white light emitted from the light source is reflected by the elliptical mirror 52 and then passes through the rotating color wheel. At this time, the white light is R / G / B (/
The color filter W) separates or converts light having R, G, and B wavelengths. The R, G, and B lights are time-divisionally illuminated on the DMD, where optical modulation is performed and a projection image is displayed on the screen.
【0004】[0004]
【特許文献1】特許第3、121、843号[Patent Document 1] Japanese Patent No. 3,121,843
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のプ
ロジェクタは、光源とDMDとの間にカラーホイールを
挿入しそこを光が通過する構造であるため、どうしても
光の損失が避けられず、時として投射された画像に十分
な明るさを感じられないことがある。明るさを増すため
には光源の出力を大きくすればよいが、そうすると、光
源からの発熱も大きくなりこれを冷却するための冷却フ
ァンの出力も大きくなり、結果としてプロジェクタが大
きくなってしまう。However, since the conventional projector has a structure in which a color wheel is inserted between the light source and the DMD and light passes therethrough, the loss of light is inevitable and the projection sometimes occurs. The image displayed may not have sufficient brightness. In order to increase the brightness, it is sufficient to increase the output of the light source, but then, the heat generated from the light source also increases and the output of the cooling fan for cooling the light also increases, resulting in a larger projector.
【0006】さらにカラーホイールは、カラー映像を表
示するためには不可欠なものであるが、その一方におい
て、グラフや文字等を白黒表示(あるいは階調表示)す
る場合には、カラーホイールの使用により却って明るさ
が犠牲になってしまうことがある。Further, the color wheel is indispensable for displaying a color image. On the other hand, when displaying a graph, a character, etc. in black and white (or in gradation display), the color wheel is used. On the contrary, the brightness may be sacrificed.
【0007】そこで本発明は、上記従来の課題を解決
し、白黒表示の際により明るく表示することが可能なプ
ロジェクタを提供することを目的とする。さらに本発明
の目的は、単一の装置でフルカラー表示と白黒表示とを
選択可能なプロジェクタを提供することである。さらに
本発明の目的は、投射される画像の照度や色などのモー
ドを選択することが可能なプロジェクタを提供すること
である。さらに本発明の目的は、光源からの光をR、
G、Bに分別するカラーホイール等の光学素子を移動可
能とし、複数の照度や色合いを選択可能な、小型のプロ
ジェクタを提供することである。さらに本発明の目的
は、単一のカラーホイールにより複数の照射モードを有
する照明光学系およびそれを用いたプロジェクタを提供
することである。さらに本発明の目的は、低コストのカ
ラーホイールにより白色の輝度を向上させることが可能
な照明光学系およびそれを用いたプロジェクタを提供す
ることである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above conventional problems and to provide a projector capable of displaying brighter when displaying in black and white. A further object of the present invention is to provide a projector capable of selecting full color display and monochrome display with a single device. A further object of the present invention is to provide a projector capable of selecting modes such as illuminance and color of a projected image. Further, the object of the present invention is to let the light from the light source be R,
An object of the present invention is to provide a compact projector in which an optical element such as a color wheel for separating into G and B can be moved and a plurality of illuminances and hues can be selected. A further object of the present invention is to provide an illumination optical system having a plurality of irradiation modes with a single color wheel and a projector using the same. A further object of the present invention is to provide an illumination optical system capable of improving the brightness of white with a low-cost color wheel and a projector using the same.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明に係るプロジェク
タは、光源と、光源からの光を入射しこれを少なくとも
R、G、Bの波長を有する光にそれぞれ分別可能な分別
手段と、分別された光を光学的に変調する変調手段と、
変調された光を投射する投射手段と、前記分別手段の位
置を可変する位置可変手段とを備える。A projector according to the present invention comprises a light source, a light source, and a separating means capable of injecting light from the light source and separating the light into light having at least R, G, and B wavelengths. Modulation means for optically modulating the emitted light,
Projection means for projecting the modulated light and position changing means for changing the position of the sorting means are provided.
【0009】好ましくは、分別手段は、少なくともR、
G、Bの波長の光を分別(あるいは変換)するための光
学素子を含み、該光学素子は複数組に分割され、前記光
源分別手段の位置に応じて前記複数組から1つの組が選
択される。光学素子は、例えば、回転される円盤状のカ
ラーホイールを含み、該カラーホイールは少なくとも
R、G、Bの波長の光を分別するためのカラーフィルタ
ーを複数組配列する。さらに、カラーホイールは、前記
位置可変手段によって複数の位置に位置決め可能であ
り、選択された位置において複数組の内の対応する組の
カラーフィルターによりR、G、Bの光を出射する。Preferably, the separating means is at least R,
An optical element for separating (or converting) light of G and B wavelengths is included, the optical element is divided into a plurality of groups, and one group is selected from the plurality of groups according to the position of the light source separating means. It The optical element includes, for example, a rotated disc-shaped color wheel, and the color wheel has a plurality of sets of color filters arranged to separate light of at least R, G, and B wavelengths. Further, the color wheel can be positioned at a plurality of positions by the position changing means, and emits R, G, and B lights by the corresponding set of color filters among the plurality of sets at the selected position.
【0010】好ましくは、プロジェクタは、分別手段の
位置を検出する位置検出手段を有し、該位置検出手段に
よって検出された前記分別手段の位置情報に応じて前記
変調手段を制御する。さらに、プロジェクタは、前記位
置検出手段によって検出された前記分別手段の位置情報
に基づき前記位置可変手段を制御し前記分別手段の位置
決めを行うことが好ましい。Preferably, the projector has position detecting means for detecting the position of the separating means, and controls the modulating means in accordance with the position information of the separating means detected by the position detecting means. Further, it is preferable that the projector controls the position changing means based on the position information of the separating means detected by the position detecting means to position the separating means.
【0011】プロジェクタは、例えばDLP方式のプロ
ジェクタであり、光源は放電ランプおよび放電ランプか
らの光を反射するリフレクタを含み、変調手段はDMD
の半導体ミラー素子を含む。さらに、光源は、前記リフ
レクタからの光を実質的に均一化して出射するライトト
ンネルを含み、位置可変手段がライトトンネルの出射口
径の長手方向と平行に前記分別手段を移動することが望
ましい。The projector is, for example, a DLP type projector, the light source includes a discharge lamp and a reflector that reflects light from the discharge lamp, and the modulation means is a DMD.
Including a semiconductor mirror element. Furthermore, it is preferable that the light source includes a light tunnel that substantially uniformizes and emits the light from the reflector, and the position changing means moves the separating means in parallel to the longitudinal direction of the exit diameter of the light tunnel.
【0012】さらに本発明に係るプロジェクタは、光源
と、光源からの光を入射し少なくともR、G、Bの波長
を有する光にそれぞれ分別可能な分別手段と、分別され
た光を光学的に変調する変調手段と、変調された光を投
射する投射手段と、前記光源から前記分別手段へ入射さ
れる光の入射量を可変とする可変手段とを備える。Further, the projector according to the present invention is provided with a light source, a sorting means which is capable of splitting light from the light source into light having at least R, G and B wavelengths, and optically modulating the sorted light. Modulation means, projection means for projecting the modulated light, and variable means for varying the incident amount of the light incident from the light source to the sorting means.
【0013】好ましくは、前記可変手段は、前記分別手
段を移動させる移動手段を含む。そして、分別手段が前
記移動手段により第1の位置に移動されたとき、前記光
源からの光の一部が前記分別手段に入射され、分別手段
が前記移動手段により第2の位置に移動されたとき、前
記光源からの光は前記分別手段に入射されないようにす
ることができる。前記分別手段は、例えば回転されるカ
ラーホイールを含み、該カラーホイールに少なくとも
R、G、Bの波長の光を分別するためのカラーフィルタ
ーが配列されている。Preferably, the variable means includes a moving means for moving the sorting means. Then, when the separating means is moved to the first position by the moving means, a part of the light from the light source is incident on the separating means, and the separating means is moved to the second position by the moving means. At this time, it is possible to prevent the light from the light source from entering the sorting means. The separating means includes, for example, a rotated color wheel, and color filters for separating light of at least R, G, and B wavelengths are arranged on the color wheel.
【0014】好ましくは、プロジェクタは、前記分別手
段の位置を検出する位置検出手段を有し、該位置検出手
段によって検出された前記分別手段の位置情報に基づき
前記変調手段を制御する。また、プロジェクタは、前記
位置検出手段によって検出された前記分別手段の位置情
報に基づき前記移動手段を制御する。Preferably, the projector has a position detecting means for detecting the position of the separating means, and controls the modulating means based on the position information of the separating means detected by the position detecting means. Further, the projector controls the moving means based on the position information of the sorting means detected by the position detecting means.
【0015】さらにプロジェクタは、外部から投影され
る画像のモードを選択するモード選択手段を有し、第1
のモードが選択されたとき前記可変手段は前記分別手段
へ入射される光量を最大とし、モード選択手段により第
2のモードが選択されたとき前記可変手段は前記分別手
段へ入射される光量を最小とする。最小とは例えばゼロ
であり、このとき投射手段により白黒の画像が表示され
る。Further, the projector has mode selecting means for selecting a mode of an image projected from the outside,
When the mode is selected, the variable means maximizes the amount of light incident on the sorting means, and when the mode selecting means selects the second mode, the variable means minimizes the amount of light incident on the sorting means. And The minimum is, for example, zero, and a black and white image is displayed by the projection means at this time.
【0016】さらに本発明における投射方法は、光源
と、光源からの光を入射し少なくともR、G、Bの波長
を有する光にそれぞれ分別可能な分別手段と、分別され
た光を光学的に変調する変調手段と、変調された光を投
射する投射手段とを有するプロジェクタにおいて、投射
される画像のモードを選択するステップと、選択された
モードに応じて前記分別手段を所定の位置に位置決めを
するステップと、光源からの光を変調して前記投射手段
により投射するステップとを含む。このモードは、画像
の投射モードを含む。Further, in the projection method of the present invention, a light source, a sorting means which is capable of splitting light from the light source into light having at least R, G, and B wavelengths, and the split light is optically modulated. In a projector having a modulating means for projecting and a projecting means for projecting modulated light, a step of selecting a mode of an image to be projected, and the sorting means are positioned at a predetermined position according to the selected mode. And a step of modulating the light from the light source and projecting the light by the projection means. This mode includes an image projection mode.
【0017】このよう本発明は、少なくともR、G、B
の波長を有する光を分別する分別手段の位置を可変(あ
るいは移動)するようにしたので、ユーザが所望する最
適な照度、色合いの投射画像を得ることが可能となり、
また、白黒表示の場合には光源からの光を分別手段を介
さずにDMD等の変調手段へ供給できるので、分別手段
による損失がなく、格段に明るい投射画像を提供するこ
とが可能となる。As described above, the present invention includes at least R, G, and B.
Since the position of the separating means for separating the light having the wavelength of is changed (or moved), it is possible to obtain a projection image with the optimum illuminance and color tone desired by the user,
Further, in the case of monochrome display, the light from the light source can be supplied to the modulating means such as the DMD without passing through the separating means, so that it is possible to provide a significantly bright projection image without loss due to the separating means.
【0018】さらに本発明に係る照明光学系は、回転駆
動手段と、前記回転駆動手段に接続されたフィルタ部材
と、該フィルタ部材に光を入射させる光源とを有し、前
記フィルタ部材は異なる色配置部を有し、異なる照射モ
ードで光を出射するものである。好ましくは、前記異な
る色配置部は、赤(R)、青(G)、緑(B)の光を出
射するフィルタ領域が連続的に配置された領域と、これ
らの各フィルタ領域の他に白色光を出射するフィルタ領
域とが設けられた配置である。さらに好ましくは、前記
フィルタ部材は、赤、青、緑の色を出射するフィルタ領
域と白色光を出射するフィルタ領域からなり、白色光を
出射する領域の面積比率が異なる色配置部を有する。異
なる照射モードとは、カラーのコントラストを優先させ
るモードと、白色光による輝度を優先させるモードであ
る。フィルタ部材への光源からの光の入射位置を変える
ことにより、異なる照射モードを実現することができ
る。このような照明光学系をプロジェクタに適用するこ
とで、ユーザの希望に応じた表示モードの投射映像を写
し出すことができる。Further, the illumination optical system according to the present invention has a rotation driving means, a filter member connected to the rotation driving means, and a light source for making light incident on the filter member, and the filter members have different colors. It has an arrangement part and emits light in different irradiation modes. Preferably, the different color arranging unit has a region in which filter regions for emitting red (R), blue (G), and green (B) light are continuously arranged, and a white region in addition to each of these filter regions. And a filter region for emitting light. More preferably, the filter member is composed of a filter region that emits red, blue, and green colors and a filter region that emits white light, and has a color arrangement portion having a different area ratio of the region that emits white light. The different irradiation modes are a mode that prioritizes color contrast and a mode that prioritizes luminance due to white light. Different irradiation modes can be realized by changing the incident position of the light from the light source on the filter member. By applying such an illumination optical system to a projector, it is possible to project a projection image in a display mode according to the user's request.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形
態に係るDLP方式プロジェクタの主要な構成を示すブ
ロック図である。プロジェクタ1は、画像信号11を入
力しDMDと同じ画素数のRGBデジタル画像データに
変換する前処理部10と、前処理部10からのデジタル
画像データに基づきDMD50の駆動を制御するととも
にランプ駆動回路30及びカラーホイール駆動部40等
の制御を行う制御部20とを有する。ランプ駆動回路3
0は、光源としての放電ランプ60の起動及び起動後の
放電ランプのAC駆動を制御する。カラーホイール駆動
部40は、放電ランプ60からの光をRGBに変換させ
るためにカラーホイール70を回転させ、さらに、カラ
ーホイール70を水平方向に移動させる移動機構を含
む。位置検出センサ80は、カラーホイール70の位置
を検出し、検出結果を制御部20へ出力する。DMD5
0は、カラーホイール70から順次RGBに変換された
光を照明光学系90を介して照射され、各画素に相当す
るスイッチングミラーを回転させてRGB光を反射す
る。投射光学系100は、DMD50からの反射光を拡
大投射しスクリーン上に画像を表示させる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of a DLP type projector according to an embodiment of the present invention. The projector 1 receives an image signal 11 and converts it into RGB digital image data having the same number of pixels as the DMD, and controls driving of the DMD 50 based on the digital image data from the preprocessing unit 10 and a lamp drive circuit. 30 and a control unit 20 that controls the color wheel drive unit 40 and the like. Lamp drive circuit 3
0 controls activation of the discharge lamp 60 as a light source and AC driving of the discharge lamp after activation. The color wheel drive unit 40 includes a moving mechanism that rotates the color wheel 70 to convert the light from the discharge lamp 60 into RGB and further moves the color wheel 70 in the horizontal direction. The position detection sensor 80 detects the position of the color wheel 70 and outputs the detection result to the control unit 20. DMD5
In the case of 0, the lights sequentially converted into RGB from the color wheel 70 are irradiated through the illumination optical system 90, and the switching mirror corresponding to each pixel is rotated to reflect the RGB lights. The projection optical system 100 magnifies and projects the reflected light from the DMD 50 to display an image on the screen.
【0020】図2に図1の光学系の詳細を示す。光源と
しての放電ランプ60は、楕円鏡61に一体に取り付け
られ、例えばキセノンアークショートランプ、メタルハ
ライドランプ、あるいは超高圧水銀ランプなどが用いら
れる。楕円鏡61は、放電ランプ60からの可視光を反
射し赤外光を透過するようなダイクロックミラーやコー
ルドミラーの使用が望ましく、また漏れた可視光の遮光
および赤外光の吸収のために楕円鏡の外側に黒色無機質
顔料をコーテイングすることが望ましい。FIG. 2 shows details of the optical system shown in FIG. The discharge lamp 60 as a light source is integrally attached to the elliptical mirror 61, and for example, a xenon arc short lamp, a metal halide lamp, an ultra-high pressure mercury lamp or the like is used. The elliptic mirror 61 is preferably a dichroic mirror or a cold mirror that reflects visible light from the discharge lamp 60 and transmits infrared light, and also for blocking leaked visible light and absorbing infrared light. It is desirable to coat a black inorganic pigment on the outside of the elliptical mirror.
【0021】ライトトンネル62は、一定の長さを有す
る断面が矩形状の光伝送媒体であって、均一な光強度分
布をもった光線を出射する。楕円鏡61によって反射さ
れた収束光線は、ライトトンネル62の入り口から所定
の入射角で入射し、入射した光はライトトンネル内の屈
折率の高い内壁を多重反射してその出口へ伝播される。
ライトトンネル62から出射される光の出射口径は、長
辺と短辺の比が4:3(あるいは16:9)である。The light tunnel 62 is an optical transmission medium having a constant length and a rectangular cross section, and emits a light beam having a uniform light intensity distribution. The convergent light beam reflected by the elliptical mirror 61 is incident from the entrance of the light tunnel 62 at a predetermined incident angle, and the incident light is multiply reflected on the inner wall having a high refractive index in the light tunnel and propagates to the exit.
The emission aperture of the light emitted from the light tunnel 62 has a long side to short side ratio of 4: 3 (or 16: 9).
【0022】カラーホイール70は、カラーホイール駆
動部40によって一定速度で回転され、ライトトンネル
62からの出射光がほぼ垂直に入射するような位置関係
に配置される。カラーホイール70に入射された光は、
順次R、G、Bの波長を有する光に変換(あるいは分
別)される。照明光学系90は、コンデンサレンズ91
と一対の反射鏡92を含み、カラーホイール70を透過
したR、G、Bの光はコンデンサレンズ91によって平
行光線に変換されDMD50を照射する。DMD50
は、カラーホイール70の回転、すなわち、R、G、B
への変換と同期するタイミングで駆動され、各画素を構
成するミラーは、RGBデジタル画像データに基づき
R、G、B光を反射する。DMD50によりオン状態と
して反射されたR、G、B光は、投射光学系100によ
り拡大投射され、これによってスクリーン上に画像が形
成される。The color wheel 70 is rotated at a constant speed by the color wheel driving section 40, and is arranged in such a positional relationship that the light emitted from the light tunnel 62 is incident substantially vertically. The light incident on the color wheel 70 is
The light is sequentially converted (or sorted) into light having R, G, and B wavelengths. The illumination optical system 90 includes a condenser lens 91.
The R, G, and B lights that have passed through the color wheel 70 and include a pair of reflecting mirrors 92 are converted into parallel rays by the condenser lens 91 to illuminate the DMD 50. DMD50
Is the rotation of the color wheel 70, that is, R, G, B
The mirrors that are driven at the timings synchronized with the conversion to R, and that configure each pixel reflect the R, G, and B lights based on the RGB digital image data. The R, G, and B lights reflected in the ON state by the DMD 50 are enlarged and projected by the projection optical system 100, thereby forming an image on the screen.
【0023】図3にカラーホイールの平面図を示す。カ
ラーホイール70は、薄いガラス円盤状にRGBのカラ
ーフィルターを配列し、そこを透過する光の波長を選択
する。本実施の形態では、カラーホイール70は、同心
円状に3つのタイプ(3組)のカラーフィルターに分割
される。第1のタイプのカラーフィルター71は、その
ほぼ中心付近から第1の半径R1内にR/G/Bのカラ
ーフィルターを配列し、第2のタイプのカラーフィルタ
ー72は第1の半径R1と第2の半径R2(>第1の半
径)との間にR/G/B/Wのカラーフィルターを配列
し、第3のタイプのカラーフィルター73は第2の半径
R2と第3の半径R3(>第2の半径)との間にR/G
/B/Wのカラーフィルターを配列する。第1、第2、
第3のカラーフィルター71、72、73においてそれ
ぞれ基準境界線74が決められる。第1のカラーフィル
ター71のRとBの境界、第2のカラーフィルター72
のWとBの境界、第3のカラーフィルター73のWとB
の境界が一直線となるように基準線74が規定される。FIG. 3 shows a plan view of the color wheel. The color wheel 70 has RGB color filters arranged in the shape of a thin glass disk, and selects the wavelength of light transmitted therethrough. In the present embodiment, the color wheel 70 is concentrically divided into three types (three sets) of color filters. The first type color filter 71 has R / G / B color filters arranged within a first radius R1 from substantially the center thereof, and the second type color filter 72 has a first radius R1 and a first radius R1. An R / G / B / W color filter is arranged between the second radius R2 (> the first radius) and the third type color filter 73 has a second radius R2 and a third radius R3 ( > 2nd radius) and R / G
Arrange / B / W color filters. First, second,
A reference boundary line 74 is determined in each of the third color filters 71, 72, 73. The boundary between R and B of the first color filter 71, the second color filter 72
Boundary of W and B, and W and B of the third color filter 73
The reference line 74 is defined so that the boundary of the line becomes a straight line.
【0024】カラーホイール70は、カラーホイール駆
動部40によって回転されるとともに水平方向に移動可
能である。その移動方向は、ライトトンネル62とほぼ
垂直関係を維持しつつ、ライトトンネル62の出射口径
63を規定する長辺と平行である。これによって、ライ
トトンネル62の出射光がカラーホイール70の半径方
向に相対的に移動されることとなり、カラーホイール7
0の第1、第2、第3のカラーフィルター71、72、
73のいずれかが選択される。つまり、カラーホイール
70が第1の位置にあるとき、ライトトンネル62の出
射光が第1の半径R1内の第1のカラーフィルター71
を透過し、カラーホイール70が第2の位置にあると
き、ライトトンネル62の出射光が第2のカラーフィル
ター72を透過し、第3の位置にあるとき、第3のカラ
ーフィルター73を透過する。The color wheel 70 is rotated by the color wheel drive unit 40 and is movable in the horizontal direction. The moving direction is parallel to the long side defining the exit diameter 63 of the light tunnel 62 while maintaining a substantially vertical relationship with the light tunnel 62. As a result, the light emitted from the light tunnel 62 is relatively moved in the radial direction of the color wheel 70.
0, first, second, and third color filters 71, 72,
Any one of 73 is selected. That is, when the color wheel 70 is in the first position, the light emitted from the light tunnel 62 is emitted from the first color filter 71 within the first radius R1.
When the color wheel 70 is in the second position, the light emitted from the light tunnel 62 passes through the second color filter 72, and when the color wheel 70 is in the third position, passes through the third color filter 73. .
【0025】ライトトンネル62の出射口径63を規定
する長辺は、カラーホイール70の第1の半径R1、第
1および第2の半径R1、R2間の距離、第2および第
3の半径R2、R3間の距離よりも小さい。また、カラ
ーホイール70が第1、第2、第3の位置にあるときの
ライトトンネル62の出射口径63のコーナーと基準線
74とによって成されるスポークタイム角を予め求めて
おく必要がある。例えば、カラーホイール70が第1の
位置にあるとき、出射口径63のコーナーとカラーホイ
ール70の中心を結ぶ線と基準線74との成す角をθ1
とし、同様に、カラーホイール70が第2の位置にある
ときをθ2、第3の位置にあるときθ3とする。図から
も明らかなように、θ1、θ2、θ3の順に角度が大き
くなる。スポークタイム角θ1、θ2、θ3は、DMD
の駆動において重要である。これは、回転するカラーフ
ィルターを光が透過するとき、RGB(W)の境界部分
において必ずしもR、G、Bの純粋な波長の光が得られ
ず、波長が混在した一種の色の濁りが起きるため、これ
を考慮してDMDを制御し、最適な明るさ、最適な色彩
を得ることが望ましい。例えば、カラーホイール70が
第1の位置において回転されるとき、カラーホイールの
1回転につきRGBの各境界(スポークタイム角θ1)
において、R+G、G+B、B+Rの濁りが生じるが、こ
れを1回転全体でみると、R+G+G+B+B+R=2RG
Bとなり、この境界期間を白色として利用することが可
能である。他方、これらのスポークタイム角を全く無視
し、DMDのミラーをオフさせることも可能である。The long side defining the emission aperture 63 of the light tunnel 62 is defined by the first radius R1, the distance between the first and second radii R1 and R2 of the color wheel 70, the second and third radii R2, It is smaller than the distance between R3. Further, the spoke time angle formed by the corner of the emission aperture 63 of the light tunnel 62 and the reference line 74 when the color wheel 70 is in the first, second, and third positions needs to be obtained in advance. For example, when the color wheel 70 is in the first position, the angle formed by the line connecting the corner of the emission aperture 63 and the center of the color wheel 70 and the reference line 74 is θ1.
Similarly, when the color wheel 70 is in the second position, θ2 is set, and when it is in the third position, θ3 is set. As is clear from the figure, the angles increase in the order of θ1, θ2, and θ3. Spoke time angles θ1, θ2, θ3 are DMD
Is important in driving. This is because when light passes through a rotating color filter, light of pure R, G, and B wavelengths cannot always be obtained at the boundary of RGB (W), and a kind of color turbidity in which wavelengths are mixed occurs. Therefore, it is desirable to control the DMD in consideration of this and obtain optimum brightness and optimum color. For example, when the color wheel 70 is rotated in the first position, each boundary of RGB (spoke time angle θ1) per one rotation of the color wheel.
At R, G + G + G + B + B + R = 2RG
B, it is possible to use this boundary period as white. On the other hand, it is also possible to ignore these spoke time angles altogether and turn off the DMD mirror.
【0026】このような第1、第2、第3のタイプのカ
ラーフィルター71、72、73を構成するR/G/B
/Wの占める面積の割合は、プロジェクタによって投影
される画像の明るさや色合いを決定するため、プロジェ
クタの仕様や用途(例えば、ホームプロジェクタ、ビジ
ネス用プロジェクタ)に応じて予め決定される。R / G / B constituting the first, second, and third type color filters 71, 72, 73.
The ratio of the area occupied by / W determines the brightness and color tone of the image projected by the projector, and is thus determined in advance according to the specifications and application of the projector (for example, home projector, business projector).
【0027】位置検出センサ80は、カラーホイール7
0の位置を検出し、検出結果を制御部20へ送る。上述
したように、制御部20は、カラーホイール70の位
置、すなわち、選択されるカラーフィルターの構成に応
じてこれと同期したタイミングでDMD50を制御す
る。さらに、制御部20は、位置検出センサ80からの
位置検出結果に基づき、カラーホイール駆動部40を制
御してカラーホイール70が選択された位置(第1、第
2、第3の位置)へ移動されるようにしても良い。位置
検出センサ80は、公知のセンサを用いることができ、
例えば、カラーホイール70の位置に応じてスイッチが
機械的、光学的に開閉されるセンサ、あるいはカラーホ
イール70の位置に応答して磁気や抵抗が可変するよう
なポテンショメータや磁気センサを用いることができ
る。The position detection sensor 80 is used for the color wheel 7.
The position of 0 is detected and the detection result is sent to the control unit 20. As described above, the control unit 20 controls the DMD 50 at the timing synchronized with the position of the color wheel 70, that is, the configuration of the selected color filter. Further, the control unit 20 controls the color wheel drive unit 40 based on the position detection result from the position detection sensor 80 to move the color wheel 70 to the selected position (first, second, third position). It may be done. As the position detection sensor 80, a known sensor can be used,
For example, a sensor in which a switch is mechanically or optically opened / closed according to the position of the color wheel 70, or a potentiometer or a magnetic sensor whose magnetism or resistance is variable in response to the position of the color wheel 70 can be used. .
【0028】カラーホイール駆動部40は、カラーホイ
ール70を回転させるためのステッピングモータを含
み、さらに、カラーホイール70を水平方向に移動させ
るための移動機構を含む。水平移動のための駆動源とし
てはリニアモータ等を用いても良いし、あるいは、マニ
ュアルによって移動させるようにしても良い。リニアモ
ータによる場合には、カラーホイール70をリニアに移
動させても良いし、多段階で移動させても良い。マニュ
アルによる移動の場合には、カラーホイールが第1、第
2、第3の位置に的確に位置決めされるような位置決め
機構を含むことが望ましい。The color wheel drive unit 40 includes a stepping motor for rotating the color wheel 70, and further includes a moving mechanism for moving the color wheel 70 in the horizontal direction. A linear motor or the like may be used as a drive source for horizontal movement, or may be manually moved. In the case of using a linear motor, the color wheel 70 may be moved linearly or may be moved in multiple stages. In the case of manual movement, it is desirable to include a positioning mechanism for accurately positioning the color wheel in the first, second and third positions.
【0029】このように本実施の形態では、カラーホイ
ールに複数タイプ(複数組)のカラーフィルターを用意
し、そのタイプを適宜選択可能とすることで、種々のモ
ードの明るさや色彩を基調とする画像を投射し表示する
ことができる。As described above, in the present embodiment, a plurality of types (a plurality of sets) of color filters are prepared for the color wheel, and the types can be appropriately selected, so that the brightness and color of various modes are based. Images can be projected and displayed.
【0030】次に本発明の第2の実施の形態について説
明する。本実施の形態は、基本的な構成は第1の実施の
形態と共通するが、図4(a)に示すように、R/G/
B/Wのフィルターを配列したカラーホイール110を
用い、これを4段階の位置に移動する。同図(b)は、
カラーホイール110とライトトンネル60の出射口径
63との相対的な位置関係を示している。Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment has a basic configuration in common with the first embodiment, but as shown in FIG. 4A, R / G /
A color wheel 110 in which B / W filters are arranged is used, and this is moved to four positions. The figure (b) is
The relative positional relationship between the color wheel 110 and the emission aperture 63 of the light tunnel 60 is shown.
【0031】カラーホイール110が第1の位置(第1
のモード)にあるとき、同図(b)に示すように、ライ
トトンネル62の出射口径63は、カラーホイール11
0の外周111aより内側にあり、出射口径63から出
射された光はすべてカラーフィルターを透過する。カラ
ーホイール110が出射口径63の長手方向に平行に移
動し、第2の位置(第2のモード)にあるとき、出射口
径63の一部はカラーホイール110の外周111bの
外側にある。カラーホイール110がさらに移動して第
3の位置(第3のモード)にあるとき、出射口径63の
大部分がカラーホイール110の外周111cの外側に
ある。カラーホイール110が第4の位置(第4のモー
ド)にあるとき、出射口径63は完全にカラーホイール
の外周111dより外側に位置し、ライトトンネル62
からの光は実質的に全くカラーホイール110へ入射さ
れない。このため、カラー映像の表示はできなくなる
が、その代わりに格別に明るい白黒映像を投射表示する
ことができる。The color wheel 110 is in the first position (first
Mode), the exit diameter 63 of the light tunnel 62 is set to the color wheel 11 as shown in FIG.
All of the light that is inside the outer periphery 111a of 0 and is emitted from the emission aperture 63 passes through the color filter. When the color wheel 110 moves parallel to the longitudinal direction of the emission aperture 63 and is in the second position (second mode), part of the emission aperture 63 is outside the outer circumference 111b of the color wheel 110. When the color wheel 110 further moves to the third position (third mode), most of the emission aperture 63 is outside the outer circumference 111c of the color wheel 110. When the color wheel 110 is in the fourth position (fourth mode), the exit aperture 63 is located completely outside the outer circumference 111d of the color wheel, and the light tunnel 62 is
Virtually no light is incident on the color wheel 110. Therefore, although a color image cannot be displayed, a particularly bright black-and-white image can be projected and displayed instead.
【0032】このようにライトトンネル62の出射口径
がカラーホイールにかかる比率を多段階に変えることに
より、DMD50への照明、ひいては投射される画像の
照度や色を変えることができる。そして、カラーホイー
ル110が第4の位置にあるとき、放電ランプ60から
の白色光がDMD50を照明することとなり、投射され
る画像は完全に白黒となる。このとき、カラーホイール
110による光の損失がなくなるため、白黒表示ではあ
るがフルカラーに比べてかなり明るい画像をスクリーン
上に表示することができる。例えば、色彩よりも明るさ
を重視するような場合(グラフや文章など)、このよう
な白黒モードを選択するメリットがある。In this way, by changing the ratio of the exit diameter of the light tunnel 62 applied to the color wheel in multiple steps, it is possible to change the illumination of the DMD 50, and thus the illuminance and color of the projected image. Then, when the color wheel 110 is in the fourth position, the white light from the discharge lamp 60 illuminates the DMD 50, and the projected image is completely black and white. At this time, since there is no loss of light due to the color wheel 110, it is possible to display a black and white image on the screen, which is considerably brighter than in full color. For example, when importance is attached to brightness rather than color (graphs, sentences, etc.), there is an advantage of selecting such a monochrome mode.
【0033】本実施の形態によるカラーホイールを用い
た場合の好ましい態様は以下の通りとなる。
a)色を重視する場合:第1のモードの選択
b)ある程度色がついていて照度が欲しい場合:第2、
第3のモードの選択
c)照度のみ欲しい場合:第4のモードの選択
第4のモード選択時には、第1のモードの時に比べて、
約3倍の照度を得ることができる。The preferred modes of using the color wheel according to the present embodiment are as follows. a) When color is important: Selection of the first mode b) When there is some color and illuminance is desired: Second,
Selection of the third mode c) When only illuminance is desired: Selection of the fourth mode When selecting the fourth mode, compared to when selecting the first mode,
It is possible to obtain about 3 times the illuminance.
【0034】上記第1、第2の実施の形態において、プ
ロジェクタにモードを選択するための選択手段を設ける
ことも可能である。これは、ユーザーの嗜好に合わせ
て、例えば第1の実施の形態であれば、複数組のカラー
フィルターから所望のカラーフィルターを選択すること
で、違った色合いや照度を表示できるようにし、第2の
実施の形態であれば、カラーと白黒(あるいは階調表
示)を選択することができるようにしても良い。この場
合、ユーザーによって選択モードが選択され(あるいは
選択モードが入力され)たとき、制御部20は、選択モ
ードに応じて、位置検出センサ80からの位置情報を参
照してカラーホイール駆動部40を駆動しカラーホイー
ル70、110の位置決めを行っても良い。あるいは、
ユーザーがマニュアルによってカラーホイール70、1
10の位置を変えても良いが、この場合には、モードの
選択とカラーホイールの位置決め選択とが同時に行われ
る。In the first and second embodiments described above, it is possible to provide the projector with selecting means for selecting a mode. According to the preference of the user, for example, in the first embodiment, by selecting a desired color filter from a plurality of sets of color filters, different shades and illuminances can be displayed. In the above embodiment, color and black and white (or gradation display) may be selected. In this case, when the selection mode is selected (or the selection mode is input) by the user, the control unit 20 refers to the position information from the position detection sensor 80 according to the selection mode, and controls the color wheel drive unit 40. The color wheels 70 and 110 may be driven and positioned. Alternatively,
Color wheel 70, 1
The position of 10 may be changed, but in this case, the mode selection and the color wheel positioning selection are performed at the same time.
【0035】さらに本発明の第3の実施の形態に係るカ
ラーホイールを図5に示す。上述した図4および図5に
示されるカラーホイールは、一般に、スパッタリングや
蒸着によりガラス基板上にカラーフィルターを形成する
が、この方法は、各色のカラーフィルターを形成する毎
にマスク工程を必要とするため、製造工数が複雑化さ
れ、製造コストも比較的高くなる。第3の実施の形態の
カラーホイールは、R、G、Bの帯域の光を透過させる
各色のガラスを用意し、そこから所定の大きさのフィル
タ部材を切り出し、切り出されたフィルタ部材の端面を
接着剤により接合して一つの一体型カラーフィルターを
形成する。このような方法で形成されたカラーホイール
は、従来のものと比べて安価な製造コストとすることが
できる。Further, FIG. 5 shows a color wheel according to a third embodiment of the present invention. The color wheel shown in FIGS. 4 and 5 described above generally forms a color filter on a glass substrate by sputtering or vapor deposition, but this method requires a mask process each time a color filter of each color is formed. Therefore, the number of manufacturing steps is complicated and the manufacturing cost is relatively high. In the color wheel of the third embodiment, glass of each color that transmits light in the R, G, and B bands is prepared, a filter member of a predetermined size is cut out from the glass, and the end surface of the cut filter member is cut. Bonded with an adhesive to form one integrated color filter. The color wheel formed by such a method can be manufactured at a lower cost than the conventional one.
【0036】図5(a)は、第3の実施の形態に係るカ
ラーホイールの平面図、図5(b)はフィルタ部材の構
成を示す平面図である。本実施の形態に係るカラーホイ
ール200は、支持部材201と、支持部材201の外
周に取り付けられた3つのフィルタ部材202、20
4、206とを含む。支持部材201は、その中央に開
口201aが形成された環状の部材であり、例えばアル
ミニウム、鉄等の金属から構成される。あるいは、これ
以外にもガラス部材やプラスチック部材を用いることも
できる。支持部材201の開口201aには、図示しな
いモータのローターが結合される。カラーホイール20
0は、モータが回転駆動されたとき、支持部材201の
中心軸を中心に回転される。FIG. 5A is a plan view of the color wheel according to the third embodiment, and FIG. 5B is a plan view showing the structure of the filter member. The color wheel 200 according to the present embodiment includes a support member 201 and three filter members 202, 20 attached to the outer periphery of the support member 201.
4, 206. The support member 201 is an annular member having an opening 201a formed in the center thereof, and is made of a metal such as aluminum or iron. Alternatively, other than this, a glass member or a plastic member can be used. A motor rotor (not shown) is coupled to the opening 201a of the support member 201. Color wheel 20
Zero is rotated about the central axis of the support member 201 when the motor is rotationally driven.
【0037】支持部材201の表面の外周部分にカラー
フィルター部材202、204、206の裏面の一部が
固定される。例えば接着剤により接着される。本例で
は、フィルタ部材202は、主として赤(R)成分の波
長の光を選択し、フィルタ部材204は、主として緑
(G)成分の波長の光を選択し、フィルタ部材206
は、主として青(B)成分の波長の光を選択する。フィ
ルタ部材202、204、206は、例えばガラスによ
って構成される。ガラスは、一般に光透過率が高いため
に、光吸収の損失を小さくすることができ、また、耐熱
性が高いためにカラーホイールへ入射される光の口径を
小さくすることができる。ガラスに含まれる物質を適宜
選択することで透過する光に応じたフィルタ機能を持た
せることができる。Part of the back surface of the color filter members 202, 204, 206 is fixed to the outer peripheral portion of the front surface of the support member 201. For example, it is adhered by an adhesive. In this example, the filter member 202 mainly selects light of the wavelength of the red (R) component, the filter member 204 mainly selects light of the wavelength of the green (G) component, and the filter member 206.
Mainly selects light having a wavelength of the blue (B) component. The filter members 202, 204, 206 are made of glass, for example. Since glass generally has high light transmittance, loss of light absorption can be reduced, and since heat resistance is high, the diameter of light incident on the color wheel can be reduced. By appropriately selecting the substance contained in the glass, it is possible to provide a filter function according to the light passing therethrough.
【0038】各フィルタ部材202、204、206
は、一定の板厚(本例では板厚は1mm)のガラスから
所定形状に切り出される。各フィルタ部材202、20
4、206は、支持部材202の中心軸に関して120
度の内角を有し、それぞれが同一形状を有している。す
なわち、フィルタ部材202、204、206は、表
面、裏面、支持部材201の開口201aと同心円状の
内周面および外周面、開口201aの中心軸から半径方
向に延びかつ内周面と外周面との間の端面208を有
し、フィルタ部材の端面208は他のフィルタ部材の端
面208に接着剤を介して接着されている。Each filter member 202, 204, 206
Is cut into a predetermined shape from glass having a constant plate thickness (in this example, the plate thickness is 1 mm). Each filter member 202, 20
4, 206 are 120 with respect to the central axis of the support member 202.
They have an interior angle of degrees and each has the same shape. That is, the filter members 202, 204, 206 have front and back surfaces, inner and outer peripheral surfaces concentric with the opening 201a of the support member 201, radially extending from the central axis of the opening 201a, and inner and outer peripheral surfaces. The end surface 208 of one filter member is bonded to the end surface 208 of another filter member with an adhesive.
【0039】カラーホイール200の円周方向に複数の
切り欠き部211、212、213が形成されている。
例えば、切り欠き部211を形成する場合には、図5
(b)に示すように、フィルタ部材206の両端面側か
ら外周部分の片部211a、213aをカットする(図
中の斜線領域)。同様に、他のフィルタ部材202、2
04についても片部をカットする。そして、各フィルタ
部材の端面208を接着剤により接合すると、その接合
面に切り欠き部211、212、213が形成され、こ
の切り欠き部が空洞領域となる。切り欠き部211、2
12、213は、そこに照射される光をそのまま透過さ
せる。つまり、光源であるランプからの白色光をそのま
ま透過させるため、白(W)のカラーフィルターとみる
ことができる。カラーホイール200に、積極的に白色
のフィルタ領域を形成することで、そこと透過する白色
光を利用し、白色の輝度を向上させることができる。な
お、切り欠き部は、カラーホイール上に等間隔に形成す
ることが望ましい。それは、カラーホイールが回転され
るとき、カラーホイールの重さのバランスを均等に保つ
ことで、空力特性を維持し、ノイズを低減することがで
きるからである。しかしながら、切り欠き部は、必ずし
も円周方向に等間隔にある必要はなく、また切り欠き部
の数や大きさは、プロジェクタに要求される設計事項に
応じて適宜変更が可能である。さらに、切り欠き部が円
周方向に等間隔で配置されない場合、あるいは、各切り
欠き部の大きさが異なる場合には、カラーホイールのバ
ランスを保つために、重りを付加するようにしてもよ
い。重りは、金属やそれ以外のプラスチック部材を接着
剤により貼り付けることができる。A plurality of cutouts 211, 212, 213 are formed in the circumferential direction of the color wheel 200.
For example, when the cutout portion 211 is formed, as shown in FIG.
As shown in (b), the piece portions 211a and 213a of the outer peripheral portion are cut from both end surfaces of the filter member 206 (hatched area in the figure). Similarly, other filter members 202, 2
Also for 04, cut one part. Then, when the end surface 208 of each filter member is joined with an adhesive, notches 211, 212, and 213 are formed on the joining surface, and the notches become hollow regions. Notches 211 and 2
Reference numerals 12 and 213 allow the light applied thereto to be transmitted as they are. In other words, since white light from the lamp, which is a light source, is transmitted as it is, it can be regarded as a white (W) color filter. By positively forming the white filter region on the color wheel 200, the white light transmitted therethrough can be used to improve the brightness of the white color. The cutouts are preferably formed on the color wheel at equal intervals. This is because, when the color wheel is rotated, the weight balance of the color wheel is kept uniform, whereby aerodynamic characteristics can be maintained and noise can be reduced. However, the cutouts do not necessarily have to be evenly spaced in the circumferential direction, and the number and size of the cutouts can be appropriately changed according to the design requirements of the projector. Further, when the cutouts are not arranged at equal intervals in the circumferential direction, or when the size of each cutout is different, a weight may be added to maintain the balance of the color wheel. . For the weight, a metal or other plastic member can be attached by an adhesive.
【0040】次に、本発明の第4の実施の形態について
説明する。図6は、第4の実施の形態に係るカラーホイ
ールの平面図である。第4の実施の形態に係るカラーホ
イール300は、中央に開口301aが形成された支持
部材301の外周部分にR、G、Bのカラーフィルター
部材302、304、306を接着し、これらの端面3
10は相互に接着剤により接合される。R、G、Bのカ
ラーフィルター部材302、304、306に加えて、
フィルタ部材302と306の間にW(白)のカラーフ
ィルター部材308を含む。フィルタ部材308は、白
色光を透過するガラスから切り出される。カラーホイー
ル300が1回転する毎に、フィルタ部材308に相当
する期間だけ白色光を透過することができるため、白色
光の輝度を従来のカラーホイールに比べてより向上させ
ることができる。さらに、カラーホイール300は、フ
ィルタ部材308と連続する領域に一つの切り欠き部3
14を含んでいる。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a plan view of the color wheel according to the fourth embodiment. In the color wheel 300 according to the fourth embodiment, the R, G, and B color filter members 302, 304, and 306 are adhered to the outer peripheral portion of the support member 301 in which the opening 301a is formed in the center, and the end surface 3
10 are bonded to each other with an adhesive. In addition to the R, G, B color filter members 302, 304, 306,
A W (white) color filter member 308 is included between the filter members 302 and 306. The filter member 308 is cut out from glass that transmits white light. Each time the color wheel 300 makes one rotation, the white light can be transmitted for a period corresponding to the filter member 308, so that the brightness of the white light can be further improved as compared with the conventional color wheel. Further, the color wheel 300 has one notch 3 in a region continuous with the filter member 308.
Includes 14.
【0041】以上のように本発明の好ましい実施の形態
について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限
定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本
発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能
である。例えば、第3、第4の実施の形態において、フ
ィルタ部材の端面を相互に接着剤により接合するとした
が、フィルタ部材の裏面の一部を支持部材に接着剤によ
り固定することで、十分な接合強度が得られる場合に
は、これらフィルタ部材の端面を接着剤で必ずしも接合
することを要しない。Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail as above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the scope of the gist of the present invention described in the claims. Within, various modifications and changes are possible. For example, in the third and fourth embodiments, the end faces of the filter member are bonded to each other with an adhesive, but by fixing a part of the back surface of the filter member to the support member with an adhesive, sufficient bonding is achieved. When strength is obtained, it is not always necessary to join the end faces of these filter members with an adhesive.
【0042】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、少なくともR、G、B
の波長の光を分別す分別手段の位置を位置可変手段によ
り可変することにより、分別手段において種々のR、
G、B光の分別を行うことが可能となり、これによって
最適な照度や色合いの投射画像を表示することができ
る。さらに、分別手段への光の入射をなくすことで、明
るい白黒映像を表示することも可能である。このように
本発明では、単一のプロジェクタにおいてフルカラー表
示の照度や色合いを可変することに加えて、フルカラー
表示よりも一段と明るい白黒画像の表示も可能となり、
ユーザーに対して豊富な表示モードのバリエーションを
提供することができる。According to the present invention, at least R, G, B
By changing the position of the separating means for separating the light having the wavelength of 5 by the position changing means, various R,
It is possible to separate the G and B lights, and thus it is possible to display a projected image with optimum illuminance and color. Further, it is possible to display a bright black-and-white image by eliminating the incidence of light on the separating means. As described above, in the present invention, in addition to changing the illuminance and color tone of full-color display in a single projector, it becomes possible to display a black and white image much brighter than full-color display,
A wide variety of display modes can be provided to the user.
【図1】図1は本発明の実施の形態に係るプロジェクタ
の主要な構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a projector according to an embodiment of the present invention.
【図2】図2は図1の光学系の構成を示す平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the optical system shown in FIG.
【図3】図3はカラーホイールの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a color wheel.
【図4】図4(a)は本発明の第2の実施の形態に係る
カラーホイールを示し、同図(b)はカラーホイールと
出射口径との相対的な位置関係を示す図である。FIG. 4 (a) shows a color wheel according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 (b) is a diagram showing a relative positional relationship between the color wheel and the exit aperture.
【図5】図5は本発明の第3の実施の形態に係るカラー
ホイールを示す図であり、図5(a)はその平面図、図
5(b)はフィルタ部材を示す図である。5A and 5B are views showing a color wheel according to a third embodiment of the present invention, FIG. 5A is a plan view thereof, and FIG. 5B is a view showing a filter member.
【図6】図6は本発明の第4の実施の形態に係るカラー
ホイールを示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a color wheel according to a fourth embodiment of the present invention.
10:前処理部 20:制御部
30:ランプ駆動回路 40:カラーホイー
ル駆動部
50:DMD 60:放電ランプ
70、110:カラーホイール 80:位置検出セン
サ10: Pre-processing unit 20: Control unit 30: Lamp drive circuit 40: Color wheel drive unit 50: DMD 60: Discharge lamp 70, 110: Color wheel 80: Position detection sensor
Claims (24)
波長を有する光にそれぞれ分別可能な分別手段と、 分別された光を光学的に変調する変調手段と、 変調された光を投射する投射手段と、 前記分別手段の位置を可変する位置可変手段とを備えた
プロジェクタ。1. A light source, a separating means for injecting light from the light source and separating the light into light having at least R, G, B wavelengths, and a modulating means for optically modulating the separated light. A projector comprising: a projection unit that projects the modulated light; and a position changing unit that changes the position of the sorting unit.
の波長の光を分別するための光学素子を含み、該光学素
子は複数組に分割され、前記分別手段の位置に応じて前
記複数組から1つの組が選択される、請求項1に記載の
プロジェクタ。2. The separating means is at least R, G, B
2. The optical element according to claim 1, further comprising: an optical element for separating light of wavelengths, the optical element is divided into a plurality of sets, and one set is selected from the plurality of sets according to a position of the separating unit. projector.
ールを含み、カラーホイールは少なくともR、G、Bの
波長の光を分別するためのカラーフィルターを複数組配
列する、請求項2に記載のプロジェクタ。3. The optical element according to claim 2, wherein the optical element includes a rotatable color wheel, and the color wheel has a plurality of sets of color filters for separating lights of at least R, G, and B wavelengths. projector.
段により複数の位置に位置決め可能であり、選択された
位置において複数組から対応する組のカラーフィルター
よりR、G、Bの光を出射する、請求項3に記載のプロ
ジェクタ。4. The color wheel can be positioned at a plurality of positions by the position changing means, and R, G, B lights are emitted from a plurality of sets of corresponding color filters at a selected position. The projector according to claim 3.
置を検出する位置検出手段を有し、該位置検出手段によ
って検出された前記分別手段の位置情報に応じて前記変
調手段を制御する、請求項1ないし4いずれか記載のプ
ロジェクタ。5. The projector has a position detecting means for detecting the position of the separating means, and controls the modulating means in accordance with position information of the separating means detected by the position detecting means. The projector according to any one of 1 to 4.
によって検出された前記分別手段の位置情報に基づき前
記位置可変手段を制御し前記分別手段の位置決めを行
う、請求項1ないし5いずれか記載のプロジェクタ。6. The projector according to claim 1, wherein the projector controls the position varying means based on the position information of the sorting means detected by the position detecting means to position the sorting means. .
からの光を反射するリフレクタを含み、前記変調手段は
半導体ミラー素子を含む、請求項1ないし5いずれか記
載のプロジェクタ。7. The projector according to claim 1, wherein the light source includes a discharge lamp and a reflector that reflects light from the discharge lamp, and the modulating unit includes a semiconductor mirror element.
実質的に均一化して出射するライトトンネルを含み、前
記位置可変手段は前記ライトトンネルの出射口径の長手
方向と平行に前記分別手段を移動する、請求項7に記載
のプロジェクタ。8. The light source includes a light tunnel that substantially uniformly emits light from the reflector, and the position changing means moves the sorting means in parallel with a longitudinal direction of an emission aperture of the light tunnel. The projector according to claim 7, wherein the projector comprises:
波長を有する光に分別する分別手段と、 分別された光を光学的に変調する変調手段と、 変調された光を投射する投射手段と、 前記光源から前記分別手段へ入射される光の入射量を可
変とする可変手段とを備えたプロジェクタ。9. A light source, a separating means for injecting light from the light source and separating the light into light having at least R, G, B wavelengths, and a modulating means for optically modulating the separated light. A projector comprising: projection means for projecting modulated light; and varying means for varying the amount of light incident from the light source to the sorting means.
させる移動手段を含む、請求項9に記載のプロジェク
タ。10. The projector according to claim 9, wherein the variable unit includes a moving unit that moves the sorting unit.
1の位置に移動されたとき、前記光源からの光の一部が
前記分別手段に入射される、請求項10に記載のプロジ
ェクタ。11. The projector according to claim 10, wherein when the separating unit is moved to the first position by the moving unit, a part of the light from the light source is incident on the separating unit.
2の位置に移動されたとき、前記光源からの光は前記分
別手段に入射されない、請求項10に記載のプロジェク
タ。12. The projector according to claim 10, wherein the light from the light source does not enter the sorting unit when the sorting unit is moved to the second position by the moving unit.
イールを含み、該カラーホイールに少なくともR、G、
Bの波長の光を分別するためのカラーフィルターが配列
されている、請求項9ないし12いずれか記載のプロジ
ェクタ。13. The sorting means includes a rotated color wheel, at least R, G,
13. The projector according to claim 9, wherein color filters for separating the light of wavelength B are arranged.
位置を検出する位置検出手段を有し、該位置検出手段に
よって検出された前記分別手段の位置情報に基づき前記
変調手段を制御する、請求項9ないし13いずれか記載
のプロジェクタ。14. The projector according to claim 9, further comprising position detection means for detecting a position of the classification means, and controlling the modulation means based on position information of the classification means detected by the position detection means. 14. The projector according to any one of 1 to 13.
段によって検出された前記分別手段の位置情報に基づき
前記移動手段を制御する、請求項10ないし14いずれ
か記載のプロジェク15. The project according to claim 10, wherein the projector controls the moving means based on position information of the sorting means detected by the position detecting means.
れる画像のモードを選択するモード選択手段を有し、第
1のモードが選択されたとき前記可変手段は前記分別手
段へ入射される光量を最大とする、請求項9に記載のプ
ロジェクタ。16. The projector has a mode selection means for selecting a mode of an image projected from the outside, and when the first mode is selected, the variable means maximizes the amount of light incident on the classification means. The projector according to claim 9, wherein
ドが選択されたとき前記可変手段は前記分別手段へ入射
される光量を最小とする、請求項16に記載のプロジェ
クタ。17. The projector according to claim 16, wherein when the second mode is selected by the mode selection unit, the variable unit minimizes the amount of light incident on the sorting unit.
により白黒画像が投射される請求項17に記載のプロジ
ェクタ。18. The projector according to claim 17, wherein the minimum is zero, and a black and white image is projected by the projection means.
少なくともR、G、Bの波長を有する光にそれぞれ分別
可能な分別手段と、分別された光を光学的に変調する変
調手段と、変調された光を投射する投射手段とを有する
プロジェクタの投射方法であって、 投射される画像のモードを選択するステップ、 選択されたモードに応じて前記分別手段を所定の位置に
位置決めするステップ、 前記光源からの光を変調して前記投射手段により投射す
るステップ、とを有する投射方法19. A light source, a separating means which is capable of separating light from the light source into light having at least R, G and B wavelengths, and a modulating means which optically modulates the separated light. A projection method of a projector having a projection means for projecting modulated light, the step of selecting a mode of an image to be projected, the step of positioning the classification means at a predetermined position according to the selected mode A step of modulating light from the light source and projecting the light by the projection means.
を含む、請求項19に記載の画像投射方法。20. The image projection method according to claim 19, wherein the mode includes a monochrome image projection mode.
接続されたフィルタ部材と、該フィルタ部材に光を入射
させる光源とを有し、前記フィルタ部材は異なる色配置
部を有し、異なる照射モードで光を出射する、照明光学
系。21. A rotary drive means, a filter member connected to the rotary drive means, and a light source for making light incident on the filter member, the filter member having different color arrangement portions, and different irradiation. An illumination optical system that emits light in modes.
光を出射するフィルタ領域が連続的に配置された領域
と、これらの各フィルタ領域の他に白色光を出射するフ
ィルタ領域とが設けられた配置である、請求項21に記
載の照明光学系。22. The different color arrangement part includes a region in which filter regions for emitting red, blue, and green light are continuously arranged, and a filter region for emitting white light in addition to each of these filter regions. 22. The illumination optical system according to claim 21, wherein the illumination optical system is provided with.
を出射するフィルタ領域と白色光を出射するフィルタ領
域からなり、白色光を出射する領域の面積比率が異なる
色配置部を有する、請求項21に記載の照明光学系。23. The filter member is composed of a filter region that emits red, blue, and green colors and a filter region that emits white light, and has a color arrangement portion having a different area ratio of the region that emits white light. The illumination optical system according to claim 21.
の照明光学系を用いたプロジェクタ。24. A projector using the illumination optical system according to claim 21.
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