JP2004279900A - 映像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー表示の場合、原色系のカラーフィルタと同等の明るさを維持すると共に、白黒表示の場合には、より以上の明るさを確保可能な映像投影装置とする。
【解決手段】光源部１０１からの白色光を、コンデンサレンズ１０２を介して、２枚の第１及び第２のカラーホイール部１０３，１０４それぞれに配置されて、光路上に位置し、回転手段１０９にて同一軸上を同速度で高速回転している補色系の色からなる各カラーフィルタに入射し、各カラーフィルタを透過した光を受けて映像表示素子１０７にて形成した映像を、投影レンズ１０８により光学的に拡大してスクリーンに投影する際に、カラーフィルタ変更手段１１０にて第１及び第２のカラーホイール部１０３，１０４上のカラーフィルタ間の各色の組み合わせを、カラー表示の場合はイエローとマゼンダ、マゼンダとシアン、シアンとイエローの組み合わせとし、白黒表示の場合は同じ色同士の組み合わせに変更する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像投影装置に関し、例えば、プロジェクションテレビジョンやビデオプロジェクタのように、カラー映像をスクリーンに投影する映像投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、プロジェクションテレビジョンやビデオプロジェクタのような映像投影装置においては、液晶表示素子やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などの映像表示素子を用いて映像を形成し、形成された映像を光学的に拡大してスクリーンに投影している。また、かくのごとき映像投影装置は、映像表示素子の構成上からいくつかの分類が可能であるが、現在多く用いられているのは、単板式と３板式と称するものである。
【０００３】
３板式の映像投影装置にあっては、光の３原色である赤、緑、青のそれぞれに対して独立に映像表示素子を設け、かつ、白色光を赤、緑、青の各色光に分離して、分離された各色光をそれぞれに対応する映像表示素子に入射して、変調処理を施して各色光の映像を形成して、しかる後に、形成された各色光の映像を拡大してスクリーンに投影している。３板式の利点としては、光の利用効率の向上や画素の高精細化などが挙げられるが、半面、装置の大型化、複雑な光学系の構造によりコストがかかるなどの欠点も伴う。
【０００４】
一方、単板式の映像投影装置にあっては、１つの映像表示素子のみを設け、液晶方式のように、映像表示素子自体がカラー表示機能を有しているものと、ＤＭＤ方式のように、高速で回転するカラーホイール部のカラーフィルタを介して出射された各色光を、映像表示素子で変調して反射して、連続したカラーイメージを観察者の目の中で一体化させることによりカラー映像を表現するものとがある。かかる単板式の欠点としては、光の利用効率が３板式に比べて（１／３）以下に低下してしまうことが挙げられるが、映像表示素子が１つのみで構成可能であり、装置の簡素化、軽量化が可能であると共に、高価な映像表示素子が１つのみであり、コスト的な利点も存在する。
【０００５】
ここで、前述のごとき単板式プロジェクタとして、カラーホイール部を備えた従来の映像投影装置について図４に示す構成図を用いて説明する。ここに、図４は、従来例における映像投影装置の光学系の配置を示す光学系配置構成図である。図４に示す映像投影装置４００は、光源部４０１、コンデンサレンズ４０２、カラーホイール部４０３、ロッドレンズ４０４、リレーレンズ部４０５、反射型の映像表示素子４０６、投影レンズ４０７及び回転手段４０８を備えている。
【０００６】
光源部４０１より発光された白色光はコンデンサレンズ４０２により集光され、カラーホイール部４０３上のカラーフィルタを透過して、赤、緑、青の各色光に分離される。カラーホイール部４０３は、光軸からずれた位置にある軸を中心にして高速で回転手段４０８により回転駆動されて、回転することにより、周期的に赤、緑、青の各色光の変化を発生することができる。カラーホイール部４０３を透過した各色光はスクリーン上の品位を向上させるために、ロッドレンズ４０４及びリレーレンズ部４０５を通過して映像表示素子４０６に投射され、映像表示素子４０６によって映像信号に応じて選択的に反射される。この反射光を投影レンズ４０７によってスクリーンに結像させることにより、赤、緑、青の各色からなるカラー映像が表示される。
【０００７】
ここで、図４に示す映像投影装置４００においては、カラーホイール部４０３を透過する色光は、カラーホイール部４０３上に設けられたカラーフィルタにより、赤、緑、青の波長に相当する各色光に分離されるが、カラーホイール部４０３上には、図５（Ａ）に示す構成のように、赤色カラーフィルタ５０１、緑色カラーフィルタ５０２、青色カラーフィルタ５０３の光の３原色に対応したそれぞれの色の各フィルタが、均等角度（１２０度）の大きさに３分割されて配置されている。ここに、図５は、従来の一般的なカラーホイール部に設けられているカラーフィルタの構成と、各カラーフィルタの分光特性とを示す説明図である。かくのごとき均等角度に分割した各カラーフィルタを用いる場合、図５（Ｂ）に示す各カラーフィルタの分光特性のように、各カラーフィルタを透過する光は、輝度を犠牲にして、各カラーフィルタに対応する各色光のみを透過しているものであり、光源部４０１からの白色光として利用可能な光量のうち（１／３）しか利用していないことを意味している。
【０００８】
かくのごとき問題を解決するために、カラーホイール部上に赤色、緑色、青色の各カラーフィルタの他に白色のフィルタを設けている特許文献１の特開２０００―３２９９２２号公報「カラーホイール」に記載のような技術やカラーホイール部が光路上から外れるように移動することを可能としている特許文献２の特開平９―１６３３９１号公報「デジタル画像ディスプレイシステム」に記載のような技術が提案されている。
【０００９】
即ち、特許文献１に記載の技術においては、図６（Ａ）に示す構成のように、赤色カラーフィルタ６０１、緑色カラーフィルタ６０２、青色カラーフィルタ６０３のそれぞれを均等角度（例えば９０度）の大きさに配置すると共に、各カラーフィルタ６０１、６０２、６０３の間に、３つの白色フィルタ６０４がそれぞれ例えば３０度ずつの均等角度の大きさで配置されている。ここに、図６は、特許文献１に示す従来の技術に関する他の例において、カラーホイール部に設けられているカラーフィルタと白色フィルタの構成と、各カラーフィルタと白色フィルタの分光特性とを示す説明図である。図６（Ａ）に示すように、赤色カラーフィルタ６０１、緑色カラーフィルタ６０２、青色カラーフィルタ６０３の他に、白色フィルタ６０４を均等角度の位置に分配配置している場合、図６（Ｂ）に示す各カラーフィルタを透過する分光特性のように、白色フィルタ６０４の透過光量如何により、輝度を、図５に示すカラーホイール部４０３に比し、例えば約１．５倍に向上させることができる可能性を有している。
【００１０】
また、特許文献２に記載の技術においては、カラーホイール部が光路上のみならず、光路から外れた方向にも移動することができる構造とされているので、カラーホイール部が光路から外れた位置に移動した場合には、白黒のみの映像となるが、輝度は、光路上に配置されている図５に示すカラーホイール部の構成に比して、３倍の明るさを得ることができ、カラーホイール部が光路上に戻ってきた場合でも、カラー映像の輝度としては、図５の場合と同じ明るさを確保することができる。従って、カラーホイール部の移動位置を適当に制御することにより、全体として明るい輝度の映像を得ることができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００―３２９９２２号公報（第３−第４頁、図２）
【特許文献２】
特開平９―１６３３９１号公報（第３−第４頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の特許文献１に記載の技術においては、図６に示すように、カラーホイール部上に各カラーフィルタの他に白色フィルタを追加して配置することに伴って、結果的に赤色、緑色、青色の各色のカラーフィルタの透過領域が狭くなり、もしくは、透過時間が短くなり、例えば白色フィルタの総面積を他の各カラーフィルタと同じ面積に分割した場合には、赤、緑、青の各色をスクリーン上で投射した際の明るさ（輝度）は、図５に示すカラーホイール部４０３の構成の場合よりも２５％も暗くなってしまう。つまり、白色を表現する時は、明るく表示することができるが、赤、緑、青の各色を表現する時は、反って暗くなってしまうという課題がある。
【００１３】
また、前述の特許文献２に記載の技術においては、カラーホイール部を光路上から外すように移動できる機構とその移動空間とが必要になってくるので、製品としては大型化してしまう。また、カラーホイール部の厚み及び屈折率により、光路上におけるカラーホイール部の有無により、光源部からの光線・光量にずれが生じて、後置されているロッドレンズへの入射状態が変化してしまい、結果的に、スクリーン上の明るさ、周辺光量比が変化してしまうという課題がある。
【００１４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、赤、緑、青の原色系のカラーフィルタを用いる従来例の２倍の透過光量が得られる補色系のカラーフィルタを２枚のカラーホイール部上にそれぞれ配置して、かかる２枚の補色系のカラーフィルタの組み合わせを用いて所定の色の光を透過させるようにして、赤、緑、青の各色光をスクリーン上で投射する際の明るさとしては、赤、緑、青の原色系のカラーフィルタを用いる場合と同等の明るさを維持すると共に、白黒のみの映像を表現する際には、２枚のカラーフィルタ間の相対位置関係を同一の色のカラーフィルタが組み合わされるように、両者のカラーホイール部の相対角度差を回転変化することができる構造として、投影表示装置としての大きさを大型化することなく、赤、緑、青の原色系のカラーフィルタを用いる場合よりも２倍の明るさを確保せんとすることに、その目的がある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の技術手段に係る映像投影装置は、白色光を出射する光源と、該光源から出射される白色光の径路上に位置するカラーフィルタをそれぞれに配置している２枚の第１及び第２のカラーホイール部と、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれを回転駆動させる回転手段と、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれのカラーフィルタを透過した任意の波長の光を受けて映像を形成する映像表示素子と、該映像表示素子により形成された映像を光学的に拡大してスクリーンに投影する投射レンズとを備えた映像投影装置において、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部上それぞれに配置された前記カラーフィルタ間のカラーの組み合わせを変更させることができるカラーフィルタ変更手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第２の技術手段に係る映像投影装置は、本発明の前記第１の技術手段に係る映像投影装置において、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部上それぞれに配置されたカラーフィルタが、赤、緑及び青の３原色と補色関係にあるシアン色、マゼンダ色及びイエロー色の３つの色のフィルタからなっていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第３の技術手段に係る映像投影装置は、本発明の前記第２の技術手段に係る映像投影装置において、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部上それぞれに配置された前記カラーフィルタの３つの色の各フィルタの大きさが、均等な大きさからなっていることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第４の技術手段に係る映像投影装置は、本発明の前記第２又は第３の技術手段に係る映像投影装置において、前記回転手段により回転駆動される前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれの回転数が同一であることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第５の技術手段に係る映像投影装置は、本発明の前記第２乃至第４の技術手段のいずれかに係る映像投影装置において、前記回転手段により回転駆動される前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれの回転中心軸が同一軸であることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第６の技術手段に係る映像投影装置は、本発明の前記第２乃至第５の技術手段のいずれかに係る映像投影装置において、前記カラーフィルタ変更手段により変更させる前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれに配置された前記カラーフィルタ間の各色の組み合わせを示す相対位置関係は、前記カラーフィルタの各フィルタの数を用いて、
｛３６０／（前記第１又は第２のカラーホイール部上に配置された前記カラーフィルタの各フィルタの数）｝
を単位として変更させることができることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第７の技術手段に係る映像投影装置は、本発明の前記第６の技術手段に係る映像投影装置において、前記カラーフィルタ変更手段により変更させる前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれに配置された前記カラーフィルタ間の各フィルタの色の組み合わせを、カラー表示の映像を投影する場合には、イエロー色とマゼンダ色、シアン色とイエロー色及びマゼンダ色とシアン色、との組み合わせとなるように変更させることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第８の技術手段に係る映像投影装置は、本発明の前記第６の技術手段に係る映像投影装置において、前記カラーフィルタ変更手段により変更させる前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれに配置された前記カラーフィルタ間の各フィルタの色の組み合わせを、白黒表示の映像を投影する場合には、シアン色とシアン色、マゼンダ色とマゼンダ色及びイエロー色とイエロー色との同一色の組み合わせとなるように変更させることを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る映像投影装置の実施形態の一例について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る映像投影装置の光学系の配置の一例を示す光学系配置構成図である。図１に示す映像投影装置１００は、光源部１０１、コンデンサレンズ１０２、第１のカラーホイール部１０３、第２のカラーホイール部１０４、ロッドレンズ１０５、リレーレンズ部１０６、反射型の映像表示素子１０７、投影レンズ１０８、回転手段１０９及びカラーフィルタ変更手段１１０を備えている。
【００２４】
光源部１０１より発光された白色光はコンデンサレンズ１０２により集光され、第１のカラーホイール部１０３上のカラーフィルタと第２のカラーホイール部１０４上のカラーフィルタとを透過して、赤、緑、青の各色光に分離される。ここに、２枚のカラーホイール部１０３、１０４は、それぞれ高速の同一回転速度（回転数）で同一軸を中心として回転手段１０９により回転駆動されて、回転することにより、周期的に赤、緑、青の各色の光となるような、カラー変化を発生させた透過色光に分離することができる。
【００２５】
これら２枚のカラーホイール部１０３、１０４を透過した各色光は、スクリーン上の品位を向上させるために、ロッドレンズ１０５及びリレーレンズ部１０６を通過して、反射型の映像表示素子１０７に投射され、投射された任意の波長の光を受けて、映像表示素子１０７は映像信号に応じた映像を形成するように選択的に各色光を反射光として反射させる。該反射光は、スクリーン上に光学的に拡大して投影する投射レンズとなる投影レンズ１０８によってスクリーン上に結像されることにより、第１及び第２のカラーホイール部１０３、１０４上のそれぞれに配置されたカラーフィルタ間の各色の組み合わせに対応した所望のカラー映像がスクリーン上に表示される。
【００２６】
ここに、第１及び第２のカラーホイール部１０３、１０４上のそれぞれに配置されたカラーフィルタ間の各色の組み合わせの相対位置関係は、カラーフィルタ変更手段１１０により、適宜変更させることができ、第１及び第２のカラーホイール部１０３、１０４上のそれぞれに配置されたカラーフィルタ間の各色の組み合わせを示す相対位置関係は、カラーフィルタの各フィルタの数を用いて、例えば、
｛３６０／（第１又は第２のカラーホイール部１０３、１０４上に配置されたカラーフィルタの各フィルタの数）｝度
を単位として変更させることができる。
【００２７】
本発明に係る映像投影装置の構成の一例を示す図１のごとき第１のカラーホイール部１０３と第２のカラーホイール１０４部上とのそれぞれに設けられているカラーフィルタの構成と、各カラーフィルタの分光特性とを図２に示す。
図２（Ａ）に記載のごとく均等角度（１２０度）の大きさに３分割して配置している各カラーフィルタ２０１、２０２、２０３の分光特性は、図２（Ｂ）に示すように、それぞれ異なる分光特性を有しており、それぞれ赤、緑及び青の３原色と補色関係にあるシアン色、マゼンダ色及びイエロー色の３つの色により構成されている。
【００２８】
ここで、２枚のカラーホイール部１０３、１０４を、回転中心軸が同一軸上で、かつ、同速度の回転数で、回転手段１０９により回転駆動制御することにより、コンデンサレンズ１０２により集光された白色光は、常に、２枚のカラーホイール部１０３、１０４それぞれに設けられている各カラーフィルタ２０１、２０２、２０３相互間の組み合わせが同じ組み合わせとされて、２枚のカラーホイール部１０３、１０４上のカラーフィルタを透過することとなる。
【００２９】
次に、２枚のカラーホイール部１０３、１０４それぞれに設けられている各カラーフィルタ２０１、２０２、２０３の相互の組み合わせ状態毎に、組み合わせた２枚のカラーフィルタを透過する色光について更に説明する。
図３は、２枚のカラーホイール部１０３、１０４それぞれに設けられているカラーフィルタの組み合わせと、組み合わせた２枚のカラーフィルタを透過する色光との関係を説明するための説明図である。図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）それぞれは２枚のカラーフィルタの異なる色の組み合わせを示しており、カラーフィルタ変更手段１１０により適宜変更して設定された状態を示している。図３上、左側が第１のカラーホイール部１０３、右側が第２のカラーホイール部１０４にそれぞれ設けられているカラーフィルタを示している。
【００３０】
例えば、図３（Ａ）に示したように、第１のカラーホイール部１０３のカラーフィルタがシアン色のカラーフィルタ２０１であり、第２のカラーホイール部１０４のカラーフィルタがイエロー色のカラーフィルタ２０２である場合には、緑の光が透過される。図３（Ｂ）に示したように、第１のカラーホイール部１０３のカラーフィルタがイエロー色のカラーフィルタ２０２であり、第２のカラーホイール部１０４のカラーフィルタがマゼンダ色のカラーフィルタ２０３である場合には、赤の光が透過される。また、図３（Ｃ）に示したように、第１のカラーホイール部１０３のカラーフィルタがマゼンダ色のカラーフィルタ２０３であり、第２のカラーホイール部１０４のカラーフィルタがシアン色のカラーフィルタ２０１である場合には、青の光が透過される。
【００３１】
原理的には、以下の通りである。図２に示すカラーフィルタ２０１は前述のようにシアン色であり、青波長帯域（Ｂ）と緑波長帯域（Ｇ）との光を透過するフィルタである。図２に示すカラーフィルタ２０２はイエロー色であり、緑波長帯域（Ｇ）と赤波長帯域（Ｒ）との光を透過するフィルタである。また、図２に示すカラーフィルタ２０３はマゼンダ色であり、青波長帯域（Ｂ）と赤波長帯域（Ｒ）のと光を透過するフィルタである。
【００３２】
つまり、図２に示すカラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０２とを組み合わせた場合、透過してくる光は、カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０２との双方のフィルタとして重なり合っている波長帯域（Ｇ）の緑の光のみである。図２に示すカラーフィルタ２０２とカラーフィルタ２０３とを組み合わせた場合、透過してくる光は、カラーフィルタ２０２とカラーフィルタ２０３との双方のフィルタとして重なり合っている波長帯域（Ｒ）の赤の光のみである。そして、図２に示すカラーフィルタ２０３とカラーフィルタ２０１とを組み合わせた場合、透過してくる光は、カラーフィルタ２０３とカラーフィルタ２０１との双方のフィルタとして重なり合っている波長帯域（Ｂ）の青の光のみである。
【００３３】
以上のように、２枚のカラーホイール部１０３、１０４それぞれに設けられている２枚の補色系のカラーフィルタの組み合わせを用いて、所定の色（赤、緑、青）の各色光を透過させるように構成しているので、赤、緑、青の各色光をスクリーン上で投射してカラー映像を表示している場合の明るさについては、図５（Ａ）に示すような赤、緑、青の原色系の３つのカラーフィルタを用いている一般的なカラーホイールの場合と同等の明るさを維持することができる。
【００３４】
また、スクリーン上に白黒のみの映像を表現する場合には、２枚のカラーホイール部１０３、１０４上それぞれに設けられているカラーフィルタは同じ色のものを組み合わせるように、２枚のカラーホイール部１０３、１０４の両者の相対角度差を、カラーフィルタ変更手段１１０を用いて、前述した図３の場合の組み合わせから変更することができるような構造になっている。つまり、カラーフィルタ変更手段１１０により、２枚のカラーホイール部１０３、１０４上それぞれに設けられているカラーフィルタの相対角度差即ち相対的位置関係として、シアン色のカラーフィルタ２０１同士の組み合わせ、イエロー色のカラーフィルタ２０２同士の組み合わせ、マゼンダ色のカラーフィルタ２０３同士の組み合わせとするように変更させる。
【００３５】
図１及び図２のような光学系構成からなる場合、２枚のカラーホイール部１０３、１０４上それぞれに配置されているカラーフィルタはシアン色、イエロー色、マゼンダ色の３つの色が均等角度の大きさに分割して配置されていることから、赤、緑、青の３つの色光をスクリーン上に投射している状態においては、図３に示すごとく、２枚のカラーホイール部１０３、１０４上それぞれのカラーフィルタの組み合わせが、（シアン色＋イエロー色）のカラーフィルタ２０１＋２０２の組み合わせ、（イエロー色＋マゼンダ色）のカラーフィルタ２０２＋２０３の組み合わせ、（マゼンダ色＋シアン色）のカラーフィルタ２０３＋２０１の組み合わせ、の相対位置関係にある状態から、カラーフィルタ変更手段１１０により、例えば第２のカラーホイール部１０４側のカラーフィルタを１２０度回転変更させて、同じ色同士の組み合わせとなるように、（シアン色＋シアン色）のカラーフィルタ２０１＋２０１の組み合わせ、（イエロー色＋イエロー色）のカラーフィルタ２０２＋２０２の組み合わせ、（マゼンダ色＋マゼンダ色）のカラーフィルタ２０３＋２０３の組み合わせ、の相対位置関係とするように変更することになる。
【００３６】
ここで、赤、緑、青の原色系のカラーフィルタよりも透過光量が２倍に大きい２枚の補色系のカラーフィルタを組み合わせて用いていることから、白黒のみの映像ではあるが、明るさは、図５（Ａ）のような従来例に示す原色系のカラーフィルタの場合よりも、２倍の明るさが確保できることになる。
【００３７】
原理的には、以下の通りである。前述のように、図２に示すカラーフィルタ２０１はシアン色であり、青波長帯域（Ｂ）と緑波長帯域（Ｇ）との光を透過するフィルタである。図２に示すカラーフィルタ２０２はイエロー色であり、緑波長帯域（Ｇ）と赤波長帯域（Ｒ）との光を透過するフィルタである。また、図２に示すカラーフィルタ２０３はマゼンダ色であり、赤波長帯域（Ｒ）と青波長帯域（Ｂ）との光を透過するフィルタである。
【００３８】
よって、２枚のカラーホイール部１０３、１０４上それぞれのカラーフィルタが同じ色同士の組み合わせ（シアン色のカラーフィルタ同士の組み合わせ、イエロー色のカラーフィルタ同士の組み合わせ、マゼンダ色のカラーフィルタ同士の組み合わせ）になるように組み合わせると、２枚のカラーホイール部１０３、１０４を透過した光は、次の通りである。即ち、１つ目のフィルタパターンとして、シアン色のカラーフィルタ２０１同士を組み合わせた場合、透過光は、青波長帯域（Ｂ）と緑波長帯域（Ｇ）との光となる。２つ目のフィルタパターンとして、イエロー色のカラーフィルタ２０２同士を組み合わせた場合は、透過光は、緑波長帯域（Ｇ）と赤波長帯域（Ｒ）との光となる。そして、３つ目のフィルタパターンとして、マゼンダ色のカラーフィルタ２０３同士を組み合わせた場合は、透過光は、赤波長帯域（Ｒ）と青波長帯域（Ｂ）との光となる。
【００３９】
白色の光を表現する場合は、この３つのフィルタパターンの総和として投影することになるので、

の光となる。つまり、２×（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）となり、図５（Ａ）のような従来例に示す原色系のカラーフィルタの場合における（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）の２倍の明るさとなる。
【００４０】
また、従来技術として示したような特開２０００―３２９９２２号公報のように、赤、緑、青の各色光をスクリーン上に投射している場合の明るさが暗くなることもなく、また、特開平９―１６３３９１号公報のように、カラーホイール部を光軸上又は横方向に動かす必要もないので、投影表示装置内にカラーホイール部の移動空間が不要であり、投影表示装置の大きさを大きくすることもなく、更には、後置されているロッドレンズへの入射状態も変化することがないので、スクリーン上の明るさ、周辺光量比が変化してしまうなどの課題も発生しない。
【００４１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る投影表示装置によれば、赤、緑、青の原色系のカラーフィルタを用いる従来例の２倍の透過光量が得られる補色系のカラーフィルタを２枚のカラーホイール部上にそれぞれ配置して、かかる２枚の補色系のカラーフィルタの組み合わせを用いて所定の色の光を透過させるようにしているので、赤、緑、青の各色光をスクリーン上で投射する際の明るさとして、赤、緑、青の原色系のカラーフィルタを用いる場合と同等の明るさを維持することができると共に、白黒のみの映像を表現する際には、２枚のカラーフィルタ間の相対位置関係を同一の色のカラーフィルタが組み合わされるように、両者のカラーホイール部の相対角度差を回転変化することができる構造になっているので、投影表示装置としての大きさを大型化することなく、赤、緑、青の原色系のカラーフィルタを用いる場合よりも２倍の明るさを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る映像投影装置の光学系の配置の一例を示す光学系配置構成図である。
【図２】本発明に係る映像投影装置の構成の一例を示す図１のごとき第１のカラーホイール部と第２のカラーホイール部上とのそれぞれに設けられているカラーフィルタの構成と、各カラーフィルタの分光特性とを示す説明図である。
【図３】２枚のカラーホイール部それぞれに設けられているカラーフィルタの組み合わせと、組み合わせた２枚のカラーフィルタを透過する色光との関係を説明するための説明図である。
【図４】従来例における映像投影装置の光学系の配置を示す光学系配置構成図である。
【図５】従来の一般的なカラーホイール部に設けられているカラーフィルタの構成と、各カラーフィルタの分光特性とを示す説明図である。
【図６】従来の他の例におけるカラーホイール部に設けられているカラーフィルタと白色フィルタの構成と、各カラーフィルタと白色フィルタの分光特性とを示す説明図である。
【符号の説明】
１００，４００…映像投影装置、１０１，４０１…光源部、１０２，４０２…コンデンサレンズ、１０３…第１のカラーホイール部、１０４…第２のカラーホイール部、４０３…カラーホイール部、１０５，４０４…ロッドレンズ、１０６，４０５…リレーレンズ部、１０７，４０６…映像表示素子、１０８，４０７…投影レンズ、１０９，４０８…回転手段、１１０…カラーフィルタ変更手段、２０１…シアン色カラーフィルタ、２０２…イエロー色カラーフィルタ、２０３…マゼンダ色カラーフィルタ、５０１，６０１…赤色カラーフィルタ、５０２，６０２…緑色カラーフィルタ、５０３，６０３…青色カラーフィルタ、６０４…白色フィルタ。

Claims (8)

1. 白色光を出射する光源と、該光源から出射される白色光の径路上に位置するカラーフィルタをそれぞれに配置している２枚の第１及び第２のカラーホイール部と、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれを回転駆動させる回転手段と、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれのカラーフィルタを透過した任意の波長の光を受けて映像を形成する映像表示素子と、該映像表示素子により形成された映像を光学的に拡大してスクリーンに投影する投射レンズとを備えた映像投影装置において、前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部上それぞれに配置された前記カラーフィルタ間の各色の組み合わせを変更させることができるカラーフィルタ変更手段を備えていることを特徴とする映像投影装置。
2. 前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部上それぞれに配置されたカラーフィルタが、赤、緑及び青の３原色と補色関係にあるシアン色、マゼンダ色及びイエロー色の３つの色の各フィルタからなっていることを特徴とする請求項１記載の映像投影装置。
3. 前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部上それぞれに配置された前記カラーフィルタの３つの色の各フィルタの大きさが、均等な大きさからなっていることを特徴とする請求項２記載の映像投影装置。
4. 前記回転手段により回転駆動される前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれの回転数が同一であることを特徴とする請求項２又は３に記載の映像投影装置。
5. 前記回転手段により回転駆動される前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれの回転中心軸が同一軸であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の映像投影装置。
6. 前記カラーフィルタ変更手段により変更させる前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれに配置された前記カラーフィルタ間の各色の組み合わせを示す相対位置関係は、前記カラーフィルタの各フィルタの数を用いて、
   ｛３６０／（前記第１又は第２のカラーホイール部上に配置された前記カラーフィルタの各フィルタの数）｝度
   を単位として変更させることができることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の映像投影装置。
7. 前記カラーフィルタ変更手段により変更させる前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれに配置された前記カラーフィルタ間の各フィルタの色の組み合わせを、カラー表示の映像を投影する場合には、イエロー色とマゼンダ色、シアン色とイエロー色及びマゼンダ色とシアン色、との組み合わせとなるように変更させることを特徴とする請求項６に記載の映像投影装置。
8. 前記カラーフィルタ変更手段により変更させる前記２枚の第１及び第２のカラーホイール部それぞれに配置された前記カラーフィルタ間の各フィルタの色の組み合わせを、白黒表示の映像を投影する場合には、シアン色とシアン色、マゼンダ色とマゼンダ色及びイエロー色とイエロー色との同一色の組み合わせとなるように変更させることを特徴とする請求項６に記載の映像投影装置。

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