JP2004310094A - 色温度調整可能なプロジェクター - Google Patents

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Abstract

【課題】色温度の調整を行う際に表示画面の輝度の損失を抑えることができるプロジェクターを提供する。
【解決手段】
本発明のプロジェクターは、照明光を発する光源と、照明光をフィルタリングする赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを含む光学フィルタリング装置とを有し、青色フィルターは光透過率の異なる領域を含み、光透過率の相違を利用して、青色光の強度を制御し、色温度を調整する。これにより、色温度を調整する際に生じる照明光強度の損失を最小限に抑えながら、色温度を適切に調整することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明はプロジェクターに関し、特に、色温度調整可能なプロジェクターに関する。
色温度の相違により異なる視覚感覚が生じる。例えば、色温度が低い場合に暖かく感じ、色温度が高い場合に涼しく感じる。ゆえに、ユーザの好みの視覚要求、或いは、プレゼンテーションや映画鑑賞など異なる視覚要求を満たすために、表示装置であるプロジェクターに色温度の調整をする機能を持たせることが必要である。
図１は、従来のプロジェクター１０の概略構成を示す図である。
図１に示すプロジェクター１０は、光源１１、カラーホイール１２、積分柱１３、ライト・バルブ１４、プロジェクト・レンズ１５、及びスクリーン１６を有する。
カラーホイール１２は、赤、緑、及び青色の光学フィルター、或いは、赤、緑、青及び白色の光学フィルターから構成される円盤状のものである。光源１１が発した照明光束は、カラーホイール１２を通過すると、赤色、青色、緑色いわゆる三原色光が順次生成される。各色の照明光は積分柱１３により均一化され、ライト・バルブ１４に入射される。ライト・バルブ１４を制御することによって、以上の照明光は、色が連続する光から異なる階調の光に変換されて出射され、プロジェクト・レンズ１５を通過してスクリーン１６に画像を表示する。
プロジェクター１０において、照明光の色温度を調整するために、プロジェクト・レンズ１５の前方に、光学フィルター１７が設けられている。光学フィルター１７に所定の波長領域の光を吸収する塗布層が形成されており、その光学フィルター１７を手動で上下させることにより、色温度の調整をすることができる。具体的に、光学フィルター１７を上げた場合に、照明光がカラーホイール１２の各光学フィルターを透過して得られた各色の光はライト・バルブ１４により処理され、プロジェクト・レンズ１５に照射した後、光学フィルター１７を透過し、所定の波長領域の光が吸収される。これにより、赤色、青色、緑色のスペクトル分布が変化し、色温度も変化する。その後、色温度が調整された照明光はスクリーン１６に画像を表示する。
しかし、各色の照明光は全て光学フィルター１７を通過しフィルタリングされるので、光学フィルター１７を通過した後に、赤色、緑色、及び黄色の照明光はそれぞれ一部吸収され、画面の輝度が低くなる問題があった。
本発明の目的は、色温度の調整を行う際に表示画面の輝度の損失を低減することができるプロジェクターを提供することにある。
以上の目的を達成するために、本発明のプロジェクターは、照明光を発する光源、及び前記照明光が通過する際に、前記照明光をフィルタリングする赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを有する光学フィルタリング装置を有し、前記青色フィルターは、光透過率の異なる領域を含み、前記照明光を、前記青色フィルターにおける前記光透過率の異なる領域を通過させ、前記照明光の色温度を調整する。
本発明によれば、青色光の強度を変化させて色温度を調整することにより、色温度を調整する際に生じる照明光強度の損失を最小限に抑えながら、色温度を適切に調整することができる。
次に、添付した図面を参照しながら、本発明のプロジェクターの実施形態を説明する。
図２は、本発明の一の実施形態に係るプロジェクター２０の構成を示す図である。
図２に示すプロジェクター２０は、光源２１、光学フィルタリング装置２２、ライト・バルブ２３、プロジェクト・レンズ２４、及びスクリーン２５を有する。
光源２１は照明光を発する。該照明光束は光学フィルタリング装置２２を通過することによって、赤色、緑色、青色のいわゆる三原色光が順次生成される。これら各色の照明光はライト・バルブ１４に入射される。ライト・バルブ１４を制御することによって、以上の赤色光、緑色光、青色光は、色が連続する光束からそれぞれ異なる階調の光束に変換されて出射され、プロジェクト・レンズ２４を通過してスクリーン２５に画像を表示する。
光学フィルタリング装置２２は、例えば、カラーホイール（color wheel）からなり、図示されていない駆動装置に接続されており、駆動装置により直線に沿って移動可能となっている。
図３は、本発明の一の実施形態に係る光学フィルタリング装置２２の構成の一例を示す図である。
図３に示すように、光学フィルタリング装置２２は、赤色フィルター２２１、緑色フィルター２２２、及び青色フィルター２２３を有し、それぞれ照明光の赤色、緑色、青色成分を抽出する。例えば、赤色フィルター２２１と緑色フィルター２２２は、それぞれ一定の光透過率を有する単一の塗布層からなり、青色フィルター２２３は、光透過率が異なる複数の塗布層により、光透過率が位置により次第に変化するように形成される。
図４は、青色フィルター２２３における光透過率が変化する一例を示すグラフである。
図４に示すように、青色フィルター２２３における光透過率は、内側から外側へ向けて次第に減少する。
光学フィルタリング装置２２が上述した駆動装置により移動されることによって、青色フィルター２２３において照明光が通過する場所が変更される。照明光が通過する場所の変化、即ち、光透過率の変化により、照明光が青色フィルター２２３を通過して得た青色光の強度が変化し、これにより、光学フィルタリング装置２２を通過した後の照明光の色温度も変化する。
例えば、照明光は青色フィルター２２３のエリアＡを通過した場合は、エリアＡの塗布層の光透過率が高いので、強度の高い青色光が生成される。当該青色光が赤色フィルター２２１と緑色フィルター２２２を通過した強度が一定である赤色光と緑色光とが混合され、色温度の高い（即ち、涼しく感じる）照明光が生成される。
また、照明光は青色フィルター２２３のエリアＢを通過した場合は、エリアＢの塗布層の光透過率が低いので、強度の低い青色光が生成される。当該青色光が赤色フィルター２２１と緑色フィルター２２２を通過した強度が一定である赤色光と緑色光とが混合され、色温度の低い（即ち、暖かく感じる）照明光を生成される。
即ち、青色フィルター２２３において光透過率が位置により変化するようにし、また、駆動装置により光学フィルタリング装置２２を移動することにより青色フィルター２２３において照明光が通過する場所を変更することにより、強度の異なる青色光を生成し、当該青色光が赤色フィルター２２１と緑色フィルター２２２を通過した強度一定の赤色光と緑色光とを混合して、色温度の異なる照明光を生成する。このように、光学フィルタリング装置２２を通過した後の照明光の色温度が調整される。
図５は、本発明の一の実施形態に係る光学フィルタリング装置２２の構成の他の例を示す図である。
図５に示す光学フィルタリング装置２２は、図５に示された赤色フィルター２２１、緑色フィルター２２２、及び青色フィルター２２３のほかに、白色フィルター２２４が増設される。図３と同じように、赤色フィルター２２１と緑色フィルター２２２の光透過率は固定され、青色フィルター２２３の光透過率が位置により変化する。また、白色フィルター２２４の光透過率は固定されている。
白色フィルター２２４を設けることにより、光学フィルタリング装置２２を通過した照明光の輝度を確保することができる。
また、照明光が光学フィルタリング装置２２に照射する位置が変わっても、白色フィルター２２４を通過した照明光の強度が変化しないので、照明光の色温度が調整されると共に、輝度の損失を抑えることができる。
ところで、各色の照明光の輝度は放射輝度と比視感度の積となる。
図６は、比視感度と波長の関係を示すグラフである。
図６に示すように、波長が３８０ｎｍから４９０ｎｍである青色領域における比視感度は、緑色領域と赤色領域の比視感度より低い。即ち、青色光は照明光全体の強度に与える影響が最も小さく、青色光の強度を変化させて色温度を調整する場合に、照明光全体の強度の損失が少ない。これにより、色温度を調整することにより生じる照明光輝度の損失を最小限に抑えることができる。
また、青色フィルター２２３は、光透過率が異なる複数の塗布層からなり、光透過率が位置により次第に変化するので、青色フィルター２２３のいずれの箇所を通過した照明光は不均一になる。そこで、光学フィルタリング装置２２の後に、照明光を均一化する素子である積分柱２６を設け、光学フィルタリング装置２２を通過した照明光を均一化する。
図７は、本発明の他の実施形態に係る光学フィルタリング装置３２の構成の一例を示す図である。
図７に示すように、光学フィルタリング装置３２は、赤色フィルター３２１、緑色フィルター３２２、及び青色フィルター３２３を有し、それぞれ照明光の赤色、緑色、青色成分を抽出する。赤色フィルター３２１と緑色フィルター３２２はそれぞれ一定の光透過率を有する塗布層からなり、青色フィルター３２３は、光透過率が異なる塗布層からなる第１の領域３２３１と第２の領域３２３２を有し、第１の領域３２３１は第２の領域３２３２より光透過率が高い。なお、第１の領域３２３１と第２の領域３２３２のそれぞれにおいて、光透過率が一定である。
光学フィルタリング装置３２は、図示されていない駆動装置に接続されており、駆動装置により、第１の領域３２３１と第２の領域３２３２を通過する直線に沿って移動可能となっている。駆動装置により光学フィルタリング装置３２が移動され、青色フィルター３２３において照明光が通過する箇所が変更される。青色フィルター３２３における光透過率の変化により、照明光が青色フィルター３２３を通過して得た青色光の強度が変化し、これによって、光学フィルタリング装置３２を通過した後の照明光の色温度を調整する。
例えば、照明光は青色フィルター３２３における光透過率の高い第１の領域３２３１（例えば、図７に示された位置Ｃ）を通過した場合は、強度の高い青色光が生成される。当該青色光が赤色フィルター３２１と緑色フィルター３２２を通過した強度が一定である赤色光と緑色光とが混合され、色温度の高い照明光が生成される。
また、照明光は青色フィルター３２３における光透過率の低い第２の領域３２３２（例えば、図７に示された位置Ｄ）を通過した場合は、強度の低い青色光が生成される。当該青色光が赤色フィルター３２１と緑色フィルター３２２を通過した強度が一定である赤色光と緑色光とが混合され、色温度の低い照明光が生成される。
また、照明光は第１の領域３２３１と第２の領域３２３２の間（例えば、図７に示された位置Ｅ）に照射した場合は、照射する領域に第１の領域３２３１と第２の領域３２３２が占めた割合に応じた強度の青色光が生成される。当該青色光が赤色フィルター３２１と緑色フィルター３２２を通過した赤色光と緑色光とが混合され、一定の色温度の照明光が生成される。当該色温度は位置Ｃに対応する色温度より低く、位置Ｄに対応する色温度より高い。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の範囲に属する。
例えば、青色フィルター３２３は、光透過率の異なる領域を２以上有してもよい。
従来のプロジェクターの概略構成を示す図である。 本発明の一の実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。 本発明の一の実施形態に係る光学フィルタリング装置の構成の一例を示す図である。 本発明の一の実施形態に係る青色フィルターにおける光透過率が変化する例を示すグラフである。 本発明の一の実施形態に係る光学フィルタリング装置の構成の他の一例を示す図である。 比視感度と波長の関係を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に係る光学フィルタリング装置の構成の一例を示す図である。
符号の説明
１０、２０ プロジェクター
１１、２１ 光源
１２、２２、３２ カラーホイール
１３、２６ 積分柱、
１４、２３ ライト・バルブ
１５、２４ プロジェクト・レンズ
１６、２５ スクリーン
１７ 光学フィルター
２２１、３２１ 赤色フィルター
２２２、３２２ 緑色フィルター
２２３、３２３ 青色フィルター
２２４ 白色フィルター
３２３１ 第１の領域
３２３２ 第２の領域

Claims (10)

  1. 照明光を発する光源；及び
    前記照明光が通過する際に、前記照明光をフィルタリングする赤色フィルター、緑色フィルター、及び青色フィルターを有する光学フィルタリング装置；
    を有し、
    前記青色フィルターは、光透過率の異なる領域を含み；
    前記照明光を、前記青色フィルターにおける前記光透過率の異なる領域を通過させ、前記照明光の色温度を調整する；
    プロジェクター。
  2. 前記青色フィルターは、光透過率の異なる塗布層を有する；
    請求項１に記載のプロジェクター。
  3. 前記光学フィルタリング装置を移動し、前記照明光の前記青色フィルターにおける照射領域を変更する；
    請求項１に記載のプロジェクター。
  4. 前記青色フィルターにおける光透過率は、前記青色フィルターにおける位置により次第に変化する；
    請求項１に記載のプロジェクター。
  5. 前記青色フィルターは、互いに異なる所定の光透過率を有する複数の区域を有する；
    請求項１に記載のプロジェクター。
  6. 前記照明光を、前記青色フィルターにおける複数の区域のうち１つの区域に照射させる；
    請求項５に記載のプロジェクター。
  7. 前記照明光を、前記青色フィルターにおける複数の区域のうち２つの区域の間に照射させる；
    請求項５に記載のプロジェクター。
  8. 前記光学フィルタリング装置は、白色フィルターをさらに有する；
    請求項１に記載のプロジェクター。
  9. 前記光学フィルタリング装置は、カラーホイールである；
    請求項１に記載のプロジェクター。
  10. 前記光学フィルタリング装置の後に、前記照明光を均一化する手段が設けられている；
    請求項１に記載のプロジェクター。
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