JP2005107400A - Color wheel, filter device and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はカラーホイール、フィルタ装置およびプロジェクタに関し、特に、入射する白色光を時分割に色分解するために、たとえばR(赤)、G(緑)、B(青)の光をそれぞれ透過するフィルタを周方向に配置したカラーホイール、および、このカラーホイールを有するフィルタ装置、さらに、このカラーホイールを有して画像を投射するプロジェクタに関する。 The present invention relates to a color wheel, a filter device, and a projector, and in particular, filters that transmit R (red), G (green), and B (blue) light, respectively, in order to separate incident white light in a time-division manner. Further, the present invention relates to a color wheel arranged in the circumferential direction, a filter device having the color wheel, and a projector for projecting an image having the color wheel.
近年、入力された画像をスクリーンや壁に拡大投射するプロジェクタとして、単板DLP(Digital Light Processing、登録商標)プロジェクタが使用されるようになっている。 In recent years, a single-plate DLP (Digital Light Processing (registered trademark)) projector has been used as a projector for enlarging and projecting an input image on a screen or a wall.
図6は、従来の単版DLPプロジェクタで使用されるカラーホイールの例を示す図である。従来のカラーホイール521は、R(赤)の光を透過する赤透過部521r、G(緑)の光を透過する緑透過部521g、B(青)の光を透過する青透過部521b、W(白色光)の光をそのまま透過する白透過部121wを有する。図7は、それぞれのフィルタの、カラーホイール中心からの距離と角度の関係を示す図である。図6、図7でわかるように、従来のカラーホイール521は、R、G、B、Wの割合が中心からの距離によらず一定であった。つまり各色の境目はカラーホイール521の中心から放射線状に伸びる直線であった。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a color wheel used in a conventional single plate DLP projector. A conventional color wheel 521 includes a
また、色比率の異なる2つのカラーリングを備えるカラーホイールが開示されている(たとえば、特許文献1参照。)。 In addition, a color wheel including two colorings having different color ratios is disclosed (for example, see Patent Document 1).
上述した従来のカラーホイールは色比率が固定であるため、スクリーンに投射される画像の色合いを変えることができないという問題点があった。 Since the conventional color wheel described above has a fixed color ratio, there is a problem in that the hue of the image projected on the screen cannot be changed.
特許文献1に開示されたカラーホイールでは、スクリーンに投射される画像の色合いを変えることができるが、投射している途中に色合いを変えると、色合いが不連続に変化し、見ている人に違和感を与えるという問題点がある。 In the color wheel disclosed in Patent Document 1, the hue of the image projected on the screen can be changed. However, if the hue is changed during the projection, the hue changes discontinuously, so that the viewer can see There is a problem of giving a sense of incongruity.
本発明の目的は、投射途中でも色合いをダイナミックに変化させ、たとえば輝度重視と色再現性重視の切り替えを見ている人に違和感を与えることなく容易に行うことのできるカラーホイール、および、このカラーホイールを有するフィルタ装置、さらに、このカラーホイールを有して画像を投射するプロジェクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a color wheel that can be easily changed without giving a sense of incongruity to a person who changes the hue dynamically even during projection, for example, switching between emphasizing luminance and emphasizing color reproducibility. Another object of the present invention is to provide a filter device having a wheel and a projector for projecting an image having the color wheel.
本発明のカラーホイールは、赤透過部と緑透過部と青透過部と白透過部とを有するカラーホイールであって、回転中心からの距離によってそれぞれの透過部の占める割合が変化することを特徴とする。 The color wheel of the present invention is a color wheel having a red transmissive part, a green transmissive part, a blue transmissive part, and a white transmissive part, and the proportion of each transmissive part varies depending on the distance from the rotation center. And
本発明のカラーホイールは、赤透過部と緑透過部と青透過部と白透過部とを有するカラーホイールであって、回転中心からの距離によってそれぞれの透過部の占める割合が連続的に変化することを特徴としてもよい。 The color wheel of the present invention is a color wheel having a red transmission part, a green transmission part, a blue transmission part, and a white transmission part, and the proportion of each transmission part changes continuously according to the distance from the rotation center. This may be a feature.
本発明のカラーホイールは、回転中心付近では白透過部の占める割合が0であることを特徴としてもよい。 The color wheel of the present invention may be characterized in that the ratio of the white transmission portion is 0 near the rotation center.
本発明のカラーホイールは、外周付近では白透過部の占める割合が0であることを特徴としてもよい。 The color wheel of the present invention may be characterized in that the ratio of the white transmission portion is 0 near the outer periphery.
本発明のカラーホイールは、赤透過部と緑透過部と青透過部との比は回転中心からの距離によらず一定であることを特徴としてもよい。 The color wheel of the present invention may be characterized in that the ratio of the red transmission part, the green transmission part, and the blue transmission part is constant regardless of the distance from the rotation center.
本発明のフィルタ装置は、請求項1から5のいずれか1項に記載のカラーホイールと、前記カラーホイールを移動させる移動機構とを備え、前記移動機構は前記カラーホイールに入射する光路が前記カラーホイールの中心付近から外周付近まで変化するように前記カラーホイールの回転中心点を移動させることを特徴とする。 The filter device of the present invention includes the color wheel according to any one of claims 1 to 5 and a moving mechanism that moves the color wheel, and the moving mechanism has an optical path that is incident on the color wheel as the color wheel. The rotation center point of the color wheel is moved so as to change from near the center of the wheel to near the outer periphery.
本発明のフィルタ装置は、投射される画像の明るさを検出する明るさ検出部を備え、前記明るさ検出部の検出結果に基づいて前記移動機構を動作させることを特徴としてもよい。 The filter device of the present invention may include a brightness detection unit that detects the brightness of the projected image, and may operate the moving mechanism based on a detection result of the brightness detection unit.
本発明のフィルタ装置は、画像入力信号を判別する入力信号判別部を備え、前記入力信号判別部の判別結果に基づいて前記移動機構を動作させることを特徴としてもよい。 The filter device of the present invention may include an input signal determination unit that determines an image input signal and operate the moving mechanism based on a determination result of the input signal determination unit.
本発明のプロジェクタは、請求項6から8のいずれか1項に記載のフィルタ装置と、白色光を出射する光源と前記光源から出射して前記フィルタ装置を透過した光を反射するミラーと、前記ミラーで反射された光を投射する投射レンズとを備えたことを特徴とする。 The projector of the present invention includes a filter device according to any one of claims 6 to 8, a light source that emits white light, a mirror that reflects light emitted from the light source and transmitted through the filter device, And a projection lens for projecting the light reflected by the mirror.
本発明によれば、回転中心点からの距離により赤透過部と緑透過部と青透過部と白透過部の割合が変化するカラーホイールを光路に対して移動させるため、輝度重視と色再現性重視の連続的切り替えを容易に行うことができるという効果がある。 According to the present invention, since the color wheel in which the ratio of the red transmission part, the green transmission part, the blue transmission part, and the white transmission part changes with the distance from the rotation center point is moved with respect to the optical path, emphasis on luminance and color reproducibility There is an effect that an important continuous switching can be easily performed.
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図3は、本発明の実施の形態の構成を示すブロック図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the embodiment of the present invention.
プロジェクタ1は、スクリーン2または壁等に画像を投射する。プロジェクタ1は、ランプ10とフィルタ装置20とミラー30と投射レンズ40とこれら各部を制御するプロジェクタ制御部50とを含む。
The projector 1 projects an image on the screen 2 or a wall. The projector 1 includes a
ランプ10は、白色光を出射する光源である。フィルタ装置20はランプ10から出射された光路上に置かれる。ミラー30はフィルタ装置20を通過した出射光を反射する。ミラー30としては、たとえばDMD(Digital Micromirror Device、登録商標)が用いられる。DMDは、それぞれ傾斜角度の制御が可能な数十万個のマイクロミラーを含む。各マイクロミラーがそれぞれスクリーン2上に表示する画像の各画素に対応しており、各マイクロミラーの傾斜角度を制御することにより任意の画像を表示することができる。具体的には、あるマイクロミラーについては、その反射光がスクリーン2から外れるように角度制御を行い、またあるマイクロミラーについては、その反射光がスクリーン2上の対応する画素位置に導かれるように角度制御を行うことで所望の画像を得る。投射レンズ40は、ミラー30で反射された光をスクリーン2に拡大投射する。
The
図1は、カラーホイール21の構成を示す図である。カラーホイール21は、R(赤)の光を透過する赤透過部21r、G(緑)の光を透過する緑透過部21g、B(青)の光を透過する青透過部21b、W(白色光)の光をそのまま透過する白透過部21wを有する。図2は、それぞれのフィルタの、中心からの距離と角度の関係を示す図である。図1と図2とでわかるように、カラーホイール21の中心から距離が離れるにしたがって白透過部21wの領域の割合が広がり、高輝度の表示が出来るようになる。これはプレゼンテーションに使用する場合に向いている。また中心に近い部分は白透過部21wがなくなるため色純度が高く映画鑑賞に向いている。これとは逆に、カラーホイール21の外周部付近で白透過部21wの領域の割合が0となるようにしてもよい。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the
図4は、フィルタ装置20の構成と動作を示すブロック図である。フィルタ装置20は、カラーホイール21とホイールモータ22とホイール支持部23と送り機構24と送りモータ25とこれら各部を制御するフィルタ制御部26を含む。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration and operation of the
ホイールモータ22はカラーホイール21を回転駆動する。ホイール支持部23はカラーホイール21を支持する。送り機構24は送りモータ25によって駆動され、ホイール支持部23およびカラーホイール21を図4の左右方向に移動させる。カラーホイール21を移動させる機構は、たとえば、ホイール支持部23にラックギアを設け、送り機構24にウォームギヤを設け、送りモータ25を回転させることにより実現できる。
The
図4(a)は、カラーホイール21を左方向に移動させた状態であり、光路11がカラーホイール21の中心に近い位置にある。図4(b)は、カラーホイール21を右方向に移動させた状態であり、光路11がカラーホイール21の中心から遠い位置、外周部付近にある。この移動機構により、白透過部21wを多く利用する状態から白透過部を利用しない状態まで連続的に可変することができる。
FIG. 4A shows a state in which the
この機構によってDMDに向かう光路11は、自由にカラーホイール21の外側から内側までを使用することができ、輝度優先と色純度優先とを可変できる。
With this mechanism, the
また、現在表示している映像が暗い場合は色純度優先、明るい場合は輝度優先にするなど、映像によって可変することでコントラストの向上も期待できる。 In addition, when the currently displayed image is dark, priority is given to color purity, and when it is bright, priority is given to luminance. For example, improvement in contrast can be expected by changing according to the image.
図5は、フィルタ制御部26の一例を示すブロック図である。フィルタ制御部26は、明るさ検出部261と明るさ対応テーブル262と入力信号判別部263と入力信号対応テーブル264と送りモータ駆動部265とを含む。
FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of the
明るさ検出部261は、投射表示する画像の明るさを検出する。明るさ対応テーブル262は明るさ検出部261が検出する明るさとカラーホイール21上での光路11の最適位置とを対応づける表である。送りモータ駆動部265は明るさ検出部261の検出結果に基づいて明るさ対応テーブル262を参照してカラーホイール21上での光路11が最適位置となるように送りモータ25を駆動する。
The brightness detection unit 261 detects the brightness of an image to be projected and displayed. The brightness correspondence table 262 is a table that associates the brightness detected by the brightness detection unit 261 with the optimum position of the
このことにより、投射表示する画像の明るさに従って、色純度優先と輝度優先とをリアルタイムに動的に切り替えることができるる。切り替えを連続的に行うことができるため、映像の色合いが不連続に変化することが防止できる。このため、映像を見ている人に違和感を与えることがない。 Thereby, according to the brightness of the image to be projected and displayed, color purity priority and luminance priority can be dynamically switched in real time. Since switching can be performed continuously, it is possible to prevent the color of the video from changing discontinuously. For this reason, it does not give an uncomfortable feeling to the person who is watching the video.
入力信号判別部263は、プロジェクタ1への入力信号の種類を判別する。入力信号対応テーブル264は入力信号判別部263が検出する入力信号の種類とカラーホイール21上での光路11の最適位置とを対応づける表である。送りモータ駆動部265は入力信号判別部263の判別結果に基づいて入力信号対応テーブル264を参照してカラーホイール21上での光路11が最適位置となるように送りモータ25を駆動する。
The input
入力信号判別部263は、たとえば、入力信号がRGB入力信号であるかビデオ入力信号であるかを判別するように設定される。この場合、入力信号がRGB入力信号であれば輝度優先とし、ビデオ入力信号であれば色純度優先にするとよい。
The input
また、入力信号判別部263が、入力されるファイルのファイル名またはファイル名に含まれる拡張子を判別し、プレゼンテーションデータであるか映画データであるかを判別するようにしてもよい。
Further, the input
輝度優先と色純度優先との切り替えは、オペレータが操作パネルから行うようにしてもよい。さらに、オペレータ操作とフィルタ制御部26の自動制御とを選択可能にしてもよい。
The switching between the luminance priority and the color purity priority may be performed by the operator from the operation panel. Furthermore, the operator operation and the automatic control of the
1 プロジェクタ
2 スクリーン
10 ランプ
11 光路
20 フィルタ装置
21 カラーホイール
21r 赤透過部
21g 緑透過部
21b 青透過部
21w 白透過部
22 ホイールモータ
23 ホイール支持部
24 送り機構
25 送りモータ
30 ミラー
40 投射レンズ
50 プロジェクタ制御部
261 明るさ検出部
262 明るさ対応テーブル
263 入力信号判別部
264 入力信号対応テーブル
265 送りモータ駆動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projector 2
Claims (9)
The filter device according to any one of claims 6 to 8, a light source that emits white light, a mirror that reflects light emitted from the light source and transmitted through the filter device, and light reflected by the mirror A projector having a projection lens for projecting.
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