JP2006011084A - 画像表示装置のカラーホイール制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 入力される画像の種類がどのようなものであってもスクリーン上に最適な状態で画像表示が行われる画像表示装置のカラーホイール制御装置を提供する
【解決手段】 Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗの各フィルタが設けられ、回転することにより白色光を時分割色分離する円板状のカラーホイール１２と、前記カラーホイールの基準タイミングを検出する基準タイミング検出センサ２２と、前記基準タイミング検出センサ２２で検出される基準タイミングに基づいて前記カラーホイール１２を通過した各色光に対して画像データに応じた光変調を行う光変調素子１７とを備え、パソコンの画像出力信号が入力される入力端子１ａと、ＤＶＤ装置の動画出力信号が入力される入力端子１ｂとを備え、入力端子１ａに入力された信号が選択されたときの前記回転速度をＶ１に設定し、入力端子１ｂに入力された信号が選択されたときの前記回転速度をＶ２（Ｖ１＜Ｖ２）に制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、スクリーン上にカラー映像を投射するプロジェクタ装置等に適用される画像表示装置に関し、特に、画像表示装置のカラーホイールの回転制御を行うカラーホイール制御装置に関する。

プロジェクタ装置等に適用される画像表示装置としては、たとえば、特許文献１、特許文献２に示されるものがある。

これらの画像表示装置は、白色光を投射する光源と、少なくとも青、緑、赤の色フィルタが設けられ、回転することにより前記光源から投射される白色光を時分割色分離する円板状のカラーホイールと、このカラーホイールを所定の回転周波数で回転駆動する回転駆動部と、カラーホイールを通過した各色光に対して画像データに応じた光変調を行う光変調素子とを備えている。すなわち、カラーホイールを通過した青色光に対しては、光変調素子において、その青色光に対応した画像データに基づく光変調を行い、緑色光及び赤色光においても同様の光変調を行う。

また、特許文献１に示されるように、各色フィルタの境界部分が白色光からの光ビームを横切る期間をそのままにしておくとスクリーン上で色の混合が生じてしまうために、色フィルタ境界部分の光ビームが横切る期間では光変調素子を動作させないようにブランキング期間を設定するようにしている。
特開２００３−１６２００１号公報 特開平８−５１６３８号公報

上記の構成の画像表示装置では、一般に複数の入力端子を備え、各入力端子には、パソコンやＤＶＤ装置等が接続可能であって、入力ソースとしては、プレゼンテーション用の高輝度が要請される静止画像であったり、輝度よりもチラツキのない画像が要請される映画等の動画像であったりする。しかし、入力ソースとして動画像を選択した場合には、カラーホイールの回転速度が十分に速くないと、フィルタの切り換わり時の色のチラツキが見えてしまう問題がある。そこで、この場合にはモータの回転速度を高めに設定しておくことによりこのチラツキを改善することができるが、カラーホイールの回転速度を上げることによって単位時間当たりのブランキング時間の積算量が多くなってしまうために、入力ソースとして色のチラツキよりは一定の輝度が要求される静止画像が選択された場合には、画像の輝度が落ちるという不都合が生じてくる。反対に、カラーホイールの回転速度をより低めに設定しておくと、静止画像の場合は輝度が高くなり好都合であるが、動画像の場合にチラツキが目立つようになってくる。

すなわち、カラーホイールの回転速度を低めに設定すれば、色のチラツキよりは輝度が優先される静止画像に好ましいものとなるが、輝度よりは色のチラツキ防止が優先される動画像には適切でなくなる。また、反対にカラーホイールの速度を高めに設定すれば、今度は、動画像には好ましいものとなるが静止画像には適切ではなくなる。

そこで、この発明の目的は、入力される画像の種類がどのようなものであってもスクリーン上に最適な状態で画像表示が行われる画像表示装置のカラーホイール制御装置を提供することにある。

この発明は、白色光を投射する光源と、少なくとも青、緑、赤の各フィルタが設けられ、回転することにより前記光源から投射される白色光を時分割色分離する円板状のカラーホイールと、前記カラーホイールを所定の回転速度で駆動する回転駆動部と、前記カラーホイールの基準タイミングを検出する基準タイミング検出センサと、前記基準タイミング検出センサで検出される基準タイミングに基づいて前記カラーホイールを通過した各色光に対して画像データに応じた光変調を行う光変調素子と、を備える画像表示装置において、
前記カラーホイールに対して白色光が投射されるときのフィルタ切り換わり時に、前記光変調素子での光変調を阻止するようブランキング信号を該光変調素子に出力するブランキング手段と、
前記回転駆動部の回転速度を変更する回転速度変更手段と、を設けたことを特徴とする。

上記の構成では、回転速度変更手段によってカラーホイールを回転駆動するための回転駆動部の回転速度を変更することが可能であるために、画像の種類に応じてこの回転駆動の回転速度を変更することにより、常に最適な状態で画像をスクリーン上に投影することができる。

たとえば、入力画像が静止画像の場合の回転速度を、入力画像が動画像の場合の回転速度よりも遅くするように制御することで、プレゼンテーション用に使用される静止画像では輝度が上昇し、くっきりと見やすい画像になる。また、映画等の動画像の場合には色のチラツキが抑えられ、多少輝度が落ちるけれども全体として見やすい画像となる。

この発明によれば、カラーホイールを回転する回転駆動部の回転速度を変更する回転速度変更手段を設けることによって、入力ソースとして選択された画像の種類に応じた適切なカラーホイールの回転速度を設定することが可能となり、これにより、どのような画像であっても常にスクリーン上に最適な状態で投影することができる。

図１は、この発明の実施形態であるプロジェクタの要部構成図である。

入力部１は、パソコン（ＰＣ）からの画像（静止画）出力の入力端子１ａとＤＶＤ装置等のＡＶ装置からの画像（動画）出力の入力端子１ｂとを備え、どちらの端子から信号が入力しているかを検出する。いずれかの端子に入力されている画像信号が、このプロジェクタにおいて選択された信号とみなし、その信号は制御部２に出力する。また、入力キーなどで、入力端子を指定することで、その入力端子から入力される画像信号をプロジェクタにおいて選択された信号とすることもできる。また、入力された画像信号が静止画なのか動画なのかを自動的に判別し、その判別した信号を制御部２に出力することも可能である。判別は、例えば、フレーム間の画像データを比較することで行うことができる。フレーム間の画像データの変動があると動画であり、変動がないと静止画である。

同期信号の内ＶＳＹＮＣは制御部２に入力し、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の画像信号は画像制御部３に入力する。画像制御部３は、赤色、緑色、青色、白色の各色の変調信号（画像信号）を光変調素子１７に出力する。

制御部２からの制御信号は、ランプ駆動部５、回転駆動部６、画像制御部３に入力される。

ランプ駆動部５は、ハロゲンランプ等からなる白色の光源１０を駆動し、その光は楕円ミラー１１によって集光され、カラーホイール１２を通過してロッドレンズ１３に入光する。ロッドレンズ１３では照度分布が均一な状態に変換され、リレーレンズ１４、１５と凹面反射鏡１６等を介して、ＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）等の光変調素子１７へと導かれる。光変調素子１７で、赤色、緑色、青色、白色の各色の画像信号で光変調された光は投射レンズ１８を介して図外のスクリーン上に導かれる。

前記カラーホイール１２は、図２に示すように、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の各色の色フィルタを有し、モータ１９によって所定の回転周波数で回転駆動される。モータ１９は、回転駆動部６によって駆動され、後述のように、制御部２からの制御信号により回転速度が変更される。モータ１９の回転軸に同軸に設けられている回転部２０には、基準マーク２１が設けられている。また、その基準マーク２１を検出するため基準マーク検出センサ（基準タイミング検出センサ）２２が設けられ、この基準マーク検出センサ２２の検出信号は基準タイミングＴ０として制御部２に入力する。

制御部２は、前記入力部１からの検出信号に基づいて、カラーホイール１２の回転速度を変更する。すなわち、入力部１からの信号が、入力端子１からの静止画を選択している場合のカラーホイール１２の回転速度をＶ１とし、入力端子２からの動画を選択している場合のカラーホイール１２の回転速度をＶ２（Ｖ１＜Ｖ２）とする回転変更手段を備えている。

制御部２は、前記基準タイミングＴ０に基づいてカラーホイール１２の各色フィルタの位置を認識し、レンズ系を通して光変調素子１７に導かれる色毎の光束区間に、当該色毎に光変調素子１７に対して与える変調信号（画像信号）が一致するように制御する。また、カラーホイール１２の各色フィルタの境界部分で光変調が行われないようブランキング信号を生成して色変調素子１７に出力する。このブランキング信号の区間は、モータ１９、すなわち、カラーホイール１２の回転速度にかかわらず一定である。

図３は、カラーホイール１２の回転速度がＶ１のときのカラーホイール１２の各色フィルタの区間、基準タイミングＴ０、ブランキング信号のタイミングを示している。また、図４は、カラーホイール１２の回転速度がＶ２のときのカラーホイール１２の各色フィルタの区間、基準タイミングＴ０、ブランキング信号のタイミングを示している。

制御部２は、図３及び図４に示すように、カラーホイール１２の回転速度が変動しても、カラーホイール１２の各色フィルタの区間とブランキング信号との関係が一定になるように、ブランキング信号の発生区間を正確に制御する。図示してはいないが、当然、光変調素子１７に与える変調信号の区間もカラーホイール１２の各色フィルタの区間と一致するように制御する。

したがって、カラーホイール１２の回転速度がＶ２の高速になると、一定時間当たりブランキング時間積算値が大きくなるために輝度が低下するが、高速回転するために色フィルタの切り替え時のチラツキが防止される。このため、チラツキ防止がより重要である動画の表示に適切なものとなる。反対に、カラーホイール１２の回転速度がＶ１の低速になると、低速回転となるために色フィルタの切り替え時のチラツキが生じてくるが、一定時間当たりブランキング時間積算値が小さくなるために輝度が高くなる。このため、高輝度であることがより重要である静止画の表示に適切なものとなる。

このように、静止画など、輝度が重要視される画像では、カラーホイール１２の回転速度を低速のＶ１に設定することにより、高輝度の画像をスクリーン上に映すことが出来、動画など輝度よりもチラツキ防止が重要視される画像では、カラーホイール１２の回転速度を高速のＶ２に設定することにより、チラツキのない画像をスクリーン上に映すことが出来る。また、画像の種類を自動判定する機能を入力部１に持たせることにより（例えば、フレーム間の画像データを比較して変化があれば動画、なければ静止画と判定する）、入力端子に接続される外部機器の種類にかかわらず、入力される画像に応じて自動的にカラーホイール１２の回転速度を適切に設定することができる。

以上のように、入力画像又は選択された画像の種類に応じて、その画像に適した回転速度でカラーホイール１２を回転させることができる。

なお、上記カラーホイール１２は、実施形態ではＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの色フィルタで構成したが、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の色フィルタで構成しても良い。 +

この発明の実施形態であるプロジェクタの要部構成図 カラーホイール１２の構成図 カラーホイール１２の回転速度がＶ１のときのカラーホイール１２の各色フィルタの区間、基準タイミングＴ０、ブランキング信号のタイミングを示す図 カラーホイール１２の回転速度がＶ２のときのカラーホイール１２の各色フィルタの区間、基準タイミングＴ０、ブランキング信号のタイミングを示す図

Claims (5)

1. 白色光を投射する光源と、少なくとも青、緑、赤の各フィルタが設けられ、回転することにより前記光源から投射される白色光を時分割色分離する円板状のカラーホイールと、前記カラーホイールを所定の回転速度で駆動する回転駆動部と、前記カラーホイールの基準タイミングを検出する基準タイミング検出センサと、前記基準タイミング検出センサで検出される基準タイミングに基づいて前記カラーホイールを通過した各色光に対して画像データに応じた光変調を行う光変調素子と、を備える画像表示装置において、
   前記カラーホイールに対して白色光が投射されるときのフィルタ切り換わり時に、前記光変調素子での光変調を阻止するようブランキング信号を該光変調素子に出力するブランキング手段と、
   前記回転駆動部の回転速度を変更する回転速度変更手段と、
   パソコンの画像出力信号が入力される第１の入力端子と、
   ＡＶ装置の動画出力信号が入力される第２の入力端子とを備え、
   前記回転速度変更手段は、前記第１の入力端子に入力された信号が選択されたときの前記回転速度を、前記第２の入力端子に入力された信号が選択されたときの前記回転速度よりも遅くするように制御することを特徴とする画像表示装置のカラーホイール制御装置。
2. 白色光を投射する光源と、少なくとも青、緑、赤の各フィルタが設けられ、回転することにより前記光源から投射される白色光を時分割色分離する円板状のカラーホイールと、前記カラーホイールを所定の回転速度で駆動する回転駆動部と、前記カラーホイールの基準タイミングを検出する基準タイミング検出センサと、前記基準タイミング検出センサで検出される基準タイミングに基づいて前記カラーホイールを通過した各色光に対して画像データに応じた光変調を行う光変調素子と、を備える画像表示装置において、
   前記カラーホイールに対して白色光が投射されるときのフィルタ切り換わり時に、前記光変調素子での光変調を阻止するようブランキング信号を該光変調素子に出力するブランキング手段と、
   前記回転駆動部の回転速度を変更する回転速度変更手段と、を設けたことを特徴とする画像表示装置のカラーホイール制御装置。
3. 前記回転速度変更手段は、入力画像の種類に応じて前記回転速度を変更する、請求項２記載の画像表示装置のカラーホイール制御装置。
4. 前記回転速度変更手段は、入力画像が静止画像の場合の前記回転速度を、入力画像が動画像の場合の前記回転速度よりも遅くするように制御する、請求項３記載の画像表示装置のカラーホイール制御装置。
5. パソコンの画像出力信号が入力される第１の入力端子と、ＡＶ装置の動画出力信号が入力される第２の入力端子とを備え、前記回転速度変更手段は、前記第１の入力端子に入力された信号が選択されたときの前記回転速度を、前記第２の入力端子に入力された信号が選択されたときの前記回転速度よりも遅くするように制御する、請求項２記載の画像表示装置のカラーホイール制御装置。

Images