JP2007271769A - Projecting apparatus and projecting method - Google Patents

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秀昭 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To project images that are brighter and more satisfactory in color balance, while simplifying a configuration. <P>SOLUTION: The projection apparatus comprises: a light source including a light source lamp 21 and a reflector 22; a color wheel 24 which has a plurality of dichroic filters separately disposed on a rotating face and inserts part of the rotating face into the optical path of the light source, and transmits color rays in a time division manner; an optical recycle loop 26 which recovers part of light CL reflected by the color wheel 24 and superimposes it on light OL transmitted through the color wheel 24; and a projecting system which projects a color image by forming optical images corresponding to the color rays in a time division manner by the use of light OL transmitted through the color wheel on which the part of the reflected light CL is superimposed by the optical recycle loop 26. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、カラー画像を投影する投影装置及び投影方法に関する。   The present invention relates to a projection apparatus and a projection method for projecting a color image.

図5に一般的なプロジェクタ装置の光学系の構成を示す。同図で、高圧水銀灯等で構成される光源ランプ11がリフレクタ12内に配置されている。この光源ランプ11からの光、及び該光源ランプ11から発せられた後にリフレクタ12内面で反射された光が、回転駆動されるカラーホイール13の一部を通過する。   FIG. 5 shows a configuration of an optical system of a general projector apparatus. In the figure, a light source lamp 11 composed of a high-pressure mercury lamp or the like is disposed in a reflector 12. The light from the light source lamp 11 and the light emitted from the light source lamp 11 and reflected by the inner surface of the reflector 12 pass through a part of the color wheel 13 that is rotationally driven.

カラーホイール13は、例えば図6(A)に示すようにR(赤),G(緑),B(青)の各セグメントの扇形のダイクロイックフィルタを円周上に分割配置したものであり、回転駆動されることで、その時点で光源側からの光路中に挿入されているダイクロイックフィルタの波長帯域を有する色成分のみを選択的に透過させる。   For example, as shown in FIG. 6A, the color wheel 13 is formed by dividing fan-shaped dichroic filters of R (red), G (green), and B (blue) segments on the circumference and rotating them. By being driven, only the color component having the wavelength band of the dichroic filter inserted in the optical path from the light source side at that time is selectively transmitted.

カラーホイール13を介して適宜色成分毎に選択された光は、インテグレータ14で投影に適した断面形状及び輝度密度の光束とされた後に光源側レンズ群15を介してミラー16で全反射され、空間光変調器、例えばマイクロミラー素子17に照射される。   The light appropriately selected for each color component via the color wheel 13 is converted into a luminous flux having a cross-sectional shape and luminance density suitable for projection by the integrator 14 and then totally reflected by the mirror 16 via the light source side lens group 15. The light is applied to a spatial light modulator, for example, the micromirror element 17.

マイクロミラー素子17は、DMD(Digital Micromirror Device)(登録商標)とも称され、アレイ状に配列した多数の極小ミラーの各対向角度を個別にオン/オフ制御する表示動作を実行することで、その反射光により瞬間的には2値化された光像を形成する。   The micromirror element 17 is also called DMD (Digital Micromirror Device) (registered trademark), and by performing a display operation for individually controlling on / off of each facing angle of a plurality of micromirrors arranged in an array, A binarized light image is instantaneously formed by the reflected light.

しかるに、カラーホイール13の回転とマイクロミラー素子17で形成する光像とを同期させ、例えばカラーホイール13のRセグメントが光路中にある時にマイクロミラー素子17で赤色成分の色画像を表示させるようにして、カラーホイール13が1回転する間にR,G,Bの各色画像を連続してマイクロミラー素子17で表示させることで、結果として1枚のフルカラー画像が投影されることとなる
加えて、各色画像を表示する期間中でマイクロミラー素子17を構成する各画素単位の極小ミラーの反射時間を調整することにより、階調表現が実現される。
Accordingly, the rotation of the color wheel 13 and the light image formed by the micromirror element 17 are synchronized, and for example, when the R segment of the color wheel 13 is in the optical path, the color image of the red component is displayed on the micromirror element 17. Thus, when the color wheel 13 is rotated once, each color image of R, G, B is continuously displayed on the micromirror element 17, so that one full color image is projected as a result. The gradation expression is realized by adjusting the reflection time of the minimum mirror of each pixel constituting the micromirror element 17 during the period of displaying each color image.

しかるにマイクロミラー素子17で形成された光像は、投影レンズ群18を介して、ここでは図示しない投影対象のスクリーン面上に結像される。   However, the optical image formed by the micromirror element 17 is formed on a screen surface to be projected (not shown here) via the projection lens group 18.

また、上記図6(A)で示したカラーホイール13では投影する画像が充分な明るさを得ることができないとして、図6(B)に示すようなセグメント構成のカラーホイール13′を代わって使用することが多くの装置で行なわれている。   Further, the color wheel 13 shown in FIG. 6 (A) is used instead of the segment-structured color wheel 13 'shown in FIG. 6 (B) because the projected image cannot obtain sufficient brightness. This is done on many devices.

すなわち、図6(B)に示すカラーホイール13′では、RGBに加えてW(白(正確には透明)のセグメントを有し、これに合わせてマイクロミラー素子17ではRGBの各色成分に対応した画像とY(輝度)信号に対応した画像とを表示することで、特に白色を投影した場合の明るさを向上させるようにしたものである。   That is, the color wheel 13 ′ shown in FIG. 6B has a W (white (exactly transparent)) segment in addition to RGB, and the micromirror element 17 corresponds to each RGB color component accordingly. By displaying an image and an image corresponding to a Y (luminance) signal, the brightness especially when white is projected is improved.

また、これとは別に、色バランス、光利用効率が良く、小型で低コストなカラー投影装置を提供するべく、カラーホイールが照明系からの白色光を異なる波長成分の2つの色光に分離するとともに、回転により各色光の波長成分を時間的に変化させ、透過型液晶パネルが分離された色光をそれぞれ時間的な変化に対応させて変調し、さらにカラーホイールが変調された2つの色校の画像を合成し、投影光学系が合成されたカラー画像をスクリーン上に投影するようにした技術が考えられている。(例えば、特許文献1)
特開平11−264953号公報
Apart from this, the color wheel separates the white light from the illumination system into two color lights of different wavelength components in order to provide a small and low-cost color projection device with good color balance and light utilization efficiency. The color components of each color light are temporally changed by rotation, and the color light separated by the transmissive liquid crystal panel is modulated in accordance with the temporal change, and the color wheel is further modulated. A technique is conceivable in which a color image synthesized by a projection optical system is projected onto a screen. (For example, Patent Document 1)
JP-A-11-264953

図7(A)は、上記図6(B)で示した構成のカラーホイール13′を使用したプロジェクタ装置で得られる色別の明るさをグラフ化したものである。同図で「W」「Y」「C」「G」「M」「R」「B」はそれぞれ「白(透明)(White)」、「黄(Yellow)」「シアン(Cyan)」「緑(Green)」「マゼンタ(Magenta)」「赤(Red)」「青(Blue)」を示す。   FIG. 7A is a graph showing the brightness for each color obtained by the projector apparatus using the color wheel 13 ′ having the configuration shown in FIG. 6B. In the same figure, “W”, “Y”, “C”, “G”, “M”, “R”, and “B” are “white (transparent)”, “yellow”, “cyan”, and “green”, respectively. “Green”, “Magenta”, “Red”, and “Blue”.

白以外の色の明るさに比して、白はカラーホイール13′のW,R,G,Bすべてのセグメントに相当する期間にマイクロミラー素子17でフル階調値の光像を形成して投影を行なうことになるため、非常に大きくなる。   Compared to the brightness of colors other than white, white forms a light image with a full gradation value by the micromirror element 17 during a period corresponding to all of the W, R, G, and B segments of the color wheel 13 '. Since projection is performed, it becomes very large.

したがって、白と白以外の色を同時に投影すると、白以外の色は暗く濁って見えてしまうことになる。
これはつまり、透明セグメントWを追加することにより投影画像中の白は明るくなるものの、それ以外の色は相対的に暗くなり、結果として画質を低下させてしまうことを意味する。
Therefore, when colors other than white and white are projected at the same time, the colors other than white appear dark and turbid.
This means that by adding the transparent segment W, white in the projected image becomes brighter, but other colors become relatively darker, and as a result, the image quality is degraded.

また、上記図6(B)のカラーホイール13′であえて透明セグメントWを使用しない場合の色別の明るさを図7(B)に示す。この場合、白はカラーホイール13′のWのセグメントを除くR,G,Bの各セグメントに相当する期間中、マイクロミラー素子17でフル階調値の光像を形成することで得られるもので、色のバランスが良く再現できるものの、全体に暗いものとなってしまう。   FIG. 7B shows the brightness of each color when the transparent wheel W is not used in the color wheel 13 ′ shown in FIG. In this case, white is obtained by forming a light image having a full gradation value by the micromirror element 17 during a period corresponding to each of the R, G, and B segments excluding the W segment of the color wheel 13 '. Although the color balance can be reproduced well, it becomes dark overall.

これは、透明セグメントWに相当する期間分だけ光源ランプ11からの光を利用していないことに起因するもので、ここでは図示しないが、上記図6(A)に示した透明セグメントWのないカラーホイール13で各色を表示する場合に比しても暗いものとなる。   This is because the light from the light source lamp 11 is not used for a period corresponding to the transparent segment W. Although not shown here, there is no transparent segment W shown in FIG. Even if each color is displayed by the color wheel 13, it becomes darker.

なお、上記特許文献に記載された技術では、色バランスと光利用効率の点では問題ないものの、与えられた画像信号に対応した画像を表示して光像を形成するための、装置構成中でも単価が高い光学変調素子が必ず2つ必要となるため、低コストなカラー投影装置となるとは言い難い。   Although the technique described in the above-mentioned patent document has no problem in terms of color balance and light utilization efficiency, the unit price for displaying an image corresponding to a given image signal and forming a light image is also a unit price. Therefore, it is difficult to say that a low-cost color projection apparatus is required.

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、できる限り構成を簡易なものとしながら、より明るく色バランスの良い画像を投影することが可能な投影装置及び投影方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is a projection apparatus capable of projecting a brighter and better-balanced image while simplifying the configuration as much as possible. To provide a projection method.

請求項1記載の発明は、光源と、それぞれ異なる目的の波長帯域の色光を透過させる複数のダイクロイックフィルタを回転面に分割配置し、上記光源からの光路中に回転面の一部を挿入して時分割的に複数の色光を透過させるカラーホイールと、このカラーホイールで反射された光の一部を回収して上記カラーホイールの透過光に重畳させるリサイクルループ素子と、このリサイクルループ素子で反射光の一部が重畳された上記カラーホイールの透過光を用い、複数の色校に対応した光像を時分割で形成してカラー画像の投影を行なう投影手段とを具備したことを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a light source and a plurality of dichroic filters that transmit colored light of different target wavelength bands are separately arranged on the rotation surface, and a part of the rotation surface is inserted in the optical path from the light source. A color wheel that transmits a plurality of color lights in a time-sharing manner, a recycle loop element that collects a part of the light reflected by the color wheel and superimposes it on the transmitted light of the color wheel, and a reflected light by the recycle loop element And projection means for projecting a color image by forming a light image corresponding to a plurality of color schools in a time-sharing manner using the transmitted light of the color wheel on which a part of the color wheel is superimposed.

本発明によれば、複数の光学変調素子を用いるなどの複雑な構成をとることなく、構成を簡易なものとしながら、カラーホイールで反射された光を有効に活用してより明るい画像を投影することが可能となる。   According to the present invention, a brighter image is projected by effectively using the light reflected by the color wheel without simplifying the configuration such as using a plurality of optical modulation elements and simplifying the configuration. It becomes possible.

(第1の実施の形態)
以下、本発明をDLP(Digital Light Processing)(登録商標)方式のプロジェクタ装置に適用した場合の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment when the present invention is applied to a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark) type projector apparatus will be described with reference to the drawings.

図1は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置の光学系の構成を示すものである。同図で、高圧水銀灯等で構成される光源ランプ21がリフレクタ22内に配置されている。この光源ランプ21からの光、及び該光源ランプ21から発せられた後にリフレクタ22内面で反射された光が、光源側レンズ23を介して略平行光とされた後に、回転駆動されるカラーホイール24の一部を通過する。   FIG. 1 shows the configuration of the optical system of the projector apparatus according to the embodiment. In the figure, a light source lamp 21 composed of a high-pressure mercury lamp or the like is disposed in a reflector 22. The light from the light source lamp 21 and the light emitted from the light source lamp 21 and then reflected on the inner surface of the reflector 22 are converted into substantially parallel light through the light source side lens 23 and then rotated. To pass part of.

このカラーホイール24は、上記図6(A)に示したようにR(赤),G(緑),B(青)の各セグメントの扇形のダイクロイックフィルタを円周上に分割配置したものであり、図1に示す如く光源ランプ21を含む光源側からの光軸に対して45°の角度でその回転軸が傾けて配置される。   As shown in FIG. 6A, the color wheel 24 is formed by dividing fan-shaped dichroic filters of R (red), G (green), and B (blue) segments on the circumference. As shown in FIG. 1, the rotation axis is inclined at an angle of 45 ° with respect to the optical axis from the light source side including the light source lamp 21.

したがって、各色のダイクロイックフィルタは、光源側からの光路中に挿入された状態で、当該フィルタが直交する方向より外周側に45°傾いた角度より光源光が照射されることとなる。   Therefore, each color dichroic filter is inserted into the optical path from the light source side, and the light source light is irradiated from an angle inclined by 45 ° toward the outer peripheral side from the direction in which the filter is orthogonal.

しかして、カラーホイール24を透過した色光(以下「目的色光」と称する)OLは、直接インテグレータ25に送られる。   Thus, the color light (hereinafter referred to as “target color light”) OL that has passed through the color wheel 24 is sent directly to the integrator 25.

一方で、上記光源側レンズ23を介して送られてきた光源光のうち、カラーホイール24で対象波長範囲外であるために透過することができず、反射された光(以下「補色光CL」と称する)が光リサイクルループ26の入射端26aより回収される。   On the other hand, out of the light source light transmitted through the light source side lens 23, the color wheel 24 is out of the target wavelength range and cannot be transmitted, and is reflected (hereinafter referred to as “complementary light CL”). Is collected from the incident end 26 a of the light recycling loop 26.

この光リサイクルループ26は、例えば図2に示すように、2対のコ字状ガラスロッド261,262を組み合わせて全体で略C字状となるように構成される。
コ字状ガラスロッド261,262はそれぞれ、3本の角柱状のガラスロッドが各90°の角度で当接構成され、且つ各コーナー部の外側が45°の角度で面取りされて全反射ミラー加工される。
For example, as shown in FIG. 2, the light recycling loop 26 is configured to have a substantially C-shape as a whole by combining two pairs of U-shaped glass rods 261 and 262.
Each of the U-shaped glass rods 261 and 262 is configured such that three prismatic glass rods are in contact with each other at an angle of 90 °, and the outside of each corner portion is chamfered at an angle of 45 ° to process a total reflection mirror. Is done.

コ字状ガラスロッド261の上記入射端26aより入射した補色光CLは、各ロッド中を図中に矢印で示す方向に進み、途中の上記全反射ミラー部分で2回反射した後にコ字状ガラスロッド261の出射端26bより出射する。   The complementary color light CL incident from the incident end 26a of the U-shaped glass rod 261 proceeds in the direction indicated by the arrow in each rod and is reflected twice by the total reflection mirror portion in the middle, and then the U-shaped glass. The light exits from the exit end 26 b of the rod 261.

このコ字状ガラスロッド261の出射端26bとコ字状ガラスロッド262の入射端26cとが相対向して配置され、その間に光学フィルタ素子27が配設される。   The emission end 26b of the U-shaped glass rod 261 and the incident end 26c of the U-shaped glass rod 262 are arranged to face each other, and the optical filter element 27 is arranged therebetween.

この光学フィルタ素子27は、その透過光量を電気的に制御(減衰)可能な素子、具体的には液晶シャッタ機構、メカニカルシャッタ機構、開口絞り機構、及び回動周面に配置した減光率の異なる複数の減光フィルタ中の1つを光路中に選択的に挿入する減光フィルタホイール機構、などで構成される。   The optical filter element 27 is an element that can electrically control (attenuate) the amount of transmitted light, specifically, a liquid crystal shutter mechanism, a mechanical shutter mechanism, an aperture stop mechanism, and a dimming rate arranged on a rotating peripheral surface. A neutral density filter wheel mechanism that selectively inserts one of a plurality of different neutral density filters into the optical path, and the like.

この光学フィルタ素子27で透過光量が意図的に減衰された補色光CLは、コ字状ガラスロッド262の入射端26cよりコ字状ガラスロッド262に入射し、これも各ロッド中を図中に矢印Rで示す方向に進み、途中の上記全反射ミラー部分で2回反射した後にコ字状ガラスロッド262の出射端26dより出射する。   The complementary color light CL whose transmitted light amount is intentionally attenuated by the optical filter element 27 is incident on the U-shaped glass rod 262 from the incident end 26c of the U-shaped glass rod 262. The light travels in the direction indicated by the arrow R, and is reflected twice by the total reflection mirror portion on the way, and then exits from the exit end 26d of the U-shaped glass rod 262.

コ字状ガラスロッド261の入射端26aとコ字状ガラスロッド262の出射端26dは、相対向するように配置され、且つ上記図1で示すように光源からの光が直接照射されるカラーホイール24の部分をその表裏で挟み込むようにして配置されるものであり、出射端26dより出射した、減衰した補色光CLはカラーホイール24に45°の角度で投射され、上記目的色光OLとともにインテグレータ25に入射される。   The incident end 26a of the U-shaped glass rod 261 and the exit end 26d of the U-shaped glass rod 262 are arranged so as to face each other, and as shown in FIG. 24 is disposed so as to be sandwiched between the front and back sides thereof, and the attenuated complementary color light CL emitted from the emission end 26d is projected onto the color wheel 24 at an angle of 45 °, and the integrator 25 together with the target color light OL. Is incident on.

このインテグレータ25内では、上記目的色光OLと補色光CLとがそれぞれインテグレータ25の内周面で反射を繰返して適宜重畳されながらインテグレータ25内を進んでいく。   In the integrator 25, the target color light OL and the complementary color light CL are reflected on the inner peripheral surface of the integrator 25 and proceed through the integrator 25 while being appropriately superimposed.

しかして、インテグレータ25の出射する、目的色光OLと補色光CLとが重畳され、且つ輝度密度が平均化された光が、ここでは図示しない空間的光学変調素子であるマイクロミラー素子に送られてその色光に応じた光像が形成され、同じく図示しない投影形のレンズ群によって投影対象のスクリーン上に投影表示される。   Accordingly, the light emitted from the integrator 25 in which the target color light OL and the complementary color light CL are superimposed and the luminance density is averaged is sent to a micromirror element that is a spatial optical modulation element (not shown). A light image corresponding to the color light is formed, and is projected and displayed on the screen to be projected by a projection lens group (not shown).

なお、インテグレータ25以降の投影系に関する構成は、一般的なDLP(登録商標)方式のプロジェクタ装置と基本的に同様であるため、その図示と説明については省略するものとする。   Since the configuration related to the projection system after the integrator 25 is basically the same as that of a general DLP (registered trademark) projector device, illustration and description thereof will be omitted.

上記のような構成にあっては、カラーホイール24で反射された、本来は投影に利用されない補色光CLを光リサイクルループ26で回収し、光学フィルタ素子27で意図的に減衰させた後にカラーホイール24を透過した目的色光OLに重畳して投影動作を実行させることになる。   In the above configuration, the complementary color light CL that is reflected by the color wheel 24 and is not originally used for projection is collected by the light recycling loop 26 and attenuated by the optical filter element 27 after being intentionally attenuated. The projection operation is executed by superimposing on the target color light OL that has passed through 24.

光学フィルタ素子27は、上述した如く電気的に透過光量を制御できるものであり、カラーホイール24の回転位置、より正確にはカラーホイール24の各R,G,Bのセグメントが光源からの光路中に挿入されるタイミングに同期してその透過光量を可変制御する。   The optical filter element 27 can electrically control the amount of transmitted light as described above, and the rotational position of the color wheel 24, more precisely, each R, G, B segment of the color wheel 24 is in the optical path from the light source. The amount of transmitted light is variably controlled in synchronism with the insertion timing.

例えば、光学フィルタ素子27を液晶シャッタ機構で構成した場合には、液晶シャッタ機構を構成するモノクロの液晶パネルの全信号電極に印加する電圧を加減制御することで、表示階調を「白(全透過)」と「黒(全遮蔽)」との間で制御することにより、透過される光量を調整することができる。   For example, when the optical filter element 27 is configured by a liquid crystal shutter mechanism, the display gradation is set to “white (all) by controlling the voltage applied to all the signal electrodes of the monochrome liquid crystal panel constituting the liquid crystal shutter mechanism. The amount of light transmitted can be adjusted by controlling between “transmission)” and “black (total shielding)”.

また、光学フィルタ素子27をメカニカルシャッタ機構で構成する場合には、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入された開始時のタイミングでメカニカルシャッタを開状態とし、その後、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入されている間にメカニカルシャッタを閉状態とするまでの時間を制御することにより、透過される光量を調整することができる。   When the optical filter element 27 is configured by a mechanical shutter mechanism, the mechanical shutter is opened at the start timing when the color segment is inserted into the optical path from the light source, and then the color segment is the light source. The amount of transmitted light can be adjusted by controlling the time until the mechanical shutter is closed while being inserted into the optical path from the center.

また、光学フィルタ素子27を開口絞り機構で構成する場合には、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入されている間の開口絞りの口径を制御することにより、透過される光量を調整することができる。   Further, when the optical filter element 27 is configured by an aperture stop mechanism, the amount of transmitted light is adjusted by controlling the aperture aperture diameter while the color segment is inserted in the optical path from the light source. be able to.

また、光学フィルタ素子27を減光フィルタホイール機構で構成する場合には、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入されている間にコ字状ガラスロッド261の出射端26bとコ字状ガラスロッド262の入射端26cの間の光路中に位置させる減光フィルタの減光率を制御することにより、透過される光量を調整することができる。   Further, when the optical filter element 27 is constituted by a neutral density filter wheel mechanism, the emission end 26b of the U-shaped glass rod 261 and the U-shaped glass while the segment of the color is inserted in the optical path from the light source. By controlling the attenuation rate of the neutral density filter located in the optical path between the incident ends 26c of the rods 262, the amount of light transmitted can be adjusted.

このように、本来は反射により無効とされてしまう補色光CLを回収した上で意図的にその光量を制限して、カラーホイール24を透過した後の目的色光OLに重畳し、インテグレータ25を介して投影動作を実行させる。   As described above, after the complementary color light CL that is originally invalidated by reflection is collected, the amount of light is intentionally limited, and is superimposed on the target color light OL that has passed through the color wheel 24, and passes through the integrator 25. To execute the projection operation.

したがって、光学フィルタ素子27で減衰させる補色光CLの光量を少なくし、目的色光OLに重畳される補色光CLの割合が高くなるに連れて、カラーホイール24を構成するR,G,B各セグメントのダイクロイックフィルタの性能を悪化させ、投影画像の色再現範囲を狭める結果となってしまう。   Therefore, as the amount of the complementary color light CL attenuated by the optical filter element 27 is reduced and the proportion of the complementary color light CL superimposed on the target color light OL increases, the R, G, B segments constituting the color wheel 24 are increased. This deteriorates the performance of the dichroic filter and narrows the color reproduction range of the projected image.

しかしながら、特に人間の眼は色彩よりも輝度による影響が大きく、プロジェクタ装置においては、色の再現性よりもまず明るさが優先される場合があるので、必要とされる状況に応じ、色の再現性を犠牲にする代わりに、より明るい画像を投影することができる。   However, in particular, human eyes are more influenced by luminance than color, and in projector devices, brightness may be given priority over color reproducibility. Instead of sacrificing sex, a brighter image can be projected.

図3(A)〜図3(C)は、光学フィルタ素子27での補色光CLの透過量(減衰量)を制御して各種表示モードを設定した場合の、投影画像で得られる色別の明るさをグラフ化して示すものである。   FIG. 3A to FIG. 3C show the color-by-color obtained in the projection image when various display modes are set by controlling the transmission amount (attenuation amount) of the complementary color light CL through the optical filter element 27. The brightness is shown as a graph.

図3(A)は彩度優先モード、図3(B)は中間モード、図3(C)は明度優先モードでの各色の明るさを示すもので、いずれも「W」「Y(Y′,Y″)」「C(C′,C″)」「G(G′,G″)」「M(M′,M″)」「R(R′,R″)」「B(B′,B″)」はそれぞれ「白(透明)(White)」、「黄(Yellow)」「シアン(Cyan)」「緑(Green)」「マゼンタ(Magenta)」「赤(Red)」「青(Blue)」を示す。   3A shows the brightness of each color in the saturation priority mode, FIG. 3B shows the intermediate mode, and FIG. 3C shows the brightness of each color in the brightness priority mode. , Y ″) ”“ C (C ′, C ″) ”“ G (G ′, G ″) ”“ M (M ′, M ″) ”“ R (R ′, R ″) ”“ B (B ′ , B ″) ”are“ White ”,“ Yellow ”,“ Cyan ”,“ Green ”,“ Magenta ”,“ Red ”,“ Blue ”, respectively. Blue) ”.

図3(A)の彩度優先モードは、光学フィルタ素子27で補色光CLを完全に減衰(遮蔽)するか、あるいは同減衰率を極力大きく設定した場合について例示するもので、目的色光OLに重畳する補色光CLの割合を極力抑えたものとする。これにより、元の画像信号に忠実な色彩の画像を投影するもので、投影する画像の明るさについては一般的なプロジェクタ装置と大差がない。   The saturation priority mode shown in FIG. 3A illustrates the case where the complementary color light CL is completely attenuated (shielded) by the optical filter element 27 or the attenuation rate is set as large as possible. It is assumed that the ratio of the complementary color light CL to be superimposed is suppressed as much as possible. Thus, an image having a color faithful to the original image signal is projected, and the brightness of the projected image is not much different from that of a general projector apparatus.

対して、図3(C)の明度優先モードは、光学フィルタ素子27での減衰率を最も低く設定し、目的色光OLに重畳する補色光CLの割合を充分大きなものとする。これにより、元の画像信号の色彩の再現性は大幅に低下してモノクロ画像に近い、色彩の薄い印象の画像となるが、その分だけ画像全体を明るいものとしてコントラストが高く、「メリハリ」のきいた画像を投影することができる。   On the other hand, in the brightness priority mode of FIG. 3C, the attenuation rate in the optical filter element 27 is set to the lowest, and the ratio of the complementary color light CL superimposed on the target color light OL is made sufficiently large. As a result, the reproducibility of the color of the original image signal is greatly reduced, resulting in an image with a light color that is close to a monochrome image, but the entire image is brighter and the contrast is high. A clear image can be projected.

図3(B)は、上記図3(A)と図3(C)の中間であり、ある程度の色彩の再現性と明るさとを両立し得るものとなる。   FIG. 3B is an intermediate between the above-described FIG. 3A and FIG. 3C, and can achieve a certain level of color reproducibility and brightness.

以上に説明した如く、複数の光学変調素子を用いるなどの複雑な構成をとることなく、構成をより簡易なものとしながらも、カラーホイール24で反射された、本来は使用しない補色光CLを有効に活用して、より明るい画像を投影することが可能となる。   As described above, it is possible to effectively use the complementary color light CL that is reflected by the color wheel 24 and is not originally used, while simplifying the configuration without using a complicated configuration such as using a plurality of optical modulation elements. This makes it possible to project a brighter image.

また、上記実施の形態では、光源からの光軸が45°の角度で各ダイクロイックフィルタに当接するようにカラーホイール24の回転軸を傾けて配置するものとしたことにより、カラーホイール24での補色光CLの反射と光リサイクルループ26による回収、及び目的色光OLへの重畳を正確にコントロールすることができる。   Further, in the above-described embodiment, the color wheel 24 is arranged with the rotation axis inclined so that the optical axis from the light source is in contact with each dichroic filter at an angle of 45 °. The reflection of the light CL, the collection by the light recycling loop 26, and the superimposition on the target color light OL can be accurately controlled.

なお、上記実施の形態では、光リサイクルループ26を複数のガラスロッドにより構成するものとして説明したが、本発明はこれに限ることなく、他にも内周面全面を全反射ミラーで構成した中空のライトトンネルや複数の光ファイバを束ねて構成する光ファイバ束で構成するものとしてもよい。   In the above-described embodiment, the light recycling loop 26 is described as being configured by a plurality of glass rods. However, the present invention is not limited to this, and the entire inner peripheral surface is a hollow formed by a total reflection mirror. It is good also as what is comprised with the optical fiber bundle which bundles and comprises the light tunnel of this, and a some optical fiber.

上記ライトトンネルを用いた場合には、光源側の構成をより軽量化することができ、また光ファイバ束を用いた場合には曲線状に曲げて構成することができるために小型化に寄与できる。   When the light tunnel is used, the configuration on the light source side can be reduced in weight, and when an optical fiber bundle is used, it can be bent and configured in a curved shape, thereby contributing to downsizing. .

また、上記実施の形態では、上記光リサイクルループ26がカラーホイール24で回収した補色光CLに対し、その光量(減光量)を光学フィルタ素子27で調整した上でカラーホイール24透過後の目的色光OLに重畳させるものとしたので、色彩を優先させる場合や色彩よりも明るさを優先する場合、あるいはその中間である場合など、ユーザの必要とする状況に対応して当画像の画質を任意に選択することができる。   In the above embodiment, the target color light after passing through the color wheel 24 after adjusting the light amount (reduced light amount) with the optical filter element 27 with respect to the complementary color light CL collected by the color wheel 24 by the light recycling loop 26. Since the image is superimposed on the OL, the image quality of the image can be arbitrarily set according to the situation required by the user, such as when priority is given to color, brightness is given priority over color, or in the middle. You can choose.

そのような光学フィルタ素子27として、具体的には液晶シャッタ機構、メカニカルシャッタ機構、開口絞り機構、及び回動周面に配置した減光率の異なる複数の減光フィルタ中の1つを光路中に選択的に挿入する減光フィルタホイール機構を考えることができ、いずれも光学フィルタ素子27を透過する光量を正確にコントロールして、効率的に減光させることができる。   As such an optical filter element 27, specifically, one of a liquid crystal shutter mechanism, a mechanical shutter mechanism, an aperture stop mechanism, and a plurality of attenuating filters having different attenuation rates arranged on the rotating peripheral surface is disposed in the optical path. A light-reducing filter wheel mechanism that is selectively inserted into the optical filter element 27 can be considered, and in both cases, the amount of light transmitted through the optical filter element 27 can be accurately controlled to efficiently reduce light.

また、上記実施の形態では、リサイクルループ26において所定量の光を目的色光OLに重畳させるようにした場合、時分割に構成した光の色と対応した空間光変調器での光変調を行なうにあたっては、R,G,Bと対応するような画像となるように制御せずとも構わない。   Further, in the above embodiment, when a predetermined amount of light is superimposed on the target color light OL in the recycle loop 26, when performing light modulation with the spatial light modulator corresponding to the color of the light configured in time division. May not be controlled so as to be an image corresponding to R, G, B.

例えば、目的光色OLが「赤」のときはリサイクルループ26に入射した光の3割を重畳し、目的光色OLが「緑」のときはリサイクルループ26に入射した光の4割を重畳し、目的光色OLが「青」のときはリサイクルループ26に入射した光の2割を重畳するものとした場合、目的光色OLとリサイクルした光とを重畳した合成光の関係は、実際には目的色光OLが「赤」の時には合成光が「ピンク色」、目的色光OLが「緑」の時には合成光が「うぐいす色」、目的色光OLが「青」の時には合成光が「水色」となるので、上記空間光変調器での光変調は、ピンク色、うぐいす色、水色と対応するような画像となるように制御した方が、より自然で適切な画像となり得る。   For example, when the target light color OL is “red”, 30% of the light incident on the recycle loop 26 is superimposed, and when the target light color OL is “green”, 40% of the light incident on the recycle loop 26 is superimposed. When the target light color OL is “blue”, when 20% of the light incident on the recycle loop 26 is superimposed, the relationship between the target light color OL and the combined light superimposed on the recycled light is actually When the target color light OL is “red”, the composite light is “pink”, when the target color light OL is “green”, the composite light is “light blue”, and when the target color light OL is “blue”, the composite light is “light blue”. Therefore, it is possible to obtain a more natural and appropriate image by controlling the light modulation by the spatial light modulator so as to obtain an image corresponding to pink, light blue, and light blue.

(第2の実施の形態)
以下、本発明をDLP(Digital Light Processing)(登録商標)方式のプロジェクタ装置に適用した場合の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment in the case where the present invention is applied to a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark) projector will be described below with reference to the drawings.

図4は、同実施の形態に係るプロジェクタ装置の光学系の構成を示すものである。同図で、高圧水銀灯等で構成される光源ランプ31がリフレクタ32内に配置されている。この光源ランプ31からの光、及び該光源ランプ31から発せられた後にリフレクタ32内面で反射された光が、光源側レンズ33を介して略平行光とされた後に、回転駆動されるカラーホイール34の一部で反射される。   FIG. 4 shows the configuration of the optical system of the projector apparatus according to the embodiment. In the figure, a light source lamp 31 composed of a high-pressure mercury lamp or the like is disposed in a reflector 32. The light from the light source lamp 31 and the light emitted from the light source lamp 31 and reflected on the inner surface of the reflector 32 are converted into substantially parallel light through the light source side lens 33 and then rotated to be driven. Reflected by a part of.

このカラーホイール34は、R(赤),G(緑),B(青)の各セグメントの扇形のダイクロイックミラーを円周上に分割配置したものであり、図1に示す如く光源ランプ31を含む光源側からの光軸に対して45°の角度でその回転軸が傾けて配置される。   The color wheel 34 is formed by dividing fan-shaped dichroic mirrors of R (red), G (green), and B (blue) segments on the circumference, and includes a light source lamp 31 as shown in FIG. The rotation axis is inclined at an angle of 45 ° with respect to the optical axis from the light source side.

したがって、各色のダイクロイックミラーは、光源側からの光路中に挿入された状態で、当該ミラーが直交する方向より外周側に45°傾いた角度より光源光が照射されることとなる。   Accordingly, the dichroic mirrors of the respective colors are irradiated with the light source light at an angle inclined by 45 ° toward the outer peripheral side from the direction in which the mirrors are orthogonal to each other while being inserted in the optical path from the light source side.

しかして、カラーホイール34で反射された色光(以下「目的色光」と称する)OLは、直接インテグレータ35に送られる。   Accordingly, the color light (hereinafter referred to as “target color light”) OL reflected by the color wheel 34 is sent directly to the integrator 35.

一方で、上記光源側レンズ33を介して送られてきた光源光のうち、カラーホイール34で対象波長範囲外であるために反射することができず、透過した光(以下「補色光CL」と称する)が光リサイクルループ36の入射端36aより回収される。   On the other hand, among the light source light transmitted through the light source side lens 33, the color wheel 34 is not reflected because it is out of the target wavelength range, and transmitted light (hereinafter referred to as “complementary color CL”). Is collected from the incident end 36 a of the light recycling loop 36.

この光リサイクルループ36は、例えば図示する如く2対のプリズムミラー(ペンタプリズム)361,362を組み合わせて構成される。
第1のプリズムミラー361で鋭角に反射された補色光CLは、プリズムミラー361の出射端36bより出射する。
The light recycling loop 36 is configured by combining, for example, two pairs of prism mirrors (penta prisms) 361 and 362 as illustrated.
The complementary color light CL reflected at an acute angle by the first prism mirror 361 is emitted from the emission end 36 b of the prism mirror 361.

第1のプリズムミラー361の出射端36bと第2のプリズムミラー362の入射端36cとが相対向して配置され、その間に光学フィルタ素子37が配設される。   The exit end 36b of the first prism mirror 361 and the entrance end 36c of the second prism mirror 362 are disposed opposite to each other, and the optical filter element 37 is disposed therebetween.

この光学フィルタ素子37は、その透過光量を電気的に制御(減衰)可能な素子、具体的には液晶シャッタ機構、メカニカルシャッタ機構、開口絞り機構、及び回動周面に配置した減光率の異なる複数の減光フィルタ中の1つを光路中に選択的に挿入する減光フィルタホイール機構、などで構成される。   The optical filter element 37 is an element that can electrically control (attenuate) the amount of transmitted light, specifically, a liquid crystal shutter mechanism, a mechanical shutter mechanism, an aperture stop mechanism, and a dimming rate arranged on a rotating peripheral surface. A neutral density filter wheel mechanism that selectively inserts one of a plurality of different neutral density filters into the optical path, and the like.

この光学フィルタ素子37で透過光量が意図的に減衰された補色光CLは、第2のプリズムミラー362の入射端36cより入射し、鋭角に反射された後に出射端36dより出射する。   The complementary color light CL whose transmitted light amount is intentionally attenuated by the optical filter element 37 enters from the incident end 36c of the second prism mirror 362, is reflected at an acute angle, and then exits from the output end 36d.

この第2のプリズムミラー362の出射端36dは、上記カラーホイール34を介して上記インテグレータ35の入射面に対向配置されるものであり、出射端36dより出射した、減衰した補色光CLはカラーホイール34に45°の角度で投射され、ここを透過して上記目的色光OLとともにインテグレータ35に入射される。   The exit end 36d of the second prism mirror 362 is disposed opposite to the entrance surface of the integrator 35 via the color wheel 34. The attenuated complementary color light CL emitted from the exit end 36d is the color wheel. 34 is projected at an angle of 45 °, passes therethrough, and enters the integrator 35 together with the target color light OL.

このインテグレータ35内では、上記目的色光OLと補色光CLとがそれぞれインテグレータ35の内周面で反射を繰返して適宜重畳されながらインテグレータ35内を進んでいく。   In the integrator 35, the target color light OL and the complementary color light CL are reflected on the inner peripheral surface of the integrator 35 and proceed through the integrator 35 while being appropriately superimposed.

しかして、インテグレータ35の出射する、目的色光OLと補色光CLとが重畳され、且つ輝度密度が平均化された光が、ここでは図示しない空間的光学変調素子であるマイクロミラー素子に送られてその色光に応じた光像が形成され、同じく図示しない投影形のレンズ群によって投影対象のスクリーン上に投影表示される。   Accordingly, the light emitted from the integrator 35 in which the target color light OL and the complementary color light CL are superimposed and the luminance density is averaged is sent to a micromirror element which is a spatial optical modulation element (not shown). A light image corresponding to the color light is formed, and is projected and displayed on the screen to be projected by a projection lens group (not shown).

なお、インテグレータ35以降の投影系に関する構成は、一般的なDLP(登録商標)方式のプロジェクタ装置と基本的に同様であるため、その図示と説明については省略するものとする。   Note that the configuration relating to the projection system after the integrator 35 is basically the same as that of a general DLP (registered trademark) projector, and therefore illustration and description thereof will be omitted.

上記のような構成にあっては、カラーホイール34で透過された、本来は投影に利用されない補色光CLを光リサイクルループ36で回収し、光学フィルタ素子37で意図的に減衰させた後にカラーホイール34を反射した目的色光OLに重畳して投影動作を実行させることになる。   In the configuration as described above, the complementary color light CL, which is originally not used for projection, transmitted by the color wheel 34 is collected by the light recycling loop 36 and is intentionally attenuated by the optical filter element 37, and then the color wheel. The projection operation is executed by superimposing the light on the target color light OL reflected by the lens 34.

光学フィルタ素子37は、上述した如く電気的に透過光量を制御できるものであり、カラーホイール34の回転位置、より正確にはカラーホイール34を構成するダイクロイックミラーによる各R,G,Bのセグメントが光源からの光路中に挿入されるタイミングに同期してその透過光量を可変制御する。   As described above, the optical filter element 37 can electrically control the amount of transmitted light, and the rotational position of the color wheel 34, more precisely, each R, G, B segment by the dichroic mirror constituting the color wheel 34 is determined. The amount of transmitted light is variably controlled in synchronization with the timing of insertion into the optical path from the light source.

例えば、光学フィルタ素子37を液晶シャッタ機構で構成した場合には、液晶シャッタ機構を構成するモノクロの液晶パネルの全信号電極に印加する電圧を加減制御することで、表示階調を「白(全透過)」と「黒(全遮蔽)」との間で制御することにより、透過される光量を調整することができる。   For example, when the optical filter element 37 is configured by a liquid crystal shutter mechanism, the display gradation is set to “white (all) by controlling the voltage applied to all the signal electrodes of the monochrome liquid crystal panel constituting the liquid crystal shutter mechanism. The amount of light transmitted can be adjusted by controlling between “transmission)” and “black (total shielding)”.

また、光学フィルタ素子37をメカニカルシャッタ機構で構成する場合には、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入された開始時のタイミングでメカニカルシャッタを開状態とし、その後、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入されている間にメカニカルシャッタを閉状態とするまでの時間を制御することにより、透過される光量を調整することができる。   Further, when the optical filter element 37 is configured by a mechanical shutter mechanism, the mechanical shutter is opened at the start timing when the color segment is inserted into the optical path from the light source, and then the color segment is the light source. The amount of transmitted light can be adjusted by controlling the time until the mechanical shutter is closed while being inserted into the optical path from the center.

また、光学フィルタ素子37を開口絞り機構で構成する場合には、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入されている間の開口絞りの口径を制御することにより、透過される光量を調整することができる。   Further, when the optical filter element 37 is configured by an aperture stop mechanism, the amount of light transmitted is adjusted by controlling the aperture diameter of the aperture stop while the color segment is inserted in the optical path from the light source. be able to.

また、光学フィルタ素子37を減光フィルタホイール機構で構成する場合には、当該色のセグメントが光源からの光路に挿入されている間に第1のプリズムミラー361の出射端36bと第2のプリズムミラー362の入射端36cの間の光路中に位置させる減光フィルタの減光率を制御することにより、透過される光量を調整することができる。   Further, when the optical filter element 37 is configured by a neutral density filter wheel mechanism, the emission end 36b of the first prism mirror 361 and the second prism while the color segment is inserted in the optical path from the light source. The amount of transmitted light can be adjusted by controlling the attenuation rate of the neutral density filter located in the optical path between the incident ends 36c of the mirror 362.

このように、本来は透過により無効とされてしまう補色光CLを回収した上で意図的にその光量を制限して、カラーホイール34を反射した後の目的色光OLに重畳し、インテグレータ35を介して投影動作を実行させる。   As described above, after the complementary color light CL that is originally invalidated by transmission is collected, the light amount is intentionally limited, and is superimposed on the target color light OL after being reflected by the color wheel 34, via the integrator 35. To execute the projection operation.

したがって、光学フィルタ素子37で減衰させる補色光CLの光量を少なくし、目的色光OLに重畳される補色光CLの割合が高くなるに連れて、カラーホイール34を構成するR,G,B各セグメントのダイクロイックミラーの性能を悪化させ、投影画像の色再現範囲を狭める結果となってしまう。   Therefore, as the amount of the complementary color light CL attenuated by the optical filter element 37 is reduced and the proportion of the complementary color light CL superimposed on the target color light OL increases, the R, G, B segments constituting the color wheel 34 are increased. As a result, the performance of the dichroic mirror is deteriorated and the color reproduction range of the projected image is narrowed.

しかしながら、特に人間の眼は色彩よりも輝度による影響が大きく、プロジェクタ装置においては、色の再現性よりもまず明るさが優先される場合があるので、必要とされる状況に応じ、色の再現性を犠牲にする代わりに、より明るい画像を投影することができる。   However, in particular, human eyes are more affected by luminance than color, and in projector devices, brightness may be given priority over color reproducibility. Instead of sacrificing sex, a brighter image can be projected.

以上に説明した如く、複数の光学変調素子を用いるなどの複雑な構成をとることなく、構成をより簡易なものとしながらも、カラーホイール34で透過された、本来は使用しない補色光CLを有効に活用して、より明るい画像を投影することが可能となる。   As described above, it is possible to effectively use the complementary color light CL that is transmitted by the color wheel 34 and is not used, while simplifying the configuration without using a complicated configuration such as using a plurality of optical modulation elements. This makes it possible to project a brighter image.

なお、上記第2の実施の形態では、光リサイクルループ36を2つのプリズムミラー361,362により構成するものとしたので、第1の実施の形態で示したコ字状ガラスロッド261,262で構成した光リサイクルループ26に比して、よりコンパクトにすることができ、コストの低減と装置全体の小型化に寄与することができる。   In the second embodiment, since the light recycling loop 36 is constituted by the two prism mirrors 361 and 362, it is constituted by the U-shaped glass rods 261 and 262 shown in the first embodiment. As compared with the optical recycling loop 26, it can be made more compact, contributing to cost reduction and downsizing of the entire apparatus.

また、上記実施の形態では、リサイクルループ26において所定量の光を目的色光OLに重畳させるようにした場合、時分割に構成した光の色と対応した空間光変調器での光変調を行なうにあたっては、R,G,Bと対応するような画像となるように制御せずとも構わない。   Further, in the above embodiment, when a predetermined amount of light is superimposed on the target color light OL in the recycle loop 26, when performing light modulation with the spatial light modulator corresponding to the color of the light configured in time division. May not be controlled so as to be an image corresponding to R, G, B.

例えば、目的光色OLが「赤」のときはリサイクルループ26に入射した光の3割を重畳し、目的光色OLが「緑」のときはリサイクルループ26に入射した光の4割を重畳し、目的光色OLが「青」のときはリサイクルループ26に入射した光の2割を重畳するものとした場合、目的光色OLとリサイクルした光とを重畳した合成光の関係は、実際には目的色光OLが「赤」の時には合成光が「ピンク色」、目的色光OLが「緑」の時には合成光が「うぐいす色」、目的色光OLが「青」の時には合成光が「水色」となるので、上記空間光変調器での光変調は、ピンク色、うぐいす色、水色と対応するような画像となるように制御した方が、より自然で適切な画像となり得る。   For example, when the target light color OL is “red”, 30% of the light incident on the recycle loop 26 is superimposed, and when the target light color OL is “green”, 40% of the light incident on the recycle loop 26 is superimposed. When the target light color OL is “blue”, when 20% of the light incident on the recycle loop 26 is superimposed, the relationship between the target light color OL and the combined light superimposed on the recycled light is actually When the target color light OL is “red”, the composite light is “pink”, when the target color light OL is “green”, the composite light is “light blue”, and when the target color light OL is “blue”, the composite light is “light blue”. Therefore, it is possible to obtain a more natural and appropriate image by controlling the light modulation by the spatial light modulator so as to obtain an image corresponding to pink, light blue, and light blue.

さらに、上記第1及び第2の実施の形態はいずれも、画像信号に応じた光像を形成するための光学変調素子としてマイクロミラー素子を用いるDLP(登録商標)方式のプロジェクタ装置に適用した場合について例示したが、本発明はこれに限るものではなく、透過型の液晶表示パネル、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)を含む反射型の液晶表示パネル、あるいはGLV(Grating Light Value:光回析格子)技術を用いたG×L(登録商標)素子など、いずれの空間的光変調素子を用いる投影装置であっても、光源に交流駆動の放電ランプを用いるものであれば同様に適用することが可能となる。   Further, both the first and second embodiments are applied to a DLP (registered trademark) projector apparatus that uses a micromirror element as an optical modulation element for forming an optical image corresponding to an image signal. However, the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to this, and a transmissive liquid crystal display panel, a reflective liquid crystal display panel including LCOS (Liquid Crystal On Silicon), or a GLV (Grating Light Value). A projection apparatus using any spatial light modulation element such as a G × L (registered trademark) element using a technology can be similarly applied as long as it uses an AC-driven discharge lamp as a light source. It becomes.

その他、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施の形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施の形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件により適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が構成が発明として抽出され得る。   In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, the functions executed in the above-described embodiments may be combined as appropriate as possible. The above-described embodiment includes various stages, and various inventions can be extracted by an appropriate combination according to a plurality of disclosed structural requirements. For example, even if several constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, if an effect is obtained, the configuration from which the constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

本発明の第1の実施の形態に係るプロジェクタ装置の光学系の構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of an optical system of a projector device according to a first embodiment of the present invention. 同実施の形態に係る光リサイクルループの具体構成を例示する斜視図。The perspective view which illustrates the specific structure of the optical recycling loop which concerns on the same embodiment. 同実施の形態に係る各投影色毎の明るさを例示する図。The figure which illustrates the brightness for every projection color which concerns on the embodiment. 本発明の第2の実施の形態に係るプロジェクタ装置の光学系の構成を示す図。The figure which shows the structure of the optical system of the projector apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 一般的なプロジェクタ装置の光学系の構成を示す図。The figure which shows the structure of the optical system of a general projector apparatus. 図5のカラーホイールの構成を示す図。The figure which shows the structure of the color wheel of FIG. 図6のカラーホイールを用いた各投影色毎の明るさを例示する図。The figure which illustrates the brightness for each projection color using the color wheel of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…光源ランプ、12…リフレクタ、13,13′…カラーホイール、14…インテグレータ、15…光源側レンズ群、16…ミラー、17…マイクロミラー素子、18…投影レンズ群、21…光源ランプ、22…リフレクタ、23…光源側レンズ、24…(ダイクロイックフィルタ)カラーホイール、25…インテグレータ、26…光リサイクルループ、26a,26c…入射端、26b,26d…出射端、261,262…コ字状ガラスロッド、27…光学フィルタ素子、31…光源ランプ、32…リフレクタ、33…光源側レンズ、34…(ダイクロイックミラー)カラーホイール、35…インテグレータ、36…光リサイクルループ、36a,36c…入射端、36b,36d…出射端、361,362…プリズムミラー(ペンタプリズム)、37…光学フィルタ素子、CL…補色光、OL…目的色光。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Light source lamp, 12 ... Reflector, 13, 13 '... Color wheel, 14 ... Integrator, 15 ... Light source side lens group, 16 ... Mirror, 17 ... Micromirror element, 18 ... Projection lens group, 21 ... Light source lamp, 22 ... Reflector, 23 ... Light source side lens, 24 ... (Dichroic filter) color wheel, 25 ... Integrator, 26 ... Light recycling loop, 26a, 26c ... Incoming end, 26b, 26d ... Outgoing end, 261,262 ... U-shaped glass Rod, 27 ... Optical filter element, 31 ... Light source lamp, 32 ... Reflector, 33 ... Light source side lens, 34 ... (Dichroic mirror) color wheel, 35 ... Integrator, 36 ... Light recycling loop, 36a, 36c ... Incident end, 36b , 36d ... emission end, 361, 362 ... prism mirror (penta Rhythm), 37 ... optical filter element, CL ... complementary color, OL ... object color light.

Claims (9)

光源と、
それぞれ異なる目的の波長帯域の色光を透過させる複数のダイクロイックフィルタを回転面に分割配置し、上記光源からの光路中に回転面の一部を挿入して時分割的に複数の色光を透過させるカラーホイールと、
このカラーホイールで反射された光を上記カラーホイールの透過光に重畳させるリサイクルループ手段と、
このリサイクルループ手段を通過する光量を調整する通過光量調整手段と、
上記リサイクルループ手段で反射光の一部が重畳された上記カラーホイールの透過光を用い、複数の色光に対応した光像を時分割で形成してカラー画像の投影を行なう投影手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
A light source;
Multiple dichroic filters that transmit colored light in different target wavelength bands are divided and arranged on the rotating surface, and a part of the rotating surface is inserted in the optical path from the light source to transmit multiple colored lights in a time-sharing manner. Wheels,
Recycle loop means for superimposing the light reflected by the color wheel on the transmitted light of the color wheel;
Passing light amount adjusting means for adjusting the amount of light passing through the recycling loop means;
Projecting means for projecting a color image by forming a light image corresponding to a plurality of color lights in a time-sharing manner using the transmitted light of the color wheel on which a part of the reflected light is superimposed by the recycling loop means A projection apparatus characterized by that.
光源と、
それぞれ異なる目的の波長帯域の色光を反射させる複数のダイクロイックミラーを回転面に分割配置し、上記光源からの光路中に回転面の一部を挿入して時分割的に複数の色光を反射させるカラーホイールと、
このカラーホイールで透過された光を上記カラーホイールの反射光に重畳させるリサイクルループ手段と、
このリサイクルループ手段を通過する光量を調整する通過光量調整手段と、
上記リサイクルループ手段で透過光の一部が重畳された上記カラーホイールの反射光を用い、空間光変調器に入射する複数の色光に対応した光像を時分割で形成してカラー画像の投影を行なう投影手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。
A light source;
Multiple dichroic mirrors that reflect colored light in different target wavelength bands are divided and arranged on the rotating surface, and a part of the rotating surface is inserted in the optical path from the light source to reflect multiple colored lights in a time-sharing manner Wheels,
Recycle loop means for superimposing the light transmitted by the color wheel on the reflected light of the color wheel;
Passing light amount adjusting means for adjusting the amount of light passing through the recycling loop means;
Using the reflected light of the color wheel on which part of the transmitted light is superimposed by the recycling loop means, a light image corresponding to a plurality of color lights incident on the spatial light modulator is formed in a time-sharing manner to project a color image. A projection apparatus comprising: a projecting means for performing.
上記カラーホイールを、上記光源からの光軸が略45°の角度で各ダイクロイックフィルタまたはダイクロイックミラーに当接するように回転軸を傾けて配置することを特徴とする請求項1または2記載の投影装置。   3. The projection apparatus according to claim 1, wherein the color wheel is disposed with an axis of rotation inclined so that an optical axis from the light source is in contact with each dichroic filter or dichroic mirror at an angle of about 45 degrees. . 上記リサイクルループ手段は、ガラスロッド、ライトトンネル、及び光ファイバ束のうちの少なくとも1つで構成することを特徴とする請求項1または2記載の投影装置。   The projection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the recycling loop means includes at least one of a glass rod, a light tunnel, and an optical fiber bundle. 上記通過光量調整手段は、液晶シャッタ機構、メカニカルシャッタ機構、開口絞り機構、及び回動周面に配置した減光率の異なる複数の減光フィルタ中の1つを光路中に選択的に挿入する減光フィルタホイール機構のうちの少なくとも1つで構成することを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の投影装置。   The passing light amount adjusting means selectively inserts one of a liquid crystal shutter mechanism, a mechanical shutter mechanism, an aperture stop mechanism, and a plurality of attenuating filters having different attenuation rates arranged on the rotating peripheral surface into the optical path. The projection apparatus according to claim 1, wherein the projection apparatus includes at least one of a neutral density filter wheel mechanism. 上記リサイクルループ手段は、プリズムミラー素子で構成することを特徴とする請求項2記載の投影装置。   3. The projection apparatus according to claim 2, wherein the recycle loop means comprises a prism mirror element. 上記交換光変調器は、3原色以外の色に対応する光像を時分割に形成し、
上記投影手段は、この空間光変調器で時分割に形成された光像の投影を行なうことを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の投影装置。
The exchange light modulator forms a light image corresponding to colors other than the three primary colors in a time-sharing manner,
6. The projection apparatus according to claim 1, wherein the projection unit projects a light image formed in a time division manner by the spatial light modulator.
光源と、それぞれ異なる目的の波長帯域の色光を透過させる複数のダイクロイックフィルタを回転面に分割配置し、上記光源からの光路中に回転面の一部を挿入して時分割的に複数の色光を透過させるカラーホイールを備えた投影装置での投影方法であって、
上記カラーホイールで反射された光を上記カラーホイールの透過光に重畳させるリサイクルループ工程と、
このリサイクルループ工程中で通過光量を調整する通過光量調整工程と、
上記リサイクルループ工程で反射光の一部が重畳された上記カラーホイールの透過光を用い、複数の色光に対応した光像を時分割で形成してカラー画像の投影を行なう投影工程と
を有したことを特徴とする投影方法。
A light source and a plurality of dichroic filters that transmit colored light of different target wavelength bands are divided and arranged on the rotation surface, and a part of the rotation surface is inserted in the optical path from the light source to generate a plurality of color lights in a time-division manner. A projection method with a projection device having a color wheel to transmit,
A recycling loop step of superimposing the light reflected by the color wheel on the transmitted light of the color wheel;
A passing light amount adjusting step for adjusting the passing light amount in the recycling loop step;
A projection step of projecting a color image by forming a light image corresponding to a plurality of color lights in a time-sharing manner using the transmitted light of the color wheel on which a part of the reflected light is superimposed in the recycling loop step. A projection method characterized by that.
光源と、それぞれ異なる目的の波長帯域の色光を反射させる複数のダイクロイックミラーを回転面に分割配置し、上記光源からの光路中に回転面の一部を挿入して時分割的に複数の色光を反射させるカラーホイールを備えた投影装置の投影方法であって、
上記カラーホイールで透過された光を上記カラーホイールの反射光に重畳させるリサイクルループ工程と、
このリサイクルループ工程中で通過光量を調整する通過光量調整工程と、
上記リサイクルループ工程で透過光の一部が重畳された上記カラーホイールの反射光を用い、空間光変調器に入射する複数の色光に対応した光像を時分割で形成してカラー画像の投影を行なう投影工程と
を有したことを特徴とする投影方法。
A light source and a plurality of dichroic mirrors that reflect colored light of different target wavelength bands are divided and arranged on the rotation surface, and a part of the rotation surface is inserted in the optical path from the light source to generate a plurality of color lights in a time division manner. A projection method for a projection apparatus having a color wheel for reflection,
A recycling loop step of superimposing the light transmitted by the color wheel on the reflected light of the color wheel;
A passing light amount adjusting step for adjusting the passing light amount in the recycling loop step;
Using the reflected light of the color wheel on which part of the transmitted light is superimposed in the recycling loop process, a light image corresponding to a plurality of color lights incident on the spatial light modulator is formed in a time division manner to project a color image. A projecting step for performing projection.
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