JP2010204565A

JP2010204565A - 投射型映像表示装置

Info

Publication number: JP2010204565A
Application number: JP2009052407A
Authority: JP
Inventors: Akio Muraji; 昭雄連; Kazunobu Oketani; 和伸桶谷
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-09-16

Abstract

【課題】同一の２つのカラーホイールを用いて色純度のより高い光による照明と明るさがより明るい光による照明を切り替えることができるようにすることである。
【解決手段】前記第１のカラーホイールと第２のカラーホイールは、同一形状に構成されていると共に、第１乃至第３の特定波長域の光を透過させる同一形状の第１乃至第３のカラーフィルタを有し、第1同期状態では前記第１及び第２のカラーホイールの第1乃至第３の異なるカラーフィルタそれぞれが重なるように前記第１及び第２のカラーホイールが同期回転し、第２同期状態では前記第１及び第２のカラーホイールの片方が第１同期状態から特定角度だけ回転した状態で前記第１及び第２のカラーホイールが同期回転することである。
【選択図】図１

Description

ＤＭＤ素子を用いた投射型映像表示装置に関し、特にカラーホイールを使用した同表示装置に関する。

図９に示すプロジェクタ光学系のように、光源１、集光レンズ２、前段カラーホイール３、後段カラーホイール４、インテグレータロッド５、コリメートレンズ６、前後段のカラーホイール３、４の位置関係を検出するための検出部７、及び前後段のカラーホイール３、４の回転状態を切替える制御部８を有する照明装置１０と、ＴＩＲプリズム２０、ライトバルブ（ＤＭＤ３０）、及び投写レンズ４０とからなる構成のプロジェクタ光学系が知られている。

図１０（ａ）は、前段カラーホイール３を示したものであり、図１０（ｂ）は、後段カラーホイール４を示したものである。

第1回転状態では、前段カラーホイール３と後段カラーホイール４は、光源１から発せられた白色光を前段カラーホイール３と後段カラーホイール４の外周部に近い面に入光させ、色変調を行うことができる。つまり前段カラーホイール３の白色フィルタ６３，６４，６５を透過した光が後段カラーホイール４の色フィルタ７０，７１，７２に入射する位置関係を維持したまま２つのカラーホイールの双方が回転する。

従って前段カラーホイール３と後段カラーホイール４が一回転することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光のみが時分割で出力される。この際、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの境界に光源１から発せられた白色光が透過すると混色した光として透過することとなるため、この期間はスポークタイムと呼ばれる投射映像に使われない光となる。

第２回転状態では、前段カラーホイール３と後段カラーホイール４は、光源１から発せられた白色光を前段カラーホイール３と後段カラーホイール４の外周部に近い面に入光させ、色変調を行うことができる。つまり前段カラーホイール３の色フィルタ６１，６２、６３及び白色フィルタ６３，６４，６５を透過した光が後段カラーホイール４の白色フィルタに入射する位置関係を維持したまま前段カラーホイール３のみが回転する。

従って、前段のカラーホイールのみが一回転することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光に加えて、前後段のカラーホイール３，４のいずれによっても分離されていない未分離の光（白色光）が出力される。

先行技術文献の構成によれば、前後段のカラーホイール３，４の回転状態を第1回転状態に切り換えれば、色純度のより高い光による照明が可能であり、第２回転状態に切り換えれば、より明るい光による照明が可能である。

特開２００６−６４７３０号公報

しかしながら、先行技術文献の構成では、異なった２つのカラーホイールをそれぞれ特定の位置に設置する必要があり、ユーザが独自にカラーホイールを交換する際に、間違った位置に設置したり、カラーホイールが破損した際の部品を発注するときにも部品の取り違いを引き起こす可能性が高かった。

このような課題に鑑みて、同一の２つのカラーホイールを用いて色純度のより高い光による映像投影と明るさがより明るい光による映像投影を切り替えることができるようにする投射型映像表示装置を提供するものである。

上記課題を解決するための手段は、光源と、該光源からの光が通過する複数のカラーフィルタを有すると共に回転自在に構成された第１のカラーホイールと、前記第１のカラーホイールを通過した光が通過する複数のカラーフィルタを有すると共に、回転自在に構成された第２のカラーホイールと、前記２つのカラーホイールのカラーフィルタを通過した光を反射するＤＭＤ素子と、ＤＭＤ素子からの反射光を拡大投射する投射レンズと、を備えた投射型映像表示装置において、前記第１のカラーホイールと第２のカラーホイールは、同一形状に構成されていると共に、第１乃至第３の特定波長域の光を透過させる同一形状の第１乃至第３のカラーフィルタを有し、第1同期状態では前記第１及び第２のカラーホイールの第1乃至第３の異なるカラーフィルタそれぞれが重なるように前記第１及び第２のカラーホイールが同期回転し、第２同期状態では前記第１及び第２のカラーホイールの片方が第１同期状態から特定角度だけ回転した状態で前記第１及び第２のカラーホイールが同期回転することである。

上記構成において、前記第１乃至第３のカラーフィルタの特定波長領域は、シアン、イエロー及びマゼンタという構成でもよい。

上記構成において、前記第１乃至第３のカラーフィルタは、前記各カラーホイールの略１２０°の領域を占め、前記特定角度は略６０°という構成でもよい。

このように本発明の構成にすることにより、同一の２つのカラーホイールを用いて色純度のより高い光による映像投影と明るさがより明るい光による映像投影を切り替えることができるので、ユーザが独自にカラーホイールを交換する際に、部品の取り違いを引き起こすことがなくなる。

本願発明に係るＤＭＤ素子を使用した投射型映像表示装置の構成図本願発明に係る第１カラーホイールと第２カラーホイールの構成図本願発明に係る第１カラーホイールと第２カラーホイールの回転制御のブロック図本願発明に係る第１同期状態の第１カラーホイールと第２カラーホイールとタイミングチャートを示した図本願発明に係る第２同期状態の第１カラーホイールと第２カラーホイールとタイミングチャートを示した図本願発明に係る第１カラーホイールと第２カラーホイールの同期制御処理のフローチャート本願発明に係るＤＭＤ素子を使用した投射型映像表示装置の光学エンジンの構成図（変形例１）本願発明に係るＤＭＤ素子を使用した投射型映像表示装置の光学エンジンの構成図（変形例２）先行技術文献に係るプロジェクタ光学系先行技術文献に係る前後段カラーホイールの構成図

以下、本発明の各実施形態に係る投射型映像表示装置を図１乃至図８を参照して説明する。

尚、本発明の図に関しては模式的な図であり、詳細な形状、寸法、比率は異なることに留意すべきである。また図面相互間においても詳細な形状、寸法、比率は異なる部分が含まれている。

また、異なる図面番号に対して同一又は類似の部分に関しては同一符号を付して重複する説明は省略している。
（実施形態）
図１は、本発明で使用されるＤＭＤ（Digital Mirror Device）素子を使用した投射型映像表示装置の構成を示した図である。光学エンジン１０１は、光源１０２と、コンデンサレンズ１０３と、第１カラーホイール１０４と、第２カラーホイール１０５と、第１カラーホイールモータ１０６と、第２カラーホイールモータ１０７と、コリメータレンズ１０８と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０９と、ＤＭＤ素子１１０と、投射レンズ１１１と、第１センサユニット１１２と、第２センサユニット１１３と、第１カラーホイールモータ駆動回路１１４と、第２カラーホイールモータ駆動回路１１５と、映像信号処理回路１１６と、を備えている。

光源１０２の発光部１１７は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の白色光源から成り、その照射光はパラボラリフレクタ１１８によって平行光となって出射され、コンデンサレンズ１０３へと導かれる。

コンデンサレンズ１０３は、入射した平行光の光を集光させ、集光光を第１カラーホイール１０４に入射させる。また集光光は、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の中間位置が最集光位置となるように集光される。

第１カラーホイール１０４は、円の半径が境界となるように異なる３つの領域を有しており、第１カラーホイール１０４と共にユニット化されている第１カラーホイールモータ１０６により等速で回転する。コンデンサレンズ１０３からの白色光が第１カラーホイール１０４の分割された領域の外周部に近い面に入射すると、分割された領域は、それぞれの特定波長帯域の光のみ通過させることができる。また第１カラーホイール１０４には、位置を検出する第１センサユニット１１２が配される。

第２カラーホイール１０５も、第１カラーホイール１０４と同様に、円の半径が境界となるように異なる３つの領域を有しており、第２カラーホイール１０５と共にユニット化されている第２カラーホイールモータ１０７により等速で回転する。第１カラーホイール１０４からの光が第２カラーホイール１０５の分割された領域に入射すると、分割された領域は、それぞれの特定波長帯域の光のみ通過させることができる。また第２カラーホイール１０５には、位置を検出する第２センサユニット１１３が配される。

尚、光源１０２から発せされた白色光を外周部に近い面に入射させるのは、中心に近い面に入射させるときと比べて特定波長帯域の光を透過させる時間が長く取れるため、効率的であるためである。

コリメータレンズ１０８は、第２カラーホイール１０５から通過した光を平行光にし、その平行光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０９を透過しＤＭＤ素子１１０へ導かれる。

ＤＭＤ素子１１０は、多数のマイクロミラーが規則的に配列され、表示させる映像に対応して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０９からの光の反射方向を各マイクロミラー毎に随時変更させる。ＤＭＤ素子１１０により反射された映像表示に必要な光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０９により略直角に反射され、投射レンズ１１１に入射し拡大投射される。またＤＭＤ素子１１０により反射された映像表示に不必要な光は投射レンズ１１１に入射しない角度で反射させる。

映像信号処理回路１１６、第１カラーホイールモータ駆動回路１１４、第２カラーホイールモータ駆動回路１１５に関しては、図３にて詳述する。

図２は、本発明に使用される第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５を示した図である。

第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５は、円形状の薄い透明板を使用し特定波長領域として緑色光と青色光を透過するシアン（Ｃ）１２１、緑色光と赤色光を透過するイエロー（Ｙ）１２２、赤色光と青色光を透過するマゼンタ（Ｍ）１２３に分割されている。シアン（Ｃ）１２１、イエロー（Ｙ）１２２、マゼンタ（Ｍ）１２３の占める割合θC、θY、θMはそれぞれ１２０°の角度である。

また、第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５の外周部には、同一の位置に図示しないフォトインタラプターが配されている。第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５の外周部に配された反射部材が、フォトインタラプターから発せられた光を反射し、再びフォトインタラプターで受光することにより第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５の回転位置が正確にわかる。

図３は、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の回転制御を行うための制御部のブロック図である。

投射型映像表示装置に入力映像信号が入力されると入力映像信号は、入力切替回路１３１へ伝送される。入力切替回路１３１は、複数ある入力端子を選択する回路であり、特定の入力端子に入力信号がある場合にその特定の入力端子からの入力信号をＡ／Ｄコンバータ１３２へ伝送する。また複数ある入力端子に複数の入力信号が入力されている場合はユーザが任意に選択可能としたり、特定の条件下のもとで自動で入力信号を選択してもよい。

Ａ／Ｄコンバータ１３２は、入力切替回路１３１から出力されたアナログ信号を２値化してデジタル信号へと変換し、走査変換回路１３３へデジタル信号を伝送する。

走査変換回路１３３は、使用されるＤＭＤ素子の実効素子面積等に応じてＡ／Ｄコンバータ１３２でデジタル化された入力映像信号を映像伸縮させる。またユーザが所望するアスペクト比に変更したり、解像度の変更など、所望の投射映像となるように入力映像信号を変換してもよい。

映像信号処理回路１１６は、その内部に制御用の図示しないＣＰＵが設けられており第1カラーホイールモータ１０６の回転速度として第１カラーホイールモータ駆動回路１１４が検出する回転速度信号を受信する。また映像信号処理回路１１６は、第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５に配された第１センサユニット１１２及び第２センサユニット１１３により検出される第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５の位置を検出した位置検出信号を受信する。このことにより、映像の各フレームから読み取れる垂直同期信号（Vsync）と比較して所望の位置及び速度で第1カラーホイールモータ１０６及び第２カラーホイールモータ１０７を駆動させるべく演算することができる。その演算結果に基づいて映像信号処理回路１１６は、第１カラーホイールモータ駆動回路１１４及び第２カラーホイールモータ駆動回路１１５へ指令をし、第1カラーホイールモータ１０６及び第２カラーホイールモータ１０７へＰＷＭ制御の駆動をさせる。

また、映像信号処理回路１１６は、入力映像信号、回転速度信号及び位置検出信号に基づきＤＭＤ駆動回路１３４を制御し、ＤＭＤ素子１１０の各マイクロミラーを個別制御させる。
（第１同期状態）
図４は、第１カラーホイール１０４（Master）と第２カラーホイール１０５(Slave)の制御に係る第１同期状態を示した図であり、色再現性を重視した状態である。

図４の（ａ）は、第１同期状態での垂直同期信号（Vsync）、第１カラーホイール１０４（Master）の位置、及び第２カラーホイール１０５(Slave)の位置に係るタイミングチャートを示した図である。

まず、第１センサユニット１１２により検出された第１カラーホイール１０４の位置情報と垂直同期信号（Vsync）を完全同期させる。本実施の形態では、１つの垂直同期信号（Vsync）につき第１センサユニット１１２からの検出結果を２回検出する。すなわち、映像の１フレーム間に第１カラーホイール１０４は２回転することとなる。これは、１つの垂直同期信号（Vsync）につき第１センサユニット１１２からの検出結果を１回検出しても、複数回検出してもよいものである。

第２センサユニット１１３により検出された第２カラーホイール１０５の位置情報は、垂直同期信号（Vsync）と第１センサユニット１１２により検出された第１カラーホイール１０４の位置情報との位相から１２０°遅れて同期させる。

図４の（ａ）で示すように同期させることによって、図４の（ｂ）で示すように第１カラーホイール１０４のシアン（Ｃ）１２１と第２カラーホイール１０５のマゼンタ（Ｍ）１２３が重なり、第１カラーホイール１０４のイエロー（Ｙ）１２２と第２カラーホイール１０５のシアン（Ｃ）１２１が重なり、第１カラーホイール１０４のマゼンタ（Ｍ）と第２カラーホイール１０５のイエロー（Ｙ）１２２が重なった状態である。この状態で光源１０２の白色光が透過するとそれぞれブルー（Ｂ）１４１、グリーン（Ｇ）１４２、レッド（Ｒ）１４３の光が１２０°の領域に分けられ透過することになる。

上記構成にすることにより、例えば入力映像信号に基づいて、ある特定画素の色を表現するときは、１２０°ずつ領域分けされたブルー（Ｂ）１４１、グリーン（Ｇ）１４２、レッド（Ｒ）１４３の色領域を投射させて特定画素の色を再現することとなる。

このように、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５を同期させることにより、光源１０２から出射される白色光がブルー（Ｂ）１４１、グリーン（Ｇ）１４２、レッド（Ｒ）１４３の光へ時分割させることができる。従って入力映像信号に基づいて光の三原色であるブルー（Ｂ）１４１、グリーン（Ｇ）１４２、レッド（Ｒ）１４３の光のみを使用して映像投射できるため、色再現性に優れた映像を映し出すことができる。
（第２同期状態）
図５は、第１カラーホイール１０４（Master）と第２カラーホイール１０５(Slave)の制御に係る第２同期状態を示した図であり、明るさを重視した状態である。

図５の（ａ）は、第２同期状態での垂直同期信号（Vsync）、第１カラーホイール１０４（Master）の位置、及び第２カラーホイール１０５(Slave)の位置に係るタイミングチャートを示した図である。

第１センサユニット１１２により検出された第１カラーホイール１０４の位置情報と垂直同期信号（Vsync）を完全同期させる。

第２センサユニット１１３により検出された第２カラーホイール１０５の位置情報は、垂直同期信号（Vsync）と第１センサユニット１１２により検出された第１カラーホイール１０４の位置情報との位相から６０°遅れて同期させる。

上記構成にすることにより、例えば入力映像信号に基づいてある特定画素の色を表現するときは、６０°ずつ領域分けされたブルー（Ｂ）１４１、シアン（Ｃ）１２１、グリーン（Ｇ）１４２、イエロー（Ｙ）１２２、レッド（Ｒ）１４３、マゼンタ（Ｍ）１２３に関してブルー（Ｂ）１４１、シアン（Ｃ）１２１を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のブルー（Ｂ）１４１とし、グリーン（Ｇ）１４２、イエロー（Ｙ）１２２を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のグリーン（Ｇ）１４２とし、レッド（Ｒ）１４３、マゼンタ（Ｍ）１２３を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のレッド（Ｒ）１４３として扱い、ＤＭＤ素子１１０を制御させ特定画素の色を再現することとなる。

図５の（ａ）で示すように同期させることによって、図５の（ｂ）で示すように第１カラーホイール１０４のシアン（Ｃ）１２１の半分と第２カラーホイール１０５のマゼンタ（Ｍ）１２３の半分が重なり、第１カラーホイール１０４のもう一方のシアン（Ｃ）１２１の半分と第２カラーホイール１０５のシアン（Ｃ）１２１の半分が重なる。第１カラーホイール１０４のイエロー（Ｙ）１２２の半分と第２カラーホイール１０５のシアン（Ｃ）１２１の半分が重なり、第１カラーホイール１０４のもう一方のイエロー（Ｙ）１２２の半分と第２カラーホイール１０５のイエロー（Ｙ）１２２の半分が重なる。第１カラーホイール１０４のマゼンタ（Ｍ）１２３の半分と第２カラーホイール１０５のイエロー（Ｙ）１２２の半分が重なり、第１カラーホイール１０４のもう一方のマゼンタ（Ｍ）１２３の半分と第２カラーホイール１０５のイエロー（Ｙ）１２２の半分が重なった状態である。

この状態で光源１０２の白色光が透過すると、ブルー（Ｂ）１４１、シアン（Ｃ）１２１、グリーン（Ｇ）１４２、イエロー（Ｙ）１２２、レッド（Ｒ）１４３、マゼンタ（Ｍ）１２３の光が６０°の領域に分けられ透過することになる。

このように、第２同期状態は、第１同期状態とは異なり、第２センサユニット１１３により検出された第２カラーホイール１０５の位置情報は、垂直同期信号（Vsync）と第１センサユニット１１２により検出された第１カラーホイール１０４の位置情報との位相から６０°遅れて同期させることにより、光源１０２から出射される白色光がブルー（Ｂ）１４１、シアン（Ｃ）１２１、グリーン（Ｇ）１４２、イエロー（Ｙ）１２２、レッド（Ｒ）１４３、マゼンタ（Ｍ）１２３の光へ時分割させることができる。シアン（Ｃ）１２１、イエロー（Ｙ）１２２、マゼンタ（Ｍ）１２３は前述のようにそれぞれ緑色光と青色光、緑色光と赤色光、赤色光と青色光、の混色であるためにブルー（Ｂ）１４１、グリーン（Ｇ）１４２、レッド（Ｒ）１４３よりも明るさは強い。

従って第１同期状態とは異なり、明るさが強い映像を投射できるため、コントラストが必要な映像を投射する際にはコントラストをより強く表現することができる。

尚、第２同期状態では、入力映像信号に基づいてある特定画素の色を表現するときは、６０°ずつ領域分けされたブルー（Ｂ）１４１、シアン（Ｃ）１２１、グリーン（Ｇ）１４２、イエロー（Ｙ）１２２、レッド（Ｒ）１４３、マゼンタ（Ｍ）１２３に関してブルー（Ｂ）１４１、シアン（Ｃ）１２１を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のブルー（Ｂ）１４１とし、グリーン（Ｇ）１４２、イエロー（Ｙ）１２２を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のグリーン（Ｇ）１４２とし、レッド（Ｒ）１４３、マゼンタ（Ｍ）１２３を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のレッド（Ｒ）１４３として扱ったが、マゼンタ（Ｍ）１２３の半分、ブルー（Ｂ）１４１、シアン（Ｃ）１２１の半分を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のブルー（Ｂ）１４１とし、シアン（Ｃ）１２１の半分、グリーン（Ｇ）１４２、イエロー（Ｙ）１２２の半分を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のグリーン（Ｇ）１４２とし、イエロー（Ｙ）１２２の半分、レッド（Ｒ）１４３、マゼンタ（Ｍ）１２３の半分を合わせた１２０°の領域を第１同期状態のレッド（Ｒ）１４３として扱ってもよいものとする。

図６は、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の同期制御処理のフローチャートを示した図である。

まず、電源が入れられた投射型映像表示装置は、スタートアップルーチンを開始し、その中には第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５を駆動させる第１カラーホイールモータ駆動回路１１４と第２カラーホイールモータ駆動回路１１５のスタートアップルーチンも含まれる。第１カラーホイールモータ駆動回路１１４と第２カラーホイールモータ駆動回路１１５のスタートアップルーチンは、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５を駆動させ、安定した等速回転を行えるようにセットアップするものである（Ｓ１００）。

Ｓ１００の後、第１カラーホイールモータ駆動回路１１４は、第１カラーホイール１０４を回転させ、第１カラーホイールモータ駆動回路１１４が第１カラーホイール１０４を駆動するモータの回転速度を検出する（Ｓ２００）。またＳ１００の後、第２カラーホイールモータ駆動回路１１５は、第２カラーホイール１０５を回転させ、第２カラーホイール１０５は、第１カラーホイール１０４の位置と第２カラーホイール１０５の位置との関係で同期をとるため、第２カラーホイールモータ駆動回路１１５が第２カラーホイール１０５を駆動するモータの回転速度を検出しなくてもよい。（Ｓ３００）。仮に、第２カラーホイール１０５が垂直同期信号（Vsync）、第２カラーホイールの位置、第２カラーホイール１０５の速度を比較することにより制御されるとすると、第１カラーホイール１０４の同期誤差と第２カラーホイールの同期誤差を加えた同期誤差が第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の相対的な同期誤差として発生し得ることとなる。これに対して第２カラーホイール１０５が、第１カラーホイールの位置と第２カラーホイール１０５の位置との関係を比較することにより制御されるとすると、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の相対的な同期誤差は、第２カラーホイール１０５の同期誤差のみ発生し得ることとなる。

従って第２カラーホイール１０５の同期を第１カラーホイール１０４同様に、垂直同期信号（Vsync）、第２カラーホイール１０５の位置、第２カラーホイール１０５の速度を比較することにより制御されるときよりも、第１カラーホイール１０４の位置と第２カラーホイール１０５の位置との関係を比較して制御される方が第２カラーホイール１０５の第１カラーホイール１０４に対する追従性が向上する。

Ｓ２００の後、第１カラーホイールモータ駆動回路１１４により第１カラーホイール１０４が駆動しているという情報に基づき、第１カラーホイール１０４に配されたフォトインタラプターから第１カラーホイール１０４の外周部へ向けて光を照射し、第１カラーホイール１０４の外周部に配された反射部材から反射される光信号を検出することにより第１カラーホイール１０４の位置情報を検出する（Ｓ２１０）。

またＳ３００の後、第２カラーホイールモータ駆動回路１１５により第２カラーホイール１０５が駆動しているという情報に基づき、第２カラーホイール１０５に配されたフォトインタラプターから第２カラーホイール１０５の外周部へ向けて光を照射し、第２カラーホイール１０５の外周部に配された反射部材から反射される光信号を検出することにより第２カラーホイール１０５の位置情報を検出する（Ｓ３１０）。

Ｓ２１０、Ｓ３１０の後、映像信号処理回路１１６にて垂直同期信号（Vsync）、Ｓ２００の検出結果、Ｓ２１０の検出結果をそれぞれ比較し（Ｓ２２０）、Ｓ２１０の検出結果、Ｓ３１０の検出結果をそれぞれ比較する（Ｓ３２０）。

Ｓ２２０、Ｓ３２０の後、映像信号処理回路１１６は、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の同期調整量を算出する（Ｓ２３０、Ｓ３３０）。

Ｓ２３０、Ｓ３３０での算出結果に応じてＤＭＤ素子１１０のシーケンシャル制御を行い、例えＳ２３０，Ｓ３３０で同期がとれていなかった場合でも、そのずれ量に応じてＤＭＤ素子１１０の反射タイミングをずらすようにシーケンシャル制御する（Ｓ４００）。また、Ｓ２３０、Ｓ３３０での算出結果に応じて第１カラーホイールモータ駆動回路１１４及び第２カラーホイールモータ駆動回路１１５へ命令するＰＷＭのデューティ比を決定し（Ｓ２４０、Ｓ３４０）、第１カラーホイール１０４及び第２カラーホイール１０５回転を制御する。

上記実施形態にすることにより同一の２つのカラーホイールを用いて色純度のより高い光による映像投影と明るさがより明るい光による映像投影を切り替えることができる。例えば色重視型と明るさ重視型のカラーホイールをわざわざ交換させることがなく、色重視型と明るさ重視型に投射型映像表示装置を容易に変更させることができ、コンテンツ、ジャンル等の違いによって頻繁に色重視型と明るさ重視型を切り替えるような時においても非常に便利である。

また、同一のカラーホイールを２つ使用しているため、異なるカラーホイールを２つ使用するときと比べて部品交換等で着脱する際にも、取り付ける場所に関しても特段の注意をすることなく取り付けることができ、部品発注際にも取り違えるような事態も起こらなくなる。

尚、上述したように本発明においては２つのカラーホイールを用いるために光源１０２からの光は、コンデンサレンズ１０３により第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の中間位置が最集光位置となるように導かれる。これは第１カラーホイール１０４を通る光の面積と第２カラーホイール１０５を通る光の面積が等しくする必要があるためである。なぜならば、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５を通る光の面積が仮に異なっているとするとスポークタイムが第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５とで異なることとなり２つのカラーホイールを重ねて所望の特定波長領域の光を出射させようとするとスポークタイムが長い方のカラーホイールに合わせて制御させることとなり、光量の低下を招くことになる。

また、第1同期状態においては、いわゆるスポークタイムの期間が短くするために第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５へ入射する光は可能な限り小さい方が好ましい。

そのため、第1同期状態においては、図７のように第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５のモータ１０６、１０７を外側に向け、可能な限り第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５を近づけるようにしてもよい。

このようにすることにより、第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５に入射する光は、同じ面積を有し可能な限り小さな面積で２つのカラーホイールを透過させることができる。

また、第1同期状態図においては、図８のように第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５の間にインテグレータロッド１８１を配してもよい。

このようにすることにより、例え配置上第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５を離して配置しなくてはならない場合であっても第１カラーホイール１０４と第２カラーホイール１０５に入射する光は、同じ面積を有し可能な限り小さな面積で２つのカラーホイールを透過させることができる。

但し、第2同期状態においては、ブルー（Ｂ）、シアン（Ｃ）、グリーン（Ｇ）、イエロー（Ｙ）、レッド（Ｒ）、マゼンタ（Ｍ）の順で配列されるため、スポークタイムを取る必要がない。なぜならば、例えばグリーン（Ｇ）に隣接するのは、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）であり、２つの波長が混在したとしても第1同期状態と比べると色の劣化が少なく、且つ第２同期状態は明るさ重視型のため、スポークタイムを取る必要がないためである

１０２・・・光源
１０４、１０５・・・２つのカラーホイール（第１カラーホイール、第２カラーホイール）１１０・・・ＤＭＤ素子
１１１・・・投射レンズ
１２１、１２２、１２３・・・第１乃至第３のカラーフィルタ（シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ））

Claims

光源と、該光源からの光が通過する複数のカラーフィルタを有すると共に回転自在に構成された第１のカラーホイールと、前記第１のカラーホイールを通過した光が通過する複数のカラーフィルタを有すると共に、回転自在に構成された第２のカラーホイールと、前記２つのカラーホイールのカラーフィルタを通過した光を反射するＤＭＤ素子と、ＤＭＤ素子からの反射光を拡大投射する投射レンズと、を備えた投射型映像表示装置において、
前記第１のカラーホイールと第２のカラーホイールは、同一形状に構成されていると共に、第１乃至第３の特定波長域の光を透過させる同一形状の第１乃至第３のカラーフィルタを有し、第1同期状態では前記第１及び第２のカラーホイールの第1乃至第３の異なるカラーフィルタそれぞれが重なるように前記第１及び第２のカラーホイールが同期回転し、第２同期状態では前記第１及び第２のカラーホイールの片方が第１同期状態から特定角度だけ回転した状態で前記第１及び第２のカラーホイールが同期回転することを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置において、前記第１乃至第３のカラーフィルタの特定波長領域は、シアン、イエロー及びマゼンタであることを特徴とする投射型映像表示装置。
請求項１に記載の投射型映像表示装置において、前記第１乃至第３のカラーフィルタは、前記各カラーホイールの略１２０°の領域を占め、前記特定角度は略６０°であることを特徴とする投射型映像表示装置。