JP2015225186A - プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡便な構成で広色域化を実現することのできるプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】本発明の一の観点にかかるプロジェクタ装置は、互いに異なる発光波長帯域の光を発する複数の第一の光源と、第一の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第一の帯域遮断フィルタと、互いに異なる発光波長帯域の光を発する複数の第二の光源と、第二の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第二の帯域遮断フィルタと、を備えることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクタ装置に関する。

光源からの光をスクリーンや壁面などに投影して画像を表示させるいわゆるプロジェクタは、小さな表示用の素子に形成した画像を光学部材により拡大して表示することが可能であるため、装置を小型化することができるといった利点がある。

一方、画像として表現できる色の範囲（色域）が広いほど高画質となるため、表示装置の広色域化は高画質化において非常に重要な課題である。広色域化に関する技術としては、例えば上記非特許文献１がある。下記非特許文献１には６原色のプロジェクタ光学装置が開示されている。

Ｔａｋｅｙｕｋｉ Ａｊｉｔｏ ｅｔ ａｌ．，"Ｓｉｘ−ｐｒｉｍａｒｙ ｃｏｌｏｒ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｄｉｓｐｌａｙ ｆｏｒ ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．"，Ｉｎ ｐｒｏｃ． Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｒｃｈｉｖｅｓ，ｐ１３５−１３８，１９９９

広色域化に関するこれまでの技術としては、上記のように分光特性を設計して構築することが一般的であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各バンドに対してフィルタを一つずつ組み合わせマルチバンドにするといった必要があるためにシステムが複雑、また、大きくなるといった課題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑み、より簡便な構成で広色域化を実現することのできるプロジェクタ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第一の観点にかかるプロジェクタ装置は、互いに異なる発光波長帯域の光を発する複数の第一の光源と、第一の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第一の帯域遮断フィルタと、互いに異なる発光波長帯域の光を発する複数の第二の光源と、第二の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第二の帯域遮断フィルタと、を備えることを特徴とする。

以上、本発明によって、簡便な構成で広色域化を実現することのできるプロジェクタ装置を提供することができる。

実施形態に係るプロジェクタ装置の概略図である。 実施形態に係る帯域遮断フィルタによるスペクトルの変化のイメージを示す図である。 異なる光源において異なる帯域遮断フィルタを配置する場合のイメージ図である。 本実施形態に係るプロジェクタ装置によって広色域化される場合の概略図である。 シミュレーションにおいて用いたプロジェクタのスペクトルを示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態、実施例に記載された例示にのみ限定されるわけではない。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ装置（以下「本装置」という。）１の概略を示す図である。本図で示すように、本装置１は、互いに異なる発光波長帯域の光を発する第一の光源２１と、第一の光源２１の光のうち特定の波長帯域を遮断する第一の帯域遮断フィルタ２２と、互いに異なる発光波長帯域の光を発する第二の光源３１と、第二の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第二の帯域遮断フィルタ３３と、を備える。

また、本装置１は、第一の光源２１と第一の大域遮断フィルタ２２の間に、画像を形成するための第一の表示パネル２３を、第二の光源３１と第二の大域遮断フィルタ３２の間に、画像を形成するための第二の表示パネル３３をそれぞれ備えている。なお本装置１ではさらに、表示パネル２３及び表示パネル３３を制御し、画像を形成させるための制御装置２４、３４を備えている。

また、本装置１では、第一の大域遮断フィルタ２２及び第二の大域遮断フィルタ３２それぞれを透過した光を合成して表示するためのスクリーン４を備えている。

本実施形態において第一の光源２１は、光を発することのできる装置であり、発することのできる光の波長帯域は限定されるわけではないが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色に対応する波長帯域、より具体的には６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下、４５０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発するものであることが好ましい。

また本実施形態において第一の光源２１は、上記のように複数の波長帯域の光を発することができる限りにおいて、限定されるわけではないが、本図で示すように、上記赤（Ｒ）の波長帯域の光を発する光源部材２１１、緑（Ｇ）の波長帯域の光を発する光源部材２１２、青（Ｂ）の波長帯域の光を発する光源部材２１３、の少なくとも３つを備えて構成されていることが好ましい。

本実施形態において、光源部材２１１、２１２、２１３の構成としては、上記の機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、例えば、上記波長帯域よりも広い範囲の波長帯域の光を発するランプ、例えば白色ランプと、上記ランプから所望の範囲の光を取り出すための光源フィルタを備えた構成としておくことで、容易に実現することができる。もちろん、上記所定の波長帯域の光を発することのできるＬＥＤ等の光源装置であってもよい。なお光源の種類も、面状光源、点状光源であってもよい。また、この光源からの光の形状、方向を調整するための光学部材は適宜配置しておくことが好ましい。

本実施形態において、第二の光源２２は、上記第一の光源２１と同様の構成を採用することができる。第一の光源２１と第二の光源２２はそれぞれ異なる波長帯域の光を発するようにすることで、より広色域化を可能とするが、それぞれが同じ波長帯域の光を発することができるようにすることで、装置の構成を簡便にすることができる観点から好ましい。

本実施形態では、上記のとおり第一の光源２１と第一の帯域遮断フィルタ２２の間に、画像を形成するための第一の表示パネル２３が配置されている。第一の表示パネル２３は、複数の画素を備えており、この各画素に第一の光源２１からの光が入射された場合、画像情報を含ませることができるものである。表示パネル２３の具体的な構成としては上記の機能を有する限りにおいて特に限定されず、例えば、複数の画素を備えて構成され、入射された各画素に対応する領域の光の強度を調整して透過又は反射して画像情報を含ませる液晶パネル、複数の画素を形成する微小ミラーを複数並べて配置し、このミラーの角度を調整することで反射強度を調整し画像情報を含ませるデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等を例示することができるがこれに限定はされない。また、この場合において、光源からの光を表示パネルに導入するための光学部材を適宜配置しておくことが好ましい。

また本実施形態では、表示パネル２３には、制御装置２４が接続されており、表示パネル２３を制御し、表示パネル２３に形成される画像を制御することができる。なお、この表示パネル２３に形成される画像の元となる画像情報は、この制御装置２４に接続される外部の情報処理装置等から供給を受けることができる。

本実施形態において、第二の表示パネル３３、制御装置３４は、上記第一の表示パネル２３、制御装置２４と同様である。ただし、形成する画像は、全く同じものであってもよいし、異ならせたものであってもよい。全く同じものとすることで、スクリーンで一つの画像として重ね合わせ、広色域化された画像を得ることができる一方、異ならせたもの、より具体的には一方の画像と少し位置を異ならせた画像とすることで、異なる色情報及び異なる位置の画像をスクリーンで重ね合わせることが可能となり、そのそれぞれを左右の目に別々に入るよう調整する、具体的には他方の画像情報を遮断できるメガネ等を用いることで観測者には立体画像として認識できるようになる。

なお、第一の表示パネル２３の画像表示方法は、観測者がカラーの映像を表示できる限りにおいて限定されるわけではないが、各光源部材２１１、２１２、２１３の単色における映像を短時間で順番に表示し（時間分割し）、観測者側にてカラー画像として認識させるいわゆるフィールドシーケンシャル方式であることは好ましい一例である。なおこれは第二の表示パネル３３においても同様である。

上記の記載から明らかなように、本装置１は、上記一通りの構成を一つの筐体に収納させる構成としてもよいが、第一の光源、第一の表示パネル、第一の帯域遮断フィルタを一つのプロジェクタを構成する独立した部材、第二の光源、第二の表示パネル、第二の帯域遮断フィルタを他の一つのプロジェクタを構成する部材として独立して設けた構成としてもよい。このようにすると、従来の装置構成を元に新たなシステムとして容易に構築することができるようになる。

また、本実施形態では、第一の光源２１の光のうち特定の波長帯域を遮断する第一の帯域遮断フィルタ２２と、第二の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第二の帯域遮断フィルタ３３と、を備えている。本実施形態において「帯域遮断フィルタ」とは、入射された光の波長帯域のうち、特定の波長帯域の光を一定量以上（好ましくは８０％以上、より好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上）遮断することができるフィルタ、いわゆるノッチフィルタをいう。図２は、この帯域遮断フィルタによるスペクトルの変化のイメージを示す図である。本図で示すように、まず、三原色それぞれの波長を含む光に対し、帯域フィルタにより所定領域の光を遮断することで、含まれる波長帯域の状態が変化する。すなわちバンド特性が変化することとなる。

ここで、第一の帯域遮断フィルタと第二の帯域遮断フィルタが遮断する帯域は、重複していないことが好ましい、第一の帯域遮断フィルタと第二の帯域遮断フィルタが重複していない、具体的には異なっていることで、双方のフィルタによって殆ど遮断されてしまう領域を生じさせないようにする必要があるだけでなく、それぞれのバンド特性を異ならせることで、広色域化を図ることができるようになる。より具体的なイメージについて図３、図４に示しておく。図３のように、異なる光源において異なる帯域遮断フィルタを配置することで異なるバンドとなる。そしてこのバンドを組み合わせることで、図４で示すような広色域化を図ることができる。

上記のように、帯域遮断フィルタの遮断することのできる性能については特に限定されるわけではないが、一方の帯域遮断フィルタは、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を８０％以上、好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上遮断するものであり、第二のフィルタは、５５１ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の光を８０％以上、好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９５％以上遮断するものであることが好ましい。この範囲は下記のシミュレーション結果により導き出されたものであって、この範囲とすることで上記図４で示されるような広色域化を達成することができる。

以上、本発明によって、簡便な構成で広色域化を実現することのできるプロジェクタ装置を提供することができる。

（シミュレーション）
ここで、上記実施形態に係るプロジェクタ装置の効果について確認した。以下具体的に説明する。

まず、実験装置として、３Ｄプロジェクタ２台（ＶＩＥＷ ＳＯＮＩＣ／ＰＪＤ６ Ｓｅｒｉｅｓ）を用い、暗室においてプロジェクタにＲ（２５５，０，０）、Ｇ（０，２５５，０）、Ｂ（０，０，２５５）をスクリーンに投影し、分光放射輝度計を用いて計測した。なおこの計測はそれぞれ３回計測し、その平均を分光分布データとして取得した。この結果を図５に示しておく。

そして、この得られた結果に対し、フィルタの透過率０％の箇所を変数とし、色度図にプロットした六角形面積が最大となる組み合わせ変数を求めた。この結果、一方の帯域遮断フィルタは、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を、他方の帯域遮断フィルタは第二のフィルタは、５５１ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲にあることが好ましいことを確認した。この結果は上記図４で示すとおりである。図中の三角形は一方のプロジェクタ装置のみの場合を示し、図中六角形は本実施形態にかかるプロジェクタ装置によるシミュレーションの結果である。この結果、プロジェクタ１台の色域よりも拡大していることが確認でき、特に赤、青領域に関して広範囲にわたって色域をカバーしていることが確認できた。

以上、本発明により、簡便な構成で広色域化を実現することのできるプロジェクタ装置を提供することができることを確認した。

本発明は、プロジェクタ装置として産業上の利用可能性がある。

Claims (5)

1. 互いに異なる発光波長帯域の光を発する第一の光源と、
   前記第一の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第一の帯域遮断フィルタと、
   互いに異なる発光波長帯域の光を発する第二の光源と、
   前記第二の光源の光のうち特定の波長帯域を遮断する第二の帯域遮断フィルタと、を備えるプロジェクタ装置。
2. 前記第一の帯域遮断フィルタと前記第二の帯域遮断フィルタが遮断する帯域が異なるものである請求項１記載のプロジェクタ装置。
3. 複数の第一の光源及び前記第二の光源は、赤、緑、青の三原色に相当する光を発するものである請求項１記載のプロジェクタ装置。
4. 前記第一の光源及び前記第二の光源は、それぞれ、６２０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下、４５０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発するものである請求項１記載のプロジェクタ装置。
5. 前記第一のフィルタは、４５０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の光を８０％以上遮断するものであり、
   前記第二のフィルタは、５５１ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の光を８０％以上遮断するものである請求項記載４記載のプロジェクタ装置。