JP2016177060A - カラーフィルタ装置および画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源から照射される光が波長帯ごとに光量の偏りをもつ場合であっても、複雑な光源制御を必要とすることなく、色再現性を確保でき、かつ、光量の偏りが少ない各使用波長帯の光成分を取り出す。
【解決手段】互いに異なる複数の使用波長帯の光成分をそれぞれ透過又は反射させる複数種類のカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂが所定の光路を順次通過するように、該複数種類のカラーフィルタを周回移動させるカラーフィルタ装置において、少なくとも一種類のカラーフィルタＲは、当該カラーフィルタの使用波長帯における一端又は両端の波長を異ならせた２つ以上のフィルタ部Ｒ１，Ｒ２で構成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、カラーフィルタ装置および画像投射装置に関するものである。

従来から、回転しているカラーホイールに光源からの光を照射して、カラーホイール上の各カラーフィルタによりＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光成分を時分割で取り出し、これを画像形成素子に照射して得られる投射画像を投射面に投射する画像投射装置が知られている。

特許文献１には、光源として超高圧水銀ランプを用いた場合、赤色波長帯の光量が相対的に弱いことに鑑み、カラーホイール上の赤色フィルタに照射される光の光量を、カラーホイール上の他のフィルタに照射される光の光量よりも多くする色重視モードを備えた画像投射装置が開示されている。

前記特許文献１に開示の画像投射装置によれば、光源から照射される光成分のうち赤色波長帯の光量が相対的に弱い場合でも、カラーホイールから取り出される赤色成分と他の光成分の間の光量差を小さくすることができる。その結果、カラーホイールから取り出される各光成分のバランスが改善され、画像データの色に忠実な投射画像を得ることが可能となる。しかしながら、前記特許文献１に開示の画像投射装置では、カラーホイール上の赤色フィルタに照射されるタイミングに合わせて光源から照射する光の光量が多くなるように、光源電流を制御するという複雑で高精度な制御が必要となる。

なお、以上の説明では、赤色波長帯の光量が相対的に少ない光源を用いる場合であるが、赤色波長帯以外の使用波長帯の光量が相対的に少ない光源を用いる場合であっても同様である。

上述した課題を解決するために、本発明は、互いに異なる複数の使用波長帯の光成分をそれぞれ透過又は反射させる複数種類のカラーフィルタが所定の光路を順次通過するように、該複数種類のカラーフィルタを周回移動させるカラーフィルタ装置において、少なくとも一種類のカラーフィルタは、当該カラーフィルタの使用波長帯における一端又は両端の波長を異ならせた２つ以上のフィルタ部で構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、光源から照射される光が使用波長帯ごとに光量の偏りをもつ場合であっても、光源から照射する光の光量を変化させるような光源制御を必要とすることなく、色再現性を確保でき、かつ、光量の偏りが少ない各使用波長帯の光成分を取り出すことができるという優れた効果が奏される。

実施形態に係るプロジェクタと投射面とを示す外観斜視図である。 同プロジェクタに設けられる光学エンジン部及び光源部の斜視図である。 同プロジェクタに設けられる照明部に収納された光学系部品と光変調部とを示す斜視図である。 同プロジェクタから投射面までの光路を示す説明図である。 同プロジェクタにおける制御系の概要を示す制御ブロック図である。 同プロジェクタにおける光源の分光スペクトルを示すグラフである。 色空間に関する規格ごとの色再現範囲を示す色度図である。 同プロジェクタにおけるカラーホイール上における各カラーフィルタの配置の一例を示す説明図である。 同カラーホイール上の各カラーフィルタの透過波長帯を示すグラフである。 Ｒのカラーフィルタを構成する第一赤色フィルタ部と第二赤色フィルタ部とをそれぞれ透過した各赤色成分の色再現範囲の違いを示す色度図である。 同プロジェクタにおけるメイン制御部のＤＭＤ制御に関するタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明に係るカラーフィルタ装置を適用可能な画像投射装置の全体構成について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像投射装置としてのプロジェクタ１と投射面２とを示す外観斜視図である。
なお、以下の説明では、図１に示すように投射面２の法線方向をＸ方向、投射面の短軸方向（上下方向）をＹ方向、投射面２の長軸方向（水平方向）をＺ方向とする。

プロジェクタ１の上面には、投射画像Ｐの光束が出射する防塵ガラス５１が設けられており、防塵ガラス５１を通過した光束が投射面２に投射される。また、プロジェクタ１の上面には、ユーザーがプロジェクタ１を操作するための操作部１８３が設けられている。また、プロジェクタ１の側面には、ピント調整のためのフォーカスレバー３３が設けられている。

プロジェクタ１は、パソコンやビデオカメラ等の外部機器から入力される映像データを基に画像（映像）を生成し、その画像を投射光として投射面２に拡大投射して、投射面２上に投射画像を生成する装置である。このような画像投射装置として広く知られた液晶プロジェクタは、近年、光源から射出された光束を投射光に変調する液晶パネル（画像生成素子）の高解像化、光源の高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。また、本実施形態のプロジェクタ１のように、画像生成素子としてＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）を利用した小型軽量な画像投射装置が普及している。このため、オフィスや学校のみならず家庭においても広く、画像投射装置が利用されるようになってきている。特に、フロントタイプ（前面投射型）のプロジェクタは携帯性が向上し、数人規模の小会議にも使われるようになってきている。

図２は、プロジェクタ１の内部に設けられた光学エンジン部１００及び光源部６０の斜視図である。
本実施形態のプロジェクタ１は、光学エンジン部１００と、白色光を発する光源を有する光源部６０とを備えている。光学エンジン部１００は、光変調部１０と照明部２０と第一投射光学系３０と第二投射光学系４０とを備えており、これらが投射面２および投射画像Ｐの像面と平行な方向のうち図中Ｙ方向に並べて配置されている。また、照明部２０の図中右側には、光源部６０が配置されている。なお、図中符号２７は、ＯＦＦ光板である。

光源部６０は、光源ブラケット６２を有しており、光源ブラケット６２の上部に、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどの放電ランプからなる光源６１が装着されている。また、光源ブラケット６２の上部の光源６１の光出射側（光源部６０の長手方向他端側）には、リフレクタ６３などが保持された光源ホルダ６４がネジ止めされている。また、光源ホルダ６４の側面には、光源６１を冷却するための空気が流入する光源給気口６４ｂが設けられている。

図３は、照明部２０に収納された光学系部品と、光変調部１０とを示す斜視図である。
照明部２０は、カラーフィルタ装置であるカラーホイール装置２１、ライトトンネル２２、２枚のリレーレンズ２３、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５を有している。カラーホイール装置２１は、円盤形状のカラーホイール２１ｂの円盤中心がホイールモータ２１ａのモータ軸に固定され、ホイールモータ２１ａの回転駆動によりカラーホイール２１ｂが円盤中心回りに回転するように構成されている。カラーホイール２１ｂは、例えば１２０Ｈｚで高速回転する。

カラーホイール２１ｂの基板面（ホイール面）には、その基板面を周方向（回転方向）に区分して得られる各区画に、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３種類のカラーフィルタが設けられている。なお、カラーフィルタの種類は２種類でも４種類以上であってもよい。カラーホイール装置２１は、カラーホイール２１ｂの基板面上の周縁領域が光源部６０からの光Ｌを横切るように配置されており、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類のカラーフィルタは、光Ｌの光路を順次通過するように周回移動する。カラーホイール２１ｂに到達した光Ｌが、回転するカラーホイール２１ｂ上の各カラーフィルタを透過することで、Ｒ、Ｇ，Ｂの使用波長帯に分離された光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが取り出される。これにより、カラーホイール装置２１からは、光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢが周期的に順次出力される。なお、カラーフィルタは、到達した光Ｌを反射させることで、Ｒ、Ｇ，Ｂの使用波長帯に分離された光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを取り出すものでもよい。

カラーホイール装置２１から出力される各光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、ライトトンネル２２へ入射する。ライトトンネル２２は、四角筒形状であり、その内周面が鏡面となっている。ライトトンネル２２に入射した各光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、ライトトンネル２２内周面で複数回反射しながら、均一な面光源にされてリレーレンズ２３へ向けて出射する。ライトトンネル２２を抜けた各光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢは、２枚のリレーレンズ２３を透過し、シリンダミラー２４、凹面ミラー２５により反射され、光変調部１０のＤＭＤ１２の画像生成面上に集光して結像される。

光変調部１０は、ＤＭＤ１２が装着されるＤＭＤボード１１を備えている。ＤＭＤ１２は、マイクロミラーが格子状に配列された画像生成面を上向きにしてＤＭＤボード１１に設けられたソケット１１ａに装着されている。ＤＭＤボード１１には、ＤＭＤミラーを駆動するための駆動回路などが設けられている。ＤＭＤボード１１の裏面（ソケット１１ａが設けられた面と反対側の面）には、ＤＭＤ１２を冷却するための冷却手段としてのヒートシンク１３が固定されている。

ＤＭＤ１２の画像生成面には、可動式の複数のマイクロミラーが格子状に配列されている。各マイクロミラーは鏡面をねじれ軸周りに所定角度傾斜させることができ、「ＯＮ」と「ＯＦＦ」の２つの状態を持たせることができる。マイクロミラーが「ＯＮ」のときは、図３の矢印Ｌ２に示すように、ＤＭＤ１２に入射する各光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを第一投射光学系３０に向けて反射する。「ＯＦＦ」のときは、図３の矢印Ｌ１に示すように、ＤＭＤ１２に入射する各光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを、図２に示したＯＦＦ光板２７に向けて反射する。したがって、各マイクロミラーを個別に駆動することにより、画素ごとに光の投射を制御することができ、画像を生成することができる。なお、ＯＦＦ光板２７に向けて反射された光Ｌ１は、主に熱となって吸収され、その熱を吸収したＯＦＦ光板２７は外気で冷却される。

図４は、プロジェクタ１から投射面２までの光路図である。
第一投射光学系３０は、照明部２０の上方に配置されており、複数のレンズで構成された投射レンズ部３１と、この投射レンズ部を保持するレンズホルダーとを有し、このレンズホルダーが照明部２０の上部にネジなどにより固定されている。フォーカスレバー３３を動かすと、投射レンズ部３１内の複数のレンズがそれぞれ所定の方向へ移動し、投射画像のピントが調整される。

第二投射光学系４０は、折り返しミラー４１と凹面状の曲面ミラー４２とを備えている。第二投射光学系４０は、第一投射光学系３０のレンズホルダーに積載固定される。曲面ミラー４２の反射面は、球面、回転対称非球面、自由曲面形状などにすることができる。第二投射光学系４０の曲面ミラー４２で反射した光は、装置内の光学系部品を防塵するための防塵ガラス５１を透過して外部へ照射される。

投射レンズ部３１を透過した光束は、折り返しミラー４１と曲面ミラー４２との間で、ＤＭＤ１２で生成された画像に共役な中間像を形成する。この中間像は、折り返しミラー４１と曲面ミラー４２との間に曲面像として結像される。次に、中間像を結像した後の発散する光束は、凹面状の曲面ミラー４２に入射し、収束光束になり、曲面ミラー４２により中間像を、さらに拡大した画像にして、投射面２に投射結像する。

本実施形態のプロジェクタ１は、投射レンズ部３１を構成する複数の投射レンズを投射面２と略平行になる方向に並べて配置し、ＤＭＤ１２から画像光を折り返しミラー４１及び曲面ミラー４２で反射して、投射面２に拡大投射する。このように構成することにより、光学エンジン部１００を縦型で３次元的にコンパクトに設計することができる。

図５は、本実施形態における制御系の概要を示す制御ブロック図である。
本プロジェクタ１のメイン制御部１０１は、ホイールモータ２１ａを制御してカラーホイールの回転を制御する。本実施形態の光源６１は交流矩形波で駆動しており、その出力（発光量）はメイン制御部１０１により光源制御部１０２を介して制御されている。また、メイン制御部１０１は、外部機器から入力される映像データに基づいてＤＭＤ制御部１０３を介してＤＭＤ１２を制御することにより、その映像データに基づく投射画像を投射面２上に生成する。

次に、本実施形態の特徴部分である、カラーホイール装置２１について説明する。
図６は、本実施形態における光源６１であるＨＵＰランプ（超高圧水銀灯）の分光スペクトルを示すグラフである。
このグラフには、色の三原色であるＲ、Ｇ、Ｂの各波長帯域も示されている。なお、ＪＩＳＺ８１２０に定義される可視光波長帯は、おおよそ、３６０〜４００ｎｍ以上７６０〜８３０ｎｍ以下の範囲である。この可視光波長帯を、紫色、青色、緑色、黄色、橙色、赤色の６つの色に区分するときの各色の波長帯域は、おおよそ下記の表１に示すとおりである。

図６に示すように、本実施形態の光源６１が照射する光Ｌは、波長帯ごとに光量（光強度）の偏りがある。詳しくは、色の三原色であるＲ、Ｇ、Ｂの使用波長帯間で比較すると、赤色波長帯の光量が緑色波長帯や青色波長帯の光量と比べて少ない。そのため、このような光量差をもったままのＲＧＢの各光成分を使って投射画像を生成すると、投射画像上において赤色の輝度が相対的に低くなり、ホワイトバランスが悪い。

図７は、色空間に関する規格ごとの色再現範囲を示す色度図である。
なお、図７には、８Ｋ／４Ｋ放送の規格であるＢＴ．２０２０規格、ＮＴＳＣ規格、国際標準規格であるｓＲＧＢ規格の３種類の規格ごとのグラフを図示してある。レーザー、ＬＥＤなどの固体光源を用いる近年の広色域プロジェクタは、ＢＴ．２０２０規格に沿うものであるが、本実施形態の光源６１として用いられるＨＵＰランプのプロジェクタは、通常、ｓＲＧＢ規格に沿うものである。図７に示すように、ＨＵＰランプをＢＴ．２０２０規格に沿う広色域プロジェクタに適用する場合、赤色波長帯の色再現範囲が不足していることがわかる。

図８は、本実施形態のカラーホイール２１ｂ上における各カラーフィルタの配置の一例を示す説明図である。
図９は、本実施形態におけるカラーホイール２１ｂ上の各カラーフィルタの透過波長帯を示すグラフである。
なお、図８のグラフは、横軸に波長をとり、縦軸に光透過率をとったものである。

本実施形態のカラーホイール２１ｂは、その基板面（ホイール面）が回転方向に６つの区画に区分されており、各区画には、回転方向に沿って、Ｒ、Ｇ、Ｂの３種類のカラーフィルタが順に配置される。本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタはそれぞれ２つのフィルタ部で構成されている。このうち、Ｇのカラーフィルタを構成する２つのフィルタ部２１Ｇは、互いに同じ使用波長帯Ｇを透過させる同一のフィルタ特性を備えたものである。Ｂのカラーフィルタを構成する２つのフィルタ部２１Ｂも、互いに同じ使用波長帯Ｂを透過させる同一のフィルタ特性を備えたものである。

ただし、本実施形態において、Ｒのカラーフィルタを構成する２つのフィルタ部２１Ｒ１，２１Ｒ２は、互いに異なるフィルタ特性を備えたものである。詳しくは、Ｒのカラーフィルタを構成する２つのフィルタ部２１Ｒ１，２１Ｒ２は、いずれも、その透過波長帯に同一の使用波長帯Ｒを含んでおり、図９に示すように、第一赤色フィルタ部２１Ｒ１の透過波長帯Ｒ１は使用波長帯Ｒと同程度であるが、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２の透過波長帯Ｒ２は使用波長帯Ｒよりも最短波長が短波長側となっており、透過帯域幅が広くなっている。

帯域幅が相対的に広い第二赤色フィルタ部２１Ｒ２は、帯域幅が相対的に狭い第一赤色フィルタ部２１Ｒ１と比べて、透過させる光成分の光量が相対的に多くなる。よって、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２を透過した第二赤色成分ＬＲ２については、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを透過した緑色成分ＬＧや青色成分ＬＢとの間の光量差が小さくなる。その結果、赤色波長帯の光量が緑色波長帯や青色波長帯の光量と比べて少ない光Ｌが光源６１から照射されても、その光Ｌからカラーホイール２１ｂによって取り出される各使用波長帯ＲＧＢの光成分ＬＲ２，ＬＧ，ＬＢ間における光量の偏りを抑制することができる。その結果、Ｒのカラーフィルタを透過する光成分による投射画像上の輝度が増え、ホワイトバランスが改善される。

ただし、帯域幅が相対的に広い第二赤色フィルタ部２１Ｒ２は、使用波長帯Ｒよりも最短波長が短波長側となっていることから、５９０ｎｍ付近の橙色波長帯が多く含まれており、Ｒのカラーフィルタを透過する光成分によって再現したい色の再現性が低下することになる。特に、血の色や赤ワインのような純度が深い赤色を再現することができない。

そこで、本実施形態では、Ｒのカラーフィルタとして、帯域幅が相対的に広い第二赤色フィルタ部２１Ｒ２のほかに、帯域幅が相対的に狭い第一赤色フィルタ部２１Ｒ１を設けている。第一赤色フィルタ部２１Ｒ１の透過波長帯Ｒ１は、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２よりも帯域幅が狭いので、透過する第一赤色成分ＬＲ１の光量が相対的に少ないため、赤色成分ＬＲ１による投射画像上の輝度は相対的に低いものとなる。しかしながら、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２の透過波長帯Ｒ２よりも橙色波長帯部分が少ないので、赤色波長帯によって再現したい色の再現性を高く維持することができる。

図１０は、第一赤色フィルタ部２１Ｒ１と第二赤色フィルタ部２１Ｒ２とを透過した赤色成分ＬＲ１，ＬＲ２の色再現範囲の違いを示す色度図である。
図１０に示すとおり、第一赤色フィルタ部２１Ｒ１を透過した第一赤色成分ＬＲ１については、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２を透過した第二赤色成分ＬＲ２と比べて、より純度の高い赤色を再現できる。なお、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２を透過した第二赤色成分ＬＲ２については、第一赤色フィルタ部２１Ｒ１を透過した第一赤色成分ＬＲ１と比べて輝度の高い投射画像を生成することができる。

本実施形態によれば、カラーホイール２１ｂが一周する間に、Ｒのカラーフィルタを透過する光成分については、赤色の色再現性を下げるが光量が多くてホワイトバランスを改善できる第二赤色成分ＬＲ２と、光量は少ないが赤色の色再現性が高い第一赤色成分ＬＲ１とを取り出すことができる。その結果、光源６１から照射される光Ｌの赤色波長帯の光量が相対的に少ない場合でも、カラーホイール２１ｂによって取り出される各使用波長帯ＲＧＢの光成分間における光量の偏りを抑制してホワイトバランスが改善された画像と、赤色波長帯についての色再現性を確保した画像の両方を表現することが可能となる。

しかも、本実施形態によれば、Ｒのカラーフィルタについて、このような２つのフィルタ部２１Ｒ１，２１Ｒ２を作成すれば、カラーホイール２１ｂの回転周期に合わせて光源６１の発光量を変化させるような複雑な光源制御を必要としない。ただし、本実施形態のカラーホイール２１ｂを用いつつ、このような光源制御を併用することを排除するものではない。

図１１は、本実施形態におけるメイン制御部１０１のＤＭＤ制御に関するタイミングチャートである。
本実施形態において、メイン制御部１０１は、外部機器から入力される映像データに基づき、例えば特開２０１０−０２１８５３号公報に記載されているような手法を用いて、人物を映し出す人物映像データ、風景を映し出す風景映像データ、文字を写し出す文字映像データ等の分類する画像処理を実行する。そして、メイン制御部１０１は、このようにして分類された映像データの種類ごとに、ＤＭＤ１２の制御を変更する。

具体的には、メイン制御部１０１は、人物映像データについては、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２が光路を通過する期間だけＤＭＤ制御をＯＮにし、第一赤色フィルタ部２１Ｒ１が光路を通過する期間はＤＭＤ制御をＯＦＦにする。これにより、投射画像上に映し出される人物についての赤色成分（Ｒのカラーフィルタを透過した光成分）の輝度が高まり、ホワイトバランスが改善された画像が得られる。なお、このときの第二赤色成分ＬＲ２は橙色波長帯を多く含むものであり、純度の高い赤色を再現することはできないが、人物画像においては純度の高い赤色を再現する必要性が低いので、実用上問題ない。むしろ、橙色波長帯を多く含むことで、人物の肌色をより自然に再現できるというメリットが得られる。

また、メイン制御部１０１は、風景映像データについては、第一赤色フィルタ部２１Ｒ１が光路を通過する期間だけＤＭＤ制御をＯＮにし、第二赤色フィルタ部２１Ｒ２が光路を通過する期間はＤＭＤ制御をＯＦＦにする。これにより、投射画像上に映し出される風景についての赤色成分の色再現性が高まり、より純度の高い赤色を再現した画像が得られる。風景画像は、より純度の高い赤色を再現する必要性が高いことが多く、本実施形態によれば、より純度の高い赤色を再現した風景の画像を投射画像として表示させることができる。

また、メイン制御部１０１は、文字映像データについては、第一赤色フィルタ部２１Ｒ１及び第二赤色フィルタ部２１Ｒ２が光路を通過する両方の期間ともＤＭＤ制御をＯＮにする。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
互いに異なる複数の使用波長帯Ｒ，Ｇ，Ｂの光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢをそれぞれ透過又は反射させる複数種類のカラーフィルタが所定の光路Ｌを順次通過するように、該複数種類のカラーフィルタを周回移動させるカラーホイール装置２１等のカラーフィルタ装置において、Ｒのカラーフィルタ等の少なくとも一種類のカラーフィルタは、当該カラーフィルタの使用波長帯Ｒにおける一端又は両端の波長を異ならせた２つ以上のフィルタ部２１Ｒ１，２１Ｒ２で構成されていることを特徴とする。
本態様において、少なくとも一種類のカラーフィルタを構成する２つ以上のフィルタ部には、その使用波長帯を含みつつ帯域幅を広げたフィルタ部と、これよりも帯域幅が狭いフィルタ部とが含まれる。相対的に帯域幅が広いフィルタ部については、相対的に帯域幅が狭いフィルタ部と比べて、通過（透過又は反射）させる光成分の光量が相対的に多くなる。したがって、当該少なくとも一種類のカラーフィルタの使用波長帯の光量が相対的に少ない光源を用いた場合、帯域幅が相対的に広いフィルタ部を通過した光成分については、他の種類のカラーフィルタを通過した光成分との間の光量差を小さくすることができる。よって、光源から照射される光が波長帯ごとに光量の偏りをもつ場合であっても、その光から当該カラーフィルタ装置によって取り出される各使用波長帯の光成分間における光量の偏りを抑制できる。
ただし、帯域幅が相対的に広いフィルタ部は、当該少なくとも一種類のカラーフィルタの使用波長帯以外の波長帯を含むものとなる。この場合、当該少なくとも一種類のカラーフィルタの波長帯によって再現したい色の再現性が低下することになる。
本態様では、当該少なくとも一種類のカラーフィルタを構成する２つ以上のフィルタ部には、相対的に帯域幅が狭いフィルタ部が含まれている。このフィルタ部を通過する波長帯は、相対的に帯域幅が広いフィルタ部を通過する波長帯よりも、使用波長帯以外の波長帯が少ないか又は含まれない。よって、相対的に帯域幅が広いフィルタ部よりも、当該少なくとも一種類のカラーフィルタの使用波長帯によって再現したい色の再現性が高いものとなる。
以上より、本態様によれば、複数種類のカラーフィルタが一周回する間に、当該少なくとも一種類のカラーフィルタに対応する使用波長帯について、当該使用波長帯の色再現性を下げるが光量は多い光成分と、光量は少ないが当該使用波長帯の色再現性が高い光成分とを取り出すことができる。その結果、光源から照射される光が波長帯ごとに光量の偏りをもつ場合であっても、当該カラーフィルタ装置によって取り出される各使用波長帯の光成分間における光量の偏りを抑制した光と、当該少なくとも一種類のカラーフィルタの使用波長帯についての色再現性を確保できる光とを作り出すことができる。
しかも、本態様によれば、当該少なくとも一種類のカラーフィルタを構成するフィルタ部として相対的に帯域幅を広げたフィルタ部を作成すればよく、当該少なくとも一種類のカラーフィルタに照射されるタイミングに合わせて光源から照射する光の光量を変化させるような光源制御を必要としない。ただし、本態様において、このような光源制御を併用することを排除するものではない。

（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記少なくとも一種類のカラーフィルタは、前記複数の使用波長帯ＲＧＢのうち最も長い使用波長帯Ｒの光成分を透過又は反射させるものであり、当該使用波長帯における最短波長を異ならせた２つ以上のフィルタ部２１Ｒ１，２１Ｒ２で構成されていることを特徴とする。
これによれば、最も長い使用波長帯の光量が相対的に少ない光源を用いても、各使用波長帯の光成分間における光量の偏りを抑制した光と、当該使用波長帯についての色再現性を確保できる光とを作り出すことができる。

（態様Ｃ）
前記態様Ｂにおいて、前記少なくとも一種類のカラーフィルタは、赤色波長帯Ｒを含む使用波長帯の光成分を透過又は反射させるものであることを特徴とする。
これによれば、赤色波長帯の光量が相対的に少ない光源を用いても、各使用波長帯の光成分間における光量の偏りを抑制した光と、当該赤色波長帯についての色再現性を確保できる光とを作り出すことができる。

（態様Ｄ）
前記態様Ａ〜Ｃのいずれかの態様において、前記複数種類のカラーフィルタは、それぞれ、同数のフィルタ部で構成されていることを特徴とする。
これによれば、同一種類のカラーフィルタについての光成分を一周回中に２回以上ずつ取り出すことができる。

（態様Ｅ）
前記態様Ａ〜Ｄのいずれかの態様において、基板面等のホイール面を周方向に区分して得られる各区画に前記複数種類のカラーフィルタ部が配置されたカラーホイール２１ｂを回転駆動させることにより、該複数種類のカラーフィルタ部を周回移動させることを特徴とする。
これによれば、複数種類のカラーフィルタ部を周回移動させる構成を簡易に実現できる。

（態様Ｆ）
光源６１と、投射画像を生成するＤＭＤ１２等の画像生成素子と、光源からの光Ｌから互いに異なる複数の使用波長帯ＲＧＢの光成分ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを順次取り出して前記画像生成素子へ照射するカラーホイール装置２１等のカラーフィルタ装置とを備え、前記画像生成素子で生成された投射画像を投射面２に投射するプロジェクタ１等の画像投射装置において、前記カラーフィルタ装置として、前記態様Ａ〜Ｅのいずれかの態様に係るカラーフィルタ装置を用いたことを特徴とする。
本態様によれば、光源から照射される光が波長帯ごとに光量の偏りをもつ場合であっても、各使用波長帯の光成分間における光量の偏りを抑制しれホワイトバランスが改善された投射画像と、当該少なくとも一種類のカラーフィルタの使用波長帯についての色再現性を確保した投射画像とを投射することができる。

１ プロジェクタ
２ 投射面
１０ 光変調部
１２ ＤＭＤ
２０ 照明部
２１ カラーホイール装置
２１ａ ホイールモータ
２１ｂ カラーホイール
２１Ｒ１ 第一赤色フィルタ部
２１Ｒ２ 第二赤色フィルタ部
２１Ｇ 緑色フィルタ部
２１Ｂ 青色フィルタ部
３０ 第一投射光学系
４０ 第二投射光学系
６０ 光源部
６１ 光源
１００ 光学エンジン部
１０１ メイン制御部
１０２ 光源制御部
１０３ ＤＭＤ制御部

特開２００９−８５９７７号公報

Claims (6)

1. 互いに異なる複数の使用波長帯の光成分をそれぞれ透過又は反射させる複数種類のカラーフィルタが所定の光路を順次通過するように、該複数種類のカラーフィルタを周回移動させるカラーフィルタ装置において、
   少なくとも一種類のカラーフィルタは、当該カラーフィルタの使用波長帯における一端又は両端の波長を異ならせた２つ以上のフィルタ部で構成されていることを特徴とするカラーフィルタ装置。
2. 請求項１に記載のカラーフィルタ装置において、
   前記少なくとも一種類のカラーフィルタは、前記複数の使用波長帯のうち最も長い使用波長帯の光成分を透過又は反射させるものであり、当該使用波長帯における最短波長を異ならせた２つ以上のフィルタ部で構成されていることを特徴とするカラーフィルタ装置。
3. 請求項２に記載のカラーフィルタ装置において、
   前記少なくとも一種類のカラーフィルタは、赤色波長帯を含む使用波長帯の光成分を透過又は反射させるものであることを特徴とするカラーフィルタ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカラーフィルタ装置において、
   前記複数種類のカラーフィルタは、それぞれ、同数のフィルタ部で構成されていることを特徴とするカラーフィルタ装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカラーフィルタ装置において、
   ホイール面を周方向に区分して得られる各区画に前記複数種類のカラーフィルタ部が配置されたカラーホイールを回転駆動させることにより、該複数種類のカラーフィルタ部を周回移動させることを特徴とするカラーフィルタ装置。
6. 光源と、
   投射画像を生成する画像生成素子と、
   光源からの光から互いに異なる複数の使用波長帯の光成分を順次取り出して前記画像生成素子へ照射するカラーフィルタ装置とを備え、
   前記画像生成素子で生成された投射画像を投射面に投射する画像投射装置において、
   前記カラーフィルタ装置として、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカラーフィルタ装置を用いたことを特徴とする画像投射装置。