JP3514194B2 - 色順次照明系に用いる色調調節方法と回転型色フィルタと表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、白色光を高速に切
り替えて時系列的に出力される複数の色光を形成する色
順次照明系と、特定の色光を選択分離する色フィルタを
円周上に配置し回転させることで通過する光の色を時系
列的に切り替えることのできる回転型色フィルタと、当
該色フィルタと色順次表示方式の受光型表示素子を組み
合わせてなる表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ライトバルブ、または、空間光変調素子
は、自らは発光せず、外部から照明光を受けて空間的に
光を変調する受光型の表示素子として広く知られてい
る。受光型表示素子の代表的なものとして液晶パネルが
あり、バックライトを用いた直視型表示装置の用途、高
輝度の光源と投写レンズを組み合わせた投写型表示装置
（プロジェクタ）の用途、など各種実用化されている。

【０００３】受光型の表示素子を用いてカラー画像を構
成する方式には、三原色の原画像に対応させて３枚の表
示素子を用いる方式、１枚の表示素子上にモザイク状の
カラーフィルタを形成しＲＧＢのトリオ画素を用いる方
式などが知られている。

【０００４】これらとは別に、一般に色順次表示方式と
呼ばれている方式がある。これは、白黒表示の受光型表
示素子を１枚用いて高速にＲＧＢの原画像を時系列表示
し、各原色画像の表示に同期させて照明光の色を切り替
えて照射、視覚で時間方向に積分された場合に、カラー
画像として検知される方法である。

【０００５】色順次方式の表示装置を構成する場合、一
般に用いる光源は白色光を放射するので、色順次照明系
が必要となる。色順次照明系とは白色の放射光を集光
し、これを高速に異なる色光に順次切り替えて、時間軸
方向に色の異なる照明光を形成する光学系を指す。例え
ば、この用途には、回転型の色フィルタを用いる。

【０００６】図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、色順次方
式の表示装置に用いられる回転型色フィルタ１００の従
来構成の一例である。回転支持体１０１は、中央部１０
１Ａでモータなど回転駆動装置（図示せず）に取り付け
られて高速に回転する。回転支持体１０１は、”ハブ”
と呼ばれ、一般に円板形状の回転対称である。回転支持
体１０１の周囲には、円弧状の色フィルタが配列され
る。例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の
色光に切り替えたい場合、回転支持体１０１の外周３６
０度を三分割し、赤のフィルタ１０２、緑のフィルタ１
０３、青のフィルタ１０４を配列すればよい。

【０００７】回転型色フィルタ１００を照明光の光路に
挿入し、モータで高速に回転させれば、これを通過した
照明光は、光路に挿入される色フィルタ１０２、１０
３、１０４の順に対応し、赤、緑、青の色光が時系列的
に順次に形成される。

【０００８】図１２は、色順次方式表示装置の従来構成
の一例である。光源１１０は発光体１１０Ａの放射する
照明光を収斂させてスポットを形成し、そのスポット部
には、回転型色フィルタ１００が挿入されて配置され
る。回転型色フィルタ１００はモータ１１１に接続さ
れ、モータ１１１は外部から供給される映像信号に同期
した駆動電流により回転する。回転型色フィルタ１００
を通過した照明光は、集光レンズ１１２を経て、受光型
の色順次方式表示素子１１３を照明する。

【０００９】表示素子１１３は、空間的に光を変調して
光学像１１３Ａを形成するもので、例えば透過型の液晶
パネルを用いる。外部から供給される映像信号に応じ
て、赤、緑、青、の原画像を時系列的に表示し、これと
同期して回転駆動されるモータ１１１と回転型色フィル
タ１００の作用により、原画像の色に相応した色光の照
明光が時系列的に供給されて、結果として、フルカラー
の画像を呈示できる。

【００１０】表示素子１１３上に形成される光学像１１
３Ａは、そのまま直視方式で観察する場合と、この後に
拡大投影する投写レンズを備えて、プロジェクタ方式の
表示装置を構成する場合とがある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の色順次照明系
は、例えば赤、緑、青、の三原色の色光を順次、選択分
離し、視覚に依って時間方向に積分した白色光を得る場
合、ホワイトバランスを自在に調整、変化させることが
難しい場合がある。

【００１２】円弧状の各色フィルタを配置する場合に、
各円弧セグメントの回転中心に対する有効な見込み角
（以下、セグメント角）を、赤、緑、青の各色光の間で
適当に按分すれば、任意の色光の強度を増加させたり、
減少させたりすることができる（特開平９−２７９６３
号公報など）。しかし、この方式は、光量を減らしたい
特定の色について、小さくできるセグメント角に制約が
あると、所望のレベルまで光量を減少させることが難し
い。即ち、一回転して色を切り替える時間の配分や、各
色光を照射することが必要とされる時間に制約がある場
合、これらの制約とセグメント角を変更して色光の強さ
を調節することとが互いに矛盾するので、これらの制約
とホワイトバランスとの両方を満たすような設計の自由
度が得られない場合がある。

【００１３】例えば、組み合わせる表示素子の方で、各
色光に対応する原画像を表示するために必要な時間に制
約がある場合、対応するセグメント角の大きさは、所定
の色光の照射時間がこの時間制約よりも長くなるよう
に、その角度を制限される。

【００１４】一例として、一周３６０度の角度範囲を３
等分し、赤、緑、青の各フィルタのセグメント角をそれ
ぞれ１２０度でホワイトバランスが得られている場合、
表示素子に赤、緑、青、の原画像を呈示する時間は、回
転型色フィルタが一回転する時間を３等分し、いずれの
色の原画像もそれに見合う均等な時間を利用して、各画
像を呈示すればよい。

【００１５】これに対し、光源の緑成分が強く、緑の色
光をおよそ半分に減らしたホワイトバランスを得たい場
合、例えば、緑の色フィルタのセグメント角を７２度と
し、赤と青の色フィルタのセグメント角をそれぞれ緑に
対して２倍の１４４度とする必要がある。この場合、組
み合わせて用いる表示素子において、緑の原画像を表示
するのに許容される時間は、赤と青の各原画像に対し
て、約半分の時間しか与えられない。このような制約が
生じた場合、緑の原画像を表示する手順において、十分
なデータ転送時間、表示装置の応答時間とうが得られな
いため、緑の原画像について階調表示が不十分または不
正確になるなどの問題を生じる。

【００１６】赤、緑、青の三原色の各原画像の表示性
能、駆動条件を揃える上で、これらを時系列的に表示す
る時間、すなわち、回転型色フィルタによって各色光を
切り替えて照明する時間は、互いに相等しいことがより
良いことは自明である。従って、回転型色フィルタ上で
定められる各色フィルタのセグメント角を大きく変更す
ることなく、任意の色光の強さを任意に調節できること
が望まれている。

【００１７】上記課題を解決するために前記特開平９−
２７９６３号公報には、強い色光のフィルタの波長範囲
を縮小する方法、弱い色光のフィルタの波長範囲を拡大
する方法が開示されている。

【００１８】一般に、色フィルタには、多層膜から構成
させるダイクロイックミラーを用いることが多い。この
ダイクロイックミラーにおいて、通過する色光の波長帯
域を狭くして通過光量を減らすことは、多層膜の層数が
増加してコストが高くなる、所定の狭い帯域以上に光量
を減らす膜を構成することは難しいなど、多層膜の性能
や量産性の面で問題がある。

【００１９】また通過する波長帯域の透過率あるいは反
射率のレベルを減らして、通過する光量を減らすことも
考えられるが、この場合、減少される光量の絶対的な再
現性が乏しく多層膜の特性がばらつく、波長帯域方向に
ついて特性のリップルが大きく安定した性能を得られな
い、通過光量を高い自由度で微調節することが難しいな
どの課題がある。

【００２０】この様に、従来の回転型色フィルタ、およ
びこれを用いた色順次方式の表示装置では、特定の色光
の光量を減らして光の色調を変化、調整しようとした場
合に、高い自由度で、他に弊害を与えずにカラーバラン
スを得る簡便な手段がなかった。

【００２１】これらの回転型色フィルタと、これを用い
た色順次方式の表示装置には、光源にメタルハライドラ
ンプ、超高圧の水銀ランプなどが用いられることが多
い。これらのランプは、特に赤と青成分に比較して緑成
分が多いことが知られている。従って、このようなラン
プを用いる場合、他の色光の強度を減らすことなく緑の
色光の強度のみを減らすことが必要となるが、上に述べ
た理由から高い自由度で簡便に特定の色光の光量を減ら
すことが難しい。結果として、緑っぽい白色の光が形成
され、表示される画像のホワイトバランスが十分に得ら
れない。このため、画像品位が悪いなどの問題を生じて
いる。

【００２２】本発明の回転型色フィルタは、これらの問
題を解決するものであり、高い自由度で光量を減らした
い特定の色光のみの光量を調整することのできる簡便な
手段を提供するものである。本発明の回転型色フィルタ
を用いて色順次方式の表示装置を構成すれば、表示され
る画像の色調を自在に調節できるので、高画質のカラー
画像を得ることができる。

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】上記問題点を解決するために本発明の回転
型色フィルタは、主に白色光の光路に挿入されて回転し
時系列的に異なる色光を形成する回転型色フィルタであ
って、回転型色フィルタは、回転支持体と、回転支持体
の周囲に配列される２色以上の色フィルタと、色フィル
タを通過する光の一部を遮光する遮光手段を有し、遮光
手段は色フィルタの少なくとも一部の色光にのみ選択的
に作用するように構成されると共に、回転型色フィルタ
に対して取り付けと分離が可能な構成とし、出力される
光の色調を調節するものである。

【００２９】赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の
色光を選択的に分離する回転型色フィルタであって、遮
光手段はＲ、Ｇ、Ｂの少なくともいずれか１つの色フィ
ルタ部に選択的に付加されて特定の色光の通過光量を減
らし、時系列的に出力されるＲ、Ｇ、Ｂの各色光を合成
した際の色調を調節するとなおよい。

【００３０】遮光手段は、回転型色フィルタの回転する
円周方向に沿って一定の割合の通過光を遮光するとなお
よい。

【００３１】遮光手段は、回転型色フィルタを通過する
光の断面スポットに対して、回転型色フィルタの回転す
る円周方向に沿って、その内周方向と外周方向の両方向
から必要な光量を遮光するとなおよい。

【００３２】

【００３３】

【００３４】更に上記問題点を解決するために本発明の
表示装置は、少なくとも２色以上の原画像を時系列的に
表示する受光型のカラー表示素子と、カラー表示素子に
供給される照明光を形成する光源と、光源とカラー表示
素子の間の光路に挿入されて照明光の色をカラー表示素
子上に形成される原画像の色に対応させる回転型色フィ
ルタを備え、回転型色フィルタは、回転支持体と、回転
支持体の周囲に配列される２色以上の色フィルタと、色
フィルタを通過する光の一部を遮光する遮光手段を有
し、遮光手段は色フィルタを通過する少なくとも一部の
光にのみ選択的に作用するように構成されると共に、回
転型色フィルタに対して取り付けと分離が可能な構成と
し、カラー表示素子の呈示するカラー画像の色調を調節
するものである。

【００３５】カラー表示素子は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）の三原色の原画像を時系列的に表示し、回転型
色フィルタはカラー表示素子の原画像に相応するＲ、
Ｇ、Ｂの各色光を時系列的に選択分離して供給し、遮光
手段はＲ、Ｇ、Ｂの少なくともいずれか１つの色フィル
タ部にのみ選択的に付加されて特定の色光の通過光量を
減らし、カラー画像のホワイトバランスを調節するとな
およい。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の色調調節方法を用
いた回転型色フィルタ、および前記回転型色フィルタを
用いた表示装置について、図１から図１０を参照しなが
ら具体的な実施の形態を述べる。

【００３７】（回転型色フィルタの実施の形態１）図１
は、本発明の回転型色フィルタの実施すべき構成の一例
を示す。回転型色フィルタ１０は、回転支持体１１、回
転支持体のカバー１１Ｂ、三分割されて円周上に配置さ
れた赤（Ｒ）の透過型色フィルタ１２、緑（Ｇ）の透過
型色フィルタ１３、青（Ｂ）の透過型色フィルタ１４か
ら構成される。各色フィルタはいずれも円弧状のガラス
基板から構成され、その表面にダイクロイック多層膜を
真空蒸着、あるいはスパッタリングにより形成してい
る。回転支持体１１の一回転を３等分し、それぞれ１２
０度ずつのセグメント角としている。

【００３８】図２を用いて回転型色フィルタ１０の構成
例を補足する。回転支持体１１は、例えば主基材１１Ａ
と、カバー１１Ｂの２つの部品から構成する。主基材１
１Ａは回転対称の円板形状であり、この上面にエポキシ
接着剤１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを塗布する。これらの上
に、色フィルタ１２、１３、１４をこれらの外周が円周
を形成するように配列して固着する。更にその上部か
ら、裏面に接着剤を塗布したカバー１１Ｂをかぶせ、各
色フィルタを主基材１１とカバー１１Ｂの間に挟み込む
とよい。

【００３９】回転支持体１１の中央部には、モータに取
り付けるための貫通孔１１Ｃが設けられており、この孔
を利用して回転支持体１１をモータの回転軸（図示せ
ず）に固着する。以上の構成により、例えば本発明の回
転型色フィルタ１０は、光路に挿入されて、透過光の断
面上を色フィルタ１２、１３、１４が順次通過し、これ
に伴って、赤、緑、青の色光を順次形成できる。

【００４０】本発明の回転型色フィルタは、上に述べた
構成において、例えば、カバー１１Ｂの外形形状を工夫
したことを特徴とする。カバー１１Ｂは、外周形状を従
来にあるような単一の円周形状とせず、その一部を意図
を持ってより大きい半径の円周形状とし、この領域を遮
光板として通過する光に作用させている。また、外周を
大きくする領域は、形成する赤、緑、青の各色光のなか
で、例えば光量を減らしたい緑の色フィルタ領域と一致
させる。

【００４１】この様子を図３で補足し、本発明の作用と
効果を述べる。図３は、図１に示した回転型色フィルタ
１０をカバー１１Ｂの方向から見た正面図であり、破線
のスポット１９は、回転型色フィルタ１０を通過する光
の断面スポットを示す。

【００４２】上記構成に依れば、カバー１１Ｂの小さい
方の外周部２０Ａは、赤フィルタ１２と青フィルタ１４
の領域に対応し、外周部２０Ａがスポット１９を通過す
る時は、スポット１９を通過する光を遮ることはなく、
赤と青の色光について、特に意図的な減光をさせない。
これに対し、大きい方の外周部２０Ｂは緑フィルタ１３
の領域に対応し、外周部２０Ｂがスポット１９を通過す
る時は、スポット１９を通過する光の一部を遮り、緑の
色光にのみ意図的な減光を加えて、強度の弱まった光を
形成できる。

【００４３】カバー１１Ｂの一部のみを選択的にこのよ
うな遮光構造とすれば、特定の色光、例えば緑の光量の
みを、簡便に、高い自由度で、減光させることができ
る。外周部２０Ｂの大きさを任意に調整すれば、減光さ
せる光量を自由に制御できる。

【００４４】本発明の遮光構造は、上記構成のようにカ
バー１１Ｂの一部を延長させて遮光構造とする場合にの
み限定されない。主基材１１Ａ側の外周を一部、大きく
して遮光構造としてもよい。或いは、他の遮光部材を追
加して、上記と同様の作用と効果を得ることができる。

【００４５】また、例えば緑の色フィルタ１３に形成さ
れる遮光構造は、上記形状に限定されない。緑の色フィ
ルタ１３の一部のみを遮光する構造であってもよく、色
フィルタ１３の内周と外周のいずれの部位の方向から、
スポット１９を遮光してもよい。

【００４６】但し、特に遮光構造の外周を、例えば２０
Ｂに示すように回転する中心に対して半径が一定の円周
の一部とすることは、時間方向について減光する割合を
一定とするので都合がよい。減光された後に回転型色フ
ィルタ１０を通過して出射する光量が、時間方向で変化
しないので、例えば組み合わせて用いる表示素子が、発
光のオン期間で階調を表現するＰＷＭ変調であった場合
にはより正確な階調表示ができる。 （回転型色フィルタの実施の形態２）図４は、本発明の
回転型色フィルタの他の実施すべき構成の一例を示す。
回転型色フィルタ２３は、実施形態１で述べた色フィル
タ１０に対し、更に色フィルタ１２、１３、１４の外周
を覆う遮光部材２１を付加した構成である。

【００４７】遮光部材２１は、赤と青の色フィルタ１
２、１４に相当する部分の内周２２Ａは、回転中心に対
する半径が十分に大きく、この部位においてはスポット
１９を遮光しない。これに対し、緑の色フィルタ１３に
相当する部分の内周２２Ｂは、その半径が小さく、スポ
ット１９の一部を遮って、緑の色光を減光させる。

【００４８】本実施の形態２に示す回転型色フィルタ２
３は、実施形態１で述べた色フィルタ１０と比較して、
一般に回転対称の配向分布を持つスポット１９を内周と
外周の両方から遮光するので、一方向から遮光する場合
と比較して、不要な照明むらを形成しにくいという利点
がある。

【００４９】また、遮光部材２１は、分割された複数の
色フィルタの外周を、１つの共通の部材が覆う形で構成
している。こうすることで、各フィルタのガラス基板接
合部の断面で発生する風切り音を小さくできる利点があ
る。また、遮光部材２１は、各色フィルタのガラス基板
が、万が一、何らかの要因で回転中に破壊した場合に、
割れたガラス破片が、高速に飛散することを抑制できる
効果がある。

【００５０】（回転型色フィルタの実施の形態３）図５
は、本発明の回転型色フィルタの更に他の実施すべき構
成の一例を示す。回転型色フィルタ２５は、実施形態１
で述べた色フィルタ１０に対して、色フィルタ１２、１
３、１４は同様であり、これらを同様の回転支持体２６
の主基材２６Ａとカバー２６Ｂで挟み込んで支持してい
る。本実施例では、色フィルタ１２、１３、１４は、各
々主基材１６Ａに接着して固着しているが、カバー２６
Ｂは３カ所のねじ２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃで止めてい
る。これによって、カバー２６Ｂを回転型色フィルタ２
５から着脱自在の構成としている。

【００５１】カバー２６Ｂを、上述したように取り外し
できると、あらかじめ遮光領域の大きさ、すなわち減光
させる割合の異なる数種類のカバーを用意しておけば、
カバー２６Ｂの交換作業のみで特定の色光の強度を数段
階のレベルに弱めることができる。実施の形態３の回転
型色フィルタは、更に以下の作用と効果を得ることがで
きる。

【００５２】一般に、本発明の回転型色フィルタと組み
合わせて用いるランプや、照明系の光路に用いる他の光
学部品は、発光スペクトルのばらつき、分光透過率特性
のばらつきが比較的大きい。このような部品と組み合わ
せて、回転型色フィルタを用いる場合に、特定の色光の
強度を弱めて、出力光の色調、例えばホワイトバランス
を任意に調整することは難しい。これに対し、本発明の
回転型色フィルタは、着脱できるカバー２６Ｂと、自在
に設計できる遮光部を設けることで、上記問題を解決
し、最適な色調の出力光を簡便に得ることができる。

【００５３】（回転型色フィルタの実施の形態４）図６
は、本発明の回転型色フィルタの更に他の実施すべき構
成の一例を示す。回転型色フィルタ３０は、回転支持体
３１に対して遮光部材３２をスライド可能に設け、スポ
ット１９の遮光量を自在に調整できるようにした構成の
一例である。このようにすれば、カバーを取り替える必
要もなく、かつ連続的に遮光量を調整できるので、より
好ましい効果を得る。

【００５４】（回転型色フィルタの実施の形態５）以上
述べた各構成の回転型色フィルタは、遮光構造を付加し
たために、完全な回転対称の形状とは違う。これに起因
して高速で回転させた場合にバランスが悪く、モータへ
の負荷が大きくなる、回転がぶれる、騒音や振動が大き
いなどの問題が生じる場合もある。しかしながら、遮光
構造を付加した箇所と１８０度反対側に、バランスをと
るための荷重を付加すれば解決できるので、上記問題は
本質的ではない。

【００５５】図７は、本発明の回転型色フィルタにおい
て回転バランスを考慮した構成の一例であり、より好ま
しい構成の一例である。

【００５６】図７において、回転型色フィルタ３５は、
その一回転を６等分し、２枚の赤フィルタ３６、３７、
２枚の緑フィルタ３８、３９、２枚の青フィルタ４０、
４１を互いに交互となるように配列させる。このような
場合、緑の色光のみを選択的に減光させる手段として、
上述の実施の形態と同様に、回転支持体４２に設けた緑
の色フィルタ３８、３９に相当する部分のカバー４２Ｂ
の２カ所を延長し、遮光構造とすればよい。

【００５７】上記構成に依れば、２カ所の遮光構造を互
いに１８０度対向する形態を構成できるので、これによ
る回転バランスの低下を補正し、より好ましい回転型色
フィルタを構成できる。

【００５８】（回転型色フィルタのその他の実施の形
態）以上実施の形態１から５に述べた本発明の回転型色
フィルタは、その回転支持部材の一部を延長する、また
は、その遮光構造をその一部に付加することで、高速で
回転して切り替える透過光のうち、特定の色光の特定の
時間における通過光量を任意に弱めることができる。こ
れにより、回転型色フィルタを通過する光量全体の色調
を、その用途、目的、ランプやその他の光学部品のばら
つきに応じて、任意に調整できる利点がある。

【００５９】上記観点に基づき、遮光構造を備える回転
型色フィルタを構成すれば、本発明の作用と効果は、上
記各実施例で述べた構成に限定されない。全ての実施例
において、緑のフィルタ領域と１対１に対応する遮光構
造を実例としたが、緑のフィルタ部の１部にのみ作用す
る遮光構造や、他の色に作用する構成であってもよい。

【００６０】また、その遮光構造の具体的な形状や、回
転型色フィルタの構成も、他の構成であってもよい。例
えば図８は、本発明の回転型色フィルタの更に他の好ま
しい構成の一例である。これは、遮光構造４５Ａ、４５
Ｂを回転型色フィルタ４６をモータ４８に固着する際の
クランパ４７に設けた構成であり、クランパ４７と従来
と同様に構成された回転型色フィルタ４６を組み合わせ
て、上記各実施例と同様の作用と効果を得ることができ
る。

【００６１】また、遮光構造は色フィルタの上に直接設
けた遮光性の薄膜であってもよい。例えば、適当な開口
を持ったマスクを色フィルタに重ね、上方よりスプレー
塗料を吹き付ければ遮光性の薄膜を形成することができ
る。この場合、黒色の塗料を使用すると黒色塗料がスポ
ット１９の光を吸収して色フィルタの温度を上昇させる
ので、遮光性の薄膜として光反射型の塗料を使用するこ
とが好ましい。

【００６２】（表示装置の実施の形態１）図９は、本発
明の表示装置の実施すべき構成の一例である。表示装置
は、主として白色の光を放射する光源５１、光源５１の
放射する光を集光してスポット状に収斂させる集光光学
系５２、図１に示したものと同じ回転型色フィルタ１
０、回転型色フィルタ１０に直結されてこれを高速に回
転駆動させるモータ５３、回転型色フィルタ１０から出
射する光を改めて集光し、照明光を形成する照明光学系
５４、照明光学系５４により照明される色順次方式の表
示素子５５、表示素子５５に供給される映像信号から同
期信号を得て、表示される画像に同期させてモータ５３
により回転型色フィルタ１０を回転させる駆動回路５６
から構成される。

【００６３】光源５１は、例えばメタルハライドランプ
や超高圧水銀灯の発光体を用いればよい。集光光学系５
２は、例えば図示したような楕円面鏡や、その他の凹面
鏡と集光用のレンズを組み合わせて構成すればよい。照
明光学系５４は、集光レンズや、レンズアレイを用いた
インテグレータ素子など用いればよく、回転型色フィル
タ１０を通過した光を高い効率で集光し、できるだけ明
るさむらや色むらを生じないように表示素子５５を照明
するとよい。

【００６４】表示素子５５は、空間的に照明光を変調し
て光学像を形成するもので、図９では透過型の液晶パネ
ルを想定している。表示素子５５は白黒の表示素子であ
り、外部から供給されるフルカラーの映像信号に応じ
て、高速に赤、緑、青に対応する白黒の原画像を表示す
る。駆動回路５６は、映像信号から分配された同期信号
を受けてモータ５３を最適に駆動制御し、表示素子５５
上に赤に対応する原画像が表示されている間は、赤の色
フィルタを通過した照明光（赤色）が、表示素子５５を
照射する。緑と青の原画像と照明光の色光の関係におい
ても、同様となるように構成する。

【００６５】以上の構成により、観察者が表示素子５５
の透過光を観察した場合、表示素子５５上にはフルカラ
ーの画像が形成されて視覚できる。

【００６６】上記色順次方式の表示素子５５は、一般的
な映像信号の６０フレーム／秒以上の早さで三原色の原
画像を生成することが好ましく、応答速度の速い表示素
子を用いることが好ましい。例えば、この様な液晶表示
素子として、強誘電性液晶を用いた透過型パネルが知ら
れている。強誘電性液晶は、光を通過させる、あるいは
遮光する、いわゆるＯｎ／Ｏｆｆの二値表示が可能であ
り、例えば８ビットの入力映像信号レベルに対してこの
二値表示を２５５回繰り返す、あるいはＯｎの回数を制
御して発光期間を制御することで階調表現が可能とな
る。このような表示方式は、ＰＷＭ（パルス幅変調）方
式として知られている。

【００６７】従来、上記構成の表示装置において、表示
される画像の色調を、高い自由度で調整することは困難
であり、特に光源５１は一般的に緑成分が強い傾向があ
り、表示された画像が緑っぽく、画像の印象が悪いとい
う問題があった。

【００６８】これに対し、例えば、表示素子５５の緑画
像に対応する変調レベルを低下させ、赤と青の原画像に
比較して相対的に暗い画像を形成すると、表示画像の色
調を変えることができる。しかし、一般的なこの用途の
表示素子はダイナミックレンジが低く、全白時の緑の変
調レベルを低下させると、階調の分解表示能力が不十分
となり、画質を劣化させる。

【００６９】また、緑成分のみを相対的に透過させるダ
イクロイックフィルタも知られているが、一般的な干渉
型フィルタは、透過スペクトルのリップルが大きい、透
過率特性のばらつきが大きい、カットオフ波長のばらつ
きが大きい、緑成分のみを選択的に減少させることが難
しいなどの課題があり、精度良く緑の光量を減らすこ
と、赤と青の光量に影響を与えることなく緑の光量のみ
を選択的に減少させることが難しい。

【００７０】以上述べた課題に対し、本発明の表示装置
が備える回転型色フィルタ１０は、そのカバー部１１Ｂ
の一部が遮光構造となっており、赤と青の光量に何らの
影響を与えることなく緑の色光の光量のみを、選択的
に、高い自由度で調整することができる。表示装置が呈
示する画像のホワイトバランス、色調を変化させること
ができ、好ましい印象の画像を提供できるので、極めて
大きな効果を得ることができる。

【００７１】（表示装置の実施の形態２）図１０は、本
発明の表示装置の実施すべき他の構成の一例である。こ
れは、図９に示した表示装置に投写レンズ５７を追加し
た構成であり、表示素子５５上に形成される光学像５５
Ａをスクリーン上（図示せず）に拡大投影する。

【００７２】本発明の作用と効果は、直視型の表示装置
であっても、投写型の表示装置であっても同様であり、
上記表示装置の実施の形態１と同様に、投写画像のホワ
イトバランス、色調を自由に調整できる。

【００７３】（表示装置の実施のその他の形態）図９と
図１０とを用いて説明した色順次表示方式の表示装置に
は、本発明の回転型色フィルタとして好ましい実施の形
態を述べた全ての構成を用いることができる。従って、
いずれの場合においても、上述と同様の作用と効果を得
ることができる。

【００７４】また、色順次表示素子は、上記実施例で説
明したような透過型の強誘電性液晶パネルに限定されな
い。高速に三原色の原画像を切り替えることのできる空
間光変調素子であれば、液晶以外の方式、透過型と反射
型のいずれであっても、上述と同様な構成とし、同様の
作用と効果を得ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたように本発明の色調調節方法
は、時系列的に異なる色光を形成する色順次照明系にお
いて、特定の色光のみの強度を、高い自由度で、任意に
調節することができる。従って、出力される光の色調を
調節できるので、極めて大きな効果を得る。

【００７６】同様に、本発明の色調調節方法を用いた回
転型色フィルタは、上記作用と効果により、前記色フィ
ルタを用いて形成した色順次照明光の色調を調節できる
利点がある。

【００７７】同様に、本発明の色調調節方法を用いた色
順次方式の表示装置は、上記作用と効果により、表示さ
れる画像の色調を、高い自由度で、他に弊害を生じるこ
となく調節できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転型色フィルタの一実施の形態を示
す斜視図

【図２】本発明の回転型色フィルタの構成の一例を示す
構成図

【図３】本発明の回転型色フィルタの他の実施の形態を
示す正面図

【図４】本発明の回転型色フィルタのさらに他の実施の
形態を示す正面図

【図５】本発明の回転型色フィルタのさらに他の実施の
形態を示す正面図

【図６】本発明の回転型色フィルタのさらに他の実施の
形態を示す正面図

【図７】本発明の回転型色フィルタのさらに他の実施の
形態を示す斜視図

【図８】本発明の回転型色フィルタのさらに他の実施の
形態を示す構成図

【図９】本発明の表示装置の一実施の形態を示す構成図

【図１０】本発明の表示装置の他の実施の形態を示す構
成図

【図１１】（ａ）従来の回転型色フィルタの一例を示す
正面図 （ｂ）従来の回転型色フィルタの一例を示す側面図

【図１２】従来の表示装置の一例を示す構成図

【符号の説明】

１０、２３、２５、３０、３５、４６ 回転型色フィル
タ １１、２６、４２ 回転支持体 １１Ａ、２６Ａ 回転支持体の基材 １１Ｂ、２６Ｂ、３１、４２Ｂ 回転支持体のカバー １２、３６、３７ 赤色透過フィルタ １３、３８、３９ 緑色透過フィルタ １４、４０、４１ 青色透過フィルタ ２１、３２ 遮光部材 ４７ クランパ ４８、５３ モータ ５１ 光源 ５２ 集光光学系 ５４ 照明光学系 ５５ 表示素子 ５６ モータ駆動回路 ５７ 投写レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有賀 栄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 阪口 広一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平11−194313（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−163391（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−27963（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−113384（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03B 21/00 - 21/30 G03B 33/12 G02B 5/20 - 5/28 G02F 1/13 G02F 1/1335 - 1/13363 G02B 23/26

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主に白色光の光路に挿入されて回転し時
   系列的に異なる色光を形成する回転型色フィルタであっ
   て、前記回転型色フィルタは、回転支持体と、前記回転
   支持体の周囲に配列される２色以上の色フィルタと、前
   記色フィルタを通過する光の一部を遮光する遮光手段を
   有し、前記遮光手段は前記色フィルタの少なくとも一部
   の色光にのみ選択的に作用するように構成されると共
   に、前記回転型色フィルタに対して取り付けと分離が可
   能な構成とし、出力される光の色調を調節することを特
   徴とする回転型色フィルタ。
2. 【請求項２】 赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色
   の色光を選択的に分離する回転型色フィルタであって、
   遮光手段は前記Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくともいずれか１つの
   色フィルタ部に選択的に付加されて特定の色光の通過光
   量を減らし、時系列的に出力される前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各
   色光を合成した際の色調を調節することを特徴とする請
   求項１に記載の回転型色フィルタ。
3. 【請求項３】 遮光手段は、回転型色フィルタの回転す
   る円周方向に沿って一定の割合の通過光を遮光すること
   を特徴とする請求項１に記載の回転型色フィルタ。
4. 【請求項４】 遮光手段は、回転型色フィルタを通過す
   る光の断面スポットに対して、前記回転型色フィルタの
   回転する円周方向に沿って、その内周方向と外周方向の
   両方向から必要な光量を遮光することを特徴とする請求
   項１に記載の回転型色フィルタ。
5. 【請求項５】 少なくとも２色以上の原画像を時系列的
   に表示する受光型のカラー表示素子と、前記カラー表示
   素子に供給される照明光を形成する光源と、前記光源と
   前記カラー表示素子の間の光路に挿入されて前記照明光
   の色を前記カラー表示素子上に形成される原画像の色に
   対応させる回転型色フィルタを備え、前記回転型色フィ
   ルタは、回転支持体と、回転支持体の周囲に配列される
   ２色以上の色フィルタと、前記色フィルタを通過する光
   の一部を遮光する遮光手段を有し、前記遮光手段は前記
   色フィルタを通過する少なくとも一部の光にのみ選択的
   に作用するように構成されると共に、前記回転型色フィ
   ルタに対して取り付けと分離が可能な構成とし、前記カ
   ラー表示素子の呈示するカラー画像の色調を調節するこ
   とを特徴とする表示装置。
6. 【請求項６】 カラー表示素子は、赤（Ｒ）、緑
   （Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の原画像を時系列的に表示
   し、回転型色フィルタは前記カラー表示素子の原画像に
   相応するＲ、Ｇ、Ｂの各色光を時系列的に選択分離して
   供給し、遮光手段は前記Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくともいずれ
   か１つの色フィルタ部にのみ選択的に付加されて特定の
   色光の通過光量を減らし、カラー画像のホワイトバラン
   スを調節することを特徴とする請求項５に記載の表示装
   置。