JP7028021B2 - Image forming unit and image projection device - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成ユニットおよび画像投射装置に関する。 The present invention relates to an image forming unit and an image projection device.

特許文献１には、青色光の光源と、蛍光体ホイールと、プリズムと、２枚のＤＭＤ（digital mirror device）と、を備える映像表示装置が開示されている。光源からの青色光は、蛍光体ホイールにより、時分割された青色光および黄色光となって出射される。また、蛍光体ホイールから出射された黄色光は、プリズムにより赤色光と緑色光に分割される。そして、一方のＤＭＤには、蛍光体ホイールから出射された青色光およびプリズムにより分割された緑色光が導かれる。また、他方のＤＭＤには、プリズムにより分割された赤色光が導かれる。 Patent Document 1 discloses an image display device including a light source for blue light, a phosphor wheel, a prism, and two DMDs (digital mirror devices). The blue light from the light source is emitted as time-divisioned blue light and yellow light by the phosphor wheel. Further, the yellow light emitted from the phosphor wheel is divided into red light and green light by a prism. Then, the blue light emitted from the phosphor wheel and the green light divided by the prism are guided to one of the DMDs. Further, red light divided by a prism is guided to the other DMD.

しかしながら、特許文献１に開示された手法では、時分割された青色光および黄色光が出射される構成となっているため、一方のＤＭＤに青色光が導かれる際には、他方のＤＭＤには光が導かれていない状態、即ち、他方のＤＭＤが動作しない状態となっていた。このため、ＤＭＤにより投影する光が制限され、投射画像の輝度を上げることできず、画像投射装置の発光効率を高くすることができないという課題がある。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, time-divisioned blue light and yellow light are emitted. Therefore, when the blue light is guided to one DMD, the other DMD emits the blue light. The light was not guided, that is, the other DMD did not operate. Therefore, there is a problem that the light projected by the DMD is limited, the brightness of the projected image cannot be increased, and the luminous efficiency of the image projection device cannot be increased.

よって、本発明は、発光効率を高くすることができる画像形成ユニットおよび画像投射装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an image forming unit and an image projection device capable of increasing luminous efficiency.

上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成ユニットは、第１の原色の光である青色光を出射する第１光源と、第２の原色の光である赤色光と第３の原色の光である緑色光とを含んだ混色である黄色光を出射する第２光源と、前記第１光源および前記第２光源からの光を順次透過又は反射する色時分割手段と、前記色時分割手段からの光を分割する第１光分割手段と、前記第１光分割手段で分割された一方の光を用いて投射画像を生成する第１光変調素子と、前記第１光分割手段で分割された他方の光を用いて投射画像を生成する第２光変調素子と、を備え、前記色時分割手段は、前記第１から第３の原色の光のうち、前記青色光を常に透過し、それ以外の原色の光を時分割された光とし、前記第１光変調素子は、前記色時分割手段で常に透過する前記青色光が入射し、前記第２光変調素子は、それ以外の原色の光が入射することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the image forming unit according to the present invention has a first light source that emits blue light , which is the first primary color light, and red light and a third primary color, which are the second primary color light. A second light source that emits yellow light that is a mixture of colors including green light, a color time dividing means that sequentially transmits or reflects light from the first light source and the second light source, and the color time. The first light dividing means that divides the light from the dividing means, the first light modulation element that generates a projected image using one of the lights divided by the first light dividing means, and the first light dividing means. A second light modulation element that generates a projected image using the other divided light is provided, and the color time dividing means always transmits the blue light among the light of the first to third primary colors. However, the light of the other primary colors is regarded as time-divided light, the blue light that is always transmitted by the color time-dividing means is incident on the first light modulation element, and the second light modulation element is other than that. It is characterized by the fact that light of the primary color of is incident.

本発明によれば、発光効率を高くすることができる画像形成ユニットおよび画像投射装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming unit and an image projection device capable of increasing luminous efficiency.

第１実施形態に係るプロジェクタの一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the projector which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態におけるカラーホイールの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the color wheel in 1st Embodiment. カラーホイールが有するフィルタの透過率スペクトルの一例である。This is an example of the transmittance spectrum of the filter of the color wheel. 第１実施形態におけるダイクロイックフィルタの透過率スペクトルの一例である。This is an example of the transmittance spectrum of the dichroic filter in the first embodiment. 第１実施形態における光変調素子に入射する光の時系列を説明する図である。It is a figure explaining the time series of the light incident on the light modulation element in 1st Embodiment. 第２実施形態におけるカラーホイールの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the color wheel in 2nd Embodiment. 第２実施形態における光変調素子に入射する光の時系列を説明する図である。It is a figure explaining the time series of the light incident on the light modulation element in the 2nd Embodiment. 第３実施形態におけるカラーホイールの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the color wheel in 3rd Embodiment. 第３実施形態における光変調素子に入射する光の時系列を説明する図である。It is a figure explaining the time series of the light incident on the light modulation element in 3rd Embodiment. 第４実施形態におけるカラーホイールの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the color wheel in 4th Embodiment. 第４実施形態における光変調素子に入射する光の時系列を説明する図である。It is a figure explaining the time series of the light incident on the light modulation element in 4th Embodiment. 第５実施形態におけるカラーホイールの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the color wheel in 5th Embodiment. 第６実施形態におけるダイクロイックフィルタの透過率スペクトルの一例である。It is an example of the transmittance spectrum of the dichroic filter in the sixth embodiment.

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 The embodiment for carrying out the present invention will be described below. The same members and the like are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

≪第１実施形態≫
第１実施形態に係るプロジェクタ（画像投射装置）１００の一例について図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係るプロジェクタ１００の一例の構成図である。 << First Embodiment >>
An example of the projector (image projection device) 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of an example of the projector 100 according to the first embodiment.

プロジェクタ１００は、光学エンジン部２０と、制御装置３０と、を備えている。なお、光学エンジン部２０および制御装置３０は、画像形成ユニットを構成する。光学エンジン部２０は、第１光源１と、第２光源２と、レンズ３と、光源側ダイクロイックフィルタ４と、レンズ５と、カラーホイール（色時分割手段）６と、ライトトンネル７と、レンズ８と、第１ダイクロイックフィルタ（第１光分割手段）９と、プリズム１０と、第１光変調素子１１と、第２光変調素子１２と、第２ダイクロイックフィルタ（第２光分割手段）１３と、投射レンズ１４と、を備えている。また、制御装置３０は、プロジェクタ１００の各部の動作を制御する。 The projector 100 includes an optical engine unit 20 and a control device 30. The optical engine unit 20 and the control device 30 form an image forming unit. The optical engine unit 20 includes a first light source 1, a second light source 2, a lens 3, a light source side dichroic filter 4, a lens 5, a color wheel (color time dividing means) 6, a light tunnel 7, and a lens. 8, the first dichroic filter (first optical dividing means) 9, the prism 10, the first optical modulation element 11, the second optical modulation element 12, and the second dichroic filter (second optical dividing means) 13. , And a projection lens 14. Further, the control device 30 controls the operation of each part of the projector 100.

第１光源１および第２光源２は、ＬＥＤ（light emitting diode）やＬＤ（laser diode）などの固体光源を用いて構成される。第１光源１は、第１の原色の光の波長域を有する光を出射する。第２光源２は、第２の原色の光の波長域および第３の原色の光の波長域を含む光を出射する。なお、以下の説明において、第１の原色の光を青色光とし、第２の原色の光を赤色光とし、第３の原色の光を緑色光として説明する。この場合、第１光源１は青色光を出射し、第２光源２は赤色光と緑色光を含んだ混色である黄色光を出射する。第１光源１および第２光源２から出射した光は、レンズ３を通って、光源側ダイクロイックフィルタ４に入射する。 The first light source 1 and the second light source 2 are configured by using a solid-state light source such as an LED (light emitting diode) or an LD (laser diode). The first light source 1 emits light having a wavelength range of light of the first primary color. The second light source 2 emits light including the wavelength range of the light of the second primary color and the wavelength range of the light of the third primary color. In the following description, the light of the first primary color will be referred to as blue light, the light of the second primary color will be referred to as red light, and the light of the third primary color will be referred to as green light. In this case, the first light source 1 emits blue light, and the second light source 2 emits yellow light, which is a mixed color including red light and green light. The light emitted from the first light source 1 and the second light source 2 passes through the lens 3 and is incident on the light source side dichroic filter 4.

光源側ダイクロイックフィルタ４は、青色光を透過し、それ以外の光（赤色光と緑色光の混色である黄色光）を反射する特性を有している。これにより、第１光源１から光源側ダイクロイックフィルタ４に入射した青色光は、光源側ダイクロイックフィルタ４を透過し、レンズ５を通り、カラーホイール６に入射する。また、第２光源２から光源側ダイクロイックフィルタ４に入射した黄色光は、光源側ダイクロイックフィルタ４で反射し、レンズ５を通り、カラーホイール６に入射する。 The light source side dichroic filter 4 has a characteristic of transmitting blue light and reflecting other light (yellow light which is a mixture of red light and green light). As a result, the blue light incident on the light source side dichroic filter 4 from the first light source 1 passes through the light source side dichroic filter 4, passes through the lens 5, and is incident on the color wheel 6. Further, the yellow light incident on the light source side dichroic filter 4 from the second light source 2 is reflected by the light source side dichroic filter 4, passes through the lens 5, and is incident on the color wheel 6.

図２は、第１実施形態におけるカラーホイール６の一例を示す平面図である。カラーホイール６は、複数のセグメント６１，６２を有している。なお、カラーホイール６は回転しており、光が入射するセグメント６１，６２が順次に切り替わっていく。第１実施形態におけるカラーホイール６は、マゼンダフィルタセグメント６１と、シアンフィルタセグメント６２と、を有している。 FIG. 2 is a plan view showing an example of the color wheel 6 in the first embodiment. The color wheel 6 has a plurality of segments 61 and 62. The color wheel 6 is rotating, and the segments 61 and 62 on which the light is incident are sequentially switched. The color wheel 6 in the first embodiment has a magenta filter segment 61 and a cyan filter segment 62.

ここで、カラーホイール６が有するフィルタの特性について説明する。図３は、カラーホイール６が有するフィルタの透過率スペクトルの一例である。図３に示すように、マゼンダフィルタは、波長が約５００ｎｍから約６００ｎｍの間の光を全て反射し、その他の波長の光を透過させる。また、シアンフィルタは、約６００ｎｍより短波長の光を透過させ、約６００ｎｍより長波長の光を反射させる。なお、後述するイエローフィルタは、約５００ｎｍより長波長の光を透過させ、約５００ｎｍより短波長の光を反射させる。即ち、第１から第３の原色の光について、マゼンダフィルタは、青色光および赤色光を透過するが緑色光は反射する。また、シアンフィルタは、青色光および緑色光を透過するが、赤色光は反射する。イエローフィルタは、赤色光および緑色光を透過するが、青色光は反射する。 Here, the characteristics of the filter included in the color wheel 6 will be described. FIG. 3 is an example of the transmittance spectrum of the filter included in the color wheel 6. As shown in FIG. 3, the magenta filter reflects all light having a wavelength between about 500 nm and about 600 nm and transmits light having other wavelengths. Further, the cyan filter transmits light having a wavelength shorter than about 600 nm and reflects light having a wavelength longer than about 600 nm. The yellow filter described later transmits light having a wavelength longer than about 500 nm and reflects light having a wavelength shorter than about 500 nm. That is, for the light of the first to third primary colors, the magenta filter transmits the blue light and the red light, but reflects the green light. Also, the cyan filter transmits blue light and green light, but reflects red light. Yellow filters transmit red and green light, but reflect blue light.

このようなカラーホイール６の構成により、第１光源１から出射した青色光は、どのセグメント６１，６２に入射するかによらず、常にカラーホイール６を透過する。一方、第２光源２から出射した黄色光がマゼンダフィルタセグメント６１に入射する場合、赤色光のみがカラーホイール６を透過する。また、黄色光がシアンフィルタセグメント６２に入射する場合、緑色光のみがカラーホイール６を透過する。よって、カラーホイール６から青色光は常に出射され、赤色光および緑色光は時分割で出射される。 With such a configuration of the color wheel 6, the blue light emitted from the first light source 1 always passes through the color wheel 6 regardless of which segment 61 or 62 is incident on. On the other hand, when the yellow light emitted from the second light source 2 is incident on the magenta filter segment 61, only the red light passes through the color wheel 6. Further, when the yellow light is incident on the cyan filter segment 62, only the green light is transmitted through the color wheel 6. Therefore, blue light is always emitted from the color wheel 6, and red light and green light are emitted in a time-division manner.

このように、カラーホイール６は、第１光源１および第２光源２からの光を順次透過または反射して、第１から第３の原色の光（赤色光、緑色光、青色光）のうち何れかの原色の光（青色光）を常に透過し、それ以外の原色の光（赤色光、緑色光）を時分割された光とする色時分割手段を構成する。なお、色時分割手段は、回転するカラーホイール６に限られるものではなく、例えば、長方形の板状部材に複数のセグメントが形成され、板状部材が往復運動することにより光が入射するセグメントが切り替わる構成であってもよい。 As described above, the color wheel 6 sequentially transmits or reflects the light from the first light source 1 and the second light source 2, and among the light of the first to third primary colors (red light, green light, blue light). It constitutes a color time-dividing means in which light of any primary color (blue light) is always transmitted and light of other primary colors (red light, green light) is time-divided light. The color time division means is not limited to the rotating color wheel 6, and for example, a plurality of segments are formed in a rectangular plate-shaped member, and the segment in which light is incident due to the reciprocating motion of the plate-shaped member is formed. It may be a switchable configuration.

カラーホイール６を透過した光は、光を均一にするライトトンネル７、レンズ８を通り、第１ダイクロイックフィルタ９に入射する。 The light transmitted through the color wheel 6 passes through the light tunnel 7 and the lens 8 for making the light uniform, and is incident on the first dichroic filter 9.

図４は、第１実施形態におけるダイクロイックフィルタの透過率スペクトルの一例である。第１ダイクロイックフィルタ９および第２ダイクロイックフィルタ１３は、図４に示すように、青色光を透過し、それ以外の光（赤色光、緑色光）を反射する特性を有している。 FIG. 4 is an example of the transmittance spectrum of the dichroic filter according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 have a property of transmitting blue light and reflecting other light (red light, green light).

このため、青色光は、第１ダイクロイックフィルタ９を透過し、プリズム１０を通過して、第１光変調素子１１に入射する。第１光変調素子１１にて青色光の投射画像が作られ、第１光変調素子１１で反射した光が再びプリズム１０を通り、第２ダイクロイックフィルタ１３を透過して、投射レンズ１４によりスクリーンに投射される。 Therefore, the blue light passes through the first dichroic filter 9, passes through the prism 10, and is incident on the first light modulation element 11. A projected image of blue light is created by the first light modulation element 11, the light reflected by the first light modulation element 11 passes through the prism 10 again, passes through the second dichroic filter 13, and is transmitted to the screen by the projection lens 14. Be projected.

一方、赤色光および緑色光は、第１ダイクロイックフィルタ９で反射し、プリズム１０を通過して、第２光変調素子１２に入射する。第２光変調素子１２にて時分割で赤色光の投射画像、緑色光の投射画像が作られ、第２光変調素子１２で反射した光が再びプリズム１０を通り、第２ダイクロイックフィルタ１３で反射して、投射レンズ１４によりスクリーンに投射される。 On the other hand, the red light and the green light are reflected by the first dichroic filter 9, pass through the prism 10, and enter the second light modulation element 12. The second light modulation element 12 creates a projected image of red light and a projected image of green light by time division, and the light reflected by the second light modulation element 12 passes through the prism 10 again and is reflected by the second dichroic filter 13. Then, it is projected onto the screen by the projection lens 14.

なお、第１ダイクロイックフィルタ９は、光の波長域によって光を分割する光分割手段を構成する。なお、光分割手段は、ダイクロイックフィルタに限られるものではなく、ダイクロイックミラーを用いてもよく、光の波長域によって透過・反射することにより光を分割することが可能であれば適用することができる。第２ダイクロイックフィルタ１０についても同様である。 The first dichroic filter 9 constitutes an optical dividing means for dividing light according to the wavelength range of light. The light dividing means is not limited to the dichroic filter, and a dichroic mirror may be used, and can be applied if it is possible to divide the light by transmitting and reflecting it depending on the wavelength range of the light. .. The same applies to the second dichroic filter 10.

図５は、第１実施形態における光変調素子１１，１２に入射する光の時系列を説明する図である。２つの光源１，２から出射する光について、カラーホイール６および第１ダイクロイックフィルタ９を用いることにより、第１光変調素子１１には、カラーホイール６で常に透過する青色光（Ｂ）が常に入射する。一方、第２光変調素子１２には、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）が、時分割で入射する。 FIG. 5 is a diagram illustrating a time series of light incident on the light modulation elements 11 and 12 in the first embodiment. By using the color wheel 6 and the first dichroic filter 9 for the light emitted from the two light sources 1 and 2, the blue light (B) always transmitted by the color wheel 6 is always incident on the first light modulation element 11. do. On the other hand, red light (R) and green light (G) are incident on the second light modulation element 12 in a time-division manner.

以上、第１実施形態に係るプロジェクタ１００によれば、第１光変調素子１１および第２光変調素子１２には常に光が入射する構成となり、いずれかの光変調素子１１，１２が画像光を投射しない状態をなくすことができるので、投射画像の輝度を上げ、プロジェクタ１００の発光効率を高くすることができる。また、第１光変調素子１１により青色光が常にスクリーンに投射されるので、青色の純色輝度比を高くすることができる。 As described above, according to the projector 100 according to the first embodiment, the light is always incident on the first light modulation element 11 and the second light modulation element 12, and any of the light modulation elements 11 and 12 emits image light. Since it is possible to eliminate the non-projecting state, it is possible to increase the brightness of the projected image and increase the luminous efficiency of the projector 100. Further, since the blue light is always projected onto the screen by the first light modulation element 11, the pure color luminance ratio of blue can be increased.

≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係るプロジェクタ（画像投射装置）の一例について説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比較して、カラーホイール６の構成が異なっている。 << Second Embodiment >>
Next, an example of the projector (image projection device) according to the second embodiment will be described. In the second embodiment, the configuration of the color wheel 6 is different from that in the first embodiment.

図６は、第２実施形態におけるカラーホイール６Ａの一例を示す平面図である。第２実施形態におけるカラーホイール６Ａは、光を透過する透明セグメント６４と、マゼンダフィルタセグメント６１と、シアンフィルタセグメント６２と、を有している。 FIG. 6 is a plan view showing an example of the color wheel 6A in the second embodiment. The color wheel 6A in the second embodiment has a transparent segment 64 that transmits light, a magenta filter segment 61, and a cyan filter segment 62.

このようなカラーホイール６Ａの構成により、第１光源１から出射した青色光は、どのセグメント６１，６２，６４に入射するかによらず、常にカラーホイール６Ａを透過する。一方、第２光源２から出射した黄色光が透明セグメント６４に入射する場合、そのまま黄色光がカラーホイール６Ａを透過する。また、マゼンダフィルタセグメント６１に入射する場合、赤色光のみがカラーホイール６Ａを透過する。また、黄色光がシアンフィルタセグメント６２に入射する場合、緑色光のみがカラーホイール６Ａを透過する。よって、カラーホイール６Ａから青色光は常に出射され、黄色光、赤色光および緑色光は時分割で出射される。 With such a configuration of the color wheel 6A, the blue light emitted from the first light source 1 always passes through the color wheel 6A regardless of which segment 61, 62, 64 is incident on. On the other hand, when the yellow light emitted from the second light source 2 is incident on the transparent segment 64, the yellow light passes through the color wheel 6A as it is. Further, when incident on the magenta filter segment 61, only red light passes through the color wheel 6A. Further, when the yellow light is incident on the cyan filter segment 62, only the green light passes through the color wheel 6A. Therefore, blue light is always emitted from the color wheel 6A, and yellow light, red light, and green light are emitted in a time-division manner.

また、第２実施形態における第１ダイクロイックフィルタ９および第２ダイクロイックフィルタ１３は、第１実施形態と同様に、青色光を透過し、それ以外の光（赤色光、緑色光、黄色光）を反射する特性を有している。 Further, the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 in the second embodiment transmit blue light and reflect other light (red light, green light, yellow light) as in the first embodiment. Has the property of

図７は、第２実施形態における光変調素子１１，１２に入射する光の時系列を説明する図である。２つの光源１，２から出射する光について、カラーホイール６Ａおよび第１ダイクロイックフィルタ９を用いることにより、第１光変調素子１１には、カラーホイール６で常に透過する青色光（Ｂ）が常に入射する。一方、第２光変調素子１２には、黄色光（Ｙ）、赤色光（Ｒ）および緑色光（Ｇ）が、時分割で入射する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a time series of light incident on the light modulation elements 11 and 12 in the second embodiment. By using the color wheel 6A and the first dichroic filter 9 for the light emitted from the two light sources 1 and 2, the blue light (B) always transmitted by the color wheel 6 is always incident on the first light modulation element 11. do. On the other hand, yellow light (Y), red light (R), and green light (G) are incident on the second light modulation element 12 in a time-division manner.

以上、第２実施形態に係るプロジェクタによれば、第１実施形態と同様に、投射画像の輝度を上げ、プロジェクタの発光効率を高くすることができる。また、青色の純色輝度比を高くすることができる。また、第２実施形態に係るプロジェクタによれば、視感度の高い黄色光がスクリーンに投射されるので、プロジェクタの全光束を高くすることができる。 As described above, according to the projector according to the second embodiment, the brightness of the projected image can be increased and the luminous efficiency of the projector can be increased as in the first embodiment. In addition, the pure color luminance ratio of blue can be increased. Further, according to the projector according to the second embodiment, since yellow light having high luminosity factor is projected on the screen, the total luminous flux of the projector can be increased.

≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係るプロジェクタ（画像投射装置）の一例について説明する。第３実施形態は、第１実施形態と比較して、カラーホイール６および第１ダイクロイックフィルタ９、第２ダイクロイックフィルタ１３の構成が異なっている。 << Third Embodiment >>
Next, an example of the projector (image projection device) according to the third embodiment will be described. In the third embodiment, the configurations of the color wheel 6, the first dichroic filter 9, and the second dichroic filter 13 are different from those in the first embodiment.

図８は、第３実施形態におけるカラーホイール６Ｂの一例を示す平面図である。第３実施形態におけるカラーホイール６Ｂは、マゼンダフィルタセグメント６１と、イエローフィルタセグメント６３と、を有している。 FIG. 8 is a plan view showing an example of the color wheel 6B in the third embodiment. The color wheel 6B in the third embodiment has a magenta filter segment 61 and a yellow filter segment 63.

このようなカラーホイール６Ｂの構成により、第２光源２から出射した黄色光のうち赤色光は、どのセグメント６１，６３に入射するかによらず、常にカラーホイール６Ｂを透過する。一方、第２光源２から出射した黄色光のうち緑色光は、イエローフィルタセグメント６３に入射する場合はカラーホイール６Ｂを透過するが、マゼンダフィルタセグメント６１に入射する場合はカラーホイール６Ｂを透過しない。また、第１光源１から出射した青色光は、マゼンダフィルタセグメント６１に入射する場合はカラーホイール６Ｂを透過するが、イエローフィルタセグメント６３に入射する場合はカラーホイール６Ｂを透過しない。よって、カラーホイール６Ｂから赤色光は常に出射され、青色光および緑色光は時分割で出射される。 With such a configuration of the color wheel 6B, the red light among the yellow light emitted from the second light source 2 always passes through the color wheel 6B regardless of which segment 61 or 63 is incident on. On the other hand, of the yellow light emitted from the second light source 2, the green light passes through the color wheel 6B when it is incident on the yellow filter segment 63, but does not pass through the color wheel 6B when it is incident on the magenta filter segment 61. Further, the blue light emitted from the first light source 1 passes through the color wheel 6B when it is incident on the magenta filter segment 61, but does not pass through the color wheel 6B when it is incident on the yellow filter segment 63. Therefore, the red light is always emitted from the color wheel 6B, and the blue light and the green light are emitted in a time division manner.

また、第３実施形態における第１ダイクロイックフィルタ９および第２ダイクロイックフィルタ１３は、第１実施形態とは異なり、赤色光を透過し、それ以外の光（青色光、緑色光）を反射する特性を有している。 Further, unlike the first embodiment, the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 in the third embodiment have a characteristic of transmitting red light and reflecting other light (blue light, green light). Have.

図９は、第３実施形態における光変調素子１１，１２に入射する光の時系列を説明する図である。２つの光源１，２から出射する光について、カラーホイール６Ｂおよび赤色光を透過しそれ以外の光を反射する第１ダイクロイックフィルタ９を用いることにより、第１光変調素子１１には、カラーホイール６Ｂで常に透過する赤色光（Ｒ）が常に入射する。一方、第２光変調素子１２には、青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）が、時分割で入射する。 FIG. 9 is a diagram illustrating a time series of light incident on the light modulation elements 11 and 12 in the third embodiment. By using the color wheel 6B and the first dichroic filter 9 that transmits red light and reflects the other light for the light emitted from the two light sources 1 and 2, the color wheel 6B is used as the first light modulation element 11. The red light (R) that is always transmitted is always incident. On the other hand, blue light (B) and green light (G) are incident on the second light modulation element 12 in a time-division manner.

以上、第３実施形態に係るプロジェクタによれば、第１実施形態と同様に、投射画像の輝度を上げ、プロジェクタの発光効率を高くすることができる。また、第１光変調素子１１により赤色光が常にスクリーンに投射されるので、赤色の純色輝度比を高くすることができる。 As described above, according to the projector according to the third embodiment, the brightness of the projected image can be increased and the luminous efficiency of the projector can be increased as in the first embodiment. Further, since the red light is always projected onto the screen by the first light modulation element 11, the pure color luminance ratio of red can be increased.

なお、図９に示す時間帯ｔにおいて、第１光源１から出射した青色光はイエローフィルタセグメント６３で反射されるため、いずれの光変調素子１１，１２にも入射せず、スクリーンにも投射されない。このため、制御装置３０は、第１光源１を制御して、時間帯ｔにおいて第１光源１を消灯するようにしてもよい。これにより、消費電力を削減し、発熱量を低減することができる。 Since the blue light emitted from the first light source 1 is reflected by the yellow filter segment 63 in the time zone t shown in FIG. 9, it does not enter any of the light modulation elements 11 and 12 and is not projected onto the screen. .. Therefore, the control device 30 may control the first light source 1 to turn off the first light source 1 in the time zone t. As a result, power consumption can be reduced and the amount of heat generated can be reduced.

≪第４実施形態≫
次に、第４実施形態に係るプロジェクタ（画像投射装置）の一例について説明する。第４実施形態は、第１実施形態と比較して、カラーホイール６および第１ダイクロイックフィルタ９、第２ダイクロイックフィルタ１３の構成が異なっている。 << Fourth Embodiment >>
Next, an example of the projector (image projection device) according to the fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, the configurations of the color wheel 6, the first dichroic filter 9, and the second dichroic filter 13 are different from those in the first embodiment.

図１０は、第４実施形態におけるカラーホイール６Ｃの一例を示す平面図である。第４実施形態におけるカラーホイール６Ｃは、シアンフィルタセグメント６２と、イエローフィルタセグメント６３と、を有している。 FIG. 10 is a plan view showing an example of the color wheel 6C according to the fourth embodiment. The color wheel 6C in the fourth embodiment has a cyan filter segment 62 and a yellow filter segment 63.

このようなカラーホイール６Ｃの構成により、第２光源２から出射した黄色光のうち緑色光は、どのセグメント６２，６３に入射するかによらず、常にカラーホイール６Ｃを透過する。一方、第２光源２から出射した黄色光のうち赤色光は、イエローフィルタセグメント６３に入射する場合はカラーホイール６Ｃを透過するが、シアンフィルタセグメント６２に入射する場合はカラーホイール６Ｃを透過しない。また、第１光源１から出射した青色光は、シアンフィルタセグメント６２に入射する場合はカラーホイール６Ｃを透過するが、イエローフィルタセグメント６３に入射する場合はカラーホイール６Ｃを透過しない。よって、カラーホイール６Ｃから緑色光は常に出射され、青色光および赤色光は時分割で出射される。 With such a configuration of the color wheel 6C, the green light among the yellow light emitted from the second light source 2 always passes through the color wheel 6C regardless of which segment 62 or 63 is incident on. On the other hand, of the yellow light emitted from the second light source 2, the red light passes through the color wheel 6C when it is incident on the yellow filter segment 63, but does not pass through the color wheel 6C when it is incident on the cyan filter segment 62. Further, the blue light emitted from the first light source 1 passes through the color wheel 6C when it is incident on the cyan filter segment 62, but does not pass through the color wheel 6C when it is incident on the yellow filter segment 63. Therefore, green light is always emitted from the color wheel 6C, and blue light and red light are emitted in a time-division manner.

また、第４実施形態における第１ダイクロイックフィルタ９および第２ダイクロイックフィルタ１３は、第１実施形態とは異なり、緑色光を透過し、それ以外の光（青色光、赤色光）を反射する特性を有している。 Further, unlike the first embodiment, the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 in the fourth embodiment have a characteristic of transmitting green light and reflecting other light (blue light, red light). Have.

図１１は、第４実施形態における光変調素子１１，１２に入射する光の時系列を説明する図である。２つの光源１，２から出射する光について、カラーホイール６Ｃおよび緑色光を透過しそれ以外の光を反射する第１ダイクロイックフィルタ９を用いることにより、第１光変調素子１１には、カラーホイール６Ｃで常に透過する緑色光（Ｇ）が常に入射する。一方、第２光変調素子１２には、青色光（Ｂ）および赤色光（Ｒ）が、時分割で入射する。 FIG. 11 is a diagram illustrating a time series of light incident on the light modulation elements 11 and 12 in the fourth embodiment. By using the color wheel 6C and the first dichroic filter 9 that transmits green light and reflects the other light for the light emitted from the two light sources 1 and 2, the color wheel 6C is used as the first light modulation element 11. The green light (G) that is always transmitted is always incident. On the other hand, blue light (B) and red light (R) are incident on the second light modulation element 12 in a time-division manner.

以上、第４実施形態に係るプロジェクタによれば、第１実施形態と同様に、投射画像の輝度を上げ、プロジェクタの発光効率を高くすることができる。また、第１光変調素子１１により緑色光が常にスクリーンに投射されるので、緑色の純色輝度比を高くすることができる。また、視感度の高い緑色光が常にスクリーンに投射されるので、プロジェクタの全光束を高くすることができる。 As described above, according to the projector according to the fourth embodiment, the brightness of the projected image can be increased and the luminous efficiency of the projector can be increased as in the first embodiment. Further, since the green light is always projected onto the screen by the first light modulation element 11, the pure color luminance ratio of green can be increased. Further, since green light having high luminosity factor is always projected on the screen, the total luminous flux of the projector can be increased.

なお、第３実施形態と同様に、図１１に示す時間帯ｔにおいて、第１光源１から出射した青色光はイエローフィルタセグメント６３で反射されるため、いずれの光変調素子１１，１２にも入射せず、スクリーンにも投射されない。このため、制御装置３０は、第１光源１を制御して、時間帯ｔにおいて第１光源１を消灯するようにしてもよい。これにより、消費電力を削減し、発熱量を低減することができる。 As in the third embodiment, in the time zone t shown in FIG. 11, the blue light emitted from the first light source 1 is reflected by the yellow filter segment 63, so that it is incident on any of the light modulation elements 11 and 12. No, it is not projected on the screen. Therefore, the control device 30 may control the first light source 1 to turn off the first light source 1 in the time zone t. As a result, power consumption can be reduced and the amount of heat generated can be reduced.

≪第５実施形態≫
次に、第５実施形態に係るプロジェクタ（画像投射装置）の一例について説明する。第５実施形態は、第１実施形態と比較して、カラーホイール６の構成が異なっている。 << Fifth Embodiment >>
Next, an example of the projector (image projection device) according to the fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the color wheel 6.

図１２は、第５実施形態におけるカラーホイール６Ｄの一例を示す平面図である。第５実施形態におけるカラーホイール６Ｄは、内周側において、第１実施形態のカラーホイール６と同様に、マゼンダフィルタセグメント６１ａと、シアンフィルタセグメント６２ａと、を有している。また、外周側において、第２実施形態のカラーホイール６Ａと同様に、透明セグメント６４ｂと、マゼンダフィルタセグメント６１ｂと、シアンフィルタセグメント６２ｂと、を有している。 FIG. 12 is a plan view showing an example of the color wheel 6D according to the fifth embodiment. The color wheel 6D in the fifth embodiment has a magenta filter segment 61a and a cyan filter segment 62a on the inner peripheral side, similarly to the color wheel 6 in the first embodiment. Further, on the outer peripheral side, like the color wheel 6A of the second embodiment, it has a transparent segment 64b, a magenta filter segment 61b, and a cyan filter segment 62b.

また、第５実施形態に係る光学エンジン部２０は、カラーホイール６Ｄにおいて、光源１，２からの光がカラーホイール６Ｄに入射する際の入射位置を変更する図示しないカラーホイール移動装置を備えている。カラーホイール移動装置は、光源１，２からの光路に対して、カラーホイール６Ｄの回転中心軸を近づけるようにカラーホイール６Ｄを移動させることで、カラーホイール６Ｄの内周側に光を入射させることができる。また、カラーホイール移動装置は、光源１，２からの光路に対して、カラーホイール６Ｄの回転中心軸を遠ざけるようにカラーホイール６Ｄを移動させることで、カラーホイール６Ｄの外周側に光を入射させることができる。 Further, the optical engine unit 20 according to the fifth embodiment includes a color wheel moving device (not shown) that changes the incident position when the light from the light sources 1 and 2 is incident on the color wheel 6D in the color wheel 6D. .. The color wheel moving device moves the color wheel 6D so as to bring the rotation center axis of the color wheel 6D closer to the light path from the light sources 1 and 2, so that light is incident on the inner peripheral side of the color wheel 6D. Can be done. Further, the color wheel moving device moves the color wheel 6D so as to move the rotation center axis of the color wheel 6D away from the light path from the light sources 1 and 2, so that light is incident on the outer peripheral side of the color wheel 6D. be able to.

以上、第５実施形態に係るプロジェクタによれば、制御装置３０がカラーホイール移動装置を制御することにより、カラーホイール６Ｄに光が入射する位置を変更して、カラーホイール６Ｄの特性を変更することができる。これにより、例えば映像モードの変更に合わせて、スクリーンに投射される光の状態を変更することができる。 As described above, according to the projector according to the fifth embodiment, the control device 30 controls the color wheel moving device to change the position where the light is incident on the color wheel 6D and change the characteristics of the color wheel 6D. Can be done. Thereby, for example, the state of the light projected on the screen can be changed according to the change of the video mode.

なお、図１２においては、第１実施形態のカラーホイール６の特性と第２実施形態のカラーホイール６Ａの特性を切り替えることが可能な例を示したが、これに限られるものではなく、第１実施形態のカラーホイール６の特性と第３実施形態のカラーホイール６Ｂの特性を切り替えることができるようにしてもよく、第１実施形態のカラーホイール６の特性と第４実施形態のカラーホイール６Ｄの特性を切り替えることができるようにしてもよい。この場合、第１ダイクロイックフィルタ９および第２ダイクロイックフィルタ１３についても、同様に、その特性を切り替えることができるように構成される。これにより、例えば映像モードの変更に合わせて、純色輝度比が高くなる色を変更することができる。 Note that FIG. 12 shows an example in which the characteristics of the color wheel 6 of the first embodiment and the characteristics of the color wheel 6A of the second embodiment can be switched, but the present invention is not limited to this. The characteristics of the color wheel 6 of the embodiment and the characteristics of the color wheel 6B of the third embodiment may be switched, and the characteristics of the color wheel 6 of the first embodiment and the characteristics of the color wheel 6D of the fourth embodiment may be switched. It may be possible to switch the characteristics. In this case, the characteristics of the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 are similarly configured to be switchable. Thereby, for example, it is possible to change the color having a high pure color luminance ratio in accordance with the change of the video mode.

≪変形例≫
なお、第１から第５実施形態において、第１ダイクロイックフィルタ９、第２ダイクロイックフィルタ１３は、カラーホイール６で常に透過する原色の光を透過し、それ以外の光（カラーホイール６から時分割で出射する原色の光）を反射する特性を有するものとして説明したが、これに限られるものではない。例えば、カラーホイール６で常に透過する原色の光を反射し、それ以外の光（カラーホイール６から時分割で出射する原色の光）を透過する特性を有していてもよい。この構成の場合、第２光変調素子１２にカラーホイール６で常に透過する原色の光（第１実施形態の例では青色光）のみを入射させ、第１光変調素子１１にそれ以外の光（第１実施形態の例では赤色光と緑色光）入射させることができる。即ち、第１ダイクロイックフィルタ９は、カラーホイール６で常に透過する原色の光と、それ以外の光（カラーホイール６から時分割で出射する原色の光）と、を分割する特性を有していればよい。 ≪Variation example≫
In the first to fifth embodiments, the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 transmit the light of the primary color that is always transmitted by the color wheel 6, and the other light (time division from the color wheel 6). Although it has been described as having a property of reflecting (light of the primary color emitted), it is not limited to this. For example, the color wheel 6 may have a characteristic of reflecting light of the primary color that is always transmitted and transmitting other light (light of the primary color emitted from the color wheel 6 in a time division). In the case of this configuration, only the primary color light (blue light in the example of the first embodiment) that is always transmitted by the color wheel 6 is incident on the second light modulation element 12, and the other light (other light (blue light in the example of the first embodiment)) is incident on the first light modulation element 11. In the example of the first embodiment, red light and green light) can be incident. That is, the first dichroic filter 9 has a characteristic of separating the primary color light that is always transmitted by the color wheel 6 and the other light (primary color light emitted from the color wheel 6 in a time division). Just do it.

また、第１ダイクロイックフィルタ９と第２ダイクロイックフィルタ１３は、特性が異なっていてもよい。図１３は、第１ダイクロイックフィルタ９と第２ダイクロイックフィルタ１３の透過率スペクトルの一例である。ここでは、第１実施形態の構成において、第１ダイクロイックフィルタ９と第２ダイクロイックフィルタ１３が図１３に示す特性を輸しているものとして説明する。 Further, the characteristics of the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 may be different. FIG. 13 is an example of the transmittance spectra of the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13. Here, in the configuration of the first embodiment, it is assumed that the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 import the characteristics shown in FIG.

図１３の例において、第１ダイクロイックフィルタ９は、約５００ｎｍより短波長の光を透過させ、約５００ｎｍより長波長の光を反射させる。これに対し、第２ダイクロイックフィルタ１３は、約５２０ｎｍより短波長の光を透過させ、約５２０ｎｍより長波長の光を反射させる。このような構成により、緑色光のうち約５２０ｎｍより短波長のものは、第２ダイクロイックフィルタ１３を透過するため投射レンズ１４に入射せず、緑色光のうち約５２０ｎｍより長波長のものが投射レンズ１４に入射する。即ち、緑色光は、カラーホイール６のシアンフィルタセグメント６２の特性により長波長成分を除去し、第２ダイクロイックフィルタ１３の特性により短波長成分を除去することができるので、スクリーンに投射する緑色光の色度を調整することができる。 In the example of FIG. 13, the first dichroic filter 9 transmits light having a wavelength shorter than about 500 nm and reflects light having a wavelength longer than about 500 nm. On the other hand, the second dichroic filter 13 transmits light having a wavelength shorter than about 520 nm and reflects light having a wavelength longer than about 520 nm. With such a configuration, green light having a wavelength shorter than about 520 nm does not enter the projection lens 14 because it passes through the second dichroic filter 13, and green light having a wavelength longer than about 520 nm is a projection lens. It is incident on 14. That is, the green light can remove the long wavelength component by the characteristic of the cyan filter segment 62 of the color wheel 6, and the short wavelength component can be removed by the characteristic of the second dichroic filter 13, so that the green light projected on the screen can be removed. The chromaticity can be adjusted.

また、図示は省略するが、第２ダイクロイックフィルタ１３に長波長域を透過する特性を持たせることにより、スクリーンに投射する赤色光の長波長成分を除去して、色度を調整することができる。また、他のカラーホイール６Ａ～６Ｄの構成においても、適宜、第１ダイクロイックフィルタ９と第２ダイクロイックフィルタ１３の特性が異なっていてもよい。 Further, although not shown, the chromaticity can be adjusted by removing the long wavelength component of the red light projected on the screen by giving the second dichroic filter 13 a characteristic of transmitting a long wavelength region. .. Further, in the configurations of the other color wheels 6A to 6D, the characteristics of the first dichroic filter 9 and the second dichroic filter 13 may be different as appropriate.

以上、プロジェクタ１００の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。 Although the embodiments of the projector 100 have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and the like, and various modifications and improvements are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.

１００ プロジェクタ
２０ 光学エンジン部
３０ 制御装置
１ 第１光源
２ 第２光源
４ 光源側ダイクロイックフィルタ
６ カラーホイール（色時分割手段）
９ 第１ダイクロイックフィルタ（光分割手段）
１１ 第１光変調素子
１２ 第２光変調素子
１３ 第２ダイクロイックフィルタ（光分割手段）
１４ 投射レンズ
６１ マゼンダフィルタセグメント
６２ シアンフィルタセグメント
６３ イエローフィルタセグメント
６４ 透明セグメント 100 Projector 20 Optical engine unit 30 Control device 1 First light source 2 Second light source 4 Dichroic filter on the light source side 6 Color wheel (color time dividing means)
9 First dichroic filter (optical dividing means)
11 1st light modulation element 12 2nd light modulation element 13 2nd dichroic filter (optical division means)
14 Projection lens 61 Magenta filter segment 62 Cyan filter segment 63 Yellow filter segment 64 Transparent segment

特開２０１４－２１２２３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-21223

Claims (8)

第１の原色の光である青色光を出射する第１光源と、
第２の原色の光である赤色光と第３の原色の光である緑色光とを含んだ混色である黄色光を出射する第２光源と、
前記第１光源および前記第２光源からの光を順次透過又は反射する色時分割手段と、
前記色時分割手段からの光を分割する第１光分割手段と、
前記第１光分割手段で分割された一方の光を用いて投射画像を生成する第１光変調素子と、
前記第１光分割手段で分割された他方の光を用いて投射画像を生成する第２光変調素子と、を備え、
前記色時分割手段は、前記第１から第３の原色の光のうち、前記青色光を常に透過し、それ以外の原色の光を時分割された光とし、
前記第１光変調素子は、前記色時分割手段で常に透過する前記青色光が入射し、
前記第２光変調素子は、それ以外の原色の光が入射する
ことを特徴とする画像形成ユニット。 A first light source that emits blue light, which is the light of the first primary color,
A second light source that emits yellow light, which is a mixture of red light, which is the light of the second primary color , and green light, which is the light of the third primary color.
A color time division means for sequentially transmitting or reflecting light from the first light source and the second light source,
A first light dividing means that divides the light from the color time dividing means,
A first light modulation element that generates a projected image using one of the lights divided by the first light dividing means,
A second light modulation element that generates a projected image using the other light divided by the first light dividing means is provided.
The color time division means always transmits the blue light among the light of the first to third primary colors, and the light of the other primary colors is time-divisioned light.
The blue light that is always transmitted by the color time division means is incident on the first light modulation element.
The second light modulation element is an image forming unit characterized in that light of other primary colors is incident. 前記第１光分割手段は、
前記色時分割手段で常に透過する原色の光と、それ以外の原色の光と、に分割する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。 The first optical dividing means is
The image forming unit according to claim 1, wherein the image forming unit is divided into light of a primary color that is always transmitted by the color time division means and light of other primary colors. 前記色時分割手段は、複数のセグメントを有するカラーホイールである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成ユニット。 The image forming unit according to claim 1 or 2 , wherein the color time division means is a color wheel having a plurality of segments. 前記カラーホイールのセグメントは、
シアン、マゼンダを含んで構成される
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成ユニット。 The color wheel segment is
The image forming unit according to claim 3 , further comprising cyan and magenta . 前記カラーホイールのセグメントは、
光を透過する透明セグメントを有する
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の画像形成ユニット。 The color wheel segment is
The image forming unit according to claim 3 or 4 , wherein the image forming unit has a transparent segment that transmits light. 前記色時分割手段は、
複数のセグメントを有する第１カラーホイールと、
複数のセグメントを有し、前記第１カラーホイールの外周側に設けられる第２カラーホイールと、を有し、
前記第１光源および前記第２光源からの光が入射する位置を前記第１カラーホイールと前記第２カラーホイールとで変更する手段を備える
ことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。 The color time division means is
A first color wheel with multiple segments,
It has a plurality of segments, and has a second color wheel provided on the outer peripheral side of the first color wheel.
Any of claims 3 to 5 , further comprising means for changing the position at which the light from the first light source and the light from the second light source is incident between the first color wheel and the second color wheel . The image forming unit according to item 1. 前記第１光変調素子から出射した光および前記第２光変調素子から出射した光が入射する第２光分割手段を備え、
前記第１光分割手段と前記第２光分割手段とは透過する光の波長の特性が異なる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成ユニット。 A second light dividing means for incident the light emitted from the first light modulation element and the light emitted from the second light modulation element is provided.
The image forming unit according to any one of claims 1 to 6 , wherein the first light dividing means and the second light dividing means have different characteristics of the wavelength of the transmitted light . 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成ユニットを備える
ことを特徴とする画像投射装置。 An image projection apparatus comprising the image forming unit according to any one of claims 1 to 7 .
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