(57)【要約】【課題】極性切り替えによるアークの飛ぶ方向の不均等により、交流光源の寿命が劣化するという問題がある。【解決手段】この発明にかかる投射型表示装置は、光を供給する交流光源１２と、交流光源１２からの光から特定の色を選択可能な複数の色選択フィルタを、循環的に変更する回転型色選択フィルタ３とを備える。回転型色選択フィルタ３は、変更の時間間隔が最小の色選択フィルタから所定数の色選択フィルタを前記循環において隣り合う順序に並べ、交流光源１２は、前記所定数の色選択フィルタ同士での変更を除き、回転型色選択フィルタ３における前記色選択フィルタの前記変更に同期して極性を切り替える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を供給する交流光源と、
前記交流光源からの光から特定の色を選択可能な複数の色選択フィルタを、循環的に変更する色選択フィルタ部とを備え、
前記色選択フィルタ部は、前記変更の時間間隔が最小の色選択フィルタから所定数の色選択フィルタを前記循環において隣り合う順序に並べ、
前記交流光源は、前記所定数の色選択フィルタ同士での変更を除き、前記色選択フィルタ部における前記複数の色選択フィルタの前記変更に同期して極性を切り替える、
投射型表示装置。
【請求項２】
前記所定数の色選択フィルタは、前記所定数の色選択フィルタ以外の色選択フィルタが選択可能な色の補色を選択可能な色選択フィルタである、
請求項１に記載の投射型表示装置。
【請求項３】
前記補色は、黄色、シアン色、マゼンダ色のうちのいずれかである、
請求項２に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記所定数の色選択フィルタは、２つの色選択フィルタであり、
前記補色は、黄色、シアン色、マゼンダ色のうちの２色である、
請求項２または３に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記所定数の色選択フィルタは、２つの色選択フィルタであり、
前記補色は、黄色、シアン色の２色である、
請求項２〜４のいずれかに記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記色選択フィルタ部は、回転型色選択フィルタであり、前記変更の時間間隔がフィルタ角度により規定される、
請求項１〜５のいずれかに記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色選択フィルタを用いた投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投射型表示装置は、一定量の光源を発する光源部と、その光源の光から特定の色を選択できる複数の色選択フィルタをもつ回転型色選択フィルタとにより、時系列にて色を選択し、その色を目の残像現象を利用することによりカラー化していた。
【０００３】
例えば、色選択フィルタとしては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、およびＷ（白）を持つものが一般的で、Ｒの色選択フィルタが回転してきた場合はＲの信号により画像を形成し、Ｇの色選択フィルタが回転してきた時はＧの信号により画像を形成し、Ｂの色選択フィルタが回転してきた場合はＢの信号により画像を形成し、Ｗの色選択フィルタが回転してきた場合はＷの信号により画像を形成し、これらを時系列的に合成することによりカラー画像を作り出している。
【０００４】
しかし、上記の様な構成では、色選択フィルタの光学特性が決まってしまえば光学的に色の比を変えることは出来ないため、色選択フィルタに同期して光源の出力を変化させる方式が一般的となりつつある。
【０００５】
この方法は、例えば赤の色を強くしたい場合、赤の色選択フィルタを使用している期間のみ光源の電力を上げ、他の色選択フィルタを使用して期間はその分光源の電力をさげ、トータルとして光源の電力は定格を保とうとするものである。
【０００６】
また、交流光源を用いた場合は出来るだけ画面上でのフリッカをさけるため、各色選択フィルタの境界で極性を切り替えることが行われている（特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１４６８３７号公報
【特許文献２】特開２００６−２２７４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
各色選択フィルタの境界で光源の極性を切り替える場合、各色選択フィルタの回転角度に大きな差異があると極性切り替えによるアークの飛ぶ方向の均等化が難しく、結果として電極の片減り等が発生してしまい寿命時間の劣化という問題があった。
【０００９】
本発明は上述のような課題を解消するためになされたもので、出来るだけ電極の片減りを減らすため、交流光源の２つの極性の時間を均等に近づけることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明にかかる投射型表示装置は、光を供給する交流光源と、前記交流光源からの光から特定の色を選択可能な複数の色選択フィルタを、循環的に変更する色選択フィルタ部とを備え、前記色選択フィルタ部は、前記変更の時間間隔が最小の色選択フィルタから所定数の色選択フィルタを前記循環において隣り合う順序に並べ、前記交流光源は、前記所定数の色選択フィルタ同士での変更を除き、前記色選択フィルタ部における前記色選択フィルタの前記変更に同期して極性を切り替える。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の第１の態様によれば、投射型表示装置において、光を供給する交流光源と、前記交流光源からの光から特定の色を選択可能な複数の色選択フィルタを、循環的に変更する色選択フィルタ部とを備え、前記色選択フィルタ部は、前記変更の時間間隔が最小の色選択フィルタから所定数の色選択フィルタを前記循環において隣り合う順序に並べ、前記交流光源は、前記所定数の色選択フィルタ同士での変更を除き、前記色選択フィルタ部における前記色選択フィルタの前記変更に同期して極性を切り替えることにより、アークの飛ぶ方向の時間を均等化したので、交流光源の電極の片減りが抑えられ、前記電極の片減りがある場合に比べ光源の寿命が長くなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１を示す回転型色選択フィルタの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２を示す回転型色選択フィルタの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３を示す回転型色選択フィルタの構成図である。
【図４】従来の回転型色選択フィルタの構成図の一例である。
【図５】従来の回転型色選択フィルタの構成図の一例である。
【図６】ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＷ（Ｃｏｌｏｒ  Ｗｈｅｅｌ）、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を用いた投射型表示装置の原理説明図である。
【図７】交流光源の駆動原理図である。
【図８】ＤＭＤ、ＣＷ、ＤＬＰを用いた投射型表示装置における回転型色選択フィルタの機能図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．構成＞
図６は、複数の可動ミラー素子からなる空間光変調装置１００を一つ使用した投射型表示装置であるプロジェクタシステムの構成図である。
【００１４】
交流光源１２から発せられた光はリフレクタ２で反射／集光され、色選択フィルタ部としての回転型色選択フィルタ３を透過することにより特定の色が選択された状態でライトパイプ４に入射される。
【００１５】
ライトパイプ４にて矩形変換および均一化された光は、リレーレンズ５により空間光変調装置１００に照射され、空間光変調装置１００に配置されている複数のミラー素子の向きを制御することにより、投射レンズ６に入射される／されないのスイッチング制御により映像を形成し、前記投射レンズ６によりスクリーン上に映像が投影される。
【００１６】
＜Ａ−２．動作＞
色選択フィルタ部としての回転型色選択フィルタ３は、回転することにより時系列的に特定の波長を選択し、観察者の目の残像現象を利用して色を作成する。
【００１７】
図８は本原理を説明したもので、例えば画像１０（図８（ａ）参照）の生成を例にとって説明する。回転型色選択フィルタ３のＲ（赤）の部分にランプの集光スポットが存在する場合、生成したい画像の中の赤の成分だけの箇所だけ、光の反射角度が投射レンズ６の方を向く様に空間光変調装置１００を構成する部分のミラーがオンとなり、画面上にＲ（赤）領域を形成する（図８（ｂ）参照）。
【００１８】
次に回転型色選択フィルタ３がさらに回転し、回転型色選択フィルタ３のＧ（緑）の部分にランプの集光スポットが存在する場合は、生成したい画像の中の緑の成分だけの箇所だけ光の反射角度が投射レンズ６の方を向く様に空間光変調装置１００を構成する部分のミラーがオンとなり、画面上にＧ（緑）領域を形成する（図８（ｃ）参照）。
【００１９】
以下、上述のように繰り返し（図８（ｄ）〜（ｇ）参照）、それぞれのランプの集光スポットが存在する色に対応した色の部分の空間光変調装置１００のミラーがオンとなり、経時的に順次操作で色をスクリーンに形成してゆき、人間の目の残像現象を利用してカラー画素を形成している。
【００２０】
また、図７に示す交流光源１２は、アークが飛ぶ方向が時間的に交互に変化するもので、通常数百Ｈｚで駆動されている。図７（ａ）は、横軸に時間、縦軸に交流光源１２における極性を示し、アーク方向が変化し、交流光源１２における極性が変化するようすが分かる。アークが左から右に飛ぶ（図７（ｂ）参照）時間と右から左に飛ぶ（図７（ｃ）参照）時間が均等であるほど、電極１３の片減りが少なく抑えられ、交流光源１２の寿命も長くなる。一方、アークが左から右に飛ぶ時間と右から左に飛ぶ時間に差異があると電極の片減りの原因となり、交流光源１２の寿命を劣化させる。
【００２１】
回転型色選択フィルタ３を用いた投射型表示装置では、このような交流光源１２と組み合わせる際、回転型色選択フィルタ３の各々の色選択フィルタの境界で交流光源１２のアークの飛ぶ方向を切りかえた方が画面上に不自然な輝度変動が見えにくくなるため、色選択フィルタの変更に同期させて交流光源の極性を切り替える制御を行う事が多い。
【００２２】
図５はその一例である。図５（ａ）に示すのは回転型色選択フィルタ３の色選択フィルタの構成図であり、図５（ｂ）に示すように色選択フィルタの変更に同期して、交流光源１２の極性を切り替えている。図５（ｂ）は、横軸に時間、縦軸に交流光源１２の極性を示したものである。
【００２３】
ところで近年、色補色の再現性を向上させる目的でシアン色やイエロー等の、回転型色選択フィルタ３で選択される色に対する補色を選択する色選択フィルタを入れることが増えてきているが、通常、補色の選択フィルタは、回転型色選択フィルタ３で選択される色である原色の選択フィルタや白色の選択フィルタに対して占める回転角度の範囲が小さいのが現状である。
【００２４】
この様な場合、例えば図４に示す様な回転型色選択フィルタ３の配置にする。図４（ａ）は、回転型色選択フィルタ３の色選択フィルタの構成図であり、図４（ｂ）に示すように色選択フィルタの変更に同期して、交流光源１２の極性を切り替えている。図４（ｂ）は、横軸に時間、縦軸に交流光源１２の極性を示したものである。図４（ｂ）に示されるように、交流光源１２のアークが左から右に飛ぶ時間よりも右から左に飛ぶ時間の方が長くなり、結果的に電極の片減りを減らす原因となっている。このため、交流光源１２の寿命が劣化する。
【００２５】
そこで本発明では、上記問題点を解消するために、次のように構成する。すなわち、本発明の実施の形態１にかかる場合を示す図１では、図１（ａ）に示すように、回転角度（フィルタ角度）のもっとも小さい（換言すれば変更の時間間隔が最も小さい）黄色（Ｙ）選択フィルタとシアン色（Ｃ）選択フィルタが隣同士に配置されており、さらに図１（ｂ）に示すように、その黄色選択フィルタ（Ｙ）とシアン色選択フィルタ（Ｃ）の境界での極性の切り替えを行わないことにより、極性の切り替えの時間間隔の均一化が実現でき、電極の片減りを最小限にすることが出来る。
【００２６】
＜Ａ−３．効果＞
この発明にかかる実施の形態１によれば、投射型表示装置において、光を供給する交流光源１２と、交流光源１２からの光から特定の色を選択可能な複数の色選択フィルタを、循環的に変更する色選択フィルタ部である回転型色選択フィルタ３とを備え、回転型色選択フィルタ３は、変更の時間間隔が最小の色選択フィルタから所定数、例えば黄色とシアン色の２つの色選択フィルタを回転において隣り合う順序に並べ、交流光源１２は、その黄色とシアン色の色選択フィルタ同士での変更を除き、回転型色選択フィルタ３における色選択フィルタの変更に同期して極性を切り替えることで、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、黄色＋シアン色（Ｙ＋Ｃ）、白（Ｗ）、青（Ｂ）のそれぞれの回転型色選択フィルタ３の時間間隔に対応する角度がほぼ等間隔に並ぶため、交流光源１２のアークの両極性の時間がほぼ均等となり、電極の片減りがなくし、光源の長寿命化が達成できる。なお、回転型色選択フィルタ３の周期性に関係なくアークの両極性の時間を均等化できるため、例えば回転型色選択フィルタの１周期（１回転）の間に、極性の切り替えが偶数回ある場合等の考慮をする必要がない。
【００２７】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、投射型表示装置において、回転型色選択フィルタ３における所定数、例えば黄色とシアン色の２つの色選択フィルタは、黄色とシアン色の２つの色選択フィルタ以外の色選択フィルタが選択可能な色（例えば青、赤）の補色を選択可能な色選択フィルタであることで、通常時間間隔の短い当該補色を選択可能な色選択フィルタ間での変更においては交流光源１２の極性を切り替えず、極性の切り替えの時間間隔を均等化することが可能となる。
【００２８】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、投射型表示装置において、所定数の色選択フィルタとして２つの色選択フィルタを、補色としての黄色、シアン色の２色に割り当てることで、当該色選択フィルタ間での変更に際しては極性を切り替えず、極性の切り替えの時間間隔を均等化することが可能となる。
【００２９】
また、この発明にかかる実施の形態１によれば、投射型表示装置において、色選択フィルタ部として回転型色選択フィルタ３を備え、色選択フィルタの変更の時間間隔をフィルタ角度で規定することで、色選択を循環的に行うことができ、回転型色選択フィルタ３における色選択フィルタの順序を適当に決定し、交流光源１２の極性の切り替えを制御することにより、極性の切り替えの時間間隔の均等化が可能となる。
【００３０】
＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．構成＞
図２（ａ）は、白色選択フィルタの代わりにマゼンダ色（Ｍ）選択フィルタが配置されている場合の回転型色選択フィルタ３の構成図である。なお、回転型色選択フィルタ３以外の投射型表示装置における構成は実施の形態１における場合と同様であり、説明を省略する。
【００３１】
実施の形態２における場合にも、回転角度がもっとも小さい黄色とマゼンダ色がとなり同士に配置されている。
【００３２】
＜Ｂ−２．動作＞
図２（ｂ）に示すように、回転角度がもっとも小さい黄色とマゼンダ色がとなり同士に配置されており、黄色（Ｙ）選択フィルタとマゼンダ色（Ｍ）選択フィルタの境界での極性の切り替えを行わないことにより、極性の均一化が実現でき、電極の片減りを最小限にすることができる。
【００３３】
＜Ｂ−３．効果＞
この発明にかかる実施の形態２によれば、投射型表示装置において、所定数の色選択フィルタとして２つの色選択フィルタを、補色としての黄色、マゼンダ色の２色に割り当てることで、当該色選択フィルタ間での変更に際しては極性の切り替えを行わず、極性の切り替えの時間間隔を均等化することが可能となる。
【００３４】
＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ−１．構成＞
図３（ａ）は、角度がもっとも小さいマゼンダ色、黄色、シアン色選択フィルタが互いに隣同士になる様に配置した場合の回転型色選択フィルタ３の構成図である。なお、回転型色選択フィルタ３以外の投射型表示装置における構成は実施の形態１における場合と同様であり、説明を省略する。
【００３５】
＜Ｃ−２．動作＞
図３（ｂ）に示すように、当該３補色選択フィルタの間には一切他の色を入れず隣合わせるように並べ、回転型色選択フィルタ３の角度が小さい当該３補色間の２境界で極性切り替えを行わず、本３補色をあくまで一つの色選択フィルタととらえて極性切り替えをすることができる。
【００３６】
当該３補色選択フィルタの回転角度の合計が、他の原色（赤、青、緑）もしくは白色選択フィルタの角度とほぼ等しい時には、両極性の時間がほぼ等しくなり、光源の長寿命化に対して有効な手段となる。
【００３７】
＜Ｃ−３．効果＞
この発明にかかる実施の形態３によれば、投射型表示装置において、原色（赤、青、緑）に対する補色は、黄色、シアン色、マゼンダ色のうちのいずれかであることで、当該補色間での色選択フィルタの変更の際には、交流光源１２の極性を切り替えず、これによって極性の切り替えの時間間隔の均等化が可能となる。
【符号の説明】
【００３８】
２  リフレクタ、３  回転型色選択フィルタ（ＣＷ）、４  ライトパイプ、５  リレーレンズ、６  投射レンズ、１０  画像、１２  交流光源、１３  電極、１００  空間光変調装置（ＤＭＤ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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