(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの白色光を時分割に色分離する時分割色分離装置において、
分光特性の異なる複数のフィルターが周方向に所定の割合で配置された第１のカラーリングと、該第１のカラーリングとは前記複数のフィルターの周方向における割合が異なる第２のカラーリングとを少なくとも備えるカラーホイールと、
前記第１のカラーリングによる色分離が最適とされるＲＧＢ再生と前記第２のカラーリングによる色分離が最適とされるビデオ再生を検知する第１の検知手段と、
前記カラーホイールからの光を用いて画像表示が行われる画面の周囲が明るい状態と暗い状態の２つの状態を検知する第２の検知手段と、
前記カラーホイールを前記白色光の光路を横切る方向に移動するカラーホイール移動手段と、
前記カラーホイール移動手段による前記カラーホイールの移動を制御するカラーホイール移動制御手段とを有し、
前記第１および第２のカラーリングはそれぞれ、周方向におけるフィルターの割合が異なるカラーリング群よりなり、
前記カラーホイール移動制御手段は、前記第１の検知手段にて前記ＲＧＢ再生が検知された場合は、前記第１のカラーリングのカラーリング群を第１の候補として設定し、該設定後、前記第２の検知手段にて明るい状態が検知された場合は、前記第１の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も明るいカラーリングを前記光路に挿入させ、前記第２の検知手段にて暗い状態が検知された場合には、前記第１の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も暗いカラーリングを前記光路に挿入させ、前記第１の検知手段にて前記ビデオ再生が検知された場合は、前記第２のカラーリングのカラーリング群を第２の候補として設定し、該設定後、前記第２の検知手段にて明るい状態が検知された場合は、前記第２の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も明るいカラーリングを前記光路に挿入させ、前記第２の検知手段にて暗い状態が検知された場合には、前記第２の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も暗いカラーリングを前記光路に挿入させることを特徴とする時分割色分離装置。
【請求項２】
光源からの白色光を時分割に色分離する時分割色分離装置において、
前記白色光を収束する第１のレンズと、
前記第１のレンズを通った光束を平行光束にする第２のレンズと、
分光特性の異なる複数のフィルターが周方向に所定の割合で配置されたカラーホイールとを有し、
前記カラーホイールは、そのフィルター面が前記第１のレンズで収束された収束光束の光路中に挿入されるとともに、該光路に沿って移動するように構成されていることを特徴とする時分割色分離装置。
【請求項３】
分光特性の異なる複数のフィルターが周方向に所定の割合で配置されたカラーホイールを備え、光源からの白色光を前記カラーホイールにより時分割に色分離する時分割色分離装置において、
前記カラーホイールのフィルター面を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段による前記カラーホイールの加熱を制御する加熱制御手段とを有し、
前記加熱制御手段は、第１の温度と、該第１の温度より高く、前記分光特性が短波長側へシフトする第２の温度との間で前記カラーホイールのフィルター面における温度を制御することを特徴とする時分割色分離装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の時分割色分離装置と、前記時分割色分離装置により時分割に色分離された異なる色成分の光が順次照射されて前記異なる色成分の画像光が順次生成される変調手段と、前記変調手段により生成された前記異なる色成分の画像光をスクリーン上に拡大投射する投射手段とを有することを特徴とするカラー画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光特性（分光透過特性または分光反射特性）の異なる色分解フィルター、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光をそれぞれ透過するフィルターを光路中で切り替えることで白色光を時分割に色分離する装置に関する。さらには、本発明は、そのような時分割色分離により得られた各色の光を用いて画像を表示するカラー画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、時分割色分離装置として、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光をそれぞれ透過する３つのフィルターが周方向に順次配置されたカラーホイールを、そのホイールの一部が光路中に挿入されるように配して、所定の速度で回転させることで白色光を時分割に色分離するものが知られている。図１２は、従来の時分割色分離装置に用いられているカラーホイールの模式図である。
【０００３】
図１２に示すカラーホイールは、赤（Ｒ）の光を透過するＲ透過フィルター１０１、緑（Ｇ）の光を透過するＧ透過フィルター１０２、青（Ｂ）の光を透過するＢ透過フィルター１０３、および白色光をそのまま透過するＷ透過フィルター１０４の４つのフィルターがホイール周方向に均等に配置されている。各フィルターの周方向における大きさの割合（または、各フィルターを分割する角度の割合）は同じである。
【０００４】
上記のカラーホイールを、フィルターの入射面が光路（白色光）１０５に対して略垂直になるように配置し、ホイール中心部を軸に時計方向に回転させると、入射スポット１０６がフィルター面上を反時計方向に移動し（入射スポットの軌跡１０６ａ）、光路１０５中で、Ｒ透過フィルター１０１、Ｇ透過フィルター１０２、Ｂ透過フィルター１０３、Ｗ透過フィルター１０４の順でフィルターが切り替わる。その結果、白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｗ（白色）光の順で時分割に色分離される。
【０００５】
上述のようなカラーホイールを用いた時分割色分離装置を備える表示装置として、例えば特開平９−１６３３９１号公報に記載されたようなデジタル画像ディスプレイシステムがある。図１３に、その概略構成を示す。
【０００６】
図１３に示すデジタル画像ディスプレイシステムは、光源１１６からの光束がレンズ１１７ａおよび１１７ｂ、積分器１１７ｃを順次介してＳＬＭ（空間光変調器）１１４へ照射され、該ＳＬＭ１１４からの反射光によりスクリーン上で映像が表示されるようになっている。レンズ１１７ａおよび１１７ｂの間において、Ｒ、Ｇ、Ｂの透過フィルターが周方向に均等に配置されたカラーホイール１１５が光路に挿入されるようになっており、挿入時には、レンズ１１７ａによってカラーホイール１１５のフィルター面上に所定の大きさのスポットが形成される。
【０００７】
カラーホイール１１５は、ホイール中心部がモータ１１５ａの回転シャフト１１５ｂの一端に支持されており、モータ１１５ａにより所定の方向に回転される。これらカラーホイール１１５、モータ１１５ａおよび回転シャフト１１５ｂを含むカラーホイールアセンブリ全体が、光路に垂直な方向に移動する。
【０００８】
ＳＬＭ１４は、例えば、それぞれが傾斜角度の制御が可能な数十万個のマイクロミラーからなるデジタルマクロミラーデバイス（ＤＭＤ）である。このＤＭＤは、各マイクロミラーがそれぞれスクリーン上の表示画像の各画素に対応しており、各マイクロミラーの傾斜角度を制御することで任意の画像を表示することができる。具体的には、あるマイクロミラーについては、その反射光がスクリーンから外れように角度制御を行い、またあるマイクロミラーについては、その反射光がスクリーン上の対応する画素位置に導かれるように角度制御を行うことで所望の画像を得る。
【０００９】
ＤＭＤの各マイクロミラーの角度制御は、ディスプレイメモリ１１３に格納された画像データに基づいて選択的に行われる。ディスプレイメモリ１１３には、プロセッサ１１２がインタフェース１１１を介して外部から供給された信号に種々の処理（例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂデータへの変換、インターレース処理されたフィールドを修復する処理など）を施すことによって生成された画像データが格納される。ここで、外部からの入力信号とは、ビデオ機器からのビデオ再生信号（動画）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）からのＲＧＢ再生信号などがある。
【００１０】
モータ１１５ａの駆動、カラーホイールアセンブリの移動、ＳＬＭ１１４の傾斜角度制御は、それぞれタイミングユニット１１８からのタイミング信号に基づいて同期がとられる。
【００１１】
上記のように構成されたデジタル画像ディスプレイシステムでは、カラーホイール１１５が回転することで、光路中でＲ、Ｇ、Ｂの透過フィルターが順次切り替わり、これにより光源１１６からの白色光がＲ、Ｇ、Ｂの各色に時分割に色分離される。この時分割に色分離された光束は、レンズ１１７ｂを介して積分器１１７ｃに入射する。積分器１１７ｃでは、入射した光束の、光軸に垂直な平面における輝度の分布が均一化される。
【００１２】
時分割に色分離され、輝度が均一化された光束はＳＬＭ１１４に照射される。ＳＬＭ１１４では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の順で照射され、それぞれの照射タイミングに応じてディスプレイメモリ１１３から各色に対応する画像データが読み出されて各マイクロミラーの傾斜角度が制御される。これにより、ＳＬＭ１１４からの反射光は、Ｒ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光（これらは１つの画像フレームを構成する）に時分割されたものとなり、これらＲ、Ｇ、Ｂの画像光が順次、スクリーン上へ拡大投射される。
【００１３】
スクリーン上では、ＳＬＭ１１４からのＲ、Ｇ、Ｂの画像光が順次拡大投射されて表示されるが、人間の目には、残像現象により、それらＲ、Ｇ、Ｂの画像光により表示された各色の画像が合成され、カラー画像として認識される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
カラーホイールは、その色比率、すなわち、図１２に示したカラーホイールの場合であれば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの各フィルターを分割する角度の割合（図１２の例では、それぞれのフィルタが９０度の角度で均等に区分されている。）を変えることによって表示画像の色合いを変えることができる。しかしながら、上述した従来の時分割色分離装置は、カラーホイールの色比率が固定であったため、表示画像の色合いを変えることができなかった。このため、表示画像の色合いを変えることのできる時分割色分離装置を提供することが重要な課題の１つになっていた。
【００１５】
また、一般に、ビデオ再生（動画）の場合は色再現を最優先とし、ＲＧＢ再生（ＰＣ（パーソナルコンピュータ）出力）の場合は明るさを最優先とする傾向にあり、それぞれの場合に応じてカラーホイールの色比率を変えることが望ましい。例えば、明るさを最優先とする場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの各フィルターのうちのＷフィルターの割合を多くすることが望ましい。しかしながら、上述したとおり、従来の時分割色分離装置はカラーホイールの色比率が固定であったため、そのようなカラーホイールの色比率の切り替えを行うことはできなかった。
【００１６】
なお、カラーホイールの色比率の切り替えが可能なものとして、特開平９−１６３３９１号公報には、色比率の異なる複数のカラーリングを備えるカラーホイールが開示されている。図１４に、そのカラーホイールの模式図を示す。
【００１７】
図１４に示すカラーホイールは、透過フィルターＲ１、Ｇ１、Ｂ１の３つのフィルターが周方向に所定の割合で配置されたカラーリング（外周側ホイール）１２１と、透過フィルターＲ２、Ｇ２、Ｂ２の３つのフィルターが周方向に順次配置されたカラーリング（内周側ホイール）１２０とからなる。カラーリング１２０、１２１は、それぞれのホイール中心位置は同じであるが、色比率が異なる。この例では、カラーリング１２１は、カラーリング１２０と比べてＢ透過フィルターの比率が大きくなっている。
【００１８】
上記のカラーホールの場合、光源からの白色光の光路中にカラーリング１２０を挿入してホイールを回転させて時分割に色分離を行う第１の状態と、光路中にカラーリング１２１を挿入してホイールを回転させて時分割に色分離を行う第２の状態との間で切り替えを行う。第２の状態で得られる表示画像は、第１の状態で得られる表示画像に比べて青色成分の強い画像となる。
【００１９】
しかしながら、上述の色比率の異なる複数のカラーリングを備えるカラーホイールを用いたものにおいては、カラーホイールの色比率を切り替えることができるものの、カラーリング１２０、１２１の切り替え（第１および第２の状態の切り替え）を自動的に行うようにはなっていない。このため、ユーザが、その都度、カラーリング１２０またはカラーリング１２１を選択し設定する必要がある。これは、装置の操作性を簡単化する上で不利なものとなる。
【００２０】
さらに加えて、カラーリング１２０を用いた場合の各フィルタＲ２、Ｇ２、Ｂ２の切り替わるタイミングと、カラーリング１２１を用いた場合の各フィルタＲ１、Ｇ１、Ｂ１の切り替わるタイミングとが異なる。このため、例えば図１３に示した表示装置において、ＳＬＭ１１４の傾斜角度制御を、カラーリング１２０を用いた場合とカラーリング１２１を用いた場合のそれぞれにおいて、フィルターの切り替わるタイミングと同期させる必要があり、タイミング信号を少なくとも２種類用意する必要がある。これは、制御が複雑になるという問題を引き起こす。
【００２１】
本発明の主目的は、表示画像の色合いを変えることのできる時分割色分離装置およびこれを用いたカラー画像表示装置を提供することにある。
【００２２】
より具体的には、本発明の目的は、カラーホイールの色比率を最適なものに自動的に切り替えることのできる時分割色分離装置およびこれを用いたカラー画像表示装置を提供することにある。さらには、本発明の目的は、タイミング信号を複数用意する必要のない時分割色分離装置およびこれを用いたカラー画像表示装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の時分割色分離装置は、光源からの白色光を時分割に色分離する時分割色分離装置において、分光特性の異なる複数のフィルターが周方向に所定の割合で配置された第１のカラーリングと、該第１のカラーリングとは前記複数のフィルターの周方向における割合が異なる第２のカラーリングとを少なくとも備えるカラーホイールと、前記第１のカラーリングによる色分離が最適とされるＲＧＢ再生と前記第２のカラーリングによる色分離が最適とされるビデオ再生を検知する第１の検知手段と、前記カラーホイールからの光を用いて画像表示が行われる画面の周囲が明るい状態と暗い状態の２つの状態を検知する第２の検知手段と、前記カラーホイールを前記白色光の光路を横切る方向に移動するカラーホイール移動手段と、前記カラーホイール移動手段による前記カラーホイールの移動を制御するカラーホイール移動制御手段とを有し、前記第１および第２のカラーリングはそれぞれ、周方向におけるフィルターの割合が異なるカラーリング群よりなり、前記カラーホイール移動制御手段は、前記第１の検知手段にて前記ＲＧＢ再生が検知された場合は、前記第１のカラーリングのカラーリング群を第１の候補として設定し、該設定後、前記第２の検知手段にて明るい状態が検知された場合は、前記第１の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も明るいカラーリングを前記光路に挿入させ、前記第２の検知手段にて暗い状態が検知された場合には、前記第１の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も暗いカラーリングを前記光路に挿入させ、前記第１の検知手段にて前記ビデオ再生が検知された場合は、前記第２のカラーリングのカラーリング群を第２の候補として設定し、該設定後、前記第２の検知手段にて明るい状態が検知された場合は、前記第２の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も明るいカラーリングを前記光路に挿入させ、前記第２の検知手段にて暗い状態が検知された場合には、前記第２の候補のカラーリング群のうちから前記画像表示における明るさが最も暗いカラーリングを前記光路に挿入させることを特徴とする。
【００２４】
上記の発明によれば、ＲＧＢ再生の場合には、それに最適な第１のカラーリング（明るさ優先のカラーリング）による色分離が行われ、ビデオ再生の場合には、それに最適な第２のカラーリング（色合い優先のカラーリング）による色分離が行われる。このように、最適なカラーリングが自動的に選択される。
【００２５】
また、本発明の時分割色分離装置は、光源からの白色光を時分割に色分離する時分割色分離装置において、前記白色光を収束する第１のレンズと、前記第１のレンズを通った光束を平行光束にする第２のレンズと、分光特性の異なる複数のフィルターが周方向に所定の割合で配置されたカラーホイールとを有し、前記カラーホイールは、そのフィルター面が前記第１のレンズで収束された収束光束の光路中に挿入されるとともに、該光路に沿って移動するように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
上記の発明においては、フィルターの分光特性がフィルター温度の上昇に伴って短波長側へシフトすること、第１のレンズの集光作用によってカラーホイールのフィルター温度を上昇することとが利用される。カラーホイールは第１のレンズからの収束光束の光路に沿って移動するように構成されているため、カラーホイールが第１のレンズに近い位置に移動した場合はフィルター面上に収束される入射スポットの径は大きくなって、フィルターの温度はさほど上昇しないが、カラーホイールが第１のレンズから遠い位置に移動した場合には、フィルター面上に収束される入射スポットの径は小さくなってフィルター温度が上昇する。フィルターの分光特性はフィルター温度の上昇に伴って短波長側へシフトすることから、カラーホイールを第１のレンズから遠い位置に移動することで、フィルターの分光特性が変化（短波長側へシフト）することになる。
【００２７】
さらに、本発明の時分割色分離装置は、分光特性の異なる複数のフィルターが周方向に所定の割合で配置されたカラーホイールを備え、光源からの白色光を前記カラーホイールにより時分割に色分離する時分割色分離装置において、前記カラーホイールのフィルター面を加熱する加熱手段と、前記加熱手段による前記カラーホイールの加熱を制御する加熱制御手段とを有し、前記加熱制御手段は、第１の温度と、該第１の温度より高く、前記分光特性が短波長側へシフトする第２の温度との間で前記カラーホイールのフィルター面における温度を制御することを特徴とする。
【００２８】
上記の発明においても、フィルターの分光特性がフィルター温度の上昇に伴って短波長側へシフトすることを利用する。カラーホイールのフィルター温度は第１の温度とそれより高い第２の温度の間で制御される。第１の温度から第２の温度に上昇すると、フィルターの分光特性が短波長側へシフトする。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態である時分割色分離装置の概略構成を示すブロック図である。
【００３１】
本実施形態の時分割色分離装置は、ビデオ機器（ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）やビデオカメラ）からのビデオ信号（動画）およびパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からのＲＧＢ信号の再生が可能なカラー画像表示装置に用いられるものであって、ＲＧＢ再生の場合は、表示画像の明るさを優先するような色比率のカラーリングを使用し、ビデオ（動画）再生の場合は、表示画像の色再現を優先するような色比率のカラーリングを使用する、といった動作を自動的に行うように構成されている。
【００３２】
具体的には、本実施形態の時分割色分離装置は、カラーホイール２と、カラーホイール２を所定の方向に回転するためのモータ１と、カラーホイール２を所定の方向に移動するためのスライドバー３と、ＲＧＢ入力信号およびビデオ入力信号のうちいずれの信号が供給されたかを判別する入力信号判別回路１０と、使用者による任意の入力操作によりＲＧＢ入力信号またはビデオ入力信号のいずれかに入力設定が行われる調整回路８と、使用者による入力操作により自動切替モードとマニュアルモードのいずれかのモードが設定されるモード設定部４と、自動切替モードが設定された場合は、入力信号判別回路１０の出力信号（ＲＧＢ／ビデオ判別信号）を優先し、マニュアルモードが設定された場合には、調整回路８の出力信号（ＲＧＢ／ビデオ切替信号）を優先する切替回路９と、この切替回路９にて優先された出力信号に基づいてスライドバー３によるカラーホイール２の移動を制御するカラーホイール移動制御回路７と、所定のタイミング信号に同期してモータ１の回転を制御するカラーホイール回転制御回路６とを有する。
【００３３】
入力信号判別回路１０は、ビデオ機器からのビデオ入力信号（動画）とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）からのＲＧＢ入力信号との２系統の入力を有し、ビデオ入力信号が無信号の場合は、ＲＧＢ入力信号が供給されている旨を示すＲＧＢ／ビデオ判別信号を出力し、ＲＧＢ入力信号が無信号の場合は、ビデオ入力信号が供給されている旨を示すＲＧＢ／ビデオ判別信号を出力する。通常、ＲＧＢ入力信号およびビデオ入力信号はそれぞれ同期信号（垂直同期信号および水平同期信号）を含んでおり、無信号であるかどうかの判断は、その同期信号の有無を検出することにより行う。この入力信号判別回路１０から出力されたＲＧＢ／ビデオ判別信号は切替回路９に供給される。
【００３４】
調整回路８は、ＲＧＢ入力信号とビデオ入力信号のいずれが供給されているかを使用者による入力操作によって設定することができ、ＲＧＢ入力信号が設定された場合は、ＲＧＢ入力信号が供給されている旨を示すＲＧＢ／ビデオ切替信号を出力し、ビデオ入力信号が設定された場合には、ビデオ入力信号が供給されている旨を示すＲＧＢ／ビデオ切替信号を出力する。この調整回路８から出力されたＲＧＢ／ビデオ切替信号は切替回路９に供給される。
【００３５】
カラーホイール２は、色比率の異なる２つのカラーリング２ａ、２ｂを備える。カラーリング２ａは外周側ホイールを構成するもので、赤（Ｒ）光を透過する透過フィルターＲ１、緑（Ｇ）光を透過する透過フィルターＧ１、および青（Ｂ）光を透過する透過フィルターＢ１および白色光をそのまま透過する透過フィルターＷの４つのフィルターが周方向に所定の割合（周方向における大きさの割合、または、各フィルターを分割する角度の割合であり、以下、単に割合と記す。）で配置されている。カラーリング２ｂは内周側ホイールを構成するもので、赤（Ｒ）光を透過する透過フィルターＲ２、緑（Ｇ）光を透過する透過フィルターＧ２、青（Ｂ）光を透過する透過フィルターＢ２の３つのフィルターが周方向に所定の割合で配置されている。
【００３６】
カラーリング２ａの各透過フィルターＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｗは、当該カラーリング２ａによって時分割に色分離された光を用いて生成されるカラー画像において明るさが優先されるように、例えば以下のような割合になっている。
【００３７】
Ｒ１：１１８°  Ｇ１：１０５°  Ｂ１：８５°  Ｗ：５２°  （計３６０°）
これに対してカラーリング２ｂの各透過フィルターＲ２、Ｇ２、Ｂ２は、当該カラーリング２ｂによって時分割に色分離された光を用いて生成されるカラー画像において色再現が優先されるように、例えば以下のような割合になっている。
【００３８】
Ｒ２：１３８°  Ｇ２：１２３°  Ｂ２：９９°  （計３６０°）
スライドバー３は、ガイドバー３ａと、カラーホイール支持部材３ｂとからなる。カラーホイール支持部材３ｂの一端は、ガイドバー３ａに摺動可能に取り付けられており、他端にはモータ１が取り付けられている。
【００３９】
図２は、モータ１の取り付け部分を説明するための図で、（ａ）はカラーホイール２を透過光が出射する面側から見た図、（ｂ）は側面図である。カラーホイール２は、ホイール中心部がモータ１の出力軸に固定されており、モータ１が駆動されることで所定の方向に回転する。モータ１の、カラーホイール２が取り付けられた側とは反対の側の部位が、カラーホイール支持部材３ａの他端に固定されている。カラーホイール支持部材３ａがガイドバー３ｂ上をスライドすることで、モータ１およびカラーホイール２の全体がガイドバー３ｂに沿って移動する。
【００４０】
上記のガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動は、不図示の光源からの白色光の光路を横切る方向への移動であり、その移動量を制御することで、カラーリング２ａが光路中に挿入される第１の状態と、カラーリング２ｂが光路中に挿入される第２の状態との間の切り替えが可能である。カラーホイール制御回路７は、ビデオ再生（ビデオ入力信号）の場合は、第１の状態となるようにカラーホイール２の移動を制御し、ＲＧＢ（ＰＣ）再生（ＲＧＢ入力信号）の場合は、第２の状態となるようにカラーホイール２の移動を制御する。カラーホイール回転制御回路６は、モータ１の回転を制御する。カラーホイール２によるカラーホイール２の移動制御およびカラーホイール回転制御回路６によるカラーホイール２の回転制御は、詳しくは後述するが、タイミングユニット（図１３参照）から与えられた所定のタイミング信号に基づいて画像表示に同期して行われる。
【００４１】
次に、上述した時分割色分離装置の動作について説明する。
【００４２】
（自動切替モード／ＲＧＢ再生）
まず、モード設定部４にて自動切替モードが設定され、ＲＧＢ入力信号が供給され、ビデオ入力信号が無信号である場合の動作について説明する。この場合は、入力信号判別回路１０は、ＲＧＢ入力信号が供給されていることを示すＲＧＢ／ビデオ判別信号を切替回路９へ出力する。切替回路９は、自動切替モードに設定されているため、入力信号判別回路１０の出力を優先し、入力信号判別回路１０から出力されたＲＧＢ／ビデオ判別信号をカラーホイール移動制御回路７へ供給する。
【００４３】
カラーホイール移動制御回路７は、入力信号判別回路１０から出力された、ＲＧＢ入力信号が供給されていることを示すＲＧＢ／ビデオ判別信号を受けると、カラーリング２ａが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御する。カラーリング２ａが光路中に挿入されると、カラーホイール回転制御回路６が、所定のタイミング信号に同期してモータ１によるカラーホイール２の回転を制御する。
【００４４】
（自動切替モード／ビデオ再生）
次に、モード設定部４にて自動切替モードが設定され、ビデオ入力信号が供給され、ＲＧＢ入力信号が無信号である場合の動作について説明する。この場合は、入力信号判別回路１０は、ビデオ入力信号が供給されていることを示すＲＧＢ／ビデオ判別信号を切替回路９へ出力する。切替回路９は、自動切替モードに設定されているため、入力信号判別回路１０の出力を優先し、入力信号判別回路１０から出力されたＲＧＢ／ビデオ判別信号をカラーホイール移動制御回路７へ供給する。
【００４５】
カラーホイール移動制御回路７は、入力信号判別回路１０から出力された、ビデオ入力信号が供給されていることを示すＲＧＢ／ビデオ判別信号を受けると、カラーリング２ｂが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御する。カラーリング２ｂが光路中に挿入されると、カラーホイール回転制御回路６が、所定のタイミング信号に同期してモータ１によるカラーホイール２の回転を制御する。
【００４６】
（マニュアルモード／ＲＧＢ再生）
次に、モード設定部４にてマニュアルモードが設定され、ＲＧＢ入力信号が供給され、ビデオ入力信号が無信号である場合の動作について説明する。この場合は、調整回路８において、使用者による操作入力により、入力信号としてＲＧＢ入力信号が設定され、調整回路８が、ＲＧＢ入力信号が供給されている旨を示すＲＧＢ／ビデオ切替信号を切替回路９に出力する。切替回路９は、マニュアルモードに設定されているため、調整回路８の出力を優先し、調整回路８から出力されたＲＧＢ／ビデオ切替信号をカラーホイール移動制御回路７へ供給する。
【００４７】
カラーホイール移動制御回路７は、調整回路８から出力された、ＲＧＢ入力信号が供給されていることを示すＲＧＢ／ビデオ切替信号を受けると、カラーリング２ａが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御する。カラーリング２ａが光路中に挿入されると、カラーホイール回転制御回路６が、所定のタイミング信号に同期してモータ１によるカラーホイール２の回転を制御する。
【００４８】
（マニュアルモード／ビデオ再生）
次に、モード設定部４にてマニュアルモードが設定され、ビデオ入力信号が供給され、ＲＧＢ入力信号が無信号である場合の動作について説明する。この場合は、調整回路８において、使用者による操作入力により、入力信号としてビデオ入力信号が設定され、調整回路８が、ビデオ入力信号が供給されている旨を示すＲＧＢ／ビデオ切替信号を切替回路９に出力する。切替回路９は、マニュアルモードに設定されているため、調整回路８の出力を優先し、調整回路８から出力されたＲＧＢ／ビデオ切替信号をカラーホイール移動制御回路７へ供給する。
【００４９】
カラーホイール移動制御回路７は、調整回路８から出力された、ビデオ入力信号が供給されていることを示すＲＧＢ／ビデオ切替信号を受けると、カラーリング２ｂが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御する。カラーリング２ｂが光路中に挿入されると、カラーホイール回転制御回路６が、所定のタイミング信号に同期してモータ１によるカラーホイール２の回転を制御する。
【００５０】
以上のように、本実施形態の時分割色分離装置によれば、自動切替モードに設定することで、ＲＧＢ再生、ビデオ再生のそれぞれにおいて自動的に最適なカラーリングが選択されて色分離が行われる。
【００５１】
次に、上述した本実施形態の時分割色分離装置が用いられたカラー画像表示装置について説明する。
【００５２】
図３は、図１に示した時分割色分離装置を備えるカラー画像表示装置の一例を示す概略構成図である。このカラー表示装置は、光源１４と、光源１４からの光で照明されるＤＭＤよりなる鏡面反射型光変調器１１と、鏡面反射型光変調器１１により光変調された画像光をスクリーン１３上に拡大投射する投射レンズ１２とを有し、光源１４と鏡面反射型光変調器１１の間に図１に示した時分割色分離装置のカラーホイール２が配置されるように構成されている。
【００５３】
カラーホイール２は、ガイドバー３ｂに沿って光源１４からの白色光の光路５を横切る方向に移動するが、このカラーホイール２の移動は上述のとおり、カラーホイール移動制御回路７によって制御される。カラーホイール移動制御回路７は、ＲＧＢ入力信号が供給された場合には、カラーリング２ａが光路中に挿入されるように移動制御を行い、ビデオ入力信号が供給された場合には、カラーリング２ｂが光路中に挿入されるように移動制御を行う。
【００５４】
鏡面反射型光変調器１１は、図１３に示したＳＬＭの１つであり、例えばＤＭＤである。図３には示していないが、鏡面反射型光変調器１１の駆動を制御するための回路として、図１３に示したようなディスプレイメモリ、プロセッサ、インタフェース、タイミングユニットなどを備えおり、タイミングユニットから出力されたタイミング信号に基づいてディスプレイメモリから画像データが読み出されて鏡面反射型光変調器１１における各ミラーの角度制御が行われるとともに、そのタイミング信号に基づいて上記のカラーホイール回転制御回路６によるモータ１の駆動制御やカラーホイール移動制御回路７によるカラーホイール２の移動制御が行われる。
【００５５】
上述したカラー画像表示装置では、ＲＧＢ再生およびビデオ再生が可能で、時分割色分離装置のモード設定部４において自動切替モードを設定することで、それぞれの再生時に最適なカラーリングが以下のようにして自動的に選択される。
【００５６】
ＲＧＢ再生の場合は、カラーホイール移動制御回路７によるカラーホイール２の移動制御により、カラーリング２ａが光路５中に挿入される。そして、鏡面反射型光変調器１１における各ミラーの角度制御が行われるとともに、この制御に同期してカラーホイール回転制御回路６によるカラーホイール２の回転制御が行われる。
【００５７】
図４は、カラーリング２ａが光路５中に挿入された状態を示す模式図である。カラーリング２ａは、その入射面が光路（白色光）５に対して略垂直になるように挿入される。カラーホイール２を時計方向に回転させると、入射スポット５ａがカラーリング２ａのフィルター面上を反時計方向に移動し（入射スポットの軌跡５ｂ）、光路５中では、透過フィルターＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｗが順に切り替わる。この結果、白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｗ（白色）光の順で時分割に色分離される。
【００５８】
上記のようにして時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｗ（白色）光が鏡面反射型光変調器１１に順次照射され、各色の光の照射タイミングで鏡面反射型光変調器１１の各ミラーの角度制御が行われてＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光、Ｗ画像光が順次生成される。この生成されたＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光、Ｗ画像光がそれぞれ投射レンズ１２によってスクリーン１３上に順次拡大投射されることでカラー画像が表示される。このようにして表示されたカラー画像は、単にＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光の３つの画像光により合成されたカラー画像に比べてＷ画像光を含んでいる分、明るいものとなる。
【００５９】
ビデオ再生の場合は、カラーホイール移動制御回路７によるカラーホイール２の移動制御により、カラーリング２ｂが光路５中に挿入される。そして、鏡面反射型光変調器１１における各ミラーの角度制御が行われるとともに、この制御に同期してカラーホイール回転制御回路６によるカラーホイール２の回転制御が行われる。
【００６０】
図５は、カラーリング２ｂが光路５中に挿入された状態を示す模式図である。カラーリング２ｂは、その入射面が光路（白色光）５に対して略垂直になるように挿入される。カラーホイール２を時計方向に回転させると、入射スポット５ａ’がカラーリング２ｂのフィルター面上を反時計方向に移動し（入射スポットの軌跡５ｂ’）、光路５中では、透過フィルターＲ２、Ｇ２、Ｂ２が順に切り替わる。この結果、白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光の順で時分割に色分離される。
【００６１】
上記のようにして時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光が鏡面反射型光変調器１１に順次照射され、各色の光の照明タイミングで鏡面反射型光変調器１１の各ミラーの角度制御が行われると、Ｒ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光が順次生成される。この生成されたＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光がそれぞれ投射レンズ１２によってスクリーン１３上に順次拡大投射されることでカラー画像が表示される。このようにして表示されたカラー画像は、上記のカラーリング２ａを用いた場合と比べて、Ｗ画像光が含まれない分だけ、Ｒ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光の表示される時間が長くなり、色合いに優れたものとなる。
【００６２】
（実施形態２）
図６は、本発明の第２の実施形態である時分割色分離装置の概略構成を示すブロック図である。
【００６３】
本実施形態の時分割色分離装置は、図１に示した装置において、入力信号判別回路１０に代えて変換回路１５および受光素子１６が設けられた以外は、上述した第１の実施形態のものとほぼ同様のものである。図６中、図１で示したものと同じものには、図１で使用した符号と同じ符号を用いている。
【００６４】
受光素子１６は、周知の光センサであり、周囲の明るさを検知するためのもので、例えば、表示部（スクリーン）近傍に配置される。この受光素子１６の出力は変換回路１５に供給されている。
【００６５】
変換回路１５は、受光素子１６の出力が所定のレベル（閾値）以上である場合は、周囲が明るいことを示す明るい／暗い判別信号を出力し、受光素子１６の出力が所定のレベル（閾値）を下回った場合は、周囲が暗いことを示す明るい／暗い判別信号を出力する。この変換回路１５から出力された明るい／暗い判別信号は、切替回路９に供給される。なお、受光素子１６は複数配置してもよく、その場合は、変換回路１５は各受光素子１６の出力の平均が所定のレベル（閾値）以上であるか否かの判断に基づいて明るい／暗い判別信号を出力する。
【００６６】
本実施形態の時分割色分離装置では、モード設定部４にて自動切替モードが設定されることで、周囲の明るさに応じて、明るい場合は、表示画像における明るさを優先したカラーリング２ａによる色分離が行われ、暗い場合には、表示画像における明るさがカラーリング２ａを用いた場合のそれよりも暗いカラーリング２ｂによる色分離が行われる。以下に、その具体的な動作を説明する。
【００６７】
（明るい場合）
受光素子１６の出力が所定のレベル（閾値）以上であるので、変換回路１５は、周囲が明るいことを示す明るい／暗い判別信号を切替回路９に出力する。切替回路９は、モード設定部４にて自動切替モードが設定されているため、変換回路１５の出力を優先し、変換回路１５から出力された明るい／暗い判別信号をカラーホイール移動制御回路７に供給する。
【００６８】
カラーホイール移動制御回路７は、変換回路１５から出力された、周囲が明るいことを示す明るい／暗い判別信号を受けると、カラーリング２ａが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御する。カラーリング２ａが光路中に挿入されると、カラーホイール回転制御回路６が、所定のタイミング信号に同期してカラーホイール２の回転を制御する。
【００６９】
（暗い場合）
受光素子１６の出力が所定のレベル（閾値）を下回っているので、変換回路１５は、周囲が暗いことを示す明るい／暗い判別信号を切替回路９に出力する。切替回路９は、モード設定部４にて自動切替モードが設定されているため、変換回路１５の出力を優先し、変換回路１５から出力された明るい／暗い判別信号をカラーホイール移動制御回路７に供給する。
【００７０】
カラーホイール移動制御回路７は、変換回路１５から出力された、周囲が暗いことを示す明るい／暗い判別信号を受けると、カラーリング２ｂが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御する。カラーリング２ｂが光路中に挿入されると、カラーホイール回転制御回路６が、所定のタイミング信号に同期してカラーホイール２の回転を制御する。
【００７１】
図６に示した例では、調整回路８は、前述の第１の実施形態の場合と同様に、ＲＧＢ／ビデオ切替信号を切替回路９に出力するようになっており、モード設定部４にてマニュアルモードが設定された場合には、切替回路９にて、調整回路８の出力が優先され、前述の第１の実施形態で説明した「マニュアルモード／ＲＧＢ再生」および「マニュアルモード／ビデオ再生」が行われる。
【００７２】
なお、調整回路８は、使用者により入力設定された明るい／暗い切替信号を出力するように構成してもよい。この場合は、使用者は、周囲が暗いか、明るいかを自分で判断し、調整回路８における明るい／暗いに関する設定を行う。モード設定部４にてマニュアルモードが設定されていれば、切替回路９にて調整回路８の出力が優先される。カラーホイール移動制御回路７は、調整回路８から周囲が明るいことを示す明るい／暗い判別信号を受けると、カラーリング２ａが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御し、調整回路８から周囲が暗いことを示す明るい／暗い判別信号を受けると、カラーリング２ｂが光路中に挿入されるように、ガイドバー３ｂに沿ったカラーホイール２の移動を制御する。
【００７３】
次に、上述した本実施形態の時分割色分離装置が用いられたカラー画像表示装置について説明する。本カラー画像表示装置は、基本的には図３に示した構成と同じであるため、その構成についての詳細な説明は省略する。
【００７４】
周囲が明るい場合は、カラーホイール移動制御回路７によるカラーホイール２の移動制御により、カラーリング２ａが光路５中に挿入される。そして、鏡面反射型光変調器１１における各ミラーの角度制御が行われるとともに、この制御に同期してカラーホイール回転制御回路６によるカラーホイール２の回転制御が行われる。
【００７５】
カラーリング２ａは、その入射面が光路（白色光）５に対して略垂直になるように挿入される。カラーホイール２を時計方向に回転させると、光路５中では、透過フィルターＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｗの順でフィルターが切り替わる。この結果、白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｗ光の順で時分割に色分離される。
【００７６】
上記のようにして時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｗ光が鏡面反射型光変調器１１に順次照射され、各色の光の照明タイミングで鏡面反射型光変調器１１の各ミラーの角度制御が行われると、Ｒ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光、Ｗ画像光が順次生成される。この生成されたＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光、Ｗ画像光がそれぞれ投射レンズ１２によってスクリーン１３上に順次拡大投射されることでカラー画像が表示される。このようにして表示されたカラー画像は、単にＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光の３つの画像光により合成されたカラー画像に比べてＷ画像光を含んでいる分、明るいものとなる。
【００７７】
周囲が暗い場合は、カラーホイール移動制御回路７によるカラーホイール２の移動制御により、カラーリング２ｂが光路５中に挿入される。そして、鏡面反射型光変調器１１における各ミラーの角度制御が行われるとともに、この制御に同期してカラーホイール回転制御回路６によるカラーホイール２の回転制御が行われる。
【００７８】
カラーリング２ｂは、その入射面が光路（白色光）５に対して略垂直になるように挿入される。カラーホイール２を時計方向に回転させると、光路５中では、透過フィルターＲ２、Ｇ２、Ｂ２の順でフィルターが切り替わる。この結果、白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光の順で時分割に色分離される。
【００７９】
上記のようにして時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光が鏡面反射型光変調器１１に順次照射され、各色の光の照明タイミングで鏡面反射型光変調器１１の各ミラーの角度制御が行われると、Ｒ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光が順次生成される。この生成されたＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光がそれぞれ投射レンズ１２によってスクリーン１３上に順次拡大投射されることでカラー画像が表示される。このようにして表示されたカラー画像は、上記のカラーリング２ａを用いた場合と比べて、Ｗ画像光が含まれていない分だけ暗くなる。
【００８０】
以上の動作により、周囲が明るい場合は、その明るさに見合った明るさの画像が表示され、周囲が暗い場合には、その暗さに見合った明るさの画像が表示される。例えば、周囲が暗い場合に明るい画像が表示された場合には、使用者の目に対する負担が大きくなるが、上記の動作により、そのような負担を軽減することができる。
【００８１】
以上説明した第１、第２の実施形態において、色比率の異なる２つのカラーリングを備えるカラーホイールを用いた例を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、カラーリングは３つ以上であってもよい。色比率の異なるカラーリングを３つ以上とすることで、カラー画像の色合いをより細かに調整することが可能になる。
【００８２】
また、第１および第２の実施形態を組み合わせてもよい。例えば、ビデオ再生に適した色比率を持つカラーリングとして、周囲が明るい場合に最適な色比率の第１のカラーリングおよび周囲が暗い場合に最適な色比率の第２のカラーリングを有し、さらに、ＲＧＢ再生に適した色比率を持つカラーリングとして、周囲が明るい場合に最適な色比率の第３のカラーリングおよび周囲が暗い場合に最適な色比率の第４のカラーリングを有する、カラーホイールを用いて以下のような手順で最適なカラーリングを選択する。
【００８３】
まず、第１の実施形態で説明した手法でビデオ再生か、ＲＧＢ再生かを判断し、ビデオ再生であれば第１、第２のカラーリングを候補とし、ＲＧＢ再生であれば、第３、第４のカラーリングを候補とする。次いで、第２の実施形態で説明した手法で周囲が明るいか、暗いかを判断する。ビデオ再生の場合で、明るければ第１のカラーリングを選択し、暗ければ第３のカラーリングを選択する。ＲＧＢ再生の場合で、明るければ第２のカラーリングを選択し、暗ければ第４のカラーリングを選択する。このように、まずビデオ再生か、ＲＧＢ再生かである程度カラーリングの候補を絞った上で、周囲が明るいか、暗いかで最適なカラーリングを選択するようにしてもよい。これにより、より最適なカラーリングの選択が可能になる。
【００８４】
（実施形態３）
上述した第１および第２の実施形態の時分割色分離装置は、いずれも色比率の異なる複数のカラーリングを備えるカラーホイールを用いたものであったが、色比率が固定のカラーホイールを用いても、表示画像の色合いを変えることができる。
【００８５】
図７は、本発明の第３の実施形態である時分割色分離装置の概略構成を説明するための模式図である。
【００８６】
不図示の光源からの平行光束（白色光）の進行方向にレンズ２０ａ、２０ｂが順次配置され、これらレンズ２０ａ、２０ｂ間に色比率が固定のカラーホイール２２が配置される。レンズ２０ａは凸レンズであって、入射した平行光束を焦点に収束する。レンズ２０ｂはコリメータであって、レンズ２０ａにて収束された光束を平行光束に戻す。レンズ２０ａ、２０ｂは互いの焦点が一致するように配置されており、その焦点位置とレンズ２０ａとの間にカラーホイール２２が配置される。
【００８７】
カラーホイール２２は、フィルターの入射面がレンズ２０ａ、２０ｂの光学系の光軸Ｘに対して略垂直となるように配置されており、光軸Ｘに沿って位置Ａ、Ｂ間を移動する。カラーホイール２２は、位置Ａに移動した状態でレンズ２０ａに最も近づき、位置Ｂに移動した状態でレンズ２０ａから最も遠く離れる。
【００８８】
図８は、本発明の第３の実施形態である時分割色分離装置に用いられるカラーホイール移動ユニットを示す図で、（ａ）はカラーホイールの出射面側から見た正面図、（ｂ）は側面図である。
【００８９】
図８において、カラーホイール移動ユニットは、カラーホイール２２のホイール中心部を軸に回転するモータ２１と、これらカラーホイール２２およびモータ２１を所定の方向に移動するためのスライドバー３とを備える。この例では、カラーホイール２２は、透過フィルターＲ、Ｇ、Ｂの３つのフィルターが周方向に所定の割合で配置された構造になっている。
【００９０】
スライドバー２３は、ガイドバー２３ａと、カラーホイール支持部材２３ｂとからなる。カラーホイール支持部材２３ｂの一端は、ガイドバー２３ａに摺動可能に取り付けられており、他端にはモータ２１が取り付けられている。カラーホイール２２は、ホイール中心部がモータ２１の出力軸に固定されており、モータ２１が駆動されることで所定の方向に回転する。モータ２１の、カラーホイール２２が取り付けられた側とは反対の側の部位が、カラーホイール支持部材２３ａの他端に固定されている。カラーホイール支持部材２３ａがガイドバー３ｂに沿ってスライドすることで、モータ２１およびカラーホイール２２の全体がガイドバー２３ｂに沿って移動する。
【００９１】
図７に示した系において、上記のカラーホイール移動ユニットのガイドバー３ｂが光軸Ｘに略平行になるようにし、カラーホイール２２のフィルターの入射面がその光軸Ｘに略垂直となるように配置することで、上述したような位置Ａ、Ｂ間でのカラーホイール２２の移動を実現できる。スライドバー２３によるカラーホイール２２の光軸Ｘ方向への移動は、不図示のカラーホイール移動制御回路により制御され、モータ２１によるカラーホイール２３の回転は、不図示のカラーホイール回転制御回路により制御される。
【００９２】
次に、上述したように構成された本実施形態の時分割色分離装置における色合いを変える動作原理を説明する。
【００９３】
図９は、図７に示した系におけるカラーホイール２２の入射スポット径の変化を示す図で、（ａ）は位置Ａにおける入射スポットを示す模式図、（ｂ）は位置Ｂにおける入射スポットを示す模式図である。図７に示した系では、レンズ２０ａからの収束光束がカラーホイール２２に入射する。このため、カラーホイール２２がレンズ２０ａに最も近い位置Ａに移動したときの入射スポット２５ａは、カラーホイール２２がレンズ２０ａから最も遠い位置Ｂに移動したときの入射スポット２５ｂより大きくなる。
【００９４】
通常、光源からの光でカラーホイール２２を照射した場合、その光照射によってカラーホイール２２自体の温度が上昇する。照射光が収束光束である場合、カラーホイール２２のフィルター面上に形成される入射スポット径が小さいほどエネルギー密度が高くなり、フィルター温度がより上昇する。したがって、例えばカラーホイール２２がレンズ２０ａに最も近い位置Ａに移動した状態（入射スポット２５ａによる光照射）では、フィルター温度はさほど上昇しないが、カラーホイール２２がレンズ２０ａから最も遠い位置Ｂに移動した状態（入射スポット２５ｂによる光照射）では、フィルター温度が上昇する。
【００９５】
カラーホイール２２のフィルターの分光特性は、フィルター温度の上昇に伴って短波長側へシフトすることが知られている。図１０の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれカラーホイール２２の各フィルターＲ、Ｇ、Ｂの分光透過特性を示す特性図である。フィルター温度の上昇すると、図１０の（ａ）〜（ｃ）に示すように、各フィルターの分光透過特性は全体的に短波長側へシフトする。本実施形態では、このフィルターの分光特性がフィルター温度の上昇に伴って短波長側へシフトすることと、上記の収束光束を用いた光照射によるフィルター温度の上昇とを利用してカラー画像の色合いを調節する。
【００９６】
具体的には、カラー画像の色合いは次のようにして調節する。まず、カラーホイール２２を位置Ａに移動し、この状態でカラーホイール２２を回転させて色分離動作を行う。カラー画像の色合いを変える場合には、カラーホイール２２を位置Ｂに移動し、この状態でカラーホイール２２を回転させて色分離動作を行う。上記の通り、位置Ｂにおける入射スポット２５ｂの径は、位置Ａにおける入射スポット２５ａの径より小さいため、フィルター温度が上昇する。その結果、カラーホイール２２の各フィルターＲ、Ｇ、Ｂの分光透過特性が全体的に短波長側へシフトすることとなり、カラー画像の色合いは、位置Ａでの色分離動作におけるカラー画像の色合いに比べて青味を帯びたものとなる。
【００９７】
なお、カラーホイール２２が位置Ｂから位置Ａへ移動した場合は、カラー画像の色合いは青味が少なくなる方向へ調節されることとなる。
【００９８】
次に、上述した本実施形態の時分割色分離装置が用いられたカラー画像表示装置について説明する。本カラー画像表示装置は、図３に示した構成において、カラーホイール２２を照射する光源からの光束が収束光束であり、カラーホイール２２がその収束光束の光路に沿って移動する。その他の構成は、図３に示したものと同様である。
【００９９】
通常時は、カラーホイール移動制御回路がカラーホイール２２を位置Ａに移動し、この状態で、カラーホイール回転制御回路によってカラーホイールの回転制御が行われて、光源からの白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光に時分割に色分離される。そして、この時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光で鏡面反射型光変調器１１が順次照射されるとともに、それぞれの照射タイミングでミラー角度制御が行われる。この結果、鏡面反射型光変調器１１にてＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光が順次生成され、それぞれ投射レンズによってスクリーン上に順次拡大投射される。
【０１００】
スクリーン上に表示されたカラー画像の色合いを変える場合は、カラーホイール移動制御回路がカラーホイール２２を位置Ｂに移動させ、この状態で、カラーホイール回転制御回路によってカラーホイールの回転制御が行われて、光源からの白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光に時分割に色分離される。そして、この時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光で鏡面反射型光変調器１１が順次照射されるとともに、それぞれの照射タイミングでミラー角度制御が行われる。この結果、鏡面反射型光変調器１１にてＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光が順次生成され、それぞれ投射レンズによってスクリーン上に順次拡大投射される。このようにして得られたカラー画像は、上記カラーホイール２２を位置Ａに移動した場合におけるカラー画像に比べて青味を帯びたものとなる。
【０１０１】
（実施形態４）
上述の第３の実施形態では、カラーホイールを照射する光源からの光束を収束光束とし、カラーホイールをその光束に沿って平行に移動することでフィルターの温度を高い状態と、低い状態の２つの状態で制御するように構成されていたが、これに代えて、ヒータなどの加熱手段を用いてフィルターの温度を制御するようにしてもよい。
【０１０２】
図１１は、本発明の第４の実施形態である時分割色分離装置に用いられるカラーホイール移動ユニットを示す図で、（ａ）はカラーホイールの出射面側から見た正面図、（ｂ）は側面図である。
【０１０３】
図１１において、カラーホイール移動ユニットは、色比率が固定のカラーホイール２２のホイール中心部を軸に回転するモータ２１と、これらカラーホイール２２およびモータ２１を所定の方向に移動するためのスライドバー３３と、カラーホイール２２のフィルタ面を加熱するためのヒータ２６とを備える。カラーホイール２２は、図８に示したものと同様のもので、透過フィルターＲ、Ｇ、Ｂの３つのフィルターが周方向に所定の割合で配置された構造になっている。
【０１０４】
スライドバー３３は、ガイドバー３３ａと、カラーホイール支持部材３３ｂとからなる。カラーホイール支持部材３３ｂの一端は、ガイドバー２３ａに摺動可能に取り付けられており、他端にはモータ２１が取り付けられている。カラーホイール２２は、ホイール中心部がモータ２１の出力軸に固定されており、モータ２１が駆動されることで所定の方向に回転する。モータ２１の、カラーホイール２２が取り付けられた側とは反対の側の部位が、カラーホイール支持部材３３ａの他端に固定されている。カラーホイール支持部材３３ａがガイドバー３３ｂに沿ってスライドすることで、モータ２１およびカラーホイール２２の全体がガイドバー３３ｂに沿って移動する。このガイドバー３３ｂに沿ったカラーホイール２２の移動により、カラーホイール２２を光源からの光束を横切る方向に移動することが可能である。
【０１０５】
ヒータ２６は、その熱作用面がカラーホイール２２のフィルター面と対向するように配置されている。ヒータ２６の熱作用面とは反対の面は、一端がヒータ支持部材２６ａに固定されたヒータ支持部材２６ａの他端に固定されている。このヒータ２６によるカラーホイール２２の加熱動作は、不図示のヒータ制御回路により制御される。
【０１０６】
上記のように構成されたカラーホイール移動ユニットを備える本実施形態の時分割色分離装置では、カラーホイール２２をスライドバー３３により光源からの白色光の光路中に移動して回転させることで時分割に色分離を行う。カラーホイール２２の移動制御および回転制御はそれぞれ、不図示のカラーホイール移動制御回路およびカラーホイール回転制御回路により制御されるが、それらの制御は所定のタイミングに基づいて行われており、同期している。
【０１０７】
本実施形態の時分割色分離装置においても、上述の第３の実施形態の場合と同様にカラーホイール２２のフィルター温度を上昇させて各フィルターの分光透過特性を短波長側へシフトさせることでカラー画像の色合いを変えるが、フィルター温度の上昇にはヒータ２６を用いる。具体的には、以下のようにしてカラー画像の色合いを変える。
【０１０８】
通常時は、ヒータ２６をオフとした状態でカラーホイール２２を回転させて色分離動作を行う。カラー画像の色合いを変える場合には、ヒータ２６をオンにしてカラーホイール２２を回転させて所定のフィルター温度まで加熱する。この状態で色分離動作を行う。前述の第３の実施形態でも説明した通り、フィルター温度が上昇すると、その温度上昇に伴ってカラーホイール２２の各フィルターＲ、Ｇ、Ｂの分光透過特性が全体的に短波長側へシフトすることとなり、カラー画像の色合いは、上記ヒータ２６がオフの場合の色分離動作におけるカラー画像の色合いに比べて青味を帯びたものとなる。
【０１０９】
なお、ヒータ２６をオンからオフとしてフィルター温度を下げた場合は、カラー画像の色合いは青味が少なくなる方向へ調節されることとなる。この調整をより短時間に行うために、カラーホイール２２の近傍にファンなどの冷却手段を設けるとよい。また、フィルターの温度をより厳密に制御するために、フィルター温度を検出するための周知の温度センサを設けて、該温度センサの出力に基づいてフィルター温度を所望の温度に保つようにしてもよい。
【０１１０】
次に、上述した本実施形態の時分割色分離装置が用いられたカラー画像表示装置について説明する。本カラー画像表示装置は、図３に示した構成において、色比率が固定のカラーホイール２２を用い、ヒータ２６によるカラーホイール２２の加熱制御を可能にした以外は、図３に示したものと同様である。
【０１１１】
通常時は、ヒータ２６をオフにし、カラーホイール２２を光源からの白色光の光路中で回転させることで、白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光に時分割に色分離される。そして、この時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光で鏡面反射型光変調器１１が順次照射されるとともに、それぞれの照射タイミングでミラー角度制御が行われる。この結果、鏡面反射型光変調器１１にてＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光が順次生成され、それぞれ投射レンズによってスクリーン上に順次拡大投射される。
【０１１２】
スクリーン上に表示されたカラー画像の色合いを変える場合は、ヒータ制御回路によってヒータ２６がオンとされ、この状態で、カラーホイール回転制御回路によるカラーホイール回転制御が行われて、光源からの白色光がＲ光、Ｇ光、Ｂ光に時分割に色分離される。そして、この時分割に色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光で鏡面反射型光変調器１１が順次照射されるとともに、それぞれの照射タイミングでミラー角度制御が行われる。この結果、鏡面反射型光変調器１１にてＲ画像光、Ｇ画像光、Ｂ画像光が順次生成され、それぞれ投射レンズによってスクリーン上に順次拡大投射される。このようにして得られたカラー画像は、上記ヒータ２６がオフの状態におけるカラー画像に比べて青味を帯びたものとなる。
【０１１３】
上述した本実施形態の色分離装置によれば、カラーホイール２２を光源からの光束に沿って移動するための手段を設ける必要がなく、また、カラーホイール２２を照射する光源からの光束を収束光束とする必要もない。
【０１１４】
以上説明した第１〜４の実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。例えば、鏡面反射型光変調素子に代えて、液晶プロジェクタで用いられているような液晶パネルを用いて画像光を生成するようにしてもよい。
【０１１５】
また、カラーホイールには透過フィルターを用いているが、これに代えてＲ（赤）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光をそれぞれ反射するフィルターを用いてもよい。この場合は、各反射フィルターＲ、Ｇ、Ｂからの反射光が鏡面反射型光変調素子に順次照射される。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示画像の色合いを調節することができるので、より見易い画像を提供することができる。
【０１１７】
また、本発明のうち、自動的に最適なカラーリングが選択されるものにおいては、使用者による最適なカラーリングの選択操作を省くことができるので、より操作を簡単にすることができる。
【０１１８】
また、本発明のうち色比率が固定のカラーホイールで表示画像の色合いを調節するものにおいては、複数の種類のタイミング信号を用意する必要がないので、その分、回路構成を簡単なものにすることができ、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である時分割色分離装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すモータの取り付け部分を説明するための図で、（ａ）はカラーホイールを透過光が出射する面側から見た図、（ｂ）は側面図である。
【図３】図１に示す時分割色分離装置を備えるカラー画像表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】図３に示すカラーリング２ａの入射スポットを示す模式図である。
【図５】図３に示すカラーリング２ｂの入射スポットを示す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態である時分割色分離装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態である時分割色分離装置の概略構成を説明するための模式図である。
【図８】本発明の第３の実施形態である時分割色分離装置に用いられるカラーホイール移動ユニットを示す図で、（ａ）はカラーホイールの出射面側から見た正面図、（ｂ）は側面図である。
【図９】図８に示すカラーホイールの各フィルターの分光特性を示す図で、（ａ）は透過フィルターＲの分光特性図、（ｂ）は透過フィルターＧの分光特性図、（ｃ）は透過フィルターＢの分光特性図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、図８に示すカラーホイールの各フィルターの分光透過特性の温度上昇に伴う短波長側へのシフトを説明するための特性図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態である時分割色分離装置に用いられるカラーホイール移動ユニットを示す図で、（ａ）はカラーホイールの出射面側から見た正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１２】従来の時分割色分離装置に用いられているカラーホイールの模式図である。
【図１３】特開平９−１６３３９１号公報に記載されたデジタル画像ディスプレイシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図１４】特開平９−１６３３９１号公報に記載された、色比率の異なる複数のカラーリングを備えるカラーホイールの模式図である。
【符号の説明】
１、２１、１１５ａ  モータ
２、２２、１１５  カラーホイール
２ａ、２ｂ  カラーリング
３、２３、３３  スライドバー
３ａ、２３ａ、３３ａ  ガイドバー
３ｂ、２３ｂ、３３ｂ  カラーホイール支持部材
４  モード設定部
５、１０５  光路
５ａ、５ａ’、２５ａ、２５ｂ、１０６  入射スポット
５ｂ、５ｂ’、１０６ａ  入射スポットの軌跡
６  カラーホイール回転制御回路
７  カラーホイール移動制御回路
８  調整回路
９  切替回路
１０  入力信号判別回路
１１  鏡面反射型光変調器
１２  投射レンズ
１３  スクリーン
１４、１１６  光源
１５  変換回路
１６  受光素子
２０ａ、２０ｂ、１１７ａ、１１７ｂ  レンズ
２６  ヒータ
２６ａ  ヒータ支持部材
１０１〜１０４  透過フィルター
１１１  インタフェース
１１２  プロセッサ
１１３  ディスプレイメモリ
１１４  ＳＬＭ
１１５ｂ  回転シャフト
１１７ｃ  積分器
１１８  タイミングユニット
１２０、１２１  カラーリング
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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