(57)【要約】【課題】カラーホイールを改良することにより、ＤＭＤの近傍において高精度で位置検出を可能としたプロジェクタを提供する。【解決手段】映像信号に同期して光源からの光を原色光として順次選択的に透過させる、複数の色領域に分割されたカラーホイール４を備え、該カラーホイール４を透過した色光をエンジン７内のＤＭＤ１１に入射し、該ＤＭＤ１１から反射される画像をスクリーン１２に投写するプロジェクタにおいて、カラーホイール４は、前記色領域の境界部分に光非透過性の黒色部ＢＬが形成されたものであり、前記ＤＭＤ１１の近傍には該ＤＭＤ１１からの反射光を検出して位置検出を行うためのホトダイオード１３が配置されている。【選択図】図３
2006113302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
映像信号に同期して該光源からの光を原色光として順次選択的に透過させるカラーホイー
ルであって、赤、緑、青の３原色および白の色領域を有し、この白または青が接する境界
に光非透過性の黒色部が形成されたカラーホイールと、
前記カラーホイールを透過した色光を反射する反射ミラー、前記反射ミラーからの光を伝
達するリレーレンズ、および該リレーレンズから伝達された光を反射するＤＭＤを備えた
エンジンと、
前記ＤＭＤから反射される画像をスクリーンに投写する投写レンズと、
前記ＤＭＤ近傍に配置され、該ＤＭＤからの反射光を検出するホトダイオードと、
前記ホトダイオードによる前記黒色部の検出タイミングと、前記カラーホイールの各色領
域が前記色光を通過させる順序とを用いて、前記カラーホイールの位置検出を行う制御部
と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
映像信号に同期して光源からの光を原色光として順次選択的に透過させる、複数の色領域
に分割されたカラーホイールを備え、該カラーホイールを透過した色光をエンジン内のＤ
ＭＤに入射し、該ＤＭＤから反射される画像をスクリーンに投写するプロジェクタにおい
て、
前記色領域の境界部分に光非透過性の黒色部が形成されたカラーホイールと、
前記黒色部を検出するホトダイオードと、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
前記黒色部は、前記色領域における白または青が接する境界に形成されていることを特徴
とする請求項２記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記カラーホイールの各色領域が前記色光を通過させる順序を記憶し、前記ホトダイオー
ドによる前記黒色部の検出タイミングと、前記各色領域が前記色光を通過させる順序とを
用いて、前記カラーホイールの位置検出を行う制御部とをさらに備えることを特徴とする
、請求項２または３に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー映像をスクリーン上に表示するプロジェクタに用いられるプロジェク
タに係わり、特に光源からの光を複数原色に時分割するカラーホイールを改良したプロジ
ェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）の表示画像を投写レンズで拡大投影し、
スクリーン上に大画面の表示画像を得るようにしたＤＭＤプロジェクタが広く使用される
に至っている。
図５に、このこの種のＤＭＤプロジェクタ１の一例を示している。このプロジェクタ１は
、光源２、フィルタ３、カラーホイール４、トンネルレンズ５、拡大レンズ６、エンジン
７、および投写レンズ８を備えている。エンジン７は反射ミラー９、リレーレンズ１０、
およびＤＭＤ１１を備えたものである。
【０００３】
カラーホイール４は、複数の色領域に分割された円盤状の半透明カラーフィルタをモー
タ（図示せず）により回転させるようにしたものである。
時分割による混色を利用した時分割色順次方式は、それぞれの画素が赤（Ｒ）、緑（Ｇ）
、青（Ｂ）の値を有し、それぞれのフレーム期間中において、そのフレームの諸画素は、
この諸画素のＲ、Ｇ、Ｂのデータにより、順次アドレス指定される。
一方、これらと同じ色のフィルタが、円盤状に少なくとも上記３色の色領域を有するよう
に構成されたカラーホイール４が、このデータに同期され、それぞれの色に対するデータ
が空間変調素子であるＤＭＤ１１により表示される。このとき、ＤＭＤ１１に入射する光
は、カラーホイール４により帯域制御される。
このような、時分割色順次方式のカラー表示においては、カラーホイール４がモータによ
って高速回転するＲ、Ｇ、Ｂの色を切り替えるタイミング情報を、精度よく入手して、色
と同期させてＤＭＤ１１を変調させるためには、カラーホイールの回転速度と位相を正確
に制御することが重要である。
そのため、従来の色順次カラー方式においては、カラーホイール４の各色領域の位置検出
手段として、ＤＭＤ１１の近傍にホトダイオード（ホトセンサ）１３を配置し、ＤＭＤ１
１からの反射光を検出することにより、特定レベルの色を検出し、この検出信号を増幅し
てコンパレータから検出出力を得る方法が用いられている。
また、別の技術として、カラーホイールの緑と赤の継ぎ目部分にインデックスマークとし
てのアルミテープを貼り付け、反射型ホトセンサによりこのマークを検出し、パルス信号
として出力する方法もある（例えば、特許文献１参照）。
また、カラーホイールのRGBの各カラーフィルタ間に遮光部を設け、隣接カラーフィルタ
間での混色を防止する構成（例えば、特許文献２）、カラーフィルタの一部を遮光する遮
光板を設け、遮光板の回転角を制御することにより、カラーフィルタから出力される光を
調整し、Ａタイプ及びＢタイプの光出力形式を切り替える構成（例えば、特許文献３参照
）がある。
【特許文献１】特開２００１−３３７３９０号公報
【特許文献２】特開２０００−２８４３６１号公報
【特許文献３】特開平６−１６４１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、図５に示すように、ホトダイオード１３によりＤＭＤ１１からの反射光を
検出する方法は、以下のような問題がある。
一般に、エンジン内のリレーレンズ１０とＤＭＤ１１の間にホトダイオード１３を配置し
て、リレーレンズ１０からの光を検出することが最も精度が高く、理想的とされている。
しかしながら、ＤＭＤ１１を使用するエンジン７内では、光を有効利用する必要上、投写
レンズ８の方向に反射させない部分は、リレーレンズ１０の方向に再反射させることによ
り、光源２の光を無駄なく使用するようにしている。このため、ホトダイオード１３を配
置する理想的な位置である、ＤＭＤ１１の近傍では、光源２から来る光と、ＤＭＤ１１の
反射による光が混在し、これが光ノイズとなってホトダイオード１３から出るため、正確
な位置検出ができない。
例えば、図６に示すようなＲ、Ｇ、Ｂの色領域のカラーホイール４を使用した場合、ＤＭ
Ｄ近傍でホトダイオード１３により反射光を検出すると、光ノイズがない場合は、図７に
示すように、ＲＧＢに相当するレベルの信号が検出でき、このうちの、例えば点線１４で
示すＢのレベルの信号をコンパレータに入れることにより、位置検出ができる。ところが
、光ノイズが入ると、どのレベルかの判定が困難となり、位置検出できなくなってしまう
。したがって、従来は、ＤＭＤ１１の近傍ではなく、トンネルレンズ５の出口付近にホト
ダイオード１５を設けている。しかし、この位置では、光のレベル差が少ないため、高感
度のホトダイオードおよびＯＰアンプを使用せざるを得ず、コストアップにつながるとい
う問題がある。
【０００５】
また、特許文献１に示すような、カラーホイールにインデックスマークとしてのアルミ
テープを貼り付けてホトセンサにより検出する方法は、特許文献１にも欠点として記載さ
れているように、カラーホイールの回転による遠心力でアルミテープが剥がれやすく、ま
た、アルミテープをカラーホイールに精度よく位置決めして貼り合わす工程が必要で、コ
ストアップとなる等の問題があった。また、特許文献２及び３には、カラーホイールの位
置検出について記載されていない。
【０００６】
本発明の目的は、カラーホイールを改良することにより、ＤＭＤの近傍において高精度
で位置検出を可能としたプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係るプロジェクタは、光源と、映像信号に同期して該光源からの光を原色光と
して順次選択的に透過させるカラーホイールであって、赤、緑、青の３原色および白の色
領域を有し、この白または青が接する境界に光非透過性の黒色部が形成されたカラーホイ
ールと、前記カラーホイールを透過した色光を反射する反射ミラー、前記反射ミラーから
の光を伝達するリレーレンズ、および該リレーレンズから伝達された光を反射するＤＭＤ
を備えたエンジンと、前記ＤＭＤから反射される画像をスクリーンに投写する投写レンズ
と、前記ＤＭＤ近傍に配置され、該ＤＭＤからの反射光を検出するホトダイオードと、前
記ホトダイオードによる前記黒色部の検出タイミングと、前記カラーホイールの各色領域
が前記色光を通過させる順序とを用いて、前記カラーホイールの位置検出を行う制御部と
、を備えることを特徴とする。
このプロジェクタによれば、カラーホイールの色領域の境界に黒色部を形成することによ
り、この部分では光を通さないため、他の色領域と明確に判別できることになり、光ノイ
ズの影響を受けることなく、カラーホイールの位置検出が可能となる。このため、位置検
出の理想的な場所であるＤＭＤの近傍のホトダイオードを設けることが可能になる。また
、黒色部を白または青が接する境界に形成することにより、光の透過率が高く、検出レベ
ルが高い白または青の前後に光を透過しな黒色部が低レベルで検出されるため、コンパレ
ータでの位置検出の精度を高くすることができる。
第２発明に係るプロジェクタは、映像信号に同期して光源からの光を原色光として順次選
択的に透過させる、複数の色領域に分割されたカラーホイールを備え、該カラーホイール
を透過した色光をエンジン内のＤＭＤに入射し、該ＤＭＤから反射される画像をスクリー
ンに投写するプロジェクタにおいて、前記色領域の境界部分に光非透過性の黒色部が形成
されたカラーホイールと、前記黒色部を検出するホトダイオードと、を備えたことを特徴
とする。
このプロジェクタによれば、カラーホイールの色領域の境界に黒色部を形成することによ
り、この部分では光を通さないため、他の色領域と明確に判別できることになり、光ノイ
ズの影響を受けることなく、位置検出が可能となる。このため、位置検出の理想的な場所
であるＤＭＤの近傍のホトダイオードを設けることが可能になる。
第３発明に係るプロジェクタは、前記黒色部は、前記色領域における白または青が接する
境界に形成されていることを特徴とする。
このプロジェクタによれば、検出レベルが高い白または青の前後に光を透過しな黒色部が
低レベルで検出されるため、コンパレータでの位置検出の精度を高くすることができる。
第４発明に係るプロジェクタは、第２または第３発明に係るプロジェクタにおいて、前記
カラーホイールの各色領域が前記色光を通過させる順序を記憶し、前記ホトダイオードに
よる前記黒色部の検出タイミングと、前記各色領域が前記色光を通過させる順序とを用い
て、前記カラーホイールの位置検出を行う制御部とをさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カラーホイールを改良することにより、ＤＭＤの近傍において高精度
で位置検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明のプロジェクタの実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のプロジェクタの構成説明図、図２は、カラーホイールの正面図、図３は
、ホトダイオードの出力信号波形図である。
図１示すように、プロジェクタ１は、光源２、フィルタ３、カラーホイール４、トンネル
レンズ５、拡大レンズ６、エンジン７、および投写レンズ８を備えている。エンジン７は
反射ミラー９、リレーレンズ１０、およびＤＭＤ１１を備えたものである。ＤＭＤ１１の
近傍には、ＤＭＤ１１の反射光を検出するホトダイオード１３が設けられている。
図２に示すように、カラーホイールは、上記カラーホイール４は、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび白（
Ｗ）の４色の色領域に分割されたカラーフィルタを備えている。なお、この色領域は、図
５に示すようなＲ、Ｇ、Ｂの３原色だけでもよいし、順序も任意である。本発明のカラー
ホイール４は、色領域の境界、この例では、ＷとＢの境界に光を透過しない黒色部（ＢＬ
）を形成したものである。このカラーホイール４はモータ１６により高速回転されるよう
になっている。
図３は、上記カラーホイール４を使用し、ＤＭＤ１１近傍に設けたホトダイオードにより
検出した信号の波形を示している。カラーホイール４が矢印２１方向に回転すると、Ｗの
次に、光を透過しないため急激にレベルが低下したＢＬの信号がホトダイオード１３から
出力される。
光源２からの光は、フィルタ３を通してモータにより高速回転するカラーホイール４に入
り、カラーホイール４からトンネルレンズ５、拡大レンズ６を介してエンジン７内に入射
される。エンジン７内では、反射ミラー９で受光され、リレーレンズ１０で伝達された光
がＤＭＤ１１に入射し、ＤＭＤ１１から投写レンズ８に反射され、スクリーン１２に出力
映像が表示される。ＤＭＤ１１は、１個のチップに数十万〜百万個以上の、それぞれが１
画素に相当する微小ミラーを有し、このミラーを傾斜させることにより、ミラーへ入射す
る光線の出射角を変えてオンオフ制御するものである。
図４は、ＤＭＤプロジェクタの制御回路のブロック図である。
ビデオ等の映像信号はインタフェース１７を介して演算制御部１８およびモータ制御部１
９に入る。演算制御部１８には、ＤＭＤ１１に表示するための色順序の画像データおよび
この画像データをフォーマットしＤＭＤ１１のそれぞれの画素にビット出力を供給するた
めのディスプレイメモリ等が内蔵されており、入力された映像信号をデータ処理してＤＭ
Ｄ１１を制御する。
一方、映像信号は、インタフェース１７からモータ制御部１９に入力され、カラーホイー
ル４の速度調整の信号として用いられる。
本発明は、カラーホイール４を上記のように改良することにより、ホトダイオード１３で
のカラーホイール４の各色領域の位置検出を高精度で行えるようにしたものである。
図３に示したように、光を透過しないため急激にレベルが低下したＢＬの信号がホトダイ
オード１３から出力され、この出力信号は、コンパレータ２０に入力され、コンパレータ
２０からＢＬの部分のみが急激に高レベルになった位置検出信号が出力され、この信号は
演算制御部１８に入力される。カラーホイール４の色領域の順序、カラーホイール４の回
転速度等は演算制御部１８のメモリに記憶されており、黒色部ＢＬにより位置検出される
と、後は演算処理により他の色は自動的に検出される。
以上のように、カラーホイール４の色領域の境界に黒色部ＢＬを形成することにより、こ
の部分では光を通さないため、他の色領域と明確に判別できることになり、光ノイズの影
響を受けることなく、位置検出が可能となる。このため、位置検出の理想的な場所である
ＤＭＤ１１の近傍にホトダイオード１３を設けることが可能になる。この位置では、光の
レベル差が大きいため、高感度のホトダイオードおよびＯＰアンプを使用する必要がなく
、コストアップが避けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のプロジェクタの構成説明図。
【図２】カラーホイールの正面図。
【図３】ホトダイオードの出力信号波形図。
【図４】ＤＭＤプロジェクタの制御回路のブロック図。
【図５】従来のプロジェクタの構成説明図。
【図６】従来のカラーホイールの正面図。
【図７】従来のホトダイオードの出力信号波形図。
【符号の説明】
【００１１】
１      プロジェクタ
２      光源
４      カラーホイール
７      エンジン
８      投写レンズ
９      反射ミラー
１０    リレーレンズ
１１    ＤＭＤ
１２    スクリーン
１３    ホトダイオード
Ｗ      白
Ｂ      青
ＢＬ    黒色部
【図１】
2006113302.tif 000003
【図２】
2006113302.tif 000004
【図３】
2006113302.tif 000005
【図４】
2006113302.tif 000006
【図５】
2006113302.tif 000007
【図６】
2006113302.tif 000008
【図７】
2006113302.tif 000009