(57)【要約】【課題】輝度を高め色純度や階調性を向上させる。【解決手段】カラーホイール４は、青色光透過領域１３ｂ、赤色光透過領域１３ｒ、緑色光透過領域１３ｇ及び白色光透過領域１３ｗが扇状に配置され、各透過領域の間には、白色光を透過させる境界領域１３１、１３２、１３３、１３４が介在され、凸状領域によって、半径方向に沿って２分割されてなっている。カラーホイール４の回転とともに、スポットＳは、例えば、赤色光透過領域１３ｒ内から緑色光透過領域１３ｇや境界領域１３２とも重なり始め、さらに、緑色光透過領域１３ｇ側へ移動する。このスポットＳが赤色領域１３ｒと緑色光透過領域１３ｇとの両側に跨る期間には、カラーホイール４からは、赤色光と緑色光とが出射される。また、境界領域１３２からは、白色光が出射される。ここで、境界領域１３２から出射される白色光は、輝度の向上に寄与する。【選択図】  図２
2004191685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる複数の原色光を順番にかつ繰り返し、多数の画素からなる投射パネルに照射し、該投射パネルでは、映像信号に応じて、所定の画素のみが、照射された前記原色光をスクリーン上に投射させることでカラー画像を得る方式のカラープロジェクタに用いられるカラーホイールであって、
回転駆動されることにより、白色のスポット光を、回転中心から所定の距離離れ回転方向に沿ったスポット光受光領域で受光し、それぞれ前記各原色光を透過させる複数の原色光透過領域が、前記回転方向に沿って分割されて配置されていると共に、
前記各原色光透過領域の前記スポット光受光領域と重なる端部に隣接して、白色光が出射される白色光出射領域が配置され、
前記原色光透過領域と前記白色光出射領域とは、前記スポット光受光領域内で、少なくとも半径方向に沿って混在するように形成されている
ことを特徴とするカラープロジェクタに用いられるカラーホイール。
【請求項２】
前記各原色光透過領域の前記回転方向に沿った両端部には、スポット光の前記スポット光受光領域における断面形状に概略対応した凸部が形成され、
前記凸部の中心側外部又は／及び周縁側外部には、前記白色光出射領域が形成されていることを特徴とする請求項１記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイール。
【請求項３】
前記スポット光の断面形状は略円形であり、前記各原色光透過領域の前記凸部は、その形状が略半円形となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイール。
【請求項４】
円板状の光透過性基板上に着色層が形成されてなり、前記原色光透過領域は、赤色光を透過させる赤色光透過領域と、緑色光を透過させる緑色光透過領域と、青色光を透過させる青色光透過領域とを含み、
互いに隣合う前記原色光透過領域は、それぞれの前記凸部同士が互いに対向した状態で接触するように形成され、前記両凸部の中心側外部又は／及び周縁側外部には、前記白色光出射領域が形成されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイール。
【請求項５】
互いに隣合う少なくとも１組の前記原色光透過領域の間には、白色光が出射される白色光出射領域が前記スポット光受光領域と重なるように介在していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイール。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１に記載のカラーホイールを用いたカラープロジェクタであって、
光源と、前記カラーホイールと、該カラーホイールから出射された光を変調して画像を形成するための前記投射パネルと、前記カラーホイールにおける原色光の分離動作に同期させて、該投射パネルを時分割的に駆動する表示制御手段と、前記投射パネルで得られた光像をスクリーン上に拡大して結像させるための投影手段とを備え、
前記表示制御手段は、互いに隣接する前記原色光透過領域に跨ってスポット光が照射されている全期間のうち少なくとも一部の連続した又は間欠的な期間は、前記投射パネルを構成する全画素のうち少なくとも一部の所定の画素から、全画面に亘って略均等に、前記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、前記投射パネルを駆動する
ことを特徴とするカラープロジェクタ。
【請求項７】
前記表示制御手段は、前記全期間に亘って、前記投射パネルを構成する全画素を、前記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、前記投射パネルに映像信号を供給することを特徴とする請求項６記載のカラープロジェクタ。
【請求項８】
前記投射パネルは、傾斜可能な複数の画素ミラーを有する光反射素子からなり、前記画素ミラーが、前記光源側から到来する前記光の入射方向に対する傾斜角が変更されることによって、前記投影手段へ向けて前記反射光を出射するか、又は前記投影手段から逸れた方向へ前記反射光を出射するかが選択されることを特徴とする請求項６又は７記載のカラープロジェクタ。
【請求項９】
カラーホイールを用いて、互いに異なる複数の原色光を順番にかつ繰り返し、多数の画素からなる投射パネルに照射し、該投射パネルでは、映像信号に応じて、所定の画素のみが、照射された前記原色光をスクリーン上に投射させることでカラー画像を得る方式のカラープロジェクタに用いられる表示制御方法であって、
前記カラーホイールとして、回転駆動されることにより、白色のスポット光を、回転中心から所定の距離離れ回転方向に沿ったスポット光受光領域で受光し、それぞれ前記各原色光を透過させる複数の原色光透過領域が、前記回転方向に沿って分割されて配置されていると共に、前記各原色光透過領域の前記スポット光受光領域と重なる端部に隣接して、白色光が出射される白色光出射領域が配置され、前記原色光透過領域と前記白色光出射領域とは、前記スポット光受光領域内で、少なくとも半径方向に沿って混在するように形成された平板状部材を用い、
前記カラーホイールを、回転駆動することにより、前記カラーホイールのスポット光受光領域にスポット光を照射し、前記カラーホイールから出射された複数色の原色光を、前記投射パネルに照射し、
前記表示制御手段によって、前記カラーホイールにおける原色光の分離動作に同期させて、前記投射パネルを時分割的に駆動し、
投影手段によって、前記投射パネルで得られた光像をスクリーン上に拡大して結像させると共に、
前記表示制御手段によって、互いに隣接する前記原色光透過領域に跨ってスポット光が照射されている全期間のうち少なくとも一部の連続した又は間欠的な期間は、前記投射パネルを構成する全画素のうち少なくとも一部の所定の画素から、全画面に亘って略均等に、前記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、前記投射パネルに映像信号を供給する
ことを特徴とするカラープロジェクタに用いられる表示制御方法。
【請求項１０】
前記表示制御手段によって、前記全期間に亘って、前記投射パネルを構成する全画素を、前記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、前記投射パネルに映像信号を供給することを特徴とする請求項９記載のカラープロジェクタに用いられる表示制御方法。
【請求項１１】
前記投射パネルは、傾斜可能な複数の画素ミラーを有する光反射素子からなり、前記画素ミラーが、前記光源側から到来する前記光の入射方向に対する傾斜角が変更されることによって、前記投影手段へ向けて前記反射光を出射するか、又は前記投影手段から逸れた方向へ前記反射光を出射するかが選択されることを特徴とする請求項９又は１０記載のカラープロジェクタに用いられる表示制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラープロジェクタ、該カラープロジェクタに用いられるカラーホイール及び表示制御方法に係り、単一のライトバルブを用いる単板式のカラープロジェクタ、白色光源から時分割により多色の単色光を得る回転式のカラーホイール及び投射用光反射素子の表示制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶パネルや、ＤＭＤ（digital micromirror device、米国テキサスインスツルメンツ社製）等の反射型ミラーデバイスからなる投射用デバイスを使用したプロジェクタが普及してきている。
単一のライトバルブを用いる単板式のプロジェクタとしては、回転式カラーフィルタを用いて、１つのピクセルに赤、緑、青の光を順次照射して、時間混色によってフルカラー表示を行う色順次表示方式のカラープロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このカラープロジェクタは、例えば、光源ランプと、光源ランプから発せられた光を集光する反射鏡と、光源ランプ側から到来した白色光を３原色の単色光に分離して出射する回転式のカラーホイールと、カラーホイールを透過した照明光を受光し照明均一化された照明光を出射するロッドインテグレータと、ロッドインテグレータ側から入射した照明光を反射させる平板状の反射鏡と、例えばＤＭＤからなり、反射鏡からの反射光を受光し映像信号に応じて各画素ミラーがオンオフされる投射用デバイスと、投射用デバイスで得られた光像をスクリーン上に拡大して結像させるための投射レンズとを備えている。
【０００４】
カラーホイール１０１は、図８に示すように、円板状の透明基板に着色層が形成されてなり、光源ランプから入射した光を波長によって選別透過させるように、青色光を透過させる青色光透過領域１０１ｂ、赤色光を透過させる赤色光透過領域１０１ｒ、緑色光を透過させる緑色光透過領域１０１ｇが配置され、さらに白色光を出射する透明な白色光透過領域１０１ｗが付加されて扇状に配置され、駆動部（不図示）によって回転駆動されて、３原色の単色光及び白色光を時分割的に得るために用いられる。
カラーホイール１０１には、断面略円形のスポット光が照射され、カラーホイール１０１の回転に伴って、スポット光の照射位置に、カラーホイール１０１の青色光透過領域１０１ｂ、赤色光透過領域１０１ｒ、緑色光透過領域１０１ｇ、白色光透過領域１０１ｗが順に移動してきて光ビームが照射される。すなわち、カラーホイール１０１上においては円形のスポットＳが、青色光透過領域１０１ｂ、赤色光透過領域１０１ｒ、緑色光透過領域１０１ｇ、白色光透過領域１０１ｗを順に移動する。
【０００５】
ＤＭＤを用いた表示デバイスは、光の反射方向を可変とし、シリコンベースの素子の上に微小な画素ミラーが多数配列され、個々の鏡の向きを調節することによって、光の反射方向を変える素子である。したがって、任意の方向へ向かう光の量を調整することが可能となっている。この表示デバイスは、光反射率が９５％以上であり、殆どの光を反射することができる。なお、反射面の背面は冷却構造となっている。
投射用デバイスを照明した光は、投射用デバイスによって映像信号に応じて変調され、投射用デバイスで得られた光像を投射レンズを通じてスクリーンに拡大投射する。
【０００６】
ここで、図９（ａ）に示すように、例えば赤色光透過領域１０１ｒ内にあったスポットＳが、同図（ｂ）に示すように、赤色光透過領域１０１ｒと緑色光透過領域１０１ｇとの境界線Ｌ上に移動すると、このスポットＳは、赤色光透過領域１０１ｒと緑色光透過領域１０１ｇとの両領域に跨るために、同図（ｃ）に示すように、スポットＳ全体が、緑色光透過領域１０１ｇ内に移動するまでは（すなわち、境界線Ｌから両側にスポットＳの半径分の範囲の境界領域１０２を、スポットＳが一部でも通過する境界領域照射期間は）、混色を避けるために表示デバイスに映像信号を供給せず、全ての画素ミラーをオフとしていた。
しかしながら、この境界領域照射期間内は、照明光は利用されないので、輝度が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
このため、色純度をやや犠牲にしても、輝度を向上させるために、上記境界領域照射期間は、全ての画素ミラーーをオンとして、この期間の照明光も活用する技術（以下、第１の従来技術という。）が提案されている。
また、さらに、輝度を向上させるため、図１０に示すように、境界領域２０２を白色光が出射する白色光透過領域とし、上記境界領域照射期間は、全ての画素ミラーをオンとして、この期間の白色光の照明光も活用する技術（以下、第２の従来技術という。）も提案されている。
ここで、同図（ａ）に示すように、例えば赤色光透過領域２０１ｒ内にあったスポットＳが、同図（ｂ）に示すように、白色光透過領域２０２ｗ内に移動する。そして、同図（ｃ）に示すように、スポットＳ全体が、緑色光透過領域１０１ｇ内に移動する。
この第２の従来技術では、スポットＳが、一部でも白色光透過領域２０２内にある上述した境界領域照射期間に相当する期間においても、全ての画素ミラーをオンとする。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−２１９７７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第２の従来技術では、輝度を向上させることができても、単色光を供給し映像を表示する期間が狭められ、色純度や階調性（色の表現力）が損なわれるという問題があった。
【００１０】
この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、輝度を高め、色純度や階調性を向上させることができるカラープロジェクタ、該カラープロジェクタに用いられるカラーホイール及び表示制御方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、互いに異なる複数の原色光を順番にかつ繰り返し、多数の画素からなる投射パネルに照射し、該投射パネルでは、映像信号に応じて、所定の画素のみが、照射された上記原色光をスクリーン上に投射させることでカラー画像を得る方式のカラープロジェクタに用いられるカラーホイールに係り、回転駆動されることにより、白色のスポット光を、回転中心から所定の距離離れ回転方向に沿ったスポット光受光領域で受光し、それぞれ上記各原色光を透過させる複数の原色光透過領域が、上記回転方向に沿って分割されて配置されていると共に、上記各原色光透過領域の上記スポット光受光領域と重なる端部に隣接して、白色光が出射される白色光出射領域が配置され、上記原色光透過領域と上記白色光出射領域とは、上記スポット光受光領域内で、少なくとも半径方向に沿って混在するように形成されていることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイールに係り、上記各原色光透過領域の上記回転方向に沿った両端部には、スポット光の上記スポット光受光領域における断面形状に概略対応した凸部が形成され、上記凸部の中心側外部又は／及び周縁側外部には、上記白色光出射領域が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイールに係り、上記スポット光の断面形状は略円形であり、上記各原色光透過領域の上記凸部は、その形状が略半円形となるように形成されていることを特徴としている。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイールに係り、円板状の光透過性基板上に着色層が形成されてなり、上記原色光透過領域は、赤色光を透過させる赤色光透過領域と、緑色光を透過させる緑色光透過領域と、青色光を透過させる青色光透過領域とを含み、互いに隣合う上記原色光透過領域は、それぞれの上記凸部同士が互いに対向した状態で接触するように形成され、上記両凸部の中心側外部又は／及び周縁側外部には、上記白色光出射領域が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１に記載のカラープロジェクタに用いられるカラーホイールに係り、互いに隣合う少なくとも１組の上記原色光透過領域の間には、白色光が出射される白色光出射領域が上記スポット光受光領域と重なるように介在していることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１に記載のカラーホイールを用いたカラープロジェクタに係り、光源と、上記カラーホイールと、該カラーホイールから出射された光を変調して画像を形成するための上記投射パネルと、上記カラーホイールにおける原色光の分離動作に同期させて、該投射パネルを時分割的に駆動する表示制御手段と、上記投射パネルで得られた光像をスクリーン上に拡大して結像させるための投影手段とを備え、上記表示制御手段は、互いに隣接する上記原色光透過領域に跨ってスポット光が照射されている全期間のうち少なくとも一部の連続した又は間欠的な期間は、上記投射パネルを構成する全画素のうち少なくとも一部の所定の画素から、全画面に亘って略均等に、上記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、上記投射パネルを駆動することを特徴としている。
【００１７】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載のカラープロジェクタに係り、上記表示制御手段は、上記全期間に亘って、上記投射パネルを構成する全画素を、上記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、上記投射パネルに映像信号を供給することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項８載の発明は、請求項６又は７記載のカラープロジェクタに係り、上記投射パネルは、傾斜可能な複数の画素ミラーを有する光反射素子からなり、上記画素ミラーが、上記光源側から到来する上記光の入射方向に対する傾斜角が変更されることによって、上記投影手段へ向けて上記反射光を出射するか、又は上記投影手段から逸れた方向へ上記反射光を出射するかが選択されることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項９記載の発明は、カラーホイールを用いて、互いに異なる複数の原色光を順番にかつ繰り返し、多数の画素からなる投射パネルに照射し、該投射パネルでは、映像信号に応じて、所定の画素のみが、照射された上記原色光をスクリーン上に投射させることでカラー画像を得る方式のカラープロジェクタに用いられる表示制御方法に係り、上記カラーホイールとして、回転駆動されることにより、白色のスポット光を、回転中心から所定の距離離れ回転方向に沿ったスポット光受光領域で受光し、それぞれ上記各原色光を透過させる複数の原色光透過領域が、上記回転方向に沿って分割されて配置されていると共に、上記各原色光透過領域の上記スポット光受光領域と重なる端部に隣接して、白色光が出射される白色光出射領域が配置され、上記原色光透過領域と上記白色光出射領域とは、上記スポット光受光領域内で、少なくとも半径方向に沿って混在するように形成された平板状部材を用い、上記カラーホイールを、回転駆動することにより、上記カラーホイールのスポット光受光領域にスポット光を照射し、上記カラーホイールから出射された複数色の原色光を、上記投射パネルに照射し、上記表示制御手段によって、上記カラーホイールにおける原色光の分離動作に同期させて、上記投射パネルを時分割的に駆動し、投影手段によって、上記投射パネルで得られた光像をスクリーン上に拡大して結像させると共に、上記表示制御手段によって、互いに隣接する上記原色光透過領域に跨ってスポット光が照射されている全期間のうち少なくとも一部の連続した又は間欠的な期間は、上記投射パネルを構成する全画素のうち少なくとも一部の所定の画素から、全画面に亘って略均等に、上記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、上記投射パネルに映像信号を供給することを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明は、請求項９記載のカラープロジェクタに用いられる表示制御方法に係り、上記表示制御手段によって、上記全期間に亘って、上記投射パネルを構成する全画素を、上記投影手段へ向けて光が反射又は透過されるように、上記投射パネルに映像信号を供給することを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記載のカラープロジェクタに用いられる表示制御方法に係り、上記投射パネルは、傾斜可能な複数の画素ミラーを有する光反射素子からなり、上記画素ミラーが、上記光源側から到来する上記光の入射方向に対する傾斜角が変更されることによって、上記投影手段へ向けて上記反射光を出射するか、又は上記投影手段から逸れた方向へ上記反射光を出射するかが選択されることを特徴としている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第１実施例
図１は、この発明の第１実施例であるカラープロジェクタの構成を示す図、図２は、同カラープロジェクタのカラーホイールの構成を示す図、また、図３及び図４は、同カラーホイールの機能を説明するための説明図である。
この例のカラープロジェクタ１は、単板式のフルカラープロジェクタであって、図１に示すように、光源ランプ（光源）２と、例えば楕円鏡からなり光源ランプから発せられた光を集光する反射鏡３と、分離された３原色の単色光と、白色光とを出射する回転式のカラーホイール４と、カラーホイール４を透過した照明光を受光し均一化された照明光を出射するロッドインテグレータ５と、ロッドインテグレータ側から入射した照明光を反射させる平板状の反射鏡７と、例えばＤＭＤ等の反射型ミラーデバイスからなり、反射鏡７からの反射光を受光し映像信号に応じて各画素ミラーがオンオフされる投射用光反射素子（投射パネル）８と、投射用光反射素子８を駆動するための投射用素子駆動部（表示制御手段）９と、投射用光反射素子８で得られた光像をスクリーン（不図示）上に拡大して結像させるための投射レンズ（投影手段）１１とを備えている。
【００２３】
このカラープロジェクタ１では、投射用光反射素子８に、カラーホイール４から出射された青色光、赤色光、緑色光、白色光が、反射鏡７を介して、順次照射され、時間混色によってフルカラー表示が行われる。
カラーホイール４は、図２に示すように、円板状の透明基板に着色層が形成されてなり、光源ランプ２から入射した光を波長によって選別透過させるように、青色光を透過させる青色光透過領域１３ｂ、赤色光を透過させる赤色光透過領域１３ｒ、緑色光を透過させる緑色光透過領域１３ｇが扇状に配置され、さらに白色光を出射する白色光透過領域（白色光出射領域）１３ｗが付加されて配置され、駆動部（不図示）によって回転駆動されて、３原色の単色光及び白色光を時分割的に得るために用いられる。
【００２４】
カラーホイール４には、断面略円形のスポット光が略垂直に、かつ回転駆動されることにより円環状領域（スポット光受光領域）Ａに照射される。青色光透過領域１３ｂ、赤色光透過領域１３ｒ、緑色光透過領域１３ｇ、白色光透過領域１３ｗは、この順に、時計周り方向に分割配置され、カラーホイール４の回転に伴って、スポット光の照射位置に、カラーホイール４の青色光透過領域１３ｂ、赤色光透過領域１３ｒ、緑色光透過領域１３ｇ、白色光透過領域１３ｗが順に移動してきてスポット光が照射される。
すなわち、カラーホイール４上においては円形のスポットＳが、青色光透過領域１３ｂ、赤色光透過領域１３ｒ、緑色光透過領域１３ｇ、白色光透過領域１３ｗに順に移動することとなる。
【００２５】
青色光透過領域１３ｂ、赤色光透過領域１３ｒ、緑色光透過領域１３ｇ、白色光透過領域１３ｗは、この順に、時計周り方向に分割配置されていると共に、青色光透過領域１３ｂと赤色光透過領域１３ｒとの間、赤色光透過領域１３ｒと緑色光透過領域１３ｇとの間、緑色光透過領域１３ｇと白色光透過領域１３ｗとの間、緑色光透過領域１３ｇと白色光透過領域１３ｗとの間、及び白色光透過領域１３ｗと青色光透過領域１３ｂとの間には、それぞれ、境界領域１３１、１３２、１３３、１３４が介在している。
この例では、境界領域１３１は、着色層が形成されていない白色光を透過させる透明な領域とされ、青色光透過領域１３ｂ及び赤色光透過領域１３ｒの境界領域のスポット光が照射される箇所に、スポットＳの寸法及び形状に対応させて半円形状に互いに対向するように形成された凸状領域（端部）１３ｂ2，１３ｒ1によって、径方向に沿って２分割されている。
【００２６】
すなわち、境界領域１３１は、半径方向に沿って、中心側領域（白色光出射領域）１３１ｐと外周側領域（白色光出射領域）１３１ｑとに分割されてなっている。また、共に直径がスポットＳの直径に略等しい半円状の凸状領域（端部）１３ｂ2，１３ｒ1同士は、端縁の円弧上のスポットＳの中心が通過する一点で互いに接した状態で向かい合うように形成されている。
同様にして、境界領域１３２は、着色層が形成されていない白色光を透過させる透明な領域とされ、赤色光透過領域１３ｒ及び緑色光透過領域１３ｇの境界領域の光ビームが照射される箇所に、スポットＳの寸法及び形状に対応させて半円形状に互いに対向するように形成された凸状領域（端部）１３ｒ2，１３ｇ1によって、径方向に沿って、中心側領域（白色光出射領域）１３２ｐと外周側領域（白色光出射領域）１３２ｑとに分割されてなっている。
【００２７】
また、境界領域１３３は、着色層が形成されていない白色光を透過させる透明な領域とされ、緑色光透過領域１３ｇ及び白色光透過領域１３ｗの境界領域のスポット光が照射される箇所に、スポットＳの寸法及び形状に対応させて半円形状に互いに対向するように形成された凸状領域（端部）１３ｇ2，１３ｗ1によって、径方向に沿って、中心側領域（白色光出射領域）１３３ｐと外周側領域（白色光出射領域）１３３ｑとに分割されてなっている。
また、境界領域１３４は、着色層が形成されていない白色光を透過させる透明な領域とされ、白色光透過領域１３ｗ及び青色光透過領域１３ｂ及びの境界領域のスポット光が照射される箇所に、スポットＳの寸法及び形状に対応させて半円形状に互いに対向するように形成された凸状領域（端部）１３ｗ2，１３ｂ1によって、径方向に沿って、中心側領域（白色光出射領域）１３４ｐと外周側領域（白色光出射領域）１３４とに分割されてなっている。
【００２８】
なお、この例では、白色光透過領域１３ｗと、境界領域１３３、１３４とは、三者とも白色光を透過させ、白色光透過領域１３ｗと、境界領域１３３、１３４との境界は実質上存在しないが、境界領域１３３、１３４から出射された白色光は、スポットＳが一部でも境界領域１３３、１３４と重なっている間は、全画素ミラーがオン状態とされることによって、主として境界における輝度向上のために寄与し、白色光透過領域１３ｗから出射された白色光は、この白色光が照射されている期間内の所定のタイミングで、所定の画素ミラーが駆動信号に応じてオン状態又はオフ状態とされることによって色表現のためにも用いられる。
【００２９】
光源ランプ２としては、発光部分の大きさが小さい、すなわちアーク長の短い例えば高圧水銀ランプ等が用いられる。アーク長が短いほど点光源性が強くなり、反射鏡３による光の収束性が増すことになる。
反射鏡３は、その第１焦点の付近に配置される光源ランプ２から発せられた光を、その第２焦点近傍に集光する。この例では、その第２焦点近傍にロッドインテグレータ５の入射端面の中央が一致するように配置されている。
【００３０】
ロッドインテグレータ５は、四角柱形状を呈し、照明光の波長領域に対して透明なガラス材料やプラスチック材料で作製され、光学的に研磨された入射端面と出射端面と全反射用の４つの側面とを有している。４つの側面は全反射面となるように鏡面仕上げされている。また、入射端面および出射端面には、出射光量の損失を抑えるために反射防止膜が形成されている。
入射光は、ロッドインテグレータ５内で側面反射を繰り返すか、あるいは側面で全反射することなく出射端面に到達し、複数の仮想２次光源を形成する。
出射端面では、多数の仮想２次光源による重畳照明がなされることによって、面内均一性の非常に高い照明が得られる。
反射鏡７は、ロッドインテグレータ５から入射した３原色の単色光及び白色光を反射面で反射させて、投射用光反射素子８に照射する。
【００３１】
投射用光反射素子８は、この例では、ＤＭＤ等の反射型ミラーデバイスからなり、ライトバルブとしての機能を有し、シリコン基板上に多数の微小な（例えば略１３μｍ四方の）画素ミラーが格子状に配列され、静電気を利用して光の入射方向に対して微小な画素ミラーを個々に傾けることによって、個々の画素ミラーの向きを調節し、光の反射方向を変えるように構成されている。したがって、任意の方向へ向かう光の量を調整することが可能となっている。
投射用光反射素子８は、投射用素子駆動部９から供給された映像信号に基づく駆動信号に従って、所定の画素ミラーがオン状態となると、画素ミラーは、反射鏡７から入射した赤色光、緑色光、青色光又は白色光を、投射レンズ１１へ導き、オフ状態となると、投射レンズ１１へは導かず、例えば光吸収材へ向けて反射させる。
【００３２】
投射用素子駆動部９は、カラーホイール４における単色光の分離動作に同期し、供給された映像信号に基づいて、投射用光反射素子８を構成する画素ミラーをオン／オフさせる各色に対応した駆動信号を投射用光反射素子８に与える。
投射用光反射素子８において投射レンズ１１に向けて反射された光は、投射レンズ１１を介してスクリーン（不図示）に到達する。すなわち、投射用光反射素子８に照射された照明光は、投射用光反射素子８において映像信号に応じて変調され、投射用光反射素子８上の画像が投射レンズ１１を通じてスクリーンに拡大投射される。
【００３３】
次に、図１乃至図４を参照して、この例のカラープロジェクタの動作について説明する。
光源ランプ２から放射された光は、図１に示すように、反射鏡３により集光され、カラーホイール４に照射される。
カラーホイール４は、駆動モータ（不図示）によって、一定の回転速度で回転し、スポット光の照射箇所に、例えば、青色光透過領域１３ｂ、赤色光透過領域１３ｒ、緑色光透過領域１３ｇ、白色光透過領域１３ｗが、順に移動し、青色光、赤色光、緑色光、白色光が、それぞれ、青色光透過領域１３ｂ、赤色光透過領域１３ｒ、緑色光透過領域１３ｇ、白色光透過領域１３ｗの円周方向に沿った長さに応じた時間出射され、繰り返される。
【００３４】
ここで、スポット光の照射箇所に境界領域１３１（１３２、１３３、１３４）が移動し、境界領域１３１（１３２、１３３、１３４）とスポットＳとが一部重なる期間は、中心側領域１３１ｐ（１３２ｐ、１３３ｐ、１３４ｐ）及び外周側領域１３１ｑ（１３２ｑ、１３３ｑ、１３４ｑ）のスポットＳと重なる領域から白色光が出射されるとともに、凸状領域１３ｂ2，１３ｒ1（１３ｒ2，１３ｇ1、１３ｇ2，１３ｗ1、１３ｗ2，１３ｂ1）からは、青色光及び赤色光（赤色光及び緑色光、緑色光及び白色光、白色光及び青色光）も出射される。
【００３５】
例として、スポット光の照射箇所を、赤色光透過領域１３ｒと緑色光透過領域１３ｇとの境界近傍が通過する場合について、説明する。
カラーホイール４上においては、例えば、赤色光透過領域１３ｒに照射されているスポットＳは、カラーホイール４の回転とともに、回転の向きと逆向きに（緑色光透過領域１３ｇの方へ）移動し、図３（ａ）に示すように、凸状領域１３ｒ１内に一部が入り、さらに、同図（ｂ）に示すように、スポットＳの半分の領域が凸状領域１３ｒ１と重なる。このタイミングまでは、カラーホイール４からは、赤色光のみが出射される。
【００３６】
カラーホイール４の回転とともに、スポットＳの一部は、緑色光透過領域１３ｇや境界領域１３２とも重なり始め、さらに、同図（ｃ）に示すように、スポットＳが赤色領域１３ｒと重なる領域の面積と緑色光透過領域１３ｇと重なる領域の面積とが等しくなる状態を経て、スポットＳは、緑色光透過領域１３ｇ側へ移動する。このスポットＳが赤色光透過領域１３ｒと緑色光透過領域１３ｇとの両側に跨る期間には、カラーホイール４からは、赤色光と緑色光とが出射される。また、境界領域１３２からは、白色光が出射され、赤色光と緑色光と白色光とが所定の割合で混合されて出射される。ここで、境界領域１３２から出射される白色光は、輝度の向上に寄与する。
カラーホイール４の回転とともに、図４（ａ）に示すように、スポットＳは、緑色光透過領域１３ｇの中央部側へ移動し、スポットＳの半分の領域が凸状領域１３ｇ１と重なる。このタイミングからは、カラーホイール４からは、緑色光が出射される。さらに、スポットＳは、同図（ｂ）に示すように、緑色光透過領域１３ｇ上を移動し、凸状領域１３ｇ1を抜け出して、緑色光透過領域１３ｇ上を移動する。
【００３７】
スポットＳが青色光透過領域１３ｂから赤色光透過領域１３ｒへ移動する場合も、上述したスポットＳが赤色光透過領域１３ｒから緑色光透過領域１３ｇへ移動する場合と同様である。また、スポットＳが緑色光透過領域１３ｇから白色光透過領域１３ｗへ移動する場合、白色光透過領域１３ｗから青色光透過領域１３ｂへ移動する場合も同様である。この例では、白色領域照射期間と、この前後の境界領域照射期間とには、いずれも白色光が出射される。
このようにして、カラーホイール４は、青色光、赤色光、緑色光、白色光を順次繰り返し照明光として出射する。
【００３８】
カラーホイール４を透過した光は、ロッドインテグレータ５の入射端面に入射し、側面反射を繰り返しながら出射端面に到達し出射する。反射鏡７は、ロッドインテグレータ５から入射した３原色の単色光及び白色光を反射面で反射させて、投射用光反射素子８に照射する。
一方、投射用素子駆動部９は、供給された映像信号に基づいて、投射用光反射素子８を構成する画素ミラーをオン／オフさせる各色に対応した駆動信号を投射用光反射素子８に与える。この例では、投射用素子駆動部９は、境界領域照射期間では、全画素ミラーをオンとする映像信号を出力する。
【００３９】
投射用光反射素子９は、投射用素子駆動部８から供給された映像信号に基づく駆動信号に従って、所定の画素ミラーがオン状態となると、画素ミラーは、反射鏡７から入射した赤色光、緑色光、青色光又は白色光を、投射レンズ１１へ導き、オフ状態となると、投射レンズ１１へは導かず、例えば光吸収材へ向けて反射させる。映像信号に基づいて、境界領域照射期間では、全ミラーをオンとする。
投射用光反射素子８において投射レンズ１１に向けて反射された光は、投射レンズ１１を通じてスクリーン（不図示）に到達する。すなわち、カラーホイール４から出射された照明光は、反射鏡７で反射して、投射用光反射素子８を照射し、投射用光反射素子７において映像信号に応じて変調され、投射用光反射素子８の画像が投射レンズ１１を通じてスクリーンに拡大投射される。
【００４０】
このように、この例の構成によれば、従来の停止期間も有効利用して、単色光を比較的長時間得ることができ、かつ、輝度を向上させることができる。
すなわち、従来技術の項で述べた第２の従来技術では、境界領域としての白色光透過領域にスポットが一部でも移動した場合に、全ての画素ミラーをオンしていたのに対して、白色光透過領域の円環状領域と重なる領域を、凸状領域として、単色光を得るために利用したので、第２の従来技術と比較して、色純度や階調性を向上させることができる。
しかも、境界領域をスポットが通過する間は、凸状領域の両側の中心側領域及び外周側領域と円環状領域とが重なる領域から、白色光が透過されるので、従来技術の項で述べた第１の従来技術と比較して、輝度を向上させることができる。
また、第１の従来技術と比較して、境界領域をスポットが通過する間は、色光の重なりによる混色を低減することができるので、色純度を向上させることができる。
このように、輝度を高めつつ色純度や階調性を向上させることができる。
【００４１】
◇第２実施例
この例が上述した第１実施例と大きく異なるところは、第１実施例では、境界領域をスポットが通過する境界領域照射期間に亘って、全ての画素ミラーをオンとするように制御したのに対して、スポットが両透過領域に均等に跨るタイミングを境に、両側に例えばスポットの半径の半分の期間を全ての画素ミラーをオフとした点でするように制御する点である。
これ以外の構成は、上述した第１実施例の構成と略同一であるので、その説明を省略する。
【００４２】
この例の構成によれば、上述した第１実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、色純度を一段と向上させることができる。
【００４３】
◇第３実施例
図５は、この発明の第３実施例であるカラープロジェクタのカラーホイールの構成を示す図である。
この例が上述した第１実施例と大きく異なるところは、第１実施例では、境界領域を半円形状の凸状領域によって、半径方向に沿って２分割したのに対して、凸状領域のうち円環状領域と重なる領域をスポットの１／４の面積の扇形状部と矩形状部とから構成されるようにし、境界領域のうちの中心側領域を廃した点である。
これ以外の構成は、上述した第１実施例の構成と略同一であるので、その説明を簡略にする。
【００４４】
この例のカラーホイール４Ａは、図５に示すように、青色光を透過させる青色光透過領域１５ｂ、赤色光を透過させる赤色光透過領域１５ｒ、緑色光を透過させる緑色光透過領域１５ｇが扇状に配置され、さらに白色光を出射する白色光透過領域１５ｗが付加されて配置され、駆動部（不図示）によって回転駆動されて、３原色の単色光及び白色光を時分割的に得るために用いられる。
また、青色光透過領域１５ｂと赤色光透過領域１５ｒとの間、赤色光透過領域１５ｒと緑色光透過領域１５ｇとの間、緑色光透過領域１５ｇと白色光透過領域１５ｗとの間、緑色光透過領域１５ｇと白色光透過領域１５ｗとの間、及び白色光透過領域１５ｗと青色光透過領域１５ｂとの間には、それぞれ、白色光を透過させる境界領域１５１、１５２、１５３、１５４が介在している。
【００４５】
また、青色光透過領域１５ｂ及び赤色光透過領域１５ｒの境界領域のスポット光が照射される箇所には、スポットの１／４の面積の扇形状部と矩形状部とから構成される凸状領域１５ｂ2，１５ｒ1が互いに対向するように形成されている。
同様にして、赤色光透過領域１５ｒ及び緑色光透過領域１５ｇの境界領域の光ビームが照射される箇所には、スポットの１／４の面積の扇形状部と矩形状部とから構成される凸状領域１５ｒ2，１５ｇ1が互いに対向するように形成されている。
また、緑色光透過領域１５ｇ及び白色光透過領域１５ｗの境界領域の光ビームが照射される箇所には、スポットの１／４の面積の扇形状部と矩形状部とから構成される凸状領域１５ｇ2，１５ｗ1が互いに対向するように形成されている。
また、白色光透過領域１５ｗ及び青色光透過領域１５ｂの境界領域の光ビームが照射される箇所には、スポットの１／４の面積の扇形状部と矩形状部とから構成される凸状領域１５ｗ2，１５ｂ1が互いに対向するように形成されている。
【００４６】
この例の構成によれば、上述した第１実施例と略同様の効果を得ることができる。
加えて、階調性を一段と向上させることができる。
【００４７】
以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
例えば、上述の実施例では、投射用反射素子としてＤＭＤを用いる場合について述べたが、例えばＡＭＡ（actuated mirror array）を用いても良い。また、反射型ミラーデバイスに代えて、反射型又は透過型の液晶パネルを用いるようにしても良い。液晶パネルで用いる液晶としては、はＴＮの他、強誘電型や反強誘電型、水平配向型や垂直配向型、高分子分散型等であっても良い。また、３原色としてＲＧＢに代えて、黄色、シアン、マゼンダを用いても良い。
【００４８】
また、中実の四角柱からなるロッドインテグレータを用いる場合について述べたが、外枠がガラス等の反射面から構成された四角柱の中空のパイプを用いても良い。
カラープロジェクタとしては、スクリーンに背面から投射する方式の他、前面から投射する方式でも構わない。
また、光源ランプとしては、高圧水銀ランプに限らず、例えばキセノンランプを用いるようにしても良い。またロッドインテグレータ５の後段に集光レンズを配置しても良い。
【００４９】
また、反射鏡３として、楕円鏡に代えて、放物面反射鏡を用いても構わない。この場合には、放物面反射鏡での反射光をロッドインテグレータの入射端面の中央に集光するレンズを新たに追加すれば、反射鏡と同様の効果が得られる。また、例えば楕円鏡と球面鏡とを組合せて用いても良い。また、画像を形成するためのライトバルブを、複数（例えば３つ）配置し、複数種の単色光をそれぞれのライトバルブに照射するようにしても良い。
また、各原色光を分離するために、カラーフィルタに代えて、例えば、各単色光を分離するダイクロイックミラーを用いるようにしても良い。
また、白色透過領域１３ｗや境界領域１３１，１３２，１３３，１３４を、単に着色層を除去するのみならず、透明基板も切り欠いて形成するようにしても良い。また、白色透過領域１３ｗは省略しても良い。
また、スポットの形状は、円形に限らず例えば楕円形でも良い。
【００５０】
また、凸状領域は、半円形状とは限らず、図６に示すように、カラーホイール４Ｂにおいて、端縁が折線状の凸状領域１６を形成し、白色光を透過する境界領域を例えば三角形状のと中心側領域１７ｐと外周側領域１７ｑとから構成するようにしても良い。これにより、カラーホイールを比較的容易に製造することができる。
また、第３実施例では、境界領域を半径方向に沿って２分割せずに、中心側領域を廃した場合について述べたが、図７に示すように、カラーホイール４Ｃの境界領域１８を外周側領域を廃して中心側領域のみから構成するようにしても良い。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の構成によれば、原色光透過領域同士の境界部付近で、スポット光受光領域と重なる領域を凸部として、原色光を得るために利用し、境界部付近をスポット光が通過する間は、凸部の少なくとも一方側の外部領域とスポット光受光領域とが重なる領域から白色光が出射されるように構成したので、従来の停止期間も有効利用して、単色を比較的長時間得ることができ、かつ、輝度を向上させることができる。
したがって、輝度を高めつつ、色純度や階調性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例であるカラープロジェクタの構成を示す図である。
【図２】同カラープロジェクタのカラーホイールの構成を示す図である。
【図３】同カラーホイールの機能を説明するための説明図である。
【図４】同カラーホイールの機能を説明するための説明図である。
【図５】この発明の第３実施例であるカラープロジェクタのカラーホイールの構成を示す図である。
【図６】この発明の第１実施例の変形例であるカラープロジェクタのカラーホイールの構成を示す図である。
【図７】この発明の第３実施例の変形例であるカラープロジェクタのカラーホイールの構成を示す図である。
【図８】従来技術を説明するための説明図である。
【図９】従来技術を説明するための説明図である。
【図１０】従来技術を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１      カラープロジェクタ
２      光源ランプ（光源）
３      反射鏡
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ      カラーホイール
８      投射用光反射素子（投射パネル）
９      投射用素子駆動部（表示制御手段）
１１      投射レンズ（投影手段）
１３ｂ      青色光透過領域（原色光透過領域）
１３ｂ1、１３ｂ2      凸状領域（端部）
１３ｒ      赤色光透過領域（原色光透過領域）
１３ｒ1、１３ｒ2      凸状領域（端部）
１３ｇ      緑色光透過領域（原色光透過領域）
１３ｇ1、１３ｇ2      凸状領域（端部）
１３ｗ      白色光透過領域（白色光出射領域）
１３ｗ1、１３ｗ2      凸状領域（端部）
１３１、１３２、１３３、１３４      境界領域
１３１ｐ、１３２ｐ、１３３ｐ、１３４ｐ      中心側領域（白色光出射領域）
１３１ｑ、１３２ｑ、１３３ｑ、１３４ｑ      外周側領域（白色光出射領域）
Ａ      円環状領域（スポット光受光領域）
Ｓ      スポット
【図１】
2004191685.tif 000003
【図２】
2004191685.tif 000004
【図３】
2004191685.tif 000005
【図４】
2004191685.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004191685.tif 000008
【図７】
2004191685.tif 000009
【図８】
2004191685.tif 000010
【図９】
2004191685.tif 000011
【図１０】
2004191685.tif 000012