JP2010169837A - Projector display device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a projection display device using a color selection filter.
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。 A conventional projection display device uses a light source unit that emits a certain amount of light source, and a rotary color selection filter having a plurality of color selection filters that can select a specific color from the light of the light source, to display colors in time series. The color was selected by using the afterimage phenomenon of the eye.
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。 For example, a color selection filter generally has R (red), G (green), B (blue), and W (white). When the R color selection filter is rotated, an R signal is used. When the G color selection filter rotates, the image is formed by the G signal. When the B color selection filter rotates, the image is formed by the B signal, and the W color selection is performed. When the filter rotates, an image is formed by the W signal, and a color image is created by synthesizing these in time series.
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。 However, in the configuration as described above, since the color ratio cannot be optically changed once the optical characteristics of the color selection filter are determined, the method of changing the output of the light source in synchronization with the color selection filter is generally used. It is becoming the target.
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。 In this method, for example, when it is desired to strengthen the red color, the power of the light source is increased only during the period when the red color selection filter is used, and the power of the light source is reduced by that amount using another color selection filter. In total, the power of the light source is intended to maintain the rating.
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)。 When an AC light source is used, the polarity is switched at the boundary of each color selection filter to avoid flicker on the screen as much as possible (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
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。 When switching the polarity of the light source at the boundary of each color selection filter, if there is a large difference in the rotation angle of each color selection filter, it is difficult to equalize the direction of the arc flying by switching the polarity, resulting in a reduction in the number of electrodes. There was a problem of deterioration of lifetime.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to make the time of two polarities of an AC light source close to each other evenly in order to reduce the reduction of the electrode as much as possible.
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。 The projection display device according to the present invention includes an AC light source that supplies light, and a color selection filter unit that cyclically changes a plurality of color selection filters that can select a specific color from the light from the AC light source. The color selection filter unit arranges a predetermined number of color selection filters from the color selection filter with the smallest change time interval in an adjacent order in the circulation, and the AC light source includes the predetermined number of color selection filters. The polarity is switched in synchronism with the change of the color selection filter in the color selection filter unit, except for the change in.
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。 According to the first aspect of the present invention, in the projection display device, the AC light source that supplies light and the plurality of color selection filters that can select a specific color from the light from the AC light source are cyclically changed. The color selection filter unit arranges a predetermined number of color selection filters from the color selection filter having the smallest change time interval in the order adjacent to each other in the circulation, and the AC light source includes Since the time in the arc flying direction is equalized by switching the polarity in synchronization with the change of the color selection filter in the color selection filter unit, except for the change between the predetermined number of color selection filters, the AC light source This is advantageous in that the life of the light source is prolonged compared to the case where the electrode is partially reduced.
<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。
<A. Embodiment 1>
<A-1. Configuration>
FIG. 6 is a configuration diagram of a projector system that is a projection display device using one spatial
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。
Light emitted from the
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。
The light that has undergone rectangular conversion and uniformization by the light pipe 4 is irradiated to the
<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。
<A-2. Operation>
The rotary
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)。
FIG. 8 illustrates this principle. For example, generation of an image 10 (see FIG. 8A) will be described as an example. When the condensed spot of the lamp exists in the R (red) portion of the rotation type
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)。
Next, when the rotary
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。
Thereafter, as described above (refer to FIGS. 8D to 8G), the mirror of the
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。
Moreover, the alternating
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。
In the projection display device using the rotary
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。
FIG. 5 is an example. FIG. 5A shows the configuration of the color selection filter of the rotary
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。
By the way, in recent years, for the purpose of improving the reproducibility of complementary colors, a color selection filter for selecting a complementary color with respect to a color selected by the rotary
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。
In such a case, for example, the rotational
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。 Therefore, the present invention is configured as follows in order to solve the above problems. That is, in FIG. 1 showing the case according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1A, the rotation angle (filter angle) is the smallest (in other words, the change time interval is the smallest). The (Y) selection filter and the cyan (C) selection filter are arranged next to each other, and further, as shown in FIG. 1B, the boundary between the yellow selection filter (Y) and the cyan selection filter (C). By not switching the polarity in step, it is possible to make the time interval for switching the polarity uniform, and to minimize the decrease in the number of electrodes.
<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。
<A-3. Effect>
According to the first embodiment of the present invention, in the projection display device, the
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。
According to the first embodiment of the present invention, in the projection display device, a predetermined number of the rotary
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。 Further, according to the first embodiment of the present invention, in the projection display device, by assigning two color selection filters as a predetermined number of color selection filters to two colors of yellow and cyan as complementary colors, When changing between the color selection filters, the polarity switching time interval can be equalized without switching the polarity.
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。
Further, according to the first embodiment of the present invention, the projection display device includes the rotary
<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。
<B. Second Embodiment>
<B-1. Configuration>
FIG. 2A is a configuration diagram of the rotary
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。 Also in the case of the second embodiment, the yellow and magenta colors with the smallest rotation angle are arranged next to each other.
<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。
<B-2. Operation>
As shown in FIG. 2B, the yellow and magenta colors with the smallest rotation angle are arranged next to each other, and the polarity is switched at the boundary between the yellow (Y) selection filter and the magenta (M) selection filter. By not performing it, it is possible to realize the uniformity of the polarity and to minimize the loss of the electrode.
<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。
<B-3. Effect>
According to the second embodiment of the present invention, in a projection display device, two color selection filters as a predetermined number of color selection filters are assigned to two colors of yellow and magenta as complementary colors, so that the color selection is performed. When changing between filters, the polarity is not switched, and the time interval for switching the polarity can be equalized.
<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。
<
<C-1. Configuration>
FIG. 3A is a configuration diagram of the rotary
<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。
<C-2. Operation>
As shown in FIG. 3B, the three complementary color selection filters are arranged adjacent to each other without any other colors, and at the two boundaries between the three complementary colors where the angle of the rotary
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。 When the total rotation angle of the three complementary color selection filters is substantially equal to the angles of the other primary colors (red, blue, green) or the white selection filter, the times of both polarities are approximately equal, and the life of the light source is increased. It becomes an effective means.
<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。
<C-3. Effect>
According to the third embodiment of the present invention, in the projection display device, the complementary color for the primary colors (red, blue, green) is any one of yellow, cyan, and magenta. When changing the color selection filter at, the polarity of the alternating current
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)。 2 reflector, 3 rotary color selection filter (CW), 4 light pipe, 5 relay lens, 6 projection lens, 10 image, 12 AC light source, 13 electrode, 100 spatial light modulator (DMD).
Claims (6)
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。 An AC light source that supplies light;
A plurality of color selection filters capable of selecting a specific color from the light from the AC light source, and a color selection filter unit that cyclically changes,
The color selection filter unit arranges a predetermined number of color selection filters from the color selection filter having the smallest change time interval in an adjacent order in the circulation,
The AC light source, except for the change between the predetermined number of color selection filters, switches polarity in synchronization with the change of the plurality of color selection filters in the color selection filter unit,
Projection display device.
請求項1に記載の投射型表示装置。 The predetermined number of color selection filters are color selection filters capable of selecting complementary colors that can be selected by a color selection filter other than the predetermined number of color selection filters.
The projection display device according to claim 1.
請求項2に記載の投射型表示装置。 The complementary color is one of yellow, cyan, and magenta.
The projection type display device according to claim 2.
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。 The predetermined number of color selection filters are two color selection filters;
The complementary colors are two colors of yellow, cyan and magenta.
The projection display device according to claim 2 or 3.
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。 The predetermined number of color selection filters are two color selection filters;
The complementary colors are yellow and cyan.
The projection type display apparatus in any one of Claims 2-4.
請求項1〜5のいずれかに記載の投射型表示装置。 The color selection filter unit is a rotary color selection filter, and the time interval of the change is defined by a filter angle.
The projection type display device according to claim 1.
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