JPH11264953A

JPH11264953A - カラー投影装置

Info

Publication number: JPH11264953A
Application number: JP10066683A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Sawai; 靖昌澤井
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 1999-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】色バランス，光利用効率が良く、小型で低コ
ストなカラー投影装置を提供する。【解決手段】カラーホイール(CW)は、照明系(OP1)か
らの白色光を異なる波長成分の２つの色光に分離すると
ともに、回転により各色光の波長成分を時間的に変化さ
せる。透過型液晶パネル(P1,P2)は、分離された色光を
それぞれ時間的な変化に対応させて変調する。さらに、
カラーホイール(CW)は変調された２つの色光の画像を合
成する。投影光学系(OP2)は、合成されたカラー画像を
スクリーン(SC)上に投影する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー投影装置に
関するものであり、更に詳しくは、２次元画像変調素子
(例えば液晶パネル)の画像をスクリーン上に投影するカ
ラー投影装置(例えば液晶プロジェクター)に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来よりカラー投影装置に採用されてい
る方式には、主として単板式と３板式がある。単板式の
例としては、時分割による混色を利用したフィールド順
次方式が挙げられる。３板式の例としては、色分解した
各色光をそれぞれ対応する液晶パネルで変調し、色合成
して同時に投影する方式が挙げられる。また、単板式と
３板式との中間的な方式(２板式)を採用したカラー投影
装置も従来より知られている(特開平２−１２３３４４
号公報)。この２板式のカラー投影装置では２枚の液晶
パネルが用いられ、一方の液晶パネルで緑(Ｇ)の色光の
変調が行われ、他方の液晶パネルで赤(Ｒ)，青(Ｂ)の各
色光の変調が時分割で交互に行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記各方式には、以下
のような問題がある。例えば単板式では、照明光の光量
の２／３を捨てることになるため、光利用効率が悪いと
いう問題がある。また、速い変調速度が要求されるた
め、液晶パネル等の変調素子には適さないという問題も
ある。３板式では、色合成のために投影光学系のレンズ
バックを長くしなければならず、投影光学系の大型化及
びコストアップを招いてしまう。また、クロスダイクロ
プリズムを使用する必要が生じて、コストが高くなると
いった問題もある。２板式では、時分割されない色成分
(Ｇ)の比重が大きくなって、色バランスが崩れるといっ
た問題がある。また、時分割される色成分(Ｒ，Ｂ)の一
方の光量が捨てられるため、光利用効率が悪いという問
題もある。

【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、色バランスが良く、しかも小型で低コ
ストなカラー投影装置を提供することを目的とし、更に
光利用効率が良いカラー投影装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明のカラー投影装置は、白色光を発生する
光源と、前記白色光を異なる波長成分の２つの色光に分
離する色分離手段と、その色分離手段で２つに分離され
た色光をそれぞれ変調する２つの２次元画像変調素子
と、その２次元画像変調素子で変調された２つの色光の
画像を合成する色合成手段と、その色合成手段で合成さ
れたカラー画像をスクリーン上に投影する投影光学系
と、を備えたカラー投影装置であって、前記色分離手段
が各色光の波長成分を時間的に変化させ、その時間的な
変化に対応した変調を前記各２次元画像変調素子が行う
ことを特徴とする。

【０００６】第２の発明のカラー投影装置は、上記第１
の発明の構成において、前記色分離手段及び色合成手段
が、複数のフィルターからなるカラーホイールであるこ
とを特徴とする。

【０００７】第３の発明のカラー投影装置は、上記第１
の発明の構成において、前記色合成手段が、偏光ビーム
スプリッタであることを特徴とする。

【０００８】第４の発明のカラー投影装置は、上記第１
の発明の構成において、前記色分離手段が、前記白色光
を３原色ＲＧＢのいずれかの色光とそれに対応する補色
ＣＭＹのいずれかの色光とに分離することを特徴とす
る。

【０００９】第５の発明のカラー投影装置は、上記第４
の発明の構成において、前記色合成手段が、３原色ＲＧ
Ｂのいずれかの色光の画像とそれに対応する補色ＣＭＹ
のいずれかの色光の画像とを合成することを特徴とす
る。

【００１０】第６の発明のカラー投影装置は、上記第４
の発明の構成において、前記色合成手段が、３原色ＲＧ
Ｂのいずれかの色光の画像とそれ以外の３原色ＲＧＢの
いずれかの色光の画像とを合成することを特徴とする。

【００１１】第７の発明のカラー投影装置は、上記第５
又は第６の発明の構成において、前記２つの２次元画像
変調素子の変調周期が、互いに半周期ずれていることを
特徴とする。

【００１２】第８の発明のカラー投影装置は、上記第５
又は第６の発明の構成において、前記色分離手段が、一
方の色光の波長成分をＲＹＧＣＢＭ又はＲＭＢＣＧＹの
順でサイクリックに変化させるとともにその補色の順で
他方の色光の波長成分をサイクリックに変化させ、前記
各２次元画像変調素子が、ＣＭＹのいずれかの波長成分
の色光を変調するとき、時間的に先行，後続する少なく
とも一方の波長成分ＲＧＢのいずれかと同一の変調状態
をとることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施したカラー投
影装置を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形
態相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付
して重複説明を適宜省略する。

【００１４】《第１の実施の形態(図１，図４)》図１
は、第１の実施の形態の全体構成を示す光学構成図であ
る。第１の実施の形態は、照明系(OP1)と、カラーホイ
ール(CW)と、反射ミラー(R1,R2)と、透過型液晶パネル
(P1,P2)と、投影光学系(OP2)と、を備えている。照明系
(OP1)は、光源(1)と、リフレクター(2)と、第１レンズ
アレイ(3a)と、偏光ビームスプリッタ(3b)と、１／２波
長板(3c)と、第２レンズアレイ(3d)と、で構成されてお
り、光源(1)から発生した白色光の偏光を揃えて(例えば
Ｓ偏光に揃える。)、第２レンズアレイ(3d)位置に複数
の光源像を形成する。

【００１５】照明系(OP1)から発せられた白色光は、ま
ず位置αでカラーホイール(CW)に入射する。このカラー
ホイール(CW)は、白色光を異なる波長成分の２つの色光
に分離する色分離手段である。カラーホイール(CW)で反
射された色光は、反射ミラー(R1)で反射された後、透過
型液晶パネル(P1)を照明する。一方、カラーホイール(C
W)を透過した色光は、反射ミラー(R2)で反射された後、
透過型液晶パネル(P2)を照明する。これらの透過型液晶
パネル(P1,P2)は、カラーホイール(CW)で２つに分離さ
れた色光をそれぞれ変調する２次元画像変調素子であ
る。

【００１６】各透過型液晶パネル(P1,P2)に入射した照
明光は、変調を受けることにより各画素の表示に応じて
選択的に透過した後、位置βでカラーホイール(CW)に再
入射する。そして、カラーホイール(CW)で２つの色光が
合成されて投影光となる。つまり、カラーホイール(CW)
は、上記色分離手段であると共に、各透過型液晶パネル
(P1,P2)で変調された２つの色光の画像を合成する色合
成手段としても機能するのである。カラーホイール(CW)
で合成されたカラー画像は、投影光学系(OP2)によって
スクリーン(SC)上に投影される。

【００１７】図４に、第１の実施の形態に用いられてい
るカラーホイール(CW)を示す。同図から分かるように、
カラーホイール(CW)は６枚のフィルター(〜)で構成
されている。各フィルター(〜)で反射・透過される
色光の波長成分{Ｒ(赤),Ｇ(緑),Ｂ(青);Ｃ(シアン),Ｍ
(マゼンタ),Ｙ(黄)}を表１に示し、図４中には各フィル
ター(〜)での反射光の符号(Ｒ,Ｇ,Ｂ)を付して示
す。

【００１８】

【表１】

【００１９】カラーホイール(CW)は、軸(4)を中心に１
方向に回転し、その回転によって各色光の波長成分(Ｒ,
Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)を時間的に変化させるように構成され
ている。各透過型液晶パネル(P1,P2)は、照明する各色
光の波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)の時間的な変化に対
応した変調を行う。つまり、２枚の透過型液晶パネル(P
1,P2)が共に時分割で変調を行うことになる。表２に、
α，βに位置するフィルター(〜)と、各透過型液晶
パネル(P1,P2)に入射する照明光(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)
と、各透過型液晶パネル(P1,P2)が行う変調に対応する
波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、液晶パネル(P2)透過後の投影光
にノイズ光として混入する波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、の関
係を示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】例えば、位置αでＧが反射すると液晶パネ
ル(P1)はＧで照明され、位置αを透過したＭ(≒Ｒ＋Ｂ)
が液晶パネル(P2)を照明して、位置βでＧとＭが合成さ
れる。そして、液晶パネル(P1)は、ＲＧＢの順で照明さ
れながら対応するＲＧＢの順で照明光を変調し、一方、
液晶パネル(P2)は、ＣＭＹの順で照明されながら対応す
るＧＢＲの順で照明光を変調する。液晶パネル(P2)がＭ
で照明されるときには、対応するＢの映像が入力される
ため、Ｇ，Ｂの投影光にＲがノイズ光として入った状態
となる。しかし、液晶パネル(P2)がＹ，Ｃで照明される
ときにＲ，Ｇの映像が入力されて、Ｇ，Ｂのノイズ光が
入った状態となるため、全体として色のバランスをとる
ことができる。なお、液晶パネル(P2)の変調はＣＭＹに
対応する映像信号の入力で行ってもよいが、ここではＣ
ＭＹの照明光に対してＧＢＲに対応する信号状態を代表
させることにより、構成の簡素化を図っている。

【００２２】以上説明したように、透過型液晶パネル(P
2)に対する照明に波長成分ＣＭＹが用いられ、カラーホ
イール(CW)が３原色ＲＧＢのいずれかの色光の画像とそ
れに対応する補色ＣＭＹのいずれかの色光の画像とを合
成するので、捨てられる波長成分が無い。したがって本
実施の形態には、光利用効率が良いというメリットがあ
る。さらに、２枚の透過型液晶パネル(P1,P2)が共に時
分割で変調を行う構成となっているため、単位周期内で
ＲＧＢの各波長成分が均等に出力されて色バランスが崩
れないというメリットがある。また、２板式なので投影
光学系(OP1)のレンズバックを長くする必要がなく、投
影光学系(OP1)の大型化やコストアップを避けることが
でき、しかもクロスダイクロプリズムを用いる必要もな
いので低コストでの実現が可能である。

【００２３】《第２の実施の形態(図２，図４)》図２
は、第２の実施の形態の全体構成を示す光学構成図であ
る。第２の実施の形態は、照明系(OP1)と、カラーホイ
ール(CW)と、反射ミラー(R1,R2)と、１／２波長板(HP)
と、偏光ビームスプリッタ(BS)と、反射型液晶パネル(P
3,P4)と、投影光学系(OP2)と、を備えている。照明系(O
P1)から発せられた白色光はＳ偏光に揃えられており、
位置αでカラーホイール(CW)に入射する。このカラーホ
イール(CW)は、第１の実施の形態に用いられているもの
と同じもの(図４)である。カラーホイール(CW)で反射さ
れた色光は、反射ミラー(R1)で反射された後、位置βで
カラーホイール(CW)によって再反射される。一方、カラ
ーホイール(CW)を透過した色光は、反射ミラー(R2)で反
射された後、１／２波長板(HP)を透過することによって
Ｐ偏光になり、位置βでカラーホイール(CW)を再透過す
る。

【００２４】位置βにおいて、カラーホイール(CW)で反
射されたＳ偏光とカラーホイール(CW)を透過したＰ偏光
とは、重ね合わされて共に偏光ビームスプリッタ(BS)に
入射する。Ｓ偏光は偏光ビームスプリッタ(BS)で反射さ
れて反射型液晶パネル(P3)に入射し、一方、Ｐ偏光は偏
光ビームスプリッタ(BS)を透過して反射型液晶パネル(P
4)に入射する。これらの反射型液晶パネル(P3,P4)は、
カラーホイール(CW)で２つに分離された色光(一方がＳ
偏光，他方がＰ偏光になっている。)をそれぞれ変調す
る２次元画像変調素子である。

【００２５】反射型液晶パネル(P3)に入射したＳ偏光
は、反射型液晶パネル(P3)で変調を受け、反射された光
のうちＰ偏光が偏光ビームスプリッタ(BS)を透過する。
一方、反射型液晶パネル(P4)に入射したＰ偏光は、反射
型液晶パネル(P4)で変調を受け、反射された光のうちＳ
偏光が偏光ビームスプリッタ(BS)で反射される。このよ
うにして、偏光ビームスプリッタ(BS)で２つの色光が合
成されて投影光となる。つまり、偏光ビームスプリッタ
(BS)は、各反射型液晶パネル(P3,P4)で変調された２つ
の色光の画像を合成する色合成手段として機能するので
ある。偏光ビームスプリッタ(BS)で合成されたカラー画
像は、投影光学系(OP2)によってスクリーン(SC)上に投
影される。

【００２６】反射型液晶パネル(P3,P4)は、第１の実施
の形態における透過型液晶パネル(P1,P2)と同様の変調
を行うため、本実施の形態によれば第１の実施の形態と
同様の効果が得られる。さらに、偏光ビームスプリッタ
(BS)で色合成を行う構成になっているため、開口効率の
良い反射型液晶パネル(P3,P4)の使用が可能となり、し
たがって、光利用効率がより一層良くなるというメリッ
トもある。

【００２７】《第３の実施の形態(図３)》図３は、第３
の実施の形態の全体構成を示す光学構成図である。第３
の実施の形態は、照明系(OP1)と、回折光学素子(DP)
と、反射ミラー(R1,R2)と、透過型液晶パネル(P1,P2)
と、１／２波長板(HP)と、偏光ビームスプリッタ(BS)
と、投影光学系(OP2)と、を備えている。照明系(OP1)か
ら発せられた白色光はＳ偏光に揃えられており、位置α
で回折光学素子(DP)に入射する。この回折光学素子(DP)
は、前記カラーホイール(CW)と同様に、入射してきた白
色光を異なる波長成分の２つの色光に分離するととも
に、各色光の波長成分を時間的に変化させる色分離手段
として機能する。具体的には、波長成分ＲＧＢをそれぞ
れ選択的に反射させる回折格子３枚と、各回折格子間に
充填された液晶と、で構成されており、液晶駆動により
回折格子としての機能をＯＮ／ＯＦＦさせると、反射・
透過させる色光の波長成分を時間的に変化させることが
できるようになっている。このように回折光学素子(DP)
は、第１の実施の形態におけるカラーホイール(CW)と同
様の機能を有するため、本実施の形態によれば第１の実
施の形態と同様の効果が得られる。

【００２８】回折光学素子(DP)で反射された色光は、反
射ミラー(R1)で反射された後、透過型液晶パネル(P1)を
照明する。一方、回折光学素子(DP)を透過した色光は、
反射ミラー(R2)で反射された後、透過型液晶パネル(P2)
を照明する。これらの透過型液晶パネル(P1,P2)は、入
射してきた照明光を変調して、各画素の表示に応じて選
択的にＳ偏光を透過させる構成になっている。液晶パネ
ル(P1)を透過した色光は、１／２波長板(HP)を透過する
ことによってＰ偏光になり、偏光ビームスプリッタ(BS)
を透過する。一方、液晶パネル(P2)を透過した色光(Ｓ
偏光)は、偏光ビームスプリッタ(BS)で反射される。こ
のようにして、偏光ビームスプリッタ(BS)で２つの色光
が合成されて投影光となる。つまり、偏光ビームスプリ
ッタ(BS)は、各透過型液晶パネル(P1,P2)で変調された
２つの色光の画像を合成する色合成手段として機能する
のである。偏光ビームスプリッタ(BS)で合成されたカラ
ー画像は、投影光学系(OP2)によってスクリーン(SC)上
に投影される。

【００２９】《第４の実施の形態(図５)》第４の実施の
形態の一つの特徴は、図５に示すカラーホイール(CW)を
用いた点にある。本実施の形態の全体構成は第１の実施
の形態(図１)と同様であるが、図５から分かるように、
カラーホイール(CW)のフィルター構成は第１の実施の形
態(図４)とは異なっている。各フィルター(〜)で反
射・透過される色光の波長成分{Ｒ(赤),Ｇ(緑),Ｂ(青);
Ｃ(シアン),Ｍ(マゼンタ),Ｙ(黄)}を表３に示し、図５
中には各フィルター(〜)での反射光の符号(Ｒ,Ｇ,
Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)を付して示す。

【００３０】

【表３】

【００３１】第４の実施の形態においても、カラーホイ
ール(CW)は回転によって各色光の波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ;
Ｃ,Ｍ,Ｙ)を時間的に変化させるように構成されてい
る。各透過型液晶パネル(P1,P2)は、照明する各色光の
波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)の時間的な変化に対応し
た変調を行う。つまり、２枚の透過型液晶パネル(P1,P
2)が共に時分割で変調を行うことになる。表４に、α，
βに位置するフィルター(〜)と、各透過型液晶パネ
ル(P1,P2)に入射する照明光(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)と、各
透過型液晶パネル(P1,P2)が行う変調に対応する波長成
分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、各液晶パネル(P1,P2)透過後に位置β
で捨てられる波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、の関係を示す。

【００３２】

【表４】

【００３３】例えば、位置αでフィルターがＧを反射
させると、液晶パネル(P1)はＧで照明され、位置αでフ
ィルターを透過したＭ(≒Ｒ＋Ｂ)が液晶パネル(P2)を
照明する。位置βではＹを反射させるフィルターによ
ってＧが反射され、かつ、Ｂを透過させる。したがって
位置βでは、フィルターによってＲが捨てられ、か
つ、ＧとＢが投影光として合成される。そして、液晶パ
ネル(P1)は、ＧＢＭＹＣＲの順で照明されながら対応す
るＧＢＲＧＢＲの順で照明光を変調し、一方、液晶パネ
ル(P2)は、ＭＹＧＢＲＣの順で照明されながら対応する
ＢＲＧＢＲＧの順で照明光を変調する。

【００３４】以上説明したように、２枚の透過型液晶パ
ネル(P1,P2)が共に時分割で変調を行い、また、各画面
で捨てられる波長成分が均等に分担される。したがっ
て、本実施の形態には、単位周期内でＲＧＢの各波長成
分が均等に出力されて色バランスが崩れないというメリ
ットがある。しかも、カラーホイール(CW)が３原色ＲＧ
Ｂのいずれかの色光の画像とそれ以外の３原色ＲＧＢの
いずれかの色光の画像とを合成するので、投影光にノイ
ズ光が混入することがない。したがって、色純度，色再
現性に優れた高画質のカラー投影が可能である。また、
２板式なので投影光学系(OP1)のレンズバックを長くす
る必要がなく、投影光学系(OP1)の大型化やコストアッ
プを避けることができ、しかもクロスダイクロプリズム
を用いる必要もないので低コストでの実現が可能であ
る。なお、図５に示すカラーホイール(CW)を第２の実施
の形態(図２)に適用した場合も、本実施の形態と同様の
効果が得られる。

【００３５】《第５の実施の形態(図６)》第５の実施の
形態の一つの特徴は、図６に示すカラーホイール(CW)を
用いた点にある。本実施の形態の全体構成は第１の実施
の形態(図１)と同様であるが、図６から分かるように、
カラーホイール(CW)のフィルター構成は第１の実施の形
態(図４)とは異なっている。各フィルター{〜,(ａ)
〜(ｆ)}で反射・透過される色光の波長成分{Ｒ(赤),Ｇ
(緑),Ｂ(青);Ｃ(シアン),Ｍ(マゼンタ),Ｙ(黄)}を表５
に示し、図６中には各フィルター{〜,(ａ)〜(ｆ)}
での反射光の符号(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)を付して示す。

【００３６】

【表５】

【００３７】第５の実施の形態においても、カラーホイ
ール(CW)は回転によって各色光の波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ;
Ｃ,Ｍ,Ｙ)を時間的に変化させるように構成されてい
る。各透過型液晶パネル(P1,P2)は、照明する各色光の
波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)の時間的な変化に対応し
た変調を行う。つまり、２枚の透過型液晶パネル(P1,P
2)が共に時分割で変調を行うことになる。表６に、α，
βに位置するフィルター{〜,(ａ)〜(ｆ)}と、各透
過型液晶パネル(P1,P2)に入射する照明光(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,
Ｍ,Ｙ)と、各透過型液晶パネル(P1,P2)が行う変調に対
応する波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、各液晶パネル(P1,P2)透
過後に位置βで捨てられる波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、の関
係を示す。

【００３８】

【表６】

【００３９】前述した第４の実施の形態が、捨てる波長
成分ＲＧＢの１組で１／３０秒の１画面を表示するもの
とすれば、各液晶パネル(P1,P2)は各波長成分について
１画面１／９０秒でスイッチングの切り替えを行うこと
になる。これに対し、第５の実施の形態では、各液晶パ
ネル(P1,P2)での変調に対応する波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)が
２つずつ連続するように各色光での照明が行われるた
め、連続する変調に関して２回のスイッチングを１回で
済ませることができる。つまり、各液晶パネル(P1,P2)
は、各波長成分について１画面１／４５秒でスイッチン
グの切り替えを行えばよいことになる。液晶は応答速度
が遅いので、この構成は液晶パネル(P1,P2)を使用する
実施の形態に適している。

【００４０】したがって、本実施の形態によれば、第４
の実施の形態と同様の効果が得られるだけでなく、２つ
の液晶パネル(P1,P2)の変調周期が互いに半周期ずれて
いる(つまり変調タイミングが１／９０秒ずれている)た
め、変調速度を前述した単板式の場合の半分にすること
ができるのである。なお、図６に示すカラーホイール(C
W)を第２の実施の形態(図２)に適用した場合も、本実施
の形態と同様の効果が得られる。

【００４１】《第６の実施の形態(図７)》第６の実施の
形態の一つの特徴は、図７に示すカラーホイール(CW)を
用いた点にある。本実施の形態の全体構成は第１の実施
の形態(図１)と同様であるが、図７から分かるように、
カラーホイール(CW)のフィルター構成は第１の実施の形
態(図４)とは異なっている。各フィルター{〜,(ａ)
〜(ｆ)}で反射・透過される色光の波長成分{Ｒ(赤),Ｇ
(緑),Ｂ(青);Ｃ(シアン),Ｍ(マゼンタ),Ｙ(黄)}を表７
に示し、図７中には各フィルター{〜,(ａ)〜(ｆ)}
での反射光の符号(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)を付して示す。

【００４２】

【表７】

【００４３】第６の実施の形態においても、カラーホイ
ール(CW)は回転によって各色光の波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ;
Ｃ,Ｍ,Ｙ)を時間的に変化させるように構成されてい
る。各透過型液晶パネル(P1,P2)は、照明する各色光の
波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)の時間的な変化に対応し
た変調を行う。つまり、２枚の透過型液晶パネル(P1,P
2)が共に時分割で変調を行うことになる。表８に、α，
βに位置するフィルター{〜,(ａ)〜(ｆ)}と、各透
過型液晶パネル(P1,P2)に入射する照明光(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,
Ｍ,Ｙ)と、各透過型液晶パネル(P1,P2)が行う変調に対
応する波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、の関係を示す。

【００４４】

【表８】

【００４５】第６の実施の形態では、カラーホイール(C
W)が、一方の色光の波長成分をＲＹＧＣＢＭの順でサイ
クリックに変化させるとともにその補色の順で他方の色
光の波長成分をサイクリックに変化させ、各液晶パネル
(P1,P2)が、ＣＭＹのいずれかの波長成分の色光を変調
するとき、時間的に先行及び後続する波長成分ＲＧＢの
いずれかと同一の変調状態をとる。したがって、変調時
間を長くすることができるため、第５の実施の形態と同
様、変調速度を前述した単板式の場合の半分にすること
ができる。なお、図７に示すカラーホイール(CW)を第２
の実施の形態(図２)に適用した場合、図７に示すカラー
ホイール(CW)と同じ機能を有する回折光学素子(DP)を第
３の実施の形態(図３)に適用した場合も、本実施の形態
と同様の効果が得られる。

【００４６】《第７の実施の形態(図７)》第７の実施の
形態の一つの特徴は、第６の実施の形態と同様、図７に
示すカラーホイール(CW)を用いた点にあるが、その変調
のタイミングは異なっている。表９に、α，βに位置す
るフィルター{〜,(ａ)〜(ｆ)}と、各透過型液晶パ
ネル(P1,P2)に入射する照明光(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)と、
各透過型液晶パネル(P1,P2)が行う変調に対応する波長
成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、の関係を示す。

【００４７】

【表９】

【００４８】表９から分かるように、第７の実施の形態
では、カラーホイール(CW)が、一方の色光の波長成分を
ＲＹＧＣＢＭの順でサイクリックに変化させるとともに
その補色の順で他方の色光の波長成分をサイクリックに
変化させ、各液晶パネル(P1,P2)が、ＣＭＹのいずれか
の波長成分の色光を変調するとき、時間的に先行する波
長成分ＲＧＢのいずれかと同一の変調状態をとる。した
がって、変調時間を長くすることができるため、第６の
実施の形態と同様、変調速度を前述した単板式の場合の
半分にすることができる。なお、図７に示すカラーホイ
ール(CW)を第２の実施の形態(図２)に適用した場合、図
７に示すカラーホイール(CW)と同じ機能を有する回折光
学素子(DP)を第３の実施の形態(図３)に適用した場合
も、本実施の形態と同様の効果が得られる。

【００４９】《第８の実施の形態(図８)》第８の実施の
形態の一つの特徴は、図８に示すカラーホイール(CW)を
用いた点にあるが、その基本的な構成は第６の実施の形
態と同じである。表１０に、フィルター構成を示し、表
１１に、α，βに位置するフィルター{〜,(ａ)〜
(ｆ)}と、各透過型液晶パネル(P1,P2)に入射する照明光
(Ｒ,Ｇ,Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)と、各透過型液晶パネル(P1,P2)が
行う変調に対応する波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、の関係を示
す。

【００５０】

【表１０】

【００５１】

【表１１】

【００５２】《第９の実施の形態(図８)》第９の実施の
形態の一つの特徴は、第８の実施の形態と同様、図８に
示すカラーホイール(CW)を用いた点にあるが、その基本
的な構成は第７の実施の形態と同じである。表１２に、
α，βに位置するフィルター{〜,(ａ)〜(ｆ)}と、
各透過型液晶パネル(P1,P2)に入射する照明光(Ｒ,Ｇ,
Ｂ;Ｃ,Ｍ,Ｙ)と、各透過型液晶パネル(P1,P2)が行う変
調に対応する波長成分(Ｒ,Ｇ,Ｂ)と、の関係を示す。

【００５３】

【表１２】

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、２
つの２次元画像変調素子が共に時分割で変調を行う構成
となっているため、単位周期内で各波長成分が均等に出
力されて色バランスの良いカラー投影が可能である。ま
た、２板式なので投影光学系のレンズバックを長くする
必要がなく、投影光学系の大型化やコストアップを避け
ることができ、しかもクロスダイクロプリズムを用いる
必要がないので低コストでの実現が可能である。

【００５５】２次元画像変調素子に対する照明に波長成
分ＣＭＹを用い、投影光に波長成分ＣＭＹを使用すれ
ば、捨てる波長成分が無くなり、光利用効率が良くなる
という効果が得られる。また、２つの２次元画像変調素
子の変調周期を互いに半周期ずらしたり、各２次元画像
変調素子が、ＣＭＹのいずれかの波長成分の色光を変調
するとき、時間的に先行，後続する少なくとも一方の波
長成分ＲＧＢのいずれかと同一の変調状態をとるように
構成したりすれば、変調速度を単板式の場合の半分にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す光学構成図。

【図２】第２の実施の形態を示す光学構成図。

【図３】第３の実施の形態を示す光学構成図。

【図４】第１，第２の実施の形態に用いられているカラ
ーホイールを示す平面図。

【図５】第４の実施の形態に用いられているカラーホイ
ールを示す平面図。

【図６】第５の実施の形態に用いられているカラーホイ
ールを示す平面図。

【図７】第６，第７の実施の形態に用いられているカラ
ーホイールを示す平面図。

【図８】第８，第９の実施の形態に用いられているカラ
ーホイールを示す平面図。

【符号の説明】

OP1 …照明系 1 …光源 CW …カラーホイール(色分離手段，色合成手段) DP …回折光学素子(色分離手段) R1 …反射ミラー R2 …反射ミラー HP …１／２波長板 BS …偏光ビームスプリッタ(色合成手段) P1 …透過型液晶パネル(２次元画像変調素子) P2 …透過型液晶パネル(２次元画像変調素子) P3 …反射型液晶パネル(２次元画像変調素子) P4 …反射型液晶パネル(２次元画像変調素子) OP2 …投影光学系 SC …スクリーン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】白色光を発生する光源と、前記白色光を
異なる波長成分の２つの色光に分離する色分離手段と、
その色分離手段で２つに分離された色光をそれぞれ変調
する２つの２次元画像変調素子と、その２次元画像変調
素子で変調された２つの色光の画像を合成する色合成手
段と、その色合成手段で合成されたカラー画像をスクリ
ーン上に投影する投影光学系と、を備えたカラー投影装
置であって、前記色分離手段が各色光の波長成分を時間的に変化さ
せ、その時間的な変化に対応した変調を前記各２次元画
像変調素子が行うことを特徴とするカラー投影装置。
【請求項２】前記色分離手段及び色合成手段が、複数
のフィルターからなるカラーホイールであることを特徴
とする請求項１記載のカラー投影装置。
【請求項３】前記色合成手段が、偏光ビームスプリッ
タであることを特徴とする請求項１記載のカラー投影装
置。
【請求項４】前記色分離手段が、前記白色光を３原色
ＲＧＢのいずれかの色光とそれに対応する補色ＣＭＹの
いずれかの色光とに分離することを特徴とする請求項１
記載のカラー投影装置。
【請求項５】前記色合成手段が、３原色ＲＧＢのいず
れかの色光の画像とそれに対応する補色ＣＭＹのいずれ
かの色光の画像とを合成することを特徴とする請求項４
記載のカラー投影装置。
【請求項６】前記色合成手段が、３原色ＲＧＢのいず
れかの色光の画像とそれ以外の３原色ＲＧＢのいずれか
の色光の画像とを合成することを特徴とする請求項４記
載のカラー投影装置。
【請求項７】前記２つの２次元画像変調素子の変調周
期が、互いに半周期ずれていることを特徴とする請求項
５又は請求項６記載のカラー投影装置。
【請求項８】前記色分離手段が、一方の色光の波長成
分をＲＹＧＣＢＭ又はＲＭＢＣＧＹの順でサイクリック
に変化させるとともにその補色の順で他方の色光の波長
成分をサイクリックに変化させ、前記各２次元画像変調
素子が、ＣＭＹのいずれかの波長成分の色光を変調する
とき、時間的に先行，後続する少なくとも一方の波長成
分ＲＧＢのいずれかと同一の変調状態をとることを特徴
とする請求項５又は請求項６記載のカラー投影装置。