專利名稱：色環(huán)裝置及應(yīng)用其的投影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了空間調(diào)制器件的投影機，尤其涉及使用了DMD(數(shù)字微鏡鏡片)的DLP(數(shù)字光處理)方式的投影儀。
背景技術(shù)：
作為空間調(diào)制器件，利用DMD或液晶器件，顯示彩色圖像的投影儀被實用化。利用DMD的DLP方式的投影儀，是向由半導(dǎo)體元件構(gòu)成的DMD照射光，并通過透鏡等將該反射光投影放大進行彩色圖像的顯示的裝置。
DLP方式的投影儀，例如在同一申請人的專利申請——特許3121843號(專利文獻1)上有所公開。如圖19所示，來自白色光源51的光通過橢圓反射鏡52反射，該反射光入射旋轉(zhuǎn)自如的色環(huán)53。色環(huán)53是在周向配置有R(紅色)、G(綠色)、B(藍色)的濾色器的透射式濾光器。透射色環(huán)的光，由聚光透鏡1和作為折返反射鏡的球面反射鏡2反射，以高角度入射DMD56。入射DMD56的光中，由導(dǎo)通狀態(tài)的像素點反射的光經(jīng)投影透鏡57顯示在屏幕58上。從色環(huán)53開始R、G、B光順次透射，在與其同步的時間內(nèi)DMD的像素點被驅(qū)動，進行分時顯示彩色圖像。
另外，專利文獻2——特開平9-163391號公報公開了通過移動排列有這種順序的濾色器的色環(huán)來改進顯示圖像的亮度的投影儀。通過移動色環(huán)，使所有來自照明光源的光束透射色環(huán)，或使其一部分透射。如圖20(a)所示，在色環(huán)上排列有R、G、B濾色器，色環(huán)在與旋轉(zhuǎn)軸正交的方向上移動。由此，射向色環(huán)的入射光束位置可變?yōu)锳、B、C三處，可以顯示彩色模式或黑白模式(或者灰度級)的投影圖像。特別地，在亮度優(yōu)先時，實現(xiàn)以黑白模式顯示。另外，如圖20(b)所示，通過在色環(huán)最外周添加R｀、G｀、B｀不同的色環(huán)的排列圖案，使其顏色比率不同，可進行各種彩色平衡或白色點的選擇。
而且，在通過3原色濾光器構(gòu)成所有的色環(huán)區(qū)域時，其亮度總是不夠。為了避免這樣的事情，在3原色濾光器的基礎(chǔ)上，再使用形成有原樣透射來自光源的白色光的濾光器的濾色器?？墒?，當在濾色器上設(shè)置部分地透射白色光的區(qū)域時，則色襯比減少。為了解決這類問題，本申請人在先曾申請了特愿2003-90290號專利。在該申請中，如圖21所示，準備2個色環(huán)的色比率不同的色環(huán)W1、W2(例如，一個色環(huán)W1由R、G、B3原色的濾色器構(gòu)成，另一個色環(huán)W2在其上添加白色光濾色器)，使任何一個色環(huán)都在與旋轉(zhuǎn)軸正交的方向S1、S2上移動，進而響應(yīng)投影映像使用。
而且，本申請人作為抑制色重現(xiàn)性和色襯比的降低的發(fā)明，公開了專利申請?zhí)亻_2003-307705號、特開2003-302598號、特開2003-241305號(分別為專利文獻3至5)。專利文獻3公開了通過使色環(huán)位置可變而可調(diào)整照度或色度的投影儀。專利文獻4，其濾色器由透射3原色中之一種顏色并反射其它2種顏色的外周濾光器和反射透射了外周濾光器的1種顏色的同時使通過外周濾光器反射的2種顏色中的1種顏色透射并反射其它1種顏色的內(nèi)周濾光器構(gòu)成，使通過內(nèi)周濾光器反射的1種顏色和透射內(nèi)周濾光器的2種顏色中的1種顏色入射DMD。由此，增加入射DMD的紅色光的比例，提高彩色再現(xiàn)性。專利文獻5公開了具備用于移動色環(huán)的移動構(gòu)件，可變化色環(huán)的位置且能選擇全彩色顯示和黑白顯示的投影儀。
可是，在現(xiàn)有的投影儀中存在如下問題。例如，在專利文獻2、特愿2003-90290號及專利文獻3中，需要用于移動色環(huán)的切換構(gòu)件，裝置給復(fù)雜化了。特別是，在手動進行切換的情況下，將投影儀吊在天花板上用作家庭影院時，有時手不能到達，在操作性上帶來困難。另外，專利文獻4的情況，由于在色環(huán)的外周和內(nèi)周分別配置結(jié)構(gòu)不同的濾光器，所以色環(huán)不容易制造，成本變高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而認真研究開發(fā)的成果，目的在于提供一種不使用機械的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可容易地進行切換與多個顯示模式對應(yīng)的設(shè)定的色環(huán)裝置。
而且，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種利用上述的色環(huán)裝置，可調(diào)整投射映像亮度的設(shè)定和色度的設(shè)定的投影儀。
本發(fā)明提供的色環(huán)裝置，其特征在于，具有在圓周方向上具有白色、紅色、綠色及藍色的透射區(qū)域并以軸為中心旋轉(zhuǎn)的第1色環(huán)；在圓周方向上具有白色、紅色、綠色及藍色的透射區(qū)域并與第1色環(huán)同軸旋轉(zhuǎn)的第2色環(huán)；以及，選擇第1、第2色環(huán)的相對位置的選擇構(gòu)件，使第1及第2色環(huán)旋轉(zhuǎn)，使光從第1色環(huán)側(cè)入射并從第2色環(huán)射出。
最好第1色環(huán)包含多個白色透射區(qū)域，多個白色透射區(qū)域內(nèi)的之一比其它任何一個透射區(qū)域都大。另外，第2色環(huán)包含多個白色透射區(qū)域，多個白色透射區(qū)域內(nèi)的之一比其它任何一個透射區(qū)域都大。
最好在第1、第2色環(huán)中，在多個白色透射區(qū)域之間配置紅色、藍色或綠色任意一個透射區(qū)域。
最好是選擇構(gòu)件在選擇第1相對位置時，通過第1及第2色環(huán)合成的透射區(qū)域為白色、紅色、綠色及藍色；在選擇第2相對位置時，通過第1及第2色環(huán)合成的透射區(qū)域為紅色、綠色及藍色。最好在選擇第2相對位置時，紅色合成的透射區(qū)域比其它顏色合成的透射區(qū)域大。由此，可提高紅色的透射比例。
最好是第1、第2色環(huán)具有以中心角度為125度、55度、70度、55度、55度構(gòu)成的透射區(qū)域，以125度的中心角度構(gòu)成的透射區(qū)域為白色。
最好是選擇構(gòu)件包含用于定位第1或第2色環(huán)的至少一方的定位構(gòu)件。而且，在第1或第2色環(huán)在第1方向上旋轉(zhuǎn)時，選擇構(gòu)件選擇第1相對位置；在與第1方向相反的第2方向上旋轉(zhuǎn)時，選擇構(gòu)件選擇第2相對位置。例如，通過使與第1或第2色環(huán)的軸連接的電動機的旋轉(zhuǎn)方向不同而進行。
本發(fā)明的照明光學(xué)系統(tǒng)，具有上述色環(huán)裝置和相對色環(huán)裝置入射光的光源。另外，本發(fā)明的投影儀，具有上述色環(huán)裝置；相對色環(huán)裝置入射光的光源；調(diào)制從色環(huán)裝置透射的光的調(diào)制單元；以及投射通過調(diào)制單元調(diào)制的光的投射單元。
最好是投影儀還包含用于從多個顯示模式中選擇其中1個顯示模式的輸入單元，上述選擇構(gòu)件應(yīng)答來自上述輸入單元的輸入，選擇第1、第2色環(huán)的相對位置。再者，上述調(diào)制單元包含DMD或液晶器件。
根據(jù)本發(fā)明的色環(huán)裝置，通過同軸組合濾色器排列不同的第1、第2色環(huán)，并選擇兩者的相對位置，可簡單地變更整體的色比率。因此，不需要如現(xiàn)有技術(shù)那樣的用于在與該旋轉(zhuǎn)軸正交的方向上移動色環(huán)的復(fù)雜的機構(gòu)等，能提供低成本、適于小型化的色環(huán)裝置。而且，如果將這種色環(huán)裝置適用于投影儀類的投影式圖像顯示裝置上，則能以簡單的構(gòu)成進行投影映像的亮度或色度的調(diào)整、顯示的模式的變更。
具體實施例方式
本發(fā)明的色環(huán)裝置最好在DLP方式的投影儀中使用。以下，參照附圖詳細說明。
實施例圖1是概要地表示本發(fā)明的實施例的色環(huán)裝置的圖。在該圖中，色環(huán)裝置1的構(gòu)成為，包括第1色環(huán)10；與第1色環(huán)10同軸安裝的第2色環(huán)20；收放第1、第2色環(huán)的主體殼30；與第1、第2色環(huán)的軸承連接的電動機40(參照圖5)；驅(qū)動電動機40的驅(qū)動電路50；以及選擇第1、第2色環(huán)的相對位置的選擇構(gòu)件。在主體殼30上形成切口32，使來自光源的白色光通過切口32入射第1色環(huán)10，且從第2色環(huán)20側(cè)射出。
圖2(a)、圖2(b)表示第1、第2色環(huán)的俯視圖。第1色環(huán)10由圓形薄板的玻璃材料構(gòu)成，其中央部形成圓形狀的貫通孔12。貫通孔12成為與電動機40的旋轉(zhuǎn)軸連接的軸承部。而且，在軸承部12的外周，在其圓周方向上形成紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及白色(W)的透射區(qū)域。R、G、B的透射區(qū)域，例如在玻璃材料表面上，以涂層形成透射R、G、B光的濾光器。白色光的透射區(qū)域不需要特別對濾光器進行涂層，而是使來自光源的白色光原樣透射玻璃材料。
第1色環(huán)10具有2個W的透射區(qū)域102、104和單一的R、G、B的透射區(qū)域106、108、110。W的透射區(qū)域102，與其旋轉(zhuǎn)中心相關(guān)的內(nèi)角(中心角)為125度；W的透射區(qū)域104，其內(nèi)角為55度。在W的透射區(qū)域102、104的一個區(qū)間配置R的透射區(qū)域106和B的透射區(qū)域110，R的透射區(qū)域106的內(nèi)角為70度，B的透射區(qū)域110的內(nèi)角為55度。而且，在W的透射區(qū)域102、104的另一個區(qū)間配置G的透射區(qū)域108，其內(nèi)角為55度。
第2色環(huán)20具有與第1色環(huán)10大致相同大小的直徑，其中央部形成由貫通孔構(gòu)成的軸承部22。在軸承部22的外周，具有2個W的透射區(qū)域202、204和單一的R、G、B的透射區(qū)域206、208、210。W的透射區(qū)域202，與其旋轉(zhuǎn)中心相關(guān)的內(nèi)角(中心角)為125度；W的透射區(qū)域204，其內(nèi)角為55度。在W的透射區(qū)域202、204的一個區(qū)間配置R的透射區(qū)域206和G的透射區(qū)域208，R的透射區(qū)域206的內(nèi)角為70度，G的透射區(qū)域208的內(nèi)角為55度。而且，在W的透射區(qū)域202、204的另一個區(qū)間配置B的透射區(qū)域210，其內(nèi)角為55度。這樣，第2色環(huán)20具有與第1色環(huán)10不同透射區(qū)域的排列圖形。
第1、第2色環(huán)10、20可通過選擇構(gòu)件選擇相對位置。最好選擇構(gòu)件通過使電動機40的旋轉(zhuǎn)方向正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)選擇相對位置(對此后述)。但是，除這種方法以外，例如，也可以將第1色環(huán)10固定在電動機40軸上，在與第1色環(huán)10相對的位置機械式地固定第2色環(huán)?；蛘?，也可以將第1、第2色環(huán)10、20使用各自的電動機旋轉(zhuǎn)，使兩色環(huán)產(chǎn)生相對的角度差的方式以相同的速度旋轉(zhuǎn)。
在本實施例中，包含第1相對位置和第2相對位置2個相對位置，從該2個相對位置選擇1個。如圖2(a)所示，以與第1色環(huán)10的W的透射區(qū)域102和G的透射區(qū)域108的分界線L1垂直的位置為基準位置。另外，如圖2(b)所示，以與第2色環(huán)20的W的透射區(qū)域202和G的透射區(qū)域208的分界線L2垂直的位置為基準位置。
第1相對位置，如圖3(a)、(b)所示，第1色環(huán)10位于基準位置，第2色環(huán)20的分界線L2處于從基準位置向逆時針方向旋轉(zhuǎn)25度的位置。第2相對位置，如圖4(a)、(b)所示，第1色環(huán)10位于基準位置，第2色環(huán)20處于順時針方向旋轉(zhuǎn)125度的位置。當然，即使以第2色環(huán)20為基準位置旋轉(zhuǎn)第1色環(huán)10，也同樣。
在選擇第1相對位置時，通過第1及第2色環(huán)合成的色比率，如圖3(c)所示，成為W、R、G、B大致均等排列的狀態(tài)。W的透射區(qū)域的內(nèi)角為100度，綠色的透射區(qū)域的內(nèi)角為80度，紅色的透射區(qū)域的內(nèi)角為100度，藍色的透射區(qū)域的內(nèi)角為80度。另一方面，在選擇第2相對位置時，通過第1及第2色環(huán)合成的色比率，如圖4(c)所示，成為R、G、B、R、G、B排列的狀態(tài)。各紅色透射區(qū)域的內(nèi)角為75度，各綠色透射區(qū)域的內(nèi)角為55度，各藍色的透射區(qū)域的內(nèi)角為55度。無論是圖3(c)的情況還是圖4(c)的情況，紅色的透射區(qū)域都比藍色或綠色的透射區(qū)域更大。
圖5是表示射向色環(huán)裝置的光入射和射出的關(guān)系的圖。來自光源的白色光即入射光I，順次透射第1、第2色環(huán)10、20。因而，從色環(huán)裝置1按順序輸出與通過第1、第2色環(huán)合成的色比率對應(yīng)的透射光T。在選擇第1相對位置時，透射光T隨色環(huán)每旋轉(zhuǎn)1周，射出W、R、G、B的透射光T。因此，成為比較明亮的照明光。另一方面，在選擇第2相對位置時，隨色環(huán)每旋轉(zhuǎn)1周變?yōu)镽、B、G、R、G、B的透射光T。因此，成為顯色比較豐富的照明光。
其次，圖6表示本實施例優(yōu)選的選擇構(gòu)件(定位構(gòu)件)的結(jié)構(gòu)。如該圖所示，在第1色環(huán)10的里面?zhèn)?與第2色環(huán)相對的一側(cè))形成有圓柱狀突出的銷60。銷60可配置在軸承12與濾光器之間的區(qū)域。另一方面，在第2色環(huán)20上形成有用于插入銷60的定位開口70。定位開口70位于軸承部22與濾光器之間，是與旋轉(zhuǎn)軸同心圓狀的圓弧狀狹長孔。在同軸安裝第1、第2色環(huán)10、20時，銷60插入定位開口70內(nèi)，通過正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)第1色環(huán)，選擇第1相對位置或第2相對位置。
定位開口70的圓周方向的長度，與第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10相對移動的距離對應(yīng)。例如，在選擇圖3所示的第1相對位置時，第2色環(huán)20只相對第1色環(huán)10逆時針方向旋轉(zhuǎn)25度；在選擇圖4所示的第2相對位置時，第2色環(huán)20只相對第1色環(huán)10順時針方向旋轉(zhuǎn)125度。即，在從第1相對位置向第2相對位置切換時，只要將第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10可旋轉(zhuǎn)150度即可，定位開口70圓周方向的長度對應(yīng)150度的內(nèi)角。
而且，與第2色環(huán)20的定位開口70接近安裝風(fēng)壓承受部件80。最好風(fēng)壓承受部件80由在半徑方向延伸的板狀的突起構(gòu)成。在第2色環(huán)20旋轉(zhuǎn)時，通過風(fēng)壓承受部件80承受風(fēng)壓，銷60可推壓在定位開口70的任意一方的端部。
在電動機40的旋轉(zhuǎn)軸上安裝第1、第2色環(huán)10、20，通過圖1所示的驅(qū)動電路50使電動機40的旋轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)。當?shù)?色環(huán)10正轉(zhuǎn)時，銷60接觸在定位開口70一方的端部上，第2色環(huán)20也正轉(zhuǎn)。由于第2色環(huán)20通過風(fēng)壓承受部件80承受阻力，所以第1色環(huán)10以從第2色環(huán)20承受一定負荷的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。由此，第2色環(huán)20不會脫離第1色環(huán)10，銷60保持與定位開口70一方的端部定位的狀態(tài)，兩色環(huán)進行正轉(zhuǎn)。此時，第1、第2色環(huán)處于第1相對位置的關(guān)系。圖7(a)表示選擇第1相對位置時合成的透射光T1的圖形。再者，W1、W2是第1、第2色環(huán)的透射光。
在從第1相對位置向第2相對位置進行切換時，通過驅(qū)動電路50使電動機40的旋轉(zhuǎn)軸進行逆轉(zhuǎn)。當?shù)?色環(huán)10逆轉(zhuǎn)時，銷60從定位開口70的一端脫離，旋轉(zhuǎn)150度后，與另一端接觸，第2色環(huán)20也逆轉(zhuǎn)。并且，與上述同樣通過風(fēng)壓承受部件80，以在銷60與定位開口70另一端之間施加一定力的狀態(tài)使兩色環(huán)旋轉(zhuǎn)。此時，第1、第2色環(huán)位于第2相對位置的關(guān)系，合成了的透射光T2的圖形如圖7(b)所示。
這樣，通過切換電動機40的旋轉(zhuǎn)方向，切換第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10的相對位置，且保持該定位狀態(tài)，可變更色環(huán)裝置的色比率。
再者，在定位兩色環(huán)之際，風(fēng)壓承受部件80未必是必須的。即使不設(shè)置風(fēng)壓承受部件80，也可以通過色環(huán)自身的重量等，使第2色環(huán)20與第1色環(huán)10隨動，不從那里脫離。
定位構(gòu)件也可以采用上述以外的結(jié)構(gòu)。例如，將第1色環(huán)10固定在電動機40的旋轉(zhuǎn)軸上，將第2色環(huán)20相對旋轉(zhuǎn)軸具有一定摩擦力并滑動自如地固定。在進行第2色環(huán)的定位時，使第2色環(huán)20以超過上述摩擦力的一定力旋轉(zhuǎn)至銷60抵接在定位開口70的端部上。此時，第2色環(huán)20的移動通過手動進行，但取代之使電動機40順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)不需要切換色比率。
而且，在利用銷60和定位開口70將第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10定位后，也可以通過螺釘?shù)裙潭▋烧?，其后通過電動機使其旋轉(zhuǎn)。
接著，對本發(fā)明第2實施例的色環(huán)裝置進行說明。圖8(a)、圖8(b)表示第1、第2色環(huán)的俯視圖。第1色環(huán)10，就軸承部12的外周而言，在其圓周方向形成有紅色(R)、綠色(G)、藍色(B)及白色(W)的透射區(qū)域。在第1色環(huán)10中，R、G、B、W的透射區(qū)域即色環(huán)的面積各自相等。換言之，R、G、B、W的透射區(qū)域具有關(guān)于其旋轉(zhuǎn)中心內(nèi)角為90度的扇形面積。
第2色環(huán)20，實際上是與第1色環(huán)10相同的結(jié)構(gòu)，但透射區(qū)域的圖形不同。即，第2色環(huán)20，就軸承部22的外周而言，具有第1色透射區(qū)域224和白色的透射區(qū)域226。第1色透射區(qū)域224也可以是R、G、B中的任何一個，但這里設(shè)定為紅色。紅色的透射區(qū)域224具有與第1色環(huán)10的紅色的透射區(qū)域相同的面積。因而，第1色透射區(qū)域224以外為白色的透射區(qū)域226。
圖9及圖10是說明第1、第2色環(huán)組合時的色比率變化的圖。圖9是使第1色環(huán)10的R的透射區(qū)域與第2色環(huán)20的R的透射區(qū)域224完全重疊并旋轉(zhuǎn)時的例子。來自光源的白色光即入射光I順次透射第1、第2色環(huán)。此時，第2色環(huán)20的白色的透射區(qū)域226與第1色環(huán)10的W、G、B的透射區(qū)域完全一致，且由于紅色的透射區(qū)域224與R的透射區(qū)域完全一致，所以通過組合第2色環(huán)20對第1色環(huán)的色比率不產(chǎn)生變化。即，入射第1色環(huán)10的入射光I從第2色環(huán)20側(cè)作為W、G、R、B的透射光T按順序輸出。
圖10是使第1色環(huán)10的W的透射區(qū)域與第2色環(huán)10的R的透射區(qū)域224完全重疊并旋轉(zhuǎn)時的例子。在這種情況下，將第2色環(huán)20固定在從圖9的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)180度后所處位置上。通過這種組合，色環(huán)裝置整體的色比率如色環(huán)10A一樣，即色比率變更為R、G、R、B。因此，對比圖9時，透射光T的亮度降低，但紅色成分的色度變高。
這樣，通過組合第1、第2色環(huán)，可以選擇圖9所示的W、G、R、B的透射光或圖10所示的R、G、B、R的透射光。
在第2實施例中，第2色環(huán)20的第1色透射區(qū)域224做成與第1色環(huán)的R的透射區(qū)域相同，但未必限定于此。例如，如圖11(a)所示，也可以以G透射區(qū)域作為第1色透射區(qū)域222。在這種情況下，通過將第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10偏移90度，W、G、R、B或G、G、R、B的色比率得以實現(xiàn)。
而且，在第2實施例中，就第1色環(huán)而言，W、G、R、B的比例均等，當然，不必限定于此。例如，如圖11(b)所示，W、G、R、B的比例也可以不同。但是，若是第2色環(huán)20的第1色透射區(qū)域224為R，則第1色環(huán)10的W與R的透射區(qū)域的面積相等最為理想。
接著，對第2實施例的第1、第2色環(huán)旋轉(zhuǎn)時的兩者定位構(gòu)件進行說明。與第1實施例時相同，如圖12所示，在第1色環(huán)10的里面?zhèn)?與第2色環(huán)相對側(cè))形成圓柱狀的突出的銷60。
另一方面，在第2色環(huán)20上形成定位開口70，第1、第2色環(huán)同軸安裝時，在定位開口70內(nèi)插入銷60。定位開口70處于軸承部22與濾色器區(qū)域之間，形成為與旋轉(zhuǎn)中心為同心圓描繪的扇形的狹長孔。
定位開口70在圓周方向的長度，與第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10相對移動的距離對應(yīng)。例如，在圖9及圖10的例子中，第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10轉(zhuǎn)動180度的角度，但在這種情況，定位開口70為具有相當于180度的角度的長度。另外，在圖11(a)所示的例子中，由于第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10以90度的角度相對移動，所以定位開口部70為具有對應(yīng)90度弧度的長度。圖12的例子是使第2色環(huán)20轉(zhuǎn)動90度的例子。
在第2實施例中，也利用風(fēng)壓承受部件80，將第2色環(huán)20定位固定在第1色環(huán)10上。通過圖1所示的驅(qū)動電路50，使電動機40的旋轉(zhuǎn)軸向順時針方向旋轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)。由此，第1色環(huán)10向順時針方向旋轉(zhuǎn)，銷60與定位開口70的一個端部接觸，第2色環(huán)20向順時針方向旋轉(zhuǎn)。此時，第2色環(huán)20，由于通過風(fēng)壓承受部件80承受阻力，所以第1色環(huán)10以從第2色環(huán)20承受一定負荷的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。因而，第2色環(huán)20不會脫離第1色環(huán)10，保持突起60與一端接觸的狀態(tài)使兩色環(huán)旋轉(zhuǎn)。
在變更色環(huán)的色比率的場合，通過驅(qū)動電路50使電動機40的旋轉(zhuǎn)軸向逆時針方向旋轉(zhuǎn)或逆轉(zhuǎn)。由此，第1色環(huán)10向逆時針方向旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果，突起60脫離定位開口70的一端，與另一端接觸。然后，與上述相同，通過風(fēng)壓承受部80，以在銷60與定位開口70的另一端之間施加一定力的狀態(tài)，使兩色環(huán)旋轉(zhuǎn)。
在第2實施例中，也通過切換電動機40的旋轉(zhuǎn)方向，可變更第2色環(huán)20相對第1色環(huán)10的相對位置，且保持該定位狀態(tài)，變更色環(huán)裝置的色比率。
在上述定位構(gòu)件中，風(fēng)壓承受部件80不一定為必須的。即使不設(shè)置風(fēng)壓承受部件80，也可以通過色環(huán)自身的重量等，使第2色環(huán)20與第1色環(huán)10隨動，不從那里脫離。
在圖12所示的定位構(gòu)件中，例示了設(shè)置1個風(fēng)壓承受部件80的例子，但不限于此，也可以在圓周方向設(shè)置多個。這種情況下，也可以等間隔配置。由此，可良好地實現(xiàn)第1、第2色環(huán)旋轉(zhuǎn)時的平衡。
接著，對第2色環(huán)的構(gòu)成例進行說明。圖13是表示與第2色環(huán)的軸承部12連接的底座部件250的圖。底座部件250是由不銹鋼等金屬構(gòu)成的環(huán)狀部件，在其中心形成軸孔252。另外，還形成有與軸孔252同心并具有僅突出H1高度的平面的環(huán)狀部254。環(huán)狀部254的內(nèi)徑為D1。而且，環(huán)狀部254的外側(cè)180度相對的位置上形成有一對孔256。一對孔256在這里未圖示，但具有濾色器的玻璃基材安裝在底座部件250上時作為定位固定用孔而發(fā)揮作用。
圖14表示定位底座部件。定位底座部件260是由不銹鋼等的金屬構(gòu)成的環(huán)狀部件，在其中心形成軸孔262。而且，在包含軸孔262的中央部上，形成高H2、外形D2的突出部264。突出部264的外形D2比環(huán)狀部254的內(nèi)徑稍小，其高度H2比H1更大，實現(xiàn)突出部264可插入環(huán)狀部254內(nèi)。另外，在突出部264的外周形成有一對定位開口70。定位開口70分別以90度的角度擴展開成形為扇形的狹長孔。
圖15表示風(fēng)壓承受板。風(fēng)壓承受板270由不銹鋼等金屬構(gòu)成，具有一對直立的突起面272。突起面272在各自180度相對的位置上，通過彎曲為直角形成在板的一部分上形成的切口部。另外，在中央形成開口274，定位底座部件260的突出部264插入開口274內(nèi)。
圖16表示用于固定底座部件250和定位底座260的固定銷。固定銷280插入底座部件250的軸孔252及定位底座260的軸孔262內(nèi)，通過鉚接等固定兩者。第1色環(huán)在這里未圖示，但在第1色環(huán)上設(shè)有插入定位開口70內(nèi)的一對突出，通過將突起插入定位開口70內(nèi)，進行第1、第2色環(huán)之間的定位。
其次，圖17表示本發(fā)明的色環(huán)裝置應(yīng)用于投影儀上的圖。如該圖所示，燈300包含放電燈302及反射鏡304，通過反射鏡304會聚的光入射光通道306(或光積分裝置)。入射的光束，在光通道306中大體為均等照度的光束射出，入射色環(huán)裝置1。
第1、第2色環(huán)10、20，通過電動機40旋轉(zhuǎn)，光束大體垂直入射旋轉(zhuǎn)的第1、第2色環(huán)10、20。若電動機40正轉(zhuǎn)，則選擇第1相對位置；若電動機40反轉(zhuǎn)，則選擇第2相對位置。
色環(huán)裝置1的透射光，經(jīng)聚光透鏡310、第1反射鏡312、第2反射鏡314照亮DMD320。DMD320的各像素點的動作，與色環(huán)的旋轉(zhuǎn)同步驅(qū)動。通過DMD320導(dǎo)通狀態(tài)的反射鏡反射的光，通過投影透鏡330放大，在屏幕上放映出來。
圖18是表示投影儀電氣連接結(jié)構(gòu)的方框圖。投影儀400，具備處理模擬圖像輸入信號或數(shù)字圖像輸入信號402，并生成具有對應(yīng)DMD像素數(shù)的格式平面的RGB數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的預(yù)處理部410；基于來自預(yù)處理部410的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)控制DMD320的驅(qū)動等的控制部420；控制燈300的驅(qū)動的燈驅(qū)動電路430；控制色環(huán)裝置1的電動機的旋轉(zhuǎn)的色環(huán)驅(qū)動部440；DMD320；將來自色環(huán)裝置1的光照射到DMD320上的光學(xué)系統(tǒng)450(圖17中的聚光透鏡310、第1反射鏡312、第2反射鏡314)；放大來自DMD320的反射光并顯示在屏幕上的投影光學(xué)系統(tǒng)(圖17中的投影透鏡330)460；及輸入部470。
輸入部470，例如可接收來自用戶的顯示模式指示，對應(yīng)該指示控制色環(huán)裝置1。例如，用戶指示調(diào)整亮度的顯示模式時，控制部420經(jīng)色環(huán)驅(qū)動部440進行使電動機40正轉(zhuǎn)的控制，實現(xiàn)選擇第1相對位置。另外，在指示調(diào)整顯色等的色度的顯示模式時，控制部420進行使電動機40反轉(zhuǎn)的控制，實現(xiàn)選擇第2相對位置。
雖然對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了詳細敘述，但本發(fā)明不限定于該特定的實施方式，在技術(shù)方案記載的范圍內(nèi)可以進行各種變形、更改等。
本發(fā)明的色環(huán)裝置可應(yīng)用在利用從來自光源的白色光分離出期望波長的光的照明光學(xué)系統(tǒng)、DMD或液晶等空間調(diào)制器件的投影儀等圖像顯示裝置上。


圖1是表示本發(fā)明的實施例的色環(huán)裝置的外觀圖。
圖2是說明使用在色環(huán)裝置上的第1、第2色環(huán)的圖。
圖3是說明第1色環(huán)和第2色環(huán)位于第1相對位置時合成的色比率的變化的圖。
圖4是說明第1色環(huán)和第2色環(huán)位于第2相對位置時合成的色比率的變化的圖。
圖5是表示射向色環(huán)位置的入射光I與透射光T的關(guān)系的圖。
圖6是表示第1、第2色環(huán)的選擇方式的構(gòu)成例的圖。
圖7(a)是表示選擇第1相對位置時的透射光T1的圖形構(gòu)成的圖，圖7(b)是表示選擇第2相對位置時的透射光T2的圖形構(gòu)成的圖。
圖8是說明使用在本發(fā)明第2實施例的色環(huán)裝置上的第1、第2色環(huán)的圖。
圖9是說明組合第2實施例的第1色環(huán)和第2色環(huán)時的色比率的變化的圖。
圖10是說明組合第2實施例的第1色環(huán)和第2色環(huán)時的色比率的變化的圖。
圖11是表示第2實施例的第1、第2色環(huán)的其它例子的圖。
圖12是說明第1、第2色環(huán)定位方式的圖。
圖13是應(yīng)用在第2色環(huán)上的底座部件，圖(a)是俯視圖，圖(b)是側(cè)視圖，(c)是后視圖，(d)是沿A-A線的剖面圖。
圖14是應(yīng)用在第2色環(huán)上的定位底座部件，圖(a)是俯視圖，圖(b)是側(cè)視圖，(c)是后視圖，(d)是沿A-A線的剖面圖。
圖15是應(yīng)用在第2色環(huán)上的風(fēng)壓承受板，圖(a)是俯視圖，圖(b)是側(cè)視圖，(c)是主視圖。
圖16是表示用于固定底座部件及定位底座部件的固定銷，圖(a)是側(cè)視圖，圖(b)是主視圖，(c)是沿A-A線的剖面圖。
圖17是表示應(yīng)用本實施例的色環(huán)裝置的投影儀的光學(xué)系統(tǒng)的圖。
圖18是表示投影儀的電氣連接的構(gòu)成方框圖。
圖19是說明現(xiàn)有的投影儀的圖。
圖20是說明現(xiàn)有的投影儀的圖。
圖21是說明現(xiàn)有的投影儀的圖。
圖中1-色環(huán)裝置；10-第1色環(huán)；20-第2色環(huán)；30-主體殼；40-電動機；50-驅(qū)動電路；60-銷；70-定位開口；80-風(fēng)壓承受部件；102、104、202、204-W的透射區(qū)域 106、206-R的透射區(qū)域；108、208-G的透射區(qū)域；110、210-B的透射區(qū)域。
權(quán)利要求
1.一種色環(huán)裝置，其特征在于，具有在圓周方向上具有白色、紅色、綠色及藍色的透射區(qū)域并以軸為中心旋轉(zhuǎn)的第1色環(huán)；在圓周方向上具有白色、紅色、綠色及藍色的透射區(qū)域并與第1色環(huán)同軸旋轉(zhuǎn)的第2色環(huán)；以及，選擇第1、第2色環(huán)的相對位置的選擇構(gòu)件，使第1及第2色環(huán)旋轉(zhuǎn)，使光從第1色環(huán)側(cè)入射并從第2色環(huán)射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色環(huán)裝置，其特征在于，第1色環(huán)包含多個白色透射區(qū)域，多個白色透射區(qū)域內(nèi)的一個比其它任何一個透射區(qū)域都大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的色環(huán)裝置，其特征在于，第2色環(huán)包含多個白色透射區(qū)域，多個白色透射區(qū)域內(nèi)的一個比其它任何一個透射區(qū)域都大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的色環(huán)裝置，其特征在于，在第1、第2色環(huán)中，在多個白色透射區(qū)域之間配置紅色、藍色或綠色中任意一個的透射區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任意一項所述的色環(huán)裝置，其特征在于，上述選擇構(gòu)件選擇第1相對位置時，由第1及第2色環(huán)合成的透射區(qū)域為白色、紅色、綠色及藍色；選擇第2相對位置時，由第1及第2色環(huán)合成的透射區(qū)域為紅色、綠色及藍色。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的色環(huán)裝置，其特征在于，在選擇第2相對位置時，紅色合成的透射區(qū)域比其它顏色合成的透射區(qū)域大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6任意一項所述的色環(huán)裝置，其特征在于，第1、第2色環(huán)具有以中心角度為125度、55度、70度、55度、55度構(gòu)成的透射區(qū)域，以125度的中心角度構(gòu)成的透射區(qū)域為白色。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7任意一項所述的色環(huán)裝置，其特征在于，上述選擇構(gòu)件包含用于定位第1或第2色環(huán)的至少一方的定位構(gòu)件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的色環(huán)裝置，其特征在于，在第1或第2色環(huán)在第1方向上旋轉(zhuǎn)時，上述選擇構(gòu)件選擇第1相對位置；在與第1方向相反的第2方向上旋轉(zhuǎn)時，上述選擇構(gòu)件選擇第2相對位置。
10.一種色環(huán)裝置，其特征在于，具備在圓周方向上具有白色、藍色、紅色及綠色的透射區(qū)域并以軸為中心旋轉(zhuǎn)的第1色環(huán)；在圓周方向上具有白色及第1顏色的透射區(qū)域并與第1色環(huán)同軸旋轉(zhuǎn)的第2色環(huán)；以及，在使第1、第2色環(huán)旋轉(zhuǎn)時，用于相對第1色環(huán)定位第2色環(huán)的定位構(gòu)件，使第1及第2色環(huán)旋轉(zhuǎn)，使光從第1色環(huán)側(cè)入射并從第2色環(huán)射出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的色環(huán)裝置，其特征在于，定位構(gòu)件包含形成在第1色環(huán)上的至少1個突起和形成在第2色環(huán)上的至少1個定位開口，定位開口在第1端部及第2端部之間具有規(guī)定的長度，上述突起與定位開口內(nèi)的第1端部接觸時，第1顏色的透射區(qū)域與第1色環(huán)的白色透射區(qū)域重疊，在與第2端部接觸時，第1顏色的透射區(qū)域與第1色環(huán)的藍色、紅色及綠色中的任意一個重疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的色環(huán)裝置，其特征在于，定位構(gòu)件包含形成在第2色環(huán)上的至少1個風(fēng)壓承受部件，該風(fēng)壓承受部件在第1色環(huán)在第1方向旋轉(zhuǎn)時，使上述突起與第1端部接觸地加力，在第1色環(huán)在第2方向旋轉(zhuǎn)時，使上述突起與第2端部接觸地加力。
13.一種照明光學(xué)裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1～12任意一項所述的色環(huán)裝置，以及，相對色環(huán)裝置使光入射的光源。
14.一種投影儀，其特征在于，具有權(quán)利要求1～12任意一項所述的色環(huán)裝置，相對色環(huán)裝置使光入射的光源，調(diào)制從色環(huán)裝置透射的光的調(diào)制單元，以及，投射通過調(diào)制單元調(diào)制的光的投影單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的投影儀，其特征在于，投影儀還包含用于從多個顯示模式中選擇其中1個顯示模式的輸入單元，上述選擇構(gòu)件響應(yīng)來自上述輸入單元的輸入，選擇第1、第2色環(huán)的相對位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的投影儀，其特征在于，上述調(diào)制單元包含DMD或液晶器件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種色環(huán)裝置，其不采用機械的復(fù)雜的機構(gòu)，可進行對應(yīng)多個顯示模式的設(shè)定。該色環(huán)裝置(1)，具有在圓周方向上具有白色(102，104)、紅色(106)、綠色(108)及藍色(110)的透射區(qū)域并以軸為中心旋轉(zhuǎn)的第1色環(huán)(10)；在圓周方向上具有白色(202，204)、紅色(206)、綠色(208)及藍色(210)的透射區(qū)域并與第1色環(huán)同軸旋轉(zhuǎn)的第2色環(huán)(20)；以及選擇第1、第2色環(huán)(10、20)的相對位置的選擇構(gòu)件，使第1及第2色環(huán)(10、20)旋轉(zhuǎn)，使光從第1色環(huán)(10)側(cè)入射并從第2色環(huán)(20)射出。
文檔編號G03B21/14GK1938628SQ20048004273
公開日2007年3月28日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者關(guān)口修利, 小見聰, 石井章夫 申請人:普樂士顯示株式會社