专利名称：图像投影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于投影电视等的图像投影设备。
现有技术用于投影电视类器材的图像投影设备类型虽多，但所采纳类型须按用途确定，其中，单面立体光调制器图像投影系统比三面立体光调制器原色图像投影系统所用元件数少，且实现成本低，因此得以广泛应用。在以单面立体光调制器投影多色彩色图像时，采用时间分割或空间分割法形成红、绿、兰三原色的投影图像，并可由加色混合方式投影出所需任何颜色。时分原色光投影法不改变立体光调制器的像素个数，便可实现图像投影，因而有利于高清晰度投影电视例如符合HDTV(高清晰度电视)标准的信号。一种光时分法，其让光源发射的白光通过色轮，以发生被时分的原色光，通过向立体光调制器照射，进而发生各色图像。
但是，根据时分三原色光并照射的方法，不论在哪个时间时限除现用原色光之外的其他原色光(成分)不被利用(被反射或吸收至损)，因而光利用率低，需要改进。
图8是现有图像投影设备的结构示意图，1为白光源，包括灯2和反射片3。4为会聚光源1发射的光的第1光学装置。5为由三原色滤色镜组成的色轮，6为色轮5的转轴，7为将色轮5的通过光转换成后续的照射在立体光调制器8的光的第2光学装置。Sd为驱动立体光调制器8的信号，L1为光源1的发射光，L2为入射色轮5的光，L3为色轮5的反射光，L4为通过色轮5的光，L5为照射到立体光调制器的光，L6为接受了立体光调制器调制的光。光L6在入射投影透镜(未图示)后，在目标物体上(未图示)投影。目标物体可以是投影屏、感光胶卷等。
图9及图10是如特开平5-273673号公报示出的现有图像投影设备中的色轮结构示意图，图9为色轮，21、22和23分别为可让红、绿、兰光通过的滤色镜。滤色镜21、22和23每个都占用120度角。图10是以加强照射光亮度为目的，在三原色滤色镜以外增加透明片所构成的色轮，24、25和26分别为可使红、绿、兰光通过的滤色镜，27为透明片。在色轮中，滤色镜24、25和26及透明片27所占的角度都为90度角。
如图8，灯2发生含红、绿、兰光谱的光，反射镜3使灯2的射出的光朝向第1光学装置4。由此光源1发射光L1。第1光学装置4接收光源1的发射光L1，并将其向色轮会聚，被会聚的光L2对准色轮滤色镜。
当色轮按图9构成且以每秒60转的速度旋转时，由于光L2对准色轮的一定的地方，因此根据滤色镜21、22和23的旋转位置通过光变换为红、绿、兰光，此过程每秒重复60次。通过了滤色镜21、22和23的光由第2光学装置7转换为基本平行的光L5，并照射到立体光调制器8，立体光调制器8由驱动信号Sd驱动，并调制光强，一边形成对应各色原色光的彩色图像，并射出光L6。光L6通过依次射出三原色光投影加色混合的任何颜色的图像。没通过滤色镜21、22和23的光被吸收或反射，没被利用于光投影，因此光源发射的光平均仅三分之一通过滤色镜用于光投影，而其余的三分之二得不到利用。
当色轮按图10配置时，光L4按红、绿、兰、白变化，并每秒重复60次。虽然投影白光可以增强亮度，但由于滤色镜的占用角度变小，所以投影饱和度高的颜色时反到变暗，颜色的鲜艳性也随之丧失。
色轮为图9的结构时，图11为现有图像投影设备上立体光调制器8的照射光L5的光通强度的时间平均值(时间平均光通强度)的立体表示，图中，31至33分别为红、绿、兰三原色的时间平均光通强度IR、IG和IB的坐标轴，点R1、G1和B1分别为红、绿、兰三原色的时间平均光通强度，点W1为三原色光合成的光的时间平均光通强度的点。顶点为原点O、点R1、G1、B1、W1等的长方体内部表示通过立体光调制器8调制光L6的强度而形成投影图像的可用范围。因此，长方体越大，光投影设备的可形成图像就越亮，表现范围就越大。对亮度高的图像，点W1离原点O距离越远，对饱和度高的图像，点R1、G1和B1离原点越远，投影就可以越亮。
图12为图11各点在IG轴和IB轴所形成的平面上投影的平面视图，轴的刻度可以任选，但为了进行以下相对比较，兹假定点G1的IG轴坐标值和点B1的IB轴坐标值分别为1。即在使用占用角度为120度的滤色镜时得到的三原色的每个的时间平均光通强度为1。
色轮结构为图10的结构时，图13为在现有图像投影设备中立体光调制器8的照射光L5的时间平均光通强度在IG轴和IB轴所表示平面上投影的平面视图，点G2和点B2分别表示绿、兰的原色的时间平均光通强度，点W2表示三原色组合光的时间平均光通强度的点。在图10所示的色轮中，每个滤色镜的占用角为90度，因此点G2由90/120＝0.75所以IG轴坐标值为0.75，与之相同，点B2的IB坐标轴值也为0.75。透明片可同时让三原色光通过，并在90度间持续，因此对每种颜色同时增加光通0.75。例如，如果在三原色光中添加白光，在图13中变为点W2所示光强度，此为亮度最大值。光照的可能范围到原点O及点G2、W2和B2定义的六角形范围。其它投影平面上的范围与之类似。如果以(IR轴坐标，IG轴坐标，IB轴坐标)表示点坐标，则图13的点W2为(1.5，1.5，1.5)，各色的光强度为图12的点W1坐标(1，1，1)的1.5倍。图13的点G2坐标为(0，0.75，0)，绿色照射光为图12的点G1坐标(0，1，0)的75％，因而饱和度高的图像亮度降到75％。
发明内容
如上上述，在图9的采用色轮增加亮度的现有方法中，重要的是组成色轮的滤色镜和透明片的角度比例要设定成与投影的图像相吻合，然而，通常无法预测投影图像是什么范围的颜色和饱和度，从而难以决定最佳比例。另外，在白光的亮度峰值与颜色饱和度之间存在着一种协调关系，据此，不论比例如何确定，对多种图像，都会有暗投影的图像。
本发明旨在消除上述问题，其目的在于在由单面立体光调制器构成的图像投影设备中，通过提高光的利用率使几乎所有的投影图像的亮度都比现有图像投影设备的大。
本发明的另一个目的在于提供性能高、费用低的图像投影设备。
权利要求1记载的图像投影设备，其包括发生不同颜色成分的光的光源(1)；让来自上述光源(1)光的不同颜色成分顺序通过的顺序色选装置(51)；发生白光的装置(10、11a、11b、11c、12)；立体光调制器(8)；将通过上述顺序色选装置的光和上述白光导向上述立体光调制器(8)的装置(51)；调节上述白光的时间平均强度的装置(12)，上述立体光调制器(8)对通过上述顺序色选装置的光和调节了上述时间平均强度的上述白光进行立体调制，并发生图像光。
权利要求2记载的图像投影设备，其特征是在权利要求1记载的设备中，调节上述白光时间平均强度的装置包含液晶光闸。
权利要求3记载的图像投影设备，其特征是在权利要求1记载的设备中，上述发生白光的装置包含合成上述顺序色选装置的反射光和通过上述顺序色选装置的光的装置(51)。
权利要求4记载的图像投影设备，其特征是在权利要求3记载的设备中，调节上述白光时间平均强度的装置调节上述顺序色选装置反射的光，由此间接调节上述白光的时间平均强度。
权利要求5记载的图像投影设备，其特征是在权利要求3记载的设备中，上述顺序色选装置具有多个滤色镜，上述滤色镜由二向色滤光镜构成，通过向上述顺序色选装置的射出表面照射上述顺序色选装置的射入表面所反射的光，来合成上述顺序色选装置所反射的光和通过上述顺序色选装置的光。
权利要求6记载的图像投影设备，其特征是在权利要求1记载的设备中，上述顺序色选装置由可以以转轴为中心保持旋转的片状部件形成，上述片状部件被从上述转轴起沿径向延伸的直线分割为3个或更多的区域，其中至少3个区域分别具有红、绿、兰三原色的滤色镜。
权利要求7记载的图像投影设备，其特征是在权利要求1记载的设备中，
上述立体光调制器为可变形镜装置。
权利要求8记载的图像投影设备，其特征是在权利要求1记载的设备中，还具有根据表示应投影图像的图像信号的内容调节上述时间平均强度的控制器。
权利要求9记载的图像投影设备，包括发生含有不同颜色成分的光的光源(1)；让来自上述光源(1)光的不同颜色成分顺序通过的顺序色选装置(51)；立体光调制器(8)；将上述顺序色选装置的通过光和上述顺序色选装置的反射光导向上述立体光调制器(8)的装置(51)；可使上述反射光的时间平均强度调低的调节装置(12)，上述立体光调制器(8)对上述顺序色选装置的通过光和调节了上述时间平均强度的上述反射光进行立体调制，并发生图像光。
权利要求10记载的图像投影设备，其特征是在权利要求9记载的设备中，上述调节装置的调低率可变。
图1是本发明实施方式1的图像投影设备的结构示意图。
图2的(a)至(e)是在本发明实施方式1中的色轮旋转时限、光闸开关时限、对立体光调制器的各色光及白光的照射时限的示意图。
图3是在以本发明实施方式1的图像投影设备的红、绿的原色光平均照射强度为轴的平面上，可照射的光强度范围示意图。
图4是在以本发明实施方式1的图像投影设备的绿、兰的原色光平均照射强度为轴的平面上，可照射的光强度范围示意图。
图5的(a)至(e)是在本发明实施方式2中的色轮旋转时限、光闸开关时限、对立体光调制器的各色光及白光的照射时限的示意图。
图6的(a)至(d)是将本发明实施方式2中的射入立体光调制器的光分解为白光和各种颜色光(成分)的结果示意图。
图7是本发明实施方式3的图像投影设备的结构示意图。
图8是现有图像投影设备的结构示意图。
图9是现有图像投影设备中的色轮滤色镜配置的示例图。
图10是现有图像投影设备中的色轮滤色镜配置的其他示例图。
图11是当滤色镜配置如图9所示时，在以现有图像投影设备的三原色光平均照射强度为轴的平面内可照射范围的示意图。
图12是当滤色镜配置如图9所示时，在以现有图像投影设备的绿和兰的原色光平均照射强度为轴的平面内可照射范围的示意图。
图13是当滤色镜配置如图10所示时，在以现有图像投影设备的绿和兰的原色光平均照射强度为轴的平面内可照射范围的示意图。
符号说明1光源2灯3反射片8立体光调制器10光学装置11a、11b、11c导光装置12光闸14光学装置15控制器51色轮60a射入表面60b射出表面实施方式以下参照各实施方式的图对本发明进行具体说明。
实施方式1图1是表示本发明实施方式1的图像投影设备的结构图，1为发生含不同颜色成分的光例如白光的光源，包括灯2和反射片3，并射出光L1。4为会聚光源1的发射光L1并发射光L2的第1光学装置。
51为旋转型顺序色选装置(色轮)，包括有射入表面为60a，射出表面为60b的元碟状组合滤色镜60和沿垂直于射入表面60a及射出表面60b的方向延伸的转轴61，转轴61配置成与来自第1光学装置4的光L2的行进方向的倾斜角为θ。光L2中，L41代表通过色轮51的光成分，L31代表反射光成分。倾斜角θ的设定使入射光L2和反射光L31可相互分离。
10为第3光学装置，将反射光L31转换为所定剖面尺寸的光束(平行光)。L32为被平行的反射光，11a至11c为光导装置，比如由反射镜组成，12为由液晶构成的光闸，Sc为控制光闸12的信号，L33为入射光闸12上的光，L34为通过光闸12的光，14为第4光学装置，其将通过光闸12的光转换为会聚光，同时，使会聚光射向色轮51的滤色镜中的通过光的射出点(射出表面60b中通过光通过的位置)，L35为射入第4光学装置14的光，L36为第4光学装置14的射出光，L37为光L36中的被色轮51的组合滤色镜60的射出面60b所反射的光。
7为将色轮51的通过光转换为后续的立体光调制器8的照射光的第2光学装置。立体光调制器8由可变形镜装置构成。Sd为立体光调制器8的驱动信号。15为接收图像信号Si、发生控制信号Sc及驱动信号Sd并使色轮51的旋转与光闸12及立体光调制器8的操作同步的控制器。
L51为光L41和光L37相互添加(合成或叠加)而形成并照射到立体光调制器8的光，L61为由立体光调制器8调制并射出的光。
如上上述，色轮51具有元碟状的组合滤色镜60，此元碟状组合滤色镜60由沿径向延伸并彼此间隔120度角的3条直线分割成3个区域，而且在每个区域上，都有由二向色滤色镜组成的三原色的滤色镜。据此，各滤色镜都在元碟状组合滤色镜中占有120度角。各二向色滤色镜只让三原色之一通过，并反射其余的光。
第1光学装置4的会聚光L2射到色轮51的滤色镜上，其一部分(由入射光所在滤色镜选取的颜色成分)通过滤色镜并作为光L41直线行进而进入第2光学装置7。光L2中的其余部分(未被入射光L2所在的滤色镜选取的大部分的颜色成分)被向与入射方向偏离(2×θ)角度的方向反射，射入第3光学装置10并被转换为平行光L32，再由光导装置11a导向，作为光L33射入光闸12。
光闸12根据控制信号Sc控制光L33的通过比例，通过光L34由光导装置11b和11c导向变为光L35。光闸12通过控制光L33的通过比例，可调节光L35的时间平均强度。光L35射入第4光学装置14，并被转换为会聚光L36。光L36在通过色轮51的光L41的(射出表面的)射出部位以与光L31的行进方向相同的方向入射，并沿着光L2的方向被反射变为光L37，再与光L2中的通过滤色镜的成分光L4合成。光L37和光L41的合成光称为光L50。光L50通过第2光学装置7变成光L51。
当光L41为红光时，光L31含有绿光成分及兰光成分，当光闸12处于通过状态时，绿光及兰光作为光L37被传送，并与光L41合成，其结果，成为白光L51照射到立体光调制器8。
图2(a)是在滤色镜51旋转即每个滤色镜的运动过程中，红、绿、兰滤色镜中哪个处于光L2的入射位置，换言之，哪个颜色的光通过了滤色镜的示意图。图2(b)表示光闸12的开关时限，图2(c)至图2(e)分别为表示作为光L51入射立体光调制器的红、绿、兰光(成分)的强度瞬时值iR(t)、iG(t)和iB(t)的时限图。
在图2(a)中光L2从时间t1至t2入射红滤色镜(红滤色镜处于光L2的入射位置)，从时间t2至t3入射绿滤色镜，从时间t3至t4入射兰滤色镜。色轮51在t1至t4的期间旋转1圈。色轮51的旋转时间TF一般低于1/60秒，使颜色的闪烁不易被察觉。
在图2(b)中，光闸12在t1至t5期间关闭，在t5至t6期间打开，在t6至t4期间关闭。t5的时限位置在从t2的t2至t3期间的2/3处，t6的时限位置在从t3的t3至t4期间的1/3处。在本实施方式的说明中，假定光闸12的开是全开状态，并且入射光是无衰减地射出。在光闸12为开的时间(t5至t6)内，在t5至t3期间绿滤色镜处于光L2的入射位置，因此红、兰光成分由滤色镜反射而通过光闸12作为反射光L37被导向立体光调制器8。在t3至t6期间兰滤色镜处于光L2的入射位置，因此红、绿光成分由滤色镜反射而通过光闸12作为反射光L37被导向立体光调制器8。
如图2(c)所示，在t1至t2期间，红光成分作为通过光L41入射立体光调制器8，而在t5至t6期间，作为反射光L37入射立体光调制器8。如图2(d)所示，在t2至t3期间，绿光成分作为通过光L41入射立体光调制器8，而在t3至t6期间，作为反射光L37入射立体光调制器8。如图2(e)所示，在t5至t3期间，兰光成分作为反射光L37入射立体光调制器8，而在t3至t4期间，作为通过光L41入射立体光调制器8。
如上上述，假定在光闸12开时没有衰减，因而在光闸打开期间(t5至t6)，通过光L41和反射光L37合成为白光。据此，在立体光调制器8上(只有)绿光的入射期间为t2至t5，在立体光调制器8上(只有)兰光入射的期间为t6至t4。
因此，三原色光和白光依次(如上例，顺序为红、绿、白、兰)入射立体光调制器8，由此，参照图10所示的现有设备中，与在t5至t6期间(光闸12打开期间)在光L2的入射位置设置透明片而使白光入射立体光调制器8的结构等价。所以，这跟现有设备相同，可以通过增加白光比例而加强亮度。
红、绿、兰的每个的最大亮度都分别只由该颜色的光(成分)在立体光调制器8上的入射期间的长短，即从该颜色的光在立体光调制器8上的入射期间中减去白光在立体光调制器8上的入射期间而决定。在图2(c)至2(e)的示例中，每种颜色的最大亮度由红色为t1至t2，绿色为t2至t5而兰色为t6至t4的长度来决定。
立体光调制器8由对应于入射光的信号来驱动。即在(只有)红光入射时由红色信号驱动，在(只有)绿光入射时由绿色信号驱动，在(只有)兰光入射时由兰色信号驱动，在白光入射时由亮度信号驱动。
由于立体光调制器8以10微秒程度的高速度进行工作，所以如果每种颜色的照射时间数量级为2毫秒，则可进行200个阶段的脉冲宽度调制，因而就有可能得到灰度级数量充足的光投影。在示图例中，红色的t1至t2期间、绿色的t2至t5期间、兰色的t6至t4期间及白色的t5至t6期间都被分割为脉冲宽度调制的阶段数而进行灰度级的控制。
在光闸12上从光的入射侧起按顺序配置偏振光转换装置、液晶和检光装置，可使通过损失变小。这里偏振光转换装置最好是让第一方向的偏振光无变化地通过，并将在入射光中与第一方向垂直的第二方向的偏振光转换为第一方向的偏振光而射出。
时间t5和t6可以由控制信号Sc的发生时限进行控制，也可随投影的图像而变化。例如，对于运动画面，可以按每个视场来进行其调节。此控制由控制器15来进行。
图2(a)至2(e)的示例适合红色饱和度高而其它颜色饱和度低的情况，在t1至t2期间中全部红光都用于红色的投影，而在t5至t6期间通过打开光闸12可以白光的照射替代绿光和兰光照射的一部分。
在图2(a)至2(e)的示例中，发生白光的时限在色轮每次旋转中只有一次，但本发明对此并不作限制，在色轮的一次旋转中可发生不只一次的白光，且白光的发生时间长度可以有各种设定。
当图像是单色时，可经常使光闸12打开而照射白光。这样，投影亮度可以是不采用白光的设备的3倍。
图3和图4表示关于本发明实施方式的图像投影设备，立体光调制器8的照射光L51的时间平均光通强度的变化范围，图3为在红光IR轴和绿光IG轴所成的平面上，图4为在绿光IG轴和兰光IB轴所成平面上的投影。当光闸12按图2(b)所示时限打开时，点R3(1，0，0)、点G3(0，0.67，0)和点B3(0，0，0.67)分别表示红光、绿光和兰光的照射强度，在点W3(1.67，1.33，1.33)可获得添加了白光的最大亮度。
通过改变光闸12的开关时限，可移动点R3、G3、B3和W3，但其最大值分别是R4(1，0，0)、G4(0，1，0)、B4(0，0，1)和W4(3，3，3)。在点W4处，所有坐标值都是3，并且如果是单色图像，如上所述，可以得到3倍于现有设备亮度的投影。如果当饱和度对所有颜色都高时则可以不用白光照射，而当图像只有红色时则可以取消绿光和兰光的照射时间。
这样，通过调节时限t5和t6，或更一般地讲，通过调节白光在立体光调制器8上的照射时限，可以调节图像的亮度和饱和度。据此，可根据图像特点调节图像的亮度和饱和度。例如，当图像饱和度小时，可通过增加白光的时间平均强度来增加图像亮度。并且，在图像饱和度高时，可通过减少白光的时间平均强度来不损失图像颜色的鲜艳性。
在上述实施方式中，通过合成色轮51的反射光和通过色轮51的光而形成白光，从而可有效利用光源的发射光。而且，通过调节光闸12的开关时限，可对色轮51的反射光和通过色轮51的光进行而形成的白光的期间长度予以调节，由此来间接调节白光的时间平均强度和每种颜色光的强度。据此，用简单的结构便可以有效地进行白光和每种颜色光的调节。
此外，由于每种颜色滤色镜都由二向色滤色镜形成，因此光得以有效反射，可更有效地利用光源的发射光。
进言之，由于在同一滤色镜的射出表面上合成滤色镜射入表面的反射光，所以设备的整个结构简单，且光的利用率高。
另外，光闸12由液晶光闸构成，因此调节白光的时间平均强度的装置可以由成本低且耗能少的部件来实现。
实施方式2在上述的实施方式1中，为了调节色轮51反射光的时间平均强度，而调节光闸12的打开时限，取而代之还可以调节光闸12的开口度(全体的透过率)，即在入射光闸12的光中通过光闸12的光的比例。其结构的示图与图1相同。但是，图1的光闸12的操作有所不同。
即，在实施方式1中，当光闸12打开时其射出光的强度与入射光的强度相同，但在实施方式2中，入射光中所定比例的光成为射出光。图5是其一示例。在图5示例中，光闸12的开口度P在色轮51让绿光及兰光通过的整个期间内为1/3。即入射光中的P＝1/3＝33.3％成为射出光。
光闸12的射出光与实施方式1相同在色轮51的射出表面60b与通过色轮51的光合成。据此，射入立体光调制器8的光如图5(c)至5(e)所示。即红光在期间t1至t2内以100％的强度(以色轮51的入射光强度为基准。以下相同。)，在期间t2至t4内以P＝33.3％的强度入射立体光调制器。绿光在期间t2至t3内以100％的强度，在期间t3至t4内以33.3％的强度入射立体光调制器8。兰光在期间t2至t3内以33.3％的强度，在期间t3至t4内以100％的强度入射立体光调制器8。
据此，红光的时间平均强度为1+0.333×2＝1.67；绿光的时间平均强度为1+0.333×1＝1.33；兰光的时间平均强度为1+0.333×1＝1.33，结果与实现方式1的绿、兰期间中的各自只有1/3的期间全开光闸12的情况相同。
另外，由于在期间t2至t3内到达立体光调制器8的光的强度对红光和兰光而言为33.3％，而对绿光而言为100％，因此可认为绿光中的P＝33.3％与红光及兰光共同形成白光，而其余的(1-P)＝66.7％作为绿光到达立体光调制器8。与之类似，由于在t3至t4期间内到达立体光调制器8的光的强度对红光与绿光而言是33.3％，而对兰光而言为100％，因此可认为兰光中的P＝33.3％与红光和绿光共同形成白光，而其余的66.7％作为兰光到达立体光调制器8。如上所述，图6表示在三原色各颜色的光中分解成白光iW’(t)和其以外的成分iR’(t)、iG’(t)、iB’(t)(分别称为红光成分、绿光成分、兰光成分)的情况。
如图所示，在时间t2至t4的期间中，可认为白光和绿光成分、兰光成分相互重叠，因此此期间由重叠组合了亮度信号和各颜色信号的信号来驱动立体光调制器8。例如，在t2至t3中，白光和绿光成分重叠，因此立体光调制器8由亮度信号和绿光信号重叠组合所得到的信号驱动。在t3至t4中，白光和兰光成分重叠，因此立体光调制器8由亮度信号和兰光信号重叠组合所得到的信号驱动。为此所进行的控制和驱动信号的提供由控制器15来进行。
另外，作为用以调节光的时间平均强度的光闸12，不需要整个面一起改变光透射率，例如，可以将整个面分割为多个区域，其各个区域的开关可以单独控制，与提高光在整个平面内均匀性的装置(均匀处理装置)组合使用。这样的均匀处理装置因其它用途例如为补偿光源发射光的不均匀性，而已经例如作为光学装置7的一部分被设置，这时可用同一装置提高通过光闸12的光在平面内的均匀性。
如此，因为光通过平面内的透射率均匀性未必重要，所以使各种方式的液晶元件得以使用，其中强导电性液晶元件能以几十微秒程度的高速工作，因而有利于缩短切换期间。
此外，也可以组合进行参照图2说明的光闸12的开关时间控制和参照图5及图6说明的透射率的控制。
实施方式3在实施方式1和实施方式2中，将色轮射入表面60a的反射光导向光闸12，然而，亦可将色轮射入表面60a的反射光以外的光导向光闸12，并合成其通过光闸12的光与通过色轮的光。例如，如图7所示，也可以在发生射入色轮的光的光源1以外准备另外的光源41，并且对其发射光经与第1光学装置4相同的光学装置44、光闸12和与光导装置11b相同的光导装置45，用合成器例如二向色棱镜43进行合成，并将合成光导向立体光调制器8。这时，作为色轮51可以采用与入射光行进方向一致的转轴(即与图8的现有示例相同)。因此，图7与图8相同以5标记色轮。
在上述实施方式1至3中，光闸12由液晶光闸构成，但也可以采用其它形式的光闸。并且，在上述实施方式中，各滤色镜由二向色滤色镜形成，但取而代之也可采用其它形式的滤色镜。而且，在上述实施方式中，顺序色选装置由可以转轴为中心保持旋转的片状部件形成，上述片状部件由从上述转轴起沿径向延伸的直线分割成3个或更多的区域，而其中至少3个区域装有红、绿、兰三原色滤色镜，当然本发明对此不设限制，亦可采用其它形式的滤色镜。
在实施方式1至3中，采用了旋转型顺序色选装置，但取而代之亦可采用其它形式的滤色镜。
本发明按以上说明所构成，具有下述效果。
基于权利要求1记载的图像投影设备，不仅是通过了顺序色选装置的光，也将白光导向立体光调制器，因此可以增强投影图像的亮度。并且，通过调节白光的时间平均强度，可以依据投影图像的特征来调节图像亮度和饱和度。例如对饱和度小的图像可以通过加大白光的时间平均强度来图像变亮。而且，对饱和度高的图像可以通过减小白光的时间平均强度而不损失图像颜色的鲜艳度。
基于权利要求2记载的图像投影设备，可以用低价且低能耗的部件来实现调节白光时间平均强度的装置。
基于权利要求3记载的图像投影设备，利用顺序色选装置的反射光来发生白光，因此可以有效地利用来自光源的光。
基于权利要求4记载的图像投影设备，可以由简单的结构来调节白光的时间平均强度。
基于权利要求5记载的图像投影设备，由二向色滤光镜来构成顺序色选装置的滤色镜，因此可以有效地反射通过光以外的波长的光，并在射出表面对其进行有效的合成。
基于权利要求6记载的图像投影设备，全色的光投影成为可能，并且也可以通过加入所有三原色使之变为白光，从而进行明亮的单色图像的投影。
基于权利要求7记载的图像投影设备，高速的脉冲宽度调制成为可能，而且由于各颜色的时间平均强度的调节，即使某一颜色的光照射立体光调制器的时间变短，只是通过使脉冲宽度变窄，就能使有充分灰度级数量的脉冲宽度调制成为可能，从而可以由正确的颜色进行光投影。
基于权利要求8记载的图像投影设备，可以按图像信号的内容来自动调节亮度和饱和度。
基于权利要求9记载的图像投影设备，不仅是通过了顺序色选装置的光，也将反射光导向立体光调制器，因此可以增强投影图像的亮度。而且，通过利用顺序色选装置的反射光来发生白光，进而可以有效地利用来自光源的光。
基于权利要求10记载的图像投影设备，按投影图像的特征，变更调节装置的调低率，据此可以变更图像的亮度和饱和度。例如对饱和度小的图像可以通过加大白光的时间平均强度来图像变亮。而且，对饱和度高的图像可以通过减小白光的时间平均强度而不损失图像颜色的鲜艳度。
权利要求
1.一种图像投影设备，包括发生含有不同颜色成分的光的光源(1)；让来自上述光源(1)光的不同颜色成分顺序通过的顺序色选装置(51)；发生白光的装置(10、11a、11b、11c、12)；立体光调制器(8)；将通过上述顺序色选装置的光和上述白光导向上述立体光调制器(8)的装置(51)；调节上述白光的时间平均强度的装置(12)，上述立体光调制器(8)对通过上述顺序色选装置的光和调节了上述时间平均强度的上述白光进行立体调制，并发生图像光。
2.权利要求1记载的图像投影设备，其特征在于上述调节白光时间平均强度的装置包含液晶光闸。
3.权利要求1记载的图像投影设备，其特征在于上述发生白光的装置包含合成上述顺序色选装置的反射光和通过上述顺序色选装置的光的装置(51)。
4.权利要求3记载的图像投影设备，其特征在于上述调节白光时间平均强度的装置调节上述顺序色选装置反射的光，由此间接调节上述白光的时间平均强度。
5.权利要求3记载的图像投影设备，其特征在于上述顺序色选装置具有多个滤色镜，上述滤色镜由二向色滤光镜构成，通过向上述顺序色选装置的射出表面照射上述顺序色选装置的射入表面所反射的光，来合成上述顺序色选装置所反射的光和通过上述顺序色选装置的光。
6.权利要求1记载的图像投影装置，其特征在于上述顺序色选装置由可以以转轴为中心保持旋转的片状部件形成，上述片状部件被从上述转轴起沿径向延伸的直线分割为3个或更多的区域，其中至少3个区域分别具有红、绿、兰三原色的滤色镜。
7.权利要求1记载的图像投影装置，其特征在于上述立体光调制器为可变形镜装置。
8.权利要求1记载的图像投影装置，其特征在于还具有根据表示应投影图像的图像信号的内容调节上述时间平均强度的控制器。
9.一种图像投影装置，包括发生含有不同颜色成分的光的光源(1)；让来自上述光源(1)光的不同颜色成分顺序通过的顺序色选装置(51)；立体光调制器(8)；将上述顺序色选装置的通过光和上述顺序色选装置的反射光导向上述立体光调制器(8)的装置(51)；可使上述反射光的时间平均强度调低的调节装置(12)，上述立体光调制器(8)对上述顺序色选装置的通过光和调节了上述时间平均强度的上述反射光进行立体调制，并发生图像光。
10.权利要求9记载的图像投影设备，其特征在于上述调节装置的调低率可变。
全文摘要
在采用色轮按颜色顺序向立体光调制器照射光的彩色图像投影设备中,实现无论投影什么样的图像都能清晰投影的亮度改善方法。将色轮51的反射光加入到色轮的通过光中之后进行立体调制8形成图像。如果将色轮51的射入表面60a所反射的光导向色轮51的射出表面60b,加入到通过色轮的光中,则可以改善光的利用率。
文档编号G03B21/00GK1374794SQ01135379
公开日2002年10月16日 申请日期2001年10月9日 优先权日2001年3月12日
发明者日比武利 申请人:三菱电机株式会社