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技術 投影装置、投影制御方法及びプログラム

出願人 カシオ計算機株式会社
発明者 成川哲郎高島田悠美尾田潔
出願日 2019年4月17日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-078237
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-177096
状態 未査定
技術分野 カラーTV映像再生装置 電気信号の光信号への変換
主要キーワード 一波長帯域 赤セグメント 一回転分 第二波 ミラー加工 蛍光発光領域 励起光照射装置 ビデオRAM
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図面 (10)

課題

投影画像のちらつきを低減した投影装置投影制御方法及びプログラムを提供すること。

解決手段

投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光素子と、第一光源素子から照射された第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、第一光源素子、第一ホイール、第二ホイール及び表示素子を同期制御する制御部と、を備える。また、制御部は、第一ホイールの回転周波数の変動又は第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、画像光にマスク処理を行う。

概要

背景

従来から、DMDデジタルマイクロミラーデバイス)と呼ばれるマイクロミラー表示素子液晶板を用いて形成した画像をスクリーン投影する投影装置が提案されている。例えば、特許文献1の投影装置は、青色レーザダイオードと、赤色光源と、蛍光ホイールと、カラーホイールとを備えている。蛍光ホイールには緑色蛍光体及び赤色蛍光体が形成され、カラーホイールにはダイクロイックフィルタとして形成された青セグメント緑セグメント及び赤セグメントが含まれる。緑色蛍光体及び赤色蛍光体は、青色レーザダイオードから出射された青色波長帯域光により励起されて、それぞれ緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を出射する。青色レーザダイオード、赤色光源又は蛍光ホイールから出射された、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光は、それぞれカラーホイールの青セグメント、緑セグメント及び赤セグメントにより調光されて、表示素子側導光される。

このような投影装置では、蛍光ホイール及びカラーホイールが同期して回転制御され、時分割で色を切り換えカラー画像の投影を行う。また、投影装置は、入力画像に同期した投影画像を、入力画像のフレームレートに対して各ホイールを同期させることで出力する。したがって、ビデオテープ早送り、早戻り一時停止等の操作がされた場合の映像信号や、可変フレームレートに対応したHDMI登録商標)或いはD−Port等からの映像信号が入力された場合等において、入力画像のフレームレートが変化すると、蛍光ホイールやカラーホイールもそのフレームレートに同期するように回転周波数が変化する。

概要

投影画像のちらつきを低減した投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供すること。投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光素子と、第一光源素子から照射された第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、第一光源素子、第一ホイール、第二ホイール及び表示素子を同期制御する制御部と、を備える。また、制御部は、第一ホイールの回転周波数の変動又は第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、画像光にマスク処理を行う。

目的

本発明は、以上の点に鑑み、投影画像のちらつきを低減した投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一波長帯域光が出射される第一光素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、ことを特徴とする投影装置

請求項2

前記制御部は、前記第一ホイール又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、ことを特徴とする請求項1に記載の投影装置。

請求項3

前記制御部は、過去の第一判定期間において前記回転周波数の変動が前記第一閾値以下であり、前記第一判定期間よりも直近の第二判定期間において前記回転周波数の変動が前記第二閾値以上である場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の投影装置。

請求項4

前記第一判定期間と前記第二判定期間とは離間しており、前記制御部は、さらに、前記第一判定期間よりも前の期間を含む第三判定期間に前記マスク処理を行っていない場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする請求項3に記載の投影装置。

請求項5

前記制御部は、前記第一ホイール及び前記第二ホイールの前記回転周波数の変動が、所定時間第三閾値以下である場合に、前記マスク処理を解除することを特徴とする請求項2乃至請求項4の何れかに記載の投影装置。

請求項6

前記第一閾値と前記第三閾値とは、略同一の周波数であることを特徴とする請求項5に記載の投影装置。

請求項7

前記第一ホイールの前記複数の領域の一つは、前記第一波長帯域光が照射されて異なる波長帯域の光を出射する光源セグメントであることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の投影装置。

請求項8

前記制御部は、単位期間に前記異なる波長帯域の光を時分割で出射させ、前記マスク処理を、前記単位期間のうち意図しない色が出射される一部の期間行う、ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の投影装置。

請求項9

前記制御部は、前記マスク処理として、前記第一光源素子を消灯させる、前記表示素子により投影される前記画像光を黒画像とする、前記画像光の明るさを下げる、の何れかであることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の投影装置。

請求項10

前記第一ホイールは、前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域と、前記第一波長帯域光が照射されて第二波帯域光蛍光として出射する蛍光発光領域とを周方向に並設しており、前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光と異なる波長帯域の第三波長帯域光を出射する第二光源素子をさらに備え、前記第二ホイールは、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を透過する第二透過領域と、前記第一波長帯域光及び前記第三波長帯域光並びに前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光を透過する第三透過領域とを、周方向に並設している、ことを特徴とする請求項1乃至請求項9の何れかに記載の投影装置。

請求項11

投影装置における投影制御方法であって、前記投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、を備え、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、制御手段を含む、ことを特徴とする投影制御方法。

請求項12

第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、前記コンピュータを、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う制御手段として機能させる、ことを特徴とするプログラム。

技術分野

0001

本発明は、投影装置投影制御方法及びプログラムに関する。

背景技術

0002

従来から、DMDデジタルマイクロミラーデバイス)と呼ばれるマイクロミラー表示素子液晶板を用いて形成した画像をスクリーン投影する投影装置が提案されている。例えば、特許文献1の投影装置は、青色レーザダイオードと、赤色光源と、蛍光ホイールと、カラーホイールとを備えている。蛍光ホイールには緑色蛍光体及び赤色蛍光体が形成され、カラーホイールにはダイクロイックフィルタとして形成された青セグメント緑セグメント及び赤セグメントが含まれる。緑色蛍光体及び赤色蛍光体は、青色レーザダイオードから出射された青色波長帯域光により励起されて、それぞれ緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を出射する。青色レーザダイオード、赤色光源又は蛍光ホイールから出射された、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光は、それぞれカラーホイールの青セグメント、緑セグメント及び赤セグメントにより調光されて、表示素子側導光される。

0003

このような投影装置では、蛍光ホイール及びカラーホイールが同期して回転制御され、時分割で色を切り換えカラー画像の投影を行う。また、投影装置は、入力画像に同期した投影画像を、入力画像のフレームレートに対して各ホイールを同期させることで出力する。したがって、ビデオテープ早送り、早戻り一時停止等の操作がされた場合の映像信号や、可変フレームレートに対応したHDMI登録商標)或いはD−Port等からの映像信号が入力された場合等において、入力画像のフレームレートが変化すると、蛍光ホイールやカラーホイールもそのフレームレートに同期するように回転周波数が変化する。

先行技術

0004

特開2018−45199号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、蛍光ホイールとカラーホイールは互いの同期を維持しながら回転周波数を変化させることが難しい場合があり、例えば蛍光ホイールとカラーホイールの位相がずれた状態で映像を投影すると入力画像が意図した色と異なる色が出射されて、投影画像がちらついて見える等正常に投影されないことがある。

0006

本発明は、以上の点に鑑み、投影画像のちらつきを低減した投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、ことを特徴とする。

0008

本発明の投影制御方法は、投影装置における投影制御方法であって、前記投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、を備え、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、制御手段を含む、ことを特徴とする。

0009

本発明のプログラムは、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、前記コンピュータを、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う制御手段として機能させる、ことを特徴とする。

発明の効果

0010

本発明によれば、投影画像のちらつきを低減した投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の実施形態に係る投影装置の機能回路ブロック図である。
本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面図である。
本発明の実施形態に係る投影装置のホイールを示す図であり、(a)は蛍光ホイールであり、(b)はカラーホイールである。
本発明の実施形態に係る投影装置の投影処理タイミングチャートである。
本発明の実施形態に係るマスク処理のフローチャートである。
本発明の実施形態に係る投影装置のカラーホイールの位相が進んで同期ずれした場合における投影処理のタイミングチャートである。
本発明の実施形態に係る投影装置のカラーホイールの位相が遅れて同期ずれした場合における投影処理のタイミングチャートである。
本発明の実施形態に係る入力画像が低周波数から高周波数へ変化した場合における蛍光ホイール及びカラーホイールの回転周波数の変化を示す図である。
本発明の実施形態に係る入力画像が高周波数から低周波数へ変化した場合における蛍光ホイール及びカラーホイールの回転周波数の変化を示す図である。

実施例

0012

以下、本発明を実施するための形態について述べる。図1は、本実施形態の投影装置10の機能回路ブロック図である。投影装置10は、制御部38(制御手段)、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等を備える。入出力コネクタ部21から入力された各種規格画像信号は、入出力インターフェース22、システムバスSBを介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。

0013

また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオRAM25に展開記憶させた上でこのビデオRAM25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。

0014

表示駆動部26は、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜のフレームレートで空間的光変調素子(SOM)である表示素子51を駆動する。投影装置10は、光源装置60から出射された光線束を、導光光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で画像光を形成し、投影光学系220を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影光学系220の可動レンズ群は、レンズモータ45によりズーム調整フォーカス調整のための駆動を行うことができる。

0015

また、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号ADCT及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体であるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮/伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し一連動画を構成する個々の画像データを1フレーム単位で伸長し、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力する。よって、画像圧縮/伸長部31は、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を行うことができる。

0016

制御部38は、投影装置10内の各回路動作制御を司るものであって、CPUや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したROM及びワークメモリとして使用されるRAM等により構成される。

0017

キーインジケータ部37は、投影装置10の筐体に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成される。キー/インジケータ部37の操作信号は、制御部38に直接送出される。また、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ir受信部35で受信され、Ir処理部36でコード信号復調されて制御部38に出力される。

0018

制御部38はシステムバスSBを介して音声処理部47と接続されている。音声処理部47は、PCM音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声音させる。

0019

制御部38は、光源制御回路41を制御している。光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置60から出射されるように、光源装置60の励起光照射装置70や赤色光源装置120等の動作を個別に制御する。また、光源制御回路41は、制御部38の指示により蛍光ホイール101及びカラーホイール201の同期のタイミングを制御する。

0020

また、制御部38は、排気ファン駆動制御回路43に光源装置60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から投影装置10内の図示しない排気ファンの回転速度を制御する。また、制御部38は、排気ファン駆動制御回路43にタイマー等により投影装置10本体の電源FF後も排気ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によって投影装置10本体の電源をOFFにする等の制御も行う。

0021

図2は、投影装置10の内部構造を示す平面模式図である。投影装置10は、光源装置60、光源側光学系170及び投影光学系220等を備える。また、投影装置10は、電源回路ブロック光源制御ブロック等を含む回路基板と接続されて光源装置60内の駆動部(励起光照射装置70、赤色光源装置120、蛍光ホイール装置100及びカラーホイール装置200等)を駆動する。

0022

光源装置60は、青色波長帯域光(第一波長帯域光)の光源であって励起光源でもある励起光照射装置70と、緑色波長帯域光(第二波帯域光)の光源である緑色光源装置80と、赤色波長帯域光(第三波長帯域光)の光源である赤色光源装置120と、カラーホイール装置200とを備える。緑色光源装置80は、励起光照射装置70と蛍光ホイール装置100とにより構成される。

0023

光源装置60には、各色波長帯域光を導光する導光光学系140が配置されている。導光光学系140は、励起光照射装置70、緑色光源装置80及び赤色光源装置120から出射される光を光源側光学系170に導光する。

0024

励起光照射装置70は、投影装置10の正面パネル12近傍に配置される。励起光照射装置70は、複数の青色レーザダイオード71(第一光源素子)から成る光源群集光レンズ77,78及び拡散板79を備える。青色レーザダイオード71は、半導体発光素子であり、赤色発光ダイオード121と出射光光軸が平行となるよう配置される。

0025

上述の光源群は、複数の青色レーザダイオード71がマトリクス状に配置されて形成される。各青色レーザダイオード71の光軸上には、青色レーザダイオード71からの出射光の指向性を高めるように、各々平行光に変換するコリメータレンズ73が配置される。集光レンズ77及び集光レンズ78は、青色レーザダイオード71から出射される光線束を一方向に縮小して拡散板79に出射する。拡散板79は、入射した青色波長帯域光を、蛍光ホイール101側に配置された第一ダイクロイックミラー141へ拡散透過する。励起光照射装置70は、図示しないヒートシンク等によって冷却される。

0026

蛍光ホイール装置100は、励起光照射装置70から出射される励起光光路上に配置される。蛍光ホイール装置100は、蛍光ホイール101、モータ110、集光レンズ群111及び集光レンズ115を備える。蛍光ホイール101の上方の一部は、集光レンズ群111及び集光レンズ115との間に配置され、励起光照射装置70からの出射光の光軸と直交するように配置される。蛍光ホイール101はモータ110により回転駆動される。

0027

図3(a)に示すように、蛍光ホイール101(第一ホイール)は、円板状に形成され、軸受112を介して接続されたモータ110の駆動により回転することができる。蛍光ホイール101は、複数の光源セグメントとして蛍光発光領域310と透過領域320(第一透過領域)を、周方向に並設している。蛍光ホイール101の基材は銅やアルミニウム等の金属基材により形成することができる。この基材の励起光照射装置70側の表面は銀蒸着等によってミラー加工されている。蛍光発光領域310には、このミラー加工された表面に形成された緑色蛍光体層が形成される。蛍光発光領域310は、励起光照射装置70から青色波長帯域光を励起光として受けて、全方位緑色波長帯域蛍光を出射する。この緑色波長帯域光は、蛍光ホイール装置100から第一ダイクロイックミラー141側の集光レンズ群111に入射する。

0028

また、蛍光ホイール101の透過領域320は、蛍光ホイール101の基材に形成された切抜部に、透光性を有する透明基材を嵌入して形成することができる。透明基材は、ガラス樹脂等の透明な材料で形成される。また、透明基材には、青色波長帯域光が照射される側又はその反対側の表面に拡散層を設けてもよい。拡散層は、例えば、その透明基材の表面に、サンドブラスト等による微細凹凸を形成して設けることができる。透過領域320に入射された励起光照射装置70からの青色波長帯域光は、透過領域320を透過又は拡散透過し、集光レンズ115に入射する。蛍光ホイール101には、蛍光ホイール101の回転を検出させるマーカが形成される(不図示)。このマーカは、蛍光ホイール101の蛍光発光領域310が形成された面(換言すれば青色波長帯域光が入射する面)、或いは蛍光発光領域310とは反対側の面(換言すれば青色波長帯域光が入射する面とは反対側の面)に形成することができる。また、マーカは、蛍光ホイール101の基材よりも光の反射率を低減させた非反射部として形成することができる。制御部38は、反射型光センサ等の適宜のセンサによりマーカを検出させることで検出信号を取得し、検出信号の間隔やタイミングから蛍光ホイール101の回転周波数や同期点を求めることができる。

0029

集光レンズ群111は、励起光照射装置70から出射された青色波長帯域光の光線束を蛍光ホイール101に集光するとともに蛍光ホイール101から出射された蛍光を集光する。集光レンズ115は、蛍光ホイール101を透過することにより出射された光線束を集光する。

0030

赤色光源装置120は、青色レーザダイオード71と出射光の光軸が平行となるように配置された半導体発光素子である赤色発光ダイオード121(第二光源素子)と、赤色発光ダイオード121から出射された赤色波長帯域光を集光する集光レンズ群125と、を備える。赤色光源装置120は、赤色発光ダイオード121が出射する赤色波長帯域光の光軸と、蛍光ホイール101から出射されて第一ダイクロイックミラー141で反射された緑色波長帯域光の光軸とが交差するように配置される。赤色光源装置120は、図示しないヒートシンク等によって冷却される。

0031

導光光学系140は、第一ダイクロイックミラー141、第二ダイクロイックミラー142、第三ダイクロイックミラー143、光線束を集光させる集光レンズ145,146,147、青色波長帯域光を第三ダイクロイックミラー143側へ反射する反射ミラー144等からなる。以下、各部材について説明する。

0032

第一ダイクロイックミラー141は、拡散板79と集光レンズ群111との間の位置に配置される。第一ダイクロイックミラー141は、青色波長帯域光を集光レンズ群111側へ透過するとともに、緑色波長帯域光を集光レンズ145方向に反射してその光軸を90度変換する。

0033

第一ダイクロイックミラー141で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ145で集光されて、第二ダイクロイックミラー142に入射する。第二ダイクロイックミラー142は、緑色波長帯域光と赤色波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段であり、緑色波長帯域光を反射し、赤色波長帯域光を透過する。

0034

第二ダイクロイックミラー142で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ146で集光され、第三ダイクロイックミラー143に入射する。第三ダイクロイックミラー143は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して、青色波長帯域光を透過する。従って、第三ダイクロイックミラー143は、集光レンズ146で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を集光レンズ173へ反射して、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を導光する。

0035

また、蛍光ホイール101における青色波長帯域光の照射領域が透過領域であるとき、青色レーザダイオード71から出射された青色波長帯域光は蛍光ホイール101を透過し、集光レンズ115で集光された後に反射ミラー144に導光される。反射ミラー144は、蛍光ホイール101を透過又は拡散透過した青色波長帯域光の光軸上に配置される。反射ミラー144は、青色波長帯域光を反射してその光軸を集光レンズ147に導光する。第三ダイクロイックミラー143は、集光レンズ147により集光された青色波長帯域光を透過して、集光レンズ173に向けて導光する。

0036

光源側光学系170は、集光レンズ173、ライトトンネル175、集光レンズ178、光軸変換ミラー181、集光レンズ183、照射ミラー185、コンデンサレンズ195を備える。なお、コンデンサレンズ195は、コンデンサレンズ195の後方に配置される表示素子51から出射された画像光を投影光学系220に向けて出射するので、投影光学系220の一部でもある。

0037

集光レンズ173は、ライトトンネル175の第三ダイクロイックミラー143側に配置される。集光レンズ173は、第三ダイクロイックミラー143から導光された緑色波長帯域光、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を集光する。集光レンズ173により集光された各色波長帯域光は、カラーホイール装置200のカラーホイール201に照射される。

0038

図3(b)に示すように、カラーホイール装置200(第二ホイール)は、カラーホイール201と、そのカラーホイール201を回転駆動するモータ210とを備える。カラーホイール201は、集光レンズ173とライトトンネル175との間に配置され、集光レンズ173から出射された光線束の光軸とカラーホイール201上の照射面が直交する。

0039

カラーホイール201は、円板状に形成され、軸受113を介して接続されたモータ210により回転駆動される。カラーホイール201は、全色透過領域410(第二透過領域)と、青赤透過領域420(第三透過領域)とを周方向に並設している。全色透過領域410は、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光の可視光を透過させることができる。また、青赤透過領域420は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光並びに緑色波長帯域光の長波長側の一部の光を透過することができる。カラーホイール201に入射した赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光は、全色透過領域410又は青赤透過領域420を透過して調光された後、後述する合成光90としてライトトンネル175に向かって導光される。ライトトンネル175に入射した光線束は、ライトトンネル175内で均一な強度分布の光線束となる。カラーホイール201にも、蛍光ホイール101と同様に、カラーホイール201の回転を検出させるマーカが形成される(不図示)。マーカは、カラーホイール201にうち光が入射する面、或いはその反対側の面に形成することができる。制御部38は、反射型光センサ等の適宜のセンサによりマーカを検出させることで検出信号を取得し、検出信号の間隔やタイミングからカラーホイール201の回転周波数や同期点を求めることができる。

0040

図2に戻り、ライトトンネル175の光軸上には、集光レンズ178及び光軸変換ミラー181が配置される。ライトトンネル175の出射口から出射した光線束は、集光レンズ178で集光された後、光軸変換ミラー181により、左側パネル15側に反射される。

0041

光軸変換ミラー181で反射した光線束は、集光レンズ183により集光された後、照射ミラー185により、コンデンサレンズ195を介してDMDである表示素子51に所定の角度で照射される。表示素子51は、図示しないヒートシンクにより冷却される。

0042

光源側光学系170により表示素子51の画像形成面に照射された合成光90は、表示素子51の画像形成面で反射され、画像光として投影光学系220を介して光出射部12aからスクリーンに投影される。ここで、投影光学系220は、コンデンサレンズ195と、レンズ鏡筒230内に設けられた可動レンズ群及び固定レンズ群により構成される。レンズ鏡筒230は、可変焦点レンズとされ、ズーム調節フォーカス調節が可能に形成される。可動レンズ群は、レンズモータ45により自動で又は投影画像調整部15aにより手動で移動可能に形成される。

0043

このように投影装置10を構成することで、蛍光ホイール101及びカラーホイール201を同期回転させるとともに励起光照射装置70及び赤色光源装置120から適宜のタイミングで光を出射すると、緑色、青色及び赤色の各波長帯域光が導光光学系140を介して集光レンズ173に入射され、光源側光学系170を介して表示素子51に入射される。そのため、表示素子51がデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

0044

図4は、光源装置60のタイミングチャート図である。本図に示す色重視モードでは、投影装置10から三色の合成光90により形成した投影画像をスクリーンに投影する。入力画像に含まれる各画像フレームは、単位画像フレームT10毎に投影される。投影装置10は、複数の単位画像フレームT10に亘って時分割で画像を投影する。

0045

また、単位画像フレームT10には、2周期分の単位期間T11,T12が含まれる。各単位期間T11,T12の動作は、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の一回転分の動作に相当する。各単位期間T11,T12では、第一出力期間Ta、第二出力期間Tb及び第三出力期間Tcの順に異なる波長帯域の光が時分割で出射される。光源装置60は、各出力期間Ta,Tb,Tcに予め割り当てられた色の光を出射する。単位期間T11と単位期間T12の動作は同じであるため、ここでは単位期間T11の動作を主に説明する。

0046

青色レーザダイオード71は、第一出力期間Taから第三出力期間Tcに青色波長帯域光を出射する。赤色発光ダイオード121は、第一出力期間Taに赤色波長帯域光を出射し、第二出力期間Tb及び第三出力期間Tcに赤色波長帯域光を消灯する。

0047

第一出力期間Taでは、青色レーザダイオード71から出射された青色波長帯域光が蛍光ホイール101の蛍光発光領域310に照射されて、蛍光発光領域310から緑色波長帯域光が出射される。蛍光発光領域310から出射された緑色波長帯域光は、導光光学系140(図2参照)により導光されてカラーホイール201の青赤透過領域420に照射される。青赤透過領域420は緑色波長帯域光のうちの長波長側の一部の光を透過する。

0048

また、第一出力期間Taでは、赤色発光ダイオード121から出射された赤色波長帯域光が、導光光学系140により導光されてカラーホイール201の青赤透過領域420に照射される。したがって、光源装置60は、第一出力期間Taの合成光90として、赤色波長帯域光と、緑色波長帯域光のうちの長波長側の一部の光が合成された赤色波長帯域光90aを、ライトトンネル175に導光する。

0049

第二出力期間Tbでは、青色レーザダイオード71から出力された青色波長帯域光が蛍光ホイール101の蛍光発光領域310に照射されて、蛍光発光領域310から緑色波長帯域光が出射される。蛍光発光領域310から出射された緑色波長帯域光は、導光光学系140により導光されてカラーホイール201の全色透過領域410に照射される。全色透過領域410は緑色波長帯域光の大部分を透過するため、光源装置60は、第二出力期間Tbの合成光90として、緑色波長帯域光90bをライトトンネル175に導光する。

0050

第三出力期間Tcでは、青色レーザダイオード71から出射された青色波長帯域光が蛍光ホイール101の透過領域320に照射されて、透過領域320は照射された青色波長帯域光を透過する。透過領域320から出射された青色波長帯域光は、導光光学系140により導光されてカラーホイール201の全色透過領域410及び青赤透過領域420に照射される。青色波長帯域光は、第三出力期間Tcの前半では全色透過領域410に透過し、第三出力期間Tcの後半では青赤透過領域420に透過する。全色透過領域410及び青赤透過領域420はいずれも青色波長帯域光を透過するため、光源装置60は、第三出力期間Tcの合成光90として、青色波長帯域光90cをライトトンネル175に導光する。

0051

第三出力期間Tcが経過すると、次の単位期間T12の第一出力期間Taが開始する。単位期間T12内の動作は、単位期間T11と同様に行われるため、その説明を省略する。単位期間T12が経過すると、単位画像フレームT10の動作が繰り返される。

0052

投影装置10は、入力画像の一枚のフレームに対して倍の周期で駆動している。すなわち、入力画像のフレーム周波数に対して、各単位期間T11,T12の周波数は2倍である。したがって、図4の2つの単位期間T11,T12に対して1枚の画像フレームが対応する。例えば、投影装置10に入力される入力画像の周波数が50Hz(フレームレートは50fps)である場合、各単位期間T11,T12は100Hzで駆動する。また、投影装置10に入力される入力画像の周波数が60Hz(フレームレートは60fps)である場合、各単位期間T11,T12は120Hzで駆動する。以下、本実施形態では、入力画像の周波数の倍の周波数を、蛍光ホイール101及びカラーホイール201を同期させる同期周波数とする。

0053

蛍光ホイール101、カラーホイール201及び表示素子51は次のように同期して駆動される。まず、制御部38は、入出力コネクタ部21等(図1参照)から入力画像の信号が入力されると、その入力画像の周波数(フレームレート)を検出する。

0054

制御部38は、蛍光ホイール101の回転周波数を、入力画像の周波数に対応した同期周波数で同期するように駆動する。本実施形態では、同期周波数が入力画像の周波数の2倍に設定されており、蛍光ホイール101の回転周波数と同期周波数とが一致している状態を蛍光ホイール101と入力画像とが同期している状態としている。制御部38は、蛍光ホイール101の回転周波数と同期周波数とが異なる場合、蛍光ホイール101の回転周波数を同期周波数に一致させるように変更する。

0055

また、制御部38は、カラーホイール201の回転周波数を、蛍光ホイール101の回転周波数と同期するように駆動する。また、このとき、カラーホイール201と蛍光ホイール101の位相差が投影モードに応じて設定される位相差となるように、カラーホイール201と蛍光ホイール101が制御される。カラーホイール201と蛍光ホイール101の回転周波数が異なる場合、又はカラーホイール201と蛍光ホイール101の位相差が設定された位相差からずれている場合、カラーホイール201は蛍光ホイール101と回転周波数が一致して位相ずれが無くなるように制御される。

0056

さらに、制御部38は、表示素子51による画像光の形成を、蛍光ホイール101の回転周波数に同期させる。表示素子51の駆動周波数が蛍光ホイール101の回転周波数と異なる場合、表示素子51の駆動周波数は蛍光ホイール101の回転周波数と一致するように変更される。

0057

光源装置60が図4に示したタイミングチャートにより、蛍光ホイール101及びカラーホイール201が正常に同期した状態で動作している場合、表示素子51(図2参照)は、第一出力期間Ta、第二出力期間Tb及び第三出力期間Tcにおいて、それぞれ赤色波長帯域光90a、緑色波長帯域光90b及び青色波長帯域光90cの出射時間(反射時間)を制御して、カラー画像を形成することができる。

0058

蛍光ホイール101とカラーホイール201が同期ずれすると、表示素子51は意図しない光を出射することになるため、スクリーン等に投影される画像としては投影装置10への入力画像と異なる画像が投影される。投影装置10は、このような同期ずれが発生した場合に、以下に説明するマスク処理を行い、投影画像のちらつき等を防止する。

0059

図5は、投影装置10のマスク処理のフローチャートである。制御部38は、ステップS101で、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転を検出する。制御部38は、蛍光ホイール101及びカラーホイール201に設けられたマーカをセンサにより検出させて、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数や位相を求める。例えば、回転周波数は検出信号の検出間隔によって求めることができる。

0060

ステップS102では、第一条件として蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が一定時間安定していたか判定する。具体的に、制御部38は、過去の第一判定期間T41(図8及び図9も参照)において、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数の変動が第一閾値以下であるかを判定する。制御部38は、蛍光ホイール101及びカラーホイール201のいずれかの回転周波数の変動が、第一判定期間T41において第一閾値以下である場合に(S102,YES)ステップS103の処理に進み、第一閾値より大きい場合に(S102,NO)ステップS101の処理に戻る。

0061

ステップS103では、第二条件として蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が変化したか判定する。具体的に、制御部38は、前述の第一判定期間T41よりも直近の第二判定期間T42(図8及び図9も参照)において蛍光ホイール101及びカラーホイール201のいずれかの回転周波数の変動が第二閾値以上であるか判定する。制御部38は、第二判定期間T42において蛍光ホイール101及びカラーホイール201のいずれかの回転周波数の変動が第二閾値以上である場合に(S103,YES)ステップS104の処理に進み、第二閾値より小さい場合に(S103,NO)ステップS101の処理に戻る。

0062

ステップS104は、第三条件として前回のマスク処理から一定時間が経過しているか判定する。具体的に、制御部38は、第三判定期間T43(図8及び図9も参照)に、ステップS105で後述するマスク処理を行っていないかを判定する。第三判定期間T43は、第一判定期間T41よりも前の期間と、第一判定期間T41と、第一判定期間T41と第二判定期間T42の間の期間と、第二判定期間T42と、を含む。制御部38は、第三判定期間T43にマスク処理を行っていない場合は(S104,YES)ステップS105に進み、マスク処理を行っていた場合は(S104,NO)ステップS101の処理に戻る。

0063

ステップS105において、制御部38は、投影される画像光に対してマスク処理を行う。マスク処理の方法として、光源素子である前述した青色レーザダイオード71及び赤色発光ダイオード121を消灯させる、又は、表示素子51により投影される画像光を黒画像とすることができる。

0064

また、制御部38は、図4に示した単位期間T11,T12毎や、単位画像フレームT10毎にマスク処理を行ってもよいし、赤色波長帯域光90a、緑色波長帯域光90b及び青色波長帯域光90cの異なる波長帯域の光のうち、蛍光ホイール101(第一ホイール)及びカラーホイール201(第二ホイール)の回転周波数差又は位相ずれの発生により意図しない色が出射される一部の期間(後述する図6及び図7のタイミングチャートの例では期間Tdや期間Te)、マスク処理を行ってもよい。さらに、マスク処理として、本実施形態では位相ずれが発生しても出射される色に殆ど影響しない第三出力期間Tcの青色波長帯域光は出射させ、第一出力期間Ta及び第二出力期間Tbの光を消灯させて、投影画像を所謂ブルー画像としてもよい。また、マスク処理として、表示素子51を制御して画像光の明るさを下げてもよい。

0065

なお、ステップS102〜S104で第一条件〜第三条件を満たさずステップS101の処理に戻る際、投影装置10がマスク処理中であり蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が安定しているときは、制御部38はマスク処理を解除してからステップS101の処理に戻り、入力画像をスクリーンに投影する処理を再開することができる。安定しているか否かの判断方法としては、例えば、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数の変動が、所定時間現在の入力画像の周波数に対応した同期周波数を基準とした第三閾値以下の範囲である場合に、回転周波数が安定していると判定することができる。第三閾値は、現在の入力画像が50Hzである場合は、同期周波数である100Hzを基準として例えば数Hzとすることができる。例えば、第三閾値と第一閾値とは、略同一の周波数とすることができる。

0066

また、ステップS105のマスク処理は、ステップS104の第三条件を省略してステップS102,S103の第一条件及び第二条件を満たした場合に行う構成としてもよい。

0067

次に、蛍光ホイール101とカラーホイール201の間に同期ずれが生じて位相ずれP1が発生している状態の動作について説明する。図6は、図4に示した色重視モードの駆動中に、カラーホイール201の位相が蛍光ホイール101に対して進んだ状態のタイミングチャートである。

0068

カラーホイール201の位相が蛍光ホイール101に対して進むと、全色透過領域410が第一出力期間Taの後半の一部の期間Tdに位置するように位相ずれP1が発生する。したがって、第一出力期間Taの一部の期間Tdでは、黄色波長帯域光90dが合成光90として出射される。表示素子51は、映像処理40に示すように、第一出力期間Taの全体に亘って赤色波長帯域光90aが出射されているものとして駆動するため、一部の期間Tdに黄色波長帯域光90dが混色することによって投影画像の赤が黄色に近くなったり、白色を投影した場合には緑色側波長帯域の成分が多くなり緑がかった白色が投影される。

0069

また、図7は、図4に示した色重視モードの駆動中に、カラーホイール201の位相が蛍光ホイール101に対して遅れた状態のタイミングチャートである。カラーホイール201の位相が蛍光ホイール101に対して遅れると、青赤透過領域420が第二出力期間Tbの一部の期間Teに位置するように位相ずれP1が発生する。したがって、第二出力期間Tbの一部の期間Teでは、青赤透過領域420により蛍光発光領域310から出射された緑色波長帯域光の短波長側の成分が取り除かれて、合成光90として橙色波長帯域光90eが出射される。表示素子51は、映像処理40に示すように、第二出力期間Tbに緑色波長帯域光90bが出射されているものとして駆動するため、一部の期間Teに橙色波長帯域光90eが混色することによって投影画像の緑色が黄緑色に近くなったり、投影画像として白色を投影した場合には赤色側波長帯域の成分が多くなり赤味がかった白色が投影される。そして図7及び図8の位相ずれP1が不規則に変化すると、投影画像全体がちらつくことがある。

0070

このような蛍光ホイール101とカラーホイール201の同期ずれは、例えば、投影装置10に入力される入力画像の周波数が変化して、蛍光ホイール101とカラーホイール201の回転周波数を変化させる際に発生する。

0071

図8及び図9は、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数の変化を示す図である。図8及び図9縦軸は回転周波数を示し、横軸は時間を示している。また、蛍光ホイール101の回転周波数を実線で示しており、カラーホイール201の回転周波数を二点鎖線で示している。

0072

図8では入力画像が低周波数50Hzから高周波数60Hzへ変化した場合を示しており、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の同期周波数としては100Hzから120Hzへ変化した様子を示している。また、図9では入力画像が高周波数60Hzから低周波数50Hzへ変化した場合を示しており、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の同期周波数としては120Hzから100Hzへ変化した様子を示している。まず図8について説明する。

0073

タイミングT1までの期間において、入力画像の周波数は50Hzであり、蛍光ホイール101とカラーホイール201は100Hzで同期しながら回転している。タイミングT1において入力画像の周波数が50Hzから60Hzに変化すると、蛍光ホイール101とカラーホイール201は入力画像の60Hzに対応した同期周波数120Hzに向けて回転周波数が変化する。蛍光ホイール101とカラーホイール201の同期周波数に対する応答速度は、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の各重量等の要因によって異なる場合がある。図8ではカラーホイール201が蛍光ホイール101よりも軽いため、カラーホイール201は蛍光ホイール101に比較して素早く変化している。

0074

蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数は、タイミングT1からタイミングT3の間に入力画像の周波数に対応した同期周波数となるように変化する。蛍光ホイール101及びカラーホイール201の駆動中は、図5に示したフローチャートにより、マスク処理を行うか否かの判定がされる。

0075

例として、カラーホイール201の回転周波数が変化し始めたタイミングT2で、図5の判定を行う場合について説明する。図5のステップS102の第一条件の判定では、カラーホイール201の回転周波数の変動が、第一判定期間T41において前述の第一閾値以下であるか判定される。例えば、第一判定期間T41は過去1000msecから過去200msecの期間とすることができる。また、第一閾値は入力画像が50Hzで入力されている場合は同期周波数である100Hzを基準として例えば数Hzとすることができる。

0076

ステップS103の第二条件の判定では、カラーホイール201の回転周波数の変動が直近の第二判定期間T42において同期周波数に対して第二閾値以上であるか判定する。第二判定期間T42は、例えば、過去40msecから現在までの期間とすることができる。また、第二閾値を12Hzと設定して、同期周波数が100Hzである場合は蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が112Hz以上であるか否かを判定させることができる。第一判定期間T41と第二判定期間T42とは本実施形態のように離間するように設定することができる。また、第一閾値は、第二閾値よりも小さい値に設定することができる。

0077

ステップS104の第三条件の判定では、第一条件の第一判定期間T41よりも前の期間を含む第三判定期間T43に、ステップS105で後述するマスク処理を行ったかを判定する。例えば図8に示すように、第一判定期間T41が過去1000msecから過去200msecの期間である場合、第三判定期間T43は過去1000msecより前の時点から現在までの期間とすることができる。

0078

以上の第一条件〜第三条件(S102〜S104)が満たされてマスク処理が行われている間は、カラーホイール201の回転周波数が安定するまでマスク処理は解除されず、蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が安定し始めるタイミングT3まで、マスク状態が維持される。タイミングT3で一定時間の間蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が120Hzを基準とした第三閾値以下の範囲で安定したと判定されると、制御部38はマスク処理を解除して入力画像の投影を再開させることができる。

0079

次に図9の入力画像が高周波数60Hzから低周波数50Hzへ変化した場合について説明する。タイミングT5までの期間において、入力画像の周波数は60Hzであり、蛍光ホイール101とカラーホイール201は120Hzで同期しながら回転している。タイミングT5において入力画像の周波数が60Hzから50Hzに変化すると、蛍光ホイール101とカラーホイール201は入力画像の50Hzに対応した同期周波数100Hzに向けて回転周波数が変化する。入力画像の同期周波数が低周波側へ変化した場合においても、蛍光ホイール101とカラーホイール201の回転周波数は異なる応答速度で変化する場合がある。

0080

蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数は、タイミングT5からタイミングT7の間に入力画像の周波数に対応した同期周波数となるように変化する。蛍光ホイール101及びカラーホイール201の駆動中は、図5に示したフローチャートにより、マスク処理を行うか否かの判定がされる。

0081

例えば、カラーホイール201の回転周波数が変化し始めたタイミングT6における第一条件の判定(S102)では、カラーホイール201の回転周波数の変動が、第一判定期間T41において前述の第一閾値以下であるか判定される。例えば、第一判定期間T41は過去1000msecから過去200msecの期間とすることができる。また、第一閾値は入力画像が60Hzで入力されている場合は同期周波数である120Hzを基準として例えば±数Hzとすることができる。

0082

ステップS103の第二条件の判定では、カラーホイール201の回転周波数の変動が直近の第二判定期間T42において第二閾値以上であるか判定する。第二判定期間T42は、例えば、過去40msecから現在までの期間とすることができる。また、第二閾値を12Hzと設定して、同期周波数が120Hzである場合は蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が108Hz以下であるか否かを判定させることができる。

0083

ステップS104の第三条件の判定では、第一条件の第一判定期間T41よりも前の期間を含む第三判定期間T43に、ステップS105で後述するマスク処理を行ったかを判定する。例えば図8に示す例と同様に、第一判定期間T41が過去1000msecから過去200msecの期間である場合、第三判定期間T43は過去1000msecより前の時点から現在までの期間とすることができる。

0084

タイミングT7で一定時間の間蛍光ホイール101及びカラーホイール201の回転周波数が100Hzを基準とした第三閾値以下の範囲で安定したと判定されると、制御部38はマスク処理を解除して入力画像の投影を再開させることができる。

0085

なお、蛍光ホイール101とカラーホイール201が正常に同期しているときに、入力画像と蛍光ホイール101の同期がずれた場合、単位画像フレームT10に入力画像の描画タイミングが対応しなくなるが、その場合は単位画像フレームT10に投影させる画像を入力画像から一部除いたり、入力画像を複製して同じ画像フレームを連続表示させることで同期ずれを見かけ補正することができる。

0086

また、本実施形態では、図4に示したように単位画像フレームT10内に三色の光を出射して画像光を形成する色重視モードについて説明したが、カラーホイール201を蛍光ホイール101に対して意図的に所定の位相差が発生するように駆動してもよい。これにより、一つの単位期間T11,T12を4つ以上に分割して投影画像を形成することができる。例えば、カラーホイール201を蛍光ホイール101に対して位相を進めて、図6に示したように、第一出力期間Taの前半に合成光90として赤色波長帯域光を出射し、第一出力期間Taの後半を第四出力期間(期間Td)として合成光90として黄色波長帯域光を出射することができる。表示素子51も映像処理として期間Tdにおいて黄色波長帯域光が出射されているものとして駆動する。このように、投影装置10は、合成光90として赤色波長帯域光90a、黄色波長帯域光90d、緑色波長帯域光90b及び青色波長帯域光90cの4色により画像光を形成した、輝度重視モードにより動作することができる。

0087

また、単位期間T11,T12に3色の光を出射するモードや、単位期間T11,T12に4色の光を出射するモードにおいて、第一出力期間Ta内の赤色波長帯域光を合成光90として出射するタイミングで、青色レーザダイオード71を消灯する構成としてもよい。

0088

また、本実施形態は、3枚以上の蛍光ホイールやカラーホイールを同期させて動作する投影装置にも適用してもよい。

0089

また、投影装置10に限らず、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、第一光源装置から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイール(蛍光ホイール101)と、第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイール(カラーホイール201)と、第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、第一光源素子、第一ホイール、第二ホイール及び表示素子51を同期制御する制御部38と、を備えたコンピュータが実行するプログラムとしてもよい。このコンピュータが実行するプログラムは、第一ホイールの回転周波数の変動又は第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、画像光にマスク処理を行う制御手段として機能させることができる。

0090

以上、本実施形態で説明した投影装置10は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子51と、第一光源素子、第一ホイール、第二ホイール及び表示素子を同期制御する制御部38と、を備える。また、制御部38は、第一ホイールの回転周波数の変動又は第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、画像光にマスク処理を行う。

0091

投影装置10やコンピュータが上述のような投影制御方法を行うことにより、同期ずれにより色が正しく表示されない投影画像を、素早く必要な時間だけマスク処理をすることができ、入力画像の周波数の切り替わりにおいて投影画像のちらつきを低減することができる。

0092

また、過去の第一判定期間T41において回転周波数の変動が第一閾値以下であり、第一判定期間T41よりも直近の第二判定期間T42において回転周波数の変動が第二閾値以上である場合に、マスク処理を行う投影装置10は、回転周波数の急激な変化を正確に検出することができる。

0093

また、第一判定期間T41と第二判定期間T42とが離間している投影装置10は、第一判定期間T41における判定処理負荷を軽減しながら、過去の安定していた履歴を判定に反映させることができる。したがって回転周波数の検出をあるノイズによる影響を低減することができる。

0094

また、第一判定期間T41よりも前の期間を含む第三判定期間T43にマスク処理を行っていない場合に、マスク処理を行う投影装置10は、安定状態から回転周波数の変化を正確に検出させることができる。

0095

また、第一ホイール及び第二ホイールの回転周波数の変動が所定時間第三閾値以下である場合に、マスク処理を解除する投影装置10は、同期ずれの解消を素早く検出して、投影画像の投影処理を再開することができる。

0096

また、単位期間T11,T12に異なる波長帯域の光を時分割で出射させ、マスク処理を単位期間T11,T12のうち意図しない色が出射される一部の期間Td,Te行う投影装置10は、投影画像のちらつき等を低減しながら画像光の投影を継続することができる。

0097

また、マスク処理として、第一光源素子を消灯させる、又は、表示素子51により投影される画像光を黒画像とする投影装置10は、正常ではない画像光がスクリーン等に投影されることを防止することができる。

0098

また、マスク処理として、画像光の明るさを下げる投影装置10は、正常に投影されない画像光を目立たなくして投影画像のちらつき等を低減することができる。

0099

また、第一ホイールは、第一波長帯域光を透過する第一透過領域と、第一波長帯域光が照射されて第二波長帯域光を蛍光として出射する蛍光発光領域310とを周方向に並設しており、投影装置10は、第三波長帯域光を出射する第二光源素子をさらに備える。また、第二ホイールは、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光を透過する第二透過領域と、第一波長帯域光及び第三波長帯域光並びに第二波長帯域光の長波長側の一部の光を透過する第三透過領域とを、周方向に並設している。そのため、三色の波長帯域の光(例えば、本実施形態に示したような、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光)を出射することができる。

0100

なお、以上説明した実施形態では、第二ホイールは、第一ホイールから出射された光を調光する複数の透過領域が形成されているとしたが、この構成に限らない。第二ホイールは、第一ホイールから出射された光を調光する複数の反射領域が形成されていても良い。また、以上説明した実施形態では、第一ホイールと第二ホイールの2個のホイールを用いた例を提示した。しかし、3個以上のホイールを用いても構わない。また、第二ホイールを透過した光を反射して画像光を投影する表示素子に限らない。例えば、液晶やLCOS等の透過型の表示素子を用いても良い。更に、第一波長帯域光が照射されて異なる波長帯域の光を出射する光源セグメントを含む複数の光源セグメントが形成された第一ホイールは、少なくとも第一光源素子から照射された第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成されていれば良い。

0101

なお、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0102

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] 第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、
ことを特徴とする投影装置。
[2] 前記制御部は、前記第一ホイール又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、
ことを特徴とする前記[1]に記載の投影装置。
[3] 前記制御部は、過去の第一判定期間において前記回転周波数の変動が前記第一閾値以下であり、前記第一判定期間よりも直近の第二判定期間において前記回転周波数の変動が前記第二閾値以上である場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする前記[2]に記載の投影装置。
[4] 前記第一判定期間と前記第二判定期間とは離間しており、
前記制御部は、さらに、前記第一判定期間よりも前の期間を含む第三判定期間に前記マスク処理を行っていない場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする前記[3]に記載の投影装置。
[5] 前記制御部は、前記第一ホイール及び前記第二ホイールの前記回転周波数の変動が、所定時間第三閾値以下である場合に、前記マスク処理を解除することを特徴とする前記[2]乃至前記[4]の何れかに記載の投影装置。
[6] 前記第一閾値と前記第三閾値とは、略同一の周波数であることを特徴とする前記[5]に記載の投影装置。
[7] 前記第一ホイールの前記複数の領域の一つは、前記第一波長帯域光が照射されて異なる波長帯域の光を出射する光源セグメントであることを特徴とする前記[1]乃至前記[6]の何れかに記載の投影装置。
[8] 前記制御部は、
単位期間に前記異なる波長帯域の光を時分割で出射させ、
前記マスク処理を、前記単位期間のうち意図しない色が出射される一部の期間行う、
ことを特徴とする前記[1]乃至前記[7]の何れかに記載の投影装置。
[9] 前記制御部は、前記マスク処理として、前記第一光源素子を消灯させる、前記表示素子により投影される前記画像光を黒画像とする、前記画像光の明るさを下げる、の何れかであることを特徴とする前記[1]乃至前記[8]の何れかに記載の投影装置。
[10] 前記第一ホイールは、前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域と、前記第一波長帯域光が照射されて第二波長帯域光を蛍光として出射する蛍光発光領域とを周方向に並設しており、
前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光と異なる波長帯域の第三波長帯域光を出射する第二光源素子をさらに備え、
前記第二ホイールは、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を透過する第二透過領域と、前記第一波長帯域光及び前記第三波長帯域光並びに前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光を透過する第三透過領域とを、周方向に並設している、
ことを特徴とする前記[1]乃至前記[9]の何れかに記載の投影装置。
[11] 投影装置における投影制御方法であって、
前記投影装置は、
第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
を備え、
前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、制御手段を含む、
ことを特徴とする投影制御方法。
[12]
第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、
前記コンピュータを、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う制御手段として機能させる、
ことを特徴とするプログラム。

0103

10投影装置12正面パネル
12a光出射部 15左側パネル
15a投影画像調整部 21入出力コネクタ部
22入出力インターフェース23画像変換部
24表示エンコーダ25ビデオRAM
26表示駆動部 31画像圧縮/伸長部
32メモリカード35 Ir受信部
36 Ir処理部 37キー/インジケータ部
38 制御部 40映像処理
41光源制御回路43排気ファン駆動制御回路
45レンズモータ47音声処理部
48スピーカ51表示素子
60光源装置70励起光照射装置
71青色レーザダイオード73コリメータレンズ
77集光レンズ78 集光レンズ
79拡散板80緑色光源装置
90合成光90a赤色波長帯域光
90b緑色波長帯域光90c青色波長帯域光
90d黄色波長帯域光90e 橙色波長帯域光
100蛍光ホイール装置 101 蛍光ホイール
110モータ111集光レンズ群
112軸受113 軸受
115 集光レンズ 120赤色光源装置
121赤色発光ダイオード125 集光レンズ群
140導光光学系141 第一ダイクロイックミラー
142 第二ダイクロイックミラー 143 第三ダイクロイックミラー
144反射ミラー145 集光レンズ
146 集光レンズ 147 集光レンズ
170光源側光学系 173 集光レンズ
175ライトトンネル178 集光レンズ
181光軸変換ミラー183 集光レンズ
185照射ミラー195コンデンサレンズ
200カラーホイール装置201カラーホイール
210 モータ 220投影光学系
230レンズ鏡筒310蛍光発光領域
320 透過領域 410全色透過領域
420 青赤透過領域 P1位相ずれ
SBシステムバス
T1〜T3,T5〜T7 タイミング T10単位画像フレーム
T11,T12単位期間T41 第一判定期間
T42 第二判定期間 T43 第三判定期間
Ta 第一出力期間Tb 第二出力期間
Tc 第三出力期間 Td 期間
Te 期間

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