WO2019111326A1 - プロジェクタ、回転位相制御装置、回転位相制御装置のプログラム及びホイールの回転数制御方法 - Google Patents

Abstract

蛍光体ホイールの回転数変更時にプロジェクタが投写する画像の色変化を抑止するプロジェクタ、回転位相制御装置、回転位相制御装置のプログラム及びホイールの回転数制御方法を提供する。　本発明に係るプロジェクタ９は、励起光が照射されると、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出する蛍光体ホイール９３と、蛍光体ホイール９３が射出した光が入射するカラーホイール９４と、蛍光体ホイール９３の回転数及び位相に応じて、蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との位相関係が変わらないように、かつ回転数の比が定常状態時の蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との回転数の比と等しくなるようにカラーホイール９４の回転数及び位相を制御する回転位相制御装置９５と、を備える。

Description

プロジェクタ、回転位相制御装置、回転位相制御装置のプログラム及びホイールの回転数制御方法

　本発明は、プロジェクタ、回転位相制御装置、回転位相制御装置のプログラム及びホイールの回転数制御方法に関する。

　昨今、プロジェクタの光源は、ランプからＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の固体光源へ変化している。特に高輝度プロジェクタでは、固体光源から射出されたレーザー光と、蛍光体から放出された蛍光と、を使用して投写用の画像を生成している。
　例えば、固体光源と蛍光体を使用したプロジェクタの一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたプロジェクタは、光源部、蛍光体ホイール、フィルタホイール（カラーホイール）及びＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）を備える。このプロジェクタは、ＤＭＤに純度の高い赤色、緑色及び黄色の光を時分割で照射することで、赤色、緑色及び黄色の単色画像光を生成している。そして、プロジェクタは、これらの画像光を次々と同一面に投写することで、カラー画像を投写している。ここで使用される純度の高い赤色、緑色及び黄色の光は、光源部が射出した励起光を、蛍光体ホイールとフィルタホイールとを用いて作り出されている。

　具体的には、蛍光体ホイールは、円環状の金属板を備える。円環状の金属板は、周方向に励起光を用いて緑色の光を放出する蛍光体が塗布された円環状の領域と、励起光を用いて赤色の光を放出する蛍光体が塗付された円環状の領域と、切欠き領域とを有している。プロジェクタは、励起光の照射時に、円環状の金属板を回転駆動させる。これにより、励起光の照射位置は、蛍光体の上記の各領域を順番に移動する。したがって、蛍光体ホイールからは、蛍光体が放出した緑色の光と、赤色の光と、切欠き領域を通過した青色の励起光とが順番に射出される。

　また、フィルタホイールは、周方向において分割された、ガラス基板と、緑色のカラーフィルタと、赤色のカラーフィルタとを有している。蛍光体ホイールからの、緑色の蛍光は緑色のカラーフィルタに入射し、赤色の蛍光は赤色のカラーフィルタに入射する。これにより、緑色と赤色の蛍光は、特定の波長範囲外の余分な波長成分が除去され、高純度の光となる。また、青色の励起光は、フィルタホイールのガラス基板に入射する。なお、この場合、蛍光体ホイールからの光が、カラーホイールの対応する領域に入射させる必要がある。そのため、プロジェクタは、フォーマッタを用いて、蛍光体ホイールの回転数と、フィルタホイールの回転数とを、互いに同期するように制御する。
　この結果、特許文献１に記載されたプロジェクタでは、純度の高い赤・青・緑の３原色の光を作り出すことができる。これらの光は、投写用の画像光の生成に用いられている。

　また、蛍光体を用いたプロジェクタの別の一例が特許文献２に記載されている。特許文献２に記載されたプロジェクタは、励起光源と、蛍光ホイール（蛍光体ホイール）と、ホイールモーターと、モーター制御手段とを備える。蛍光ホイールは、円盤状の基板の周方向に円環状の緑色蛍光体層が敷設されている。特許文献２に記載された光源ユニットは、蛍光体ホイールの蛍光体層に励起光源からの励起光を照射する。これにより、このプロジェクタは、緑色の光を生成している。この緑色の光の生成時に、ホイールモーターは、蛍光体ホイールを回転することで、蛍光体ホイール上の励起光の照射面を移動させている。これにより、蛍光体ホイールは、放熱している。モーター制御手段は、この回転数を変更することで、蛍光体ホイールの放熱量の調整をしている。

特開２０１４－１３２２５９ 特開２０１１－２１５３３２

　特許文献２に記載されたプロジェクタのように、蛍光体ホイールの回転数の変更をする場合がある。この場合、特許文献１に記載したプロジェクタにおいて、蛍光体ホイールのみの回転数を変更すると、蛍光体ホイールとフィルタホイールとの位相の関係性がずれてしまう。このため、プロジェクタは、ＤＭＤに純度の高い赤色、緑色及び黄色の光を時分割で照射することができない。したがって、プロジェクタは、フィルタホイールの回転数もあわせて変更する必要がある。このとき、蛍光体ホイールとフィルタホイールは、回転数変更の応答速度に差が発生する。このため、回転数変更時に、蛍光体ホイールとフィルタホイールと位相の関係性がずれてしまうおそれがある。この場合、ＤＭＤに純度の高い赤色、緑色及び黄色の光を時分割で照射することができない。したがって、投写画像の色が変化してしまう問題がある。

　また、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式のプロジェクタでは、投写する画像の入力信号のＶ同期周波数が変化すると、プロジェクタが投写する画像のリフレッシュレートの変更をする必要がある。ここで、リフレッシュレートとは、プロジェクタが１秒間に投写する画面を書き換える回数である。リフレッシュレートの変化に伴い、ＤＭＤに照射される単色光の照射タイミングも変更する必要がある。すなわち、フィルタホイールの回転数を変更することで、ＤＭＤに照射される単色光の照射タイミングを変更する必要がある。特許文献１に記載したプロジェクタにおいて、フィルタホイールの回転数を変更する場合には、蛍光体ホイールとフィルタホイールとの位相の関係性を維持するために、蛍光体ホイールの回転数も変更しなければならない。したがって、この場合もまた、蛍光体ホイールとフィルタホイールの回転数変更時に、蛍光体ホイールとフィルタホイールの位相の関係性がずれ、投写画像の色が変化してしまう場合がある。

　本発明の目的は、上述した課題を鑑み、蛍光体ホイールの回転数変更時にプロジェクタが投写する画像の色変化を抑止するプロジェクタ、回転位相制御装置、回転位相制御装置のプログラム及びホイールの回転数制御方法を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明の第１のプロジェクタは、励起光が照射されると、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出する蛍光体ホイールと、前記蛍光体ホイールが射出した光が入射するカラーホイールと、前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する回転位相制御装置と、を備える。

　本発明の第１の回転位相制御装置は、蛍光体ホイールの回転数が変更されたときに、前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールとカラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように、前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する回転位相制御部を備える。

　本発明の第１の回転位相制御装置のプログラムは、回転位相制御装置に蛍光体ホイールの回転数及び位相を検出するステップと、前記検出した回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールとカラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を出力するステップと、前記出力した回転数及び位相に基づき、前記カラーホイールの回転数及び位相を変更するステップと、を実行させる。

　本発明の第１のホイールの回転数制御方法は、励起光が照射されると、蛍光体ホイールから、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出し、カラーホイールに、前記蛍光体ホイールから射出された光を入射させ、前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する。

　本発明によれば、蛍光体ホイールの回転数変更時にプロジェクタが投写する画像の色変化を抑止することができる。

本発明の第１実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。 図１に示したプロジェクタにおいて、蛍光体ホイールの回転数が一定のときの蛍光体ホイール及びカラーホイールの物理位置と、表示デバイスに照射される光の色との関係を示した図である。 回転位相制御部を備えていないプロジェクタの構成を示すブロック図である。 図３に示したプロジェクタにおいて、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイールの回転数の変更の制御の流れを示した流れ図である。 図３に示したプロジェクタにおいて、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイール及びカラーホイールの物理位置と、表示デバイスに照射される光の色との関係を示した図である。 図１に示したプロジェクタにおいて、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイールの回転数の変更の制御の流れを示した流れ図である。 図１に示したプロジェクタにおいて、蛍光体ホイールの回転数の変化時における、カラーホイールの回転数及び位相の変更の制御の流れを示した流れ図である。 図１に示したプロジェクタにおいて、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイール及びカラーホイールの物理位置と、表示デバイスに照射される光の色との関係を示した図である。 本発明の第２実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。 本発明の第４実施形態であるプロジェクタの蛍光体ホイール及びカラーホイールの部分の構成を示すブロック図である。 本発明の第６実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

　［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、プロジェクタ１は、映像信号処理部１１、励起光源１２、蛍光体ホイール１３、カラーホイール１４、回転位相制御部１５、表示デバイス１６、投写レンズ１７、モータードライバー１８及びモータードライバー１９を備える。プロジェクタ１は、画像を投写する装置である。
　映像信号処理部１１は、蛍光体ホイール１３の回転数変更時に、変更後の回転数及び位相の情報を含む信号である蛍光体ホイール制御信号をモータードライバー１８へ送信する。また、映像信号処理部１１は、表示デバイス１６の駆動周波数を蛍光体ホイール１３の回転数に対応したものへと変更する。
　励起光源１２は、青色の励起光を射出する。励起光源１２は、ＬＥＤやＬＤ等の固体光源を用いることができる。

　蛍光体ホイール１３は、励起光源１２が射出した励起光が入射可能な位置に配置され、回転する。蛍光体ホイール１３は、励起光が照射されると、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出する。具体的には、蛍光体ホイール１３は、基板上に照射された励起光に異なる処理を行う複数の領域を有する。これにより、蛍光体ホイール１３は、励起光が照射される領域に応じて、照射された光に変調や透過の処理をする。そして、蛍光体ホイール１３は、この処理をした光を射出する。
　より詳細には、蛍光体ホイール１３は、基板と、蛍光体層１３３を備えている。また、基板は、ガラス基板１３１と透明基板１３２から形成されている。ガラス基板１３１と透明基板１３２は、一体となって薄い円盤状の基板を形成している。ガラス基板１３１は、扇形をしており、透明なガラスからなる。ガラス基板１３１に青色の励起光が照射されると、ガラス基板１３１は、青色の励起光を透過させる。円盤状の基板から扇形のガラス基板１３１を除いた部分が、透明基板１３２である。透明基板１３２上には、円周方向に円環状の蛍光体層１３３が形成されている。蛍光体層１３３に励起光が照射されると、蛍光体層１３３に含まれる蛍光体は、励起される。そして、蛍光体は、黄色の蛍光（赤色、緑色および黄色の光を含む）を放出する。すなわち、本実施形態において、蛍光体ホイール１３は、励起光が照射されると、励起光の照射領域に応じて、青色の励起光と、黄色の蛍光を射出する。

　カラーホイール１４は、蛍光体ホイール１３が射出した光が入射可能な位置に配置される。カラーホイール１４は、薄い円盤状をしている。カラーホイール１４は、円盤面の中心軸を中心として回転可能である。カラーホイール１４は、透明なガラス１４１、拡散板１４２、赤フィルター１４３及び緑フィルター１４４を有する。ここで、赤フィルター１４３及び緑フィルター１４４は、カラーフィルタの一例である。透明なガラス１４１、拡散板１４２、赤フィルター１４３及び緑フィルター１４４は、円周方向に順番に並べて配置されている。透明なガラス１４１は、入射した光を略そのまま透過する特性を有する。拡散板１４２は、入射した光の輝度分布を一定にして、通過させる特性を有する。赤フィルター１４３は、赤色波長域の光を透過し、赤色波長域以外の波長域の光を吸収する特性を有する。緑フィルター１４４は、緑色波長域の光を透過し、緑色波長域以外の波長域の光を吸収する特性を有する。本実施形態では、蛍光体ホイール１３から射出された青色の励起光は、拡散板１４２に入射する。蛍光体ホイール１３から射出された黄色の蛍光は、ガラス１４１、緑フィルター１４４及び赤フィルター１４３に入射する。言い換えると、蛍光体ホイールから射出された光は、対応するカラーホイール１４の領域に入射する。

　回転位相制御部１５は、蛍光体ホイール１３の回転数の変更時に、蛍光体ホイール１３の回転数と位相を検出する。また、回転位相制御部１５は、検出した回転数及び位相に応じて蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４の位相関係が変わらないように、かつ蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４の回転数の比が蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４の定常状態時の回転数の比と変わらない状態となるカラーホイール１４の回転数及び位相を出力する。そして、回転位相制御部１５は、出力したカラーホイール１４の回転数及び位相の情報を含むカラーホイール制御信号としてモータードライバー１９へ送信する。これにより、回転位相制御部１５は、カラーホイール１４の回転数及び位相を制御する。

　表示デバイス１６は、カラーホイール１４を射出した光が入射可能な位置に配置される。表示デバイス１６は、カラーホイール１４が射出した光を変調し画像光を生成する。表示デバイス１６には、ＤＭＤが用いられる。ＤＭＤは、二次元的に配列された多数のマイクロミラーからなる画像形成面を有する。ＤＭＤは、入力された映像信号に応じて入射光を変調することで画像光を生成する。画像光は、ＤＭＤから射出される。
　投写レンズ１７は、表示デバイス１６で生成された画像光が入射可能な位置に配置される。また、投写レンズ１７は、入射した画像光を投写する。
　モータードライバー１８は、蛍光体ホイール制御信号を受信する。また、モータードライバー１８は、受信した蛍光体ホイール制御信号に基づき蛍光体ホイール１３の回転数及び位相を変更する。
　モータードライバー１９は、カラーホイール制御信号を受信する。また、モータードライバー１９は、受信したカラーホイール制御信号に基づきカラーホイール１４の回転数及び位相を変更する。

　次に、本実施形態のプロジェクタ１の動作について、具体的に説明する。
　まず、励起光源１２は、青色の励起光を射出する。射出された励起光は、蛍光体ホイール１３に入射する。このとき、蛍光体ホイール１３は回転をしている。このため、励起光が、ガラス基板１３１と蛍光体層１３３に交互に照射される。ガラス基板１３１に照射された励起光は、ガラス基板１３１を透過する。他方、蛍光体層１３３に照射された励起光は、蛍光体層１３３の蛍光体を励起する。励起された蛍光体は、黄色の蛍光を放出する。すなわち、蛍光体ホイール１３は、青色の光と黄色の光とを交互に射出する。なお、蛍光体ホイール１３から射出される光の周期は、蛍光体ホイール１３の回転数に応じて定まる。また、射出される光の色は、蛍光体ホイール１３の回転角度に応じて定まる。
　蛍光体ホイール１３から射出された各色の光は、その後、カラーホイール１４に入射する。このとき、青色の光は、拡散板１４２に照射される。他方、黄色の光は、ガラス１４１、赤フィルター１４３及び緑フィルター１４４に照射される。すなわち、カラーホイール１４は、蛍光体ホイール１３が射出した各色の光がカラーホイール１４の対応する領域に照射されるように、蛍光体ホイール１３の回転数及び位相と同期して回転をしている。特に本実施形態に係るプロジェクタ１において、蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４は、同じ回転数でかつ位相関係も変わらない状態を維持して回転をしている。

　拡散板１４２は、拡散板１４２に照射された青色の光の輝度分布を均一にして、通過させる。また、ガラス１４１は、照射された黄色の光の特性を略変化させずに透過させる。赤フィルター１４３は、照射された黄色の光から、赤色波長の成分の光を通過させ、他の波長成分の光を吸収する。緑フィルター１４４は、照射された黄色の光から、緑色波長の成分の光を通過させ、他の波長成分の光を吸収する。したがって、蛍光体ホイール１３から射出された光は、カラーホイール１４で変調され青、赤、緑及び黄色の光となる。そして、時分割でこれらの青、赤、緑及び黄色の光は、順番にカラーホイール１４から射出される。
　カラーホイール１４から射出された青、赤、緑及び黄色の各光は、表示デバイス１６に入射する。表示デバイス１６は、青、赤、緑及び黄色の光を変調して青、赤、緑及び黄色の画像光を生成する。表示デバイス１６は、これら画像光を順に射出する。そして、これら画像光は、投写レンズ１７に入射する。投写レンズ１７は、表示デバイス１６で生成されたこれら画像光をスクリーン（投写面）上に投写する。なお、青、赤、緑及び黄色の投写された画像光は、スクリーン（投写面）に連続で投写されることで一個のカラー画像を生成している。

　なお、図２は、蛍光体ホイール１３の回転数が一定のときの蛍光体ホイール１３及びカラーホイール１４の物理位置と、表示デバイス１６に照射される光の色との関係を示した図である。
　図２の横軸は、時間軸である。また、図２の上部の１フレームあたりの所要時間は、１フレームの長さを示している。すなわち、図２の左側の入力（低レベルから高レベルへ変化する最初のタイミング）から図２の右側の入力（低レベルから高レベルへ変化する次のタイミング）までの長さは、１フレームの時間を示している。
　また、蛍光体ホイールの物理位置とは、ある時間における、励起光源３２が射出した光の蛍光体ホイール１３における照射領域を示したものである。他方、カラーホイールの物理位置とは、ある時間における、蛍光体ホイール１３が射出した光のカラーホイール１４における照射領域を示したものである。また、表示デバイスへの照射光とは、ある時間における、表示デバイス１６に照射される光の色を示したものである。

　図２からわかるように、励起光源３２が射出した光が蛍光体ホイール１３のガラス基板１３１に照射されているときに、蛍光体ホイール１３が射出した光は、カラーホイール１４の拡散板１４２に照射される。このとき、蛍光体ホイール１３が射出する光の色は、ガラス基板１３１を透過した青色の励起光の青である。また、カラーホイール１４が射出する光は、拡散板１４２を通過した光の色である。この光の色は、蛍光体ホイール１３が射出した青色の光の色である青である。その後、表示デバイス１６には、カラーホイール１４が射出した光が入射する。したがって、図の表示デバイスへの照射光の色の欄が青と記載されている。
　このように図２から、定常状態における、１フレームが経過するまでの間に、表示デバイス１６に照射される光の色を読み取ることができる。なお、定常状態とは、蛍光体ホイール１３の回転数の変更がなされずに蛍光体ホイール１３が一定の回転数で回転している状態を意味する。

　＜ホイールの回転数制御方法＞
　本実施形態に係るプロジェクタ１では、投写する画像の映像信号のＶ同期周波数の変化にともない、投写する画像のリフレッシュレートが変更される。これに伴い、表示デバイス１６の駆動周波数、カラーホイール１４の回転数及び蛍光体ホイール１３の回転数は、リフレッシュレートに対応したものに変更される。このときのカラーホイール１４の回転数制御方法について、具体的に説明する。
　リフレッシュレートが変化した場合、映像信号処理部１１は、蛍光体ホイール制御信号をモータードライバー１８へ送信する。なお、蛍光体ホイール制御信号は、リフレッシュレートと対応する蛍光体ホイール１３の回転数及び位相の情報を含んでいる。また、映像信号処理部１１は、表示デバイス８６の駆動周波数を蛍光体ホイール１３の回転数に対応したものへと変更する。

　モータードライバー１８は、映像信号処理部１１から、蛍光体ホイール制御信号を受信する。蛍光体ホイール制御信号の受信後に、モータードライバー１８は、蛍光体ホイール１３の回転数及び位相を蛍光体ホイール制御信号に適合するものに変更する。
　ここで、蛍光体ホイール１３は、慣性モーメントを有している。このため、映像信号処理部１１が蛍光体ホイール１３の回転数を変更するときに、蛍光体ホイール１３の回転数の変更には、若干の時間を要する。この蛍光体ホイール１３の回転数の変更時間の間に、回転位相制御部１５は、蛍光体ホイール１３の回転数及び位相を検出する。そして、回転位相制御部１５は、検出した回転数及び位相から、蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４の位相関係が変わらないように、かつ蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４の回転数の比が蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４の定常状態時の回転数の比と変わらない状態となるカラーホイール１４の回転数及び位相を出力する。その後、回転位相制御部１５は、出力したカラーホイール１４の回転数及び位相の情報を含むカラーホイール制御信号をモータードライバー１９へ送信する。

　なお、回転位相制御部１５は、映像信号処理部１１に基づく蛍光体ホイール１３の回転数の変更を映像信号処理部１１から送信される信号に基づいて検出してもよい。また、回転位相制御部１５は、蛍光体ホイール１３の回転数を常に検出することで、蛍光体ホイール１３の回転数の変更を検出してもよい。
　モータードライバー１９は、カラーホイール１４の回転数及び位相をカラーホイール制御信号に適合するものに変更する。カラーホイール１４は、モータードライバー１９に回転数及び位相を変更される。

　以下、プロジェクタ１の作用効果について、回転位相制御部１５を備えていないプロジェクタと比較して詳細に説明する。図３は、回転位相制御部１５を備えていないプロジェクタ３の構成の一例を示すブロック図である。
　プロジェクタ３は、映像信号処理部３１、励起光源３２、蛍光体ホイール３３、カラーホイール３４、表示デバイス３６、投写レンズ３７、モータードライバー３８及びモータードライバー３９を備える。ここで、励起光源３２、蛍光体ホイール３３、カラーホイール３４、表示デバイス３６投写レンズ３７、モータードライバー３８及びモータードライバー３９は、プロジェクタ１の構成部品と同じである。

　まず、回転位相制御部１５を備えていないプロジェクタ３において、蛍光体ホイール３３の回転数の変更時に発生する問題について説明する。
　図３に示すように、プロジェクタ３は、プロジェクタ１と異なり、回転位相制御部１５を備えていない。蛍光体ホイール３３の回転数の変更を行なう場合、映像信号処理部３１は、蛍光体ホイール３３及び表示デバイス３６に対する処理に加え、カラーホイール３４の回転数の変更も行う。

　図４は、プロジェクタ３において、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイール３３の回転数の変更の制御の流れを示した流れ図である。プロジェクタ３のカラーホイール３４の回転数制御方法を図４を用いて説明する。
　映像信号のリフレッシュレートが変化すると、ステップＳ１１で、表示デバイス３６の駆動周波数が変更される。ステップＳ１２で、蛍光体ホイール３３及びカラーホイール３４のロックが解除される。これにより、蛍光体ホイール３３とカラーホイール３４の回転数及び位相を変化させることが可能となる。その後、ステップＳ１３で蛍光体ホイール３３は、回転数が所定の回転数へと変更される。また、蛍光体ホイール３３とは別に、ステップＳ１４でカラーホイール３４は、回転数が所定の回転数へと変更される。すなわち、蛍光体ホイール３３とカラーホイール３４は、別々に回転数が変更される。なお、ステップＳ１３とステップＳ１４は、どちらの処理を先に行ってもかまわない。その後、蛍光体ホイール３３とカラーホイール３４の回転数変更に若干の時間を要する。そして、ステップＳ１５で蛍光体ホイール３３は、回転数変更が完了する。また、ステップＳ１６で、カラーホイール３４は、回転数変更が完了する。

　その後、ステップＳ１７で、表示デバイス３６、蛍光体ホイール３３及びカラーホイール３４は、位相調整制御がなされ、位相が各々に対応する。各々の位相が対応した後に、ステップＳ１８で、蛍光体ホイール３３とカラーホイール３４がロックされる。これにより、表示デバイス３６、蛍光体ホイール３３及びカラーホイール３４の位相が同期された状態となる。

　図５は、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイール３３及びカラーホイール３４の物理位置と、表示デバイス３６に照射される光の色との関係を示した図である。リフレッシュレートが変更されると、図５の上段に示されているように１フレームあたりの時間が変化する。そして、上述したような流れで蛍光体ホイールの回転数制御が行なわれる。まず、蛍光体ホイール３３及びカラーホイール３４のロックが解除されると、蛍光体ホイール３３とカラーホイール３４の位相が図に示されているようにずれ得る。ここで、蛍光体ホイール３３は、冷却を目的として大型化及び重量化をしているため、カラーホイール３４と比較して、慣性モーメントが大きい。すなわち、蛍光体ホイール３３は、カラーホイール３４よりもレスポンス性（回転数の変更に対する応答）が悪い。したがって、蛍光体ホイール３３とカラーホイール３４の回転数変更がそれぞれ行なわれた場合、図に示されるように、カラーホイール３４の回転数変更が先に完了する。その後、蛍光体ホイール３３の回転数変更は完了する。そして、最後に表示デバイス３６、蛍光体ホイール３３及びカラーホイール３４の位相調整制御がされ、位相が各々に対応した状態でロックされる。
　このとき、表示デバイス３６への照射光の色は、図の下段に示すように変化する。図からわかるように、ロック解除時、カラーホイール回転数変更完了時及び蛍光体ホイール回転数変更完了時に、表示デバイス１６には、黄色の光、青色の光、黄色の光、赤色の光、緑色の光の順に光が照射される。この順番は、本来照射されるべき光の順番である黄色の光、青色の光、赤色の光、緑色の光の順番と異なる。すなわち、表示デバイス１６には、青色の光の後に黄色の光が照射される。このため、表示デバイス１６が生成する画像は、黄色の光の影響を受ける。具体的には、黄色の光は他の色の光と比較して比較的輝度が高いため、プロジェクタ３が投写する画像が黄色くフラッシュする現象が発生する。すなわち、プロジェクタ３が投写する画像の色が変化する問題が生じる。

　一方、図６は、図１に示したプロジェクタ１において、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイール１３の回転数の変更の制御の流れを示した流れ図である。
　映像信号のリフレッシュレートが変化すると、ステップＳ３１で、表示デバイス１６の駆動周波数が変更される。ステップＳ３２で、蛍光体ホイール１３のロックが解除される。その後、ステップＳ３３で、蛍光体ホイール１３は、回転数が所定の回転数へと変更される。そして、ステップＳ３４で、蛍光体ホイール１３は、回転数変更が完了する。
　その後、ステップＳ３５で、表示デバイス１６及び蛍光体ホイール１３は、位相調整制御がなされ、位相が各々に対応する。位相が対応した後に、ステップＳ３６で、蛍光体ホイール１３がロックされる。これにより、表示デバイス１６及び蛍光体ホイール１３の位相が同期された状態となる。

　また、このとき、カラーホイール１４は、回転位相制御部１５により回転数及び位相が制御される。図７は、図１に示したプロジェクタ１において、蛍光体ホイール１３の回転数の変化時における、カラーホイール１４の回転数及び位相の変更の制御の流れを示した流れ図である。
　蛍光体ホイール１３の回転数が変化すると、ステップＳ５１で、回転位相制御部１５は、蛍光体ホイール１３の回転数及び位相を検出する。ステップＳ５２で、回転位相制御部１５は、検出した蛍光体ホイール１３の回転数及び位相に応じた、カラーホイール１４の回転数及び位相を出力する。ステップＳ５３で、回転位相制御部１５は、出力したカラーホイール１４の回転数及び位相に基づき、カラーホイール１４の回転数及び位相を変更する。
ステップＳ５４で、カラーホイール１４の回転数及び位相の変更が完了する。

　図８は、図１に示したプロジェクタ１において、リフレッシュレートの変化時における、蛍光体ホイール１３及びカラーホイール１４の物理位置と、表示デバイス１６に照射される光の色との関係を示した図である。上述したように回転位相制御部１５がカラーホイール１４を制御する。ここで、蛍光体ホイール１３は、上述したようにカラーホイール１４よりも大きい。このため、カラーホイール１４は、蛍光体ホイール１３よりも、慣性モーメントが小さい。このため、カラーホイール１４は、蛍光体ホイール１３よりも、回転数の変更の応答性に優れる。これにより、蛍光体ホイール１３の回転数を変更する場合でも、蛍光体ホイール１３とカラーホイール１４の回転数及び位相の同期がずれにくい。
　したがって、図８からわかるように、図３に示したプロジェクタ３の場合と異なり、蛍光体ホイール１３の回転数を変更する場合に、蛍光体ホイール物理位置とカラーホイール物理位置の関係は、ずれにくい。すなわち、表示デバイス１６に照射される光の順序が入れ替わることがない。これにより、本実施形態に係るプロジェクタ１は、プロジェクタ３と異なり、投写する画像が黄色くフラッシュする現象の発生を抑止できる。すなわち、プロジェクタ１の投写画像の色の変化は抑止される。

　また、プロジェクタ３の映像信号処理部３１は、表示デバイス３６、蛍光体ホイール３３及びカラーホイール３４の計３個のデバイスの位相を調整しロックする必要があった。しかし、本実施形態に係るプロジェクタ１の映像信号処理部１１は、表示デバイス１６及び蛍光体ホイール１３の２つのデバイスの制御となる為、位相調整に必要な時間をより短縮することもできる。

　<変形例>
　本実施形態のプロジェクタ１において、蛍光体ホイール１３は、青色の光と黄色の光の２色の光を射出していた。しかし、蛍光体ホイールは、３色以上の複数の異なる色の光を射出しても良い。この場合も、プロジェクタが本実施形態と同様の蛍光体ホイールの回転数制御を行なうことで、蛍光体ホイールの回転数の変更時においても、蛍光体ホイールから射出された光は、カラーホイールの対応する領域に入射する。これにより、複数の異なる色の光を射出する蛍光体ホイールを備えたプロジェクタは、プロジェクタ１と同様の作用効果を実現できる。
　本実施形態のプロジェクタ１において、定常状態時の蛍光体ホイール１３の回転数とカラーホイール１４の回転数とを同じとしてもよい。
　また、本実施形態では、カラーホイール１４より重さが重い蛍光体ホイール１３の回転数及び位相に応じて、回転位相制御部１５は、カラーホイール１４の制御をした。しかし、カラーホイール１４の重さが蛍光体ホイール１３より重い場合、カラーホイール１４の回転数及び位相に応じて、回転位相制御部１５は、蛍光体ホイール１３の制御をしてもよい。すなわち、蛍光体ホイール１３及びカラーホイール１４のうち重さが重いホイールである重量ホイールの回転数及び位相に応じて、回転位相制御部１５は、蛍光体ホイール１３及びカラーホイール１４のうち重さが軽いホイールである軽量ホイールの制御をしてもよい。

　［第２実施形態］
　図９は、本発明の第２実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。図９を参照すると、プロジェクタ５は、映像信号処理部５１、蛍光体ホイール５３、カラーホイール５４、回転位相制御部５５、表示デバイス５６及びモータードライバー５８を備える。ここで、映像信号処理部５１、蛍光体ホイール５３、カラーホイール５４、表示デバイス５６及びモータードライバー５８は、第１実施形態で説明したものと同じである。

　回転位相制御部５５は、機械要素からなる。具体的には、回転位相制御部５５は、複数の歯車からなる。そして、回転位相制御部５５は、蛍光体ホイール５３とカラーホイール５４を連結している。また、回転位相制御部５５の歯車は、蛍光体ホイール５３が回転したときに、蛍光体ホイール５３とカラーホイール５４の位相関係が変わらないように、かつ蛍光体ホイール５３とカラーホイール５４の回転数の比が蛍光体ホイール５３とカラーホイール５４の定常状態時の回転数の比と変わらない状態で、カラーホイール５４を回転させる配置である。
　これにより、本実施形態では、機械要素からなる回転位相制御部５５で、蛍光体ホイール５３とカラーホイール５４が接続されている。したがって、カラーホイール５４は、蛍光体ホイール５３の回転と連動して回転し、本実施形態に係るプロジェクタ５は、上述した第１実施形態のプロジェクタ１と同様の作用効果を得ることができる。

　なお、本実施形態では、蛍光体ホイール５３とカラーホイール５４を歯車で連結したが、蛍光体ホイール５３とカラーホイール５４は、チェーン、ベルト、プーリ等の各種の機械要素で連結してもよい。

　［第３実施形態］
　図１０は、本発明の第３実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。図１０を参照すると、プロジェクタ７は、映像信号処理部７１、励起光源７２０、励起光源７２１、蛍光体ホイール７３０、蛍光体ホイール７３１、カラーホイール７４、回転位相制御部７５、表示デバイス７６及び投写レンズ７７を備える。ここで、映像信号処理部７１、励起光源７２０、励起光源７２１、蛍光体ホイール７３０、蛍光体ホイール７３１、カラーホイール７４、表示デバイス７６及び投写レンズ７７は、第１実施形態で説明したものと同じである。プロジェクタ７は、より多くの光量を得るために、プロジェクタ３に励起光源７２０と別の励起光源７２１及び蛍光体ホイール７３０と別の蛍光体ホイール７３１を追加した構成である。励起光源７２１は、励起光源７２０と同じ構成である。また、蛍光体ホイール７３１は、蛍光体ホイール７３１と同じ構成である。

　本実施形態では、蛍光体ホイール７３０と蛍光体ホイール７３１から射出された光がまとめられて、カラーホイール７４に入射する。したがって、蛍光体ホイール７３０と蛍光体ホイール７３１からは、同時刻において、同じ色の光を射出する必要がある。
　ここで、回転位相制御部７５は、蛍光体ホイール７３０と別の蛍光体ホイール７３１の位相関係が変わらないように、かつ蛍光体ホイール７３０と別の蛍光体ホイール７３１の比が蛍光体ホイール７３０と別の蛍光体ホイール７３１の定常状態時の回転数の比と変わらないように別の蛍光体ホイール７３１の回転数及び位相を制御する。
　これにより、同時刻に蛍光体ホイール７３０と蛍光体ホイール７３１から射出される光の色を同じ色とすることができ、蛍光体ホイールを複数用いた場合でも、上記第１実施形態に記載されたプロジェクタ１と同様の作用効果を奏する。
　なお、蛍光体ホイールは、３個以上の構成としてもよい。この場合、１の蛍光体ホイールをマスターホイールとする。そして、回転位相制御部１０５は、マスターホイールと別の蛍光体ホイールの位相関係が変わらないように、かつマスターホイールと別の蛍光体ホイールの回転数の比がマスターホイールと別の蛍光体ホイールの定常状態時の回転数の比と変わらないように別のカラーホイールの回転数及び位相を制御する。

　［第４実施形態］
　本発明の第４実施形態であるプロジェクタは、蛍光体ホイール及びカラーホイールが異なる以外は、第１実施形態のプロジェクタ１と同様の構成を有する。
　図１１は、本発明の第４実施形態であるプロジェクタの蛍光体ホイール及びカラーホイールの部分の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、プロジェクタ８は、蛍光体ホイール８３及びカラーホイール８４を備える。

　蛍光体ホイール８３は、ガラス基板１３１と、蛍光体層８３３を備えている。ここで、ガラス基板８３１と蛍光体層８３３は、第１実施形態で説明したものと同じ構成である。
　カラーホイール８４は、透明なガラス８４１、拡散板８４２、赤フィルター８４３及び緑フィルター８４４を有する。ここで、透明なガラス８４１、拡散板８４２、赤フィルター８４３及び緑フィルター８４４は、第１実施形態で説明したものと同じ構成である。
　プロジェクタ８は、蛍光体ホイール８３が１回転する間にカラーホイール８４が２回転する点が、プロジェクタ１と異なる。したがって、カラーホイール８４には、透明なガラス８４１、拡散板８４２、緑フィルター８４４、赤フィルター８４３、透明なガラス８４１、拡散板８４２、緑フィルター８４４、赤フィルター８４３の順からなる、異なる材料から形成された領域が順番に並べて配置されている。このため、蛍光体ホイール８３とカラーホイール８４の回転数が異なる場合でも、蛍光体ホイール８３から射出される青色の光は、カラーホイール８４の拡散板８４２に照射される。また、同様に、蛍光体ホイール８３から射出される黄色の光は、透明なガラス８４１、緑フィルター８４４及び赤フィルター８４３に照射される。

　また、蛍光体ホイール８３とカラーホイール８４の回転数が異なる場合でも、回転位相制御部（図示省略）は、蛍光体ホイール８３の回転数の変更時に、蛍光体ホイール８３の回転数と位相を取得する。そして、回転位相制御部は、取得した回転数及び位相に応じて蛍光体ホイール８３とカラーホイール８４の位相関係が変わらないように、かつ蛍光体ホイール８３とカラーホイール８４の回転数の比が蛍光体ホイール８３とカラーホイール８４の定常状態時の回転数の比と変わらない状態となるようにカラーホイール８４の回転数及び位相を制御する。
　これにより、本実施形態のプロジェクタ８も、第１実施形態に記載されたプロジェクタ１と同様の作用効果を奏する。

　<変形例>
　本実施形態の蛍光体ホイール８３とカラーホイール８４の回転数の比は、２対１である。しかし、蛍光体ホイール８３とカラーホイール８４の回転数の比は、この比率に限らない。回転数の比は、１対２や、３対１でもよい。

　［第６実施形態］
　図１２は、本発明の第６実施形態であるプロジェクタの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、プロジェクタ９は、蛍光体ホイール９３、カラーホイール９４及び回転位相制御装置９５を備える。回転位相制御装置９５は、回転位相制御部及びモータードライバーを備えてもよい。

　蛍光体ホイール９３は、励起光が照射されると、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出する。
　カラーホイール９４は、蛍光体ホイール９３が射出した光が入射する。
　回転位相制御装置９５は、蛍光体ホイール９３の回転数及び位相に応じて、蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との位相関係が変わらないように、かつ蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との回転数の比が定常状態時の蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との回転数の比と等しくなるようにカラーホイール９４の回転数及び位相を制御する。

　以下に本実施形態の作用効果を説明する。
　本実施形態に係るプロジェクタ９において、回転位相制御装置９５は、蛍光体ホイール９３回転数及び位相に応じて、蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との位相関係が変わらないように、かつ蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との回転数の比が定常状態時の蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４との回転数の比と等しくなるようにカラーホイール９４の回転数及び位相を制御している。
　このため、蛍光体ホイール９３の回転数を変更する場合に、蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４の回転数及び位相の同期がずれない。すなわち、蛍光体ホイール９３とカラーホイール９４とが励起光を用いて作り出す光の色が変化しない。
　これにより、プロジェクタ９は、ホイールの回転数変更時にプロジェクタ９が投写する画像の色変化を抑止することができる。

９                          プロジェクタ
９１                        映像信号処理部
９３                        蛍光体ホイール
９４                        カラーホイール
９５                        回転位相制御装置

Claims (12)

1. 　励起光が照射されると、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出する蛍光体ホイールと、
   　前記蛍光体ホイールが射出した光が入射するカラーホイールと、
   　前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する回転位相制御装置と、
   　を備える、
   　プロジェクタ。
2. 　請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   　前記回転位相制御装置は、さらに、前記蛍光体ホイールの回転数が変更されたときに、前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する、
   　プロジェクタ。
3. 　請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
   　前記回転位相制御装置は、さらに、前記蛍光体ホイールの回転数が変更されたときに、前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとが互いに同じ回転数を維持するように、前記カラーホイールの回転数を制御する、
   　プロジェクタ。
4. 　請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   　前記回転位相制御装置は、前記蛍光体ホイールの回転数が変更されたときに、前記蛍光体ホイールの回転数及び位相を検出し、前記検出した回転数及び位相を基に前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの定常状態時の回転数の比と等しくなる前記カラーホイールの回転数及び位相に対応する信号をカラーホイール制御信号として送信する回転位相制御部と、
   　前記カラーホイール制御信号を受信し、前記カラーホイール制御信号に基づき前記カラーホイールの回転数及び位相を変更するモータードライバーと、
   　を有する、
   　プロジェクタ。
5. 　請求項１から３のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   　前記回転位相制御装置は、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとを連結する機械要素からなる、
   　プロジェクタ。
6. 　請求項１から５のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   　定常状態時の前記蛍光体ホイールの回転数と前記カラーホイールの回転数とが同じである、
   　プロジェクタ。
7. 　請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   　前記蛍光体ホイールを複数備え、
   　前記回転位相制御装置は、さらに、前記複数の蛍光体ホイールの互いの位相関係が変わらないように、かつ回転数の比が互いの定常状態時の回転数の比と変わらないように制御する、
   　プロジェクタ。
8. 　蛍光体ホイールの回転数が変更されたときに、前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールとカラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように、前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する回転位相制御部を備える、
   　回転位相制御装置。
9. 　回転位相制御装置に
   　蛍光体ホイールの回転数及び位相を検出するステップと、
   　前記検出した回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールとカラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を出力するステップと、
   　前記出力した回転数及び位相に基づき、前記カラーホイールの回転数及び位相を変更するステップと、
   　を実行させるための
   　回転位相制御装置のプログラム。
10. 　励起光が照射されると、蛍光体ホイールから、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出し、
    　カラーホイールに、前記蛍光体ホイールから射出された光を入射させ、
    　前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比が定常状態時の前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数の比と等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する、
    　ホイールの回転数制御方法。
11. 　励起光が照射されると、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出する蛍光体ホイールと、
    　前記蛍光体ホイールが射出した光が入射するカラーホイールと、
    　前記蛍光体ホイールの回転数及び位相に応じて、前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記蛍光体ホイールと前記カラーホイールとの回転数とが等しくなるように前記カラーホイールの回転数及び位相を制御する回転位相制御装置と、
    　を備える、
    　プロジェクタ。
12. 　励起光が照射されると、複数の異なる色の光を回転数に応じた周期で射出する蛍光体を有する第１のホイールと、
    　前記第１のホイールが射出した光が入射するカラーフィルタを有する第２のホイールと、
    　前記第１のホイールと前記第２のホイールのうち、重さが重いホイールを重量ホイール、重さが軽いホイールを軽量ホイールとすると、前記重量ホイールの回転数及び位相に応じて、前記第１のホイールと前記第２のホイールとの位相関係が変わらないように、かつ前記第１のホイールと前記第２のホイールとの回転数とが等しくなるように前記軽量ホイールの回転数及び位相を制御する回転位相制御装置と、
    　を備える、
    　プロジェクタ。
     

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