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
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Definitions
- the present invention relates to a projector, a rotational phase control device, a program of the rotational phase control device, and a method of controlling the number of rotations of a wheel.
- Patent Document 1 describes an example of a projector using a solid light source and a phosphor.
- the projector described in Patent Document 1 includes a light source unit, a phosphor wheel, a filter wheel (color wheel), and a DMD (Digital Micromirror Device).
- the projector irradiates the DMD with high-purity red, green and yellow light in a time division manner to generate red, green and yellow monochromatic image light. Then, the projector projects a color image by projecting these image lights on the same plane one after another.
- the highly pure red, green and yellow light used here is produced by using the phosphor wheel and the filter wheel with the excitation light emitted from the light source.
- the phosphor wheel comprises an annular metal plate.
- the annular metal plate is coated with an annular region coated with a phosphor that emits green light using excitation light in the circumferential direction, and a phosphor that emits red light using excitation light It has an annular area and a notch area.
- the projector rotationally drives an annular metal plate at the time of irradiation of excitation light.
- the irradiation position of the excitation light moves in the above-described regions of the phosphor in order. Therefore, from the phosphor wheel, the green light emitted by the phosphor, the red light, and the blue excitation light which has passed through the cutout area are sequentially emitted.
- the filter wheel has a glass substrate, a green color filter, and a red color filter divided in the circumferential direction.
- the green fluorescence from the phosphor wheel is incident on the green color filter and the red fluorescence is incident on the red color filter.
- the green and red fluorescence is removed of the extra wavelength components outside the specific wavelength range, and becomes light of high purity.
- the blue excitation light is incident on the glass substrate of the filter wheel. In this case, light from the phosphor wheel needs to be incident on the corresponding area of the color wheel. Therefore, the projector uses the formatter to control the number of rotations of the phosphor wheel and the number of rotations of the filter wheel in synchronization with each other.
- the projector described in Patent Document 1 can produce light of high purity red, blue and green three primary colors. These lights are used to generate image light for projection.
- Patent Document 2 Another example of a projector using a phosphor is described in Patent Document 2.
- the projector described in Patent Document 2 includes an excitation light source, a fluorescent wheel (phosphor wheel), a wheel motor, and motor control means.
- the fluorescent wheel an annular green phosphor layer is laid in the circumferential direction of the disk-like substrate.
- the light source unit described in Patent Document 2 irradiates the phosphor layer of the phosphor wheel with excitation light from an excitation light source. This causes the projector to generate green light.
- the wheel motor rotates the phosphor wheel to move the irradiation surface of the excitation light on the phosphor wheel.
- the motor control means adjusts the heat release of the phosphor wheel by changing the number of revolutions.
- the number of rotations of the phosphor wheel may be changed.
- the projector described in Patent Document 1 when the number of revolutions of only the phosphor wheel is changed, the phase relationship between the phosphor wheel and the filter wheel is shifted. For this reason, the projector can not irradiate the DMD with highly pure red, green and yellow light in a time division manner. Therefore, the projector also needs to change the number of rotations of the filter wheel. At this time, the phosphor wheel and the filter wheel generate a difference in the response speed of the rotation number change. For this reason, there is a possibility that the relationship between the phases of the phosphor wheel and the filter wheel may be shifted at the time of changing the rotational speed. In this case, the DMD can not be irradiated with highly pure red, green and yellow light in a time division manner. Therefore, there is a problem that the color of the projected image changes.
- the refresh rate is the number of times the projector rewrites the screen projected per second.
- the change of the refresh rate it is also necessary to change the irradiation timing of the monochromatic light irradiated to the DMD. That is, it is necessary to change the irradiation timing of the monochromatic light irradiated to DMD by changing the number of rotations of the filter wheel.
- an object of the present invention is to provide a projector, a rotational phase control device, a program of the rotational phase control device, and a rotational speed control of a wheel for suppressing color change of an image projected by the projector To provide a way.
- a phosphor wheel which emits light of a plurality of different colors at a period corresponding to the number of rotations when irradiated with excitation light;
- the phosphor wheel and the color wheel are controlled so that the phase relationship between the phosphor wheel and the color wheel does not change according to the color wheel on which the emitted light is incident, and the number of rotations and the phase of the phosphor wheel
- a rotation phase control device for controlling the number of rotations and the phase of the color wheel such that the ratio of the number of rotations of the color wheel to that of the phosphor wheel in the steady state is equal to the ratio of the number of rotations of the phosphor wheel and the color wheel.
- the phase relationship between the phosphor wheel and the color wheel is determined according to the number of rotations and the phase of the phosphor wheel
- the color wheel is rotated so that the ratio of the number of rotations of the phosphor wheel to the color wheel is equal to the ratio of the number of rotations of the phosphor wheel and the color wheel in a steady state so as not to change.
- a rotational phase control unit is provided to control the number and phase.
- the program of the first rotational phase control device of the present invention comprises the steps of: detecting the number of rotations and phase of the phosphor wheel in the rotational phase control device; and the phosphor wheel and the color according to the detected number of rotations and phase.
- the ratio of the number of revolutions of the phosphor wheel to the color wheel is equal to the ratio of the number of revolutions of the phosphor wheel to the color wheel in the steady state so that the phase relationship with the wheel does not change.
- the steps of outputting the number of rotations and phase of the color wheel, and changing the number of rotations and phase of the color wheel based on the output number of rotations and phase are performed.
- the excitation light when the excitation light is irradiated, light of a plurality of different colors is emitted from the phosphor wheel at a period corresponding to the number of rotations.
- the light emitted from the body wheel is made incident, and the phase relationship between the phosphor wheel and the color wheel does not change according to the number of rotations and the phase of the phosphor wheel, and the phosphor wheel and the color
- the number of rotations and the phase of the color wheel are controlled so that the ratio of the number of rotations to the wheel is equal to the ratio of the number of rotations of the phosphor wheel and the color wheel in a steady state.
- the present invention it is possible to suppress the color change of the image projected by the projector when changing the number of rotations of the phosphor wheel.
- FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the physical position of the phosphor wheel and the color wheel and the color of light emitted to the display device when the number of revolutions of the phosphor wheel is constant in the projector shown in FIG. 1. It is a block diagram showing composition of a projector which is not provided with a rotation phase control part. In the projector shown in FIG. 3, it is the flowchart which showed the flow of control of the change of the rotation speed of a fluorescent substance wheel at the time of the change of a refresh rate.
- FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the physical position of the phosphor wheel and the color wheel and the color of light emitted to the display device when the number of revolutions of the phosphor wheel is constant in the projector shown in FIG. 1. It is a block diagram showing composition of a projector which is not provided with a rotation phase control part. In the projector shown in FIG. 3, it is the flowchart which showed the flow of control of the change of the rotation speed of a fluorescent substance wheel at the time of
- FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the physical position of the phosphor wheel and the color wheel and the color of light emitted to the display device when the refresh rate changes in the projector shown in FIG. 3.
- the projector shown in FIG. 1 it is the flowchart which showed the flow of control of the change of the rotation speed of a fluorescent substance wheel at the time of the change of a refresh rate.
- the projector shown in FIG. 1 it is the flowchart which showed the flow of control of the change of the rotation speed and phase of a color wheel at the time of the change of the rotation speed of a phosphor wheel.
- FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the physical position of the phosphor wheel and the color wheel and the color of light emitted to the display device in the projector shown in FIG.
- composition of a projector which is a 2nd embodiment of the present invention. It is a block diagram showing composition of a projector which is a 3rd embodiment of the present invention. It is a block diagram showing composition of a fluorescent substance wheel of a projector which is a 4th embodiment of the present invention, and a portion of a color wheel. It is a block diagram which shows the structure of the projector which is 6th Embodiment of this invention.
- FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a projector according to a first embodiment of the present invention.
- the projector 1 includes a video signal processing unit 11, an excitation light source 12, a phosphor wheel 13, a color wheel 14, a rotational phase control unit 15, a display device 16, a projection lens 17, a motor driver 18 and a motor driver 19. Equipped with The projector 1 is an apparatus for projecting an image.
- the image signal processing unit 11 transmits, to the motor driver 18, a phosphor wheel control signal which is a signal including information on the changed rotation number and phase when changing the rotation number of the phosphor wheel 13.
- the video signal processing unit 11 changes the drive frequency of the display device 16 to one corresponding to the number of rotations of the phosphor wheel 13.
- the excitation light source 12 emits blue excitation light.
- the excitation light source 12 can use a solid light source such as an LED or an LD.
- the phosphor wheel 13 is disposed at a position where the excitation light emitted from the excitation light source 12 can be incident, and rotates.
- the phosphor wheel 13 When the phosphor wheel 13 is irradiated with the excitation light, it emits light of a plurality of different colors at a cycle corresponding to the number of rotations.
- the phosphor wheel 13 has a plurality of regions for performing different processes on the excitation light irradiated on the substrate. Thereby, the phosphor wheel 13 performs processing of modulation and transmission on the irradiated light in accordance with the area to which the excitation light is irradiated. Then, the phosphor wheel 13 emits the light thus processed.
- the phosphor wheel 13 includes a substrate and a phosphor layer 133.
- the substrate is formed of a glass substrate 131 and a transparent substrate 132.
- the glass substrate 131 and the transparent substrate 132 integrally form a thin disk-like substrate.
- the glass substrate 131 has a fan shape and is made of transparent glass.
- the blue excitation light is irradiated to the glass substrate 131, the glass substrate 131 transmits the blue excitation light.
- a portion obtained by removing the fan-shaped glass substrate 131 from the disk-shaped substrate is a transparent substrate 132.
- An annular phosphor layer 133 is formed on the transparent substrate 132 in the circumferential direction.
- the phosphor contained in the phosphor layer 133 is excited.
- the phosphor then emits yellow fluorescence (including red, green and yellow light). That is, in the present embodiment, the phosphor wheel 13 emits blue excitation light and yellow fluorescence according to the irradiation area of the excitation light when the excitation light is irradiated.
- the color wheel 14 is disposed at a position where the light emitted from the phosphor wheel 13 can be incident.
- the color wheel 14 has a thin disk shape.
- the color wheel 14 is rotatable about the central axis of the disk surface.
- the color wheel 14 has a transparent glass 141, a diffusion plate 142, a red filter 143 and a green filter 144.
- the red filter 143 and the green filter 144 are examples of color filters.
- the transparent glass 141, the diffusion plate 142, the red filter 143 and the green filter 144 are arranged in order in the circumferential direction.
- the transparent glass 141 has a characteristic of transmitting the incident light substantially as it is.
- the diffusion plate 142 has a characteristic of making the luminance distribution of incident light constant and passing it.
- the red filter 143 has a characteristic of transmitting light in the red wavelength range and absorbing light in wavelength ranges other than the red wavelength range.
- the green filter 144 has a characteristic of transmitting light in the green wavelength range and absorbing light in wavelength ranges other than the green wavelength range.
- the blue excitation light emitted from the phosphor wheel 13 enters the diffusion plate 142.
- the yellow fluorescence emitted from the phosphor wheel 13 is incident on the glass 141, the green filter 144 and the red filter 143. In other words, the light emitted from the phosphor wheel is incident on the area of the corresponding color wheel 14.
- the rotational phase control unit 15 detects the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 13 when the number of rotations of the phosphor wheel 13 is changed. In addition, the rotational phase control unit 15 does not change the phase relationship between the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 according to the detected rotational speed and phase, and the ratio of the rotational speeds of the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 is The rotation speed and the phase of the color wheel 14 which are in the same state as the ratio of the rotation speed in the steady state of the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 are output. Then, the rotational phase control unit 15 transmits the output to the motor driver 19 as a color wheel control signal including the output information on the number of rotations and the phase of the color wheel 14. Thus, the rotational phase control unit 15 controls the number of rotations and the phase of the color wheel 14.
- the display device 16 is disposed at a position where the light emitted from the color wheel 14 can be incident.
- the display device 16 modulates the light emitted by the color wheel 14 to generate image light.
- a DMD is used for the display device 16.
- the DMD has an imaging surface consisting of a large number of two-dimensionally arranged micro mirrors.
- the DMD generates image light by modulating incident light according to an input video signal. Image light is emitted from the DMD.
- the projection lens 17 is disposed at a position where the image light generated by the display device 16 can be incident. In addition, the projection lens 17 projects the incident image light.
- the motor driver 18 receives a phosphor wheel control signal.
- the motor driver 18 changes the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 13 based on the received phosphor wheel control signal.
- the motor driver 19 receives a color wheel control signal. Further, the motor driver 19 changes the number of rotations and the phase of the color wheel 14 based on the received color wheel control signal.
- the excitation light source 12 emits blue excitation light.
- the emitted excitation light is incident on the phosphor wheel 13.
- the phosphor wheel 13 is rotating.
- excitation light is alternately applied to the glass substrate 131 and the phosphor layer 133.
- the excitation light irradiated to the glass substrate 131 is transmitted through the glass substrate 131.
- the excitation light irradiated to the phosphor layer 133 excites the phosphor of the phosphor layer 133.
- the excited phosphor emits yellow fluorescence. That is, the phosphor wheel 13 emits blue light and yellow light alternately.
- the period of light emitted from the phosphor wheel 13 is determined according to the number of rotations of the phosphor wheel 13.
- the color of the emitted light is determined according to the rotation angle of the phosphor wheel 13.
- the light of each color emitted from the phosphor wheel 13 then enters the color wheel 14. At this time, the blue light is irradiated to the diffusion plate 142.
- yellow light is emitted to the glass 141, the red filter 143 and the green filter 144. That is, the color wheel 14 rotates in synchronization with the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 13 so that the light of each color emitted by the phosphor wheel 13 is irradiated to the corresponding area of the color wheel 14 .
- the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 rotate at the same number of rotations and with the phase relationship unchanged.
- the diffusion plate 142 makes the luminance distribution of the blue light irradiated to the diffusion plate 142 uniform and passes it.
- the glass 141 transmits the emitted yellow light without substantially changing the characteristics of the emitted yellow light.
- the red filter 143 transmits the light of the red wavelength component from the emitted yellow light and absorbs the light of the other wavelength components.
- the green filter 144 transmits the light of the component of the green wavelength from the emitted yellow light and absorbs the light of the other wavelength components. Therefore, the light emitted from the phosphor wheel 13 is modulated by the color wheel 14 to become blue, red, green and yellow light. Then, these blue, red, green and yellow lights are emitted sequentially from the color wheel 14 in time division.
- the display device 16 modulates the blue, red, green and yellow light to produce blue, red, green and yellow image light.
- the display device 16 sequentially emits these image lights. Then, these image lights enter the projection lens 17.
- the projection lens 17 projects the image light generated by the display device 16 on a screen (projection surface).
- the projected image light of blue, red, green and yellow is continuously projected on the screen (projection plane) to generate one color image.
- FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the physical position of the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 and the color of light emitted to the display device 16 when the number of rotations of the phosphor wheel 13 is constant.
- the horizontal axis of FIG. 2 is a time axis. Further, the time required for one frame in the upper part of FIG. 2 indicates the length of one frame. That is, the length from the input on the left of FIG. 2 (first timing to change from low level to high level) to the input on the right of FIG. 2 (next timing to change from low level to high level) is one frame It shows time.
- the physical position of the phosphor wheel indicates an irradiation area of the light emitted from the excitation light source 32 in the phosphor wheel 13 at a certain time.
- the physical position of the color wheel indicates the irradiation area on the color wheel 14 of the light emitted from the phosphor wheel 13 at a certain time.
- the irradiation light to the display device indicates the color of the light irradiated to the display device 16 at a certain time.
- the light emitted from the excitation light source 32 is irradiated to the glass substrate 131 of the phosphor wheel 13
- the light emitted from the phosphor wheel 13 is irradiated to the diffusion plate 142 of the color wheel 14. Be done.
- the color of the light emitted from the phosphor wheel 13 is blue of the blue excitation light transmitted through the glass substrate 131.
- the light emitted from the color wheel 14 is the color of the light that has passed through the diffusion plate 142.
- the color of this light is blue which is the color of the blue light emitted by the phosphor wheel 13.
- the light emitted from the color wheel 14 is incident on the display device 16.
- the column of the color of the irradiation light to the display device in the figure is described as blue.
- the steady state means that the phosphor wheel 13 is rotating at a constant rotation speed without changing the rotation speed of the phosphor wheel 13.
- the refresh rate of the image to be projected is changed according to the change of the V synchronous frequency of the video signal of the image to be projected.
- the drive frequency of the display device 16, the number of rotations of the color wheel 14, and the number of rotations of the phosphor wheel 13 are changed to those corresponding to the refresh rate.
- the method of controlling the number of rotations of the color wheel 14 at this time will be specifically described.
- the video signal processing unit 11 transmits a phosphor wheel control signal to the motor driver 18.
- the phosphor wheel control signal contains information on the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 13 corresponding to the refresh rate.
- the video signal processing unit 11 changes the drive frequency of the display device 86 to one corresponding to the rotation number of the phosphor wheel 13.
- the motor driver 18 receives a phosphor wheel control signal from the video signal processing unit 11. After receiving the phosphor wheel control signal, the motor driver 18 changes the rotational speed and phase of the phosphor wheel 13 to one that matches the phosphor wheel control signal. Here, the phosphor wheel 13 has a moment of inertia. For this reason, when the video signal processing unit 11 changes the number of rotations of the phosphor wheel 13, changing the number of rotations of the phosphor wheel 13 requires some time. During the change time of the rotation speed of the phosphor wheel 13, the rotation phase control unit 15 detects the rotation speed and the phase of the phosphor wheel 13.
- the rotational phase control unit 15 causes the ratio of the rotational speeds of the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 to be fluorescent so that the phase relationship between the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 does not change from the detected rotational speed and phase.
- the rotation speed and the phase of the color wheel 14 that are in the same state as the ratio of the rotation speed in the steady state of the body wheel 13 and the color wheel 14 are output.
- the rotational phase control unit 15 transmits a color wheel control signal including the output information on the number of rotations and the phase of the color wheel 14 to the motor driver 19.
- the rotational phase control unit 15 may detect a change in the number of rotations of the phosphor wheel 13 based on the video signal processing unit 11 based on a signal transmitted from the video signal processing unit 11. Further, the rotational phase control unit 15 may detect a change in the number of rotations of the phosphor wheel 13 by always detecting the number of rotations of the phosphor wheel 13.
- the motor driver 19 changes the number of rotations and the phase of the color wheel 14 to match the color wheel control signal.
- the color wheel 14 is changed in rotation speed and phase by the motor driver 19.
- FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the projector 3 that does not include the rotational phase control unit 15.
- the projector 3 includes a video signal processing unit 31, an excitation light source 32, a phosphor wheel 33, a color wheel 34, a display device 36, a projection lens 37, a motor driver 38 and a motor driver 39.
- the excitation light source 32, the phosphor wheel 33, the color wheel 34, the display device 36 projection lens 37, the motor driver 38 and the motor driver 39 are the same as the components of the projector 1.
- the projector 3 does not include the rotational phase control unit 15.
- the video signal processing unit 31 changes the rotation speed of the color wheel 34 in addition to the processing for the phosphor wheel 33 and the display device 36.
- FIG. 4 is a flow chart showing a flow of control of changing the number of rotations of the phosphor wheel 33 when the refresh rate changes in the projector 3.
- the rotation speed control method of the color wheel 34 of the projector 3 will be described with reference to FIG.
- the drive frequency of the display device 36 is changed in step S11.
- step S12 the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 are unlocked. This makes it possible to change the rotational speed and phase of the phosphor wheel 33 and the color wheel 34.
- step S13 the number of revolutions of the phosphor wheel 33 is changed to a predetermined number of revolutions.
- step S14 the rotation speed of the color wheel 34 is changed to a predetermined rotation speed in step S14. That is, the number of rotations of the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 are changed separately. Note that either step S13 or step S14 may be performed first. After that, it takes some time to change the rotational speeds of the phosphor wheel 33 and the color wheel 34. Then, in step S15, the change in the number of revolutions of the phosphor wheel 33 is completed. Further, at step S16, the color wheel 34 completes the change in the number of rotations.
- step S17 the display device 36, the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 are subjected to phase adjustment control, and the phases correspond to each other. After the respective phases correspond, the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 are locked in step S18. Thereby, the phases of the display device 36, the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 are synchronized.
- FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the physical position of the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 and the color of light emitted to the display device 36 when the refresh rate changes.
- the refresh rate is changed, the time per frame changes as shown in the upper part of FIG.
- the rotation speed control of the phosphor wheel is performed by the flow as described above.
- the phases of the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 may be shifted as shown in the figure.
- the moment of inertia is larger than that of the color wheel 34.
- the phosphor wheel 33 has a poorer response (response to the change in rotational speed) than the color wheel 34. Therefore, when the rotation speed change of the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 is performed respectively, the rotation speed change of the color wheel 34 is completed first, as shown in the figure. Thereafter, the change in the number of revolutions of the phosphor wheel 33 is completed. Finally, phase adjustment control of the display device 36, the phosphor wheel 33 and the color wheel 34 is performed, and the phase is locked in a state corresponding to each. At this time, the color of the irradiation light to the display device 36 changes as shown in the lower part of the figure.
- the display device 16 displays yellow light, blue light, yellow light, red light, green light when the lock is released, color wheel rotation number change completion, and phosphor wheel rotation number change completion.
- the light is emitted in the order of the light of. This order is different from the order of yellow light, blue light, red light and green light, which is the order of light to be originally irradiated. That is, the display device 16 is irradiated with yellow light after blue light. Therefore, the image generated by the display device 16 is affected by yellow light. Specifically, since yellow light has a relatively high luminance as compared with light of other colors, a phenomenon occurs in which the image projected by the projector 3 flashes in yellow. That is, there arises a problem that the color of the image projected by the projector 3 changes.
- FIG. 6 is a flow chart showing a flow of control of change of the number of rotations of the phosphor wheel 13 at the time of change of the refresh rate in the projector 1 shown in FIG.
- the drive frequency of the display device 16 is changed in step S31.
- the lock of the phosphor wheel 13 is released.
- the number of revolutions of the phosphor wheel 13 is changed to a predetermined number of revolutions.
- step S34 the change in the number of revolutions of the phosphor wheel 13 is completed.
- step S35 the display device 16 and the phosphor wheel 13 are subjected to phase adjustment control, and the phases correspond to each other. After the phases correspond, the phosphor wheel 13 is locked in step S36. Thereby, the phases of the display device 16 and the phosphor wheel 13 are synchronized.
- FIG. 7 is a flow chart showing a flow of control of changes in the rotational speed and phase of the color wheel 14 when the rotational speed of the phosphor wheel 13 changes in the projector 1 shown in FIG.
- the rotational phase control unit 15 detects the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 13 in step S51.
- step S52 the rotational phase control unit 15 outputs the number of rotations and the phase of the color wheel 14 according to the detected number of rotations and the phase of the phosphor wheel 13.
- step S53 the rotational phase control unit 15 changes the rotation speed and phase of the color wheel 14 based on the output rotation speed and phase of the color wheel 14.
- the change of the rotational speed and the phase of the color wheel 14 is completed.
- FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the physical position of the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 and the color of light emitted to the display device 16 when the refresh rate changes in the projector 1 shown in FIG. It is.
- the rotational phase control unit 15 controls the color wheel 14.
- the phosphor wheel 13 is larger than the color wheel 14 as described above. Therefore, the color wheel 14 has a smaller moment of inertia than the phosphor wheel 13. For this reason, the color wheel 14 is more responsive to the change in rotational speed than the phosphor wheel 13. Thereby, even when the rotation speed of the phosphor wheel 13 is changed, the synchronization between the rotation speed and the phase of the phosphor wheel 13 and the color wheel 14 does not easily shift.
- the projector 1 when changing the number of rotations of the phosphor wheel 13, the relationship between the phosphor wheel physical position and the color wheel physical position is hard to shift . That is, the order of the light emitted to the display device 16 does not change.
- the projector 1 according to the present embodiment can suppress the occurrence of the phenomenon that the image to be projected flashes yellow. That is, the change of the color of the projection image of the projector 1 is suppressed.
- the video signal processing unit 31 of the projector 3 needs to adjust and lock the phases of a total of three devices of the display device 36, the phosphor wheel 33, and the color wheel 34.
- the video signal processing unit 11 of the projector 1 according to the present embodiment controls two devices, the display device 16 and the phosphor wheel 13, the time required for phase adjustment can also be shortened.
- the phosphor wheel 13 emits two-color light of blue light and yellow light.
- the phosphor wheel may emit light of three or more different colors.
- the projector performs the same control of the number of rotations of the phosphor wheel as in the present embodiment, so that the light emitted from the phosphor wheel corresponds to the color wheel even when the number of rotations of the phosphor wheel is changed.
- the projector provided with the phosphor wheel emitting light of a plurality of different colors can realize the same function and effect as the projector 1.
- the number of rotations of the phosphor wheel 13 in the steady state and the number of rotations of the color wheel 14 may be the same.
- the rotational phase control unit 15 controls the color wheel 14 in accordance with the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 13 that is heavier than the color wheel 14.
- the rotational phase control unit 15 may control the phosphor wheel 13 according to the number of rotations and the phase of the color wheel 14. That is, according to the rotation speed and the phase of the weight wheel which is a heavy wheel among the phosphor wheel 13 and the color wheel 14, the rotational phase control unit 15 controls the weight of the phosphor wheel 13 and the color wheel 14. You may control a light wheel, which is a light wheel.
- FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a projector according to a second embodiment of the present invention.
- the projector 5 includes a video signal processing unit 51, a phosphor wheel 53, a color wheel 54, a rotational phase control unit 55, a display device 56, and a motor driver 58.
- the video signal processing unit 51, the phosphor wheel 53, the color wheel 54, the display device 56, and the motor driver 58 are the same as those described in the first embodiment.
- the rotational phase control unit 55 is composed of a mechanical element. Specifically, the rotational phase control unit 55 is composed of a plurality of gears. The rotation phase control unit 55 connects the phosphor wheel 53 and the color wheel 54. In addition, the gears of the rotational phase control unit 55 do not change the phase relationship between the phosphor wheel 53 and the color wheel 54 when the phosphor wheel 53 rotates, and the number of rotations of the phosphor wheel 53 and the color wheel 54 The arrangement is such that the color wheel 54 is rotated in the same state as the ratio of the number of rotations of the phosphor wheel 53 and the color wheel 54 in the steady state.
- the phosphor wheel 53 and the color wheel 54 are connected by the rotational phase control unit 55 formed of a mechanical element. Therefore, the color wheel 54 rotates in conjunction with the rotation of the phosphor wheel 53, and the projector 5 according to the present embodiment can obtain the same function and effect as the projector 1 according to the first embodiment described above.
- the phosphor wheel 53 and the color wheel 54 are connected by gears, but the phosphor wheel 53 and the color wheel 54 may be connected by various mechanical elements such as a chain, a belt, and a pulley.
- FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a projector according to a third embodiment of the present invention.
- the projector 7 includes a video signal processing unit 71, an excitation light source 720, an excitation light source 721, a phosphor wheel 730, a phosphor wheel 731, a color wheel 74, a rotational phase control unit 75, a display device 76 and a projection lens. And 77.
- the video signal processing unit 71, the excitation light source 720, the excitation light source 721, the phosphor wheel 730, the phosphor wheel 731, the color wheel 74, the display device 76 and the projection lens 77 are the same as those described in the first embodiment. It is.
- the projector 7 has a configuration in which an excitation light source 720, another excitation light source 721, a phosphor wheel 730, and another phosphor wheel 731 are added to the projector 3 in order to obtain a larger amount of light.
- the excitation light source 721 has the same configuration as the excitation light source 720.
- the phosphor wheel 731 has the same configuration as the phosphor wheel 731.
- the light emitted from the phosphor wheel 730 and the phosphor wheel 731 is collected and is incident on the color wheel 74. Therefore, it is necessary to emit light of the same color from the phosphor wheel 730 and the phosphor wheel 731 at the same time.
- the rotational phase control unit 75 does not change the phase relationship between the phosphor wheel 730 and another phosphor wheel 731, and the ratio of the phosphor wheel 730 to another phosphor wheel 731 is equal to that of the phosphor wheel 730.
- the rotation number and phase of another phosphor wheel 731 are controlled so as not to be different from the steady state rotation number ratio of another phosphor wheel 731.
- the phosphor wheel may have three or more configurations. In this case, one phosphor wheel is used as a master wheel. Then, the rotational phase control unit 105 does not change the phase relationship between the master wheel and another phosphor wheel, and the ratio of the rotational speeds of the master wheel and another phosphor wheel is different from that of the master wheel The rotation speed and phase of another color wheel are controlled so as not to be different from the steady state rotation speed ratio.
- FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a phosphor wheel and a color wheel of a projector according to a fourth embodiment of the present invention.
- the projector 8 includes a phosphor wheel 83 and a color wheel 84.
- the phosphor wheel 83 includes a glass substrate 131 and a phosphor layer 833.
- the glass substrate 831 and the phosphor layer 833 have the same configuration as that described in the first embodiment.
- the color wheel 84 has a transparent glass 841, a diffusion plate 842, a red filter 843 and a green filter 844.
- the transparent glass 841, the diffusion plate 842, the red filter 843 and the green filter 844 have the same configuration as that described in the first embodiment.
- the projector 8 differs from the projector 1 in that the color wheel 84 rotates twice while the phosphor wheel 83 rotates once.
- the color wheel 84 is formed of different materials including transparent glass 841, diffusion plate 842, green filter 844, red filter 843, transparent glass 841, diffusion plate 842, green filter 844 and red filter 843 in this order. These areas are arranged in order. Therefore, even when the number of revolutions of the phosphor wheel 83 and the color wheel 84 is different, the blue light emitted from the phosphor wheel 83 is irradiated to the diffusion plate 842 of the color wheel 84. Similarly, yellow light emitted from the phosphor wheel 83 is applied to the transparent glass 841, the green filter 844 and the red filter 843.
- the rotational phase control unit (not shown) obtains the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 83 when changing the number of rotations of the phosphor wheel 83 Do. Then, the rotational phase control unit does not change the phase relationship between the phosphor wheel 83 and the color wheel 84 according to the acquired rotation number and phase, and the ratio of the rotation numbers of the phosphor wheel 83 and the color wheel 84 is fluorescence
- the number of rotations and the phase of the color wheel 84 are controlled so as to be the same as the ratio of the number of rotations in the steady state of the body wheel 83 and the color wheel 84.
- the projector 8 of the present embodiment also exhibits the same effects as the projector 1 described in the first embodiment.
- the ratio of the number of rotations of the phosphor wheel 83 and the color wheel 84 in the present embodiment is 2 to 1.
- the ratio of the rotational speeds of the phosphor wheel 83 and the color wheel 84 is not limited to this ratio.
- the ratio of rotational speeds may be 1: 2 or 3: 1.
- FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a projector according to a sixth embodiment of the present invention.
- the projector 9 includes a phosphor wheel 93, a color wheel 94 and a rotational phase control device 95.
- the rotational phase control device 95 may include a rotational phase control unit and a motor driver.
- the phosphor wheel 93 When the phosphor wheel 93 is irradiated with the excitation light, it emits light of a plurality of different colors at a cycle corresponding to the number of rotations.
- the color wheel 94 receives the light emitted from the phosphor wheel 93.
- the rotational phase control device 95 rotates the phosphor wheel 93 and the color wheel 94 so that the phase relationship between the phosphor wheel 93 and the color wheel 94 does not change according to the number of rotations and the phase of the phosphor wheel 93.
- the number of rotations and the phase of the color wheel 94 are controlled so that the ratio of the numbers is equal to the ratio of the number of rotations of the phosphor wheel 93 and the color wheel 94 in the steady state.
- the rotational phase control device 95 is configured such that the phase relationship between the phosphor wheel 93 and the color wheel 94 does not change according to the rotation speed and the phase of the phosphor wheel 93
- the rotational speed and phase of the color wheel 94 are controlled so that the ratio of the rotational speed of the color wheel 94 to that of the color wheel 94 is equal to the ratio of the rotational speed of the phosphor wheel 93 and the color wheel 94 in the steady state. For this reason, when changing the rotation speed of the phosphor wheel 93, the rotation speed and the phase of the phosphor wheel 93 and the color wheel 94 do not get out of synchronization.
- the projector 9 can suppress the color change of the image which the projector 9 projects at the time of rotation number change of a wheel.
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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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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