JP2014160247A - 投影装置、投影制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】色彩の表現力を向上した画像の投影を可能とする。
【解決手段】半導体発光素子19，23，26の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部16と、光源部16からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示して反射光により光像を形成するマイクロミラー素子15と、形成した光像を投影対象に向けて投射する投影系(17，18)と、複数のカラーフィルタを配置したカラーホイールの使用を前提とし、カラーフィルタ毎の切替わりタイミング、該切替わりタイミングを中心とした切替わり期間の開始及び終了の各タイミングを設定することでマイクロミラー素子15の駆動を可能とし、上記切替わり期間の開始タイミングまたは終了タイミングを光源部16が出射する光の色が切替わるタイミングと一致するようにカラーホイール設定テーブル14ａに事前に設定した投影コントローラ14とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特にＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のプロジェクタに好適な投影装置、投影制御方法及びプログラムに関する。

従来、一枚のマイクロミラー素子を用いたＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタでは、光源となる放電ランプからの白色光を、周上に複数のカラーフィルタが配設されたカラーホイールを透過させることで、時分割に例えばＲ（赤色），Ｇ（緑），Ｂ（青色）となる原色光を生成する。

そして、得た原色光の照射タイミングに合わせて各色成分毎の画像をマイクロミラー素子で表示させることにより、その反射光でカラーの光像を形成し、形成した光像を投影レンズにより投影対象に向けて投射することで画像の投影が実行される。

上記マイクロミラー素子は、そのためのコントローラ用の回路チップも含めて該素子を開発した半導体メーカが独占的に製造しており、ＤＬＰ（登録商標）方式のプロジェクタを製造するメーカは、いずれも上記半導体メーカからマイクロミラー素子及びそのコントローラ用の回路チップの供給を受けてプロジェクタを製造している。

近年、プロジェクタの光源として、上述した白色光を放つ放電ランプではなく、ＬＤ（半導体レーザ）やＬＥＤ（発光ダイオード）など単色光を出力する半導体発光素子を組み合わせて使用するプロジェクタ装置が種々企画、製品化されている。（例えば、特許文献１）

特開２０１１−０９５３８８号公報

上記特許文献に記載された技術を含めて、マイクロミラー素子のためのコントローラ用の回路チップでは、プロジェクタ装置内に実際にカラーホイールが存在しているか否かに拘わらず、カラーホイールがあるものとして各カラーフィルタの回転タイミングを予め設定しておくことで、マイクロミラー素子の表示駆動を制御することが可能となる。

その点について図３を用いて説明する。図３は、発光タイミングの設定構成を示すタイミングチャートである。

同図では、上記特許文献に記載された内容と同様に、赤色光を直接ＬＥＤ（以下「Ｒ−ＬＥＤ」と称する）の発光により、緑色光を、青色光を発光するＬＤ（以下「Ｇ励起ＬＤ」と称する）及び該青色光の照射を受けて緑色光を発するリング状の蛍光体層が形成された蛍光ホイールにより、青色光を直接ＬＥＤ（以下「Ｂ−ＬＥＤ」と称する）の発光により、それぞれ得るものとして、各原色光を単独、及び２種類を組み合わせた補色として用い、各色成分に対応した光像を形成して投影する場合について説明する。このような光源の構成とすることで、実際にはカラーホイールの存在は不要となる。

図３（Ａ）に示すように、ここではカラー画像１フレームがＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｍｇ（マゼンタ色），Ｂ（青色），Ｙｅ（黄色），Ｃｙ（シアン色）の計６フィールドから構成されているものとする。

各フィールドに付帯して記載した数値「６０（°）」は、各フィールド期間を仮想上のカラーホイールの回転角（１周期３６０°）に対応した中心角度として均等に分配した場合を示している。

上記フレーム構成に対応して、図３（Ｂ）に示すように仮想上のカラーホイールの各カラーフィルタの回転タイミングをコントローラ回路に予め設定しておくものとする。カラーホイールの使用が前提とされるコントローラ回路では、カラーホイールを構成する各色のカラーフィルタが光源からの透過スポット光位置で切り替わる期間を「スポーク期間」と称して、当該スポーク期間の設定を行なう必要がある。

このスポーク期間、すなわちカラーフィルタの切り替わりの前後一定角度分、例えば中心角で前後各５°、計１０°に相当する期間内ではカラーフィルタの色に対応した正確な色画像の投影ができないものとし、各スポーク期間では隣り合ったカラーフィルタの補色、あるいは白色による階調強調を行なう期間に充当していた。

図３（Ｃ）は、各フィールド期間及び各スポーク期間の投影シーケンスを示すもので、当該シーケンスに応じた色成分の画像をマイクロミラー素子で表示する。例えば、ＲフィールドとＧフィールドとの間のスポーク期間では、ＲとＧの加色によるＹｅの階調強調を行なうものとして、図３（Ｄ）及び図３（Ｅ）に示すように、スポーク期間の中央のタイミングでＲ−ＬＥＤをオフし、当該タイミングでＧ用の励起ＬＤをオンし、合わせてマイクロミラー素子で黄色の色成分に応じた画像を表示することにより、このスポーク期間中はＲとＧの加色である黄色成分の階調を強調した画像を投影できる。

同様に、例えばＢフィールドとＹｅフィールドとの間のスポーク期間では、Ｙｅフィールド自体がＲとＧの加色による表示期間であるため、さらにＢの加色によりＷ（白色）（＝輝度）の階調強調を行なうものとして、図３（Ｄ）〜図３（Ｆ）に示すようにスポーク期間の中央のタイミングでＢ−ＬＥＤをオフし、当該タイミングでＲ−ＬＥＤ、Ｇ用の励起ＬＤをオンし、合わせてマイクロミラー素子で輝度成分に応じた画像を表示することにより、このスポーク期間中はＲとＧとＢの加色であるＷ（白色）の輝度成分の階調を強調した画像を投影できる。

このようにカラーホイールの使用を前提としたコントローラ回路を用いるプロジェクタでは、実際にはカラーホイールを使用していない場合でもコントローラ回路にカラーホイールの設定を行なう必要があり、且つスポーク期間を有効に活用する場合には、当該期間を加色による補色、または輝度の階調強調を行なうものとしていた。

そのため、投影画像に明るさが求められるプレゼンテーション等の用途には有効である一方で、明るさと共に色彩の忠実な再現性も求められるホームシネマ等の用途では、原色の強調を行なうことができず、スポーク期間を有効に活用することができないという不具合がある。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、カラーホイールの使用が前提とされるコントローラ回路を使用しながら、色彩の表現力を向上した画像の投影が可能な投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供することにある。

本発明の一態様は、半導体発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部と、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子と、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部と、複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールを使用した際には、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミングに相当する色切り替わりタイミングと、上記切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間の開始タイミング及び終了タイミングとを設定することができるコントローラ回路と、上記コントローラ回路で設定された上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する投影駆動部とを具備し、上記開始タイミング又は終了タイミングが上記光源部が出射する光の色が切り替わる切り替わりタイミングと一致するように、上記切り替わりタイミング、上記開始タイミング及び上記終了タイミングがそれぞれ設定され、上記投影駆動部は、上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、カラーホイールの使用が前提とされるコントローラ回路を使用しながら、色彩の表現力を向上した画像の投影が可能となる。

本発明の一実施形態に係るＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置の機能回路構成を示すブロック図。 同実施形態に係る発光タイミングの設定構成を示すタイミングチャート。 一般的な半導体光源素子を用いた単板ＤＬＰ（登録商標）方式プロジェクタの発光タイミングの設定構成を示すタイミングチャート。

以下本発明をＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０の概略機能構成を示す図である。
入力部１１は、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、ＵＳＢ端子、ＨＤＭＩ（（登録商標）Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）端子などにより構成される。入力部１１に入力された各種規格の画像信号は、入力部１１で必要によりデジタル化された後に、システムバスＳＢを介して画像変換部１２に送られる。

画像変換部１２は、スケーラとも称され、入力される画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに統一して投影駆動部１３へ送る。

投影駆動部１３は、投影コントローラ１４の主としてタイミングに関する制御に基づき、画像変換部１２から送られてきた画像データに応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば１２０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、空間的光変調素子であるマイクロミラー素子１５を表示するべく駆動する。

投影コントローラ１４は、カラーホイールの使用を前提とし、この投影コントローラ１４によりカラーホイールを構成する複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミング、及びこの切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間であるスポーク期間の開始タイミング及び終了タイミングの各タイミングを事前にカラーホイール（ＣＷ）設定テーブル１４ａに設定する。この設定された各タイミングに基づいて、上記投影駆動部１３はマイクロミラー素子１５の各色成分毎に対応した表示駆動を制御する。

このマイクロミラー素子１５は、アレイ状に配列された複数、例えばＷＸＧＡ（Ｗｉｄｅ ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）（横１２８０画素×縦８００画素）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作して画像を表示することで、その反射光により光像を形成する。

一方で、光源部１６から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光が単独及び組み合わせて補色とした光源光が循環的に出射される。この光源部１５からの光源光が、ミラー１７で全反射して上記マイクロミラー素子１５に照射される。

そして、マイクロミラー素子１５での反射光で光源光の色成分に対応した光像が形成され、形成された光像が投影レンズ部１８を介して、投影対象となる図示しないスクリーンに投影表示される。

なお図中の光源部１６は、実構造としての光源部１６を構成する各種光学レンズやミラー等の光学系の構成部品を極力簡略化し、説明に特化したものである。光源部１６は、赤色光を発するＬＥＤ（以下「Ｒ−ＬＥＤ」と称する）１９を有する。

Ｒ−ＬＥＤ１９が発する赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー２０を透過し、ダイクロイックミラー２１で反射された後、さらにミラー２２で反射されて、上記ミラー１７に至る。

光源部１６は、さらに励起光としての青色のレーザ光を発するＬＤ（以下「励起ＬＤ２３」と称する）２３を有する。
励起ＬＤ２３が発する励起光としての青色のレーザ光（Ｂ）は、上記ダイクロイックミラー２０を透過した後に蛍光ホイール２４の周面に照射される。この蛍光ホイール２４は、ホイールモータ（Ｍ）２５により回転されるもので、上記青色のレーザ光が照射される周面全周に渡ってリング状の蛍光体層２４ｇを形成している。

より詳細には、蛍光ホイール２４の上記レーザ光が照射される円周上に蛍光体を塗布することで蛍光体層２４ｇが形成される。蛍光ホイール２４の蛍光体層２４ｇが形成されている面の裏面には図示しない反射板が蛍光体層２４ｇと重なるように設けられている。

蛍光ホイール２４の蛍光体層２４ｇに励起光としての青色のレーザ光が照射されることで、緑色光（Ｇ）が反射光として励起する。この緑色光は、上記ダイクロイックミラー２０で反射され、上記ダイクロイックミラー２１でも反射された後、上記ミラー２２で反射されて、上記ミラー１７に至る。

さらに光源部１６は、青色光を発するＬＥＤ（以下「Ｂ−ＬＥＤ」と称する）２６を有する。
Ｂ−ＬＥＤ２６が発する青色光（Ｂ）は、上記ダイクロイックミラー２１を透過し、上記ミラー２２で反射されて、上記ミラー１７に至る。

以上の如く、上記ダイクロイックミラー２０は、青色光，赤色光を透過する一方で、緑色光を反射する。上記ダイクロイックミラー２１は、青色光を透過する一方で、緑色光及び赤色光を反射する。
光源駆動部２７は、上記Ｒ−ＬＥＤ１９、励起ＬＤ２３、及びＢ−ＬＥＤ２６の各発光、上記ホイールモータ２５による蛍光ホイール２４の回転を、上記投影駆動部１３からのタイミング信号と、後述するＣＰＵ２８の制御の下に実行する。

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ２８が制御する。このＣＰＵ２８は、メインメモリ２９及びプログラムメモリ３０と直接接続される。メインメモリ２９は、例えばＳＲＡＭで構成され、ＣＰＵ２８のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ３０は、電気的に書換可能な不揮発性メモリで構成され、ＣＰＵ２８が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。ＣＰＵ２８は、上記メインメモリ２９及びプログラムメモリ３０を用いて、このデータプロジェクタ装置１０内の制御動作を実行する。

上記ＣＰＵ２８は、操作部３１からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。
この操作部３１は、データプロジェクタ装置１０の本体に設けられるキー操作部と、このデータプロジェクタ装置１０専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光する赤外線受光部とを含み、ユーザが本体のキー操作部またはリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ２８へ直接出力する。

上記ＣＰＵ２８はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３２とも接続される。音声処理部３２は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部３３を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図２は、本実施形態に係る発光タイミングの設定構成を示すタイミングチャートである。図２（Ａ）に示すように、ここではカラー画像１フレームがＲ（赤色），Ｇ（緑色），Ｍｇ（マゼンタ色），Ｂ（青色），Ｙｅ（黄色），Ｃｙ（シアン色）の計６フィールドから構成されているものとする。

各フィールドに付帯して記載した数値「６０（°）」は、各フィールド期間を仮想上のカラーホイールの回転角（１周期３６０°）に対応した中心角度として均等に分配した場合を示している。

上記フレーム構成に対応して、図２（Ｂ）に示すように仮想上のカラーホイールの各カラーフィルタの回転タイミングを投影コントローラ１４のカラーホイール設定テーブル１４ａに予め設定しておくものとする。カラーホイールの使用が前提とされる投影コントローラ１４では、カラーホイールを構成する各色のカラーフィルタが光源からの透過スポット光位置で切り替わる期間を「スポーク期間」（切り替わり期間）と称して、当該スポーク期間の設定を行なう必要がある。この設定に基づいて投影駆動部１３は、各色成分毎の発光タイミングに応じてマイクロミラー素子１５の表示駆動を制御する。

このスポーク期間、すなわちカラーフィルタの切り替わり（切り替わりタイミング）の前後一定角度分、例えばカラーホイールの中心角で前後各５°、計１０°に相当する期間内ではカラーフィルタの色に対応した正確な色画像の投影ができないものとし、各スポーク期間では隣り合ったカラーフィルタの補色、あるいは白色による階調強調を行なう期間に充当するものとする。なお、０度以外の他の角度に相当する期間をスポーク期間として設定することができるのは勿論である。

したがって本実施形態では、上記カラーフィルタの色毎のスポーク期間の開始タイミングまたは終了タイミングが、上記図２（Ａ）で示した、実際に光源部１６が出射する光の色が切り替わるタイミングと一致するようにカラーホイール設定テーブル１４ａに設定しておく。

具体的には、最初のＲフィールドの開始タイミングがその前のフレームの最終フィールドであるＣｙフィールド側に５°分はみ出すと共に、終了タイミングもその次のＧフィールド側に５°分はみ出すものとして、カラーホイールの中心角度で計７０°に相当する期間となるようにカラーホイール設定テーブル１４ａに設定する。

２番目のＧフィールドでは、上述したように開始タイミングが５°分遅れ、終了タイミングがその次のＭｇフィールド側に５°分はみ出すものとして、カラーホイールの中心角度で計６０°に相当する期間となるようにカラーホイール設定テーブル１４ａに設定する。

３番目のＭｇフィールドでは、上述したように開始タイミングが５°分遅れ、且つ終了タイミングがその次のＢフィールドの開始より５°分早く終了するものとして、カラーホイールの中心角度で計５０°に相当する期間となるようにカラーホイール設定テーブル１４ａに設定する。

４番目のＢフィールドでは、上述したように開始タイミングがその前のＭｇフィールド側に５°分はみ出すと共に、終了タイミングがその次のＹｅフィールド側に５°分はみ出すものとして、カラーホイールの中心角度で計７０°に相当する期間となるようにカラーホイール設定テーブル１４ａに設定する。

５番目のＹｅフィールドでは、上述したように開始タイミングが５°分遅れ、且つ終了タイミングがその次のＣｙフィールドの開始より５°分早く終了するものとして、カラーホイールの中心角度で計５０°に相当する期間となるようにカラーホイール設定テーブル１４ａに設定する。

最後のＣｙフィールドでは、上述したように開始タイミングがその前のＹｅフィールド側に５°分はみ出すと共に、終了タイミングもその次のフレームの先頭に位置するＲフィールドの開始より５°分早く終了するものとして、カラーホイールの中心角度で計６０°に相当する期間となるようにカラーホイール設定テーブル１４ａに設定する。

このように複数の各フィールド間のスポーク期間の開始タイミング及び終了タイミングの何れか一方を、実際に光源部１６で出射する光の色が切り替わるタイミングと一致するように上記投影コントローラ１４のカラーホイール設定テーブル１４ａに事前に設定しておくものとする。

上記のような仮想的なカラーホイールの事前設定とすることにより、図２（Ｃ）に示すように各フィールド間のスポーク期間が、本来のフィールドの切り替わりタイミングを挟んで前後何れかのフィールド側に偏って存在することになる。

すなわち、図２（Ｃ）で各フィールド期間及び各スポーク期間の投影シーケンスを示す
ように、１フレームの最初に位置するＲフィールドと次のＧフィールドとの間に位置する第１のスポーク期間ＳＰ１は、実際の投影タイミングでは２番目のＧフィールドの先頭部分に位置する。

同様に、２番目のＧフィールドと３番目のＭｇフィールドとの間に位置する第２のスポーク期間ＳＰ２は、実際の投影タイミングでは３番目のＭｇフィールドの先頭部分に位置する。

また３番目のＭｇフィールドと４番目のＢフィールドとの間に位置する第３のスポーク期間ＳＰ３は、実際の投影タイミングでは３番目のＭｇフィールドの末尾部分に位置する。

さらに４番目のＢフィールドと５番目のＹｅフィールドとの間に位置する第４のスポーク期間ＳＰ４は、実際の投影タイミングでは５番目のＹｅフィールドの先頭部分に位置する。

また５番目のＹｅフィールドと６番目のＣｙフィールドとの間に位置する第５のスポーク期間ＳＰ５は、実際の投影タイミングでは５番目のＹｅフィールドの末尾部分に位置する。

そして６番目のＣｙフィールドと次のフレームの先頭のＲフィールドとの間に位置する第６のスポーク期間ＳＰ６は、実際の投影タイミングでは６番目のＣｙフィールドの末尾部分に位置する。

したがって、図示する如くＧフィールドに属する先頭の第１のスポーク期間ＳＰ１でＧの色成分に対応した画像をマイクロミラー素子１５で表示する設定とすれば、その前のＲフィールドでは６０°分の投影期間をフルに使用してＲの色成分に対応した光像を投影することができると共に、続くＧフィールドでも６０°分の投影期間をフルに使用してＧの色成分に対応した光像を投影することができる。

同様に、図示する如くＭｇフィールドに属する先頭の第２のスポーク期間ＳＰ２と末尾の第３のスポーク期間ＳＰ３で共にＭｇの色成分に対応した画像をマイクロミラー素子１５で表示する設定とすれば、Ｍｇフィールドの６０°分の投影期間をフルに使用してＭｇの色成分に対応した光像を投影することができると共に、続くＢフィールドでも６０°分の投影期間をフルに使用してＢの色成分に対応した光像を投影することができる。

同じく、図示する如くＹｅフィールドに属する先頭の第４のスポーク期間ＳＰ４と末尾の第５のスポーク期間ＳＰ５で共にＹｅの色成分に対応した画像をマイクロミラー素子１５で表示する設定とすれば、Ｙｅフィールドの６０°分の投影期間をフルに使用してＹｅの色成分に対応した光像を投影することができる。

そして、続く最後のＣｙフィールドでも、末尾に位置する第６のスポーク期間ＳＰ６でＣｙの色成分に対応した画像をマイクロミラー素子１５で表示する設定とすれば、Ｃｙフィールドの６０°分の投影期間をフルに使用してＣｙの色成分に対応した光像を投影することができる。

以上、結果としてスポーク期間を考慮することなく、カラー画像を構成する各フィールド期間をフルに利用して各色成分毎の光像をフル階調で投影させることが可能となる。

実際に光源駆動部２７の駆動のもとに発光する光源部１６でも、赤色光（Ｒ）を発するＲ−ＬＥＤ１９、緑色光（Ｇ）励起のための青色光を発する励起ＬＤ２３、青色光（Ｂ）を発するＢ−ＬＥＤ２６は、図２（Ｄ）〜図２（Ｆ）に示すように上記図２（Ａ）で示したフレーム構成の切り替わりタイミングに同期してオン／オフ駆動することで、単色による原色光、または２色が混合された加色光による補色光の光源光として使用することが可能となり、スポーク期間を考慮して隣接するフィールド間で部分的に重複した発光駆動等を行なう必要がなくなるため、制御シーケンスがより容易となる。

以上詳述した如く本実施形態によれば、色彩の表現力を向上した画像の投影が可能となる。

加えて上記実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色光を単独で出射する原色のフィールド期間を含むものとしたので、特に明るさよりも彩度の表現力が必要とされるような、ホームシアターなどで使用する投影モード時での表現力を確実に向上できる。

また上記実施形態では、例えば上記ＧフィールドとＭｇフィールドの間、ＭｇフィールドとＢフィールドの間のつながりで示したように、特に原色光を単独で出射する原色のフィールドと、複数の原色光を加えて補色光を出射するフィールドとを含んでそのスポーク期間の存在を実質的に無効化するものとしたので、原色及び補色それぞれの色での表現力を向上して、色彩と明るさの双方を両立した画像の投影が可能となる。

同じく上記実施形態では、例えば上記ＹｅフィールドとＣｙフィールドの間のつながりで示したように、特に複数の原色光を加えて補色光を出射するフィールドから他の補色光を出射するフィールドを含んでそのスポーク期間の存在を実質的に無効化するものとしたので、補色での表現力を向上して、より明るい画像の投影が可能となる。

さらに上記実施形態では、例えば上記ＲフィールドとＧフィールドの間のつながりで示したように、特に原色光を単独で出射するフィールドから他の原色のフィールドを含んでそのスポーク期間の存在を実質的に無効化するものとしたので、原色での表現力を向上して、より色彩が豊かな画像の投影が可能となる。

なお上記実施形態では、光源部１６として、リング状の蛍光体層２４ｇを形成した蛍光ホイール２４をホイールモータ２５で回転駆動するものとし、励起光としての青色光を励起ＬＤ２３より出射させてその反射光により緑色光を得るものとした。

このように周面全面に蛍光体層を形成した回転ホイールを用い、単色を発生させるような構成とすることで、カラーホイールの使用を前提とした投影コントローラ１４を設けた回路構成において、ホイール回転用の電源制御等の一部回路が流用可能となる。

なお上記実施形態では説明しなかったが、光源部１６におけるＢ−ＬＥＤ２６の構成を省略すると共に、蛍光ホイール２４の周面の一部に、蛍光体層２４ｇがなく、青色光を透過させる透過部分を形成し、透過した青色光をそのまま光源光として使用するような構成とすることにより、光源部１６を構成する半導体発光素子の部品点数をより簡略化した構成を考えることができる。

このような光源部の構成を採用した場合、蛍光ホイール２４の回転角度をフレームに同期させて制御する必要が生じるため、カラーホイールの使用を前提とした投影コントローラ１４を設けた回路構成において、ホイール回転用の電源制御等の一部回路と、さらにカラーホイールの回転角度制御用の一部回路とが共に流用可能となる。

また上記実施形態では、図２（Ａ）に示したようにカラー画像１フレームを構成する６つのフィールドを全て同じ時間（仮想上のカラーホイールの中心角度）であるものとして説明したが、本発明はこれに限らず、設計上の理由により各フィールドの期間の長さ（仮想上のカラーホイールの中心角度）が異なるように任意に設定可能であることは勿論である。

さらに本実施形態では、光源部１６が赤色光を発するＲ−ＬＥＤ１９、緑色を励起するための励起光として青色光を発する励起ＬＤ２３、及び青色光を発するＢ−ＬＥＤ２６を有するものとして説明したが、本発明はこれに限らず、さらには複数の原色の加色ではなく、直接単色で補色光を発する半導体発光素子等を用いるような構成とすることも同様に考えられる。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
請求項１記載の発明は、半導体発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部と、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子と、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部と、複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールの使用を前提とし、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミング、及びこの切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間の開始タイミング及び終了タイミングの各タイミングを設定するコントローラ回路と、上記コントローラ回路で設定された上記各タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する投影駆動部と、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わり期間の上記開始タイミングまたは上記終了タイミングを上記光源部が出射する光の色が切り替わる上記切り替わりタイミングと一致するように上記コントローラ回路に事前に設定しておく設定手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記光源部は、複数の原色光をそれぞれ単独で出射する期間を含むことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記光源部は、原色光から補色光に切り替えて出射する期間を含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記光源部は、補色光から他の補色光に切り替えて出射する期間を含むことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記光源部は、原色光から他の原色光に切り替えて出射する期間を含むことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項１乃至５何れか記載の発明において、上記光源部は、励起光を発する励起用半導体発光素子と、当該励起用半導体発光素子の発する励起光を、周面全面に蛍光体層を形成した回転ホイールの該周面に照射してその反射光または透過光として得られる蛍光を、上記複数色の光のうち、少なくとも１色で使用することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、上記請求項１乃至５何れか記載の発明において、上記光源部は、半導体発光素子と、当該半導体発光素子の発する光を、周面の一部に蛍光体層を形成した回転ホイールの該周面に照射してその反射光または透過光として得られる、蛍光及び無変換光を、上記複数色の光のうち、少なくとも２色で使用することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、半導体発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部、及び複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールの使用を前提とし、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミング、及びこの切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間の開始タイミング及び終了タイミングの各タイミングを設定するコントローラ回路と、上記コントローラ回路で設定された上記各タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する投影駆動部とを備えた装置での投影制御方法であって、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わり期間の上記開始タイミングまたは上記終了タイミングを上記光源部が出射する光の色が切り替わる上記切り替わりタイミングと一致するように上記コントローラ回路に事前に設定しておく設定工程を有したことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、半導体発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部、及び、複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールの使用を前提とし、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミング、及びこの切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間の開始タイミング及び終了タイミングの各タイミングを設定するコントローラ回路と、上記コントローラ回路で設定された上記各タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する投影駆動部を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記コンピュータを、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わり期間の上記開始タイミングまたは上記終了タイミングを上記光源部が出射する光の色が切り替わる上記切り替わりタイミングと一致するように上記コントローラ回路に事前に設定しておく設定手段として機能させることを特徴とするプログラム。

１０…データプロジェクタ装置、１１…入力部、１２…画像変換部、１３…投影駆動部、１４…投影コントローラ、１４ａ…カラーホイール（ＣＷ）設定テーブル、１５…マイクロミラー素子、１６…光源部、１７…ミラー、１８…投影レンズ部、１９…Ｒ−ＬＥＤ、２０…ダイクロイックミラー、２１…ダイクロイックミラー、２２…ミラー、２３…励起ＬＤ、２４…蛍光ホイール、２４ｇ…蛍光体層、２５…ホイールモータ、２６…Ｂ−ＬＥＤ、２７…光源駆動部、２８…ＣＰＵ、２９…メインメモリ、３０…プログラムメモリ、３１…操作部、３２…音声処理部、３３…スピーカ部、ＳＢ…システムバス。

Claims (10)

1. 半導体発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部と、
   上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子と、
   上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部と、
   複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールを使用した際には、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミングに相当する色切り替わりタイミングと、上記切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間の開始タイミング及び終了タイミングとを設定することができるコントローラ回路と、
   上記コントローラ回路で設定された上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する投影駆動部とを具備し、
   上記開始タイミング又は終了タイミングが上記光源部が出射する光の色が切り替わる切り替わりタイミングと一致するように、上記切り替わりタイミング、上記開始タイミング及び上記終了タイミングがそれぞれ設定され、
   上記投影駆動部は、上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御することを特徴とする投影装置。
2. 上記光源部の光を出射する期間は、複数の原色光をそれぞれ単独で出射する期間を含むことを特徴とする請求項１記載の投影装置。
3. 上記光源部の光を出射する期間は、原色光から補色光に切り替えて出射する期間を含むことを特徴とする請求項１または２記載の投影装置。
4. 上記光源部の光を出射する期間は、補色光から他の補色光に切り替えて出射する期間を含むことを特徴とする請求項１乃至３何れか記載の投影装置。
5. 上記光源部の光を出射する期間は、原色光から他の原色光に切り替えて出射する期間を含むことを特徴とする請求項１乃至４何れか記載の投影装置。
6. 上記光源部は、励起光を発する励起用半導体発光素子と、周面全面に蛍光体層を形成した回転体とを有し、上記励起用半導体発光素子の発する励起光を、上記回転体の周面に照射してその反射光または透過光として得られる蛍光を、上記複数色の光のうち、少なくとも１色で使用することを特徴とする請求項１乃至５何れか記載の投影装置。
7. 上記光源部は、半導体発光素子と、周面の一部に蛍光体層を形成した回転体とを有し、前記半導体発光素子の発する光を、上記回転体の周面に照射してその反射光または透過光として得られる、蛍光及び無変換光を、上記複数色の光のうち、少なくとも２色で使用することを特徴とする請求項１乃至請求項５何れか記載の投影装置。
8. 上記コントローラ回路は、複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールの使用を前提とし、上記色切り替わりタイミングは上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミングであることを特徴とする請求項１乃至７何れか記載の投影装置。
9. 半導体発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部、複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールを使用した際には、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミングに相当する色切り替わりタイミングと、上記切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間の開始タイミング及び終了タイミングとを設定することができるコントローラ回路と、上記コントローラ回路で設定された上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する投影駆動部とを備えた装置での投影制御方法であって、
   上記開始タイミングまたは上記終了タイミングを上記光源部が出射する光の色が切り替わる切り替わりタイミングと一致するように、上記切り替わりタイミング、上記開始タイミング及び上記終了タイミングがそれぞれ設定され、
   上記投影駆動部で、上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する制御工程を有したことを特徴とする投影制御方法。
10. 半導体発光素子の発光により複数色の光を時分割で循環的に出射する光源部、上記光源部からの光を用い、該光の色成分に対応した画像を表示してその反射光または透過光により光像を形成する表示素子、上記表示素子で形成した光像を投影対象に向けて投射する投影部、複数のカラーフィルタを周状に配置したカラーホイールを使用した際には、上記複数のカラーフィルタ毎の切り替わりタイミングに相当する色切り替わりタイミングと、上記切り替わりタイミングを中心とした切り替わり期間の開始タイミング及び終了タイミングとを設定することができるコントローラ回路と、上記コントローラ回路で設定された上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御する投影駆動部を備えた装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、
    上記開始タイミングまたは上記終了タイミングを上記光源部が出射する光の色が切り替わる切り替わりタイミングと一致するように、上記切り替わりタイミング、上記開始タイミング及び上記終了タイミングがそれぞれ設定され、
    上記投影駆動部を、上記開始タイミング及び終了タイミングに基づいて上記表示素子の表示駆動を制御するように機能させることを特徴とするプログラム。

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