JP2015022295A - 速度制御装置、投影装置、速度制御方法及びプログラム - Google Patents

速度制御装置、投影装置、速度制御方法及びプログラム Download PDF

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俊晴 荒井
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Abstract

【課題】モータが目標回転周波数に収束するまでの時間の短縮化を図る。【解決手段】モータ(ホイールモータ110)の回転周波数を制御する速度制御装置である。速度制御装置は、モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段(モータドライバ110A)と、モータの目標回転周波数を設定する設定手段(制御部41)と、回転周波数取得手段で取得した回転周波数から、設定手段で設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定する制御手段(制御部41)とを備えている。これにより、モータが目標回転周波数に収束するまでの時間を短縮することができる。【選択図】図3

Description

本発明は、速度制御装置、投影装置、速度制御方法及びプログラムに関する。
投影装置としては、青色の励起光を発する励起光照射装置と、蛍光体層(蛍光発光領域)を有し、励起光照射装置から蛍光体層に向けて青色光が照射されることにより、緑色光に変換する蛍光板と、赤色光を発する赤色光源装置と、青色光を発する青色光源装置と、緑色光、赤色光、青色光を反射させることによりスクリーンに画像を投影する例えばDMDなどの表示素子とを含んだ光源ユニットを有する投影装置が知られている(例えば特許文献1参照)。このような投影装置においては、蛍光板をモータによって回転させることで、蛍光体層の焼き付きを防止している。
特開2011−095388号公報
また、上記特許文献1とは別に、白色光源と複数色のカラーフィルタ領域を有するカラーホイールを備え、時分割投影を行う一般的な投影装置においても、入力周波数に応じた表示素子を駆動させる表示周波数とカラーホイールの回転周波数とを同期させることが必要である。このような投影装置では、位相の制御も要求されるが、速度制御は必須である。そして、近年においては投影開始までの時間を短縮させるために、モータの目標回転周波数にまで収束するまでの時間を安定的により短縮化したいという要望がある。
そこで本発明の課題は、モータが目標回転周波数に収束するまでの時間の短縮化を図ることである。
以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
モータの回転周波数を制御する速度制御装置であって、
前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段と、
前記モータの目標回転周波数を設定する設定手段と、
前記回転周波数取得手段で取得した回転周波数から、前記設定手段で設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、前記モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定する制御手段と、
を備えることを特徴とする速度制御装置が提供される。
本発明によれば、モータが目標回転周波数に収束するまでの時間を短縮することができる。
本実施形態に係る光源ユニットを備えた投影装置を示す外観斜視図である。 本実施形態に係る光源ユニットを備えた投影装置の機能回路ブロックを示す図である。 本実施形態に係る光源ユニットを備えた投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本実施形態に係る蛍光ホイールの正面模式図及び一部断面を示す平面模式図である。 本実施形態に係る励起光照射装置及び二種類の光源装置の点灯期間を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る励起光照射装置及び二種類の光源装置の点灯期間を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係る速度制御処理時における流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る速度制御処理時における流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る蛍光ホイールにおける緑色蛍光体層のムラを示すイメージ図である。 本実施形態に係る励起光の発光タイミングと、蛍光ホイール101の回転タイミングとを示すタイミングチャートであり、(a)は表示周波数の2倍の回転周波数で蛍光ホイール101が回転した場合を示し、(b)は表示周波数の1.5倍の回転周波数で蛍光ホイール101が回転した場合を示している。 本実施形態に係る速度制御処理時におけるホイールモータの回転周波数の変位を模式的に示す説明図である。 本実施形態の速度制御処理により決定される表示周波数と目標回転周波数との関係の例を示す表である。 投影装置の機能回路ブロックの変形例を示す図である。 図13の投影装置で用いられるデューティ値の各変化量と温度との関係の一例を示す表である。 図13の投影装置で用いられるデューティ値の各変化量と温度との関係の他の一例を示す表である。
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
図1は、投影装置10の外観斜視図である。なお、本実施例において、投影装置10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。
そして、投影装置10は、図1に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するIr受信部を備えている。
また、筐体の上面パネル11にはキー/インジケータ部37が設けられ、このキー/インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御部等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。
さらに、筐体の背面には、背面パネルにUSB端子や画像信号入力用のD−SUB端子、S端子、RCA端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔18が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図1に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。さらに、図示しない下面パネルにおける正面、背面、左側及び右側パネルの近傍にも、吸気孔あるいは排気孔が複数形成されている。
次に、投影装置10の制御手段について図2のブロック図を用いて述べる。制御手段は、投影制御部38、入出力インターフェイス22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成され、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェイス22、システムバス(SB)を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。入力された画像信号の周波数は、そのまま表示時に用いられる場合もあれば、ティアリングの防止のため適切に変換される場合もある。画像信号の表示時の周波数を表示周波数とする。
また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオRAM25に展開記憶させた上でこのビデオRAM25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。
表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものである。具体的に、表示駆動部26は、投影制御部38の制御に基づき、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子(SOM)である表示素子51を駆動する。表示駆動部26は、光源ユニット60から出射された光線束を導光光学系を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、後述する投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。
また、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をADCT及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを1フレーム単位で伸長し、この画像データを画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行なう。
投影制御部38は、投影装置10内の各回路の動作制御を司るものであって、CPUや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したROM及びワークメモリとして使用されるRAM等により構成されている。
筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー/インジケータ部37の操作信号は、直接に投影制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ir受信部35で受信され、Ir処理部36で復調されたコード信号が投影制御部38に出力される。
なお、投影制御部38にはシステムバス(SB)を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、PCM音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。
また、投影制御部38は、本発明に係る制御部としての制御部41を制御しており、この制御部41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット60から出射されるように、光源ユニット60の励起光照射装置、赤色光源装置及び青色光源装置の発光を個別に制御する。制御部41は、システムバス(SB)を介してモータドライバ110Aを制御し、ホイールモータ110を同期するように回転させる(詳細は後述する)。
さらに、投影制御部38は、冷却ファン駆動制御部43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、投影制御部38は、冷却ファン駆動制御部43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源OFF後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をOFFにする等の制御も行う。
次に、この投影装置10の内部構造について述べる。図3は、投影装置10の内部構造を示す平面模式図である。投影装置10は、図3に示すように、右側パネル14の近傍に制御部基板241を備えている。この制御部基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、投影装置10は、制御部基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。さらに、投影装置10は、光源ユニット60と左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。
光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光照射装置70と、この励起光照射装置70から出射される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100と、この蛍光発光装置100から出射される光線束と平行となるように正面パネル12の近傍に配置される青色光源装置300と、励起光照射装置70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光装置100からの出射光や赤色光源装置120からの出射光、青色光源装置300からの出射光の光軸が夫々同一の光軸となるように変換して各色光を所定の一面であるライトトンネル175の入射口に集光する光源側光学系140と、を備える。
励起光照射装置70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置され、励起光を出射する励起光源71と、励起光源71からの出射光の光軸を正面パネル12方向に90度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの出射光を集光する集光レンズ78と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81と、を備える。
励起光源71は、複数の青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されてなり、各青色レーザーダイオードの光軸上には、各青色レーザーダイオードから出射された励起光を平行光に変換するコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源71から出射される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ78に出射する。
ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズ78が冷却される。
蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光照射装置70からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を周方向に回転させるホイールモータ(モータ)110と、蛍光ホイール101から背面パネル13方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群111と、を備える。
制御部41は、ホイールモータ110の駆動(制御)回路であるモータドライバ110Aから出力された例えばTACH信号などの回転数パルスに基づいて、ホイールモータ110の回転周波数、つまり蛍光ホイール101の回転周波数を取得するようになっている。また、制御部41は、現在の蛍光ホイール101の回転周波数に基づいて、それ以降の蛍光ホイール101の目標回転周波数を設定するようにもなっている。そして、制御部41は、取得した回転周波数から、目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、ホイールモータ110の回転周波数を変化させるためのパラメータ値のゲインの大きさを変えるように決定するようになっている。つまり、モータドライバ110Aが、本発明に係る回転周波数取得手段であり、制御部41が、本発明に係る設定手段及び制御手段である。そして、これらモータドライバ110A及び制御部41が本発明に係る速度制御装置である。
蛍光ホイール101は、図4に示すように、円板状の金属基材であって、励起光を受けて蛍光発光する蛍光板として機能する。具体的に蛍光ホイール101には、励起光源71からの励起光を緑色波長帯域の蛍光発光光に変換する環状の蛍光発光領域が凹部として形成されている。また、蛍光発光領域を含む蛍光ホイール101の励起光源71側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成され、この反射面上に緑色蛍光体の層103が敷設されている。
そして、蛍光ホイール101の緑色蛍光体層103に照射された励起光照射装置70からの出射光は、緑色蛍光体層103における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接励起光源71側へ、あるいは、蛍光ホイール101の反射面で反射した後に励起光源71側へ出射される。また、蛍光体の層103の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層103に入射し、蛍光体層103を励起することとなる。よって、蛍光ホイール101の凹部の表面を反射面とすることにより、励起光源71から出射される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。
なお、蛍光ホイール101の反射面で蛍光体層103側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光源71側に出射された励起光は、後述する第一ダイクロイックミラー141を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー141により反射されるため、励起光が外部に出射されることはない。そして、図3に示したように、ホイールモータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光ホイール101が冷却される。
赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの出射光を集光する集光レンズ群125と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光照射装置70からの出射光及び蛍光ホイール101から出射される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。また、赤色光源121は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。
青色光源装置300は、蛍光発光装置100からの出射光の光軸と平行となるように配置された青色光源301と、青色光源301からの出射光を集光する集光レンズ群305と、を備える。そして、この青色光源装置300は、赤色光源装置120からの出射光と光軸が交差するように配置されている。また、青色光源301は、青色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての青色発光ダイオードである。さらに、青色光源装置300は、青色光源301の正面パネル12側に配置されるヒートシンク310を備える。そして、ヒートシンク310と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって青色光源301が冷却される。
そして、光源側光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせるダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光照射装置70から出射される青色波長帯域光及び蛍光ホイール101から出射される緑色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に90度変換する第一ダイクロイックミラー141が配置されている。
また、青色光源装置300から出射される青色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光を透過し、緑色及び赤色波長帯域光を反射してこの緑色及び赤色光の光軸を背面パネル13方向に90度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、第一ダイクロイックミラー141と第二ダイクロイックミラー148との間には、集光レンズが配置されている。
光学系ユニット160は、励起光照射装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、光源側光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の3つのブロックによって略コの字状に構成されている。
この照明側ブロック161は、光源ユニット60から出射された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する導光光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する導光光学系170としては、光源ユニット60から出射された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175や、このライトトンネル175の入射面に光源光を集光する集光レンズ173、ライトトンネル175から出射された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から出射された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。
画像生成ブロック165は、導光光学系170として、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、を有している。さらに、画像生成ブロック165は、表示素子51とするDMDを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としての集光レンズ195が配置されている。
投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。
次に制御部41による励起光照射装置70、赤色光源装置120及び青色光源装置300の制御について述べる。制御部41は、励起光照射装置70、赤色光源装置120及び青色光源装置300の点滅動作を個別に時分割制御する。これにより、光源ユニット60から合成光又は単色光を出射することができる。
具体的には、図5に示すように、制御部41は、赤色、緑色及び青色波長帯域の光を別々に出射させる期間を含むように、赤色光源装置120、励起光照射装置70、青色光源装置300を1フレームにおいて別々に順次点灯させる制御を実行可能に構成される。
これにより、赤色光源装置120のみが点灯しているときには、赤色光が光源側光学系140を介してライトトンネル175に入射される。そして、励起光照射装置70のみが点灯しているときには、励起光が蛍光発光装置100の蛍光ホイール101に照射されることで、蛍光ホイール101から出射される緑色光が光源側光学系140を介してライトトンネル175に入射される。また、青色光源装置300のみが点灯しているときには、青色光が光源側光学系140を介してライトトンネル175に入射される。つまり、この光源ユニット60は、励起光照射装置70及び二種類の光源装置120,300を別々に発光させることで、各色(赤色、緑色、青色)の単色光を順次に出射することができる。そして、投影装置10の表示素子51であるDMDがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。
また、この制御部41は、励起光照射装置70及び二種類の光源装置120,300の発光を個別に制御することができるため、励起光照射装置70及び二種類の光源装置120,300のうち何れか二個若しくは三個を所定期間において全て点灯させる制御を実行できる。つまり、この制御部41は、図6(a)に示すように、赤色、緑色及び青色波長帯域の光が合成されて生成される白色波長帯域の光を出射させる期間を含むように、赤色光源装置120、励起光照射装置70及び青色光源装置300の全てを点灯させる制御を実行可能に構成される。さらに、この制御部41は、図6(b)に示すように、赤色光源装置120の点灯中に励起光照射装置70の点灯を開始することで、赤色光源装置120及び励起光照射装置70の点灯期間をオーバーラップさせるように赤色光源装置120及び励起光照射装置70の点灯制御を実行可能に構成される。
これにより、この光源ユニット60は、赤色、緑色及び青色の単色光のみならず合成光である白色の波長帯域光を生成して出射することができる。即ち、この光源ユニット60は、順次赤色、白色、緑色、青色の波長帯域光を出射することができる。また、この光源ユニット60は、赤色及び緑色の合成光である黄色の波長帯域光を生成して出射することもできる。即ち、この光源ユニット60は、順次赤色、黄色、緑色、青色の波長帯域光を出射することもできる。したがって、投影装置10の表示素子51であるDMDがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンに輝度の高いカラー画像を生成することができる。
次に、画像投影時に制御部41によって実行されるホイールモータ110の速度制御について説明する。
制御部41は、ホイールモータ110の速度制御処理時においては所定のプログラムを実行する。
図7及び図8は、速度制御処理時における流れを示すフローチャートである。ここで、ホイールモータ110の速度制御処理時においては、制御部41は、ホイールモータ110の電流を変化させるためのパラメータ値を変動させることによって、ホイールモータ110の回転周波数を変化させるようになっている。パラメータ値としては、例えばパルス信号の周期に対するパルス幅の割合であるデューティに基づいたデューティ値が挙げられる。デューティ値が小さい場合にはホイールモータ110の回転周波数は小さくなり、デューティ値が大きい場合にはホイールモータ110の回転周波数は大きくなる。
そして、デューティ値の変化量の絶対値が小さい場合にはホイールモータ110の回転周波数の変化量は小さくなり、デューティ値の変化量の絶対値が大きい場合にはホイールモータ110の回転周波数の変化量は大きくなる。
なお、実際のデューティ値(デューティ制御値)は、上記パルス幅の割合であるデューティ(%の値)そのものではなく、デューティと正の相関を有する性質ものである。
図7のステップS1では、制御部41は、ホイールモータ110を回転させるためにデューティ値を初期値に設定する。
ステップS2では、制御部41は、モータドライバ110AからのTACH信号に基づいて、ホイールモータ110が回転しているか否かを判断し、回転していないと判断した場合には、処理はステップS1に戻り、回転していると判断した場合には、処理はステップS3に移行する。
ステップS3では、制御部41は、励起光照射装置70を点灯することで励起光を蛍光ホイール101に照射する。
ステップS4では、制御部41は、ホイールモータ110の目標回転周波数を初期値(例えば120Hz)に設定する。
ステップS5では、制御部41は、画像変換部23から表示周波数を取得する。
ステップS6では、制御部41は、取得した表示周波数が67Hz以上であるか否かを判断し、判断結果が、67Hz未満である場合には、処理はステップS7に移行し、67Hz以上である場合には、処理はステップS8に移行する。
ステップS7では、制御部41は、表示周波数の2倍の値を目標回転周波数に決定する。
ステップS8では、制御部41は、取得した表示周波数が68Hz以上であるか否かを判断し、判断結果が、68Hz以上である場合には、処理はステップS9に移行し、68Hz未満である場合には、処理はステップS16に移行する。
ステップS9では、制御部41は、表示周波数の1.5倍の値を目標回転周波数に決定する。
ステップS10では、制御部41は、目標回転周波数が135Hz以上であるか否かを判断し、判断結果が、135Hz以上であると、処理はステップS11に移行し、135Hz未満であると、処理はステップS13に移行する。この135Hzは、ホイールモータ110を安定的に動作させることのできる安定回転周波数範囲の上限値である。このため、ホイールモータ110の種類により安定回転周波数範囲の上限値が135Hz以外である場合には、その上限値をステップS10の閾値として用いればよい。
ステップS11では、制御部41は、投影制御部38に対して「現在の表示周波数が上限以上である」旨を表示させるように、投影制御部38に指示を出す。これにより、表示周波数を下げることがユーザに促される。
ステップS12では、表示された内容に基づいてユーザがエラー処理を施す。具体的には、安定回転周波数範囲内に収まるように表示周波数が調整されることになる。このエラー処理時においては、速度制御処理は一時的に終了されている。
ステップS13では、制御部41は、目標回転周波数が95Hz未満であるか否かを判断し、判断結果が、95Hz未満であると、処理はステップS14に移行し、95Hz以上であると、処理はステップS16に移行する。この95Hzは、上述した安定回転周波数範囲の下限値である。このため、ホイールモータ110の種類により安定回転周波数範囲の下限値が95Hz以外である場合には、その下限値をステップS13の閾値として用いればよい。
ステップS14では、制御部41は、投影制御部38に対して「現在の表示周波数が下限未満である」旨を表示させるように、投影制御部38に指示を出す。これにより、表示周波数を上げることがユーザに促される。
ステップS15では、表示された内容に基づいてユーザがエラー処理を施す。このエラー処理時においても、速度制御処理は一時的に終了されている。
ステップS16では、制御部41は目標回転周波数を記憶(設定保存)する。具体的には、フローにおいてステップS7を通過した場合には、制御部41は表示周波数の2倍の値を目標回転周波数として記憶する。また、ステップS9を通過した場合には制御部41は表示周波数の1.5倍の値を回転周波数として記憶する。また、ステップS8でNOを通過した場合には、制御部41は、直前の目標回転周波数を引き継いで記憶する。
ステップS17では、制御部41は、モータドライバ110AからのTACH信号に基づいて、現在のホイールモータ110の回転周波数を取得する。
ステップS18では、制御部41は、ステップS17で取得した回転周波数が、ステップS16で記憶した目標回転周波数よりも大きいか否かを判断し、回転周波数が目標周波数よりも大きい場合には、処理はステップS19に移行して、回転周波数が目標周波数以下である場合には、処理はステップS24に移行する。
ステップS19では、制御部41は、回転周波数が145Hz未満であるか否かを判断し、判断結果が、145Hz以上である場合には、処理はステップS20に移行して、145Hz未満である場合には、処理はステップS21に移行する。
ステップS20では、制御部41は、現在のデューティ値から第一変化量(例えば、−2000)だけ加算した値を算出し、ステップS33に移行する。
この第一変化量は、後述の第二変化量、第三変化量よりも著しく絶対値が大きな値である。
ステップS21では、制御部41は、回転周波数から目標回転周波数を差し引いた差が+5Hz未満であるか否かを判断し、判断結果が、+5Hz以上である場合には、処理はステップS22に移行して、+5Hz未満である場合には、処理はステップS23に移行する。
ステップS22では、制御部41は、現在のデューティ値から第二変化量(例えば、−200)だけ加算した値を算出し、ステップS33に移行する。
ステップS23では、制御部41は、現在のデューティ値から第三変化量(例えば、−15)だけ加算した値を算出し、ステップS33に移行する。
ステップS24では、制御部41は、回転周波数が30Hz以上であるか否かを判断し、判断結果が、30Hz未満である場合には、処理はステップS25に移行して、30Hz以上である場合には、処理はステップS26に移行する。
ステップS25では、制御部41はエラー処理を施す。具体的には30Hz未満の回転周波数であると正常な安定した回転が維持できずに最悪止まってしまい、ホイールモータ110の焼き付き等が発生するおそれもあるため、ここでのエラー処理では、励起光源71を消灯させるといった処理を行う。そして、その処理が、回転周波数が安定回転周波数の下限を下回るエラーに起因するものである旨を通知することが好ましい。
ステップS26では、制御部41は、回転周波数が80Hz以上であるか否かを判断し、判断結果が、80Hz未満である場合には、処理はステップS27に移行して、80Hz以上である場合には、処理はステップS28に移行する。
ステップS27では、制御部41は、現在のデューティ値から第四変化量(例えば、+1800)だけ加算した値を算出し、ステップS33に移行する。
ステップS28では、制御部41は、回転周波数から目標回転周波数を差し引いた差が−10Hz以上であるか否かを判断し、判断結果が、−10Hz未満である場合には、処理はステップS29に移行して、−10Hz以上である場合には、処理はステップS30に移行する。
ステップS29では、制御部41は、現在のデューティ値から第五変化量(例えば、+200)だけ加算した値を算出し、ステップS33に移行する。
ステップS30では、制御部41は、回転周波数と目標回転周波数とが同じであるか否かを判断し、両者が異なる場合には、処理はステップS31に移行して、両者が同じ場合には、処理はステップS32に移行する。
ステップS31では、制御部41は、現在のデューティ値から第六変化量(例えば、+5)だけ加算した値を算出し、ステップS33に移行する。
ステップS32では、制御部41は、現在のデューティ値を算出した値とし、ステップS33に移行する。つまり、この場合の変化量は0である。
ステップS33では、制御部41は、ステップS20、ステップS22、ステップS23、ステップS27、ステップS29、ステップS31及びステップS32の何れか一つで算出した値がデューティ値の許容範囲内か否かを判断し、判断結果が、許容範囲内である場合には、処理はステップS35に移行し、許容範囲外である場合には、処理はステップS34に移行する。
ステップS34では、制御部41は、算出した値が許容範囲を超えている場合には当該値を許容範囲の上限値に修正し、算出した値が許容範囲を下回っている場合には当該値を許容範囲の下限値に修正する。
ステップS35では、制御部41は、算出した値をデューティ値に設定する。これにより、ホイールモータ110がデューティ値に基づく回転周波数で回転するように制御される。
ステップS36では、制御部41は、所定の調整間隔値だけ時間が経過したか否かを判断し、経過していない場合は、処理は経過するまでステップS36を繰り返し、経過した場合は、処理はステップS5に移行する。なお、調整間隔値とは、上述のホイールモータ110の速度制御を適切に行うための値であり、本実施形態では例えば1秒が調整間隔値に適用されている。
この速度制御処理が実行されると、表示周波数の2倍或いは1.5倍の目標回転周波数に収束するように蛍光ホイール101の回転周波数も変化する。
図9は、蛍光ホイール101における緑色蛍光体層103のムラを示すイメージ図である。この図9では緑色蛍光体層103を周方向に8分割し、第一領域H1と第二領域H2の緑色蛍光体層103が最も濃く、次いで第三領域H3、第四領域H4、第五領域H5の緑色蛍光体層103が濃く、最後に第六領域H6、第七領域H7、第八領域H8の緑色蛍光体層103が最も薄くなっている場合を例示している。
図10は、励起光の発光タイミングと、蛍光ホイール101の回転タイミングとを示すタイミングチャートであり、(a)は表示周波数の2倍の回転周波数で蛍光ホイール101が回転した場合を示し、(b)は表示周波数の1.5倍の回転周波数で蛍光ホイール101が回転した場合を示している。
ここで、励起光は、表示周波数に基づく緑色の画像信号(パルス信号)に基づいて励起光照射装置70から出射されている。図10(a)に示すように、表示周波数の2倍の回転周波数で蛍光ホイール101が回転していると、画像信号の1パルス間に蛍光ホイール101が2周することになる。このため、励起光の発光時には、いずれも第一領域H1、第二領域H2、第三領域H3に対して励起光が照射されることになる。つまり、励起光の発光時には蛍光ホイール101の同じ領域部分に対して励起光が照射されるために、緑色蛍光体層103にムラがあったとしても緑色光の強度が時間的に変化せずに、投影画像を視認するユーザにとっては、ムラがあることが認識されにくい。
他方、図10(b)に示すように、表示周波数の1.5倍の回転周波数で蛍光ホイール101が回転していると、画像信号の2パルス間に蛍光ホイール101が3周することになる。このため、励起光の発光時、蛍光ホイール101の奇数周回では第一領域H1、第二領域H2、第三領域H3に対して励起光が照射されることになる。また、励起光の発光時、蛍光ホイール101の偶数周回では第五領域H5、第六領域H6、第七領域H7に対して励起光が照射されることになる。つまり、励起光の発光時には蛍光ホイール101の奇数周回と偶数周回とでは異なるものの、奇数周回では同じ領域部分に励起光が照射され、偶数周回でも同じ領域部分に励起光が照射されるので、毎周異なる部分に励起光が照射される場合と比べれば緑色光の強度の時間的変化を抑制することができ、投影画像を視認するユーザにとっては、ムラがあることが認識されにくい。
次に、ホイールモータ110の速度変化について一例を示し説明する。図11は、図7、図8に示したフローの速度制御処理時におけるホイールモータ110の回転周波数の変位を模式的に示す説明図である。図11中、回転周波数の変位は波線L1で示している。与えられるデューティ値の変化量(Δd)を時系列で示すと、第一時間帯T1においては回転周波数が145Hz以上であるのでΔdは第一変化量(−2000)となる。
第二時間帯T2では、回転周波数が145Hz未満であって目標回転周波数よりも5Hz以上大きいので、Δdは第二変化量(−200)となる。
第三時間帯T3では、回転周波数と目標回転周波数との差が+5Hz未満であるので、Δdは第三変化量(−15)となる。
第四時間帯T4では、回転周波数と目標回転周波数との差が−10Hz未満であるので、Δdは第六変化量(+5)となる。
第五時間帯T5では、回転周波数が80Hz以上であって目標回転周波数よりも10Hz以上小さいので、Δdは第五変化量(+200)となる。
以降、第六時間帯T6ではΔdは第六変化量、第七時間帯T7ではΔdは第三変化量、第八時間帯T8ではΔdは第二変化量、第九時間帯ではΔdは第三変化量、第十時間帯ではΔdは第六変化量、第十一時間帯ではΔdは第三変化量、第十二時間帯ではΔdは第六変化量となる。
そして、第十三時間帯では、回転周波数と目標周波数とが同じとなるので、Δdは0となり、回転周波数は目標回転周波数に収束することになる。
このように、回転周波数から目標周波数を差し引いた偏差が正の場合は、第一変化量、第二変化量及び第三変化量は負の値が与えられ、他方、前記偏差が負の場合は、第四変化量、第五変化量及び第六変化量は正の値が与えられる。
より具体的には、前記偏差が正であって、前記偏差の絶対値がより大きい領域の変化量が第二変化量、偏差の絶対値がより小さい領域の変化量が第三変化量である場合、第二変化量、第三変化量は、式(2)の関係を満たしている。
|第二変化量|>|第三変化量|・・・(2)
他方、前記偏差が負であって、前記偏差の絶対値がより大きい領域の変化量が第五変化量、前記偏差の絶対値がより小さい領域の変化量が第六変化量である場合、第五変化量、第六変化量は、式(3)の関係を満たしている。
|第五変化量|>|第六変化量|・・・(3)
なお、本実施形態では、前記偏差が正における領域を二段階、負における領域も二段階に区分(2つの領域の区分)しているが、いずれも三段階以上あってもよい。また、前記偏差が正における変化量の段階数と、負における変化量の段階数とが同じでなくとも構わない。
これにより、前記偏差の絶対値の大きさに基づいて、デューティ値を決定することができ、ホイールモータ110の速度制御をより細かに行うことができる。特に、符号も考慮した式(2)、(3)のような略比例的なの関係が満たされていれば、前記偏差の絶対値が大きいときには、デューティ値の変化量も大きいために、ホイールモータ110の回転周波数の変化量も大きくすることができる。他方、前記偏差の絶対値が小さいときには、デューティ値の変化量も小さいために、ホイールモータ110の回転周波数の変化量も小さくすることができる。このように、前記偏差の絶対値の大きさに合わせてホイールモータ110の回転周波数を変化させることができるので、振動するような現象を防ぎ、安定してより高速に目標回転周波数まで収束させることが可能である。
そして、本発明においては、このような略比例制御に加えて、回転周波数から目標周波数を差し引いた偏差が正の場合には、偏差が負の場合よりも、変化量のゲインが大きく設定されるようになっている。すなわち、式(4)の関係を満たすようになっている。
|第三変化量|(に対応するゲイン)>|第六変化量|(に対応するゲイン)…(4)
なお、ここで、ゲイン(割合)と呼んでいるのは、|デューティ値の変化|/|偏差|の値に対応するもので、上記実施形態のように、デジタル的に偏差の領域を区分的に分けて制御する場合、変化量そのものの値ではなく、偏差の範囲に対する変化量の割合(傾き)という意味で用いられる術語である。
具体的には、偏差が0〜+5Hzの範囲で第三変化量が−15というのは、その偏差での傾きの大きさとしての平均的の絶対値は6で、偏差が−10〜0Hz範囲で第六変化量が+5というのは、その偏差での傾きの大きさとして平均的の絶対値には1である。
このように、前記偏差の正負によってデューティ値(パラメータ値)の変化のゲイン(割合)が変わるように決定されることになる。
例えば前記偏差の絶対値が4Hzである場合、前記偏差が正であると変化量は第三変化量の−15であり、前記偏差が負であると変化量は第六変化量で+5である。つまり、前記偏差の絶対値が同じであっても、その偏差の正負によって変化量の絶対値が異なっている。
このように、偏差の正負によってデューティ値(パラメータ値)の変化のゲインを変える、より具体的には、偏差が正の場合(回転周波数が目標周波数より大きい場合)に、偏差が負の場合(回転周波数が目標周波数より小さい場合)よりもより大きな変化量を与えるのは、同じデューティ値を与えている場合であっても、モータの回転周波数が上昇しやすい傾向があるためである。
そして、このように偏差の正負に応じて、最適にデューティ値の変化量のゲインを変えることにより、従来の比例制御に比べて、ホイールモータ110の回転周波数を目標回転周波数により安定してより早く収束させることができる。
また、本実施形態では、前記偏差だけでなく、回転周波数の値(そのもの)と、モータの安定回転周波数に関する所定の閾値との比較に応じて、デューティ値の変化量を決定するようにしている。
具体的には、取得した回転周波数がホイールモータ110の安定回転周波数範囲の上限(例えば135Hz)を越えるように設定された閾値(例えば145Hz)以上となった場合のデューティ値の変化量(のゲイン:−2000)は、当該閾値未満の回転周波数に対する比例領域(偏差に対応してデューティ値の変化量を決定する領域)におけるデューティ値の変化量(のゲイン:−15や−200)よりも著しく大きく決定されている。
これにより、回転周波数が安定回転周波数範囲を超えた場合に、回転周波数を安定回転周波数範囲内に向けて大きく変化させることができ、ホイールモータ110を極力安定して回転させることができる。また、回転周波数が前記閾値以上である場合には目標回転周波数との差(偏差)も大きくなっているが、回転周波数を安定回転周波数範囲内に向けて大きく変化させることになるので、目標回転周波数との差も一気に縮まることになり、その分、高速に目標回転周波数まで収束させることができる。
一方、本実施形態では、取得した回転周波数が安定回転周波数範囲の下限(例えば95Hz)を下回るように設定された閾値(例えば80Hz)未満となった場合のデューティ値の変化量(のゲイン:+1800)は、当該閾値以上の回転周波数に対する比例領域(偏差に対応してデューティ値の変化量を決定する領域)におけるデューティ値の変化量(のゲイン:+5や+200)よりも、著しく大きく決定されている。
これにより、回転周波数が安定回転周波数範囲を下回った場合に、回転周波数を安定回転周波数範囲内に向けて大きく変化させることができ、ホイールモータ110を極力安定して回転させることができる。また、回転周波数が前記閾値未満である場合には目標回転周波数との差(偏差)も大きくなっているが、回転周波数を安定回転周波数範囲内に向けて大きく変化させることになるので、目標回転周波数との差も一気に縮まることになり、その分、高速に目標回転周波数まで収束させることができる。
そして、表示周波数の1.5倍若しくは2倍の回転周波数で蛍光ホイール101が回転するので、緑色蛍光体層103にムラがあったとしても緑色光の強度の時間的変化を抑制することができる。したがって、投影画像に対するムラの影響を抑制することができ、投影画像を安定化することができる。
ここで、表示周波数と回転周波数とは以下の式(1)の関係を満たしていればよい。
j×表示周波数=k×回転周波数(j,kは整数でj>k)・・・(1)
つまり、回転周波数は、表示周波数に対してj/kを積算した値であればよい。これによって、励起光の点灯タイミングと、蛍光ホイール101の回転タイミングとをj/kの係数で同期させることができ、毎周異なる部分に励起光が照射される場合と比べれば緑色光の強度の時間的変化を抑制することができる。
さらに、j/kの値が整数であれば、図10(a)に例示したようにどの回転時においても同じ領域としての箇所に励起光が照射されることになり、最も緑色光の強度の時間的変化を抑制することができる。
また、j/kの値が1.5であれば、図10(b)に示したように、奇数周回と偶数周回とでは異なるものの、奇数周回では同じ領域部分に励起光が照射され、偶数周回でも同じ部分に励起光が照射される。励起光の照射される領域としての箇所が2箇所(励起光の照射のされ方が2通り)となるので極力緑色光の強度の時間的変化を抑制することができる。
そして、例えばj/kの値が1.33…、1.25であれば、図示しないが励起光の照射される領域としての箇所がそれぞれ3箇所、4箇所となる。
このように、j,kは、励起光の照射される領域としての箇所がなるべく少なくなるように選ばれることが好ましい。
また、ホイールモータ110の安定周波数範囲内に収まるようにj/kの値が決定されているので、緑色光の強度の時間的変化を抑制しつつもホイールモータ110を安定して駆動することができる。
言い換えると、j/kの値は、1.5又は2に適切に切り替えられるので、表示周波数の範囲がある程度広くても、表示周波数にj/kの値を積算して得られる回転周波数の範囲を表示周波数の範囲より上限と下限との割合として狭くすることができ、回転周波数を安定周波数範囲内に収めることができる。
具体的には、現在の表示周波数が所定値未満である場合にはj/kの値が大きい方(j/k=2)が選択され、現在の表示周波数が所定値以上である場合にはj/kの値が小さい方(j/k=1.5)が選択されるので、これらの値を表示周波数に積算して得られる回転周波数を安定周波数範囲内に収めることができ、j/kの値が1.5又は2とすることで、上述のように緑色光の強度の時間的変化を抑制することができる。
また、所定値に幅がない場合、すなわち、一つの閾値との比較でj/kの値を切り替えてしまう場合、入力周波数(表示周波数)にある程度の揺らぎがあるような状況に合っては、その都度、回転周波数も切り替わってしまうことになり、好ましくない。このため、本実施形態では、所定値が所定の範囲(例えば67Hz〜68Hz)を有していて、現在の表示周波数が所定の範囲の下限値未満である場合にはj/kの値の大きい方(j/k=2)を選択し、現在の表示周波数が所定の範囲の上限値以上である場合にはj/kの値の小さい方(j/k=1.5)を選択し、現在の表示周波数が所定の範囲に収まる場合には直前の目標回転周波数を引き継いでいるので、頻繁に回転周波数の変動が起こってしまうことを抑制している。
この所定値の所定の範囲は、入力周波数の規格として、最も使われることの少ない例えば67Hz〜68Hzが選ばれている。
また、入力周波数の変化方向も監視し、適切なヒステリシス特性を持たせて切り替えるようにしてもよい。
具体的には、現在の表示周波数を第1の閾値と第1の閾値よりも大きい第2の閾値と比較し、現在の表示周波数が第1の閾値よりも小さくなる方向に変化した場合に、j/kの値の大きい組のj及び前記kを選択し、現在の表示周波数が第2の閾値よりも大きくなる方向に変化した場合に、j/kの値の小さい組の前記j及び前記kを選択するようにすればよい。
このようなヒステリシス特性を持たせることにより、目標回転周波数が頻繁に変わって回転周波数の変動が起こってしまうことを抑制することができる。
図12は、本実施形態の速度制御処理により決定される表示周波数と目標回転周波数との関係の例を示す表である。ここで、ホイールモータ110の安定周波数範囲は135Hz〜95Hzである。この図12に示すように、表示周波数が85Hz(高周波数範囲)のときにはj/kの値に、より小さい1.5が選択されて目標回転周波数は127.5Hzとなる。同様に、表示周波数が75Hz(高周波数範囲)のときにはj/kの値に1.5が選択されて目標回転周波数は112.5Hzとなる。これにより、回転周波数は、安定周波数範囲の上限を超えないことになる。
また、表示周波数が67Hz以上68Hz未満のときには、直前の目標回転周波数が引き継がれる。
表示周波数が60Hz(低周波数範囲)のときにはj/kの値に、より大きい2が選択されて目標回転周波数は120Hzとなる。表示周波数が50Hz(低周波数範囲)のときにはj/kの値に同様に2が選択されて目標回転周波数は100Hzとなる。これにより、回転周波数は、安定周波数範囲の下限を下回らないことになる。
そして、j/kの値が例えば1.5又は2に限定され、回転周波数が安定回転周波数範囲内に収まるようにj/kの値を決定できないとされる場合、回転周波数が安定回転周波数範囲内に収まらない旨が通知されるので、ユーザはその通知に応じた対処を行うことができる。
そして、本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。
上記実施形態では、励起光源71を時分割に点灯させる単板式の投影装置の例で説明したが、例えば、表示素子を3枚備えるような3板式(多板式)の投影装置に対しても励起光の照射のされ方が限定されるので、本発明に係る構成を好適に用いることができる。
また、制御部41は、投影装置10に設けずに、光源ユニット60に個別に設けることとしてもよい。また、各光学系のレイアウトは上記したものに限定されることなく、様々な構成とすることができる。
また、上記の実施形態では、光軸方向の変換や、透過及び反射を波長に応じて選択するためにダイクロイックミラーを用いることとしたが、これに限らず、例えばダイクロイックプリズムなどの他の代替手段をもって上述のダイクロイックミラーを置換することとしてもよい。
さらに、上記の実施形態では、励起光照射装置70と二種類の光源装置としての赤色光源装置120及び青色光源装置300により光源ユニット60を構成したが、これに限定されることもない。また、例えば黄色やシアンなどの補色波長帯域光を発する光源装置を追設する構成としてもよい。そして、励起光照射装置70の励起光源71は、青色波長帯域光を出射するものに限定されることなく、例えば紫外領域の励起光を照射するレーザーダイオードを励起光源71としてもよい。
また、制御部41は、表示素子51の表示可能周波数範囲内に表示周波数が収まるように、j/kを決定されることが望ましい。これにより、表示素子51の階調表現の分解能を落とすことなく、適切に表示を行うことができる。
また、j/kの値が例えば1.5又は2に限定され、表示周波数が表示可能周波数範囲内に収まるようにj/kを決定できないとされる場合に、制御部41は投影制御部38を制御して、表示周波数が表示可能周波数範囲内に収まらない旨を通知するようにしてもよい。ユーザはその通知に応じた対処を行うことができる。
また、上記実施形態では、j/kの値(1.5又は2)を切り替えることで、間接的にj及びkを決定している場合を例示しているが、制御部41が式(1)の関係を満たすのであればj及びkをそれぞれ個別に決定してもよい。j/kの値を1.5とするのであれば例えばjを3に、kを2に決定する。他方、j/kの値を2とするのであれば例えばjを2に、kを1に決定する。
また、j/kの値として2種類用いるだけでなく3種類以上用いることも可能である。この場合も、3種類以上のj/kの値に対応するように制御部41がj及びkをそれぞれ個別に決定してもよい。
また、上記実施形態では、TACH信号により回転周波数(速度)を取得する例で説明したが、ホイール上のマーカとそのマーカを検出するフォトセンサを用いて、回転周波数を取得するような構成であってもよい。
さらに、そのような構成にあっては、回転周波数(速度)の他に、回転位置(位相)も取得することができるので、上記実施形態で説明した、全周にわたって蛍光体層が配置される蛍光ホイールに限らず、蛍光体層が特定の角度範囲内に配置されるような構成の蛍光ホイールにも適用が可能となる。
また、上記実施形態では、目標回転周波数がホイールモータ110の安定回転周波数範囲外となる場合には、エラー処理が行われるような例で説明したが、安定回転周波数範囲外となる場合に、目標回転周波数が安定回転周波数範囲の上限あるいは下限に設定され、制御されるようにしてもよい。その場合は、従来と同様にムラは認識されやすい状態にはなるが、表示(投影)自体は行うことができる。
また、図13に示すように、ホイールモータ110の温度を取得する温度センサ(温度取得手段)200をさらに設け、制御部41は、温度センサ200が取得した温度に基づいて、デューティ値を決定するようにしてもよい。この際、制御部41は、比例領域(偏差に対応してデューティ値の変化量を決定する領域)に対して、温度センサ200が取得した温度に対し、負の相関となるようにデューティ値の変化量の絶対値を決定する。
図14、図15は、デューティ値の各変化量と温度との関係の一例を示す表である。ここで、第一温度範囲<第二温度範囲<第三温度範囲という関係の温度範囲となっている。また、各温度範囲に対応して各変化量の一覧がテーブル化して設定されている。第二テーブルは上記実施形態で例示した値となっている。
図14、図15では、比例領域においては、各変化量とも、第一温度範囲に対応する絶対値が最も大きく、第三温度範囲に対応する絶対値が最も小さくなっている。つまり、温度が高くなるほど変化量の絶対値も小さくなっており、これらが負の相関を示している。このように温度が高いほど、制御量であるデューティ値の変化量を小さくする。そして、制御部41は、温度センサ200で取得した温度を含む温度範囲を判断し、その温度範囲に対応したテーブルを選択する。そして、制御部41は、選択したテーブルを用いて、速度制御処理を実行する。
このように、ホイールモータ110の温度に基づいてデューティ値が決定されていると、ホイールモータ110の温度に最適なデューティ値で速度制御処理を実行することができる。
ここで、ホイールモータ110は、温度が高いほど速く回転しやすいという特性がある。このため、比例領域では、負の相関となるようにデューティ値の変化量の絶対値が決定されていれば、ホイールモータ110の温度特性に応じて速度制御処理を適切に実行することが可能となる。
また、図15においては、回転周波数が、モータの安定回転周波数範囲の上限を超えるような周波数である場合に、低温だからといって、著しく大きめの絶対値のデューティ値の変化量を与えてしまうと、モータによっては、過制御となり、止まりやすくなってしまうことも考えられるので、第一変化量を低温ほど絶対値が小さな値になるように調整している。
このように、実際の制御に関しては、実験等行い、モータの温度特性に合わせて、テーブルを適切に決定することが望ましい。
なお、上記実施形態では、蛍光ホイール101の速度制御の例で説明したが、複数色のカラーフィルタ領域を有するカラーホイールの速度制御についても同様に適用できることは言うまでもない。
また、上述した光源ユニット60は、リアプロジェクション表示装置に適用してもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
モータの回転周波数を制御する速度制御装置であって、
前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段と、
前記モータの目標回転周波数を設定する設定手段と、
前記回転周波数取得手段で取得した回転周波数から、前記設定手段で設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、前記モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定する制御手段と、
を備えることを特徴とする速度制御装置。
<請求項2>
請求項1記載の速度制御装置において、
前記制御手段は、前記偏差が正である場合には前記偏差が負である場合よりも、前記パラメータ値の変化量の割合を大きく決定することを特徴とする速度制御装置。
<請求項3>
請求項1又は2記載の速度制御装置において、
前記モータの温度を取得する温度取得手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記温度取得手段が取得した温度に基づいて、前記パラメータ値の変化量を変えるように決定することを特徴とする速度制御装置。
<請求項4>
請求項3記載の速度制御装置において、
前記制御手段は、前記偏差に対応して前記パラメータ値の変化量が決定される領域において、前記温度制御手段が取得した温度が高いほど前記パラメータ値の変化量の絶対値を小さくするように決定することを特徴とする速度制御装置。
<請求項5>
請求項1〜4のいずれか一項に記載の速度制御装置において、
前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段を備え、
前記制御手段は、前記回転周波数取得手段で取得した回転周波数が前記モータの安定回転周波数範囲の上限を超えるように設定された閾値以上となった場合に、前記パラメータ値の変化量の割合を、前記閾値未満の回転周波数に対して、前記偏差に対応して前記パラメータ値の変化量の割合が決定される場合の前記パラメータ値よりも、大きく決定することを特徴とする速度制御装置。
<請求項6>
請求項1〜5のいずれか一項に記載の速度制御装置において、
前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段を備え、
前記制御手段は、前記回転周波数取得手段で取得した回転周波数が前記モータの安定回転周波数範囲の下限を下回るように設定された閾値未満となった場合に、前記パラメータ値の変化量の割合を、前記閾値以上の回転周波数に対して、前記偏差に対応して前記パラメータ値の変化量が決定される場合の前記パラメータ値の変化量の割合よりも、大きく決定することを特徴とする速度制御装置。
<請求項7>
請求項1〜6のいずれか一項に記載の速度制御装置において、
前記制御手段は、前記偏差の絶対値の大きさに基づいて、前記パラメータ値の変化量を決定することを特徴とする速度制御装置。
<請求項8>
請求項1〜7のいずれか一項に記載の速度制御装置と、
前記モータと、
円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有し、前記モータによって周方向に回転する蛍光板と、
前記蛍光発光領域に対して励起光を出射することにより、前記蛍光板から蛍光光を発生させる励起光源と、
を備えることを特徴とする投影装置。
<請求項9>
請求項1〜7のいずれか一項に記載の速度制御装置と、
前記モータと、
複数色のカラーフィルタ領域を有し、前記モータによって周方向に回転するカラーホイールと、
を備えることを特徴とする投影装置。
<請求項10>
モータの回転周波数を制御する速度制御方法であって、
前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得工程と、
前記モータの目標回転周波数を設定する設定工程と、
前記回転周波数取得工程で取得した回転周波数から、前記設定工程で設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、前記モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定するパラメータ決定工程と、
を含むことを特徴とする速度制御方法。
<請求項11>
モータの回転周波数を制御する速度制御装置で実行されるプログラムであって、
前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得ステップと、
前記モータの目標回転周波数を設定する設定ステップと、
前記回転周波数取得ステップで取得した回転周波数から、前記設定ステップで設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、前記モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定するパラメータ決定ステップと、
を含むことを特徴とするプログラム。
10 投影装置
38 投影制御部
41 制御部(設定手段、制御手段、速度制御装置)
51 表示素子
60 光源ユニット
70 励起光照射装置
71 励起光源
101 蛍光ホイール(蛍光板)
103 緑色蛍光体層(蛍光発光領域)
110 ホイールモータ(モータ)
110A モータドライバ(回転周波数取得手段)
170 導光光学系
220 投影側光学系

Claims (11)

  1. モータの回転周波数を制御する速度制御装置であって、
    前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段と、
    前記モータの目標回転周波数を設定する設定手段と、
    前記回転周波数取得手段で取得した回転周波数から、前記設定手段で設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、前記モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定する制御手段と、
    を備えることを特徴とする速度制御装置。
  2. 請求項1記載の速度制御装置において、
    前記制御手段は、前記偏差が正である場合には前記偏差が負である場合よりも、前記パラメータ値の変化量の割合を大きく決定することを特徴とする速度制御装置。
  3. 請求項1又は2記載の速度制御装置において、
    前記モータの温度を取得する温度取得手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記温度取得手段が取得した温度に基づいて、前記パラメータ値の変化量を変えるように決定することを特徴とする速度制御装置。
  4. 請求項3記載の速度制御装置において、
    前記制御手段は、前記偏差に対応して前記パラメータ値の変化量が決定される領域において、前記温度制御手段が取得した温度が高いほど前記パラメータ値の変化量の絶対値を小さくするように決定することを特徴とする速度制御装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の速度制御装置において、
    前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段を備え、
    前記制御手段は、前記回転周波数取得手段で取得した回転周波数が前記モータの安定回転周波数範囲の上限を超えるように設定された閾値以上となった場合に、前記パラメータ値の変化量の割合を、前記閾値未満の回転周波数に対して、前記偏差に対応して前記パラメータ値の変化量の割合が決定される場合の前記パラメータ値よりも、大きく決定することを特徴とする速度制御装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の速度制御装置において、
    前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得手段を備え、
    前記制御手段は、前記回転周波数取得手段で取得した回転周波数が前記モータの安定回転周波数範囲の下限を下回るように設定された閾値未満となった場合に、前記パラメータ値の変化量の割合を、前記閾値以上の回転周波数に対して、前記偏差に対応して前記パラメータ値の変化量が決定される場合の前記パラメータ値の変化量の割合よりも、大きく決定することを特徴とする速度制御装置。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の速度制御装置において、
    前記制御手段は、前記偏差の絶対値の大きさに基づいて、前記パラメータ値の変化量を決定することを特徴とする速度制御装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の速度制御装置と、
    前記モータと、
    円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有し、前記モータによって周方向に回転する蛍光板と、
    前記蛍光発光領域に対して励起光を出射することにより、前記蛍光板から蛍光光を発生させる励起光源と、
    を備えることを特徴とする投影装置。
  9. 請求項1〜7のいずれか一項に記載の速度制御装置と、
    前記モータと、
    複数色のカラーフィルタ領域を有し、前記モータによって周方向に回転するカラーホイールと、
    を備えることを特徴とする投影装置。
  10. モータの回転周波数を制御する速度制御方法であって、
    前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得工程と、
    前記モータの目標回転周波数を設定する設定工程と、
    前記回転周波数取得工程で取得した回転周波数から、前記設定工程で設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、前記モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定するパラメータ決定工程と、
    を含むことを特徴とする速度制御方法。
  11. モータの回転周波数を制御する速度制御装置で実行されるプログラムであって、
    前記モータの回転周波数を取得する回転周波数取得ステップと、
    前記モータの目標回転周波数を設定する設定ステップと、
    前記回転周波数取得ステップで取得した回転周波数から、前記設定ステップで設定された目標回転周波数を差し引いた偏差の正負によって、前記モータの回転周波数を変化させるためのパラメータ値の変化量の割合を変えるように決定するパラメータ決定ステップと、
    を含むことを特徴とするプログラム。
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