JP2015043052A - 光源ユニット、投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 蛍光板の蛍光体層にムラがあったとしても、投影画像に対するムラの影響を抑制し、投影画像の安定化を図ることである。
【解決手段】 光源ユニット６０は、励起光を出射する励起光源７１と、円板状の基材の一面に対し全周にわたって蛍光発光領域（緑色蛍光体層）を有し、励起光源７１からの励起光が蛍光発光領域に照射されることにより蛍光光を発する蛍光板（蛍光ホイール１０１）と、蛍光板を周方向に回転させる駆動部（ホイールモータ１１０）と、励起光源７１及び駆動部を制御する制御部とを備えている。制御部は、表示素子５１の表示周波数と、蛍光板の回転周波数とが式（１）
ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
の関係を満たすように駆動部を制御する。
これにより、投影画像に対するムラの影響を抑制し投影画像の安定化を図ることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光源ユニット、投影装置、投影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）。

特開２０１１−０９５３８８号公報

しかしながら、蛍光板の蛍光体層にはムラがある場合が有り、そのような蛍光板の蛍光体層に対して青色光を照射し緑色光に変換したとしても、ムラによって緑色光の強度が時間的に変化してしまう。これは投影画像にも影響し、ちらつきなどを発生させる要因となる。
そこで本発明の課題は、蛍光板の蛍光体層にムラがあったとしても、投影画像に対するムラの影響を抑制し、投影画像の安定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、
蛍光光を用いて画像を表示する表示素子に対して、蛍光光を照射する光源ユニットであって、
励起光を出射する励起光源と、
円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有し、前記励起光源からの励起光が前記蛍光発光領域に照射されることにより蛍光光を発する蛍光板と、
前記蛍光板を周方向に回転させる駆動部と、
前記励起光源及び前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記表示素子の表示周波数と、前記蛍光板の回転周波数とが式（１）
ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
の関係を満たすように前記駆動部を制御することを特徴とする光源ユニットが提供される。

本発明によれば、蛍光板の蛍光体層（蛍光発光領域）にムラがあったとしても、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。

第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第一の実施の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。 第二の実施の形態にかかる蛍光ホイールの回転タイミングと、各色光を発光させるための出力タイミングとを示すタイミングチャートである。 図１１の変形例となる蛍光ホイールの回転タイミングと、各色光を発光させるための出力タイミングとを示すタイミングチャートである。 変形例である光源ユニットに備わる蛍光ホイールの正面模式図である。 変形例であ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。

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。

［第一の実施の形態］
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（駆動部）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も駆動（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。

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。
なお、デューティ値（デューティ制御値）は、上記派する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のものである。

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。つまり投影制御部３８が本発明に係る通知手段である。
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に対して大きいか小さいかの大小関係を判断し、両者が同じ値である場合には、処理はステップＳ２４に移行し、回転周波数の方が目標回転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、回転周波数の方が目標回転周波数よりも小さい場合には、処理はステップＳ２０に移行する。

ステップＳ１９では、制御部４１は、現在のデューティ値から所定値だけ減算した値を算出する。
ステップＳ２０では、制御部４１は、現在のデューティ値を所定値だけ加算した値を算出する。
ステップＳ２１では、制御部４１は、ステップＳ１９又はステップＳ２０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Ｓ２３に移行し、許容範囲外である場合には、処理はステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２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Ｓ２３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Ｓ２４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Ｓ２４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８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８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９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９（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９（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。

以上のように本実施形態によれば、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９（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９（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、偶数周回でも同じ領域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一の閾値と第一の閾値よりも大きい第二の閾値と比較し、現在の表示周波数が第一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二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１０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１０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か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。

［第二の実施の形態］
第一の実施の形態では、ｊ／ｋの値が１．５のとき、図９（ｂ）に示したように、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ている。励起光の照射される領域としての箇所が２箇所となってい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てはいるものの、より好ましくはいずれの周回でも同一領域部分に励起光が照射されることである。このため、第二の実施の形態では、ｊ／ｋの値が整数値でない場合であっても、蛍光ホイール１０１の同じ領域に励起光が照射される方式について説明する。
なお、第二の実施の形態では、上記第一の実施の形態と同一の部分に対し同一の符号を付してその説明を省略する。

上述したようにｊ／ｋの値が１．５の場合、つまり表示周波数の１．５倍の回転周波数で蛍光ホイール１０１が回転している場合でも、制御部４１は、蛍光ホイール１０１の同じ領域に励起光が照射されるように、励起光源７１からの励起光源の発光タイミングを調整する。

以下、発光タイミングの調整方法について具体的に説明する。
図１１は、蛍光ホイール１０１の回転タイミングと、各色光を発光させるための出力タイミングとを示すタイミングチャートである。なお、図１１中、最下段には各色光の発光によって投影される色が示されており、「Ｇ」は緑、「Ｙ」は黄、「Ｒ」は赤、「Ｃ」はシアン、「Ｂ」は青を示している。

１フレーム毎に入力される同期信号に基づいて、制御部４１は、画像データから各色の画像信号の出力タイミングを調整する。画像信号の出力タイミングに基づいて、各色光の発光タイミングも同じく調整される。基本的には各色の画像信号の出力タイミングと、各色光の発光タイミングとは同じである。
そして、各色の画像信号の出力タイミングは、調整前であると基準波形をフレーム毎に繰り返すことによって形成されている。例えば図１１において１フレーム目の波形が基準波形である。２フレーム目では基準波形を点線で示している。この基準波形を各フレーム毎に繰り返して形成されたものを出力タイミングチャートと称す。調整前であると、緑色光の出力タイミング（発光タイミング）は、図９（ｂ）と同様に励起光の照射される領域（蛍光発光領域）としての箇所が２箇所となるようなタイミングとなる。

このため、制御部４１は、２フレーム目においても１フレーム目と同様に、励起光が蛍光ホイール１０１の第一領域Ｈ１、第二領域Ｈ２、第三領域Ｈ３を照射するように、緑色光の発光タイミングを調整する。１フレーム目における基準波形には、蛍光ホイール１０１の１周目に対応する第一波形部分Ｇ１と、２周目に対応する第二波形部分Ｇ２とが備わっている。２フレーム目においても１フレーム目と同じ蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域に緑色光が照射されるように、制御部４１は、調整前の緑色の出力タイミングチャートを流用して調整を行う。具体的には１周目に対応する波形部分Ｇ１と、２周目に対応する波形部分Ｇ２とを入れ替える。これにより、二フレーム目においては、波形部分Ｇ１が蛍光ホイール１０１の３周目に対応し、波形部分Ｇ２が２周目に対応することになる。

緑色光の発光タイミングだけを調整しただけでは他の色光との整合が取れないために、制御部４１は、赤色光及び青色光においても発光タイミングを調整する。この際、緑色光（基準色）の発光タイミングの調整結果を基準として、制御部４１は、赤色光及び青色光においても発光タイミングを調整する。具体的には、赤色光における基準波形には、第一波形部分Ｇ１に対応する第一波形部分Ｒ１と、第二波形部分Ｇ２に対応する第二波形部分Ｒ２とがあり、これらを緑色の発光タイミングの調整結果に合うように調整する。同様に青色光における基準波形には、第一波形部分Ｇ１に対応する第一波形部分Ｂ１と、第二波形部分Ｇ２に対応する第二波形部分Ｂ２とがあり、これらを緑色の発光タイミングの調整結果に合うように調整する。
そして、３フレーム目以降においては、この１フレーム目の各色の発光タイミングと、２フレーム目の各色の発光タイミングとを繰り返すことによって全体の発光タイミングの調整が行われる。
また、制御部４１は、調整後の発光タイミングに同期するように、各色に対応する画像信号の出力タイミングも調整する。なお、上述したように、各色の画像信号の出力タイミングと、各色光の発光タイミングとが同じであるため、発光タイミングと同じように出力タイミングも調整される。

このように制御すると、調整前では蛍光ホイール１０１に対する蛍光発光領域の数が２箇所であったが、制御部４１の調整後においては蛍光発光領域の数が１箇所となる。つまり、制御部４１は本発明に係る第一調整部である。このように励起光源７１の発光タイミングの調整が行われることによって、蛍光ホイール１０１の同じ領域に励起光が照射されることとなり、緑色光の強度の時間的変化を最も抑制することができる。

また、表示素子に表示させるための画像信号の出力タイミングが励起光源７１の発光タイミングに同期して調整されている。つまり、制御部４１は本発明に係る第二調整部である。このように励起光源７１の出力タイミングと画像信号の発光タイミングとが同期されていれば、調整後においても発光タイミングに対して適切に画像信号を出力することができる。

また、画像信号の出力タイミングを調整する際に、励起光源７１に対応する基準色（緑色）の画像信号の出力タイミングが調整され、当該調整結果を基準として基準色以外の色の画像信号の出力タイミングが調整されるので、基準色以外の出力タイミングを基準色の出力タイミングに容易に整合を取ることができる。
また、画像信号の出力タイミングは、調整前の各色の出力タイミングチャートを、位相をずらして流用することで調整されているので、調整時に各色の出力タイミングを一から再作成する必要もなくなり、調整の手間を省略することができる。

また、ｊ／ｋの値が１．５の場合には、表示周波数と回転周波数との関係は２：３となる。これによって図１３に示した通り、発光タイミングをフレーム毎に交互に入れ替えるといった簡単な調整で発光タイミングの調整を行うことが可能となる。

なお、ｊ／ｋの値が１．５以外の整数でない値であっても、励起光源７１の発光タイミングを調整することが望ましい。例えば、図１２は、ｊ／ｋの値が１．３３３…である場合（表示周波数と回転周波数との関係は３：４）における蛍光ホイール１０１の回転タイミングと、各色光を発光させるための出力タイミングとを示すタイミングチャートである。

１フレーム毎に入力される同期信号に基づいて、制御部４１は、画像データから各色の画像信号の出力タイミングを調整する。画像信号の出力タイミングに基づいて、各色光の発光タイミングも同じく調整される。
そして、各色の画像信号の出力タイミングは、調整前であると基準波形をフレーム毎に繰り返すことによって形成されている。例えば図１２において１フレーム目の波形が基準波形である。２，３フレーム目では基準波形を点線で示している。この基準波形を各フレーム毎に繰り返して形成されたものを出力タイミングチャートと称す。調整前であると、緑色光の出力タイミング（発光タイミング）は、蛍光発光領域が３箇所となるようなタイミングとなる。

このため、制御部４１は、２，３フレーム目においても１フレーム目と同様に、励起光が蛍光ホイール１０１の第一領域Ｈ１、第二領域Ｈ２、第三領域Ｈ３を照射するように、緑色光の発光タイミングを調整する。具体的には、２，３フレーム目においても１フレーム目と同じ蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域に緑色光が照射されるように、制御部４１は、調整前の緑色の出力タイミングチャートを流用して調整を行う。具体的には２，３フレーム内で第一領域Ｈ１の先端から基準波形の先端を当てはめる（第一領域Ｈ１の先端から基準波形が始まるように、第一領域Ｈ１の先端のタイミングまで、基準波形の位相を遅らせる）。そして２，３フレームの終端からはみ出す部分を、２，３フレームの先端から第一領域Ｈ１の先端までの間に入れ込む。これにより、励起光源７１の発光タイミングは、同一の蛍光発光領域に対して緑色光を照射するように調整される。
そして、赤色光及び青色光においても発光タイミングを調整する。この際、緑色光（基準色）の発光タイミングの調整結果を基準として、制御部４１は、赤色光及び青色光においても発光タイミングを調整する。
そして、４フレーム目以降においては、１〜３フレーム目の各色の発光タイミングを繰り返すことで、全体の発光タイミングの調整が行われる。
また、制御部４１は、調整後の発光タイミングに同期するように、各色に対応する画像信号の出力タイミングも調整する。なお、上述したように、各色の画像信号の出力タイミングと、各色光の発光タイミングとが同じであるため、発光タイミングと同じように出力タイミングも調整される。

なお、第二の実施の形態では、発光タイミングの調整後に蛍光発光領域の数が１箇所となる場合を例示して説明したが、少なくとも蛍光発光領域の数が調整前から減っていれば、調整前と比して緑色光の強度の時間的変化を抑制することが可能である。例えば図１２の場合であれば調整前に蛍光発光領域の数が「３」であるものを「１」に調整しているが、調整によって「２」としてもよい。

さらに、蛍光ホイールの一部分に対して集中的に励起光が照射されることを防止すべく、蛍光ホイールに対する励起光の被照射領域を、蛍光ホイール全体で分散させることが望ましい。以下、被照射領域を分散させるための構成について詳細に説明する。

図１３は、被照射領域を分散させるための光源ユニットに備わる蛍光ホイール１０１Ａの概略構成を示す正面図である。図１３に示すように蛍光ホイール１０１Ａには、例えば磁性体からなる回転基準部１０１ａが備えられている。この回転基準部１０１ａを後述する基準検出部８０で検出することにより、回転速度だけでなく、回転位相を検出することができる。また、この蛍光ホイール１０１Ａにおいては、励起光源７１からの励起光の被照射領域（所定領域）として、例えば八分割した領域（第一領域Ｈ１、第二領域Ｈ２、第三領域Ｈ３、第四領域Ｈ４、第五領域Ｈ５、第六領域Ｈ６、第七領域Ｈ７、第八領域Ｈ８）が設定されている。

図１４は、被照射領域を分散させるための投影装置１０Ａの機能回路ブロックを示す図である。投影装置１０Ａには、蛍光ホイール１０１Ａの回転基準部１０１Ａを検出する基準検出部８０が設けられている。基準検出部８０としては、例えばホール効果を利用して磁界を検出するホール素子や、反射型フォトリフレクタ等の光素子などが用いられる。基準検出部８０は制御部４１に電気的に接続されていて、その検出結果が制御部４１に出力されるようになっている。

制御部４１は、基準検出部８０の検出結果と、励起光源７１の照射タイミングとに基づいて、蛍光ホイール１０１Ａにおける励起光が照射されている被照射領域（第一領域Ｈ１、第二領域Ｈ２、第三領域Ｈ３、第四領域Ｈ４、第五領域Ｈ５、第六領域Ｈ６、第七領域Ｈ７、第八領域Ｈ８）及び当該領域に対する励起光への照射時間を認識している。そして、制御部４１は、励起光源７１による蛍光ホイール１０１Ａへの励起光の照射時間を、複数の被照射領域毎に分割して積算する照射時間積算部としても機能する。制御部４１は、積算した被照射領域毎の照射時間を記憶するようになっている。

制御部４１は、基準検出部８０が蛍光ホイール１０１Ａの回転基準部８０を検出してから励起光源７１を点灯させるまでの点灯開始時間を所定タイミング毎に異なるようにホイールモータ１１０を制御する。具体的には、制御部４１は、一つの被照射領域に対する照射時間が所定の時間を越えたタイミングを所定のタイミングとして認識し、点灯開始時間を異ならせる。

例えば、励起光源７１からの励起光の照射範囲Ｑが図１３における-４５度〜０度の範囲内にあるとする。また、基準検出部８０は０度の位置にある回転基準部１０１ａを検出するようになっている。そして、特定の被照射領域を照射範囲Ｑ内に収めて励起光を照射する場合には、制御部４１は、蛍光ホイール１０１Ａが回転し基準検出部８０からの検出結果によって回転基準部１０１ａを認識すると、蛍光ホイール１０１Ａの回転周波数と回転基準部１０１ａから当該被照射領域までの角度（位相）とに基づいて、励起光源７１の点灯開始時間を決定する。具体的には、制御部４１は、表示周波数と回転周波数との同期がとれたと判断した場合、例えば、第一領域Ｈ１を照射範囲Ｑ内に収める場合には、そのタイミングを待つように点灯開始時間（タイミング）を調整する。
なお、その場合、点灯開始時間に合わせて、画像信号の出力タイミングも調整されることはもちろんである。
このように点灯開始時間を異ならせれば、特定の被照射領域を照射範囲Ｑ内に収めることができ、点灯開始時の被照射領域を変更することができる。これにより、蛍光ホイール１０１Ａにおける被照射領域を所定のタイミングで分散させることができ、蛍光ホイール１０１Ａが部分的に集中して劣化してしまうことを防止できる。したがって、長期にわたって鮮明で安定した画像を投影することが可能となる。

なお、第二の実施の形態においては、蛍光ホイール１０１の照射範囲が八分割されている場合を例示して説明したが、照射範囲は二分割〜七分割でも、九分割以上であっても構わない。

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＞
蛍光光を用いて画像を表示する表示素子に対して、蛍光光を照射する光源ユニットであって、
励起光を出射する励起光源と、
円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有し、前記励起光源からの励起光が前記蛍光発光領域に照射されることにより蛍光光を発する蛍光板と、
前記蛍光板を周方向に回転させる駆動部と、
前記励起光源及び前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記表示素子の表示周波数と、前記蛍光板の回転周波数とが式（１）
ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
の関係を満たすように前記駆動部を制御することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項２＞
請求項１記載の光源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記駆動部の安定回転周波数範囲内に前記回転周波数が収まるように、前記ｊ及び前記ｋを決定することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項３＞
請求項１又は２記載の光源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記回転周波数の範囲を前記表示素子の表示周波数の範囲よりも上限と下限との割合として狭くするように、前記ｊ及び前記ｋを決定することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項４＞
請求項２記載の光源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記駆動部の安定回転周波数範囲内に前記回転周波数が収まるように、前記ｊ及び前記ｋを決定する際、ｊ／ｋの値が異なる２組以上の前記ｊ及び前記ｋを決定し、所定の条件で前記ｊ及び前記ｋの組を切り替えることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項５＞
請求項４記載の光源ユニットにおいて、
前記所定の条件は、現在の前記表示周波数が所定値以上である否かであり、
前記制御部は、現在の前記表示周波数が所定値未満である場合にはｊ／ｋの値の大きい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記表示周波数が所定値以上である場合にはｊ／ｋの値の小さい組の前記ｊ及び前記ｋを選択することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項６＞
請求項５記載の光源ユニットにおいて、
前記所定値は所定の範囲を有しており、
前記制御部は、現在の前記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の値の大きい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記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の値の小さい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記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ぐことを特徴とする光源ユニット。
＜請求項７＞
請求項４記載の光源ユニットにおいて、
前記制御部は、現在の前記表示周波数を第一の閾値と当該第一の閾値よりも大きい第二の閾値と比較し、
前記所定の条件として、現在の前記表示周波数が前記第一の閾値よりも小さくなる方向に変化した場合に、ｊ／ｋの値の大きい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記表示周波数が前記第二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を選択することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項８＞
請求項１〜７のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
通知手段を備え、
前記制御部は、前記回転周波数が前記駆動部の安定回転周波数範囲内に収まるように前記ｊ及び前記ｋを決定できないとされる場合に、前記通知手段を制御して、前記回転周波数が前記安定回転周波数範囲内に収まらない旨を通知することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項９＞
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
前記ｊ及び前記ｋは、ｊ／ｋの値が整数となるように決定されていることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１０＞
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
ｊ／ｋの値が整数でないように前記駆動部が制御されていると、前記蛍光板に対して励起光が照射されることで発生する前記蛍光板の蛍光発光領域の数が、調整前の場合と比して少なくなるように、前記励起光源からの励起光の発光タイミングを調整する第一調整部をさらに備えることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１１＞
請求項１０記載の光源ユニットにおいて、
前記第一調整部により調整された前記励起光源の前記発光タイミングに同期させるように、前記表示素子に表示させるための画像信号の出力タイミングを調整する第二調整部をさらに備えることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１２＞
請求項１１記載の光源ユニットにおいて、
前記第二調整部は、前記画像信号の出力タイミングを調整する際に、前記励起光源に対応する基準色の画像信号の出力タイミングを調整し、当該調整結果を基準として前記基準色以外の色の画像信号の出力タイミングを調整し、
前記画像信号の出力タイミングは、調整前の各色の出力タイミングチャートの位相をずらすことで調整されることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１３＞
請求項１〜８及び１０〜１２のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
前記ｊ及び前記ｋは、ｊ／ｋの値が１．５となるように決定されていることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１４＞
請求項１３記載の光源ユニットにおいて、
前記第一調整部は、前記発光タイミングをフレーム毎に交互に入れ替えることで、当該発光タイミングの調整を行うことを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１５＞
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
前記蛍光板の回転基準部を検出する基準検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記基準検出部が前記基準検出部を検出してから、前記励起光源を点灯させるまでの点灯開始時間を所定タイミング毎に異なるように前記駆動部を制御することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１６＞
請求項１５記載の光源ユニットにおいて、
前記励起光源による前記蛍光板への励起光の照射時間を、前記蛍光板の複数の所定領域毎に分割して積算する照射時間積算部をさらに備え、
前記制御部は、前記照射時間積算部により積算された前記所定領域の前記照射時間が所定の時間を越えたタイミングを前記所定のタイミングとして認識し、前記点灯開始時間を異ならせることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１７＞
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記励起光源を時分割に点灯させることを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１８＞
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
前記制御部は、前記表示素子の表示可能周波数範囲内に前記表示周波数が収まるように、前記ｊ及び前記ｋを決定することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項１９＞
請求項１８に記載の光源ユニットにおいて、
通知手段を備え、
前記制御部は、前記表示周波数が前記表示可能周波数範囲内に収まるように前記ｊ及び前記ｋを決定できないとされる場合に、前記通知手段を制御して、前記表示周波数が前記表示可能周波数範囲内に収まらない旨を通知することを特徴とする光源ユニット。
＜請求項２０＞
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
前記表示素子と、
前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する導光光学系と、
前記表示素子から出射された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記光源ユニット及び前記表示素子を制御する投影制御部とを備えることを特徴とする投影装置。
＜請求項２１＞
蛍光光を用いて画像を表示する表示素子に対して、蛍光光を照射する投影方法であって、
円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有する蛍光板を周方向に回転させ、前記蛍光発光領域に励起光を照射して蛍光光を発生させる際に、
前記表示素子の表示周波数と、前記蛍光板の回転周波数とが式（１）
ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
の関係を満たしていることを特徴とする投影方法。
＜請求項２２＞
励起光を出射する励起光源と、
円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有し、前記励起光源からの励起光が前記蛍光発光領域に照射されることにより蛍光光を発し、画像を表示する表示素子に対して前記蛍光光を照射する蛍光板と、
前記蛍光板を周方向に回転させる駆動部と、を備える光源ユニットで実行されるプログラムであって、
前記表示素子の表示周波数と、前記蛍光板の回転周波数とが式（１）
ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
の関係を満たすように前記駆動部を機能させることを特徴とするプログラム。

１０ 投影装置
３８ 投影制御部（通知手段）
４１ 制御部（照射時間積算部、第一調整部、第二調整部）
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（駆動部）
１７０ 導光光学系
２２０ 投影側光学系

Claims (22)

1. 蛍光光を用いて画像を表示する表示素子に対して、蛍光光を照射する光源ユニットであって、
   励起光を出射する励起光源と、
   円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有し、前記励起光源からの励起光が前記蛍光発光領域に照射されることにより蛍光光を発する蛍光板と、
   前記蛍光板を周方向に回転させる駆動部と、
   前記励起光源及び前記駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記表示素子の表示周波数と、前記蛍光板の回転周波数とが式（１）
   ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
   の関係を満たすように前記駆動部を制御することを特徴とする光源ユニット。
2. 請求項１記載の光源ユニットにおいて、
   前記制御部は、前記駆動部の安定回転周波数範囲内に前記回転周波数が収まるように、前記ｊ及び前記ｋを決定することを特徴とする光源ユニット。
3. 請求項１又は２記載の光源ユニットにおいて、
   前記制御部は、前記回転周波数の範囲を前記表示素子の表示周波数の範囲よりも上限と下限との割合として狭くするように、前記ｊ及び前記ｋを決定することを特徴とする光源ユニット。
4. 請求項２記載の光源ユニットにおいて、
   前記制御部は、前記駆動部の安定回転周波数範囲内に前記回転周波数が収まるように、前記ｊ及び前記ｋを決定する際、ｊ／ｋの値が異なる２組以上の前記ｊ及び前記ｋを決定し、所定の条件で前記ｊ及び前記ｋの組を切り替えることを特徴とする光源ユニット。
5. 請求項４記載の光源ユニットにおいて、
   前記所定の条件は、現在の前記表示周波数が所定値以上である否かであり、
   前記制御部は、現在の前記表示周波数が所定値未満である場合にはｊ／ｋの値の大きい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記表示周波数が所定値以上である場合にはｊ／ｋの値の小さい組の前記ｊ及び前記ｋを選択することを特徴とする光源ユニット。
6. 請求項５記載の光源ユニットにおいて、
   前記所定値は所定の範囲を有しており、
   前記制御部は、現在の前記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の値の大きい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記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の値の小さい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記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ぐことを特徴とする光源ユニット。
7. 請求項４記載の光源ユニットにおいて、
   前記制御部は、現在の前記表示周波数を第一の閾値と当該第一の閾値よりも大きい第二の閾値と比較し、
   前記所定の条件として、現在の前記表示周波数が前記第一の閾値よりも小さくなる方向に変化した場合に、ｊ／ｋの値の大きい組の前記ｊ及び前記ｋを選択し、現在の前記表示周波数が前記第二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を選択することを特徴とする光源ユニット。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
   通知手段を備え、
   前記制御部は、前記回転周波数が前記駆動部の安定回転周波数範囲内に収まるように前記ｊ及び前記ｋを決定できないとされる場合に、前記通知手段を制御して、前記回転周波数が前記安定回転周波数範囲内に収まらない旨を通知することを特徴とする光源ユニット。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
   前記ｊ及び前記ｋは、ｊ／ｋの値が整数となるように決定されていることを特徴とする光源ユニット。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
    ｊ／ｋの値が整数でないように前記駆動部が制御されていると、前記蛍光板に対して励起光が照射されることで発生する前記蛍光板の蛍光発光領域の数が、調整前の場合と比して少なくなるように、前記励起光源からの励起光の発光タイミングを調整する第一調整部をさらに備えることを特徴とする光源ユニット。
11. 請求項１０記載の光源ユニットにおいて、
    前記第一調整部により調整された前記励起光源の前記発光タイミングに同期させるように、前記表示素子に表示させるための画像信号の出力タイミングを調整する第二調整部をさらに備えることを特徴とする光源ユニット。
12. 請求項１１記載の光源ユニットにおいて、
    前記第二調整部は、前記画像信号の出力タイミングを調整する際に、前記励起光源に対応する基準色の画像信号の出力タイミングを調整し、当該調整結果を基準として前記基準色以外の色の画像信号の出力タイミングを調整し、
    前記画像信号の出力タイミングは、調整前の各色の出力タイミングチャートの位相をずらすことで調整されることを特徴とする光源ユニット。
13. 請求項１〜８及び１０〜１２のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
    前記ｊ及び前記ｋは、ｊ／ｋの値が１．５となるように決定されていることを特徴とする光源ユニット。
14. 請求項１３記載の光源ユニットにおいて、
    前記第一調整部は、前記発光タイミングをフレーム毎に交互に入れ替えることで、当該発光タイミングの調整を行うことを特徴とする光源ユニット。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
    前記蛍光板の回転基準部を検出する基準検出部をさらに備え、
    前記制御部は、前記基準検出部が前記基準検出部を検出してから、前記励起光源を点灯させるまでの点灯開始時間を所定タイミング毎に異なるように前記駆動部を制御することを特徴とする光源ユニット。
16. 請求項１５記載の光源ユニットにおいて、
    前記励起光源による前記蛍光板への励起光の照射時間を、前記蛍光板の複数の所定領域毎に分割して積算する照射時間積算部をさらに備え、
    前記制御部は、前記照射時間積算部により積算された前記所定領域の前記照射時間が所定の時間を越えたタイミングを前記所定のタイミングとして認識し、前記点灯開始時間を異ならせることを特徴とする光源ユニット。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
    前記制御部は、前記励起光源を時分割に点灯させることを特徴とする光源ユニット。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光源ユニットにおいて、
    前記制御部は、前記表示素子の表示可能周波数範囲内に前記表示周波数が収まるように、前記ｊ及び前記ｋを決定することを特徴とする光源ユニット。
19. 請求項１８に記載の光源ユニットにおいて、
    通知手段を備え、
    前記制御部は、前記表示周波数が前記表示可能周波数範囲内に収まるように前記ｊ及び前記ｋを決定できないとされる場合に、前記通知手段を制御して、前記表示周波数が前記表示可能周波数範囲内に収まらない旨を通知することを特徴とする光源ユニット。
20. 請求項１〜１９のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
    前記表示素子と、
    前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する導光光学系と、
    前記表示素子から出射された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
    前記光源ユニット及び前記表示素子を制御する投影制御部とを備えることを特徴とする投影装置。
21. 蛍光光を用いて画像を表示する表示素子に対して、蛍光光を照射する投影方法であって、
    円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有する蛍光板を周方向に回転させ、前記蛍光発光領域に励起光を照射して蛍光光を発生させる際に、
    前記表示素子の表示周波数と、前記蛍光板の回転周波数とが式（１）
    ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
    の関係を満たしていることを特徴とする投影方法。
22. 励起光を出射する励起光源と、
    円板状の基材の一面に蛍光発光領域を有し、前記励起光源からの励起光が前記蛍光発光領域に照射されることにより蛍光光を発し、画像を表示する表示素子に対して前記蛍光光を照射する蛍光板と、
    前記蛍光板を周方向に回転させる駆動部と、を備える光源ユニットで実行されるプログラムであって、
    前記表示素子の表示周波数と、前記蛍光板の回転周波数とが式（１）
    ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ，ｋは整数でｊ＞ｋ）・・・（１）
    の関係を満たすように前記駆動部を機能させることを特徴とするプログラム。

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