JP2018013541A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投写映像光の輝度を向上させ、かつ、投写映像光の色輝度比の低下を抑制することができる投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】プロジェクタ装置１０１は、青色光を発光するＬＤ１１と、回転方向において、ＬＤ１１からの青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体が設けられた蛍光体セグメントと、ＬＤ１１からの青色光を透過する光透過セグメントとを有する蛍光体ホイール２０と、赤色光を発光するＬＥＤ４１と、蛍光体ホイール２０からの光とＬＥＤ４１からの光とを映像信号に基づいて変調して映像光を生成する映像生成部５０と、映像光を投写する投写部６０と、緑色光、青色光、赤色光が時分割されて映像生成部５０に入射するように、ＬＤ１１及びＬＥＤ４１を制御する制御部２００とを備え、制御部２００は、スポーク期間において、ＬＥＤ４１を発光させるように制御する。【選択図】図２

Description

本開示は、映像光を投写して表示する投写型映像表示装置に関する。

特許文献１は、投写型映像表示装置としてプロジェクタ装置を開示する。このプロジェクタ装置は、青色光を発する半導体レーザと、青色光を用いて透過光の青色光と反射蛍光光の緑色光とを時分割で発生するカラーホイールと、赤色光を発するＬＥＤと、緑色光、青色光及び赤色光を映像信号に基づいて変調して映像光を生成するデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）と、映像光を投写する投写レンズユニットと、緑色光、青色光及び赤色光が時分割で循環的にデジタルマイクロミラーデバイスに入射するように、映像信号のタイミングに応じて半導体レーザ及びＬＥＤの発光タイミングとカラーホイールの回転を制御する投影光処理部とを備える。投影光処理部は、緑色光及び／又は青色光がデジタルマイクロミラーデバイスに入射するときにもＬＥＤを発光させる期間を設ける。これにより、投写映像光の輝度を向上させることができる。

特開２０１２−１２８４３８号公報

しかし、緑色光及び／又は青色光がデジタルマイクロミラーデバイスに入射するときにも赤色光のＬＥＤを発光させる期間を設けると、この期間に発生する光は、緑色光と赤色光とが混色した黄色光及び／又は青色光と赤色光とが混色したマゼンダ色光となってしまい、緑色及び／又は青色の単色光が発生する期間が相対的に短くなる。その結果、緑色及び／又は青色の輝度が低下してしまい、色輝度比（輝度バランス）が低下（画質劣化）してしまう。

本開示は、投写映像光の輝度を向上させ、かつ、投写映像光の色輝度比の低下を抑制することができる投写型映像表示装置を提供する。

本開示における投写型映像表示装置は、青色光を発光する第１の光源と、回転軸で回転し、回転方向において、第１の光源からの青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体が設けられた蛍光体セグメントと、第１の光源からの青色光を透過する光透過セグメントとを有する蛍光体ホイールと、赤色光を発光する第２の光源と、蛍光体ホイールからの光と第２の光源からの光とを映像信号に基づいて変調して映像光を生成する映像生成部と、映像光を投写する投写部と、蛍光体ホイールからの緑色光及び青色光と、第２の光源からの赤色光とが時分割されて映像生成部に入射するように、第１の光源及び第２の光源を制御する制御部とを備え、制御部は、第１の光源からの青色光が蛍光体ホイールの蛍光体セグメントと光透過セグメントとに同時照射されるスポーク期間において、第２の光源を発光させるように制御する。

本開示における投写型映像表示装置は、投写映像光の輝度を向上させ、かつ、投写映像光の色輝度比の低下を抑制することができる。

実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の外観斜視図 実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の内部構成を概略的に示す図 （ａ）蛍光体ホイールを励起光の入射方向と反対側からみた図、（ｂ）（ａ）における３ｂ−３ｂ線に沿う蛍光体ホイールの断面図、（ｃ）蛍光体ホイールから出射する光を説明するための図 実施の形態１にかかるプロジェクタ装置における制御部の機能的構成を示すブロック図 実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の制御部の光源コントローラによる光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す図 図６は、図５に示す各制御タイミングと蛍光体ホイールとの関係を示す図である。 実施の形態２にかかるプロジェクタ装置における制御部の機能的構成を示すブロック図 （ａ）映像信号が示す映像の色分布の一例を示す図、（ｂ）実施の形態２にかかるプロジェクタ装置の制御部の光源コントローラによる光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す図 （ａ）映像信号が示す映像の色分布の他の一例を示す図、（ｂ）変形例１にかかるプロジェクタ装置の制御部の光源コントローラによる光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す図 （ａ）映像信号が示す映像の色分布のさらに他の一例を示す図、（ｂ）変形例２にかかるプロジェクタ装置の制御部の光源コントローラによる光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（実施の形態１）
以下、図１〜６を用いて、実施の形態１を説明する。以下では、本開示にかかる投写型映像表示装置の具体的な実施の形態としてプロジェクタ装置を説明する。

［１−１．構成］
図１は、実施の形態１にかかるプロジェクタ装置の外観斜視図である。図１に示すように、プロジェクタ装置１０１は、映像信号に応じて生成した映像光をスクリーン（投写面）１０４等に投写する。以下、プロジェクタ装置１０１の内部構成を説明する。

図２は、実施の形態１にかかるプロジェクタ装置１０１の内部構成を概略的に示す図である。プロジェクタ装置１０１は、第１の光源部１０と、蛍光体ホイール２０と、ロッドインテグレータ３０と、レンズ３１と、第２の光源部４０と、光合成部４５と、フィールドレンズ４６と、映像生成部５０と、投写部６０と、制御部２００とを備える。

プロジェクタ装置１０１は、第１の光源部１０、蛍光体ホイール２０、及び、第２の光源部４０によって、緑色光、青色光及び赤色光を時分割して生成する。プロジェクタ装置１０１は、これらの緑色光、青色光及び赤色光を、映像生成部５０におけるデジタルマイクロミラーデバイス（以下、「ＤＭＤ」と称する）を用いて制御部２００からの映像信号に応じて変調することによって緑色、青色及び赤色の映像光を時分割して生成する。プロジェクタ装置１０１は、これらの映像光を投写部６０によってスクリーン１０４等に投写する。以下、各部構成について詳細に説明する。

第１の光源部１０は、複数の光源１１と、放熱板１２と、複数の集光レンズ１３と、ヒートシンク１４と、レンズ１５と、駆動回路１６とを備える。光源１１は、例えば半導体レーザ（以下、「ＬＤ」という。）などの固体光源である。本実施の形態では、光源１１として青色光を出射するＬＤを用いる。複数のＬＤ１１には放熱板１２が取り付けられ、放熱板１２にはヒートシンク１４が取り付けられる。各集光レンズ１３は、各ＬＤ１１からのレーザ光を集光し平行光に変換するコリメートレンズである。レンズ１５は、複数の集光レンズ１３からの光を蛍光体ホイール２０に集光するレンズである。駆動回路１６は、制御部２００による制御に従ってＬＤ１１に駆動電流を供給する。

蛍光体ホイール２０は、第１の光源部１０からの青色光を励起光として、光の入射方向に緑色光を発光する。また、蛍光体ホイール２０は、緑色光の出射タイミングと異なるタイミングで、第１の光源部１０からの青色光を透過する。

図３（ａ）は、蛍光体ホイール２０を励起光の入射方向と反対側からみた図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）における３ｂ−３ｂ線に沿う蛍光体ホイール２０の断面図である。蛍光体ホイール２０は、基板２３とモータ２１とを有する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、基板２３は、励起光の入射方向に平行な回転軸を中心とする円盤状をなしている。基板２３の材料には例えばサファイアが用いられる。基板２３は青色光を透過し、緑色光を反射する材料で形成される。モータ２１は、基板２３の中心に設けられ、基板２３を回転軸を中心として回転方向Ｒ０に回転させる。モータ２１、すなわち蛍光体ホイール２０の回転数は制御部２００により制御される。

蛍光体ホイール２０は、蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３とを有する。蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３とは、ほぼ同じ大きさを有し、基板２３の円周部に互いに交互に配置される。

蛍光体セグメントＳ２２には、青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体２２が塗布されている。蛍光体２２は、基板２３の入射面と反対側の面に０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の厚さで印刷又は塗布されている。蛍光体２２としては、セリウム付活ガーネット構造蛍光体（Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋）等が用いられる。図３（ｃ）は、蛍光体ホイール２０から出射する光を説明するための図である。図３（ｃ）に示すように、蛍光体セグメントＳ２２では、ＬＤ１１から出射して基板２３を透過した青色光（Ｂ）は蛍光体２２を励起し、緑色光（Ｇ）を出射する。その際、蛍光体セグメントＳ２２では、光の入射側にも緑色光（Ｇ）を出射するが、この緑色光は基板２３で反射されてＬＤ１１と反対側に導かれる。

光透過セグメントＳ２３は、基板２３そのものであり、基板２３と同一の光学特性を有する。図３（ｃ）に示すように、光透過セグメントＳ２３では、ＬＤ１１から出射して基板２３を透過した青色光（Ｂ）をそのまま透過する。

再び図２を参照し、ロッドインテグレータ３０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ３０は、入射する光を内部で複数回反射させることにより、光強度分布を均一化した光を生成する。なお、ロッドインテグレータ３０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。また、ロッドインテグレータ３０に代えて２枚のレンズアレイ板を用いて、光強度分布の均一化を行ってもよい。レンズ３１は、ロッドインテグレータ３０からの出射光を平行光化するレンズである。

第２の光源部４０は、光源４１と、レンズ４２と、駆動回路４３とを備える。光源４１は、例えば赤色光を出射する複数のＬＥＤを含む。レンズ４２は、複数のＬＥＤ４１からの赤色光を平行光化するレンズである。駆動回路４３は、制御部２００による制御に従ってＬＥＤ４１に駆動電流を供給する。

光合成部４５は、例えばダイクロイックミラーを含む。光合成部４５は、蛍光体ホイール２０からの緑色光及び青色光を透過し、ＬＥＤ４１からの赤色光を反射する。これにより、光合成部４５は、蛍光体ホイール２０からの緑色光及び青色光と、ＬＥＤ４１からの赤色光とを一つの光路に合成して、時分割で出射する。フィールドレンズ４６は、光合成部４５からの出射光を映像生成部５０に導く。

映像生成部５０は、光合成部４５からの光を制御部２００からの映像信号によって変調して映像光を生成する。映像生成部５０は、全反射プリズム５１とＤＭＤ５５とを備える。

全反射プリズム５１は、透光性部材からなるプリズム５２とプリズム５３とで構成される。プリズム５２とプリズム５３との近接面には薄い空気層５４が存在する。空気層５４は、臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。全反射した光は、ＤＭＤ５５に入射する。

ＤＭＤ５５は、全反射プリズム５１から時分割で入射する緑色光、青色光及び赤色光を、各色光の入射タイミングに合わせて制御部２００から時分割で受信する緑色、青色及び赤色の映像信号に応じて変調し、各色の映像光を時分割で生成する。

具体的には、ＤＭＤ５５は、複数の可動式の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ５５は、制御部２００からの映像信号に基づいて各微小ミラーの角度を変更することにより、反射光を投写部６０に向けるか否かを切り替える。ＤＭＤ５５で反射された光は、全反射プリズム５１に入射する。全反射プリズム５１に入射した光は、空気層５４に臨界角以下で入射する。従って、この光は空気層５４を透過して投写部６０に入射する。

投写部６０は、映像生成部５０からの映像光を例えばスクリーン等に拡大投写する。投写部６０は、フォーカスやズーム等を調整するためのレンズを含む。

制御部２００は、ＣＰＵ、ＭＰＵ等で構成され、記憶部（図示せず）に格納された各種プログラムを実行することにより、プロジェクタ装置１０１の全体を制御する。制御部２００は、蛍光体ホイール２０の回転数、第１の光源部１０のＬＤ１１の動作、及び、第２の光源部４０のＬＥＤ４１の動作を同期させて制御する。本実施の形態では、制御部２００は、記憶部に格納された所定の光源制御タイミング（詳細は後述する）に基づいて、第１の光源部１０のＬＤ１１の動作、及び、第２の光源部４０のＬＥＤ４１の動作を制御する。また、制御部２００は、記憶部に格納された所定の映像制御タイミング（詳細は後述する）に基づいて、各色の映像信号をＤＭＤ５５に時分割で供給する。

なお、制御部２００の機能は、ハードウェアとソフトウェアの協同により実現するが、制御部２００を所定の機能を実現するように専用に設計されたハードウェア回路のみで実現してもよい。例えば、制御部２００は、ＣＰＵ、ＭＰＵのみならず、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等で構成することができる。

［１−２．動作］
以上のように構成されたプロジェクタ装置１０１について、その動作を以下に説明する。図４は、実施の形態１にかかるプロジェクタ装置１０１における制御部２００の機能的構成を示すブロック図である。

信号受付部２１０は、プロジェクタ装置１０１に接続されるＤＶＤ再生機やＰＣ（パーソナルコンピュータ）などの映像供給装置から映像信号を受信する。また、信号受付部２１０は、同期信号（例えば、６０Ｈｚ）を生成し、蛍光体ホイールコントローラ２２０及び光源コントローラ２３０に供給する。

信号受付部２１０は、受信した映像信号をＤＭＤ５５の画素数にあった解像度の映像を示す映像信号に変換する。また、信号受付部２１０は、変換した映像信号を１フレーム（１／６０秒）ごとに、緑色単色の映像を示す緑色映像信号、青色単色の映像を示す青色映像信号、赤色単色の映像を示す赤色映像信号、及び、緑色と青色と赤色が混色した白色の映像を示す白色映像信号に変換する。信号受付部２１０は、同期信号に同期して、同期信号の周波数の４倍の周波数の１周期（１／２４０秒）において所定の映像制御タイミング（詳細は後述する）に基づいて、緑色映像信号、青色映像信号、赤色映像信号、及び、白色映像信号を時分割でＤＭＤ５５に供給する。

蛍光体ホイールコントローラ２２０は、蛍光体ホイール２０の回転数を制御する。具体的には、蛍光体ホイールコントローラ２２０は、信号受付部２１０からの同期信号の周波数に相当する回転数の２倍の回転数（例えば、６０Ｈｚに相当する回転数の２倍の回転数、すなわち１／１２０秒で１回転、１／２４０秒で半回転）でモータ２１の回転数を制御する。

光源コントローラ２３０は、駆動回路１６、４３を制御することにより、ＬＤ１１及びＬＥＤ４１の動作を制御する。具体的には、光源コントローラ２３０は、信号受付部２１０からの同期信号に同期して、同期信号の周波数の４倍の周波数（例えば、６０Ｈｚの４倍の周波数）の１周期（１／２４０秒）において所定の光源制御タイミング（詳細は後述する）に基づいて、ＬＤ１１とＬＥＤ４１の動作を制御する。

次に、図５及び図６を参照して、光源コントローラ２３０の動作を詳細に説明する。図５は、実施の形態１のプロジェクタ装置１０１の制御部２００の光源コントローラ２３０による光源制御動作のタイミングチャートの一例であり、図６は、図５に示す各制御タイミングと蛍光体ホイールとの関係を示す図である。

図５及び図６の例では、蛍光体ホイールコントローラ２２０は、蛍光体ホイール２０を、映像信号が示す映像の１フレーム（例えば、１／２４０秒）に相当する時間で半回転させる。その間、ＬＤ１１は、青色光を、蛍光体ホイール２０の１つの蛍光体セグメントＳ２２と１つの光透過セグメントＳ２３とに照射する。その際、光源コントローラ２３０は、蛍光体セグメントＳ２２及び光透過セグメントＳ２３に対して青色光が照射される各期間Ｔ１〜Ｔ５において、ＬＤ１１及びＬＥＤ４１の動作を制御する。

ここで、図６に示すように、第１の光源部１０からの青色光のスポットはある直径を有する。そのため、蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３との境界部２５が青色光の照射位置Ｓを通過するとき、青色光が蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３とに跨がって同時照射される。このように、蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３との境界部２５が青色光の照射位置Ｓを通過する期間、換言すれば、青色光が蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３とに跨がって同時照射される期間を、以下「スポーク期間」という。このスポーク期間では、例えば緑色光と青色光とが蛍光体ホイール２０から混色した光が出力される。

すなわち、期間Ｔ１では、蛍光体セグメントＳ２２のみに青色光が照射される。期間Ｔ２では、蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３との境界に青色光が照射される。この期間Ｔ２がスポーク期間であり、蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３との双方に青色光が照射される。期間Ｔ３では、光透過セグメントＳ２３に青色光が照射される。期間Ｔ４は、蛍光体セグメントＳ２２及び光透過セグメントＳ２３に青色光が照射されない期間である（詳細は後述）。期間Ｔ５は、蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３との境界に青色光が照射されるスポーク期間である。

図５に示すように、プロジェクタ装置１０１では、制御部２００の光源コントローラ２３０は、所定の光源制御タイミングに基づいて、ＬＤ１１とＬＥＤ４１の動作を制御する。

具体的には、図５の所定の光源制御タイミングの例では、光源コントローラ２３０は、期間Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３及び期間Ｔ５においてＬＤ１１をオン状態に制御し、期間Ｔ４においてＬＤ１１をオフ状態に制御する。

これにより、期間Ｔ１において、蛍光体ホイール２０は蛍光体セグメントＳ２２で発光した緑色光（Ｇ）を出力し、期間Ｔ３において、蛍光体ホイール２０は光透過セグメントＳ２３を透過した青色光（Ｂ）を出力する。また、期間Ｔ４では蛍光体ホイール２０から光が出射されない（すなわち、白色（Ｗ）に相当）。また、スポーク期間Ｔ２、Ｔ５において、蛍光体ホイール２０は、蛍光体セグメントＳ２２からの緑色光（Ｇ）と光透過セグメントＳ２３からの青色光（Ｂ）が混色されたシアン色光（Ｇ＋Ｂ）を出力する。

一方、光源コントローラ２３０は、期間Ｔ１、Ｔ３においてＬＥＤ４１をオフ状態に制御し、期間Ｔ４及びスポーク期間Ｔ２、Ｔ５においてＬＥＤ４１をオン状態に制御する。

これにより、期間Ｔ１において、映像生成部５０のＤＭＤ５５には緑色光（Ｇ）が入射され、期間Ｔ３において、ＤＭＤ５５には青色光（Ｂ）が入射され、期間Ｔ４において、ＤＭＤ５５には赤色光（Ｒ）が入射される。また、スポーク期間Ｔ２、Ｔ５では、ＤＭＤ５５には蛍光体セグメントＳ２２からの緑色光（Ｇ）と光透過セグメントＳ２３からの青色光（Ｂ）、及びＬＥＤ４１からの赤色光（Ｒ）が混色された白色光（Ｗ）が入射される。

また、信号受付部２１０は、各期間Ｔ１〜Ｔ５において所定の映像制御タイミングに基づいて、映像信号の緑色映像信号、青色映像信号、赤色映像信号、及び、白色映像信号を時分割でＤＭＤ５５に供給する。

具体的には、所定の映像制御タイミングでは、信号受付部２１０は、緑色光（Ｇ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１において緑色映像信号をＤＭＤ５５に出力し、青色光（Ｂ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ３において青色映像信号をＤＭＤ５５に出力し、赤色光（Ｒ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ４において赤色映像信号をＤＭＤ５５に出力する。また、白色光（Ｗ）がＤＭＤ５５に入射されるスポーク期間Ｔ２、Ｔ５において白色映像信号をＤＭＤ５５に出力する。

これにより、期間Ｔ１において、ＤＭＤ５５によって緑色の映像光が生成され、緑色の映像光は投写部６０によって投写される。期間Ｔ３において、ＤＭＤ５５によって青色の映像光が生成され、青色の映像光は投写部６０によって投写される。期間Ｔ４において、ＤＭＤ５５によって赤色の映像光が生成され、赤色の映像光は投写部６０によって投写される。スポーク期間Ｔ２、Ｔ５において、ＤＭＤ５５によって白色の映像光が生成され、白色の映像光は投写部６０によって投写される。

ここで、上記した特許文献１に記載のプロジェクタ装置では、緑色光がＤＭＤに入射するときに赤色光のＬＥＤを発光させることにより、投写映像光の輝度を向上させた。

しかし、投写映像光の輝度を向上させるために、緑色光がＤＭＤに入射するときに赤色光のＬＥＤを発光させると、緑色の単色光が発生する期間が相対的に短くなる。その結果、緑色の輝度が低下してしまい、赤色、緑色、青色の色輝度比（輝度バランス）が低下（画質劣化）してしまう。

これに対して、本実施の形態１のプロジェクタ装置１０１では、緑色光と青色光とが混色するスポーク期間Ｔ２、Ｔ５において赤色光のＬＥＤ４１を発光させることにより、投写映像光の輝度を向上させることができる。

したがって、投写映像光の輝度を向上させるために、緑色の単色光が発生する期間Ｔ１にＬＥＤ４１を発光させる必要がなく、緑色の単色光が発生する期間Ｔ１が短くなることがない。そのため、緑色の輝度が低下することがなく、投写映像光の赤色、緑色、青色の色輝度比（輝度バランス）が低下（画質劣化）することがない。また、スポーク期間Ｔ２、Ｔ５では、ＤＭＤ５５に入射する光の色は白色（Ｗ）となり、赤色、緑色、青色の色輝度比（輝度バランス）に影響を与えない。

なお、本実施の形態１では、緑色の単色光が発生する期間にＬＥＤ４１を発光させない一例を説明したが、緑色の単色光が発生する期間にＬＥＤ４１を発光させる期間を設けてもよい。この場合、緑色光と青色光とが混色するスポーク期間Ｔ２、Ｔ５においてＬＥＤ４１を発光させる。これにより、特許文献１に記載のプロジェクタ装置と比較して、投写映像光の輝度を向上させるために緑色の単色光が発生する期間にＬＥＤ４１を発光させる期間を短くすることができ、緑色の単色光が発生する期間Ｔ１が短くなることを抑制することができる。

［１−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、プロジェクタ装置１０１は、ＬＤ１１と、蛍光体ホイール２０と、ＬＥＤ４１と、映像生成部５０と、投写部６０と、制御部２００とを備える。ＬＤ１１は青色光を発光する。蛍光体ホイール２０は、回転軸で回転し、回転方向において、ＬＤ１１からの青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体２２が設けられた蛍光体セグメントＳ２２と、ＬＤ１１からの青色光を透過する光透過セグメントＳ２３とを有する。ＬＥＤ４１は赤色光を発光する。映像生成部５０は、蛍光体ホイール２０からの光とＬＥＤ４１からの光とを映像信号に基づいて変調して映像光を生成する。投写部６０は映像光を投写する。制御部２００は、蛍光体ホイール２０からの緑色光及び青色光と、ＬＥＤ４１からの赤色光とが時分割されて映像生成部５０に入射するように、ＬＤ１１及びＬＥＤ４１を制御する。制御部２００は、第１の光源からの青色光が蛍光体ホイール２０の蛍光体セグメントＳ２２と光透過セグメントＳ２３とに同時照射されるスポーク期間Ｔ２において、ＬＥＤ４１を発光させるように制御する。

このように、緑色光と青色光とが混色するスポーク期間Ｔ２、Ｔ５においてＬＥＤ４１を発光させることにより、投写映像光の輝度を向上させることができる。

これにより、緑色（及び又は青色）の単色光が発生する期間Ｔ１においてＬＥＤ４１を発光させる期間を短くすることができ、緑色（及び又は青色）の単色光が発生する期間Ｔ１が短くなることを抑制することができる。そのため、緑色（及び又は青色）の輝度の低下を抑制することができ、投写映像光の色輝度比（輝度バランス）の低下（画質劣化）を抑制することができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、投写映像光の色輝度比の低下を抑制するために、図５に示すように、緑色光及び青色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１、Ｔ３には赤色光のＬＥＤ４１を発光させないようにした。これに対して、実施の形態２では、映像信号が示す映像の色分布を解析し、緑色及び青色が少ない場合には、図５に示す緑色光及び青色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１、Ｔ３に、解析結果の色分布に応じた発光強度（０〜最大値の間の強度）で赤色光のＬＥＤ４１を発光させて、輝度を高める。以下、図７〜８を用いて、実施の形態２を説明する。

図７は、実施の形態２にかかるプロジェクタ装置の制御部の機能的構成を示す機能ブロック図である。図７に示すように、実施の形態２のプロジェクタ装置１０１の制御部２００は、実施の形態１のプロジェクタ装置１０１の制御部２００と比較して、信号補正部２４０をさらに備える点で異なる。

信号補正部２４０は、映像信号が示す映像の色分布を解析する。図８（ａ）は、映像信号が示す映像の色分布の一例を示す図である。図８（ａ）には、ＣＩＥ表色系のｘｙ色度図上に色相及び彩度で表現された映像の色分布Ｚ１が示されている。なお、図８（ａ）には、光の３原色である緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）により再現可能な色再現範囲Ａ１も示されている。本実施の形態では、原色の緑色（Ｇ）の波長は蛍光体２２の発光波長近傍の値であり、原色の青色（Ｂ）の波長はＬＤ１１の発光波長近傍の値であり、原色の赤色（Ｒ）の波長はＬＥＤ４１の発光波長近傍の値である。

信号補正部２４０による解析の結果、図８（ａ）に示すように、映像信号が示す映像において緑色及び青色が少なく、映像が赤色（Ｒ）側寄りの色分布Ｚ１を有する場合、この色分布Ｚ１を再現する色再現範囲Ａ１をＡ２まで狭めることができる。これより、上述した期間Ｔ１のように単色光として生成する緑色は、原色の緑色（Ｇ）でなくてもよく、色再現範囲Ａ２における頂点（Ｇｒ）のように原色の緑色（Ｇ）に赤色（Ｒ）が混色した色であってもよい。また、上述した期間Ｔ３のように単色光として生成する青色光（Ｂ）は、原色の青色（Ｂ）でなくてもよく、色再現範囲Ａ２における頂点Ｂｒのように原色の青色（Ｂ）に赤色（Ｒ）が混色した色であってもよい。

これより、本実施の形態では、信号補正部２４０は、解析した映像の色分布Ｚ１に基づいて、図５に示す緑色光及び青色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１、Ｔ３に赤色光のＬＥＤ４１をさらに発光させるように、光源コントローラ２３０にＬＥＤ４１を制御させる。このとき、信号補正部２４０は、解析した映像の色分布Ｚ１に基づく色再現範囲Ａ２における頂点（Ｇｒ）及び頂点（Ｂｒ）における赤色（Ｒ）の含有量に基づいて、ＬＥＤ４１の発光強度（０〜最大値の間の強度）を決定し、光源コントローラ２３０に送信する。これにより、光源コントローラ２３０は、駆動回路４３を制御してＬＥＤ４１に供給される駆動電流を制御し、信号補正部２４０で決定された発光強度でＬＥＤ４１を発光させる。

図８（ｂ）は、実施の形態２にかかるプロジェクタ装置の制御部の光源コントローラによる光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す図である。図８（ｂ）に示すように、具体的には、信号補正部２４０は、上述した図５に示す光源制御タイミングにおける、緑色光（Ｇ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１、及び、青色光（Ｂ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ３において、色再現範囲Ａ２における頂点（Ｇｒ）及び頂点（Ｂｒ）における赤色（Ｒ）の含有量だけＬＥＤ４１を発光させるように、赤色光のＬＥＤ４１の発光強度を０〜最大値の間において決定する。これにより、光源コントローラ２３０は、図５に示す光源制御タイミングにおける期間Ｔ１、Ｔ３において、ＬＥＤ４１を０〜最大値の間の発光強度で発光させる。

これにより、期間Ｔ１において、上記した色再現範囲Ａ２における頂点（Ｇｒ）のように原色の緑色（Ｇ）に赤色（Ｒ）が混色した色（Ｇｒ）が映像生成部５０のＤＭＤ５５に入射される。また、期間Ｔ３において、上記した色再現範囲Ａ２における頂点（Ｂｒ）のように原色の青色（Ｂ）に赤色（Ｒ）が混色した色（Ｂｒ）がＤＭＤ５５に入射される。

信号受付部２１０は、信号補正部２４０を介して、上述した所定の映像制御タイミングにおける期間Ｔ１において、原色の緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）との混色（Ｇｒ）の映像信号をＤＭＤ５５に出力し、期間Ｔ３において、原色の青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）との混色（Ｂｒ）の映像信号をＤＭＤ５５に出力する。

これにより、期間Ｔ１において、ＤＭＤ５５によって原色の緑色（Ｇ）と赤色（Ｒ）との混色（Ｇｒ）の映像光が生成され、混色（Ｇｒ）の映像光は投写部６０によって投写される。また、期間Ｔ３において、ＤＭＤ５５によって原色の青色（Ｂ）と赤色（Ｒ）との混色（Ｂｒ）の映像光が生成され、混色（Ｂｒ）の映像光は投写部６０によって投写される。

ここで、単に期間Ｔ１及び期間Ｔ３において赤色光を追加すると、投写映像光において赤色の輝度が増加してしまい、投写映像光の色輝度比（輝度バランス）が低下（画質劣化）してしまう。

そこで、信号補正部２４０は、信号受付部２１０からの映像信号が示す影像を補正して、補正した映像を示す映像信号をＤＭＤ５５に出力する。例えば、信号補正部２４０は、緑色光（Ｇ）と赤色光（Ｒ）との混色光（Ｇｒ）及び青色光（Ｂ）と赤色光（Ｒ）との混色光（Ｂｒ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１、Ｔ３におけるＬＥＤ４１の赤色光の発光強度に基づいて、期間Ｔ４及び／又はスポーク期間Ｔ２、Ｔ５におけるＤＭＤ５５による変調量を画素ごとに補正するように、映像信号が示す影像を補正する。より具体的には、信号補正部２４０は、期間Ｔ４及び／又はスポーク期間Ｔ２、Ｔ５において、ＤＭＤ５５によって反射して投写部６０を介して出射される赤色光（Ｒ）を減らすように、ＤＭＤ５５に供給する赤色映像信号及び／又は白色映像信号が示す映像を補正する。

これにより、期間Ｔ４及び／又はスポーク期間Ｔ２、Ｔ５において、ＤＭＤ５５によって反射して投写部６０を介して出射される赤色光（Ｒ）を減らすことができる。

以上説明したように、本実施の形態２によれば、映像信号が示す映像の色分布を解析し、緑色及び青色が少ない場合、図５に示す蛍光体ホイール２０から緑色光及び青色光が出射される期間Ｔ１、Ｔ３に、解析結果の色分布に応じた発光強度（０〜最大値の間の強度）で赤色光のＬＥＤ４１を発光させて、投写映像光の輝度をさらに高めることができる。

また、本実施の形態２では、蛍光体ホイール２０から緑色光及び青色光が出射される期間Ｔ１、Ｔ３における赤色光のＬＥＤ４１の発光強度に基づいて、赤色光を発光する期間Ｔ４及び／又はスポーク期間Ｔ２、Ｔ５における赤色映像信号及び／又は白色映像信号が示す映像を補正し、期間Ｔ４及び／又はスポーク期間Ｔ２、Ｔ５において、ＤＭＤ５５によって反射して投写部６０を介して出射される赤色光（Ｒ）を減らす。これにより、期間Ｔ１、Ｔ３に赤色光のＬＥＤ４１を発光させることにより、投写映像光において赤色の輝度が増加して、投写映像光の色輝度比（輝度バランス）が低下（画質劣化）することを抑制することができる。

（実施の形態２の変形例１）
実施の形態２では、映像信号が示す映像の色分布を解析し、映像信号が示す映像において緑色及び青色の両方が少ない場合に、図５に示す緑色光及び青色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１、Ｔ３に、解析結果の色分布に応じた発光強度（０〜最大値の間の強度）で赤色光のＬＥＤ４１を発光させた。変形例１では、映像信号が示す映像において緑色のみが少ない場合に、図５に示す緑色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１に、解析結果の色分布に応じた発光強度（０〜最大値の間の強度）で赤色光のＬＥＤ４１を発光させて、輝度を高める。

図９（ａ）は、映像信号が示す映像の色分布の他の一例を示す図である。信号補正部２４０による解析の結果、図９（ａ）に示すように、映像信号が示す映像において緑色が少なく、映像が赤色（Ｒ）及び青色（Ｂ）側寄りの色分布Ｚ２を有する場合、この色分布Ｚ２を再現する色再現範囲Ａ１をＡ２ｂまで狭めることができる。これより、信号補正部２４０は、解析した映像の色分布Ｚ２に基づく色再現範囲Ａ２ｂにおける頂点（Ｇｒ）における赤色（Ｒ）の含有量に基づいて、図５に示す緑色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１に発光させる赤色光のＬＥＤ４１の発光強度（０〜最大値の間の強度）を決定し、光源コントローラ２３０に送信してもよい。これにより、光源コントローラ２３０は、駆動回路４３を制御してＬＥＤ４１に供給される駆動電流を制御し、信号補正部２４０で決定された発光強度でＬＥＤ４１を発光させる。

図９（ｂ）は、変形例１にかかるプロジェクタ装置の制御部の光源コントローラによる光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す図である。図９（ｂ）に示すように、具体的には、信号補正部２４０は、上述した図５に示す光源制御タイミングにおける、緑色光（Ｇ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ１において、色再現範囲Ａ２ｂにおける頂点（Ｇｒ）における赤色（Ｒ）の含有量だけＬＥＤ４１を発光させるように、赤色光のＬＥＤ４１の発光強度０〜最大値の間において決定してもよい。これにより、光源コントローラ２３０は、図５に示す光源制御タイミングにおける期間Ｔ１において、ＬＥＤ４１を０〜最大値の間の発光強度で発光させる。

（実施の形態２の変形例２）
変形例２では、映像信号が示す映像において青色のみが少ない場合に、図５に示す青色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ３に、解析結果の色分布に応じた発光強度（０〜最大値の間の強度）で赤色光のＬＥＤ４１を発光させて、輝度を高める。

図１０（ａ）は、映像信号が示す映像の色分布のさらに他の一例を示す図である。信号補正部２４０による解析の結果、図１０（ａ）に示すように、映像信号が示す映像において青色が少なく、映像が赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）側寄りの色分布Ｚ３を有する場合、この色分布Ｚ３を再現する色再現範囲Ａ１をＡ２ｃまで狭めることができる。これより、信号補正部２４０は、解析した映像の色分布Ｚ３に基づく色再現範囲Ａ２ｃにおける頂点（Ｂｒ）における赤色（Ｒ）の含有量に基づいて、図５に示す青色光がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ３に赤色光のＬＥＤ４１の発光強度（０〜最大値の間の強度）を決定し、光源コントローラ２３０に送信してもよい。これにより、光源コントローラ２３０は、駆動回路４３を制御してＬＥＤ４１に供給される駆動電流を制御し、信号補正部２４０で決定された発光強度でＬＥＤ４１を発光させる。

図１０（ｂ）は、変形例２にかかるプロジェクタ装置の制御部の光源コントローラによる光源制御動作のタイミングチャートの一例を示す図である。図１０（ｂ）に示すように、具体的には、信号補正部２４０は、上述した図５に示す光源制御タイミングにおける、青色光（Ｂ）がＤＭＤ５５に入射される期間Ｔ３において、色再現範囲Ａ２ｃにおける頂点（Ｂｒ）における赤色（Ｒ）の含有量だけＬＥＤ４１を発光させるように、赤色光のＬＥＤ４１の発光強度０〜最大値の間において決定してもよい。これにより、光源コントローラ２３０は、図５に示す光源制御タイミングにおける期間Ｔ１において、ＬＥＤ４１を０〜最大値の間の発光強度で発光させる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１〜２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１〜２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

（１）本実施の形態１及び２では、蛍光体ホイールコントローラ２２０は、蛍光体ホイール２０を、映像信号が示す映像の１フレーム（例えば、１／６０秒）に相当する時間で２回転させた。しかし、本開示はこれに限定されず、蛍光体ホイールコントローラ２２０は、映像の１フレーム（例えば、１／６０秒）に相当する時間で０．５回転以上させればよい。この場合、光源コントローラ２３０は上記した図５に示す所定の光源制御タイミングの動作を１回以上繰り返せばよく、信号受付部２１０は上記した図５に示す所定の映像制御タイミングの動作を１回以上繰り返せばよい。

（２）本実施の形態１及び２では、蛍光体ホイールコントローラ２２０は、信号受付部２１０からの同期信号の周波数に相当する回転数の２倍の回転数（例えば、６０Ｈｚに相当する回転数の２倍の回転数、すなわち１／１２０秒で１回転、１／２４０秒で半回転）で蛍光体ホイール２０の回転を制御した。しかし、本開示はこれに限定されず、蛍光体ホイールコントローラ２２０は、同期信号の周波数に相当する回転数の２倍以上の回転数で蛍光体ホイール２０の回転を制御してもよい。

（３）また、本実施の形態１及び２では、光源コントローラ２３０は、信号受付部２１０からの同期信号の周波数の４倍の周波数（例えば、６０Ｈｚの４倍の周波数）に基づいてＬＤ１１とＬＥＤ４１を制御した。しかし、本開示はこれに限定されず、光源コントローラ２３０は、同期信号の周波数の２倍以上の周波数に基づいてＬＤ１１とＬＥＤ４１を制御してもよい。

（４）本実施の形態１及び２では、赤色光を発光する光源としてＬＥＤ４１を採用したが、赤色光を発光する光源はＬＤであってもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置換、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、映像光を投写して表示する投写型映像表示装置に適用可能である。

１０ 第１の光源部
１１ 半導体レーザ（ＬＤ）
１２ 放熱板
１３ 集光レンズ
１４ ヒートシンク
１５ レンズ
１６ 駆動回路
２０ 蛍光体ホイール
２１ モータ
２２ 蛍光体
２３ 基板
Ｓ２２ 蛍光体セグメント
Ｓ２３ 光透過セグメント
２５ 蛍光体セグメントと光透過セグメントとの境界部
３０ ロッドインテグレータ
３１ レンズ
４０ 第２の光源部
４１ ＬＥＤ
４２ レンズ
４３ 駆動回路
４５ 光合成部
４６ フィールドレンズ
５０ 映像生成部
５１ 全反射プリズム
５２、５３ プリズム
５４ 空気層
５５ ＤＭＤ
６０ 投写部
１０１ プロジェクタ装置（投写型表示装置）
１０４ スクリーン
２００ 制御部
２１０ 信号受付部
２２０ 蛍光体ホイールコントローラ
２３０ 光源コントローラ
２４０ 信号補正部

Claims (5)

1. 青色光を発光する第１の光源と、
   回転軸で回転し、回転方向において、前記第１の光源からの青色光を励起光として緑色光を発光する蛍光体が設けられた蛍光体セグメントと、前記第１の光源からの青色光を透過する光透過セグメントとを有する蛍光体ホイールと、
   赤色光を発光する第２の光源と、
   前記蛍光体ホイールからの光と前記第２の光源からの光とを映像信号に基づいて変調して映像光を生成する映像生成部と、
   前記映像光を投写する投写部と、
   前記蛍光体ホイールからの緑色光及び青色光と、前記第２の光源からの赤色光とが時分割されて前記映像生成部に入射するように、前記第１の光源及び前記第２の光源を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、第１の光源からの青色光が前記蛍光体ホイールの蛍光体セグメントと光透過セグメントとに同時照射されるスポーク期間において、前記第２の光源を発光させるように制御する、
   投写型映像表示装置。
2. 前記制御部は、前記映像信号が示す映像の色分布を解析し、解析した色分布に基づいて、前記蛍光体ホイールからの緑色光及び／又は青色光が前記映像生成部に入射する期間に前記第２の光源を発光させるように制御する、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記制御部は、前記解析した色分布に基づいて、前記第２の光源の発光強度を制御する、
   請求項２に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記制御部は、前記蛍光体ホイールからの緑色光及び／又は青色光が前記映像生成部に入射する期間における前記第２の光源からの赤色光の発光強度に基づいて、当該期間の光及び前記スポーク期間における前記第２の光源からの光の前記映像生成部による変調量を補正するように、前記映像信号を補正する、
   請求項３に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記第１の光源は半導体レーザダイオードであり、前記第２の光源はＬＥＤである、
   請求項１〜４の何れかに記載の投写型映像表示装置。

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