JP5625675B2 - Projection apparatus, projection method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光体にレーザ光を照射して得られる蛍光を光源に用いるデータプロジェクタ装置等の投影装置、投影方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a projection apparatus such as a data projector apparatus that uses fluorescence obtained by irradiating a phosphor with laser light as a light source, a projection method, and a program.
ビーム光を照射した蛍光体層からの励起光を光源として用いる投影装置において、ビーム光による励起源を高出力化しても該蛍光体層の熱的損傷を大幅に低減することを目的とした技術が考えられている。(例えば、特許文献1)
この特許技術では、蛍光体層を形成した蛍光体ホイール及びそのモータを機構的に揺動することで、ビーム光が照射される蛍光体ホイールの周上の位置を、相対的に蛍光体ホイールの径方向で変化させ、結果として照射されるビーム光の位置を分散させることにより、蛍光体層の面積を有効に活用して同一径上の蛍光体層のみが熱的損傷を受けるのを回避する。
In a projection apparatus that uses excitation light from a phosphor layer irradiated with beam light as a light source, a technique aimed at greatly reducing thermal damage to the phosphor layer even when the output of the excitation source by the beam light is increased Is considered. (For example, Patent Document 1)
In this patented technology, the phosphor wheel on which the phosphor layer is formed and the motor thereof are mechanically oscillated, so that the position on the circumference of the phosphor wheel irradiated with the beam light is relatively relative to that of the phosphor wheel. By changing the radial direction and consequently dispersing the position of the irradiated light beam, it is possible to effectively utilize the area of the phosphor layer and avoid only the phosphor layer having the same diameter from being thermally damaged. .
上記特許文献の技術に記載される如く、高出力のビーム光の照射により所望の波長帯域の蛍光を発するように形成された蛍光体層は、熱的な影響を受け易い環境にある。回転するホイールに形成された蛍光体層が焼損や剥離といった明らかな損傷に至った場合には、その時点で正常なカラー画像の投影が不可能となる。 As described in the technology of the above-mentioned patent document, the phosphor layer formed so as to emit fluorescence in a desired wavelength band by irradiation with high-power beam light is in an environment susceptible to thermal influence. When the phosphor layer formed on the rotating wheel reaches obvious damage such as burnout or peeling, it is impossible to project a normal color image at that time.
また、そのような事態に至る前でも、ビーム光が照射される蛍光体の位置においては、周囲に比して温度が上昇する。そして、温度が上昇した蛍光体は、温度が上昇していない常温の蛍光体に比して、ビーム光の照射により発する蛍光の輝度が低下する。 Even before such a situation occurs, the temperature rises in comparison with the surroundings at the position of the phosphor irradiated with the light beam. And the fluorescent substance which temperature rose raises the brightness | luminance of the fluorescence emitted by irradiation of beam light compared with the normal temperature fluorescent substance which has not raised the temperature.
この点は、蛍光体の温度が上昇するほどに顕著となり、且つ使用する蛍光体の色によってその度合が異なる。そのため、上記特許文献に記載された技術のように複数色の蛍光体を使用する装置では、蛍光体の温度が上昇するに連れて投影する投影画像の色バランスが崩れるという不具合が生じる。 This point becomes more prominent as the temperature of the phosphor increases, and the degree varies depending on the color of the phosphor used. Therefore, in the apparatus using a plurality of colors of phosphors as in the technique described in the above-mentioned patent document, there arises a problem that the color balance of the projected image to be projected is lost as the temperature of the phosphor rises.
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、ビーム光が照射される蛍光体からの蛍光を光源に使用する装置で、蛍光体の温度に応じた発光特性の変化を考慮し、正しい色バランスを維持することが可能な投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is an apparatus that uses, as a light source, fluorescence from a phosphor irradiated with beam light, and emits light according to the temperature of the phosphor. It is an object of the present invention to provide a projection apparatus, a projection method, and a program capable of maintaining a correct color balance in consideration of changes in characteristics.
請求項1記載の発明は、投影装置であって、半導体発光素子と、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光生成手段と、画像信号を入力する入力手段と、上記蛍光生成手段で得た蛍光を用い、上記入力手段で入力した画像信号に応じた光像を形成して投影する投影手段と、上記蛍光生成手段近傍の温度を検出する温度検出手段と、上記蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶する記憶手段と、上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する情報とに基づき、上記投影手段で投影する光像の階調を補正する画像補正手段とを具備し、上記蛍光生成手段は、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光領域及び上記半導体発光素子からの光を拡散透過させる拡散透過領域を有するカラーホイールであることを特徴とする。
The invention according to
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、上記蛍光生成手段は、複数色の蛍光を時分割で生成し、上記記憶手段は、上記複数の蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶し、上記画像補正手段は、上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する複数の色毎の情報とに基づき、上記投影手段で投影する光像の階調を補正することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the fluorescence generation unit generates fluorescence of a plurality of colors in a time-sharing manner, and the storage unit emits light corresponding to the temperatures of the plurality of phosphors. Information indicating the degree of decrease in brightness is stored, and the image correction unit is configured to output light projected by the projection unit based on the temperature detected by the temperature detection unit and information for each of a plurality of colors stored by the storage unit. It is characterized by correcting the gradation of an image.
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、上記投影手段は、上記蛍光生成手段で得た蛍光、及び上記半導体発光素子が発する光を時分割で用いて、上記入力手段で入力した画像信号に応じた光像を形成して投影し、上記画像補正手段は、上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する複数の色毎の情報とに基づき、上記蛍光生成手段で得た蛍光を用いた光像の形成タイミングに合わせて上記投影手段で投影する光像の階調を補正することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the projection unit uses the fluorescence obtained by the fluorescence generation unit and the light emitted from the semiconductor light emitting element in a time-sharing manner, and performs the input. Forming and projecting an optical image corresponding to the image signal input by the means, and the image correcting means is based on the temperature detected by the temperature detecting means and the information for each of the plurality of colors stored in the storage means, The gradation of the optical image projected by the projection unit is corrected in accordance with the formation timing of the optical image using the fluorescence obtained by the fluorescence generation unit.
請求項4記載の発明は、上記請求項1〜3何れか記載の発明において、上記画像補正手段は、上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する情報とに基づき、本来の階調に対する補正階調の変換テーブルを作成し、作成した変換テーブルを参照して上記投影手段で投影する光像の階調を補正することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the image correction means is based on the temperature detected by the temperature detection means and the information stored in the storage means. A correction gradation conversion table for gradation is created, and the gradation of the optical image projected by the projection unit is corrected with reference to the created conversion table.
請求項5記載の発明は、上記請求項1〜4何れか記載の発明において、上記画像補正手段は、上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する情報とに基づき、階調のガンマ値を補正することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、上記請求項1〜5何れか記載の発明において、上記画像補正手段は、上記蛍光領域により発光される色の画像の表示階調を、上記拡散透過領域を透過する色の画像との色バランスをとるように、補正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6記載の発明において、上記画像補正手段は、上記蛍光領域により発光される色の画像の表示階調を、上記拡散透過領域を透過する色の画像側の階調に合わせるように補正することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the image correction unit is configured to perform gradation based on a temperature detected by the temperature detection unit and information stored in the storage unit. The gamma value is corrected.
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect of the invention, the image correction means is configured to display the display gradation of the color image emitted from the fluorescent region on the color image side transmitting the diffuse transmission region. It is characterized in that the correction is made so as to match the tone of the above.
請求項8記載の発明は、投影方法であって、半導体発光素子、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光生成部、画像信号を入力する入力部、及び上記蛍光生成部で得た蛍光を用い、上記入力部で入力した画像信号に応じた光像を形成して投影する投影部を備えた装置での投影方法であって、上記蛍光生成部近傍の温度を検出する温度検出工程と、上記蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶する記憶工程と、上記温度検出工程で検出する温度と、上記記憶工程で記憶する情報とに基づき、上記投影部で投影する光像の階調を補正する画像補正工程とを有し、上記蛍光生成部は、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光領域及び上記半導体発光素子からの光を拡散透過させる拡散透過領域を有するカラーホイールであることを特徴とする。 The invention according to claim 8 is a projection method, wherein a semiconductor light emitting element, a fluorescence generation unit that generates light source light by fluorescence emitted by irradiating a phosphor with light from the semiconductor light emitting element, and an image signal are input. A projection method using an input unit and a projection unit that forms and projects a light image according to an image signal input by the input unit using fluorescence obtained by the fluorescence generation unit, the projection method comprising: A temperature detection step for detecting a temperature in the vicinity of the generation unit, a storage step for storing information indicating the degree of decrease in emission luminance corresponding to the temperature of the phosphor, a temperature detected in the temperature detection step, and the storage step. And an image correction step of correcting the gradation of the light image projected by the projection unit based on the stored information, and the fluorescence generation unit emits light from the semiconductor light emitting element by irradiating the phosphor. The light source is generated by the fluorescence generated Wherein the light from the light region and the semiconductor light-emitting device is a color wheel having a diffuse transmission region to diffuse transmittance.
請求項9記載の発明は、半導体発光素子、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光生成部、画像信号を入力する入力部、及び上記蛍光生成部で得た蛍光を用い、上記入力部で入力した画像信号に応じた光像を形成して投影する投影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、上記蛍光生成部近傍の温度を検出する温度検出手段、上記蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶する記憶手段、及び上記温度検出手段で検出する温度と、上記記憶手段で記憶する情報とに基づき、上記投影部で投影する光像の階調を補正する画像補正手段として機能させ、上記蛍光生成部は、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光領域及び上記半導体発光素子からの光を拡散透過させる拡散透過領域を有するカラーホイールであることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device, a fluorescence generation unit that generates light source light by fluorescence emitted by irradiating a phosphor with light from the semiconductor light emitting device, an input unit that inputs an image signal, and the fluorescence A program executed by a computer built in an apparatus including a projection unit that forms and projects a light image according to an image signal input by the input unit using fluorescence obtained by the generation unit, the computer being Temperature detection means for detecting the temperature in the vicinity of the fluorescence generation unit, storage means for storing information indicating the degree of decrease in emission luminance corresponding to the temperature of the phosphor, temperature detected by the temperature detection means, and the storage means in based on the information stored, to function as an image correction means for correcting the gradation of the light image projected by the projection unit, the fluorescent generating unit irradiates light from the semiconductor light-emitting device to the phosphor Characterized in that it is a color wheel having a diffuse transmission region for diffusing transmitting light from the fluorescent regions and the semiconductor light-emitting element for generating a source light by fluorescence emitted.
本発明によれば、ビーム光が照射される蛍光体からの蛍光を光源に使用する装置で、蛍光体の温度に応じた発光特性の変化を考慮し、概ね正しい色バランスを維持することが可能となる。 According to the present invention, it is an apparatus that uses fluorescence from a phosphor irradiated with beam light as a light source, and it is possible to maintain a substantially correct color balance in consideration of changes in light emission characteristics depending on the temperature of the phosphor. It becomes.
以下本発明をDLP(Digital Light Processing)(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。 An embodiment in which the present invention is applied to a data projector apparatus of DLP (Digital Light Processing) (registered trademark) system will be described below with reference to the drawings.
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ブロック図である。
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アナログ画像信号は、入力部11で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。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic functional configuration of a
The
画像変換部12は、一般に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画像駆動部13へ送る。
The
この際、OSD(On Screen Display)用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じて画像変換部12により画像データに重畳加工され、加工後の画像データが投影画像駆動部13へ送られる。
At this time, data such as symbols indicating various operation states for OSD (On Screen Display) is also superimposed on the image data by the
投影画像駆動部13は、送られてきた画像信号に応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば60[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14を表示駆動する。
The projection
このマイクロミラー素子14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/オフ動作して表示動作することで、その反射光により光像を形成する。
This
一方で、光源部15から時分割でR,G,Bの原色光が循環的に出射される。この光源部15からの原色光が、ミラー16で全反射して上記マイクロミラー素子14に照射される。
On the other hand, R, G, and B primary color lights are emitted cyclically from the
そして、マイクロミラー素子14での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズ部17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。
Then, an optical image is formed by the reflected light from the
光源部15は、青色のレーザ光を発するレーザダイオード18を有する。レーザダイオード18の発する青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー19を透過し、カラーホイール20の周上の1点に照射される。
The
このカラーホイール20は、モータ(M)21により回転される。レーザ光が照射されるカラーホイール20の周上には、後述するように赤色蛍光反射板20R、緑色蛍光反射板20G、及び青色用拡散板20Bが合わせてリング状となるように形成されている。
The
図2は、カラーホイール20及びモータ21の外観構成を示す斜視図である。赤色蛍光反射板20Rは、レーザ光が照射されるのとは反対側の図示しない面側がミラー構造となり、レーザダイオード18が発する青色のレーザ光の照射により、塗布されている蛍光体が赤色光を励起し、励起した赤色光を、レーザ光が照射されてきた方向に反射するように出射する。
FIG. 2 is a perspective view showing the external configuration of the
同様に緑色蛍光反射板20Gは、レーザ光が照射されるのとは反対側の図示しない面側がミラー構造となり、青色のレーザ光の照射により、塗布されている蛍光体が緑光を励起し、励起した緑色光を、レーザ光が照射されてきた方向に反射するように出射する。
また、残る青色用拡散板20Bは、磨り硝子状の透過部材で構成され、照射された青色のレーザ光は散乱しながら透過する。
Similarly, the green fluorescent reflecting
The remaining
カラーホイール20の赤色蛍光反射板20Rまたは緑色蛍光反射板20Gがレーザ光の照射位置にある場合、レーザ光の照射により赤色光または緑色光が励起される。この励起された赤色光または緑色光は、カラーホイール20で反射された後、上記ダイクロイックミラー19でも反射される。
その後、この赤色光または緑色光は、ダイクロイックミラー22を透過した後、上記ミラー16へ送られる。
When the red
Thereafter, the red light or green light is transmitted to the
また、カラーホイール20の青色用拡散板20Bがレーザ光の照射位置にある場合、レーザ光は該拡散板20Bで拡散されながらカラーホイール20を透過した後、ミラー23で全反射される。その後、この青色光は、ミラー24で反射し、インテグレータ25で輝度分布が略均一な光束とされた後に上記ダイクロイックミラー22で反射されて、上記ミラー16へ送られる。
Further, when the
以上の如く、ダイクロイックミラー19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。反対に上記ダイクロイックミラー22は、青色光を反射する一方で、緑色光及び赤色光を透過する。
なお、カラーホイール20の上記レーザ光照射位置に干渉しない近傍位置に、このカラーホイール20の温度を検出するための温度センサ26が設けられる。
As described above, the
A temperature sensor 26 for detecting the temperature of the
光源部15のレーザダイオード18の発光タイミング及び発光強度(駆動電流値)調整、上記モータ21によるカラーホイール20の回転、及び上記温度センサ26での温度検出を光源駆動部27が統括して制御する。光源駆動部27は、上記投影画像駆動部13から与えられる画像データのタイミングと、後述するCPU28からの指示に応じてレーザダイオード18、モータ21、及び温度センサ26を制御する。
The light
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、DRAM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、後述する階調変換のためのルックアップテーブル(以下「階調変換テーブル」と称する)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。
The
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の間で赤外光を受光するレーザ受光部とを含み、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。
The
The operation unit 31 includes a key operation unit provided in the main body of the
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。
The
次に上記実施形態の動作について説明する。
なお、上述した如く、マイクロミラー素子14で表示するための画像を画像変換部12が作成し、作成した画像を投影画像駆動部13がマイクロミラー素子14で表示し、マイクロミラー素子14での表示に合わせて光源駆動部27がレーザダイオード18を発光駆動するとともに、モータ21によりカラーホイール20を同期して回転させる。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
As described above, the
これら画像変換部12、投影画像駆動部13、及び光源駆動部27は、いずれもCPU28の制御の下に動作する。CPU28は、以下に示すマイクロミラー素子14での表示階調の処理も含め、プログラムメモリ30に記憶されている動作プログラムや固定データ等を読出してメインメモリ29に展開した上で制御処理を実行する。
The
図3は、電源投入直後から実行する、投影動作時の主としてカラーホイール20の温度に対応した階調制御に関する処理内容を抽出して示す。
FIG. 3 shows extracted processing contents related to gradation control mainly corresponding to the temperature of the
その処理当初にCPU28は、メインメモリ29内に設定する、階調制御の周期をカウントするタイマの計時動作を開始させる(ステップS101)。
At the beginning of the process, the
次いでCPU28は、入力部11から入力される画像信号に応じたマイクロミラー素子14での表示動作、及び光源部15での発光により投影を実行させる(ステップS102)。
Next, the
このとき、CPU28がプログラムメモリ30から読出してメインメモリ29に記憶させる赤色(R)用及び緑色(G)用の各階調変換テーブルに基づいて、投影画像駆動部13はマイクロミラー素子14で表示するR用及びG用の画素の各構成画素階調値を決定する。
At this time, the projection
なお、動作の初期状態でCPU28がプログラムメモリ30から読出し、メインメモリ29に記憶させる赤色(R)用及び緑色(G)用の各階調変換テーブルはいずれも、カラーホイール20の赤色蛍光反射板20R及び緑色蛍光反射板20Gの熱的影響がないものとして、入力される階調値に応じたPWM(パルス幅変調)のための駆動値をそのまま出力するようなテーブルの記憶内容となっているものとする。
Note that the red (R) and green (G) gradation conversion tables read out from the
その後、上記タイマのカウントを更新させる(ステップS103)。
次に、更新したタイマのカウント値が予め設定した階調制御の周期、例えば「60[秒]」、を表す値となっているか否かにより、階調制御を行なうタイミングか否かを判断する(ステップS104)。
Thereafter, the timer count is updated (step S103).
Next, it is determined whether or not it is time to perform gradation control based on whether or not the updated count value of the timer represents a preset gradation control period, for example, “60 [seconds]”. (Step S104).
ここでまだタイマのカウント値が階調制御の周期を表す値となっておらず、階調制御を行なうタイミングではないと判断した場合には、上記ステップS102からの処理に戻り、以後、ステップS102〜S104の処理を繰返し実行することで、タイマのカウント値を更新しながら、入力される画像信号に応じた投影動作を続行する。 If it is determined that the count value of the timer is not yet a value representing the period of gradation control and it is not the timing for gradation control, the process returns to step S102, and thereafter step S102. By repeatedly executing the processing of S104, the projection operation according to the input image signal is continued while updating the count value of the timer.
そして、タイマのカウント値が階調制御の周期を表す値となると、CPU28は上記ステップS104でそれを判断し、次に光源駆動部27を介して温度センサ26により回転しているカラーホイール20の温度を検出させる(ステップS105)。
When the count value of the timer becomes a value representing the gradation control cycle, the
CPU28は、この取得したカラーホイール20の温度値に応じて、まず赤色(R)画像をマイクロミラー素子14で表示させる場合の各画素の階調増幅率を算出する(ステップS106)。
The
図4は、上記カラーホイール20の温度を横軸とし、発光輝度を縦軸として、本来の各色の定格輝度RBを100[%]に揃えた場合の、赤色蛍光反射板20Rに塗布された蛍光体及び緑色蛍光反射板20Gに塗布された蛍光体の各輝度変化特性を例示する図である。図中、赤色蛍光反射板20Rでの発光輝度Rrbを実線で、緑色蛍光反射板20Gでの発光輝度Grbを一点鎖線で示す。
FIG. 4 shows the fluorescence applied to the
図示する如く、蛍光体の組成により、赤色蛍光反射板20Rに塗布された蛍光体と緑色蛍光反射板20Gに塗布された蛍光体とでは、温度に対する輝度の低下率「Dr(t):Dg(t)」が異なる。
As shown in the figure, the rate of decrease in luminance with respect to temperature “Dr (t): Dg () between the phosphor applied to the
したがってプログラムメモリ30には、上記各蛍光体の温度に基づいた低下率「Dr(t):Dg(t)」を考慮して定格輝度と同等になるように階調値を補正する、温度値を変数として増幅率を求める補正式が予め記憶されているものとする。
Therefore, the
CPU28は、上記したように上記プログラムメモリ30から読出した、赤色蛍光反射板20Rに塗布された蛍光体用の補正式により赤色(R)画像をマイクロミラー素子14で表示させる場合の各画素の増幅率を算出すると、その算出結果に基づいて、メインメモリ29に記憶している赤色(R)用の階調変換テーブルの内容を書き換える(ステップS107)。
The
図5は、上記階調変換テーブルでの変換内容を特性図化して説明する。横軸が例えば10ビットの階調値(0〜1023)、縦軸が1フィールド期間を「1」としたPWM駆動値を示す。 FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating the conversion contents in the gradation conversion table. For example, the horizontal axis indicates a 10-bit gradation value (0 to 1023), and the vertical axis indicates a PWM drive value in which one field period is “1”.
シフトを行なわない初期状態の増幅率AP1(=1)の実線で示す階調変化Iに対して、変換後は増幅率AP2(>1)の破線で示す階調変化IIとなる。変換後は、増幅率を大きくしたことにより階調値がフル(=1023)に達する以前にPWM駆動値が最大値の「1」に達するため、それより大きい階調ではいずれもPWM駆動値が最大値の「1」としている。 In contrast to the gradation change I indicated by the solid line of the amplification factor AP1 (= 1) in the initial state where no shift is performed, the gradation change II indicated by the broken line of the amplification factor AP2 (> 1) is obtained after the conversion. After the conversion, the PWM drive value reaches the maximum value “1” before the gradation value reaches full (= 1023) by increasing the amplification factor. The maximum value is “1”.
このように赤色(R)画像用の階調変換テーブルの書換えを終了するとCPU28は、上記と同様にして今度は緑色(G)画像用の階調変換テーブルを書き換えるべく、取得したカラーホイール20の温度値に応じて、緑(G)画像をマイクロミラー素子14で表示させる場合の各画素の階調増幅率を算出する(ステップS108)。
When the rewriting of the gradation conversion table for the red (R) image is thus completed, the
そして、算出した階調増幅率に基づいて、メインメモリ29に記憶している緑色(G)用の階調変換テーブルの内容を書き換える(ステップS109)。
Then, based on the calculated gradation amplification factor, the content of the gradation conversion table for green (G) stored in the
これ以後、マイクロミラー素子14で赤色(R)画像及び緑色(G)画像を表示する際に、上記各階調変換テーブルに記憶された内容に従って表示階調が補正されることとなる。
その後、メインメモリ29に設定したタイマのカウント値をリセットした上で(ステップS110)、再び上記ステップS102からの処理に戻る。
Thereafter, when the red (R) image and the green (G) image are displayed by the
Thereafter, after resetting the count value of the timer set in the main memory 29 (step S110), the process returns to step S102 again.
こうして投影動作を実行しながら、一定時間毎にカラーホイール20での温度に基づいて、蛍光体の温度変化による影響を受ける赤色(R)画像及び緑色(G)画像の表示階調を補正し、透過光により蛍光体を使用しない青色(B)画像との色バランスをとる。
While performing the projection operation in this manner, the display gradations of the red (R) image and the green (G) image that are affected by the temperature change of the phosphor are corrected based on the temperature of the
以上詳述した如く本実施形態によれば、レーザダイオード18の発するビーム光が照射される赤色蛍光反射板20R、緑色蛍光反射板20Gを形成したカラーホイール20からの蛍光を光源部15内に備えるデータプロジェクタ装置10で、上記蛍光反射板20R,20Gの温度に応じた発光特性の変化を考慮し、概ね正しい色バランスを維持することが可能となる。
As described in detail above, according to the present embodiment, the
なお上記実施形態では、1つのカラーホイール20が2つの蛍光反射板20R,20G、すなわち赤色蛍光反射板20Rと緑色蛍光反射板20Gを備えているものとしたが、そのような場合に各蛍光体毎の補正を上記プログラムメモリ30から読出した変換テーブルを用いて行なうことにより、同様な熱的負荷を受けている状況下であっても各蛍光体の組成等によってその影響度合が異なる事態に適切に対処して色バランスを概ね良好に維持できる。
In the above embodiment, one
加えて上記実施形態では、1つのカラーホイール20が蛍光反射板20R,20Gと、蛍光体を用いない青色用拡散板20Bとを備えているものとしたが、そのような場合に温度変化により影響を受ける蛍光体の補正を蛍光体を用いない側に合わせることにより、熱的負荷の影響を部分的に受ける状況下であっても適切に対処して色バランスを概ね良好に維持できる。
In addition, in the above embodiment, one
さらに上記実施形態では、プログラムメモリ30に各蛍光体補正駆動用のルックアップテーブルである階調変換テーブルを記憶しておき、それをメインメモリ29に読出した上で適宜必要により内容を書き換えて階調補正を行なうものとしたので、階調補正の制御が非常に容易に実現できる。
Furthermore, in the above embodiment, a gradation conversion table, which is a look-up table for each phosphor correction drive, is stored in the
また上記実施形態では説明しなかったが、各色の階調補正をガンマ値を補正することで実現することもできる。このような補正を行なうことで、各色の階調変化をガンマカーブに沿ってきめ細かく自然に表現できるため、より正確な色バランスを維持することが可能となる。 Although not described in the above embodiment, tone correction for each color can also be realized by correcting the gamma value. By performing such correction, the gradation change of each color can be expressed finely and naturally along the gamma curve, so that a more accurate color balance can be maintained.
なお上記実施形態は、半導体発光素子として1つのレーザダイオードを用いた、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について説明したが、本発明はこれに限ることなく、半導体発光素子の種類や数、プロジェクタ方式や蛍光体形成部の構造等を限定するものではない。 In addition, although the said embodiment demonstrated the case where it applied to the data projector apparatus of a DLP (trademark) system using one laser diode as a semiconductor light-emitting device, this invention is not limited to this, A semiconductor light-emitting device is demonstrated. The type and number, the projector system, the structure of the phosphor forming portion, and the like are not limited.
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。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, the functions executed in the above-described embodiments may be combined as appropriate as possible. The above-described embodiment includes various stages, and various inventions can be extracted by an appropriate combination of a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, if the effect is obtained, a configuration from which the constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.
10…データプロジェクタ装置、11…入力部、12…画像変換部(スケーラ)、13…投影画像駆動部、14…マイクロミラー素子、15…光源部、16…ミラー、17…投影レンズ部、18…レーザダイオード、19…ダイクロイックミラー、20…カラーホイール、20B…青色用拡散板、20G…緑色蛍光反射板、20R…赤色蛍光反射板、21…モータ(M)、22…ダイクロイックミラー、23,24…ミラー、25…インテグレータ、26…温度センサ、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。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光生成手段と、
画像信号を入力する入力手段と、
上記蛍光生成手段で得た蛍光を用い、上記入力手段で入力した画像信号に応じた光像を形成して投影する投影手段と、
上記蛍光生成手段近傍の温度を検出する温度検出手段と、
上記蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶する記憶手段と、
上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する情報とに基づき、上記投影手段で投影する光像の階調を補正する画像補正手段と
を具備し、
上記蛍光生成手段は、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光領域及び上記半導体発光素子からの光を拡散透過させる拡散透過領域を有するカラーホイールである
ことを特徴とする投影装置。 A semiconductor light emitting device;
Fluorescence generating means for generating light source light by fluorescence emitted by irradiating the phosphor with light from the semiconductor light emitting element;
An input means for inputting an image signal;
Projection means for forming and projecting a light image according to the image signal input by the input means, using the fluorescence obtained by the fluorescence generation means,
Temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the fluorescence generating means;
Storage means for storing information indicating the degree of decrease in emission luminance corresponding to the temperature of the phosphor;
Image correction means for correcting the gradation of the optical image projected by the projection means based on the temperature detected by the temperature detection means and the information stored in the storage means ;
The fluorescence generating means includes a fluorescent region that generates light source light by fluorescence emitted by irradiating the phosphor with light from the semiconductor light emitting element, and a color wheel having a diffuse transmission region that diffuses and transmits light from the semiconductor light emitting element. projection device I am according to claim <br/> that is.
上記記憶手段は、上記複数の蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶し、
上記画像補正手段は、上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する複数の色毎の情報とに基づき、上記投影手段で投影する光像の階調を補正する
ことを特徴とする請求項1記載の投影装置。 The fluorescence generation means generates a plurality of colors of fluorescence in a time-sharing manner,
The storage means stores information indicating the degree of decrease in emission luminance corresponding to the temperatures of the plurality of phosphors,
The image correction unit corrects the gradation of the light image projected by the projection unit based on the temperature detected by the temperature detection unit and information for each of a plurality of colors stored in the storage unit. The projection apparatus according to claim 1.
上記画像補正手段は、上記温度検出手段が検出する温度と、上記記憶手段が記憶する複数の色毎の情報とに基づき、上記蛍光生成手段で得た蛍光を用いた光像の形成タイミングに合わせて上記投影手段で投影する光像の階調を補正する
ことを特徴とする請求項1または2記載の投影装置。 The projection means uses the fluorescence obtained by the fluorescence generation means and the light emitted from the semiconductor light emitting element in a time-sharing manner to form and project an optical image corresponding to the image signal input by the input means,
The image correction unit is adapted to the timing of forming an optical image using the fluorescence obtained by the fluorescence generation unit based on the temperature detected by the temperature detection unit and the information for each of a plurality of colors stored in the storage unit. The projection apparatus according to claim 1, wherein the gradation of the light image projected by the projection unit is corrected.
上記蛍光生成部近傍の温度を検出する温度検出工程と、
上記蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶する記憶工程と、
上記温度検出工程で検出する温度と、上記記憶工程で記憶する情報とに基づき、上記投影部で投影する光像の階調を補正する画像補正工程と
を有し、
上記蛍光生成部は、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光領域及び上記半導体発光素子からの光を拡散透過させる拡散透過領域を有するカラーホイールである
ことを特徴とする投影方法。 Using a semiconductor light emitting element, a fluorescence generation unit that generates light source light by fluorescence emitted by irradiating a phosphor with light from the semiconductor light emitting element, an input unit that inputs an image signal, and fluorescence obtained by the fluorescence generation unit , A projection method in an apparatus including a projection unit that forms and projects a light image according to an image signal input by the input unit,
A temperature detection step for detecting the temperature in the vicinity of the fluorescence generation unit;
A storage step of storing information indicating a degree of decrease in emission luminance corresponding to the temperature of the phosphor;
An image correction step of correcting the gradation of the light image projected by the projection unit based on the temperature detected in the temperature detection step and the information stored in the storage step ;
The fluorescence generation unit includes a fluorescent region that generates light source light by fluorescence emitted by irradiating a phosphor with light from the semiconductor light emitting element, and a diffused transmission region that diffuses and transmits light from the semiconductor light emitting element projection wherein the <br/> that is.
上記コンピュータを、
上記蛍光生成部近傍の温度を検出する温度検出手段、
上記蛍光体の温度に対応する発光輝度の低下度合を示す情報を記憶する記憶手段、及び
上記温度検出手段で検出する温度と、上記記憶手段で記憶する情報とに基づき、上記投影部で投影する光像の階調を補正する画像補正手段
として機能させ、
上記蛍光生成部は、上記半導体発光素子からの光を蛍光体に照射して発せられる蛍光により光源光を生成する蛍光領域及び上記半導体発光素子からの光を拡散透過させる拡散透過領域を有するカラーホイールである
ことを特徴とするプログラム。 Using a semiconductor light emitting element, a fluorescence generation unit that generates light source light by fluorescence emitted by irradiating a phosphor with light from the semiconductor light emitting element, an input unit that inputs an image signal, and fluorescence obtained by the fluorescence generation unit A program executed by a computer built in an apparatus including a projection unit that forms and projects a light image according to an image signal input by the input unit,
The above computer
Temperature detecting means for detecting the temperature in the vicinity of the fluorescence generating unit;
Projecting by the projection unit based on storage means for storing information indicating the degree of decrease in emission luminance corresponding to the temperature of the phosphor, temperature detected by the temperature detection means, and information stored in the storage means Function as an image correction means for correcting the gradation of the optical image ,
The fluorescence generation unit includes a fluorescent region that generates light source light by fluorescence emitted by irradiating a phosphor with light from the semiconductor light emitting element, and a diffused transmission region that diffuses and transmits light from the semiconductor light emitting element A program characterized by being <br/>.
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