JP5640761B2 - Projection apparatus, projection method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、例えばDLP(Digital Light Processing)(登録商標)方式のプロジェクタ装置等に好適な投影装置、投影方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a projection apparatus, a projection method, and a program suitable for, for example, a DLP (Digital Light Processing) (registered trademark) projector apparatus.
従来より、光源からの白色光を、周面に複数色のカラーフィルタを配置したカラーホイールを透過させることで時分割の着色光として出射させ、当該光を用いて各色用の画像を投影することで、フィールドシーケンシャルにカラー画像を投影させるプロジェクタが各種企画、製品化されている。 Conventionally, white light from a light source is emitted as time-division colored light by passing through a color wheel having a plurality of color filters arranged on the peripheral surface, and an image for each color is projected using the light. Various projectors and products that project color images in a field sequential manner have been developed.
この種のプロジェクタの光源素子として、従来多く使用されていた高圧水銀灯などの放電灯に代えて、消費電力量やサイズ、発熱量などの点で優れた、LED(発光ダイオード)やLD(レーザダイオード)などの半導体発光素子を用いることが考えられている。 As a light source element for this type of projector, LED (light emitting diode) and LD (laser diode), which are superior in terms of power consumption, size, heat generation, etc., are used in place of discharge lamps such as high-pressure mercury lamps that have been widely used in the past. It is considered to use a semiconductor light emitting device such as
これら半導体発光素子をプロジェクタ用の光源として使用する場合、光量の大きなスポット状のビーム光がカラーホイールに照射されることとなり、カラーホイールを構成するカラーフィルタに熱的な劣化や損傷を生じることが懸念されている。 When these semiconductor light emitting devices are used as light sources for projectors, a spot light beam with a large amount of light is irradiated onto the color wheel, which may cause thermal deterioration and damage to the color filter constituting the color wheel. There are concerns.
そのため、例えばカラーホイールの回転軸位置を径方向に往復移動させることで、カラーホイールに照射される光の入射位置を変更し、同一周位置にのみ光が集中して照射されることを回避するようにした技術が考えられている。(例えば、特許文献1) Therefore, for example, by reciprocating the rotational axis position of the color wheel in the radial direction, the incident position of the light applied to the color wheel is changed, and the light is not concentrated and irradiated only at the same circumferential position. Such a technique is considered. (For example, Patent Document 1)
しかしながら上記特許文献に記載された技術は、カラーホイール及びその駆動モータを一体にして所定周期で移動させるための機構が必要であり、装置全体が大型で複雑なものとなる。また、カラーフィルタに損傷を生じた場合にはその時点以降、正常な状態での投影動作を続行することができない。 However, the technique described in the above-mentioned patent document requires a mechanism for moving the color wheel and its drive motor integrally in a predetermined cycle, and the entire apparatus becomes large and complicated. If the color filter is damaged, the projection operation in a normal state cannot be continued after that point.
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、カラーフィルタの一部が損傷してもその影響を回避して正常な状態での投影動作を続行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 its purpose is to continue the projection operation in a normal state while avoiding the influence even if a part of the color filter is damaged. It is an object of the present invention to provide a projection apparatus, a projection method, and a program that can perform the above-described process.
請求項1記載の発明は、半導体発光素子と、周面の同一周位置に蛍光体層を形成し、上記半導体発光素子からの光が上記蛍光体層に照射されて、該蛍光体層から発生する光を出射する回転体と、上記回転体の基準回転位置を検出する検出手段と、上記検出手段での検出結果と関連付けて上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定する測定手段と、上記測定手段での測定結果に基づいて上記回転体の蛍光体層に対する上記半導体発光素子の光の照射タイミングを選定する選定手段と、画像信号を入力する入力手段と、上記選定手段で選定した照射タイミングで上記半導体発光素子を発光させ、上記回転体の蛍光体層から出射される光を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する光像形成手段と、上記光像形成手段で形成した光像を投影対象に向けて投影する投影手段とを具備したことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a phosphor layer is formed at the same peripheral position of the semiconductor light emitting element and the peripheral surface, and the phosphor layer is irradiated with light from the semiconductor light emitting element and generated from the phosphor layer. A rotating body that emits light to be detected, a detecting means that detects a reference rotational position of the rotating body, and a measurement that measures the intensity of light emitted from the phosphor layer of the rotating body in association with the detection result of the detecting means A selection means for selecting the irradiation timing of the light of the semiconductor light emitting element to the phosphor layer of the rotating body based on a measurement result of the measurement means, an input means for inputting an image signal, and the selection means. Light image forming means for causing the semiconductor light emitting element to emit light at a selected irradiation timing and forming a light image corresponding to an image signal input by the input means using light emitted from the phosphor layer of the rotating body; Optical image forming means The formed light image toward the projection target, characterized by comprising a projection means for projecting.
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記光像形成手段は、上記回転体の蛍光体層から出射される光を反射する反射光の方向を振り分けて光像を形成し、上記測定手段は、上記光像形成手段で上記投影手段の方向に反射されなかった反射光を用いて上記光の強度を測定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 present invention, the optical image forming means distributes the direction of the reflected light that reflects the light emitted from the phosphor layer of the rotating body to form an optical image. The measuring means measures the intensity of the light using the reflected light that has not been reflected by the optical image forming means in the direction of the projection means.
請求項3記載の発明は、上記請求項1又は2記載の発明において、上記入力手段で入力した画像信号に応じた光像が、上記投影手段により上記投影対象に向けて投影されている状態で、上記測定手段は上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定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 present invention, an optical image corresponding to an image signal input by the input unit is projected toward the projection target by the projection unit. The measuring means measures the intensity of light emitted from the phosphor layer of the rotating body.
請求項4記載の発明は、上記請求項1または2記載の発明において、上記入力手段から上記画像信号が入力されていない上記投影装置の待機期間に、上記測定手段は上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, in the standby period of the projection apparatus in which the image signal is not input from the input means, the measuring means is the phosphor layer of the rotating body. It measures the intensity of the light emitted from.
請求項5記載の発明は、上記請求項1乃至4いずれか記載の発明において、上記回転体は、全周に亘って同一色成分の蛍光体が塗布されてい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 rotating body is coated with a phosphor of the same color component over the entire circumference.
請求項6記載の発明は、上記請求項1乃至5いずれか記載の発明において、上記半導体発光素子から青色光が上記蛍光体層に照射されることを特徴とする。
The invention described in claim 6 is the invention described in any one of
請求項7記載の発明は、上記請求項1乃至6いずれか記載の発明において、上記蛍光体層から発生する光は緑色光であることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of
請求項8記載の発明は、請求項8記載の発明は、半導体発光素子、周面の同一周位置に蛍光体層を形成し、上記半導体発光素子からの光が上記蛍光体層に照射されて、該蛍光体層から発生する光を出射する回転体、画像信号を入力する入力部、上記回転体の蛍光体層から出射される光を用いて上記入力部で入力した画像信号に応じた光像を形成する光像形成部、及び上記光像形成部で形成した光像を投影対象に向けて投影する投影部とを備えた装置での投影方法であって、上記回転体の基準回転位置を検出する検出工程と、上記検出工程での検出結果と関連付けて上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定する測定工程と、上記測定工程での測定結果に基づいて上記回転体の蛍光体層に対する上記半導体発光素子の光の照射タイミングを選定する選定工程と、上記選定工程で選定した照射タイミングで上記半導体発光素子を発光させ、上記回転体の蛍光体層から出射される光を用いて上記光像形成部で画像信号に応じた光像を形成させる発光制御工程とを有したことを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 8, wherein the phosphor layer is formed at the same peripheral position of the semiconductor light emitting element and the peripheral surface, and the phosphor layer is irradiated with light from the semiconductor light emitting element. , A rotating body that emits light generated from the phosphor layer, an input unit that inputs an image signal, and light that corresponds to the image signal input at the input unit using light emitted from the phosphor layer of the rotating body A projection method in an apparatus comprising: an optical image forming unit that forms an image; and a projection unit that projects an optical image formed by the optical image forming unit toward a projection target, the reference rotational position of the rotating body A detecting step for detecting the intensity, a measuring step for measuring the intensity of light emitted from the phosphor layer of the rotating body in association with a detection result in the detecting step, and the rotating body based on the measuring result in the measuring step Irradiation of light of the semiconductor light emitting device to the phosphor layer of The semiconductor light-emitting element emits light at the selection process selected at the selection process and at the irradiation timing selected in the selection process, and the light image forming unit responds to the image signal using the light emitted from the phosphor layer of the rotating body. And a light emission control step for forming a light image.
請求項9記載の発明は、半導体発光素子、周面の同一周位置に蛍光体層を形成し、上記半導体発光素子からの光が上記蛍光体層に照射されて、該蛍光体層から発生する光を出射する回転体、画像信号を入力する入力部、上記回転体の蛍光体層から出射される光を用いて上記入力部で入力した画像信号に応じた光像を形成する光像形成部、及び上記光像形成部で形成した光像を投影対象に向けて投影する投影部と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、上記回転体の基準回転位置を検出する検出手段、上記検出手段での検出結果と関連付けて上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定する測定手段、上記測定手段での測定結果に基づいて上記回転体の蛍光体層に対する上記半導体発光素子の光の照射タイミングを選定する選定手段、及び上記選定手段で選定した照射タイミングで上記半導体発光素子を発光させ、上記回転体の蛍光体層から出射される光を用いて上記光像形成部で画像信号に応じた光像を形成させる発光制御手段として機能をさせることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, a phosphor layer is formed at the same peripheral position of the semiconductor light emitting element and the peripheral surface, and the phosphor layer is irradiated with light from the semiconductor light emitting element and is generated from the phosphor layer. A rotating body that emits light, an input unit that inputs an image signal, and an optical image forming unit that forms a light image according to the image signal input from the input unit using light emitted from the phosphor layer of the rotating body And a program executed by a computer built in an apparatus having a projection unit that projects the optical image formed by the optical image formation unit toward a projection target, the computer being a reference rotational position of the rotating body Detecting means for detecting the intensity, measuring means for measuring the intensity of light emitted from the phosphor layer of the rotating body in association with the detection result of the detecting means, and fluorescence of the rotating body based on the measurement result of the measuring means The above semiconductor Selecting means for selecting the light irradiation timing of the element, and causing the semiconductor light emitting element to emit light at the irradiation timing selected by the selecting means, and using the light emitted from the phosphor layer of the rotating body, Thus, it is characterized in that it functions as a light emission control means for forming a light image corresponding to the image signal.
本発明によれば、カラーフィルタの一部が損傷してもその影響を回避して正常な状態での投影動作を続行することが可能となる。 According to the present invention, even if a part of the color filter is damaged, the influence can be avoided and the projection operation in a normal state can be continued.
以下本発明をDLP(登録商標)方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。 An embodiment in which the present invention is applied to a DLP (registered trademark) data projector apparatus 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 diagram showing a schematic functional configuration of a
The
画像変換部12は、スケーラとも称され、入力される画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに統一して投影処理部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を投影処理部13へ送る。
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
投影処理部13は、送られてきた画像データに応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば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を表示するべく駆動する。
The
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/オフ動作して画像を表示することで、その反射光により光像を形成する。
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ユニット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LD18を有する。
LD18が発する青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー19を透過した後に蛍光ホイール20の周面に照射される。この蛍光ホイール20は、ホイールモータ21により回転されるもので、上記青色のレーザ光が照射される周面全周に渡って蛍光体層20gを形成している。
The
The blue laser light emitted from the
図2は、蛍光ホイール20の平面構成を示す図である。図示する如く蛍光ホイール20の上記レーザ光が照射される円周上に蛍光体を塗布することで蛍光体層20gが形成される。蛍光ホイール20の蛍光体層20gが形成されている面の裏面には図示しない反射板が蛍光体層20gと重なるように設けられている。また、蛍光ホイール20の周面の一端部には、このデータプロジェクタ装置10の回転同期をとるための基準回転位置を示すホイールマーカ20mが設けられる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a planar configuration of the
本実施形態では、カラー画像1フレームの周期に同期して、蛍光ホイール20が図中に矢印RTで示す方向に正確に1周、360°回転するものとし、上記1フレームの開始タイミングで上記ホイールマーカ20mが、これに対向して近設配置されたマーカセンサ22を通過するものとする。
In the present embodiment, in synchronization with the period of one frame of the color image, the
上記投影処理部13は、マーカセンサ22の検出出力CWINDEXを受けるもので、蛍光ホイール20のホイールマーカ20mがマーカセンサ22部分を通過したタイミングをカラー画像1フレームのスタートタイミングとし、後述するCPU29から与えられるインデックスディレイ(ID)だけ遅延させた後にLD18を駆動して青色光を出射させる。
The
インデックスディレイは、蛍光ホイール20のホイールマーカ20mからどれだけ蛍光ホイール20を回転させて、LD18から青色レーザ光を蛍光ホイール20に照射させるかを決定する、ホイールマーカ20mの先端を基準回転位置とした所定の回転角のことである。
The index delay determines how much the
蛍光ホイール20の蛍光体層20gに青色のレーザ光が照射されることで、緑色光が反射光として励起する。この緑色光は、上記ダイクロイックミラー19で反射され、ダイクロイックミラー23を透過して上記ミラー16に至る。
By irradiating the
さらに光源部15は、赤色光を発するLED24、及び青色光を発するLED25を有する。
LED24が発する赤色光は、ダイクロイックミラー26で反射され、さらに上記ダイクロイックミラー23でも反射された後に、上記ミラー16に至る。
Furthermore, the
The red light emitted from the
LED25が発する青色光は、ミラー27で反射され、上記ダイクロイックミラー26を透過した後に、上記ダイクロイックミラー23で反射され、上記ミラー16に至る。
The blue light emitted from 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、緑色光を反射する。ダイクロイックミラー23は、緑色光を透過する一方で、赤色光及び青色光を反射する。ダイクロイックミラー26は、赤色光を反射する一方で、青色光を透過する。
上記マイクロミラー素子14による反射光の振り分け動作で、上記投影レンズユニット17方向に反射されなかった光、所謂「オフ光」が照度センサ28に入射される。この照度センサ28は、入射された光の照度を測定し、測定結果を示す信号を上記投影処理部13に出力する。
As described above, the
Light that has not been reflected in the direction of the
投影処理部13は、上記マイクロミラー素子14での画像の表示による光像の形成、上記LD18、LED24,25の各発光、上記ホイールモータ21による蛍光ホイール20の回転、上記マーカセンサ22による蛍光ホイール20の回転タイミングの検出、及び上記照度センサ28による照度の測定を、後述するCPU29の制御の下に実行する。
The
上記各回路の動作すべてをCPU29が制御する。このCPU29は、メインメモリ30及びプログラムメモリ31と直接接続される。メインメモリ30は、例えばSRAMで構成され、CPU29のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ31は、電気的に書換可能な不揮発性メモリで構成され、CPU29が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。CPU29は、上記メインメモリ30及びプログラムメモリ31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 CPU 29 controls all the operations of the above circuits. The CPU 29 is directly connected to the
上記CPU29は、操作部32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32は、データプロジェクタ装置10の本体に設けられるキー操作部と、このデータプロジェクタ装置10専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光する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CPU29へ直接出力する。
The CPU 29 executes various projection operations in accordance with key operation signals from the
The
上記CPU29はさらに、上記システムバスSBを介して音声処理部33とも接続される。音声処理部33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34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 CPU 29 is further connected to the
次に上記実施形態の動作について説明する。
なお、上述した如く以下に示す動作は全て、CPU29がプログラムメモリ31から読出した動作プログラムや固定データ等をメインメモリ30に展開して記憶させた上で実行する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
As described above, all of the operations described below are executed after the CPU 29 develops and stores the operation program, fixed data, and the like read from the
また説明を簡易化するため、蛍光ホイール20の回転周期と同期してカラー画像1フレームを投影する際、例えば、当該フレームをR(赤),G(緑),B(青)の3フィールドで構成し、且つ各色フィールドでは共に蛍光ホイール20の回転時の中心角で120°に相当する時間を用いて当該色の画像を投影するものとする。
In order to simplify the explanation, when one frame of a color image is projected in synchronization with the rotation cycle of the
図3は、データプロジェクタ装置10の電源をオンした当所から、電源がオフされるまで間の、主としてインデックスディレイチェック動作の処理内容を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、ユーザが望む画像をデータプロジェクタ装置10でスクリーンに投影しながら上記インデックスディレイチェック動作が行なわれる。
FIG. 3 is a flowchart mainly showing the processing contents of the index delay check operation from when the power source of the
電源をオンした当所にはまず、インデックスディレイに初期値として「0°」を設定した上で(ステップS101)、設定したインデックスディレイに応じたフレーム構成の画像を投影する(ステップS102)。 First, “0 °” is set as an initial value for the index delay (step S101), and an image having a frame structure corresponding to the set index delay is projected to the place where the power is turned on (step S102).
この場合、インデックスディレイが「0°」である場合には、カラー画像1フレームを蛍光ホイール20のホイールマーカ20mの先端が位置する基準回転位置からの回転角(0°〜360°)で表すと、各フィールドの投影タイミングは、例えばGフィールドが「0°」〜「120°」、Rフィールドが「120°」〜「240°」、Bフィールドが「240°」〜「360°」となる。
In this case, when the index delay is “0 °”, one color image frame is represented by a rotation angle (0 ° to 360 °) from the reference rotation position where the tip of the
投影処理部13では、CPU29の制御の下に、この投影タイミングに対応してマイクロミラー素子14で対応する色用の画像を表示させると共に、LD18、LED24、及びLED25の発光タイミングを制御する。
In the
このとき合わせて投影処理部13は、インデックスディレイのタイミングに応じた照度を照度センサ28で測定し、その値をインデックスディレイ「0°」と関連付けて記憶する(ステップS103)。なお本実施形態では、インデックスディレイのタイミングに応じたカラー画像1フレームのうち、蛍光ホイール20から照射される光の照度のみを照度センサ28で測定し、インデックスディレイと関連付けて記憶している。すなわち、本実施形態ではG光のみを照度センサ28で測定している。
At this time, the
この照度センサ28での測定に際して、照度センサ28が投影する画像フレームの特定の部位、例えば右下コーナー部のブロックエリアの照度を測定するように配置されているのであれば、上記測定タイミングに合わせてマイクロミラー素子14で表示する画像中の当該ブロックエリアのみを全て投影光が照度センサ28側に反射されるオフ表示としても良い。
If measurement is performed by the
この場合、本来投影される画像に対して、当該ブロックエリアのみ、投影階調が低下する(暗くなる)ものの、その程度は角度比で表現してもG(緑色)成分の最大で「1/120」であり、投影画像を見ているユーザ等が視認できるほどに投影内容の画質が劣化することはないものと考えられる。 In this case, although only the block area of the originally projected image has a lower projection gradation (darker), the degree of G (green) component is “1 /” at the maximum even if expressed in terms of an angle ratio. 120 ”, and it is considered that the image quality of the projection content does not deteriorate so that a user or the like watching the projection image can visually recognize.
その後、その時点で設定しているインデックスディレイが最大値「360°」であるか否かを判断し(ステップS104)、そうではないと判断すると、インデックスディレイを「+1°」更新設定した上で(ステップS105)、再び上記ステップS103の処理に戻る。 Thereafter, it is determined whether or not the index delay set at that time is the maximum value “360 °” (step S104). If not, the index delay is updated and set to “+ 1 °”. (Step S105), the process returns to Step S103 again.
こうしてステップS103〜S105の処理を繰返し実行することで、インデックスディレイを1°ずつ更新設定しながら、そのインデックスディレイに対応した照度を測定し続ける。 By repeatedly executing the processes of steps S103 to S105 in this way, the illuminance corresponding to the index delay is continuously measured while the index delay is updated and set by 1 °.
図4は、インデックスディレイが例えば「45°」である場合のマーカセンサ22の出力CWINDEXと、LD18の発光タイミング(G−ON)、LED24の発光タイミング’(R−ON)、及びLED25の発光タイミング(B−ON)、及び照度センサ28の測定出力を例示する。
FIG. 4 shows the output CWINDEX of the marker sensor 22 when the index delay is, for example, “45 °”, the light emission timing (G-ON) of the
このインデックスディレイが例えば「45°」である場合には、図示するように、カラー画像1フレームを蛍光ホイール20のホイールマーカ20mの先端が位置する基準回転位置からの回転角(0°〜360°)で表すと、各フィールドの投影タイミングは、例えば「0°」〜「45°」までが第1のBフィールド(B1)、「45°」〜「165°」までがGフィールド、「165°」〜「285°」までがRフィールド、「285°」〜「360°」までが第2のBフィールド(B2)となる。
When this index delay is, for example, “45 °”, as shown in the figure, the
特に図4(3)では破線で示しているが、以後インデックスディレイを「45°」以降、「165°」まで更新設定する過程で、照度センサ28により測定する照度が著しく低下する範囲BPが存在するものとする。この範囲BPでは、蛍光ホイール20の蛍光体層20gに剥離、欠落などなんらかの理由で破損が生じているものと考えられる。
In particular, as indicated by a broken line in FIG. 4 (3), there is a range BP in which the illuminance measured by the
次に図5は、インデックスディレイが例えば「160°」である場合のマーカセンサ22の出力CWINDEXと、LD18の発光タイミング(G−ON)、LED24の発光タイミング’(R−ON)、及びLED25の発光タイミング(B−ON)、及び照度センサ28の測定出力を例示する。
Next, FIG. 5 shows the output CWINDEX of the marker sensor 22 when the index delay is “160 °”, the light emission timing (G-ON) of the
このインデックスディレイが例えば「160°」である場合には、図示するように、カラー画像1フレームを蛍光ホイール20のホイールマーカ20mの先端が位置する基準回転位置(0°)からの回転角(0°〜360°)で表すと、各フィールドの投影タイミングは、例えば「0°」〜「40°」までが第1のRフィールド(R1)、「40°」〜「160°」までがBフィールド、「160°」〜「280°」までがGフィールド、「280°」〜「360°」までが第2のRフィールド(R2)となる。
When this index delay is, for example, “160 °”, as shown in the figure, the
特に図5(3)では破線で示しているが、以後インデックスディレイを「160°」以降、「280°」まで更新設定する過程で、照度センサ28により測定する照度はそれほど大きくは変動しないものとする。したがって、蛍光体層20gに多少の塗布むら等は存在する可能性があるものの、剥離、欠落などの理由による破損は生じていないものと考えられる。
In particular, as indicated by a broken line in FIG. 5 (3), the illuminance measured by the
上記ステップS103〜S105の処理を都合361回繰返し実行した後、上記ステップS104でインデックスディレイが最大値「360°」であると判断すると、以上で蛍光ホイール20の蛍光体層20g全周に渡っての測定を終了したものとして、それまでの測定結果を基に、蛍光体が劣化の影響を受けておらず、且つ明るさにムラがないLD18の発光期間を選定して、その開始タイミングとなるインデックスディレイを読出す(ステップS106)。
After the processes in steps S103 to S105 are repeated 361 times for convenience, when it is determined in step S104 that the index delay is the maximum value “360 °”, the
ここでは、上記図4(3)で示した、照度が著しく低下する範囲BPを避けると共に、全体に照度の値が高く、且つ照度のムラが小さい(=その範囲の平均値に対する偏差が小さい)範囲を、蛍光ホイール20の回転角で表すと120°分選定する。
Here, while avoiding the range BP in which the illuminance is remarkably lowered as shown in FIG. 4 (3), the illuminance value is high overall and the illuminance unevenness is small (= the deviation from the average value of the range is small). When the range is represented by the rotation angle of the
この場合、上記120°分の範囲は連続している必要はなく、2つの範囲に分割するものとしても良い。 In this case, the range for the 120 ° is not necessarily continuous, and may be divided into two ranges.
こうして範囲を設定することで、そのインデックスディレイを読出し、これに合わせて残るRフィールド、Bフィールドもそれぞれ120°分の範囲を設定する(ステップS107)。 By setting the range in this way, the index delay is read, and the remaining R field and B field are also set to a range of 120 ° (step S107).
これにより、電源オン時の初期設定を終了するものとし、上記ステップS107で設定したR,G,B各フィールドの範囲に基づいて通常の投影動作に移行する(ステップS108)。 Thus, the initial setting at the time of power-on is terminated, and the normal projection operation is shifted based on the range of each R, G, B field set in step S107 (step S108).
これと共に投影時間の積算カウントを実行する(ステップS109)。この投影時間の積算カウントに関しては、積算投影時間を上述した如く不揮発性のメモリで構成したプログラムメモリ31に随時更新しながら記憶するものとして、このデータプロジェクタ装置10の電源をオフしても記憶内容が失われることがないようにする。
At the same time, the projection time integration count is executed (step S109). As for the cumulative projection time count, the cumulative projection time is stored in the
その後、操作部32での操作によりこのデータプロジェクタ装置10の電源をオフする指示がなされたか否かを判断する(ステップS110)。
当該指示がなされていないと判断した場合には、さらに上記直前のステップS109で更新記憶させたプログラムメモリ31の投影時間の積算カウント値が、インデックスディレイのチェックを行なう所定のタイミング、例えば10時間毎であれば、「時間」の一の位以下の位の値が全て「0」となったか否かを判断する(ステップS111)。
Thereafter, it is determined whether or not an instruction to turn off the power of the
If it is determined that the instruction has not been made, the cumulative count value of the projection time in the
ここで投影時間の積算カウント値が所定のタイミングとはなっていないと判断した場合には、上記ステップS108からの処理に戻り、通常の投影処理を続行する。 If it is determined that the total count value of the projection time has not reached the predetermined timing, the process returns to step S108, and the normal projection process is continued.
また、上記ステップS111で投影時間の積算カウント値が所定のタイミングとなったと判断した場合には、電源をオンした当所と同様に上記ステップS101に進み、インデックスディレイのチェックを行なう。
さらに、上記ステップS110で電源をオフする指示がなされたと判断した場合、指示に応じて電源をオフし、以上でこの図3の処理を終了する。
If it is determined in step S111 that the projection time integrated count value has reached a predetermined timing, the process proceeds to step S101 as in the case where the power is turned on, and the index delay is checked.
Further, when it is determined in step S110 that an instruction to turn off the power has been given, the power is turned off in accordance with the instruction, and the processing in FIG.
以上詳述した如く本実施形態によれば、蛍光ホイール20に形成した蛍光体層20gの一部が損傷していたとしてもその影響を回避して正常な状態での投影動作を続行することが可能となる。
As described above in detail, according to the present embodiment, even if a part of the
また上記実施形態では、照度センサ28を上記オフ光の照射位置に配置することにより、マイクロミラー素子14で形成されて投影レンズ部17により投影に使用される光像に影響することなく、マイクロミラー素子14に照射される光源の照度を検出できる。
Moreover, in the said embodiment, by arrange | positioning the
なお上記実施形態では、3原色R,G,Bを発生する光源として、各原色を発生させるための独立した半導体発光素子を用いた光源部15を用いる場合について説明したが、本発明はそのような構成に限定しない。
In the above embodiment, the case where the
例えば、3原色独立した素子ではなく、例えば上述した蛍光ホイールに代えて、周面を円周方向に2分割して一方に蛍光体を塗布し、他方を磨り硝子状の透過光像として、1つのB(青色)光用のLDから時分割でG(緑色)光及びB(青色)光を得るようなカラーホイールを用いるものとすれば、2色光源でも本発明を実現できる。 For example, instead of the elements independent of the three primary colors, for example, instead of the above-described fluorescent wheel, the peripheral surface is divided into two in the circumferential direction, the phosphor is applied on one side, and the other is polished to form a glass-like transmitted light image. If a color wheel that obtains G (green) light and B (blue) light in a time-sharing manner from two LDs for B (blue) light is used, the present invention can be realized even with a two-color light source.
この場合、例えばGフィールドの期間がカラーホイールの回転角で表すと120°分、蛍光体を塗布した領域が同じくカラーホイールの回転角で表すと180°分あるとすれば、上記実施形態の場合に比べて選定する範囲の自由度は減るものの、依然として60°分までは蛍光体層に損傷等を生じたとしても正常な状態での投影動作を維持できることとなる。 In this case, for example, if the period of the G field is 120 ° when expressed by the rotation angle of the color wheel, and the region where the phosphor is applied is also expressed by 180 ° when expressed by the rotation angle of the color wheel, the case of the above embodiment Although the degree of freedom of the range to be selected is reduced, the projection operation in a normal state can be maintained up to 60 ° even if the phosphor layer is damaged.
また、上記実施形態では、Gフィールドの期間がカラーホイールの回転角で表すと120°分であるが、それに限らず、蛍光ホイール20の回転周期と同期してカラー画像1フレームを投影する際、ちょうど蛍光ホイールの回転1周期で、R(赤),G(緑),B(青)の3フィールドが構成されていれば、R(赤),G(緑),B(青)の各フィールド期間は自由に設定してもよい。
In the above embodiment, the period of the G field is 120 ° when expressed by the rotation angle of the color wheel. However, the present invention is not limited to this, and when projecting one frame of a color image in synchronization with the rotation cycle of the
また上記実施形態では、ユーザが望む画像をデータプロジェクタ装置でスクリーンに投影しながらインデックスディレイチェック動作が行なわれているが、データプロジェクタに画像信号が送られていない待機期間時等に、例えばインデックスディレイチェック動作により検査される蛍光ホイールから照射される光、又はR光、G光、B光を同時に照射させることで表示させる白色光等をスクリーンに投射し、上記待機期間中にインデックスディレイチェック動作が行なわれてもよい。 In the above embodiment, the index delay check operation is performed while the image desired by the user is projected on the screen by the data projector device. For example, during the standby period when the image signal is not sent to the data projector, the index delay is performed. The light emitted from the fluorescent wheel to be inspected by the check operation or the white light to be displayed by simultaneously irradiating the R light, G light and B light is projected on the screen, and the index delay check operation is performed during the waiting period. It may be done.
その際には、例えばステップS111において、インデックスディレイのチェックを行なう所定のタイミングになったと判定したら、直後のデータプロジェクタ装置の待機時に上記インデックスディレイチェック動作が行なわれるようにすればよい。 In this case, for example, if it is determined in step S111 that the predetermined timing for checking the index delay is reached, the index delay check operation may be performed when the data projector apparatus is on standby immediately after.
上記のようにインデックスディレイチェック動作が行なわれることで、投影内容の画質が劣化することを確実に防止できる。 By performing the index delay check operation as described above, it is possible to reliably prevent the image quality of the projection content from deteriorating.
また、インデックスディレイチェック動作のステップS103において投影処理部13は、インデックスディレイのタイミングに応じた、カラー画像1フレームで照射される全ての光(R光、G光、B光)の照度を照度センサ28で測定して上記インデックスディレイと関連付けて記憶しても良い。
In step S103 of the index delay check operation, the
その際にも、照度センサ28により測定する照度が著しく低下する範囲BPが検知された場合には、蛍光ホイール20の蛍光体層20gに剥離、欠落などなんらかの理由で破損が生じているものと考えられる。
Even in that case, if a range BP in which the illuminance measured by the
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…投影処理部、14…マイクロミラー素子、15…光源部、16…ミラー、17…投影レンズユニット、18…(青色)LD、19…ダイクロイックミラー、20…蛍光ホイール、20g…蛍光体層、20m…ホイールマーカ、21…ホイールモータ(M)、22…マーカセンサ、23…ダイクロイックミラー、24…(赤色)LED、25…(青色)LED、26…ダイクロイックミラー、27…ミラー、28…照度センサ、29…CPU、30…メインメモリ、31…プログラムメモリ、32…操作部、33…音声処理部、34…スピーカ部、SB…システムバス。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
周面の同一周位置に蛍光体層を形成し、上記半導体発光素子からの光が上記蛍光体層に照射されて、該蛍光体層から発生する光を出射する回転体と、
上記回転体の基準回転位置を検出する検出手段と、
上記検出手段での検出結果と関連付けて上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定する測定手段と、
上記測定手段での測定結果に基づいて上記回転体の蛍光体層に対する上記半導体発光素子の光の照射タイミングを選定する選定手段と、
画像信号を入力する入力手段と、
上記選定手段で選定した照射タイミングで上記半導体発光素子を発光させ、上記回転体の蛍光体層から出射される光を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する光像形成手段と、
上記光像形成手段で形成した光像を投影対象に向けて投影する投影手段と
を具備したことを特徴とする投影装置。 A semiconductor light emitting device;
A rotating body that forms a phosphor layer at the same peripheral position of the peripheral surface, and that emits light generated from the phosphor layer by irradiating the phosphor layer with light from the semiconductor light emitting element;
Detecting means for detecting a reference rotational position of the rotating body;
Measurement means for measuring the intensity of light emitted from the phosphor layer of the rotating body in association with the detection result of the detection means;
Selection means for selecting the irradiation timing of the light of the semiconductor light emitting element to the phosphor layer of the rotating body based on the measurement result of the measurement means;
An input means for inputting an image signal;
An optical image that causes the semiconductor light emitting element to emit light at the irradiation timing selected by the selection means and forms a light image corresponding to an image signal input by the input means using light emitted from the phosphor layer of the rotating body. Forming means;
A projection apparatus comprising: projection means for projecting the optical image formed by the optical image forming means toward a projection target.
上記測定手段は、上記光像形成手段で上記投影手段の方向に反射されなかった反射光を用いて上記光の強度を測定する
ことを特徴とする請求項1記載の投影装置。 The light image forming means distributes the direction of the reflected light that reflects the light emitted from the phosphor layer of the rotating body to form a light image,
The projection apparatus according to claim 1, wherein the measuring unit measures the intensity of the light using the reflected light that has not been reflected by the optical image forming unit in the direction of the projecting unit.
上記回転体の基準回転位置を検出する検出工程と、
上記検出工程での検出結果と関連付けて上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定する測定工程と、
上記測定工程での測定結果に基づいて上記回転体の蛍光体層に対する上記半導体発光素子の光の照射タイミングを選定する選定工程と、
上記選定工程で選定した照射タイミングで上記半導体発光素子を発光させ、上記回転体の蛍光体層から出射される光を用いて上記光像形成部で画像信号に応じた光像を形成させる発光制御工程と
を有したことを特徴とする投影方法。 A semiconductor light emitting element, a rotating body that forms a phosphor layer at the same peripheral position on the peripheral surface, and the phosphor layer is irradiated with light from the semiconductor light emitting element, and emits light generated from the phosphor layer, an image An input unit for inputting a signal, an optical image forming unit for forming a light image according to an image signal input by the input unit using light emitted from the phosphor layer of the rotating body, and the optical image forming unit A projection method in an apparatus including a projection unit that projects a formed light image toward a projection target,
A detection step of detecting a reference rotation position of the rotating body;
A measurement step for measuring the intensity of light emitted from the phosphor layer of the rotating body in association with the detection result in the detection step;
A selection step of selecting the irradiation timing of the light of the semiconductor light emitting element to the phosphor layer of the rotating body based on the measurement result in the measurement step;
Light emission control in which the semiconductor light emitting element emits light at the irradiation timing selected in the selection step, and a light image corresponding to an image signal is formed by the light image forming unit using light emitted from the phosphor layer of the rotating body. A projection method comprising the steps of:
上記コンピュータを、
上記回転体の基準回転位置を検出する検出手段、
上記検出手段での検出結果と関連付けて上記回転体の蛍光体層から出射する光の強度を測定する測定手段、
上記測定手段での測定結果に基づいて上記回転体の蛍光体層に対する上記半導体発光素子の光の照射タイミングを選定する選定手段、及び
上記選定手段で選定した照射タイミングで上記半導体発光素子を発光させ、上記回転体の蛍光体層から出射される光を用いて上記光像形成部で画像信号に応じた光像を形成させる発光制御手段
として機能をさせることを特徴とするプログラム。 A semiconductor light emitting element, a rotating body that forms a phosphor layer at the same peripheral position on the peripheral surface, and the phosphor layer is irradiated with light from the semiconductor light emitting element, and emits light generated from the phosphor layer, an image An input unit for inputting a signal, an optical image forming unit for forming a light image according to an image signal input by the input unit using light emitted from the phosphor layer of the rotating body, and the optical image forming unit A program executed by a computer built in an apparatus including a projection unit that projects a formed light image toward a projection target,
The above computer
Detecting means for detecting a reference rotational position of the rotating body;
Measuring means for measuring the intensity of light emitted from the phosphor layer of the rotating body in association with the detection result of the detecting means;
Selection means for selecting the irradiation timing of the light of the semiconductor light emitting element to the phosphor layer of the rotating body based on the measurement result by the measuring means, and the semiconductor light emitting element is caused to emit light at the irradiation timing selected by the selection means. A program that functions as light emission control means for forming a light image corresponding to an image signal in the light image forming unit using light emitted from the phosphor layer of the rotating body.
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