JP5757176B2 - Light source device and projector - Google Patents

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Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関するものである。   The present invention relates to a light source device and a projector.

プロジェクター用の光源装置として、特許文献1に記載の光源装置が知られている。特許文献1の光源装置は、回転可能な基板上に蛍光体層を形成し、基板を回転させながら蛍光体層を励起光源で励起させて所望の波長の光を得るものである。特許文献1の光源装置では、蛍光体層が回転可能な基板上に設けられているため、蛍光体層の集光スポットに対応する箇所に励起光が照射されて蛍光体層が発熱しても、当該箇所が直ぐに集光スポットから外れ、次に励起光が照射されるまで周囲の空気によって冷却される。そのため、特定箇所に励起光が連続的に照射される場合に比べて、蛍光体層の温度上昇が抑制され、蛍光体層の劣化や、蛍光体層の波長変換効率の低下が生じにくい。   As a light source device for a projector, a light source device described in Patent Document 1 is known. The light source device disclosed in Patent Document 1 forms a phosphor layer on a rotatable substrate, and obtains light having a desired wavelength by exciting the phosphor layer with an excitation light source while rotating the substrate. In the light source device of Patent Document 1, since the phosphor layer is provided on a rotatable substrate, even if the phosphor layer is heated by irradiating excitation light to a portion corresponding to the condensing spot of the phosphor layer. The spot is immediately removed from the focused spot and is then cooled by ambient air until the excitation light is applied. Therefore, compared with the case where excitation light is continuously irradiated to a specific location, the temperature rise of the phosphor layer is suppressed, and the phosphor layer is hardly deteriorated and the wavelength conversion efficiency of the phosphor layer is less likely to occur.

特開2009−277516号公報JP 2009-277516 A

特許文献1の光源装置では基板が回転しているため、或る周回で励起光が照射された箇所は、次の周回(1回転周期経過後)で励起光が照射されるまでの間に周囲の空気によって冷却される。しかし、各周回において蛍光体層のうち励起光が照射される領域は同じである。つまり、蛍光体層の特定箇所に周回毎に短い時間間隔で励起光が繰り返し照射されるため、当該箇所が十分冷却されず、蛍光体層の温度上昇を十分に抑制できなくなる。その結果、蛍光体層の劣化や、蛍光体層の波長変換効率の低下が生じる。   In the light source device of Patent Document 1, since the substrate is rotated, the portion irradiated with the excitation light in a certain round is surrounded by the period before the excitation light is irradiated in the next round (after one rotation period has elapsed). Cooled by air. However, the region of the phosphor layer that is irradiated with the excitation light is the same in each turn. That is, since the excitation light is repeatedly irradiated to the specific portion of the phosphor layer at short time intervals for each turn, the portion is not sufficiently cooled, and the temperature rise of the phosphor layer cannot be sufficiently suppressed. As a result, the phosphor layer deteriorates and the wavelength conversion efficiency of the phosphor layer decreases.

本発明の目的は、蛍光体層の温度上昇を抑制し、蛍光体層の劣化や蛍光体層の波長変換効率の低下が生じにくい光源装置およびプロジェクターを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a light source device and a projector that suppresses a temperature rise of a phosphor layer and hardly causes deterioration of the phosphor layer and a decrease in wavelength conversion efficiency of the phosphor layer.

本発明の光源装置は、蛍光体層を含み、かつ所定の回転軸の回りに回転可能な基板と、前記蛍光体層を励起する励起光を間欠的に発する光源と、前記基板が回転しているときに、前記蛍光体層のうち第1の領域には、一の周回において前記励起光が照射され、前記第1の領域のうち少なくとも一部の領域には、他の周回において前記励起光が照射されないように、前記基板の回転を制御する回転周期決定装置と、を備え、前記蛍光体層を前記基板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割したときに、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち第1のセグメントに照射される前記励起光の積算光量は、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち前記第1のセグメントとは異なる第2のセグメントに照射される前記励起光の積算光量と等しいA light source device of the present invention includes a substrate that includes a phosphor layer and is rotatable around a predetermined rotation axis, a light source that intermittently emits excitation light that excites the phosphor layer, and the substrate rotates. The first region of the phosphor layer is irradiated with the excitation light in one round, and at least some of the first region is irradiated with the excitation light in another round. A rotation period determining device that controls the rotation of the substrate so that the phosphor layer is divided into a plurality of segments along the rotation direction of the substrate. The integrated light amount of the excitation light irradiated to the first segment among the plurality of segments of the excitation light irradiated to the second segment different from the first segment among the plurality of segments per unit time Integrated light intensity Equal.

この構成によれば、蛍光体層の励起光が照射される領域は一の周回と他の周回とで互いに異なる。そのため、励起光が照射される蛍光体層の領域が周回毎に常に同じである場合に比べて、蛍光体層の冷却効果が高く、蛍光体層の温度上昇が小さくなる。よって、蛍光体層の劣化や蛍光体層の波長変換効率の低下が生じにくい光源装置が提供される。   According to this structure, the area | region where the excitation light of a fluorescent substance layer is irradiated differs mutually by one round and another round. Therefore, compared with the case where the region of the phosphor layer irradiated with the excitation light is always the same every round, the phosphor layer has a higher cooling effect and the temperature rise of the phosphor layer is smaller. Therefore, a light source device is provided in which deterioration of the phosphor layer and decrease in wavelength conversion efficiency of the phosphor layer are unlikely to occur.

前記回転周期決定装置は、前記基板が回転しているときに、前記蛍光体層のうち前記一の周回において前記励起光が照射される領域と、前記蛍光体層のうち前記他の周回において前記励起光が照射される領域とが互いに重ならないように、前記基板の回転を制御してもよい。また、前記回転周期決定装置は、前記基板が回転しているときに、前記蛍光体層のうち前記一の周回において前記励起光が照射されない領域と、前記蛍光体層のうち前記他の周回において前記励起光が照射されない領域とが互いに重ならないように、前記基板の回転を制御してもよい。   The rotation period determining device includes a region in the phosphor layer that is irradiated with the excitation light during the rotation of the phosphor layer and the other rotation of the phosphor layer when the substrate is rotating. You may control rotation of the said board | substrate so that the area | region irradiated with excitation light may not mutually overlap. In addition, the rotation period determining device may include a region in the phosphor layer that is not irradiated with the excitation light during the rotation of the substrate and the other rotation of the phosphor layer when the substrate is rotating. You may control rotation of the said board | substrate so that the area | region which is not irradiated with the said excitation light may not mutually overlap.

この構成によれば、一の周回と他の周回とで、蛍光体層の励起光が照射される位置を基板の回転方向に沿って確実に分散させることができる。   According to this configuration, the position where the excitation light of the phosphor layer is irradiated can be reliably dispersed along the rotation direction of the substrate in one round and the other round.

前記蛍光体層を前記基板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割したときに、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち第1のセグメントに照射される前記励起光の積算光量は、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち前記第1のセグメントとは異なる第2のセグメントに照射される前記励起光の積算光量と等しくてもよい。   When the phosphor layer is divided into a plurality of segments along the rotation direction of the substrate, the integrated light amount of the excitation light irradiated to the first segment among the plurality of segments per unit time is the unit time. Of course, the integrated light quantity of the excitation light applied to a second segment different from the first segment among the plurality of segments may be equal.

この構成によれば、蛍光体層の劣化の度合いや、蛍光体層の波長変換効率の大きさがセグメントごとにばらつくことを抑制することができる。よって、長寿命で且つ点灯時の明るさの変動が生じにくい光源装置が提供される。この場合、全てのセグメントにおいて、単位時間あたりに照射される前記励起光の積算光量が互いに等しければ、このような効果は最も大きくなる。   According to this configuration, it is possible to suppress the degree of deterioration of the phosphor layer and the variation in wavelength conversion efficiency of the phosphor layer from segment to segment. Therefore, a light source device that has a long lifetime and is unlikely to change in brightness when lit is provided. In this case, such an effect is the greatest if the integrated light amounts of the excitation light irradiated per unit time are equal in all segments.

前記他の周回を、前記一の周回の次の周回としてもよい。   The other round may be a round next to the one round.

この構成によれば、一の周回とその次の周回とで、蛍光体層の励起光が照射される位置を基板の回転方向に沿って確実に分散させることができる。   According to this configuration, the position where the excitation light of the phosphor layer is irradiated can be reliably dispersed along the rotation direction of the substrate by one round and the next round.

前記光源の発光タイミングを制御する発光タイミング信号として、フレーム周期に同期した周期を有する発光タイミング信号を生成する発光タイミング生成装置をさらに備え、前記回転周期決定装置は、前記基板の回転周期として、前記発光タイミング信号の周期の非整数倍の回転周期を決定してもよい。   The light emission timing signal for controlling the light emission timing of the light source further includes a light emission timing generation device that generates a light emission timing signal having a period synchronized with a frame period, and the rotation period determination device includes the rotation period of the substrate as the rotation period of the substrate, A rotation period that is a non-integer multiple of the period of the light emission timing signal may be determined.

この構成によれば、1周回ごとに蛍光体層の励起光が照射される位置を基板の回転方向に沿って確実に分散させることができる。   According to this structure, the position where the excitation light of the phosphor layer is irradiated every round can be reliably dispersed along the rotation direction of the substrate.

前記回転周期決定装置は、前記光源の発光期間のデューティをδ(0<δ<1)として、前記発光タイミング信号の周期の(1+δ)倍の周期を前記基板の回転周期として決定してもよい。   The rotation period determining device may determine a period of (1 + δ) times the period of the light emission timing signal as a rotation period of the substrate, with a duty of a light emission period of the light source being δ (0 <δ <1). .

この構成によれば、回転蛍光板の回転周期と光源の発光周期との最小公倍数を1単位時間として、1単位時間ごとに励起光の照射位置を周期的に変動させることができる。また、蛍光体を基板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割した場合に、全てのセグメントにおいて、1単位時間あたりに照射される励起光の積算光量を互いに等しくすることができる。   According to this configuration, the least common multiple of the rotation period of the rotating fluorescent plate and the light emission period of the light source can be set as one unit time, and the irradiation position of the excitation light can be periodically changed every unit time. Further, when the phosphor is divided into a plurality of segments along the rotation direction of the substrate, the integrated light amounts of the excitation light irradiated per unit time can be made equal in all the segments.

前記デューティδは0.5以下であってもよい。   The duty δ may be 0.5 or less.

この構成によれば、ある周回にて励起光が照射された領域と、次の周回にて励起光が照射された領域とが重ならないため、蛍光体層の温度上昇が効果的に抑制される。   According to this configuration, since the region irradiated with the excitation light in a certain round does not overlap with the region irradiated with the excitation light in the next round, the temperature rise of the phosphor layer is effectively suppressed. .

本発明の光源装置は、蛍光体層を含み、かつ所定の回転軸の回りに回転可能な基板と、前記蛍光体層を励起する励起光を間欠的に発する光源と、前記基板の回転が前記励起光の発光と非同期となるように、かつ、前記蛍光体層を前記基板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割したときに、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち第1のセグメントに照射される前記励起光の積算光量が、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち前記第1のセグメントとは異なる第2のセグメントに照射される前記励起光の積算光量と等しくなるように、前記基板の回転を制御する回転周期決定装置と、を備えている。   The light source device of the present invention includes a substrate that includes a phosphor layer and is rotatable around a predetermined rotation axis, a light source that intermittently emits excitation light that excites the phosphor layer, and the rotation of the substrate is the When the phosphor layer is divided into a plurality of segments along the rotation direction of the substrate so as to be asynchronous with the emission of the excitation light, the first segment among the plurality of segments per unit time. The integrated light amount of the excitation light irradiated is equal to the integrated light amount of the excitation light irradiated to a second segment different from the first segment among the plurality of segments per unit time. A rotation period determining device for controlling the rotation of the substrate.

この構成によれば、蛍光体層の励起光が照射される領域は一の周回と他の周回とで互いに異なる。そのため、励起光が照射される蛍光体層の領域が周回毎に常に同じである場合に比べて、蛍光体層の冷却効果が高く、蛍光体層の温度上昇が小さくなる。よって、蛍光体層の劣化や蛍光体層の波長変換効率の低下が生じにくい光源装置が提供される。さらに、蛍光体層の劣化の度合いや、蛍光体層の波長変換効率の大きさがセグメントごとにばらつくことを抑制することができる。よって、長寿命で且つ点灯時の明るさの変動が生じにくい光源装置が提供される。   According to this structure, the area | region where the excitation light of a fluorescent substance layer is irradiated differs mutually by one round and another round. Therefore, compared with the case where the region of the phosphor layer irradiated with the excitation light is always the same every round, the phosphor layer has a higher cooling effect and the temperature rise of the phosphor layer is smaller. Therefore, a light source device is provided in which deterioration of the phosphor layer and decrease in wavelength conversion efficiency of the phosphor layer are unlikely to occur. Furthermore, it is possible to suppress the degree of deterioration of the phosphor layer and the variation in wavelength conversion efficiency of the phosphor layer from segment to segment. Therefore, a light source device that has a long lifetime and is unlikely to change in brightness when lit is provided.

全ての前記セグメントにおいて、単位時間あたりに照射される前記励起光の積算光量を互いに等しくしてもよい。   In all the segments, the integrated light amounts of the excitation light irradiated per unit time may be equal to each other.

この構成によれば、蛍光体層の劣化の度合いや、蛍光体層の波長変換効率の大きさがセグメントごとにばらつくことを抑制する効果を高めることができる。   According to this configuration, it is possible to enhance the effect of suppressing the degree of deterioration of the phosphor layer and the variation in wavelength conversion efficiency of the phosphor layer from segment to segment.

本発明のプロジェクターは、本発明の光源装置と、前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えている。   The projector of the present invention includes a light source device of the present invention, a light modulation element that modulates the fluorescence emitted from the light source device with an image signal, and a projection optical system that projects the fluorescence modulated by the light modulation element. It is equipped with.

この構成によれば、蛍光体層の劣化や蛍光体層の波長変換効率の低下が生じにくいプロジェクターが提供される。   According to this configuration, it is possible to provide a projector in which the phosphor layer is hardly deteriorated and the wavelength conversion efficiency of the phosphor layer is hardly reduced.

第1実施形態のプロジェクターの概略図である。It is the schematic of the projector of 1st Embodiment. プロジェクターの動作を制御する制御系の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the control system which controls operation | movement of a projector. 蛍光体を回転蛍光板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割した図である。It is the figure which divided | segmented the fluorescent substance into several segments along the rotation direction of a rotation fluorescent plate. 回転蛍光板の回転周期と光源の発光タイミングとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation period of a rotation fluorescent plate, and the light emission timing of a light source. 励起光が照射されるセグメントを1周回ごとに時系列的に示した図である。It is the figure which showed the segment irradiated with excitation light in time series for every round. プロジェクターの制御系が実行する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the process which the control system of a projector performs. 第2実施形態のプロジェクターにおいて蛍光体を回転蛍光板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割した図である。It is the figure which divided | segmented the fluorescent substance into several segments along the rotation direction of a rotation fluorescent plate in the projector of 2nd Embodiment. 回転蛍光板の回転周期と光源の発光タイミングとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation period of a rotation fluorescent plate, and the light emission timing of a light source. 励起光が照射されるセグメントを1周回ごとに時系列的に示した図である。It is the figure which showed the segment irradiated with excitation light in time series for every round. 第3実施形態のプロジェクターの概略図である。It is the schematic of the projector of 3rd Embodiment. プロジェクターの動作を制御する制御系の機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the control system which controls operation | movement of a projector. 蛍光体を回転蛍光板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割した図である。It is the figure which divided | segmented the fluorescent substance into several segments along the rotation direction of a rotation fluorescent plate. 回転蛍光板の回転周期と光源の発光タイミングとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation period of a rotation fluorescent plate, and the light emission timing of a light source. 励起光が照射されるセグメントを1周回ごとに時系列的に示した図である。It is the figure which showed the segment irradiated with excitation light in time series for every round. 回転蛍光板の回転周期と光源の発光タイミングとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the rotation period of a rotation fluorescent plate, and the light emission timing of a light source. 励起光が照射されるセグメントを1周回ごとに時系列的に示した図である。It is the figure which showed the segment irradiated with excitation light in time series for every round.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態のプロジェクター1の概略図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram of a projector 1 according to the first embodiment.

プロジェクター1は、赤色用光源装置10Rと、緑色用光源装置10Gと、青色用光源装置10Bと、赤色用液晶表示素子30Rと、緑色用液晶表示素子30Gと、青色用液晶表示素子30Bと、色合成光学系40と、投射光学系50と、を備えている。   The projector 1 includes a red light source device 10R, a green light source device 10G, a blue light source device 10B, a red liquid crystal display element 30R, a green liquid crystal display element 30G, a blue liquid crystal display element 30B, and a color. A synthesis optical system 40 and a projection optical system 50 are provided.

緑色用光源装置10Gは、光源11と、集光レンズ12aと、コリメートレンズ12bと、回転蛍光板13と、モーター14と、ピックアップ光学系15と、ダイクロイックミラー16と、集光レンズ17と、ロッドインテグレーター18と、コリメートレンズ19と、を備えている。   The green light source device 10G includes a light source 11, a condensing lens 12a, a collimating lens 12b, a rotating fluorescent plate 13, a motor 14, a pickup optical system 15, a dichroic mirror 16, a condensing lens 17, and a rod integrator. 18 and a collimating lens 19.

光源11は、固体光源35と、固体光源35から射出された光を平行化するコリメートレンズ36とを1組とする光学素子が5×5の2次元配列状に並べられた固体光源アレイである。固体光源35としては、例えば、励起光として青色レーザー光を射出する半導体レーザー素子(Laser Diode; LD)が用いられる。励起光は、例えば、波長が約450nmにおいて発光強度のピークが現れる特性を有する。   The light source 11 is a solid light source array in which optical elements each having a set of a solid light source 35 and a collimating lens 36 that collimates the light emitted from the solid light source 35 are arranged in a 5 × 5 two-dimensional array. . As the solid light source 35, for example, a semiconductor laser element (Laser Diode; LD) that emits blue laser light as excitation light is used. Excitation light has a characteristic that a peak of emission intensity appears at a wavelength of about 450 nm, for example.

光源11から射出された励起光は、集光レンズ12aとコリメートレンズ12bで一旦光束が細められる。その後、ダイクロイックミラー16にて90度光路が折り曲げられ、ピックアップ光学系15で回転蛍光板13の蛍光体13b上に集光される。蛍光体13bに入射した励起光は、集光スポット全体で□1mmの略正方形状となる。   The excitation light emitted from the light source 11 is once narrowed by the condenser lens 12a and the collimating lens 12b. Thereafter, the optical path is bent 90 degrees by the dichroic mirror 16, and the light is condensed on the phosphor 13 b of the rotating fluorescent plate 13 by the pickup optical system 15. The excitation light incident on the phosphor 13b has a substantially square shape of □ 1 mm over the entire focused spot.

回転蛍光板13は、基板としての円板13aの一方の面に、蛍光体層としての蛍光体13bを円板13aの周方向に沿って連続的に形成したものである。回転蛍光板13は、モーター14によって回転自在に支持され、ピックアップ光学系15が集光した励起光を緑色の蛍光(以下、単に緑色光ということがある)に変換して射出する。   The rotating fluorescent plate 13 is formed by continuously forming a phosphor 13b as a phosphor layer on one surface of a disc 13a as a substrate along the circumferential direction of the disc 13a. The rotating fluorescent plate 13 is rotatably supported by a motor 14 and converts the excitation light collected by the pickup optical system 15 into green fluorescence (hereinafter sometimes simply referred to as green light) and emits it.

円板13aは、例えば、アルミニウム基板等の金属基板で形成されている。円板13aの蛍光体13bが形成される面は、蛍光体13bから射出された緑色光を反射する反射面となっている。円板13aの円中心部には、モーター14の回転軸Axが貫通する穴が形成されている。なお、ここでは基板として円板13aを用いる例について説明したが、基板の形状は円板に限定されず平板であればよい。   The disc 13a is formed of a metal substrate such as an aluminum substrate, for example. The surface of the disk 13a on which the phosphor 13b is formed is a reflecting surface that reflects the green light emitted from the phosphor 13b. A hole through which the rotation axis Ax of the motor 14 passes is formed in the center of the circle of the disk 13a. In addition, although the example using the disk 13a as a board | substrate was demonstrated here, the shape of a board | substrate is not limited to a disk, What is necessary is just a flat plate.

蛍光体13bは、緑色蛍光体を透明樹脂に混入した状態で円板13a上に塗布することにより形成されている。緑色蛍光体としては、例えば、βサイアロン(Si,Al)6(O,N)8:Euやシリケート系(Ca3Sc2Si3O12:Ce)などが使用できる。緑色蛍光体はこのほかにも各種存在するが、何を使用してもよい。透明樹脂はシリコーン樹脂であり、緑色蛍光体の粉末と混練され、塗布された後熱硬化され、円板13a上に固着されている。円板13aは、蛍光体にて発生した熱を効率よく放熱するための放熱板を兼ねている。   The phosphor 13b is formed by applying a green phosphor on the disc 13a in a state of being mixed in a transparent resin. As the green phosphor, for example, β sialon (Si, Al) 6 (O, N) 8: Eu, silicate system (Ca 3 Sc 2 Si 3 O 12: Ce) or the like can be used. Various other green phosphors exist, but any may be used. The transparent resin is a silicone resin, which is kneaded with a green phosphor powder, coated, thermally cured, and fixed on the disk 13a. The circular plate 13a also serves as a heat radiating plate for efficiently radiating the heat generated in the phosphor.

回転蛍光板13は、光源11から射出された励起光が円板13aとは反対側から蛍光体13bに入射するように、蛍光体13bが形成された面を励起光が入射する側に向けて設けられている。   The rotating fluorescent plate 13 is provided with the surface on which the phosphor 13b is formed facing the side on which the excitation light is incident so that the excitation light emitted from the light source 11 is incident on the phosphor 13b from the side opposite to the disc 13a. It has been.

モーター14は、回転蛍光板13を回転させる電動機である。モーター14は、後述するモーター駆動部から供給される回転指示信号を取り込み、回転指示信号に応じた回転周期で回転軸Axを回転させる。モーター14は、例えばホール素子で実現される位置検出センサーを備え、位置検出センサーによって検出される回転軸Axの基準位置を表す位置情報を出力する。   The motor 14 is an electric motor that rotates the rotating fluorescent plate 13. The motor 14 takes in a rotation instruction signal supplied from a motor driving unit, which will be described later, and rotates the rotation axis Ax at a rotation cycle corresponding to the rotation instruction signal. The motor 14 includes a position detection sensor realized by, for example, a Hall element, and outputs position information indicating a reference position of the rotation axis Ax detected by the position detection sensor.

ピックアップ光学系15は、単一または複数のレンズ、例えば、第1レンズ15aと第2レンズ15bとを備えており、光源11から射出された励起光を蛍光体13b上に集光するとともに、蛍光体13bから射出された緑色光を略平行化する。   The pickup optical system 15 includes a single lens or a plurality of lenses, for example, a first lens 15a and a second lens 15b. The pickup optical system 15 condenses excitation light emitted from the light source 11 on the phosphor 13b and also emits fluorescence. The green light emitted from the body 13b is made substantially parallel.

ダイクロイックミラー16は、光源11から射出された励起光を反射し、蛍光体13bから射出された緑色光を透過する波長選択透過反射部材である。蛍光体13bから射出された緑色光は、ピックアップ光学系15によって略平行化され、ダイクロイックミラー16によって残留励起光が除去された後、集光レンズ17によって再集光され、ロッドインテグレーター18を通過する。   The dichroic mirror 16 is a wavelength selective transmission / reflection member that reflects the excitation light emitted from the light source 11 and transmits the green light emitted from the phosphor 13b. The green light emitted from the fluorescent body 13 b is substantially collimated by the pickup optical system 15, and after the residual excitation light is removed by the dichroic mirror 16, it is re-condensed by the condenser lens 17 and passes through the rod integrator 18. .

ロッドインテグレーター18は、光路方向に延在する角柱状の光学部材である。ロッドインテグレーター18内では多重反射により光が混合して均一化される。ロッドインテグレーター18から射出された緑色光は、コリメートレンズ19によって略平行化され、光変調素子としての緑色用液晶表示素子30Gに入射する。   The rod integrator 18 is a prismatic optical member that extends in the optical path direction. In the rod integrator 18, light is mixed and made uniform by multiple reflection. The green light emitted from the rod integrator 18 is substantially collimated by the collimating lens 19 and enters the green liquid crystal display element 30G as a light modulation element.

赤色用光源装置10Rは、光源20と、ロッドインテグレーター21と、コリメートレンズ22と、反射ミラー23と、を備えている。   The red light source device 10 </ b> R includes a light source 20, a rod integrator 21, a collimator lens 22, and a reflection mirror 23.

光源20としては、例えば、赤色光を射出する発光ダイオード(Light Emitting Diode; LED)が用いられる。赤色光は、例えば、波長が約600nmにおいて発光強度のピークが現れる特性を有する。光源20から射出された赤色光は、ロッドインテグレーター21によって輝度が均一化された後、コリメートレンズ22で略平行化され、反射ミラー23を介して、光変調素子としての赤色用液晶表示素子30Rに入射する。   As the light source 20, for example, a light emitting diode (LED) that emits red light is used. For example, red light has a characteristic in which a peak of emission intensity appears at a wavelength of about 600 nm. The red light emitted from the light source 20 is made uniform in luminance by the rod integrator 21 and then substantially collimated by the collimator lens 22, and passes through the reflection mirror 23 to the red liquid crystal display element 30 </ b> R as a light modulation element. Incident.

青色用光源装置10Bは、光源24と、ロッドインテグレーター25と、コリメートレンズ26と、反射ミラー27と、を備えている。   The blue light source device 10 </ b> B includes a light source 24, a rod integrator 25, a collimator lens 26, and a reflection mirror 27.

光源24としては、例えば、青色光を射出する発光ダイオード(Light Emitting Diode; LED)が用いられる。青色光は、例えば、波長が約450nmにおいて発光強度のピークが現れる特性を有する。光源24から射出された青色光は、ロッドインテグレーター25によって輝度が均一化された後、コリメートレンズ26で略平行化され、反射ミラー27を介して、光変調素子としての青色用液晶表示素子30Bに入射する。   As the light source 24, for example, a light emitting diode (LED) that emits blue light is used. For example, blue light has a characteristic in which a peak of emission intensity appears at a wavelength of about 450 nm. The blue light emitted from the light source 24 is made uniform in luminance by the rod integrator 25 and then substantially collimated by the collimator lens 26, and is passed through the reflection mirror 27 to the blue liquid crystal display element 30B as a light modulation element. Incident.

赤色用液晶表示素子30R、緑色用液晶表示素子30Gおよび青色用液晶表示素子30Bは、液晶パネルの両面(光入射面および光射出面)に偏光板を貼着した透過型の光変調素子である。赤色用液晶表示素子30R、緑色用液晶表示素子30Gおよび青色用液晶表示素子30Bは、赤色用光源装置10R、緑色用光源装置10Gおよび青色用光源装置10Bから入射した赤色光、緑色光および青色光を外部から供給される画像信号に基づいて変調し、赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光を生成する。   The red liquid crystal display element 30R, the green liquid crystal display element 30G, and the blue liquid crystal display element 30B are transmissive light modulation elements in which polarizing plates are attached to both surfaces (light incident surface and light emission surface) of the liquid crystal panel. . The red liquid crystal display element 30R, the green liquid crystal display element 30G, and the blue liquid crystal display element 30B are red light, green light, and blue light incident from the red light source device 10R, the green light source device 10G, and the blue light source device 10B. Are modulated based on an image signal supplied from the outside to generate red image light, green image light, and blue image light.

色合成光学系40は、赤色用液晶表示素子30R、緑色用液晶表示素子30Gおよび青色用液晶表示素子30Bで生成された赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光を合成し、光の三原色によるカラー画像光を形成するクロスダイクロイックプリズムである。クロスダイクロイックプリズムは、4つの直角プリズムを貼り合わせて立方体に形成した光学部材である。直角プリズム同士を貼り合わせたX字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は青色光を反射するものである。クロスダイクロイックプリズムは、これら誘電体多層膜によって進行方向をそれぞれ変更した赤色光および青色光と、透過する緑色光との進行方向をそろえることにより、赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光を合成する。   The color combining optical system 40 combines the red image light, the green image light, and the blue image light generated by the red liquid crystal display element 30R, the green liquid crystal display element 30G, and the blue liquid crystal display element 30B. This is a cross dichroic prism that forms color image light of the three primary colors. The cross dichroic prism is an optical member formed by bonding four right-angle prisms into a cube. A dielectric multilayer film is formed on the X-shaped interface where the right-angle prisms are bonded together. The dielectric multilayer film formed on one X-shaped interface reflects red light, and the dielectric multilayer film formed on the other interface reflects blue light. The cross dichroic prism aligns the traveling direction of red light and blue light whose traveling direction has been changed by these dielectric multilayers respectively with the transmitting green light, thereby red image light, green image light and blue image. Synthesize light.

色合成光学系40で合成された赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光は、投射光学系50によってスクリーンSCR上に拡大投射され、ユーザーの目にカラー画像として認識される。   The red image light, the green image light, and the blue image light synthesized by the color synthesis optical system 40 are enlarged and projected on the screen SCR by the projection optical system 50 and recognized as a color image by the user.

本実施形態の場合、プロジェクター1は、3D画像を表示するプロジェクターである。赤色用液晶表示素子30R、緑色用液晶表示素子30Gおよび青色用液晶表示素子30Bは、右眼用画像と左眼用の画像を交互に生成する。ユーザーは、スクリーンSCRに投射された右眼用画像と左眼用画像をシャッター方式の3Dメガネを用いて観察する。   In the present embodiment, the projector 1 is a projector that displays a 3D image. The red liquid crystal display element 30R, the green liquid crystal display element 30G, and the blue liquid crystal display element 30B alternately generate right-eye images and left-eye images. The user observes the right-eye image and the left-eye image projected on the screen SCR using shutter-type 3D glasses.

3Dメガネは、赤色用液晶表示素子30R、緑色用液晶表示素子30Gおよび青色用液晶表示素子30Bにおいて、右眼用画像から左眼用画像あるいは左眼用画像から右眼用画像に液晶の配向が切り換わるまでの過渡期間は、両目のシャッターをオフにする。そして、液晶の配向が完全に切り換わった段階で右眼あるいは左眼のシャッターをオンにする。そうすることで、右眼用画像と左眼用画像とが混在することによる表示不良(クロストーク)を低減している。   In the 3D glasses, in the red liquid crystal display element 30R, the green liquid crystal display element 30G, and the blue liquid crystal display element 30B, the liquid crystal is aligned from the right eye image to the left eye image or from the left eye image to the right eye image. During the transition period until switching, the shutters of both eyes are turned off. Then, the shutter of the right eye or the left eye is turned on when the liquid crystal orientation is completely switched. By doing so, display defects (crosstalk) due to the mixture of the right-eye image and the left-eye image are reduced.

液晶の配向が完全に切り換わるまでの過渡期間は、両目のシャッターがオフとされる。そのため、赤色用光源装置10R、緑色用光源装置10Gおよび青色用光源装置10Bでは、消費電力を抑えるために、過渡期間の出力光量はゼロ(非発光)とされる。よって、赤色用光源装置10R、緑色用光源装置10Gおよび青色用光源装置10Bでは、過渡期間をオフ、非過渡期間をオンとする間欠発光が行われる。   During the transition period until the alignment of the liquid crystal is completely switched, the shutters of both eyes are turned off. Therefore, in the red light source device 10R, the green light source device 10G, and the blue light source device 10B, the output light amount in the transition period is set to zero (non-light emission) in order to reduce power consumption. Therefore, in the red light source device 10R, the green light source device 10G, and the blue light source device 10B, intermittent light emission in which the transient period is off and the non-transient period is on is performed.

図2は、プロジェクター1の動作を制御する制御系の機能構成を示すブロック図である。図2では、図1に示した構成のうち、特に本発明の特徴部となる、光源11の駆動制御に必要な構成のみを抜き出し簡略化して図示している。   FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration of a control system that controls the operation of the projector 1. In FIG. 2, only the configuration necessary for drive control of the light source 11, which is a characteristic part of the present invention, is extracted and simplified from the configuration illustrated in FIG. 1.

プロジェクター1は、制御系として、制御部(制御装置)61と、光源駆動部62と、モーター駆動部63と、画像信号供給部64と、を備えている。   The projector 1 includes a control unit (control device) 61, a light source driving unit 62, a motor driving unit 63, and an image signal supply unit 64 as a control system.

制御部61は、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read ONLY Memory)と、RAM(Random Access Memory)と(いずれも図示を省略する。)を含んで実現される。CPUは、ROMに記憶された制御プログラムを読み出してRAMに展開しこのRAM上のプログラムのステップを実行する。このCPUによるプログラム実行によって、制御部61は、プロジェクター1全体の動作を制御する。制御部61は、制御プログラムの実行により、画像出力要求信号を画像信号供給部64に供給する。   The control unit 61 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) (all of which are not shown). The CPU reads the control program stored in the ROM, expands it in the RAM, and executes the program steps on the RAM. The control unit 61 controls the overall operation of the projector 1 by executing the program by the CPU. The control unit 61 supplies an image output request signal to the image signal supply unit 64 by executing the control program.

制御部61は、その機能構成として、発光タイミング生成装置としての発光タイミング生成部101と、回転周期決定装置としての回転周期決定部102と、を備えている。   The control unit 61 includes a light emission timing generation unit 101 as a light emission timing generation device and a rotation cycle determination unit 102 as a rotation cycle determination device as functional configurations.

発光タイミング生成部101は、画像信号供給部64から供給されるフレーム同期信号を取り込み、光源11が射出する励起光、光源20が射出する赤色光、および光源24が射出する青色光の射出期間を制御するための発光タイミング信号をフレーム同期信号に同期させて生成し、その発光タイミング信号を光源駆動部62と回転周期決定部102とに供給する。   The light emission timing generation unit 101 captures the frame synchronization signal supplied from the image signal supply unit 64, and determines the emission period of the excitation light emitted from the light source 11, the red light emitted from the light source 20, and the blue light emitted from the light source 24. A light emission timing signal for control is generated in synchronization with the frame synchronization signal, and the light emission timing signal is supplied to the light source driving unit 62 and the rotation period determining unit 102.

フレーム同期信号は、映像のフレーム周期を決定する同期信号であり、例えば、60フレーム/秒(fps; frame par second)のフレームレートを有するパルス信号である。発光タイミング信号は、上記のとおりフレーム同期信号に同期した、例えば正アクティブのパルス信号である。   The frame synchronization signal is a synchronization signal that determines the frame period of the video, and is, for example, a pulse signal having a frame rate of 60 frames / second (fps). The light emission timing signal is, for example, a positive active pulse signal synchronized with the frame synchronization signal as described above.

本実施形態の場合、1フレーム期間が2つのサブフレームに分割され、1サブフレームごとに右眼用画像と左眼用画像が表示される。光源11、光源20および光源24は、右眼用画像と左眼用画像が表示されるタイミングに合わせて1サブフレームごとに1回ずつ発光する。そのため、フレーム同期信号のフレームレートが60fpsである場合、発光タイミング信号は、フレーム周期に同期した1/120秒の周期を有する正アクティブのパルス信号である。   In the present embodiment, one frame period is divided into two subframes, and a right eye image and a left eye image are displayed for each subframe. The light source 11, the light source 20, and the light source 24 emit light once every subframe in accordance with the display timing of the right eye image and the left eye image. Therefore, when the frame rate of the frame synchronization signal is 60 fps, the light emission timing signal is a positive active pulse signal having a period of 1/120 second synchronized with the frame period.

回転周期決定部102は、発光タイミング生成部101から供給される発光タイミング信号を取り込み、この発光タイミング信号のパルス周期に非同期である回転蛍光板13の回転周期を計算し、この回転周期の値(回転周期値)をモーター駆動部63に供給する。回転周期決定部102は、回転蛍光板13が回転しているときに、蛍光体13bのうち第1の領域には、一の周回において励起光が照射され、第1の領域のうち少なくとも一部の領域には、次の周回において励起光が照射されないように、発光タイミング信号のパルス周期の整数倍ではなく(非整数倍)且つ整数分の一倍でもない(非整数分の一倍)回転周期値を求め、この回転周期値をモーター駆動部63に供給する。   The rotation cycle determination unit 102 takes in the light emission timing signal supplied from the light emission timing generation unit 101, calculates the rotation cycle of the rotating fluorescent screen 13 that is asynchronous with the pulse cycle of the light emission timing signal, and the value of this rotation cycle (rotation). (Period value) is supplied to the motor drive unit 63. When the rotating fluorescent plate 13 is rotating, the rotation period determining unit 102 irradiates the first region of the phosphor 13b with excitation light in one rotation, and at least a part of the first region. The rotation period is not an integral multiple of the pulse period of the light emission timing signal (non-integer multiple) and is not an integral fraction (one non-integer fraction) so that the region is not irradiated with excitation light in the next round. A value is obtained, and this rotation period value is supplied to the motor drive unit 63.

また、回転周期決定部102は、モーター駆動部63から供給されるモーター14の回転軸Axの位置情報を取り込み、この位置情報に基づいてモーター14の回転軸Axが回転しているか否かを判定する。   Further, the rotation cycle determination unit 102 takes in the position information of the rotation axis Ax of the motor 14 supplied from the motor driving unit 63 and determines whether or not the rotation axis Ax of the motor 14 is rotating based on this position information. To do.

光源駆動部62は、制御部61の発光タイミング生成部101から供給される発光タイミング信号を取り込み、この発光タイミング信号が示すタイミングに基づいて光源11、光源20および光源24を間欠に発光させる。すなわち、光源駆動部62は、発光タイミング信号が正アクティブのパルス信号である場合、発光タイミング信号の正の期間において光源11、光源20および光源24を発光させる。本実施形態においては、光源11が射出する励起光のレベル値は一定である。   The light source drive unit 62 takes in the light emission timing signal supplied from the light emission timing generation unit 101 of the control unit 61, and causes the light source 11, the light source 20, and the light source 24 to emit light intermittently based on the timing indicated by the light emission timing signal. That is, when the light emission timing signal is a positive active pulse signal, the light source driving unit 62 causes the light source 11, the light source 20, and the light source 24 to emit light during the positive period of the light emission timing signal. In the present embodiment, the level value of the excitation light emitted from the light source 11 is constant.

モーター駆動部63は、制御部61の回転周期決定部102から供給される回転周期値を取り込み、この回転周期値を指定する回転指示信号を生成しモーター14に供給して駆動する。また、モーター駆動部63は、モーター14から供給される回転軸Axの位置情報を取り込み、その位置情報を回転周期決定部102に供給する。   The motor drive unit 63 takes in the rotation cycle value supplied from the rotation cycle determination unit 102 of the control unit 61, generates a rotation instruction signal designating this rotation cycle value, supplies the rotation instruction signal to the motor 14, and drives it. Further, the motor drive unit 63 takes in the position information of the rotation axis Ax supplied from the motor 14 and supplies the position information to the rotation cycle determination unit 102.

画像信号供給部64は、図示しない同期信号生成部を含み、この同期信号生成部が生成するフレーム同期信号を制御部61の発光タイミング生成部101に供給する。また、画像信号供給部64は、制御部61から供給される画像出力要求信号を取り込み、この画像出力要求信号に応じて、外部から供給される画像信号をフレーム同期信号に同期させて赤色用液晶表示素子30R、緑色用液晶表示素子30Gおよび青色用液晶表示素子30Bに供給する。   The image signal supply unit 64 includes a synchronization signal generation unit (not shown), and supplies the frame synchronization signal generated by the synchronization signal generation unit to the light emission timing generation unit 101 of the control unit 61. Further, the image signal supply unit 64 takes in the image output request signal supplied from the control unit 61, and synchronizes the image signal supplied from the outside with the frame synchronization signal in response to the image output request signal. This is supplied to the display element 30R, the green liquid crystal display element 30G, and the blue liquid crystal display element 30B.

図3は、蛍光体13bを回転蛍光板13の回転方向に沿って複数のセグメント(回転軸を中心とした扇状の領域)に仮想的に分割した図である。なお、セグメントへの分割は説明の都合上のことで、実際に分割されているわけではない。図4は、回転蛍光板13の回転周期と光源11の発光タイミングとの関係を示す図である。図5は、励起光が照射されるセグメント(発光セグメント)を1周回ごとに時系列的に示した図である。図5において「○」は光源を発光させることを示し、「×」は光源を発光させないことを示す。   FIG. 3 is a diagram in which the phosphor 13b is virtually divided into a plurality of segments (fan-shaped regions around the rotation axis) along the rotation direction of the rotating fluorescent plate 13. Note that the division into segments is for convenience of explanation and is not actually divided. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 and the light emission timing of the light source 11. FIG. 5 is a diagram showing the segments (light-emitting segments) irradiated with the excitation light in time series for each round. In FIG. 5, “◯” indicates that the light source emits light, and “X” indicates that the light source does not emit light.

図3に示すように、本実施形態の回転蛍光板13では、蛍光体13bは回転蛍光板13の回転方向に沿って3個のセグメント(セグメントAないしセグメントC)に仮想的に分割されている。光源11は一定の時間間隔でオン/オフを繰り返し、励起光は、蛍光体13b上の集光スポット70に一定の時間間隔で間欠的に照射される。回転蛍光板13は回転軸Axの周りに回転しているため、集光スポット70は蛍光体13bの上で回転軸Axの周りを移動する。光源11は一定の時間間隔でオン/オフを繰り返すため、光源11が1回点灯している間に集光スポット70が描く軌跡に対応する扇状領域を一の仮想セグメントとする。たとえばセグメントAが集光スポット70と重なったときに、光源11が発光してセグメントAに励起光70が照射されれば、セグメントAを発光セグメントと呼び、セグメントAが集光スポット70と重なったときに、光源11が発光せずセグメントAに励起光70が照射されなければ、セグメントAを非発光セグメントと呼ぶ。   As shown in FIG. 3, in the rotating fluorescent plate 13 of the present embodiment, the phosphor 13 b is virtually divided into three segments (segment A to segment C) along the rotating direction of the rotating fluorescent plate 13. The light source 11 is repeatedly turned on / off at a constant time interval, and the excitation light is intermittently applied to the condensed spot 70 on the phosphor 13b at a constant time interval. Since the rotating fluorescent plate 13 rotates around the rotation axis Ax, the condensed spot 70 moves around the rotation axis Ax on the phosphor 13b. Since the light source 11 is repeatedly turned on / off at regular time intervals, a fan-shaped region corresponding to the locus drawn by the condensed spot 70 while the light source 11 is turned on once is defined as one virtual segment. For example, when the segment A overlaps with the condensing spot 70, if the light source 11 emits light and the segment A is irradiated with the excitation light 70, the segment A is called a light emitting segment, and the segment A overlaps with the condensing spot 70. When the light source 11 does not emit light and the segment A is not irradiated with the excitation light 70, the segment A is called a non-light-emitting segment.

本実施形態では、後述するように、光源11がオンの期間(発光期間)と光源11がオフの期間(非発光期間)を互いに等しくし、発光期間のデューティを50%としている。そのため、回転蛍光板13の回転に伴って、1個のセグメントを発光セグメントとした後、その隣のセグメントを非発光セグメントとすることが繰り返される。ただし、個々のセグメントの中心角は互いに等しい。なお、発光期間のデューティは、発光期間/(発光期間+非発光期間)として算出される。   In the present embodiment, as will be described later, a period during which the light source 11 is on (light emission period) and a period during which the light source 11 is off (non-light emission period) are equal to each other, and the duty of the light emission period is 50%. Therefore, as the rotating fluorescent plate 13 rotates, one segment is made a light emitting segment, and then the adjacent segment is made a non-light emitting segment. However, the central angles of the individual segments are equal to each other. The duty of the light emission period is calculated as light emission period / (light emission period + non-light emission period).

図4に示すように、本実施形態の場合、3Dメガネは120Hzでスイッチングされ、開口期間(画像光を透過してユーザーに画像を視認させる期間)のデューティは50%である。蛍光体13bの発光期間(光源11の発光期間)も3Dメガネに合わせ、120Hz、デューティを50%(発光期間4.2ms)としているため、回転蛍光板13の回転数は例えば80Hz(回転周期は12.5ms)に設定される。   As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the 3D glasses are switched at 120 Hz, and the duty of the opening period (the period in which the user visually recognizes the image by transmitting the image light) is 50%. The light emission period of the phosphor 13b (light emission period of the light source 11) is 120 Hz and the duty is 50% (light emission period 4.2 ms) in accordance with the 3D glasses. Therefore, the rotational speed of the rotating fluorescent plate 13 is, for example, 80 Hz (rotation period is 12 Hz). .5 ms).

回転蛍光板13の回転数は、光源を間欠発光させる際の発光周波数(3Dメガネのスイッチング周波数)をα(Hz)、調整係数をβとして、α(Hz)×βで算出される。調整係数βは、光源11の発光期間のデューティをδとして、β=1/(1+δ)で算出される。回転蛍光板13の回転周期は、回転数の逆数であるため、回転蛍光板13の回転周期は、光源11の発光周期(1/α)の(1+δ)倍となる。デューティδは、0<δ<1であるので、回転蛍光板13の回転周期は、光源11の発光周期の非整数倍となる。   The rotational speed of the rotating fluorescent plate 13 is calculated as α (Hz) × β, where α (Hz) is the emission frequency (switching frequency of the 3D glasses) when the light source is intermittently emitted and β is the adjustment coefficient. The adjustment coefficient β is calculated by β = 1 / (1 + δ), where δ is the duty of the light emission period of the light source 11. Since the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 is the reciprocal of the rotation number, the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 is (1 + δ) times the light emission period (1 / α) of the light source 11. Since the duty δ is 0 <δ <1, the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 is a non-integer multiple of the light emission period of the light source 11.

図5に示すように、蛍光体13b(光源11)の発光の1サイクル目は図3のセグメントAに励起光70が照射され、2サイクル目はセグメントCに励起光70が照射され、3サイクル目はセグメントBに励起光70が照射され、4サイクル目で再びセグメントAに励起光70が照射される。回転蛍光板13の回転から見ると、1周回目(期間T1)ではセグメントAとセグメントCとに励起光70が照射され、2周回目(期間T2)ではセグメントBに励起光70が照射され、3周回目(期間T3)では再びセグメントAとセグメントCとに励起光70が照射される。このように、2周回目(期間T2)の次の3周回目で再び1周回目(期間T1)に戻り、期間T1と期間T2からなる2サイクルが繰り返される。このように、1周回ごとに異なるセグメントに励起光が照射される。   As shown in FIG. 5, in the first cycle of light emission of the phosphor 13b (light source 11), the segment A in FIG. 3 is irradiated with the excitation light 70, and in the second cycle, the segment C is irradiated with the excitation light 70, and the third cycle. The eyes are irradiated with the excitation light 70 on the segment B, and the excitation light 70 is irradiated again on the segment A in the fourth cycle. When viewed from the rotation of the rotating fluorescent plate 13, the excitation light 70 is irradiated to the segment A and the segment C in the first round (period T1), and the excitation light 70 is irradiated to the segment B in the second round (period T2). In the round (period T3), the segment 70 and the segment C are irradiated with the excitation light 70 again. In this way, in the third round following the second round (period T2), the first round (period T1) is resumed, and two cycles consisting of the period T1 and the period T2 are repeated. Thus, excitation light is irradiated to a different segment for every round.

この構成では、発光セグメントと非発光セグメントとが回転蛍光板13の周回毎に入れ替わることから、ある周回における発光セグメントと、次の周回における発光セグメントとは互いに重ならず、ある周回における非発光セグメントと、次の周回における非発光セグメントも互いに重ならない。   In this configuration, since the light-emitting segment and the non-light-emitting segment are switched every rotation of the rotating fluorescent plate 13, the light-emitting segment in one turn and the light-emitting segment in the next turn do not overlap each other, and the non-light-emitting segment in a certain turn The non-light-emitting segments in the next round do not overlap each other.

回転蛍光板13の回転周期12.5msと光源11の発光周期(3Dメガネのスイッチング周期)8.33msとの最小公倍数25ms(回転蛍光板13の回転周期の2回転分)を1単位時間とすると、1単位時間で最初の状態に戻り、以後、同じことが繰り返される。回転蛍光板13が2回転する間に各セグメントの発光期間は1回ずつで互いに等しくなっている。そのため、各セグメント(セグメントAないしセグメントC)の照射光量の時間平均は互いに等しい。言い換えれば、全てのセグメント(セグメントAないしセグメントC)において、1単位時間あたりに照射される励起光70の積算光量は互いに等しい。これにより、位置的、時間的に励起光70の照射部位が分散、平均化され、短時間に局部的に光が集中して温度上昇することが抑制される。   If the least common multiple of 25 ms (two rotations of the rotation cycle of the rotating fluorescent plate 13) between the rotation cycle of the rotating fluorescent plate 13 and 12.5 ms of the light source 11 and the light emission cycle of the light source 11 (switching cycle of the 3D glasses) 8.33 ms is 1 unit time, 1 It returns to the initial state in unit time, and the same is repeated thereafter. While the rotating fluorescent plate 13 rotates twice, the light emission period of each segment is equal to each other once. Therefore, the time average of the irradiation light quantity of each segment (segment A thru | or segment C) is mutually equal. In other words, in all the segments (segment A to segment C), the integrated light amounts of the excitation light 70 irradiated per unit time are equal to each other. Thereby, the irradiation site of the excitation light 70 is dispersed and averaged in terms of position and time, and the temperature rise due to local concentration of light in a short time is suppressed.

図6は、プロジェクター1の制御系が実行する処理の手順を表すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by the control system of the projector 1.

制御部61が制御プログラムを起動し、また、画像信号供給部64の同期信号生成部がフレーム同期信号の生成を開始すると、同図のフローチャートによる処理が開始される。   When the control unit 61 starts the control program and the synchronization signal generation unit of the image signal supply unit 64 starts generating the frame synchronization signal, the processing according to the flowchart of FIG.

まず、ステップS1において、発光タイミング生成部101は、画像信号供給部64から供給されるフレーム同期信号を取り込み、このフレーム同期信号に同期する発光タイミング信号を生成して光源駆動部62と回転周期決定部102とに供給する。例えば、発光タイミング生成部101は、画像信号供給部64から周期が1/120秒であるフレーム同期信号を取り込み、このフレーム同期信号に同期する1/120秒周期である発光タイミング信号を生成して光源駆動部62と回転周期決定部102とに供給する。   First, in step S1, the light emission timing generation unit 101 takes in the frame synchronization signal supplied from the image signal supply unit 64, generates a light emission timing signal synchronized with the frame synchronization signal, and determines the rotation period with the light source driving unit 62. To the unit 102. For example, the light emission timing generation unit 101 takes in a frame synchronization signal having a period of 1/120 second from the image signal supply unit 64 and generates a light emission timing signal having a period of 1/120 second synchronized with the frame synchronization signal. The light source driving unit 62 and the rotation period determining unit 102 are supplied.

次に、ステップS2において、回転周期決定部102は、発光タイミング生成部101から供給される発光タイミング信号を取り込み、この発光タイミング信号のパルス周期に非同期である回転蛍光板13の回転周期を計算し、この回転周期値をモーター駆動部63に供給する。例えば、発光タイミング信号のパルス周期が1/120秒である場合、回転周期決定部102は、非整数である1.5を適用して1/120秒の1.5倍である1.5/120秒を回転周期値として求めてモーター駆動部63に供給する。非整数値(この例では1.5を指す。)は、あらかじめ決定されたものであってもよいし、適宜オペレーターにより設定されるものであってもよい。   Next, in step S2, the rotation cycle determination unit 102 takes in the light emission timing signal supplied from the light emission timing generation unit 101, calculates the rotation cycle of the rotating fluorescent plate 13 that is asynchronous with the pulse cycle of this light emission timing signal, This rotation period value is supplied to the motor drive unit 63. For example, when the pulse period of the light emission timing signal is 1/120 second, the rotation period determination unit 102 applies a non-integer 1.5, 1.5 / 1.5 times 1/120 second. 120 seconds is obtained as the rotation period value and supplied to the motor drive unit 63. The non-integer value (pointing to 1.5 in this example) may be determined in advance or may be set by an operator as appropriate.

次に、ステップS3において、モーター駆動部63は、回転周期決定部102から供給される回転周期値を取り込み、この回転周期値を指定する回転指示信号を生成しモーター14に供給して駆動する。例えば、モーター駆動部63は、回転周期決定部102から供給される回転周期値である1.5/120を取り込み、この回転周期値を指定する回転指示信号、すなわち、モーター14の回転軸Axを120/1.5=80回転/秒で回転させるよう指示する内容の回転指示信号を生成してモーター14に供給する。   Next, in step S3, the motor drive unit 63 takes in the rotation cycle value supplied from the rotation cycle determination unit 102, generates a rotation instruction signal specifying the rotation cycle value, supplies the rotation instruction signal to the motor 14, and drives it. For example, the motor drive unit 63 takes in the rotation cycle value 1.5 / 120 supplied from the rotation cycle determination unit 102 and uses the rotation instruction signal that specifies the rotation cycle value, that is, the rotation axis Ax of the motor 14. 120 / 1.5 = rotation instruction signal instructing to rotate at 80 rotations / second is generated and supplied to the motor 14.

次に、モーター駆動部63は、モーター14から供給される回転軸Axの位置情報を取り込み、その位置情報を回転周期決定部102に供給する。   Next, the motor drive unit 63 takes in the position information of the rotation axis Ax supplied from the motor 14 and supplies the position information to the rotation cycle determination unit 102.

次に、回転周期決定部102は、モーター駆動部63から供給される回転軸Axの位置情報を取り込み、この位置情報に基づいてモーター14が回転動作しているか否かを判定する。回転周期決定部102は、モーター14が回転動作していないと判定した場合、異常状態を示す異常フラグを設定する。そして、制御部61は、異常フラグが設定されたときに、例えばアラーム信号を生成して外部に出力する。   Next, the rotation cycle determination unit 102 takes in the position information of the rotation axis Ax supplied from the motor drive unit 63 and determines whether the motor 14 is rotating based on this position information. When it is determined that the motor 14 is not rotating, the rotation cycle determination unit 102 sets an abnormality flag indicating an abnormal state. Then, when the abnormality flag is set, the control unit 61 generates, for example, an alarm signal and outputs it to the outside.

ステップS4において、光源駆動部62は、発光タイミング生成部101から供給される発光タイミング信号を取り込み、この発光タイミング信号に基づいて光源11、光源20および光源24を発光させる。例えば、発光タイミング信号のパルス周期が1/120秒(正アクティブ期間は、デューティを50%とすると、0.5/120秒)である場合、光源駆動部62は、発光タイミング信号の正の期間(0.5/120秒の期間)において光源11、光源20および光源24を発光させる。   In step S4, the light source driving unit 62 takes in the light emission timing signal supplied from the light emission timing generation unit 101, and causes the light source 11, the light source 20, and the light source 24 to emit light based on the light emission timing signal. For example, when the pulse period of the light emission timing signal is 1/120 seconds (the positive active period is 0.5 / 120 seconds assuming that the duty is 50%), the light source driving unit 62 performs the positive period of the light emission timing signal. In the period of 0.5 / 120 seconds, the light source 11, the light source 20, and the light source 24 are caused to emit light.

次に、ステップS5において、制御部61は、画像出力要求信号を画像信号供給部64に供給する。   Next, in step S <b> 5, the control unit 61 supplies an image output request signal to the image signal supply unit 64.

次に、画像信号供給部64は、制御部61から供給される画像出力要求信号を取り込み、この画像出力要求信号に応じて、外部から供給される画像信号をフレーム同期信号に同期させて赤色用液晶表示素子30R、緑色用液晶表示素子30Gおよび青色用液晶表示素子30Bにそれぞれ供給する。   Next, the image signal supply unit 64 takes in the image output request signal supplied from the control unit 61, and synchronizes the image signal supplied from the outside with the frame synchronization signal in response to the image output request signal. The liquid crystal display element 30R, the green liquid crystal display element 30G, and the blue liquid crystal display element 30B are respectively supplied.

以上説明した本実施形態のプロジェクター1においては、光源11が射出する励起光の射出周期(例えば、1/120秒)と、回転蛍光板13の回転周期(例えば、1.5/120秒)とは互いに異なり、非同期であるため、回転蛍光板13の蛍光体13b上に励起光が照射される領域は時間経過とともに周回移動する。蛍光体13bの励起光70が照射される領域は1周回ごとに異なり、一の周回と次の周回において連続して励起光が照射されない位置が生じる。そのため、蛍光体層の励起光が照射される領域が周回毎に常に同じである場合に比べて、蛍光体13bの温度上昇を小さくすることができる。よって、蛍光体13bの劣化や蛍光体13bの波長変換効率の低下が生じにくいプロジェクター1が提供される。   In the projector 1 according to the present embodiment described above, the emission period (for example, 1/120 seconds) of the excitation light emitted from the light source 11 and the rotation period (for example, 1.5 / 120 seconds) of the rotating fluorescent plate 13 are the same. Since they are different from each other and asynchronous, the region where the excitation light is irradiated on the phosphor 13b of the rotating fluorescent plate 13 moves around with time. The region irradiated with the excitation light 70 of the phosphor 13b is different for each turn, and there is a position where the excitation light is not irradiated continuously in one turn and the next turn. Therefore, the temperature rise of the phosphor 13b can be reduced as compared with the case where the region irradiated with the excitation light of the phosphor layer is always the same for each turn. Therefore, the projector 1 is provided in which the phosphor 13b is not deteriorated and the wavelength conversion efficiency of the phosphor 13b is hardly reduced.

また、本実施形態のプロジェクター1では、蛍光体13bを回転蛍光板13の回転方向に沿って複数のセグメント(セグメントA、セグメントBおよびセグメントC)に分割したときに、単位時間あたりに各セグメントに照射される励起光70の積算光量は互いに等しい。そのため、蛍光体13bの劣化の度合いや、蛍光体13bの波長変換効率の大きさがセグメントごとにばらつくことを抑制することができる。よって、長寿命で且つ1周回ごとに明るさの変動が生じにくいプロジェクターが提供される。   Further, in the projector 1 of the present embodiment, when the phosphor 13b is divided into a plurality of segments (segment A, segment B, and segment C) along the rotation direction of the rotating fluorescent plate 13, each segment is irradiated per unit time. The integrated light amounts of the excited light 70 are equal to each other. Therefore, it is possible to suppress the degree of deterioration of the phosphor 13b and the variation in wavelength conversion efficiency of the phosphor 13b from segment to segment. Therefore, it is possible to provide a projector that has a long service life and is unlikely to change in brightness for each turn.

ここで、比較例として、回転蛍光板の回転を光源の間欠発光と同期させた場合について説明する。回転蛍光板の回転を光源の間欠発光と同期させつつ、すべてのセグメントに均等に励起光を照射するためには、回転蛍光板の回転周期を光源の発光期間と等しくしなければならない。さもなければ、特定のセグメントに常に励起光が照射されることになる。回転蛍光板の回転を光源の間欠発光と同期させつつ、回転蛍光板の回転周期が光源の発光期間と等しくなるようにするためには、回転蛍光板を非常に高速で回転させなければならない。回転蛍光板の回転数が高ければ高いほど、騒音やモーターの消費電力が上昇する。しかし、本実施形態のプロジェクター1によれば、回転蛍光板の回転数を、回転蛍光板の回転を光源の発光と同期させた場合よりも低くすることができる。   Here, a case where the rotation of the rotating fluorescent plate is synchronized with the intermittent light emission of the light source will be described as a comparative example. In order to irradiate excitation light equally to all the segments while synchronizing the rotation of the rotating fluorescent plate with the intermittent light emission of the light source, the rotation period of the rotating fluorescent plate must be equal to the light emission period of the light source. Otherwise, a specific segment is always irradiated with excitation light. In order to synchronize the rotation of the rotating fluorescent plate with the intermittent light emission of the light source and make the rotation period of the rotating fluorescent plate equal to the light emission period of the light source, the rotating fluorescent plate must be rotated at a very high speed. The higher the rotational speed of the rotating fluorescent screen, the higher the noise and motor power consumption. However, according to the projector 1 of the present embodiment, the rotational speed of the rotating fluorescent plate can be made lower than when the rotation of the rotating fluorescent plate is synchronized with the light emission of the light source.

[第2実施形態]
図7は、第2実施形態のプロジェクターにおいて、蛍光体13bを回転蛍光板13の回転方向に沿って複数のセグメント(扇状領域)に分割した図である。図8は、回転蛍光板13の回転周期と光源11の発光タイミングとの関係を示す図である。図9は、励起光が照射されるセグメント(発光セグメント)を1周回ごとに時系列的に示した図である。図9において「○」は光源を発光させることを示し、「×」は光源を発光させないことを示す。
[Second Embodiment]
FIG. 7 is a diagram in which the phosphor 13 b is divided into a plurality of segments (fan-shaped regions) along the rotation direction of the rotating fluorescent plate 13 in the projector of the second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 and the light emission timing of the light source 11. FIG. 9 is a diagram showing the segments (light-emitting segments) irradiated with the excitation light in time series for each round. In FIG. 9, “◯” indicates that the light source emits light, and “X” indicates that the light source does not emit light.

図7に示すように、本実施形態の回転蛍光板13では、蛍光体13bは回転蛍光板13の回転方向に沿って17個のセグメント(セグメントAないしセグメントQ)に仮想的に分割されている。光源は一定の時間間隔でオン/オフを繰り返し、励起光70は蛍光体13bに対して一定の時間間隔で間欠的に照射される。本実施形態では、後述するように、光源11がオンの期間(発光期間)と光源11がオフの期間(非発光期間)の比を7:3としており、発光期間のデューティは70%である。そのため、回転蛍光板13の回転に伴って、連続する7セグメントを発光させた後、次の連続する3セグメントを非発光とすることが繰り返される。ただし、17個のセグメントの中心角は互いに等しい。なお、第2実施形態における一のセグメントは、光源11が1回点灯している間に集光スポット70が描く軌跡に対応する扇状領域を7等分した扇状領域である。   As shown in FIG. 7, in the rotating fluorescent plate 13 of the present embodiment, the phosphor 13 b is virtually divided into 17 segments (segment A to segment Q) along the rotating direction of the rotating fluorescent plate 13. The light source is repeatedly turned on and off at a constant time interval, and the excitation light 70 is intermittently emitted to the phosphor 13b at a constant time interval. In this embodiment, as will be described later, the ratio of the light source 11 on period (light emission period) to the light source 11 off period (non-light emission period) is 7: 3, and the duty of the light emission period is 70%. . For this reason, as the rotating fluorescent plate 13 rotates, after the continuous seven segments are caused to emit light, the next consecutive three segments are not emitted. However, the central angles of the 17 segments are equal to each other. One segment in the second embodiment is a fan-shaped area obtained by dividing the fan-shaped area corresponding to the locus drawn by the condensed spot 70 while the light source 11 is turned on once into seven equal parts.

図8に示すように、本実施形態の場合、3Dメガネは120Hzでスイッチングされ、開口期間(画像光を透過してユーザーに画像を視認させる期間)のデューティは70%である。蛍光体13bの発光期間(光源11の発光期間)も3Dメガネに合わせ、120Hz、デューティを70%としているため、回転蛍光板13の回転数は例えば120Hz×1/(1+0.7)=70.6Hz(回転周期14.17ms)に設定される。   As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the 3D glasses are switched at 120 Hz, and the duty of the opening period (period during which image light is transmitted and the user visually recognizes an image) is 70%. Since the light emission period of the phosphor 13b (light emission period of the light source 11) is 120 Hz and the duty is 70% in accordance with the 3D glasses, the rotational speed of the rotating fluorescent plate 13 is, for example, 120 Hz × 1 / (1 + 0.7) = 70.6 Hz. (Rotation period 14.17 ms).

図9に示すように、回転蛍光板13の回転から見ると、1周回目(期間T1)は、互いに連続しているセグメントAないしセグメントGが発光し、次に続く互いに連続しているセグメントHないしセグメントJは発光しない。さらに、次に続く互いに連続しているセグメントKないしセグメントQが発光する。その後の2周回目(期間T2)では、次に続く互いに連続しているセグメントAないしセグメントCは発光せず、次に続く互いに連続しているセグメントDないしセグメントJが発光し、次に続く互いに連続しているセグメントKないしセグメントMは発光せず、次に続く互いに連続しているセグメントNないしセグメントQが発光する。以下、図9の通りに非発光セグメントを1周回ごとにずらしながら、10回転(期間T10経過後)で元に戻り、期間T1乃至期間T10からなる10サイクルが繰り返される。   As shown in FIG. 9, when viewed from the rotation of the rotating fluorescent plate 13, in the first round (period T <b> 1), the segments A to G that are continuous with each other emit light, and the segments H to S that are next to each other continue to emit light. Segment J does not emit light. Furthermore, the next consecutive segment K or segment Q emits light. In the second round after that (period T2), the next consecutive segment A or segment C does not emit light, the next consecutive segment D or segment J emits light, and the next consecutive ones. The continuous segment K or segment M does not emit light, and the next consecutive segment N or segment Q emits light. Hereinafter, as shown in FIG. 9, the non-light-emitting segment is shifted every round, returning to the original state by 10 rotations (after the period T10 has elapsed), and 10 cycles including the periods T1 to T10 are repeated.

この構成では、ある周回における非発光セグメントと、次の周回における非発光セグメントとは互いに重ならない。   In this configuration, the non-light-emitting segment in one round and the non-light-emitting segment in the next round do not overlap each other.

回転蛍光板13の回転周期14.17msと光源11の発光周期(3Dメガネのスイッチング周期)8.33msとの最小公倍数141.7ms(回転蛍光板13の回転周期の10回転分)を1単位時間とすると、1単位時間で最初の状態に戻り、以後、同じことが繰り返される。回転蛍光板13が10回転する間に各セグメントの発光期間は7回ずつで互いに等しくなっている。そのため、各セグメント(セグメントAないしセグメントQ)における励起光70の照射光量の時間平均は互いに等しい。言い換えれば、全てのセグメント(セグメントAないしセグメントQ)において、1単位時間あたりに照射される励起光70の積算光量は互いに等しい。これにより、位置的、時間的に励起光70の照射部位が分散、平均化され、短時間に局部的に光が集中して温度上昇することが抑制される。   The least common multiple of 141.7 ms (10 rotations of the rotation period of the rotating fluorescent plate 13) between the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 of 14.17 ms and the light emission period of the light source 11 (switching period of the 3D glasses) of 8.33 ms is assumed to be 1 unit time. It returns to the initial state in one unit time, and thereafter the same is repeated. While the rotating fluorescent plate 13 is rotated 10 times, the light emission period of each segment is equal to each other by 7 times. Therefore, the time average of the irradiation light quantity of the excitation light 70 in each segment (segment A thru | or segment Q) is mutually equal. In other words, in all the segments (segment A to segment Q), the integrated light amounts of the excitation light 70 irradiated per unit time are equal to each other. Thereby, the irradiation site of the excitation light 70 is dispersed and averaged in terms of position and time, and the temperature rise due to local concentration of light in a short time is suppressed.

本実施形態のプロジェクターでは、発光期間のデューティが50%を超えているので、ある周回における発光セグメントと、次の周回における発光セグメントとが互いに重ならないことは起こりえない。そのため、17個のセグメントのうちいずれかのセグメントは、連続する2つの周回で発光セグメントになるが、これはやむを得ない。しかし、回転蛍光板13の回転数と光源11の発光周波数(励起光70の射出周波数)との関係を調整することによって、第1実施形態と同様に、蛍光体13b上に励起光70が照射される位置を時間経過とともに周回移動させることができる。よって、蛍光体13bの温度が過度に上昇することが抑制され、蛍光体13bの劣化や蛍光体13bの波長変換効率の低下が生じにくいプロジェクターが提供される。   In the projector according to the present embodiment, since the duty of the light emission period exceeds 50%, it is impossible that the light emitting segment in one round and the light emitting segment in the next round do not overlap each other. Therefore, any one of the 17 segments becomes a light emitting segment in two consecutive rounds, but this is unavoidable. However, by adjusting the relationship between the number of rotations of the rotating fluorescent plate 13 and the emission frequency of the light source 11 (the emission frequency of the excitation light 70), the excitation light 70 is irradiated onto the phosphor 13b as in the first embodiment. Position can be moved around with time. Therefore, an excessive rise in the temperature of the phosphor 13b is suppressed, and a projector is provided in which the phosphor 13b is not deteriorated and the wavelength conversion efficiency of the phosphor 13b is not lowered.

[第3実施形態]
図10は、第3実施形態のプロジェクター2の概略図である。
本実施形態において、第1実施形態のプロジェクター1と共通する構成については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 10 is a schematic diagram of the projector 2 according to the third embodiment.
In the present embodiment, components that are the same as those of the projector 1 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

プロジェクター2は、赤色用光源装置80Rと、緑色用光源装置80Gと、青色用光源装置80Bと、色合成光学系90と、マイクロミラー型光変調素子100と、投射光学系50と、を備えている。   The projector 2 includes a red light source device 80R, a green light source device 80G, a blue light source device 80B, a color synthesis optical system 90, a micromirror light modulation element 100, and a projection optical system 50. Yes.

緑色用光源装置80Gは、光源11と、集光レンズ12aと、コリメートレンズ12bと、回転蛍光板13と、モーター14と、ピックアップ光学系15と、ダイクロイックミラー16と、を備えている。   The green light source device 80G includes a light source 11, a condenser lens 12a, a collimator lens 12b, a rotating fluorescent plate 13, a motor 14, a pickup optical system 15, and a dichroic mirror 16.

光源11、集光レンズ12a、コリメートレンズ12b、回転蛍光板13、モーター14、ピックアップ光学系15およびダイクロイックミラー16の構成は、第1実施形態で説明したものと同じである。   The configurations of the light source 11, the condensing lens 12a, the collimating lens 12b, the rotating fluorescent plate 13, the motor 14, the pickup optical system 15, and the dichroic mirror 16 are the same as those described in the first embodiment.

光源11から射出された励起光は、コリメートレンズ36で平行化され、集光レンズ12aとコリメートレンズ12bで一旦光束が細められる。その後、ダイクロイックミラー16にて90度光路が折り曲げられ、ピックアップ光学系15で回転蛍光板13の蛍光体13b上に集光される。蛍光体13bから射出された緑色光は、ピックアップ光学系15によって略平行化され、ダイクロイックミラー16によって残留励起光が除去された後、色合成光学系90に入射する。   The excitation light emitted from the light source 11 is collimated by the collimating lens 36, and the light flux is once narrowed by the condenser lens 12a and the collimating lens 12b. Thereafter, the optical path is bent 90 degrees by the dichroic mirror 16, and the light is condensed on the phosphor 13 b of the rotating fluorescent plate 13 by the pickup optical system 15. The green light emitted from the phosphor 13 b is made substantially parallel by the pickup optical system 15, and after the residual excitation light is removed by the dichroic mirror 16, the green light enters the color synthesis optical system 90.

赤色用光源装置80Rは、光源20と、コリメートレンズ81と、を備えている。光源20の構成は、第1実施形態で説明したものと同じである。光源20から射出された赤色光は、コリメートレンズ81によって略平行化され、色合成光学系90に入射する。   The red light source device 80 </ b> R includes a light source 20 and a collimating lens 81. The configuration of the light source 20 is the same as that described in the first embodiment. The red light emitted from the light source 20 is substantially collimated by the collimating lens 81 and enters the color synthesis optical system 90.

青色用光源装置80Bは、光源24と、コリメートレンズ82と、を備えている。光源24の構成は、第1実施形態で説明したものと同じである。光源24から射出された青色光は、コリメートレンズ82によって略平行化され、色合成光学系90に入射する。   The blue light source device 80 </ b> B includes a light source 24 and a collimating lens 82. The configuration of the light source 24 is the same as that described in the first embodiment. The blue light emitted from the light source 24 is substantially collimated by the collimating lens 82 and enters the color synthesis optical system 90.

色合成光学系90は、クロスダイクロイックプリズム91と、集光レンズ92と、ロッドインテグレーター93と、集光レンズ94と、反射ミラー95と、を備えている。   The color synthesis optical system 90 includes a cross dichroic prism 91, a condenser lens 92, a rod integrator 93, a condenser lens 94, and a reflection mirror 95.

クロスダイクロイックプリズム91は、4つの直角プリズムを貼り合わせて立方体に形成した光学部材である。直角プリズム同士を貼り合わせたX字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は青色光を反射するものである。クロスダイクロイックプリズム91は、これら誘電体多層膜によって進行方向をそれぞれ変更した赤色光および青色光と、透過する緑色光との進行方向をそろえる。   The cross dichroic prism 91 is an optical member formed by bonding four right-angle prisms into a cube. A dielectric multilayer film is formed on the X-shaped interface where the right-angle prisms are bonded together. The dielectric multilayer film formed on one X-shaped interface reflects red light, and the dielectric multilayer film formed on the other interface reflects blue light. The cross dichroic prism 91 aligns the traveling directions of red light and blue light whose traveling directions are changed by the dielectric multilayer films and the transmitted green light.

赤色用光源装置80R、緑色用光源装置80Gおよび青色用光源装置80Bは、時分割で交互に駆動される。赤色用光源装置80R、緑色用光源装置80Gおよび青色用光源装置80Bから順次射出された赤色光、緑色光および青色光はクロスダイクロイックプリズム91で進行方向が揃えられた後、集光レンズ92によって集光され、ロッドインテグレーター93によって輝度分布が均一化される。ロッドインテグレーター93から射出された赤色光、緑色光および青色光は、集光レンズ94で再集光された後、反射ミラー95で反射され、マイクロミラー型光変調素子100に順次入射する。   The red light source device 80R, the green light source device 80G, and the blue light source device 80B are alternately driven in a time division manner. The red light, the green light, and the blue light sequentially emitted from the red light source device 80R, the green light source device 80G, and the blue light source device 80B are collected by the condenser lens 92 after their traveling directions are aligned by the cross dichroic prism 91. The brightness distribution is made uniform by the rod integrator 93. The red light, green light, and blue light emitted from the rod integrator 93 are re-condensed by the condenser lens 94, reflected by the reflection mirror 95, and sequentially incident on the micromirror type light modulation element 100.

マイクロミラー型光変調素子100は、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術によって製造された反射型の光変調素子である。マイクロミラー型光変調素子100としては、例えばDMD(Digital Micromirror Device)(TI社の商標)が用いられる。マイクロミラー型光変調素子100は、反射ミラー95から順次入射した赤色光、緑色光および青色光を外部から供給される画像信号に基づいて変調し、赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光を順次生成する。マイクロミラー型光変調素子100で生成された赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光は投射光学系50でスクリーンSCR上に順次拡大投射され、ユーザーの目で混色されてカラー画像として認識される。   The micromirror light modulator 100 is a reflective light modulator manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology. As the micromirror type light modulation element 100, for example, DMD (Digital Micromirror Device) (trademark of TI) is used. The micromirror-type light modulation element 100 modulates red light, green light, and blue light sequentially incident from the reflection mirror 95 based on an image signal supplied from the outside, and generates red image light, green image light, and blue light. Image light is generated sequentially. The red image light, the green image light, and the blue image light generated by the micromirror light modulator 100 are sequentially enlarged and projected on the screen SCR by the projection optical system 50, and are mixed by the user's eyes to form a color image. Be recognized.

本実施形態の場合、プロジェクター2は、2D画像を表示するプロジェクターである。1フレーム期間は3つのサブフレーム期間に分割され、1サブフレーム期間ごとに赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光が順次生成される。赤色用光源装置80R、緑色用光源装置80Gおよび青色用光源装置80Bは、他の色の画像光が生成されているときには、消費電力を抑えるために、出力光量がゼロ(非発光)とされる。よって、赤色用光源装置80R、緑色用光源装置80Gおよび青色用光源装置80Bでは、特定のサブフレーム期間のみをオンとし、それ以外のサブフレーム期間をオフとする間欠発光が行われる。   In the case of this embodiment, the projector 2 is a projector that displays a 2D image. One frame period is divided into three subframe periods, and red image light, green image light, and blue image light are sequentially generated for each subframe period. The red light source device 80R, the green light source device 80G, and the blue light source device 80B have zero output light (non-light emission) in order to suppress power consumption when image light of other colors is generated. . Therefore, in the red light source device 80R, the green light source device 80G, and the blue light source device 80B, intermittent light emission is performed in which only a specific subframe period is turned on and other subframe periods are turned off.

図11は、プロジェクター2の動作を制御する制御系の機能構成を示すブロック図である。図11では、図10に示した構成のうち、特に本発明の特徴部となる、光源11の駆動制御に必要な構成のみを抜き出し簡略化して図示している。   FIG. 11 is a block diagram illustrating a functional configuration of a control system that controls the operation of the projector 2. In FIG. 11, only the configuration necessary for drive control of the light source 11, which is a feature of the present invention, is extracted and simplified from the configuration illustrated in FIG. 10.

プロジェクター2は、制御系として、制御部(制御装置)61と、光源駆動部62と、モーター駆動部63と、画像信号供給部64と、を備えている。   The projector 2 includes a control unit (control device) 61, a light source driving unit 62, a motor driving unit 63, and an image signal supply unit 64 as a control system.

制御部61は、その機能構成として、発光タイミング生成装置としての発光タイミング生成部101と、回転周期決定装置としての回転周期決定部102と、を備えている。   The control unit 61 includes a light emission timing generation unit 101 as a light emission timing generation device and a rotation cycle determination unit 102 as a rotation cycle determination device as functional configurations.

発光タイミング生成部101は、画像信号供給部64から供給されるフレーム同期信号を取り込み、光源11が射出する励起光の射出期間を制御するための第1の発光タイミング信号、光源20が射出する赤色光の射出期間を制御するための第2の発光タイミング信号、および光源24が射出する青色光の射出期間を制御するための第3の発光タイミング信号をフレーム同期信号に同期させて生成する。そして発光タイミング生成部101は、第1の発光タイミング信号と第2の発光タイミング信号と第3の発光タイミング信号とを光源駆動部62に供給する。また、発光タイミング生成部101は、第1の発光タイミング信号を回転周期決定部102に供給する。   The light emission timing generation unit 101 takes in the frame synchronization signal supplied from the image signal supply unit 64, the first light emission timing signal for controlling the emission period of the excitation light emitted from the light source 11, and the red light emitted from the light source 20. A second light emission timing signal for controlling the light emission period and a third light emission timing signal for controlling the blue light emission period emitted from the light source 24 are generated in synchronization with the frame synchronization signal. Then, the light emission timing generation unit 101 supplies the first light emission timing signal, the second light emission timing signal, and the third light emission timing signal to the light source driving unit 62. In addition, the light emission timing generation unit 101 supplies the first light emission timing signal to the rotation cycle determination unit 102.

フレーム同期信号は、映像のフレーム周期を決定する同期信号であり、例えば、60フレーム/秒(fps; frame par second)のフレームレートを有するパルス信号である。第1乃至第3の発光タイミング信号はそれぞれ、上記のとおりフレーム同期信号に同期した、例えば正アクティブのパルス信号である。   The frame synchronization signal is a synchronization signal that determines the frame period of the video, and is, for example, a pulse signal having a frame rate of 60 frames / second (fps). Each of the first to third light emission timing signals is, for example, a positive active pulse signal synchronized with the frame synchronization signal as described above.

本実施形態の場合、1フレーム期間に1回ずつ光源11、光源20および光源24が発光する。そのため、フレーム同期信号のフレームレートが60fpsである場合、第1乃至第3の発光タイミング信号はそれぞれ、フレーム周波数に同期した1/60秒の周期を有する正アクティブのパルス信号である。   In the present embodiment, the light source 11, the light source 20, and the light source 24 emit light once every frame period. Therefore, when the frame rate of the frame synchronization signal is 60 fps, each of the first to third light emission timing signals is a positive active pulse signal having a period of 1/60 seconds synchronized with the frame frequency.

回転周期決定部102は、発光タイミング生成部101から供給される第1の発光タイミング信号を取り込み、第1の発光タイミング信号のパルス周期に非同期である回転蛍光板13の回転周期を計算し、この回転周期の値(回転周期値)をモーター駆動部63に供給する。回転周期決定部102は、回転蛍光板13が回転しているときに、蛍光体13bのうち第1の領域には、一の周回において励起光が照射され、第1の領域のうち少なくとも一部の領域には、次の周回において励起光が照射されないように、第1の発光タイミング信号のパルス周期の整数倍ではなく(非整数倍)且つ整数分の一倍でもない(非整数分の一倍)回転周期値を求め、この回転周期値をモーター駆動部63に供給する。   The rotation cycle determination unit 102 takes in the first light emission timing signal supplied from the light emission timing generation unit 101, calculates the rotation cycle of the rotating fluorescent plate 13 that is asynchronous with the pulse cycle of the first light emission timing signal, and performs this rotation. A cycle value (rotation cycle value) is supplied to the motor drive unit 63. When the rotating fluorescent plate 13 is rotating, the rotation period determining unit 102 irradiates the first region of the phosphor 13b with excitation light in one rotation, and at least a part of the first region. The region is not an integral multiple of the pulse period of the first light emission timing signal (non-integer multiple) and is not a fraction of an integer (one fraction of a non-integer) so that excitation light is not irradiated in the next round. ) Obtain the rotation period value and supply the rotation period value to the motor drive unit 63.

また、回転周期決定部102は、モーター駆動部63から供給されるモーター14の回転軸Axの位置情報を取り込み、この位置情報に基づいてモーター14の回転軸Axが回転しているか否かを判定する。   Further, the rotation cycle determination unit 102 takes in the position information of the rotation axis Ax of the motor 14 supplied from the motor driving unit 63 and determines whether or not the rotation axis Ax of the motor 14 is rotating based on this position information. To do.

光源駆動部62は、制御部61の発光タイミング生成部101から供給される第1乃至第3の発光タイミング信号を取り込み、第1乃至第3の発光タイミング信号が示すタイミングに基づいて光源11、光源20および光源24を間欠に発光させる。すなわち、光源駆動部62は、第1乃至第3の発光タイミング信号が正アクティブのパルス信号である場合、第1の発光タイミング信号の正の期間において光源11を発光させ、第2の発光タイミング信号の正の期間において光源20を発光させ、第3の発光タイミング信号の正の期間において光源24を発光させる。本実施形態においては、光源11が射出する励起光のレベル値は一定である。   The light source drive unit 62 takes in the first to third light emission timing signals supplied from the light emission timing generation unit 101 of the control unit 61, and based on the timings indicated by the first to third light emission timing signals, 20 and the light source 24 emit light intermittently. That is, when the first to third light emission timing signals are positive active pulse signals, the light source driving unit 62 causes the light source 11 to emit light during the positive period of the first light emission timing signal, and the second light emission timing signal. The light source 20 emits light during the positive period, and the light source 24 emits light during the positive period of the third light emission timing signal. In the present embodiment, the level value of the excitation light emitted from the light source 11 is constant.

モーター駆動部63は、制御部61の回転周期決定部102から供給される回転周期値を取り込み、この回転周期値を指定する回転指示信号を生成しモーター14に供給して駆動する。また、モーター駆動部63は、モーター14から供給される回転軸Axの位置情報を取り込み、その位置情報を回転周期決定部102に供給する。   The motor drive unit 63 takes in the rotation cycle value supplied from the rotation cycle determination unit 102 of the control unit 61, generates a rotation instruction signal designating this rotation cycle value, supplies the rotation instruction signal to the motor 14, and drives it. Further, the motor drive unit 63 takes in the position information of the rotation axis Ax supplied from the motor 14 and supplies the position information to the rotation cycle determination unit 102.

画像信号供給部64は、図示しない同期信号生成部を含み、この同期信号生成部が生成するフレーム同期信号を制御部61の発光タイミング生成部101に供給する。また、画像信号供給部64は、制御部61から供給される画像出力要求信号を取り込み、この画像出力要求信号に応じて、外部から供給される画像信号をフレーム同期信号に同期させてマイクロミラー型光変調素子100に供給する。   The image signal supply unit 64 includes a synchronization signal generation unit (not shown), and supplies the frame synchronization signal generated by the synchronization signal generation unit to the light emission timing generation unit 101 of the control unit 61. The image signal supply unit 64 takes in the image output request signal supplied from the control unit 61, and synchronizes the image signal supplied from the outside with the frame synchronization signal in accordance with the image output request signal. The light is supplied to the light modulation element 100.

図12は、蛍光体13bを回転蛍光板13の回転方向に沿って複数のセグメント(扇状領域)に分割した図である。図13は、回転蛍光板13の回転周期と光源11の発光タイミングとの関係を示す図である。図14は、励起光が照射されるセグメント(発光セグメント)を1周回ごとに時系列的に示した図である。図14において「○」は光源を発光させることを示し、「×」は光源を発光させないことを示す。   FIG. 12 is a diagram in which the phosphor 13 b is divided into a plurality of segments (fan-shaped regions) along the rotation direction of the rotating fluorescent plate 13. FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 and the light emission timing of the light source 11. FIG. 14 is a diagram showing the segments (light-emitting segments) irradiated with the excitation light in time series for each round. In FIG. 14, “◯” indicates that the light source emits light, and “X” indicates that the light source does not emit light.

図12に示すように、本実施形態の回転蛍光板13では、蛍光体13bは回転蛍光板13の回転方向に沿って4個のセグメント(セグメントAないしセグメントD)に仮想的に分割されている。光源は一定の時間間隔でオン/オフを繰り返し、励起光70は蛍光体13bに対して一定の時間間隔で間欠的に照射される。本実施形態では、後述するように、光源11がオンの期間(発光期間)と光源11がオフの期間(非発光期間)の比を1:2としており、発光期間のデューティは1/3である。そのため、本実施形態では、回転蛍光板13の回転に伴って、1個のセグメントを発光セグメントとした後、次の連続する2個のセグメントを非発光セグメントとすることが繰り返される。ただし、4個のセグメントの中心角は互いに等しい。なお、第3実施形態における一のセグメントは、光源11が1回点灯している間に集光スポット70が描く軌跡に対応する扇状領域である。   As shown in FIG. 12, in the rotating fluorescent plate 13 of the present embodiment, the phosphor 13 b is virtually divided into four segments (segment A to segment D) along the rotating direction of the rotating fluorescent plate 13. The light source is repeatedly turned on and off at a constant time interval, and the excitation light 70 is intermittently emitted to the phosphor 13b at a constant time interval. In this embodiment, as will be described later, the ratio of the light source 11 on period (light emission period) to the light source 11 off period (non-light emission period) is 1: 2, and the duty of the light emission period is 1/3. is there. Therefore, in the present embodiment, with the rotation of the rotating fluorescent plate 13, after one segment is set as a light emitting segment, the next two consecutive segments are repeatedly set as non-light emitting segments. However, the central angles of the four segments are equal to each other. Note that one segment in the third embodiment is a fan-shaped region corresponding to a locus drawn by the condensed spot 70 while the light source 11 is turned on once.

図13に示すように、蛍光体13bの発光周波数(光源の発光周波数)は60Hzであり、デューティは33%である。この場合、回転蛍光板の回転数は例えば120Hz×1/(1+0.33)=90Hz(回転周期11.1ms)に設定される。   As shown in FIG. 13, the emission frequency of the phosphor 13b (the emission frequency of the light source) is 60 Hz, and the duty is 33%. In this case, the rotation speed of the rotating fluorescent plate is set to 120 Hz × 1 / (1 + 0.33) = 90 Hz (rotation cycle 11.1 ms), for example.

図14に示すように、回転蛍光板13の回転から見ると、1周回目(期間T1)は、セグメントAが発光し、次に続く互いに連続しているセグメントBよびセグメントCが非発光、そして次のセグメントDが発光となる。その後の2周回目(期間T2)は、次に続く互いに連続しているセグメントAおよびセグメントBが非発光、そして次のセグメントCが発光、そして次のセグメントDが非発光となる。以下、図14の通りに非発光セグメントを1周回ごとにずらしながら、3回転(期間T3経過後)で元に戻り、期間T1乃至期間T3からなる3サイクルが繰り返される。   As shown in FIG. 14, when viewed from the rotation of the rotating fluorescent plate 13, in the first round (period T <b> 1), the segment A emits light, the next consecutive segment B and segment C do not emit light, and the next The segment D is emitted. In the subsequent second round (period T2), the next consecutive segment A and segment B do not emit light, the next segment C emits light, and the next segment D does not emit light. Hereinafter, as shown in FIG. 14, the non-light-emitting segment is shifted every round, returning to the original state by three rotations (after the period T3 has elapsed), and three cycles including the periods T1 to T3 are repeated.

この構成では、ある周回における発光セグメントと、次の周回における発光セグメントとが重ならない。回転蛍光板13が3回転する間に各セグメントの発光期間は1回ずつで互いに等しくなっている。そのため、各セグメント(セグメントAないしセグメントD)における励起光70の照射光量の時間平均は互いに等しい。   In this configuration, the light emitting segment in one turn does not overlap with the light emitting segment in the next turn. While the rotating fluorescent plate 13 rotates three times, the light emission period of each segment is equal to each other once. Therefore, the time average of the irradiation light quantity of the excitation light 70 in each segment (segment A thru | or segment D) is mutually equal.

回転蛍光板13の回転周期11.1msと光源11の発光周期16.66msとの最小公倍数33、33ms(回転蛍光板13の回転周期の3回転分)を1単位時間とすると、1単位時間で最初の状態に戻り、以後、同じことが繰り返される。回転蛍光板13が3回転する間に各セグメントの発光期間は1回ずつで互いに等しくなっている。そのため、各セグメント(セグメントAないしセグメントD)における励起光70の照射光量の時間平均は互いに等しい。言い換えれば、全てのセグメント(セグメントAないしセグメントD)において、1単位時間あたりに照射される励起光70の積算光量は互いに等しい。これにより、位置的、時間的に励起光70の照射部位が分散、平均化され、短時間に局部的に光が集中して温度上昇することが抑制される。   If the least common multiple of 33.33 ms (3 rotations of the rotation period of the rotating fluorescent plate 13) between the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 and 11.1 ms of the light source 11 and the light emission period of 16.66 ms is 1 unit time, Returning to the state, the same is repeated thereafter. While the rotating fluorescent plate 13 rotates three times, the light emission period of each segment is equal to each other once. Therefore, the time average of the irradiation light quantity of the excitation light 70 in each segment (segment A thru | or segment D) is mutually equal. In other words, in all the segments (segment A to segment D), the integrated light amounts of the excitation light 70 irradiated per unit time are equal to each other. Thereby, the irradiation site of the excitation light 70 is dispersed and averaged in terms of position and time, and the temperature rise due to local concentration of light in a short time is suppressed.

本実施形態のプロジェクター2では、発光期間のデューティが50%未満であるので、ある周回における非発光セグメントと、次の周回における非発光セグメントとが互いに重ならないことは起こりえない。そのため、4個のセグメントのうちいずれかのセグメントは、連続する2つの周回で発光セグメントになるが、これはやむを得ない。しかし、回転蛍光板13の回転数と光源11の発光周波数(励起光70の射出周波数)の関係を調整することによって、第1実施形態と同様に、蛍光体13b上に励起光が照射される位置を時間経過とともに周回移動させることができる。よって、蛍光体13bの温度が過度に上昇することが抑制され、蛍光体13bの劣化や蛍光体13bの波長変換効率の低下が生じにくいプロジェクターが提供される。   In the projector 2 of the present embodiment, since the duty of the light emission period is less than 50%, the non-light-emitting segment in one round and the non-light-emitting segment in the next round cannot occur. For this reason, any one of the four segments becomes a light-emitting segment in two consecutive rounds, but this is unavoidable. However, by adjusting the relationship between the number of rotations of the rotating fluorescent plate 13 and the emission frequency of the light source 11 (the emission frequency of the excitation light 70), the position where the excitation light is irradiated onto the phosphor 13b as in the first embodiment. Can be moved around with time. Therefore, an excessive rise in the temperature of the phosphor 13b is suppressed, and a projector is provided in which the phosphor 13b is not deteriorated and the wavelength conversion efficiency of the phosphor 13b is not lowered.

[第4実施形態]
第1実施形態では、3D画像を表示するプロジェクターに本発明に係る光源装置を適用する例を示したが、第4実施形態では、2D画像を表示するプロジェクターに本発明にかかる光源装置を適用する例を示す。ただし、2D画像を表示するプロジェクターの構成は第1実施形態で示した3D画像を表示するプロジェクター1の構成と同一であるため、プロジェクターの構成に関する説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
In the first embodiment, an example in which the light source device according to the present invention is applied to a projector that displays a 3D image has been shown. However, in the fourth embodiment, the light source device according to the present invention is applied to a projector that displays a 2D image. An example is shown. However, since the configuration of the projector that displays the 2D image is the same as the configuration of the projector 1 that displays the 3D image shown in the first embodiment, the description regarding the configuration of the projector is omitted.

本実施形態に係るプロジェクターでは、蛍光体13bからの緑色光の発光を調整することによって、生成される画像の色合いを調整することができる。本実施形態に係るプロジェクターの動作を制御する制御系の機能構成はプロジェクター1の動作を制御する制御系の機能構成と類似しているため、図2を適宜参照しながら制御系について説明する。また、第4実施形態のプロジェクターにおいては第1実施形態と同様に、蛍光体13bを回転蛍光板13の回転方向に沿って3個のセグメント(扇状領域)に分割するため、図3を適宜参照しながら本実施形態を説明する。なお、第1実施形態と重複する説明は省略する。   In the projector according to the present embodiment, the hue of the generated image can be adjusted by adjusting the emission of green light from the phosphor 13b. Since the functional configuration of the control system that controls the operation of the projector according to the present embodiment is similar to the functional configuration of the control system that controls the operation of the projector 1, the control system will be described with reference to FIG. Further, in the projector of the fourth embodiment, as in the first embodiment, the phosphor 13b is divided into three segments (fan-shaped regions) along the rotation direction of the rotating fluorescent plate 13, so that FIG. The present embodiment will be described. In addition, the description which overlaps with 1st Embodiment is abbreviate | omitted.

図15は、回転蛍光板13の回転周期と光源11の発光タイミングとの関係を示す図である。図16は、励起光が照射されるセグメント(発光セグメント)を1周回ごとに時系列的に示した図である。図16において「○」は光源を発光させることを示し、「×」は光源を発光させないことを示す。   FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 and the light emission timing of the light source 11. FIG. 16 is a diagram showing the segments (light-emitting segments) irradiated with the excitation light in time series for each round. In FIG. 16, “◯” indicates that the light source emits light, and “X” indicates that the light source does not emit light.

初めに、図2を参照しながら、光源11およびモーター14の制御方法について説明する。本実施形態では、蛍光体13bからの緑色光の発光を最大出力の1/2に調整するために、光源11を間欠的に発光させる。   First, a method for controlling the light source 11 and the motor 14 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the light source 11 is caused to emit light intermittently in order to adjust the emission of green light from the phosphor 13b to ½ of the maximum output.

発光タイミング生成部101は、画像信号供給部64から供給されるフレーム同期信号と、緑色光の発光を調整するための調整係数を取り込む。発光タイミング生成部101は、フレーム同期信号と調整係数とに基づいて、光源11が射出する励起光の射出期間を制御するための発光タイミング信号を生成し、その発光タイミング信号を光源駆動部62と回転周期決定部102とに供給する。発光タイミング信号は、例えば正アクティブのパルス信号である。この発光タイミング信号に基づいて、光源11は図15に示したように励起光を間欠的に射出する。   The light emission timing generation unit 101 takes in a frame synchronization signal supplied from the image signal supply unit 64 and an adjustment coefficient for adjusting the emission of green light. The light emission timing generation unit 101 generates a light emission timing signal for controlling the emission period of the excitation light emitted from the light source 11 based on the frame synchronization signal and the adjustment coefficient, and the light emission timing signal is transmitted to the light source driving unit 62. This is supplied to the rotation cycle determination unit 102. The light emission timing signal is, for example, a positive active pulse signal. Based on this light emission timing signal, the light source 11 intermittently emits excitation light as shown in FIG.

光源11の発光の最小単位時間および光源11の非発光の最小単位時間をTEとする。発光の最小単位時間TEはフレーム周期の1/12である。   Let TE be the minimum unit time of light emission of the light source 11 and the minimum unit time of non-light emission of the light source 11. The minimum unit time TE of light emission is 1/12 of the frame period.

回転周期決定部102は、発光タイミング生成部101から供給される発光タイミング信号を取り込み、回転蛍光板13の回転周期を計算する。回転周期決定部102は、回転蛍光板13が回転しているときに、蛍光体13bのうち第1の領域には、一の周回において励起光が照射され、第1の領域のうち少なくとも一部の領域には、他の周回において励起光が照射されないように回転周期値を決定する。具体的には、回転蛍光板13の回転周期をTEの3倍とする。   The rotation cycle determination unit 102 takes in the light emission timing signal supplied from the light emission timing generation unit 101 and calculates the rotation cycle of the rotating fluorescent plate 13. When the rotating fluorescent plate 13 is rotating, the rotation period determining unit 102 irradiates the first region of the phosphor 13b with excitation light in one rotation, and at least a part of the first region. The rotation period value is determined so that the region is not irradiated with excitation light in other rounds. Specifically, the rotation period of the rotating fluorescent screen 13 is set to 3 times TE.

図3に示すように、本実施形態の回転蛍光板13では、蛍光体13bを回転蛍光板13の回転方向に沿って3個のセグメント(セグメントAないしセグメントC)に仮想的に分割する。ただし、3個のセグメントの中心角は互いに等しい。なお、第4実施形態における一のセグメントは、光源11が点灯する最小単位時間TEの間に集光スポット70が描く軌跡に対応する扇状領域である。   As shown in FIG. 3, in the rotating fluorescent plate 13 of the present embodiment, the phosphor 13 b is virtually divided into three segments (segment A to segment C) along the rotation direction of the rotating fluorescent plate 13. However, the central angles of the three segments are equal to each other. Note that one segment in the fourth embodiment is a fan-shaped region corresponding to the locus drawn by the condensed spot 70 during the minimum unit time TE when the light source 11 is turned on.

発光タイミング信号および回転蛍光板13の回転周期を上記したように設定すると、セグメントA乃至セグメントCの発光タイミングは図16に示したようになる。回転蛍光板13の回転から見ると、1周回目(期間T1)と、1周回目に続く2周回目(期間T2)とにおいては、セグメントAが発光セグメントであり、次に続くセグメントBは非発光セグメントであり、次に続くセグメントCは発光セグメントである。そして、2周回目に続く3周回目(期間T3)と、3周回目に続く4周回目(期間T4)とにおいては、セグメントAが非発光セグメントであり、次に続くセグメントBは発光セグメントであり、次に続くセグメントCは非発光セグメントである。4周回目に続く5周回目(期間T5)では、再び、セグメントAが発光セグメントであり、次に続くセグメントBは非発光セグメントであり、次に続くセグメントCは発光セグメントである。このように、4周回目(期間T4)の次の5周回目で再び1周回目(期間T1)に戻り、期間T1乃至期間T4からなる4サイクルが繰り返される。   When the light emission timing signal and the rotation period of the rotating fluorescent plate 13 are set as described above, the light emission timings of the segments A to C are as shown in FIG. When viewed from the rotation of the rotating fluorescent plate 13, in the first round (period T1) and the second round following the first round (period T2), the segment A is a light-emitting segment, and the next segment B is non-light-emitting. Segment C, and the next segment C is a light emitting segment. In the third round (period T3) following the second round and the fourth round (period T4) following the third round, the segment A is a non-light emitting segment, and the next segment B is a light emitting segment. Yes, the next segment C is a non-luminous segment. In the fifth round (period T5) following the fourth round, the segment A is again a light emitting segment, the next segment B is a non-light emitting segment, and the next segment C is a light emitting segment. As described above, the fifth cycle after the fourth cycle (period T4) returns to the first cycle (period T1) again, and four cycles including the periods T1 to T4 are repeated.

上記の発光タイミングでは、セグメントAおよびセグメントCには、1周回目と2周回目に続けて励起光が照射される。しかし、セグメントAおよびセグメントCには、2周回目に続く3周回目および4周回目(期間T4)には続けて励起光が照射されない。そのため、蛍光体層の励起光が照射される領域が周回毎に常に同じである場合に比べて、蛍光体13bの温度上昇を小さくすることができる。   At the above light emission timing, the segment A and the segment C are irradiated with excitation light following the first and second rounds. However, the segment A and the segment C are not irradiated with the excitation light after the third and fourth rounds (period T4) following the second round. Therefore, the temperature rise of the phosphor 13b can be reduced as compared with the case where the region irradiated with the excitation light of the phosphor layer is always the same for each turn.

図15に示したように、緑色用光源装置10Gから射出される緑色光の各フレーム周期における平均的な光強度は互いに等しくなり、各フレーム周期において全期間緑色用光源装置10Gから緑色光を射出する場合と比較して、緑色光の平均的な光強度を1/2に弱めることができる。このようにして、生成される画像の色合いを調整することができる。   As shown in FIG. 15, the average light intensities of the green light emitted from the green light source device 10G in each frame period are equal to each other, and the green light is emitted from the green light source device 10G for the entire period in each frame cycle. Compared with the case where it does, the average light intensity of green light can be weakened to 1/2. In this way, it is possible to adjust the hue of the generated image.

さらに、フレーム周期を1単位時間とすれば、1単位時間の間に各セグメントが発光する期間は2回ずつで互いに等しい。そのため、各セグメント(セグメントAないしセグメントC)の励起光照射光量の時間平均は互いに等しい。言い換えれば、全てのセグメント(セグメントAないしセグメントC)において、1単位時間あたりに照射される励起光70の積算光量は互いに等しい。これにより、位置的、時間的に励起光70の照射部位が分散、平均化され、短時間に局部的に光が集中して温度上昇することが抑制される。   Furthermore, if the frame period is 1 unit time, the period during which each segment emits light during 1 unit time is equal to 2 times. Therefore, the time averages of the excitation light irradiation light amounts of the segments (segment A to segment C) are equal to each other. In other words, in all the segments (segment A to segment C), the integrated light amounts of the excitation light 70 irradiated per unit time are equal to each other. Thereby, the irradiation site of the excitation light 70 is dispersed and averaged in terms of position and time, and the temperature rise due to local concentration of light in a short time is suppressed.

[変形形態]
第1実施形態ないし第3実施形態では、円板13aの上に蛍光体層13bが設けられていたが、円板13aの内部に蛍光体が分散されている基板を用いてもよい。
[Deformation]
In the first to third embodiments, the phosphor layer 13b is provided on the disc 13a. However, a substrate in which the phosphor is dispersed inside the disc 13a may be used.

また、第1実施形態ないし第3実施形態では、光源11を間欠発光させるプロジェクターの例として、右眼用画像と左眼用画像の間に非発光期間を設ける3D表示用プロジェクターと、フィールドシーケンシャル方式により赤色の画像光、緑色の画像光および青色の画像光を順次生成する2D表示用プロジェクターとを説明した。しかし、プロジェクターの構成はこれに限定されない。本発明は、光源を間欠発光させて回転基板上の蛍光体13bに間欠的に励起光を照射する構成に対して広く適用することができる。   In the first to third embodiments, as an example of a projector that causes the light source 11 to emit light intermittently, a 3D display projector that provides a non-light emitting period between an image for the right eye and an image for the left eye, and a field sequential method The 2D display projector that sequentially generates red image light, green image light, and blue image light has been described. However, the configuration of the projector is not limited to this. The present invention can be widely applied to a configuration in which the light source is intermittently emitted to irradiate the phosphor 13b on the rotating substrate intermittently with excitation light.

10G…光源装置、11…光源、13a…円板(基板)、13b…蛍光体(蛍光体層)、30G…緑色用液晶表示素子(光変調素子)、50…投射光学系、61…制御部(制御装置)、70…励起光、80G…光源装置、100…マイクロミラー型光変調素子(光変調素子)、101…発光タイミング生成部(発光タイミング生成装置)、102…回転周期決定部(回転周期決定装置)、A〜Q…セグメント、Ax…回転軸 10G ... light source device, 11 ... light source, 13a ... disc (substrate), 13b ... phosphor (phosphor layer), 30G ... green liquid crystal display element (light modulation element), 50 ... projection optical system, 61 ... control unit (Control device), 70 ... excitation light, 80G ... light source device, 100 ... micromirror type light modulation element (light modulation element), 101 ... light emission timing generation unit (light emission timing generation device), 102 ... rotation period determination unit (rotation) Period determining device), A to Q: Segment, Ax: Rotating shaft

Claims (11)

蛍光体層を含み、かつ所定の回転軸の回りに回転可能な基板と、
前記蛍光体層を励起する励起光を間欠的に発する光源と、
前記基板が回転しているときに、前記蛍光体層のうち第1の領域には、一の周回において前記励起光が照射され、前記第1の領域のうち少なくとも一部の領域には、他の周回において前記励起光が照射されないように、前記基板の回転を制御する回転周期決定装置と、を備え
前記蛍光体層を前記基板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割したときに、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち第1のセグメントに照射される前記励起光の積算光量は、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち前記第1のセグメントとは異なる第2のセグメントに照射される前記励起光の積算光量と等しい
光源装置。
A substrate including a phosphor layer and rotatable about a predetermined rotation axis;
A light source that intermittently emits excitation light for exciting the phosphor layer;
When the substrate is rotated, the first region of the phosphor layer is irradiated with the excitation light in one turn, and at least a part of the first region is exposed to another region. in the circulation, as the excitation light is not irradiated, and a rotation period determining device for controlling the rotation of the substrate,
When the phosphor layer is divided into a plurality of segments along the rotation direction of the substrate, the integrated light amount of the excitation light irradiated to the first segment among the plurality of segments per unit time is the unit time. The light source device that is equal to the integrated light amount of the excitation light irradiated to a second segment different from the first segment among the plurality of segments .
前記回転周期決定装置は、前記基板が回転しているときに、前記蛍光体層のうち前記一の周回において前記励起光が照射される領域と、前記蛍光体層のうち前記他の周回において前記励起光が照射される領域とが互いに重ならないように、前記基板の回転を制御する請求項1に記載の光源装置。   The rotation period determining device includes a region in the phosphor layer that is irradiated with the excitation light during the rotation of the phosphor layer and the other rotation of the phosphor layer when the substrate is rotating. The light source device according to claim 1, wherein the rotation of the substrate is controlled so as not to overlap with a region irradiated with excitation light. 前記回転周期決定装置は、前記基板が回転しているときに、前記蛍光体層のうち前記一の周回において前記励起光が照射されない領域と、前記蛍光体層のうち前記他の周回において前記励起光が照射されない領域とが互いに重ならないように、前記基板の回転を制御する請求項1又は2に記載の光源装置。   When the substrate is rotating, the rotation period determining device includes a region of the phosphor layer that is not irradiated with the excitation light in the one round, and the excitation in the other round of the phosphor layer. The light source device according to claim 1, wherein the rotation of the substrate is controlled so as not to overlap with a region not irradiated with light. 前記他の周回は、前記一の周回の次の周回である請求項1ないしのいずれか1項に記載の光源装置。 It said other lap, the light source device according to any one of claims 1 to 3 wherein the next lap of one lap. 全ての前記セグメントにおいて、単位時間あたりに照射される前記励起光の積算光量は互いに等しい請求項に記載の光源装置。 The light source device according to claim 4 , wherein in all the segments, the integrated light amounts of the excitation light irradiated per unit time are equal to each other. 前記光源の発光タイミングを制御する発光タイミング信号として、フレーム周期に同期した周期を有する発光タイミング信号を生成する発光タイミング生成装置をさらに備え、
前記回転周期決定装置は、前記基板の回転周期として、前記発光タイミング信号の周期の非整数倍の回転周期を決定する請求項1ないしのいずれか1項に記載の光源装置。
As a light emission timing signal for controlling the light emission timing of the light source, further comprising a light emission timing generation device for generating a light emission timing signal having a period synchronized with a frame period,
The rotation period determining unit, as the rotation period of the substrate, a light source device according to any one of claims 1 to 5 for determining the non-integer multiple rotation period of the period of the emission timing signal.
前記回転周期決定装置は、前記光源の発光期間のデューティをδ(0<δ<1)として、前記発光タイミング信号の周期の(1+δ)倍の周期を前記基板の回転周期として決定する請求項に記載の光源装置。 The rotation period determining unit, the duty of the emission period of the light source as δ (0 <δ <1) , according to claim 6 to determine the (1 + δ) times the period of the period of the light emission timing signal as the rotation period of the substrate The light source device according to 1. 前記デューティδは0.5以下である請求項に記載の光源装置。 The light source device according to claim 7 , wherein the duty δ is 0.5 or less. 蛍光体層を含み、かつ所定の回転軸の回りに回転可能な基板と、
前記蛍光体層を励起する励起光を間欠的に発する光源と、
前記基板の回転が前記励起光の発光と非同期となるように、かつ、前記蛍光体層を前記基板の回転方向に沿って複数のセグメントに分割したときに、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち第1のセグメントに照射される前記励起光の積算光量が、単位時間あたりに前記複数のセグメントのうち前記第1のセグメントとは異なる第2のセグメントに照射される前記励起光の積算光量と等しくなるように、前記基板の回転を制御する回転周期決定装置と、
を備えている光源装置。
A substrate including a phosphor layer and rotatable about a predetermined rotation axis;
A light source that intermittently emits excitation light for exciting the phosphor layer;
When the rotation of the substrate is asynchronous with the emission of the excitation light and the phosphor layer is divided into a plurality of segments along the rotation direction of the substrate, the plurality of segments per unit time Among the plurality of segments, the integrated light amount of the excitation light irradiated to the first segment is the integrated light amount of the excitation light irradiated to the second segment different from the first segment per unit time. A rotation period determining device for controlling the rotation of the substrate to be equal;
A light source device comprising:
全ての前記セグメントにおいて、単位時間あたりに照射される前記励起光の積算光量は互いに等しい請求項に記載の光源装置。 The light source device according to claim 9 , wherein in all the segments, the integrated light amounts of the excitation light irradiated per unit time are equal to each other. 請求項1ないし1のいずれか1項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出されたを画像信号で変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された前記光を投射する投射光学系と、
を備えているプロジェクター。
A light source device according to any one of claims 1 to 1 0,
A light modulation element that modulates light emitted from the light source device with an image signal;
A projection optical system for projecting a pre-Symbol light modulated by the light modulation device,
Projector equipped with.
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