JP7054458B2 - 投影装置、投影制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、投影装置、投影制御方法及びプログラムに関する。

従来から、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子や液晶板を用いて形成した画像をスクリーンに投影する投影装置が提案されている。例えば、特許文献１の投影装置は、青色レーザダイオードと、赤色光源と、蛍光ホイールと、カラーホイールとを備えている。蛍光ホイールには緑色蛍光体及び赤色蛍光体が形成され、カラーホイールにはダイクロイックフィルタとして形成された青セグメント、緑セグメント及び赤セグメントが含まれる。緑色蛍光体及び赤色蛍光体は、青色レーザダイオードから出射された青色波長帯域光により励起されて、それぞれ緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を出射する。青色レーザダイオード、赤色光源又は蛍光ホイールから出射された、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光は、それぞれカラーホイールの青セグメント、緑セグメント及び赤セグメントにより調光されて、表示素子側へ導光される。

このような投影装置では、蛍光ホイール及びカラーホイールが同期して回転制御され、時分割で色を切り換えてカラー画像の投影を行う。また、投影装置は、入力画像に同期した投影画像を、入力画像のフレームレートに対して各ホイールを同期させることで出力する。したがって、ビデオテープの早送り、早戻り、一時停止等の操作がされた場合の映像信号や、可変フレームレートに対応したＨＤＭＩ（登録商標）或いはＤ－Ｐｏｒｔ等からの映像信号が入力された場合等において、入力画像のフレームレートが変化すると、蛍光ホイールやカラーホイールもそのフレームレートに同期するように回転周波数が変化する。

特開２０１８－４５１９９号公報

しかしながら、蛍光ホイールとカラーホイールは互いの同期を維持しながら回転周波数を変化させることが難しい場合があり、例えば蛍光ホイールとカラーホイールの位相がずれた状態で映像を投影すると入力画像が意図した色と異なる色が出射されて、投影画像がちらついて見える等正常に投影されないことがある。

本発明は、以上の点に鑑み、投影画像のちらつきを低減した投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一の投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備え、前記制御部は、入力される入力画像のフレーム周波数が第一周波数から第二周波数へ変化した後に、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍を基準とする所定の範囲内から、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光に所定の期間、マスク処理を行う、
ことを特徴とする。
本発明の他の投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化することに伴って開始させた前記画像光へのマスク処理を、前記第二周波数の整数倍を基準とした値に対して所定の範囲内で所定の時間経過した場合に解除する、ことを特徴とする。

本発明の一の投影制御方法は、投影装置における投影制御方法であって、前記投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、を備え、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、入力される入力画像のフレーム周波数が第一周波数から第二周波数へ変化した後に、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍を基準とする所定の範囲内から、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光に所定の期間、マスク処理を行う、制御手段を含む、ことを特徴とする。
本発明の他の投影制御方法は、投影装置における投影制御方法であって、前記投影装置は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、を備え、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化することに伴って開始させた前記画像光へのマスク処理を、前記第二周波数の整数倍を基準とした値に対して所定の範囲内で所定の時間経過した場合に解除する、制御手段を含む、ことを特徴とする。

本発明の一のプログラムは、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、前記コンピュータを、入力される入力画像のフレーム周波数が第一周波数から第二周波数へ変化した後に、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍を基準とする所定の範囲内から、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光に所定の期間、マスク処理を行う制御手段として機能させる、ことを特徴とする。
本発明の他のプログラムは、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、前記コンピュータを、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化することに伴って開始させた前記画像光へのマスク処理を、前記第二周波数の整数倍を基準とした値に対して所定の範囲内で所定の時間経過した場合に解除する制御手段として機能させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、投影画像のちらつきを低減した投影装置、投影制御方法及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る投影装置の機能回路ブロック図である。 本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る投影装置のホイールを示す図であり、（ａ）は蛍光ホイールであり、（ｂ）はカラーホイールである。 本発明の実施形態に係る投影装置の投影処理のタイミングチャートである。 本発明の実施形態に係るマスク処理のフローチャートである。 本発明の実施形態に係る投影装置のカラーホイールの位相が進んで同期ずれした場合における投影処理のタイミングチャートである。 本発明の実施形態に係る投影装置のカラーホイールの位相が遅れて同期ずれした場合における投影処理のタイミングチャートである。 本発明の実施形態に係る入力画像が低周波数から高周波数へ変化した場合における蛍光ホイール及びカラーホイールの回転周波数の変化を示す図である。 本発明の実施形態に係る入力画像が高周波数から低周波数へ変化した場合における蛍光ホイール及びカラーホイールの回転周波数の変化を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について述べる。図１は、本実施形態の投影装置１０の機能回路ブロック図である。投影装置１０は、制御部３８（制御手段）、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等を備える。入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバスＳＢを介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。

また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

表示駆動部２６は、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜のフレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動する。投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、導光光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で画像光を形成し、投影光学系２２０を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影光学系２２０の可動レンズ群は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動を行うことができる。

また、画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体であるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力する。よって、画像圧縮／伸長部３１は、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を行うことができる。

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成される。

キー／インジケータ部３７は、投影装置１０の筐体に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成される。キー／インジケータ部３７の操作信号は、制御部３８に直接送出される。また、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６でコード信号に復調されて制御部３８に出力される。

制御部３８はシステムバスＳＢを介して音声処理部４７と接続されている。音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。

制御部３８は、光源制御回路４１を制御している。光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、光源装置６０の励起光照射装置７０や赤色光源装置１２０等の動作を個別に制御する。また、光源制御回路４１は、制御部３８の指示により蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の同期のタイミングを制御する。

また、制御部３８は、排気ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から投影装置１０内の図示しない排気ファンの回転速度を制御する。また、制御部３８は、排気ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置１０本体の電源ＯＦＦ後も排気ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によって投影装置１０本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。

図２は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、光源装置６０、光源側光学系１７０及び投影光学系２２０等を備える。また、投影装置１０は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を含む回路基板と接続されて光源装置６０内の駆動部（励起光照射装置７０、赤色光源装置１２０、蛍光ホイール装置１００及びカラーホイール装置２００等）を駆動する。

光源装置６０は、青色波長帯域光（第一波長帯域光）の光源であって励起光源でもある励起光照射装置７０と、緑色波長帯域光（第二波長帯域光）の光源である緑色光源装置８０と、赤色波長帯域光（第三波長帯域光）の光源である赤色光源装置１２０と、カラーホイール装置２００とを備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と蛍光ホイール装置１００とにより構成される。

光源装置６０には、各色波長帯域光を導光する導光光学系１４０が配置されている。導光光学系１４０は、励起光照射装置７０、緑色光源装置８０及び赤色光源装置１２０から出射される光を光源側光学系１７０に導光する。

励起光照射装置７０は、投影装置１０の正面パネル１２近傍に配置される。励起光照射装置７０は、複数の青色レーザダイオード７１（第一光源素子）から成る光源群、集光レンズ７７，７８及び拡散板７９を備える。青色レーザダイオード７１は、半導体発光素子であり、赤色発光ダイオード１２１と出射光の光軸が平行となるよう配置される。

上述の光源群は、複数の青色レーザダイオード７１がマトリクス状に配置されて形成される。各青色レーザダイオード７１の光軸上には、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めるように、各々平行光に変換するコリメータレンズ７３が配置される。集光レンズ７７及び集光レンズ７８は、青色レーザダイオード７１から出射される光線束を一方向に縮小して拡散板７９に出射する。拡散板７９は、入射した青色波長帯域光を、蛍光ホイール１０１側に配置された第一ダイクロイックミラー１４１へ拡散透過する。励起光照射装置７０は、図示しないヒートシンク等によって冷却される。

蛍光ホイール装置１００は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光路上に配置される。蛍光ホイール装置１００は、蛍光ホイール１０１、モータ１１０、集光レンズ群１１１及び集光レンズ１１５を備える。蛍光ホイール１０１の上方の一部は、集光レンズ群１１１及び集光レンズ１１５との間に配置され、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置される。蛍光ホイール１０１はモータ１１０により回転駆動される。

図３（ａ）に示すように、蛍光ホイール１０１（第一ホイール）は、円板状に形成され、軸受１１２を介して接続されたモータ１１０の駆動により回転することができる。蛍光ホイール１０１は、複数の光源セグメントとして蛍光発光領域３１０と透過領域３２０（第一透過領域）を、周方向に並設している。蛍光ホイール１０１の基材は銅やアルミニウム等の金属基材により形成することができる。この基材の励起光照射装置７０側の表面は銀蒸着等によってミラー加工されている。蛍光発光領域３１０には、このミラー加工された表面に形成された緑色蛍光体層が形成される。蛍光発光領域３１０は、励起光照射装置７０から青色波長帯域光を励起光として受けて、全方位に緑色波長帯域の蛍光を出射する。この緑色波長帯域光は、蛍光ホイール装置１００から第一ダイクロイックミラー１４１側の集光レンズ群１１１に入射する。

また、蛍光ホイール１０１の透過領域３２０は、蛍光ホイール１０１の基材に形成された切抜部に、透光性を有する透明基材を嵌入して形成することができる。透明基材は、ガラスや樹脂等の透明な材料で形成される。また、透明基材には、青色波長帯域光が照射される側又はその反対側の表面に拡散層を設けてもよい。拡散層は、例えば、その透明基材の表面に、サンドブラスト等による微細凹凸を形成して設けることができる。透過領域３２０に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、透過領域３２０を透過又は拡散透過し、集光レンズ１１５に入射する。蛍光ホイール１０１には、蛍光ホイール１０１の回転を検出させるマーカが形成される（不図示）。このマーカは、蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０が形成された面（換言すれば青色波長帯域光が入射する面）、或いは蛍光発光領域３１０とは反対側の面（換言すれば青色波長帯域光が入射する面とは反対側の面）に形成することができる。また、マーカは、蛍光ホイール１０１の基材よりも光の反射率を低減させた非反射部として形成することができる。制御部３８は、反射型光センサ等の適宜のセンサによりマーカを検出させることで検出信号を取得し、検出信号の間隔やタイミングから蛍光ホイール１０１の回転周波数や同期点を求めることができる。

集光レンズ群１１１は、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光の光線束を蛍光ホイール１０１に集光するとともに蛍光ホイール１０１から出射された蛍光を集光する。集光レンズ１１５は、蛍光ホイール１０１を透過することにより出射された光線束を集光する。

赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と出射光の光軸が平行となるように配置された半導体発光素子である赤色発光ダイオード１２１（第二光源素子）と、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。赤色光源装置１２０は、赤色発光ダイオード１２１が出射する赤色波長帯域光の光軸と、蛍光ホイール１０１から出射されて第一ダイクロイックミラー１４１で反射された緑色波長帯域光の光軸とが交差するように配置される。赤色光源装置１２０は、図示しないヒートシンク等によって冷却される。

導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、第二ダイクロイックミラー１４２、第三ダイクロイックミラー１４３、光線束を集光させる集光レンズ１４５，１４６，１４７、青色波長帯域光を第三ダイクロイックミラー１４３側へ反射する反射ミラー１４４等からなる。以下、各部材について説明する。

第一ダイクロイックミラー１４１は、拡散板７９と集光レンズ群１１１との間の位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光を集光レンズ群１１１側へ透過するとともに、緑色波長帯域光を集光レンズ１４５方向に反射してその光軸を９０度変換する。

第一ダイクロイックミラー１４１で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１４５で集光されて、第二ダイクロイックミラー１４２に入射する。第二ダイクロイックミラー１４２は、緑色波長帯域光と赤色波長帯域光とを同一光軸に合成する合成手段であり、緑色波長帯域光を反射し、赤色波長帯域光を透過する。

第二ダイクロイックミラー１４２で反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１４６で集光され、第三ダイクロイックミラー１４３に入射する。第三ダイクロイックミラー１４３は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して、青色波長帯域光を透過する。従って、第三ダイクロイックミラー１４３は、集光レンズ１４６で集光された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を集光レンズ１７３へ反射して、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を導光する。

また、蛍光ホイール１０１における青色波長帯域光の照射領域が透過領域であるとき、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光は蛍光ホイール１０１を透過し、集光レンズ１１５で集光された後に反射ミラー１４４に導光される。反射ミラー１４４は、蛍光ホイール１０１を透過又は拡散透過した青色波長帯域光の光軸上に配置される。反射ミラー１４４は、青色波長帯域光を反射してその光軸を集光レンズ１４７に導光する。第三ダイクロイックミラー１４３は、集光レンズ１４７により集光された青色波長帯域光を透過して、集光レンズ１７３に向けて導光する。

光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネル１７５、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１８１、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５を備える。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の後方に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影光学系２２０に向けて出射するので、投影光学系２２０の一部でもある。

集光レンズ１７３は、ライトトンネル１７５の第三ダイクロイックミラー１４３側に配置される。集光レンズ１７３は、第三ダイクロイックミラー１４３から導光された緑色波長帯域光、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を集光する。集光レンズ１７３により集光された各色波長帯域光は、カラーホイール装置２００のカラーホイール２０１に照射される。

図３（ｂ）に示すように、カラーホイール装置２００（第二ホイール）は、カラーホイール２０１と、そのカラーホイール２０１を回転駆動するモータ２１０とを備える。カラーホイール２０１は、集光レンズ１７３とライトトンネル１７５との間に配置され、集光レンズ１７３から出射された光線束の光軸とカラーホイール２０１上の照射面が直交する。

カラーホイール２０１は、円板状に形成され、軸受１１３を介して接続されたモータ２１０により回転駆動される。カラーホイール２０１は、全色透過領域４１０（第二透過領域）と、青赤透過領域４２０（第三透過領域）とを周方向に並設している。全色透過領域４１０は、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光の可視光を透過させることができる。また、青赤透過領域４２０は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光並びに緑色波長帯域光の長波長側の一部の光を透過することができる。カラーホイール２０１に入射した赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光は、全色透過領域４１０又は青赤透過領域４２０を透過して調光された後、後述する合成光９０としてライトトンネル１７５に向かって導光される。ライトトンネル１７５に入射した光線束は、ライトトンネル１７５内で均一な強度分布の光線束となる。カラーホイール２０１にも、蛍光ホイール１０１と同様に、カラーホイール２０１の回転を検出させるマーカが形成される（不図示）。マーカは、カラーホイール２０１にうち光が入射する面、或いはその反対側の面に形成することができる。制御部３８は、反射型光センサ等の適宜のセンサによりマーカを検出させることで検出信号を取得し、検出信号の間隔やタイミングからカラーホイール２０１の回転周波数や同期点を求めることができる。

図２に戻り、ライトトンネル１７５の光軸上には、集光レンズ１７８及び光軸変換ミラー１８１が配置される。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に反射される。

光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介してＤＭＤである表示素子５１に所定の角度で照射される。表示素子５１は、図示しないヒートシンクにより冷却される。

光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された合成光９０は、表示素子５１の画像形成面で反射され、画像光として投影光学系２２０を介して光出射部１２ａからスクリーンに投影される。ここで、投影光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５と、レンズ鏡筒２３０内に設けられた可動レンズ群及び固定レンズ群により構成される。レンズ鏡筒２３０は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。可動レンズ群は、レンズモータ４５により自動で又は投影画像調整部１５ａにより手動で移動可能に形成される。

このように投影装置１０を構成することで、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１を同期回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から適宜のタイミングで光を出射すると、緑色、青色及び赤色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して集光レンズ１７３に入射され、光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。そのため、表示素子５１がデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

図４は、光源装置６０のタイミングチャート図である。本図に示す色重視モードでは、投影装置１０から三色の合成光９０により形成した投影画像をスクリーンに投影する。入力画像に含まれる各画像フレームは、単位画像フレームＴ１０毎に投影される。投影装置１０は、複数の単位画像フレームＴ１０に亘って時分割で画像を投影する。

また、単位画像フレームＴ１０には、２周期分の単位期間Ｔ１１，Ｔ１２が含まれる。各単位期間Ｔ１１，Ｔ１２の動作は、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の一回転分の動作に相当する。各単位期間Ｔ１１，Ｔ１２では、第一出力期間Ｔａ、第二出力期間Ｔｂ及び第三出力期間Ｔｃの順に異なる波長帯域の光が時分割で出射される。光源装置６０は、各出力期間Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃに予め割り当てられた色の光を出射する。単位期間Ｔ１１と単位期間Ｔ１２の動作は同じであるため、ここでは単位期間Ｔ１１の動作を主に説明する。

青色レーザダイオード７１は、第一出力期間Ｔａから第三出力期間Ｔｃに青色波長帯域光を出射する。赤色発光ダイオード１２１は、第一出力期間Ｔａに赤色波長帯域光を出射し、第二出力期間Ｔｂ及び第三出力期間Ｔｃに赤色波長帯域光を消灯する。

第一出力期間Ｔａでは、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光が蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０に照射されて、蛍光発光領域３１０から緑色波長帯域光が出射される。蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光は、導光光学系１４０（図２参照）により導光されてカラーホイール２０１の青赤透過領域４２０に照射される。青赤透過領域４２０は緑色波長帯域光のうちの長波長側の一部の光を透過する。

また、第一出力期間Ｔａでは、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光が、導光光学系１４０により導光されてカラーホイール２０１の青赤透過領域４２０に照射される。したがって、光源装置６０は、第一出力期間Ｔａの合成光９０として、赤色波長帯域光と、緑色波長帯域光のうちの長波長側の一部の光が合成された赤色波長帯域光９０ａを、ライトトンネル１７５に導光する。

第二出力期間Ｔｂでは、青色レーザダイオード７１から出力された青色波長帯域光が蛍光ホイール１０１の蛍光発光領域３１０に照射されて、蛍光発光領域３１０から緑色波長帯域光が出射される。蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光は、導光光学系１４０により導光されてカラーホイール２０１の全色透過領域４１０に照射される。全色透過領域４１０は緑色波長帯域光の大部分を透過するため、光源装置６０は、第二出力期間Ｔｂの合成光９０として、緑色波長帯域光９０ｂをライトトンネル１７５に導光する。

第三出力期間Ｔｃでは、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光が蛍光ホイール１０１の透過領域３２０に照射されて、透過領域３２０は照射された青色波長帯域光を透過する。透過領域３２０から出射された青色波長帯域光は、導光光学系１４０により導光されてカラーホイール２０１の全色透過領域４１０及び青赤透過領域４２０に照射される。青色波長帯域光は、第三出力期間Ｔｃの前半では全色透過領域４１０に透過し、第三出力期間Ｔｃの後半では青赤透過領域４２０に透過する。全色透過領域４１０及び青赤透過領域４２０はいずれも青色波長帯域光を透過するため、光源装置６０は、第三出力期間Ｔｃの合成光９０として、青色波長帯域光９０ｃをライトトンネル１７５に導光する。

第三出力期間Ｔｃが経過すると、次の単位期間Ｔ１２の第一出力期間Ｔａが開始する。単位期間Ｔ１２内の動作は、単位期間Ｔ１１と同様に行われるため、その説明を省略する。単位期間Ｔ１２が経過すると、単位画像フレームＴ１０の動作が繰り返される。

投影装置１０は、入力画像の一枚のフレームに対して倍の周期で駆動している。すなわち、入力画像のフレーム周波数に対して、各単位期間Ｔ１１，Ｔ１２の周波数は２倍である。したがって、図４の２つの単位期間Ｔ１１，Ｔ１２に対して１枚の画像フレームが対応する。例えば、投影装置１０に入力される入力画像の周波数が５０Ｈｚ（フレームレートは５０ｆｐｓ）である場合、各単位期間Ｔ１１，Ｔ１２は１００Ｈｚで駆動する。また、投影装置１０に入力される入力画像の周波数が６０Ｈｚ（フレームレートは６０ｆｐｓ）である場合、各単位期間Ｔ１１，Ｔ１２は１２０Ｈｚで駆動する。以下、本実施形態では、入力画像の周波数の倍の周波数を、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１を同期させる同期周波数とする。

蛍光ホイール１０１、カラーホイール２０１及び表示素子５１は次のように同期して駆動される。まず、制御部３８は、入出力コネクタ部２１等（図１参照）から入力画像の信号が入力されると、その入力画像の周波数（フレームレート）を検出する。

制御部３８は、蛍光ホイール１０１の回転周波数を、入力画像の周波数に対応した同期周波数で同期するように駆動する。本実施形態では、同期周波数が入力画像の周波数の２倍に設定されており、蛍光ホイール１０１の回転周波数と同期周波数とが一致している状態を蛍光ホイール１０１と入力画像とが同期している状態としている。制御部３８は、蛍光ホイール１０１の回転周波数と同期周波数とが異なる場合、蛍光ホイール１０１の回転周波数を同期周波数に一致させるように変更する。

また、制御部３８は、カラーホイール２０１の回転周波数を、蛍光ホイール１０１の回転周波数と同期するように駆動する。また、このとき、カラーホイール２０１と蛍光ホイール１０１の位相差が投影モードに応じて設定される位相差となるように、カラーホイール２０１と蛍光ホイール１０１が制御される。カラーホイール２０１と蛍光ホイール１０１の回転周波数が異なる場合、又はカラーホイール２０１と蛍光ホイール１０１の位相差が設定された位相差からずれている場合、カラーホイール２０１は蛍光ホイール１０１と回転周波数が一致して位相ずれが無くなるように制御される。

さらに、制御部３８は、表示素子５１による画像光の形成を、蛍光ホイール１０１の回転周波数に同期させる。表示素子５１の駆動周波数が蛍光ホイール１０１の回転周波数と異なる場合、表示素子５１の駆動周波数は蛍光ホイール１０１の回転周波数と一致するように変更される。

光源装置６０が図４に示したタイミングチャートにより、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１が正常に同期した状態で動作している場合、表示素子５１（図２参照）は、第一出力期間Ｔａ、第二出力期間Ｔｂ及び第三出力期間Ｔｃにおいて、それぞれ赤色波長帯域光９０ａ、緑色波長帯域光９０ｂ及び青色波長帯域光９０ｃの出射時間（反射時間）を制御して、カラー画像を形成することができる。

蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１が同期ずれすると、表示素子５１は意図しない光を出射することになるため、スクリーン等に投影される画像としては投影装置１０への入力画像と異なる画像が投影される。投影装置１０は、このような同期ずれが発生した場合に、以下に説明するマスク処理を行い、投影画像のちらつき等を防止する。

図５は、投影装置１０のマスク処理のフローチャートである。制御部３８は、ステップＳ１０１で、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転を検出する。制御部３８は、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１に設けられたマーカをセンサにより検出させて、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数や位相を求める。例えば、回転周波数は検出信号の検出間隔によって求めることができる。

ステップＳ１０２では、第一条件として蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が一定時間安定していたか判定する。具体的に、制御部３８は、過去の第一判定期間Ｔ４１（図８及び図９も参照）において、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数の変動が第一閾値以下であるかを判定する。制御部３８は、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１のいずれかの回転周波数の変動が、第一判定期間Ｔ４１において第一閾値以下である場合に（Ｓ１０２，ＹＥＳ）ステップＳ１０３の処理に進み、第一閾値より大きい場合に（Ｓ１０２，ＮＯ）ステップＳ１０１の処理に戻る。

ステップＳ１０３では、第二条件として蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が変化したか判定する。具体的に、制御部３８は、前述の第一判定期間Ｔ４１よりも直近の第二判定期間Ｔ４２（図８及び図９も参照）において蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１のいずれかの回転周波数の変動が第二閾値以上であるか判定する。制御部３８は、第二判定期間Ｔ４２において蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１のいずれかの回転周波数の変動が第二閾値以上である場合に（Ｓ１０３，ＹＥＳ）ステップＳ１０４の処理に進み、第二閾値より小さい場合に（Ｓ１０３，ＮＯ）ステップＳ１０１の処理に戻る。

ステップＳ１０４は、第三条件として前回のマスク処理から一定時間が経過しているか判定する。具体的に、制御部３８は、第三判定期間Ｔ４３（図８及び図９も参照）に、ステップＳ１０５で後述するマスク処理を行っていないかを判定する。第三判定期間Ｔ４３は、第一判定期間Ｔ４１よりも前の期間と、第一判定期間Ｔ４１と、第一判定期間Ｔ４１と第二判定期間Ｔ４２の間の期間と、第二判定期間Ｔ４２と、を含む。制御部３８は、第三判定期間Ｔ４３にマスク処理を行っていない場合は（Ｓ１０４，ＹＥＳ）ステップＳ１０５に進み、マスク処理を行っていた場合は（Ｓ１０４，ＮＯ）ステップＳ１０１の処理に戻る。

ステップＳ１０５において、制御部３８は、投影される画像光に対してマスク処理を行う。マスク処理の方法として、光源素子である前述した青色レーザダイオード７１及び赤色発光ダイオード１２１を消灯させる、又は、表示素子５１により投影される画像光を黒画像とすることができる。

また、制御部３８は、図４に示した単位期間Ｔ１１，Ｔ１２毎や、単位画像フレームＴ１０毎にマスク処理を行ってもよいし、赤色波長帯域光９０ａ、緑色波長帯域光９０ｂ及び青色波長帯域光９０ｃの異なる波長帯域の光のうち、蛍光ホイール１０１（第一ホイール）及びカラーホイール２０１（第二ホイール）の回転周波数差又は位相ずれの発生により意図しない色が出射される一部の期間（後述する図６及び図７のタイミングチャートの例では期間Ｔｄや期間Ｔｅ）、マスク処理を行ってもよい。さらに、マスク処理として、本実施形態では位相ずれが発生しても出射される色に殆ど影響しない第三出力期間Ｔｃの青色波長帯域光は出射させ、第一出力期間Ｔａ及び第二出力期間Ｔｂの光を消灯させて、投影画像を所謂ブルー画像としてもよい。また、マスク処理として、表示素子５１を制御して画像光の明るさを下げてもよい。

なお、ステップＳ１０２～Ｓ１０４で第一条件～第三条件を満たさずステップＳ１０１の処理に戻る際、投影装置１０がマスク処理中であり蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が安定しているときは、制御部３８はマスク処理を解除してからステップＳ１０１の処理に戻り、入力画像をスクリーンに投影する処理を再開することができる。安定しているか否かの判断方法としては、例えば、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数の変動が、所定時間現在の入力画像の周波数に対応した同期周波数を基準とした第三閾値以下の範囲である場合に、回転周波数が安定していると判定することができる。第三閾値は、現在の入力画像が５０Ｈｚである場合は、同期周波数である１００Ｈｚを基準として例えば数Ｈｚとすることができる。例えば、第三閾値と第一閾値とは、略同一の周波数とすることができる。

また、ステップＳ１０５のマスク処理は、ステップＳ１０４の第三条件を省略してステップＳ１０２，Ｓ１０３の第一条件及び第二条件を満たした場合に行う構成としてもよい。

次に、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１の間に同期ずれが生じて位相ずれＰ１が発生している状態の動作について説明する。図６は、図４に示した色重視モードの駆動中に、カラーホイール２０１の位相が蛍光ホイール１０１に対して進んだ状態のタイミングチャートである。

カラーホイール２０１の位相が蛍光ホイール１０１に対して進むと、全色透過領域４１０が第一出力期間Ｔａの後半の一部の期間Ｔｄに位置するように位相ずれＰ１が発生する。したがって、第一出力期間Ｔａの一部の期間Ｔｄでは、黄色波長帯域光９０ｄが合成光９０として出射される。表示素子５１は、映像処理４０に示すように、第一出力期間Ｔａの全体に亘って赤色波長帯域光９０ａが出射されているものとして駆動するため、一部の期間Ｔｄに黄色波長帯域光９０ｄが混色することによって投影画像の赤が黄色に近くなったり、白色を投影した場合には緑色側波長帯域の成分が多くなり緑がかった白色が投影される。

また、図７は、図４に示した色重視モードの駆動中に、カラーホイール２０１の位相が蛍光ホイール１０１に対して遅れた状態のタイミングチャートである。カラーホイール２０１の位相が蛍光ホイール１０１に対して遅れると、青赤透過領域４２０が第二出力期間Ｔｂの一部の期間Ｔｅに位置するように位相ずれＰ１が発生する。したがって、第二出力期間Ｔｂの一部の期間Ｔｅでは、青赤透過領域４２０により蛍光発光領域３１０から出射された緑色波長帯域光の短波長側の成分が取り除かれて、合成光９０として橙色波長帯域光９０ｅが出射される。表示素子５１は、映像処理４０に示すように、第二出力期間Ｔｂに緑色波長帯域光９０ｂが出射されているものとして駆動するため、一部の期間Ｔｅに橙色波長帯域光９０ｅが混色することによって投影画像の緑色が黄緑色に近くなったり、投影画像として白色を投影した場合には赤色側波長帯域の成分が多くなり赤味がかった白色が投影される。そして図７及び図８の位相ずれＰ１が不規則に変化すると、投影画像全体がちらつくことがある。

このような蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１の同期ずれは、例えば、投影装置１０に入力される入力画像の周波数が変化して、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１の回転周波数を変化させる際に発生する。

図８及び図９は、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数の変化を示す図である。図８及び図９の縦軸は回転周波数を示し、横軸は時間を示している。また、蛍光ホイール１０１の回転周波数を実線で示しており、カラーホイール２０１の回転周波数を二点鎖線で示している。

図８では入力画像が低周波数５０Ｈｚから高周波数６０Ｈｚへ変化した場合を示しており、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の同期周波数としては１００Ｈｚから１２０Ｈｚへ変化した様子を示している。また、図９では入力画像が高周波数６０Ｈｚから低周波数５０Ｈｚへ変化した場合を示しており、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の同期周波数としては１２０Ｈｚから１００Ｈｚへ変化した様子を示している。まず図８について説明する。

タイミングＴ１までの期間において、入力画像の周波数は５０Ｈｚであり、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１は１００Ｈｚで同期しながら回転している。タイミングＴ１において入力画像の周波数が５０Ｈｚから６０Ｈｚに変化すると、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１は入力画像の６０Ｈｚに対応した同期周波数１２０Ｈｚに向けて回転周波数が変化する。蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１の同期周波数に対する応答速度は、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の各重量等の要因によって異なる場合がある。図８ではカラーホイール２０１が蛍光ホイール１０１よりも軽いため、カラーホイール２０１は蛍光ホイール１０１に比較して素早く変化している。

蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数は、タイミングＴ１からタイミングＴ３の間に入力画像の周波数に対応した同期周波数となるように変化する。蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の駆動中は、図５に示したフローチャートにより、マスク処理を行うか否かの判定がされる。

例として、カラーホイール２０１の回転周波数が変化し始めたタイミングＴ２で、図５の判定を行う場合について説明する。図５のステップＳ１０２の第一条件の判定では、カラーホイール２０１の回転周波数の変動が、第一判定期間Ｔ４１において前述の第一閾値以下であるか判定される。例えば、第一判定期間Ｔ４１は過去１０００ｍｓｅｃから過去２００ｍｓｅｃの期間とすることができる。また、第一閾値は入力画像が５０Ｈｚで入力されている場合は同期周波数である１００Ｈｚを基準として例えば数Ｈｚとすることができる。

ステップＳ１０３の第二条件の判定では、カラーホイール２０１の回転周波数の変動が直近の第二判定期間Ｔ４２において同期周波数に対して第二閾値以上であるか判定する。第二判定期間Ｔ４２は、例えば、過去４０ｍｓｅｃから現在までの期間とすることができる。また、第二閾値を１２Ｈｚと設定して、同期周波数が１００Ｈｚである場合は蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が１１２Ｈｚ以上であるか否かを判定させることができる。第一判定期間Ｔ４１と第二判定期間Ｔ４２とは本実施形態のように離間するように設定することができる。また、第一閾値は、第二閾値よりも小さい値に設定することができる。

ステップＳ１０４の第三条件の判定では、第一条件の第一判定期間Ｔ４１よりも前の期間を含む第三判定期間Ｔ４３に、ステップＳ１０５で後述するマスク処理を行ったかを判定する。例えば図８に示すように、第一判定期間Ｔ４１が過去１０００ｍｓｅｃから過去２００ｍｓｅｃの期間である場合、第三判定期間Ｔ４３は過去１０００ｍｓｅｃより前の時点から現在までの期間とすることができる。

以上の第一条件～第三条件（Ｓ１０２～Ｓ１０４）が満たされてマスク処理が行われている間は、カラーホイール２０１の回転周波数が安定するまでマスク処理は解除されず、蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が安定し始めるタイミングＴ３まで、マスク状態が維持される。タイミングＴ３で一定時間の間蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が１２０Ｈｚを基準とした第三閾値以下の範囲で安定したと判定されると、制御部３８はマスク処理を解除して入力画像の投影を再開させることができる。

次に図９の入力画像が高周波数６０Ｈｚから低周波数５０Ｈｚへ変化した場合について説明する。タイミングＴ５までの期間において、入力画像の周波数は６０Ｈｚであり、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１は１２０Ｈｚで同期しながら回転している。タイミングＴ５において入力画像の周波数が６０Ｈｚから５０Ｈｚに変化すると、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１は入力画像の５０Ｈｚに対応した同期周波数１００Ｈｚに向けて回転周波数が変化する。入力画像の同期周波数が低周波側へ変化した場合においても、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１の回転周波数は異なる応答速度で変化する場合がある。

蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数は、タイミングＴ５からタイミングＴ７の間に入力画像の周波数に対応した同期周波数となるように変化する。蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の駆動中は、図５に示したフローチャートにより、マスク処理を行うか否かの判定がされる。

例えば、カラーホイール２０１の回転周波数が変化し始めたタイミングＴ６における第一条件の判定（Ｓ１０２）では、カラーホイール２０１の回転周波数の変動が、第一判定期間Ｔ４１において前述の第一閾値以下であるか判定される。例えば、第一判定期間Ｔ４１は過去１０００ｍｓｅｃから過去２００ｍｓｅｃの期間とすることができる。また、第一閾値は入力画像が６０Ｈｚで入力されている場合は同期周波数である１２０Ｈｚを基準として例えば±数Ｈｚとすることができる。

ステップＳ１０３の第二条件の判定では、カラーホイール２０１の回転周波数の変動が直近の第二判定期間Ｔ４２において第二閾値以上であるか判定する。第二判定期間Ｔ４２は、例えば、過去４０ｍｓｅｃから現在までの期間とすることができる。また、第二閾値を１２Ｈｚと設定して、同期周波数が１２０Ｈｚである場合は蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が１０８Ｈｚ以下であるか否かを判定させることができる。

ステップＳ１０４の第三条件の判定では、第一条件の第一判定期間Ｔ４１よりも前の期間を含む第三判定期間Ｔ４３に、ステップＳ１０５で後述するマスク処理を行ったかを判定する。例えば図８に示す例と同様に、第一判定期間Ｔ４１が過去１０００ｍｓｅｃから過去２００ｍｓｅｃの期間である場合、第三判定期間Ｔ４３は過去１０００ｍｓｅｃより前の時点から現在までの期間とすることができる。

タイミングＴ７で一定時間の間蛍光ホイール１０１及びカラーホイール２０１の回転周波数が１００Ｈｚを基準とした第三閾値以下の範囲で安定したと判定されると、制御部３８はマスク処理を解除して入力画像の投影を再開させることができる。

なお、蛍光ホイール１０１とカラーホイール２０１が正常に同期しているときに、入力画像と蛍光ホイール１０１の同期がずれた場合、単位画像フレームＴ１０に入力画像の描画タイミングが対応しなくなるが、その場合は単位画像フレームＴ１０に投影させる画像を入力画像から一部除いたり、入力画像を複製して同じ画像フレームを連続表示させることで同期ずれを見かけ上補正することができる。

また、本実施形態では、図４に示したように単位画像フレームＴ１０内に三色の光を出射して画像光を形成する色重視モードについて説明したが、カラーホイール２０１を蛍光ホイール１０１に対して意図的に所定の位相差が発生するように駆動してもよい。これにより、一つの単位期間Ｔ１１，Ｔ１２を４つ以上に分割して投影画像を形成することができる。例えば、カラーホイール２０１を蛍光ホイール１０１に対して位相を進めて、図６に示したように、第一出力期間Ｔａの前半に合成光９０として赤色波長帯域光を出射し、第一出力期間Ｔａの後半を第四出力期間（期間Ｔｄ）として合成光９０として黄色波長帯域光を出射することができる。表示素子５１も映像処理として期間Ｔｄにおいて黄色波長帯域光が出射されているものとして駆動する。このように、投影装置１０は、合成光９０として赤色波長帯域光９０ａ、黄色波長帯域光９０ｄ、緑色波長帯域光９０ｂ及び青色波長帯域光９０ｃの４色により画像光を形成した、輝度重視モードにより動作することができる。

また、単位期間Ｔ１１，Ｔ１２に３色の光を出射するモードや、単位期間Ｔ１１，Ｔ１２に４色の光を出射するモードにおいて、第一出力期間Ｔａ内の赤色波長帯域光を合成光９０として出射するタイミングで、青色レーザダイオード７１を消灯する構成としてもよい。

また、本実施形態は、３枚以上の蛍光ホイールやカラーホイールを同期させて動作する投影装置にも適用してもよい。

また、投影装置１０に限らず、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、第一光源装置から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイール（蛍光ホイール１０１）と、第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイール（カラーホイール２０１）と、第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、第一光源素子、第一ホイール、第二ホイール及び表示素子５１を同期制御する制御部３８と、を備えたコンピュータが実行するプログラムとしてもよい。このコンピュータが実行するプログラムは、第一ホイールの回転周波数の変動又は第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、画像光にマスク処理を行う制御手段として機能させることができる。

以上、本実施形態で説明した投影装置１０は、第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子５１と、第一光源素子、第一ホイール、第二ホイール及び表示素子を同期制御する制御部３８と、を備える。また、制御部３８は、第一ホイールの回転周波数の変動又は第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、画像光にマスク処理を行う。

投影装置１０やコンピュータが上述のような投影制御方法を行うことにより、同期ずれにより色が正しく表示されない投影画像を、素早く必要な時間だけマスク処理をすることができ、入力画像の周波数の切り替わりにおいて投影画像のちらつきを低減することができる。

また、過去の第一判定期間Ｔ４１において回転周波数の変動が第一閾値以下であり、第一判定期間Ｔ４１よりも直近の第二判定期間Ｔ４２において回転周波数の変動が第二閾値以上である場合に、マスク処理を行う投影装置１０は、回転周波数の急激な変化を正確に検出することができる。

また、第一判定期間Ｔ４１と第二判定期間Ｔ４２とが離間している投影装置１０は、第一判定期間Ｔ４１における判定処理の負荷を軽減しながら、過去の安定していた履歴を判定に反映させることができる。したがって回転周波数の検出をあるノイズによる影響を低減することができる。

また、第一判定期間Ｔ４１よりも前の期間を含む第三判定期間Ｔ４３にマスク処理を行っていない場合に、マスク処理を行う投影装置１０は、安定状態から回転周波数の変化を正確に検出させることができる。

また、第一ホイール及び第二ホイールの回転周波数の変動が所定時間第三閾値以下である場合に、マスク処理を解除する投影装置１０は、同期ずれの解消を素早く検出して、投影画像の投影処理を再開することができる。

また、単位期間Ｔ１１，Ｔ１２に異なる波長帯域の光を時分割で出射させ、マスク処理を単位期間Ｔ１１，Ｔ１２のうち意図しない色が出射される一部の期間Ｔｄ，Ｔｅ行う投影装置１０は、投影画像のちらつき等を低減しながら画像光の投影を継続することができる。

また、マスク処理として、第一光源素子を消灯させる、又は、表示素子５１により投影される画像光を黒画像とする投影装置１０は、正常ではない画像光がスクリーン等に投影されることを防止することができる。

また、マスク処理として、画像光の明るさを下げる投影装置１０は、正常に投影されない画像光を目立たなくして投影画像のちらつき等を低減することができる。

また、第一ホイールは、第一波長帯域光を透過する第一透過領域と、第一波長帯域光が照射されて第二波長帯域光を蛍光として出射する蛍光発光領域３１０とを周方向に並設しており、投影装置１０は、第三波長帯域光を出射する第二光源素子をさらに備える。また、第二ホイールは、第一波長帯域光乃至第三波長帯域光を透過する第二透過領域と、第一波長帯域光及び第三波長帯域光並びに第二波長帯域光の長波長側の一部の光を透過する第三透過領域とを、周方向に並設している。そのため、三色の波長帯域の光（例えば、本実施形態に示したような、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光）を出射することができる。

なお、以上説明した実施形態では、第二ホイールは、第一ホイールから出射された光を調光する複数の透過領域が形成されているとしたが、この構成に限らない。第二ホイールは、第一ホイールから出射された光を調光する複数の反射領域が形成されていても良い。また、以上説明した実施形態では、第一ホイールと第二ホイールの２個のホイールを用いた例を提示した。しかし、３個以上のホイールを用いても構わない。また、第二ホイールを透過した光を反射して画像光を投影する表示素子に限らない。例えば、液晶やＬＣＯＳ等の透過型の表示素子を用いても良い。更に、第一波長帯域光が照射されて異なる波長帯域の光を出射する光源セグメントを含む複数の光源セグメントが形成された第一ホイールは、少なくとも第一光源素子から照射された第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成されていれば良い。

なお、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、
ことを特徴とする投影装置。
［２］ 前記制御部は、前記第一ホイール又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、
ことを特徴とする前記［１］に記載の投影装置。
［３］ 前記制御部は、過去の第一判定期間において前記回転周波数の変動が前記第一閾値以下であり、前記第一判定期間よりも直近の第二判定期間において前記回転周波数の変動が前記第二閾値以上である場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする前記［２］に記載の投影装置。
［４］ 前記第一判定期間と前記第二判定期間とは離間しており、
前記制御部は、さらに、前記第一判定期間よりも前の期間を含む第三判定期間に前記マスク処理を行っていない場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする前記［３］に記載の投影装置。
［５］ 前記制御部は、前記第一ホイール及び前記第二ホイールの前記回転周波数の変動が、所定時間第三閾値以下である場合に、前記マスク処理を解除することを特徴とする前記［２］乃至前記［４］の何れかに記載の投影装置。
［６］ 前記第一閾値と前記第三閾値とは、略同一の周波数であることを特徴とする前記［５］に記載の投影装置。
［７］ 前記第一ホイールの前記複数の領域の一つは、前記第一波長帯域光が照射されて異なる波長帯域の光を出射する光源セグメントであることを特徴とする前記［１］乃至前記［６］の何れかに記載の投影装置。
［８］ 前記制御部は、
単位期間に前記異なる波長帯域の光を時分割で出射させ、
前記マスク処理を、前記単位期間のうち意図しない色が出射される一部の期間行う、
ことを特徴とする前記［１］乃至前記［７］の何れかに記載の投影装置。
［９］ 前記制御部は、前記マスク処理として、前記第一光源素子を消灯させる、前記表示素子により投影される前記画像光を黒画像とする、前記画像光の明るさを下げる、の何れかであることを特徴とする前記［１］乃至前記［８］の何れかに記載の投影装置。
［１０］ 前記第一ホイールは、前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域と、前記第一波長帯域光が照射されて第二波長帯域光を蛍光として出射する蛍光発光領域とを周方向に並設しており、
前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光と異なる波長帯域の第三波長帯域光を出射する第二光源素子をさらに備え、
前記第二ホイールは、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を透過する第二透過領域と、前記第一波長帯域光及び前記第三波長帯域光並びに前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光を透過する第三透過領域とを、周方向に並設している、
ことを特徴とする前記［１］乃至前記［９］の何れかに記載の投影装置。
［１１］ 投影装置における投影制御方法であって、
前記投影装置は、
第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
を備え、
前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う、制御手段を含む、
ことを特徴とする投影制御方法。
［１２］
第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、
前記コンピュータを、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動を検出し、前記第一ホイールの回転周波数の変動又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が閾値未満の状態から閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光にマスク処理を行う制御手段として機能させる、
ことを特徴とするプログラム。

１０ 投影装置 １２ 正面パネル
１２ａ 光出射部 １５ 左側パネル
１５ａ 投影画像調整部 ２１ 入出力コネクタ部
２２ 入出力インターフェース ２３ 画像変換部
２４ 表示エンコーダ ２５ ビデオＲＡＭ
２６ 表示駆動部 ３１ 画像圧縮／伸長部
３２ メモリカード ３５ Ｉｒ受信部
３６ Ｉｒ処理部 ３７ キー／インジケータ部
３８ 制御部 ４０ 映像処理
４１ 光源制御回路 ４３ 排気ファン駆動制御回路
４５ レンズモータ ４７ 音声処理部
４８ スピーカ ５１ 表示素子
６０ 光源装置 ７０ 励起光照射装置
７１ 青色レーザダイオード ７３ コリメータレンズ
７７ 集光レンズ ７８ 集光レンズ
７９ 拡散板 ８０ 緑色光源装置
９０ 合成光 ９０ａ 赤色波長帯域光
９０ｂ 緑色波長帯域光 ９０ｃ 青色波長帯域光
９０ｄ 黄色波長帯域光 ９０ｅ 橙色波長帯域光
１００ 蛍光ホイール装置 １０１ 蛍光ホイール
１１０ モータ １１１ 集光レンズ群
１１２ 軸受 １１３ 軸受
１１５ 集光レンズ １２０ 赤色光源装置
１２１ 赤色発光ダイオード １２５ 集光レンズ群
１４０ 導光光学系 １４１ 第一ダイクロイックミラー
１４２ 第二ダイクロイックミラー １４３ 第三ダイクロイックミラー
１４４ 反射ミラー １４５ 集光レンズ
１４６ 集光レンズ １４７ 集光レンズ
１７０ 光源側光学系 １７３ 集光レンズ
１７５ ライトトンネル １７８ 集光レンズ
１８１ 光軸変換ミラー １８３ 集光レンズ
１８５ 照射ミラー １９５ コンデンサレンズ
２００ カラーホイール装置 ２０１ カラーホイール
２１０ モータ ２２０ 投影光学系
２３０ レンズ鏡筒 ３１０ 蛍光発光領域
３２０ 透過領域 ４１０ 全色透過領域
４２０ 青赤透過領域 Ｐ１ 位相ずれ
ＳＢ システムバス
Ｔ１～Ｔ３，Ｔ５～Ｔ７ タイミング Ｔ１０ 単位画像フレーム
Ｔ１１，Ｔ１２ 単位期間 Ｔ４１ 第一判定期間
Ｔ４２ 第二判定期間 Ｔ４３ 第三判定期間
Ｔａ 第一出力期間 Ｔｂ 第二出力期間
Ｔｃ 第三出力期間 Ｔｄ 期間
Ｔｅ 期間

Claims (14)

1. 第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
   前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
   前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
   前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
   前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、入力される入力画像のフレーム周波数が第一周波数から第二周波数へ変化した後に、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍を基準とする所定の範囲内から、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光に所定の期間、マスク処理を行う、
   ことを特徴とする投影装置。
2. 第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
   前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
   前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
   前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
   前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化することに伴って開始させた前記画像光へのマスク処理を、前記第二周波数の整数倍を基準とした値に対して所定の範囲内で所定の時間経過した場合に解除する、
   ことを特徴とする投影装置。
3. 前記制御部は、過去の第一判定期間において前記回転周波数の変動が前記第一閾値以下であり、前記第一判定期間よりも直近の第二判定期間において前記回転周波数の変動が前記第二閾値以上である場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投影装置。
4. 前記第一判定期間と前記第二判定期間とは離間しており、
   前記制御部は、さらに、前記第一判定期間よりも前の期間を含む第三判定期間に前記マスク処理を行っていない場合に、前記マスク処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の投影装置。
5. 前記制御部は、前記第一ホイール及び前記第二ホイールの前記回転周波数の変動が、所定時間第三閾値以下である場合に、前記マスク処理を解除することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の投影装置。
6. 前記第一閾値と前記第三閾値とは、略同一の周波数であることを特徴とする請求項５に記載の投影装置。
7. 前記第一ホイールの前記複数の領域の一つは、前記第一波長帯域光が照射されて異なる波長帯域の光を出射する光源セグメントであることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の投影装置。
8. 前記制御部は、単位期間に異なる波長帯域の光を時分割で出射させ、
   前記マスク処理を、前記単位期間のうち意図しない色が出射される一部の期間行う、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の投影装置。
9. 前記制御部は、前記マスク処理として、前記第一光源素子を消灯させる、前記表示素子により投影される前記画像光を黒画像とする、前記画像光の明るさを下げる、の何れかであることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の投影装置。
10. 前記第一ホイールは、前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域と、前記第一波長帯域光が照射されて第二波長帯域光を蛍光として出射する蛍光発光領域とを周方向に並設しており、
    前記第一波長帯域光及び前記第二波長帯域光と異なる波長帯域の第三波長帯域光を出射する第二光源素子をさらに備え、
    前記第二ホイールは、前記第一波長帯域光乃至前記第三波長帯域光を透過する第二透過領域と、前記第一波長帯域光及び前記第三波長帯域光並びに前記第二波長帯域光の長波長側の一部の光を透過する第三透過領域とを、周方向に並設している、
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の投影装置。
11. 投影装置における投影制御方法であって、
    前記投影装置は、
    第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
    前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
    前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
    前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
    を備え、
    前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、入力される入力画像のフレーム周波数が第一周波数から第二周波数へ変化した後に、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍を基準とする所定の範囲内から、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光に所定の期間、マスク処理を行う、制御手段を含む、
    ことを特徴とする投影制御方法。
12. 投影装置における投影制御方法であって、
    前記投影装置は、
    第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、
    前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、
    前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、
    前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
    を備え、
    前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御するとともに、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化することに伴って開始させた前記画像光へのマスク処理を、前記第二周波数の整数倍を基準とした値に対して所定の範囲内で所定の時間経過した場合に解除する、制御手段を含む、
    ことを特徴とする投影制御方法。
13. 第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、
    前記コンピュータを、入力される入力画像のフレーム周波数が第一周波数から第二周波数へ変化した後に、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍を基準とする所定の範囲内から、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化した場合に、前記画像光に所定の期間、マスク処理を行う制御手段として機能させる、
    ことを特徴とするプログラム。
14. 第一波長帯域光が出射される第一光源素子と、前記第一光源素子から照射された前記第一波長帯域光を調光する複数の領域が形成された第一ホイールと、前記第一ホイールから出射された光を調光する複数の領域が形成された第二ホイールと、前記第二ホイールから出射された光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記第一光源素子、前記第一ホイール、前記第二ホイール及び前記表示素子を同期制御する制御部と、を備えたコンピュータが実行するプログラムであって、
    前記コンピュータを、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数を、前記第一周波数の整数倍よりも前記第二周波数の整数倍に近い所定の値に変化させる際、前記第一ホイールの回転周波数又は前記第二ホイールの回転周波数の変動が、第一閾値以下の状態から、前記第一閾値より大きい第二閾値以上の状態へ変化することに伴って開始させた前記画像光へのマスク処理を、前記第二周波数の整数倍を基準とした値に対して所定の範囲内で所定の時間経過した場合に解除する制御手段として機能させる、
    ことを特徴とするプログラム。
    

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