JPWO2018042560A1 - プロジェクタ及び駆動制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図3は図1に示した蛍光体ホイールの発光量の一例を示すグラフであり、図4は図3に示した特性を有する2つの蛍光体ホイールの発光量及びその合成光量の一例を示すグラフである。
図1に示すプロジェクタは、励起光源101、ダイクロイックミラー102、蛍光体ホイール103、表示デバイス104、投射レンズ105、映像処理回路106、蛍光体回転制御部107、モーター駆動回路108及びモーター109を備える。
この場合、蛍光体ホイールa,bが、それぞれの継ぎ目203が一致(同期)するように回転すると、図4の合成光量で示すように、2つの蛍光体ホイールa,bによる合成後の発光量はLa+Lbとなるが、継ぎ目203で低下する発光量もΔLa+ΔLbに増えてしまう。そのため、投射映像におけるフリッカがより増大してしまう。
なお、半導体発光素子を光源に用い、該光源で発光する光とは異なる波長光を、蛍光体を用いて生成する構成は特許文献1、2等にも記載されている。
特許文献1には、青色波長域のレーザ光を出射するレーザダイオードと、青色波長域のレーザ光を励起光にして該青色波長域のレーザ光とはわずかに波長が異なる青色波長域の光を発光する蛍光体とを備え、青色波長域のレーザ光と蛍光体で発光された青色波長域光とを合成することで、表示デバイスに照射する青色光の色度を改善することが記載されている。
特許文献2には、青色波長域のレーザ光を発光するレーザダイオードに供給する電流をPWM(Pulse Width Modulation)変調することで、該レーザダイオードによる青色波長域のレーザ光の発光量を調整することが記載されている。
前記光源からの光を励起光にして光を発光する、複数片の蛍光体が円弧状に固定された複数の蛍光体ホイールと、
前記複数の蛍光体ホイールで発光された光を合成する合成光学系と、
前記蛍光体ホイールが発光した光の量が最小値となるタイミングが前記複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御する蛍光体回転制御部と、
を有する。
または、複数の光源と、
前記光源からの光を励起光にして光を発光する、複数片の蛍光体が円弧状に固定された複数の蛍光体ホイールと、
前記複数の蛍光体ホイールで発光された光を合成する合成光学系と、
前記蛍光体ホイールに固定された蛍光体の継ぎ目に励起光が照射されるタイミングが前記複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御する蛍光体回転制御部と、
を有する。
前記光源からの光を励起光にして光を発光する、複数片の蛍光体が円弧状に固定された複数の蛍光体ホイールと、
前記複数の蛍光体ホイールで発光された光を合成する合成光学系と、
を有するプロジェクタにおける前記蛍光体ホイールの駆動制御方法であって、
前記蛍光体ホイールが発光した光の量が最小値となるタイミングが前記複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御する方法である。
図5は、本発明のプロジェクタの一構成例を示すブロック図である。図6は、図5に示した蛍光体ホイールの一構成例を示す図であり、同図(a)は蛍光体の固定面を示す平面図、同図(b)は図5に示したインデックスの形成面を示す平面図である。
図5で示すように、本発明のプロジェクタは、励起光源510及び520、ダイクロイックミラー530及び531、反射ミラー534、偏光変換素子535及び536、偏光ビームスプリッター501、蛍光体ホイール511及び521、表示デバイス502、投射レンズ503、映像処理回路504、蛍光体回転制御部505、モーター駆動回路512及び522、モーター515及び525、並びに光センサ514及び524を備える。
図5に示すプロジェクタは、2つの励起光源510及び520、並びに蛍光体ホイール511及び521を備え、蛍光体ホイール511及び521で発光された光を合成して表示デバイス502に照射する構成である。
蛍光体ホイール511上の蛍光体で発光された光は、ダイクロイックミラー530を透過して偏光変換素子535に入射される。一方、蛍光体ホイール521上の蛍光体で発光された光は、ダイクロイックミラー531を透過して反射ミラー534に照射され、反射ミラー534で反射されて偏光変換素子536に入射される。
偏光変換素子535及び偏光変換素子536から出力された偏光は、偏光ビームスプリッター501で合成されて表示デバイス502に照射される。
図5に示すプロジェクタでは、ダイクロイックミラー530及び531、反射ミラー534、偏光変換素子535及び536、並びに偏光ビームスプリッター501により2つの蛍光体ホイール511及び521で発光された光を合成する合成光学系が形成される。
励起光源510及び520には、例えば青色波長域のレーザ光を出射するレーザダイオードが用いられる。蛍光体には、例えば青色波長域光を励起光にして黄色波長域光を発光するものが用いられる。表示デバイス502には、DMD(Digital Micro-mirror Device:登録商標)や液晶パネル等が用いられる。
なお、図5は、偏光変換素子535及び536、並びに偏光ビームスプリッター501を用いて蛍光体ホイール511及び512で発光した光を合成する例を示しているが、光の合成方法は図5に示す構成に限定されるものではない。例えば、ダイクロイックミラー530及び531を透過した光を、それぞれ反射ミラーを用いて合成プリズムへ入射させ、該合成プリズムにより同一方向へ出射させることで合成することも可能である。
また、蛍光体回転制御部505は、計算した回転速度でモーター515及び525を回転させるための回転タイミング信号をモーター駆動回路512及び522に出力する。回転タイミング信号は、例えば所定の周期のパルス列から成る信号であり、モーター駆動回路512及び522はパルスの1周期でモーター515及び525が1回転するように駆動する。すなわち、モーター駆動回路512は、回転タイミング信号のパルス列と、光センサ514で検出されたインデックス513の位置を示す信号とが同期するようにモーター515の回転速度を制御する。同様に、モーター駆動回路522は、回転タイミング信号のパルス列と、光センサ524で検出されたインデックス523の位置を示す信号とが同期するようにモーター525の回転速度を制御する。
図7で示すように、モーター駆動回路512及び522は、光センサ514及び524で検出されたインデックス513及び523の位置を示す信号と、蛍光体回転制御部505から出力された回転タイミング信号とが一定の位相関係となるように、モーター515及び525の回転速度を制御する。
そのため、蛍光体ホイール511及び521もそれぞれのインデックス(基準位置)513及び523が30度ずれて回転する。すなわち、蛍光体ホイール511及び521は互いの蛍光体602の継ぎ目604が30度ずれて回転する。この場合、蛍光体602の継ぎ目604により発光量が低下する部位は、図8で示すようになる。
このとき、2つの蛍光体ホイール511及び512で発光する光を合成すると、図8の合成光量で示すように、継ぎ目604以外の部位における光量はLa+Lbとなるが、継ぎ目604による光量低下はΔLaまたはΔLbとなる。この場合、光量低下の発生周期は、1つの蛍光体ホイールを備える背景技術のプロジェクタと比べて2倍となる。そのため、本実施形態のプロジェクタは、1つの蛍光体ホイールを備える背景技術のプロジェクタよりも投射映像におけるフリッカが人の目に感知し難くなる。
すなわち、蛍光体ホイールに固定された蛍光体の継ぎ目(蛍光体の片の端部)に励起光が照射されるタイミングが複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように複数の蛍光体ホイールの回転を制御するので、投射映像におけるフリッカをより低減することができる。
換言すると、蛍光体ホイールが発光した光の量が最小値となるタイミングが複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように複数の蛍光体ホイールの回転を制御するので、投射映像におけるフリッカをより低減することができる。
その場合、蛍光体ホイール毎にずらす基準位置の角度Φは次の式で求めればよい。
Φ=360°/(蛍光体の片数×蛍光体ホイール数)
なお、上式で示した位相差を有する回転タイミング信号で複数の蛍光体ホイールを駆動するのが理想ではあるが、蛍光体ホイール数が増えると、合成光量の変化の割合も小さくなる。したがって、蛍光体602の継ぎ目604に起因する光量の低減位置は等間隔となるように設定する必要はなく、各蛍光体ホイールの継ぎ目604が互いに同期しないようにずらすだけでもフリッカの低減効果が期待できる。
Claims (8)
- 複数の光源と、
前記光源からの光を励起光にして光を発光する、複数片の蛍光体が円弧状に固定された複数の蛍光体ホイールと、
前記複数の蛍光体ホイールで発光された光を合成する合成光学系と、
前記蛍光体ホイールが発光した光の量が最小値となるタイミングが前記複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御する蛍光体回転制御部と、
を有するプロジェクタ。 - 請求項1に記載のプロジェクタにおいて、
前記蛍光体ホイールの基準位置をそれぞれ検出する検出部をさらに備え、
蛍光体回転制御部は、前記検出部で検出された前記複数の蛍光体ホイール毎の前記基準位置に基づき前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御するプロジェクタ。 - 請求項2に記載のプロジェクタにおいて、
前記蛍光体回転制御部は、
前記複数の蛍光体ホイール毎にずらす前記基準位置の角度をΦとしたとき、
Φ=360°/(蛍光体の片数×蛍光体ホイール数)
に設定するプロジェクタ。 - 請求項2または3に記載のプロジェクタにおいて、
前記検出部は、
光センサと、前記光センサで読み取り可能な、前記蛍光体ホイールに固定されたインデックスとから成るプロジェクタ。 - 複数の光源と、
前記光源からの光を励起光にして光を発光する、複数片の蛍光体が円弧状に固定された複数の蛍光体ホイールと、
前記複数の蛍光体ホイールで発光された光を合成する合成光学系と、
前記蛍光体ホイールに固定された蛍光体の継ぎ目に励起光が照射されるタイミングが前記複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御する蛍光体回転制御部と、
を有するプロジェクタ。 - 複数の光源と、
前記光源からの光を励起光にして光を発光する、複数片の蛍光体が円弧状に固定された複数の蛍光体ホイールと、
前記複数の蛍光体ホイールで発光された光を合成する合成光学系と、
を有するプロジェクタにおける前記蛍光体ホイールの駆動制御方法であって、
前記蛍光体ホイールが発光した光の量が最小値となるタイミングが前記複数の蛍光体ホイール毎にそれぞれ異なるように前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御する駆動制御方法。 - 請求項6に記載の駆動制御方法において、
検出部で前記蛍光体ホイールの基準位置をそれぞれ検出し、
前記検出部で検出された前記複数の蛍光体ホイール毎の前記基準位置に基づき前記複数の蛍光体ホイールの回転を制御する駆動制御方法。 - 請求項7に記載の駆動制御方法において、
前記複数の蛍光体ホイール毎にずらす前記基準位置の角度をΦとしたとき、
Φ=360°/(蛍光体の片数×蛍光体ホイール数)
に設定する駆動制御方法。
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