KR20120117717A - 광원 장치, 투영 장치 및 투영 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 광원 장치, 투영 장치 및 투영 방법에 관한 것으로서,
본 발명의 광원 장치는, 제1 파장 대역에서 발광하는 제1 광원과; 상기 제1 광원의 발광을 이용하여 소정의 주파수로 복수 색의 광원 광을 순차적으로 발생시키는 광원 광 발생 수단과; 상기 제1 파장 대역과는 상이한 제2 파장 대역에서 발광하는 제2 광원과; 상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광을, 상기 광원 광 발생 수단의 주파수보다 큰 주파수로, 상기 광원 광 발생 수단에서 발생하는 상기 복수 색의 광원 광의 발생 중에 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는 광원 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

광원 장치, 투영 장치 및 투영 방법{LIGHT SOURCE DEVICE, PROJECTION APPARATUS, AND PROJECTION METHOD}
본 발명은, DLP(Digital Light Processing)(등록상표)방식의 데이터 프로젝터 장치 등에 적합한 광원 장치, 투영 장치 및 투영 방법에 관한 것으로서, 2009년 6월 30일자로 출원된 일본 특허 출원 제2009?156092호의 명세서, 청구 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시는 인용에 의해 본 발명에 원용된다.
투사형 표시 장치로 컬러 표시를 하기 위해서는, R, G, B 각각의 원색광을 발광하는 면상(面狀) 광원과, 각각의 원색광에 대응한 공간 광변조기를 필요로 한다. 그러므로 부품수가 증가하고, 장치 전체의 소형, 경량화 및 저가격화가 도모되지 않고 있다. 그래서, 예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 2004-341105호에는, 광원에 자외광을 발광하는 발광 다이오드를 사용하여, 자외광을 컬러 휠(color wheel)에 조사하여 R, G, B에 대응한 가시광을 생성하는 것이 개시되어 있다. 구체적으로는, 컬러 휠의 광원 측의 표면에 자외광을 투과하고 가시광을 반사하는 특성을 가지는 가시광 반사막을 형성하고, 컬러 휠의 배면 측에 자외광 조사에 의해 R, G, B에 대응한 가시광을 각각 발광하는 형광체층을 형성하고 있다.
그러나, 일본 특허출원 공개번호 2004-341105호에 기재된 발명을 실제로 채용한 경우, 현재 알려져 있는 각종 적색 형광체 모두는, 녹색 형광체, 청색 형광체에 비하여 발광 효율이 현저하게 낮기 때문에, 적색의 휘도가 부족하였다.
그 결과, 휘도를 우선시하여 밝은 투영 화상을 얻고자하면, 화이트 밸런스가 깨져서 색재현성이 저하되는 문제가 생긴다. 한편 화이트 밸런스를 중시하여 색재현성을 중시하면, 휘도가 낮은 적색 화상에 맞추어서 전체 휘도가 저하되어, 어두운 화상이 된다.
(특허문헌 1) 일본 특허출원 공개번호 2004-341105호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 광원 광을 컬러 휠을 사용하여 복수 색의 광으로 변환하고, 나아가서는 다른 광원을 사용하고, 또한 각 광원마다 발광 특성을 고려하여 구동을 안정화시키고, 색재현성과 투영 화상의 밝기를 양립시킬 수 있는 광원 장치, 투영 장치 및 투영 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 바람직한 일태양은,
제1 파장 대역에서 발광하는 제1 광원과; 상기 제1 광원의 발광을 이용하여 소정의 주파수로 복수 색의 광원 광을 순차적으로 발생시키는 광원 광 발생 수단과; 상기 제1 파장 대역과는 상이한 제2 파장 대역에서 발광하는 제2 광원과; 상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광을, 상기 광원 광 발생 수단의 주파수보다 큰 주파수로, 상기 광원 광 발생 수단에 의해 발생하는 상기 복수 색의 광원 광의 발생 중에 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는 광원 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 광원 장치이다.
본 발명의 목적, 특징 및 이점은, 첨부한 도면과 더불어 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 된다. 여기서,
도 1은, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프로젝터 장치 전체의 기능 회로 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는, 상기 실시예에 따른 주로 광원계의 구체적인 광학 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은, 상기 실시예에 따른 형광 컬러 휠의 구성을 나타낸 평면도이다.
도 4는, 상기 실시예에 따른 1화상 프레임 중의 광학계의 구동 처리 내용을 나타내는 타이밍차트이다.
도 5는, 상기 실시예에 따른 형광 컬러 휠의 다른 구성을 나타낸 평면도이다.
도 6은, 상기 실시예에 따른 1화상 프레임 중의 광학계의 다른 구동 처리 내용을 나타내는 타이밍차트이다.
이하에서, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 이하에 설명하는 실시예에는, 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직하며 다양하게 한정되어 있지만, 발명의 범위를 이하의 실시예 및 도시한 예에 한정하는 것은 아니다.
이하 본 발명을 DLP(등록상표) 방식의 데이터 프로젝터 장치에 적용한 경우의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 본 실시예에 따른 데이터 프로젝터 장치(10)가 구비하는 전자 회로의 개략적인 기능 구성을 나타낸 블록도이다.
부호 "11"은 입출력 커넥터부이며, 예를 들면, 핀잭(RCA) 타입의 비디오 입력 단자, D-sub15핀 RGB 입력 단자, 및 USB(Universal Serial Bus) 커넥터를 포함한다.
입출력 커넥터부(11)로부터 입력되는 각종 규격의 화상 신호는, 입출력 인터페이스(I/F)(12), 시스템 버스(SB)를 통하여, 일반적으로 스케일러(scaler)라고도 하는 화상 변환부(13)에 입력된다.
화상 변환부(13)는, 입력된 화상 신호를 투영에 적합한 소정 포맷의 화상 신호로 통일하고, 적절한 표시용 버퍼 메모리인 비디오 RAM(14)에 기억시킨 후, 투영 화상 처리부(15)로 보낸다.
이 때, OSD(On Screen Display)용의 각종 동작 상태를 나타낸 심볼 등의 데이터도 필요에 따라 비디오 RAM(14)에서 화상 신호로 중첩 가공되고, 가공 후의 화상 신호가 투영 화상 처리부(15)로 보내진다.
투영 화상 처리부(15)는, 보내져 온 화상 신호에 따라, 소정 포맷에 따른 프레임 레이트, 예를 들면 120[프레임/초]와 색성분의 분할 수, 및 표시 계조수를 곱한, 보다 고속의 시분할 구동에 의해, 공간적 광 변조 소자(SLM)인 마이크로 미러 소자(16)를 표시 구동한다.
이 마이크로 미러 소자(16)는, 어레이형으로 배열된 복수개, 예를 들면, XGA(가로 1024화소×세로 768화소)분의 미소 미러의 각각의 경사 각도를 고속으로 온/오프 동작시킴으로써 그 반사광에 의해 광의 상을 형성한다.
한편, 광원부(17)로부터 시분할로 R, G, B의 원색 광이 순환적으로 출사된다. 이 광원부(17)로부터의 원색 광이, 미러(18)에서 전반사하여 마이크로 미러 소자(16)에 조사된다.
그리고, 마이크로 미러 소자(16)에서의 반사광으로 광의 상이 형성되고, 형성된 광의 상이 투영 렌즈 유닛(19)을 통하여, 투영 대상이 되는 도시하지 않은 스크린에 투영 표시된다.
광원부(17)는, 구체적인 광학 구성에 대해서는 후술하지만, 2 종류의 광원, 즉 청색 레이저광을 발하는 반도체 레이저(20)와, 적색광을 발하는 LED(21)를 가진다.
반도체 레이저(20)가 발하는 청색 레이저광은, 미러(22)에서 전반사된 후, 다이크로익 미러(23)를 투과하여, 컬러 휠(24)의 둘레 상의 1점에 조사된다. 이 컬러 휠(24)은 모터(25)에 의해 회전된다. 컬러 휠(24)의 레이저광이 조사되는 둘레 상에는, 녹색 형광 반사판과 청색용 확산판이 맞추어져 링형이 되도록 형성되어 있다.
컬러 휠(24)의 녹색 형광 반사판이 레이저광의 조사 위치에 있는 경우, 레이저광의 조사에 의해 녹색광이 여기되고, 여기된 녹색광이 컬러 휠(24)에서 반사된 후, 다이크로익 미러(23)에서도 반사된다. 그 후, 이 녹색광은, 다이크로익 미러(28)에서 더 반사되고, 인테그레이터(integrator, 29)에서 휘도 분포가 실질적으로 균일한 광속(光束)이 된 후에 미러(30)에서 전반사되어, 미러(18)로 보내진다.
또한, 상기 확산판이 레이저광의 조사 위치에 있는 경우, 레이저광은 상기 확산판에서 확산되면서 컬러 휠(24)을 투과한 후, 미러(26, 27)에서 각각 전반사된다. 그 후, 이 청색광은, 다이크로익 미러(28)를 투과하고, 인테그레이터(29)에서 휘도 분포가 실질적으로 균일한 광속이 된 후에 미러(30)에서 전반사되어, 미러(18)로 보내진다.
또한, LED(21)가 발한 적색광은, 다이크로익 미러(23)를 투과한 후에 다이크로익 미러(28)에서 반사되고, 인테그레이터(29)에서 휘도 분포가 실질적으로 균일한 광속으로 된 후에 미러(30)에서 전반사되어, 미러(18)로 보내진다.
이상과 같이, 다이크로익 미러(23)는, 청색광 및 적색광을 투과시키는 한편, 녹색광을 반사하는 분광 특성을 가진다.
또한, 다이크로익 미러(28)는, 청색광을 투과시키는 한편, 적색광 및 녹색광을 반사하는 분광 특성을 가진다.
광원부(17)의 반도체 레이저(20)와 LED(21)의 각 발광 타이밍, 및 모터(25)에 의한 컬러 휠(24)의 회전을 투영 광 처리부(31)가 통괄하여 제어한다. 투영 광 처리부(31)는, 투영 화상 처리부(15)로부터 부여되는 화상 데이터의 타이밍에 따라 반도체 레이저(20) 및 LED(21)의 각 발광 타이밍과 컬러 휠(24)의 회전을 제어한다.
전술한 각 회로의 모든 동작을 CPU(32)가 제어한다. 이 CPU(32)는, DRAM으로 구성된 메인 메모리(33), 그리고 동작 프로그램이나 각종 정형 데이터 등을 기억하고 전기적으로 재기록 가능한 불휘발성 메모리로 이루어지는 프로그램 메모리(34)를 사용하여, 이 데이터 프로젝터 장치(10) 내의 제어 동작을 실행한다.
CPU(32)는, 조작부(35)로부터의 키 조작 신호에 따라 각종 투영 동작을 실행시킨다.
이 조작부(35)는, 데이터 프로젝터 장치(10)의 본체에 설치되는 키 조작부와, 이 데이터 프로젝터 장치(10) 전용의 도시하지 않은 리모트 컨트롤러 사이에 적외광을 수광하는 레이저 수광부를 포함하고, 사용자가 본체의 키 조작부 또는 리모트 컨트롤러로 조작한 키에 기초한 키 조작 신호를 CPU(32)에 직접 출력한다.
조작부(35)는, 상기 키 조작부, 및 리모트 컨트롤러와 더불어, 예를 들면 포커스 조정 키, 줌 조정 키, 입력 전환 키, 메뉴 키, 커서(←, →, ↑, ↓)키, 세트 키, 캔슬 키 등을 구비한다.
CPU(32)는 또한, 시스템 버스(SB)를 통하여 음성 처리부(36)와도 접속된다. 음성 처리부(36)는, PCM 음원 등의 음원 회로를 구비하고, 투영 동작 시에 주어지는 음성 데이터를 아날로그화하고, 스피커부(37)를 구동하여 확성방음(擴聲放音)시키고, 혹은 필요에 따라 비프(beep)음 등을 발생시킨다.
다음으로, 도 2에 따라 주로 광원부(17)의 구체적인 광학계의 구성예를 나타낸다. 도 2는, 광원부(17)의 구성을 평면적인 레이아웃으로 표현한 것이다.
여기서는, 동일한 발광 특성을 가지는 복수개, 예를 들면 3개의 반도체 레이저(20A?20C)를 설치하고, 이들 반도체 레이저(20A?20C)는 모두 청색, 예를 들면, 파장 450[nm]의 레이저광을 발진한다.
이들 반도체 레이저(20A?20C)가 발진한 청색광은, 렌즈(41A?41C)를 통하여 미러(22A?22C)에서 전반사되고, 또한, 렌즈(42, 43)를 통한 후에 다이크로익 미러(23)를 투과하고, 렌즈군(44)을 통하여 컬러 휠(24)로 조사된다.
도 3은, 본 실시예에서의 컬러 휠(24)의 구성을 나타낸다. 도 3에 나타낸 바와 같이 컬러 휠(24) 상에서는, 중심각이 모두 180°인 반원 링형의 녹색 형광체 반사판(24G)과 청색용 확산판(24B)이 합하여 1개의 링을 형성한다.
컬러 휠(24)의 녹색 형광체 반사판(24G)가 청색광의 조사 위치에 있는 경우, 이 조사에 의해 예를 들면, 파장 약 530[nm]를 중심으로 한 파장대의 녹색광이 여기된다. 그리고, 여기된 녹색광이 컬러 휠(24)에서 반사된 후, 렌즈군(44)을 통하여 다이크로익 미러(23)에서도 반사된다.
다이크로익 미러(23)에서 반사된 녹색광은, 렌즈(45)를 통하여 다이크로익 미러(28)에서 더 반사된다. 그리고, 렌즈(46)를 통하여 인테그레이터(29)에서 휘도 분포가 실질적으로 균일한 광속으로 된 후에 렌즈(47)를 통하여, 미러(30)에서 전반사되어, 렌즈(48)를 통하여 미러(18)에 보내진다.
미러(18)에서 전반사된 녹색광은, 렌즈(49)를 통하여 마이크로 미러 소자(16)에 조사된다. 그리고, 이 녹색광의 반사광에서 녹색 성분의 광의 상이 형성되고, 렌즈(49) 및 투영 렌즈 유닛(19)을 통하여 외부로 투사된다.
또한, 컬러 휠(24)의 청색용 확산판(24B)이 청색광의 조사 위치에 있는 경우, 청색광은 확산판(24B)에서 확산되면서 컬러 휠(24)을 투과한다. 그리고, 청색광은 배면측에 있는 렌즈(50)를 통하여 미러(26)에서 전반사된다.
또한, 청색광은, 렌즈(51)를 통하여 미러(27)에서 전반사되고, 렌즈(52)를 통한 후에 다이크로익 미러(28)를 투과한다. 그 후, 렌즈(46)를 통하여 인테그레이터(29)에서 휘도 분포가 실질적으로 균일한 광속이 된 후에 렌즈(47)를 통하여, 미러(30)에서 전반사되어, 렌즈(48)를 통하여 미러(18)에 보내진다.
한편, LED(21)는, 예를 들면 파장 620[nm]의 적색광을 발생한다. LED(21)가 발한 적색광은, 렌즈군(53)을 통하여, 다이크로익 미러(23)를 투과한 후에 렌즈(45)를 통하여 다이크로익 미러(28)에서 반사된다. 또한, 렌즈(46)를 통하여 인테그레이터(29)에서 휘도 분포가 실질적으로 균일한 광속이 된 후에 렌즈(47)를 통하여, 미러(30)에서 전반사되어, 렌즈(48)를 통하여 미러(18)에 보내진다.
다음으로, 상기 실시예의 동작에 대하여 설명한다.
여기서는, 투영하는 컬러 화상 1프레임을 구성하는 R, G, B의 각 원색 화상의 시간비를 1:1:1로 한다. 즉, 컬러 휠(24)의 1회전 360°에 대하여, R, G, B의 각 원색 화상을 투영하는 시간비 r:g:b는, 컬러 휠(24)의 중심 각도로 치환하면 120°:120°:120°가 된다.
도 4의 (A)는, 종래의 일반적인 구동 방법에서의 컬러 휠의 구동 타이밍을 참조를 위해 나타낸다. 종래의 일반적인 컬러 휠에서는, 1 프레임에서 R, G, B의 각 세그먼트가 일순(一巡)하도록 제어된다.
한편, 본 실시예에서는, 상기 도 3에서 나타낸 바와 같이, 컬러 휠(24)이 녹색 형광체 반사판(24G)과 청색용 확산판(24B)으로 원주를 2분하도록 구성되어 있으므로, 투영 광 처리부(31)는, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이 이들 2개의 세그먼트 1회전과 1프레임에 동기하도록 제어한다.
또한 투영 광 처리부(31)는, 반도체 레이저(20A?20C)로부터의 청색 레이저광의 광로 중에 컬러 휠(24)의 녹색 형광체 반사판(24G)이 존재하는 전반 1/2 프레임의 기간을 3등분하고, 각 등분 기간에 있어서 최초의 1/3 기간에 LED(21)를 점등 구동하여 적색광을 발생시키는 것으로 한다.
이 때, LED(21)의 점등과 동기하여, 반도체 레이저(20A?20C)에서는 청색 레이저광의 발진을 정지한다.
마찬가지로, 반도체 레이저(20A?20C)로부터의 청색 레이저광의 광로 중에 컬러 휠(24)의 청색용 확산판(24B)이 존재하는 후반 1/2 프레임의 기간도 3등분하고, 각 등분 기간에 있어서 최초의 1/3 기간에 LED(21)를 점등 구동하여 적색광을 발생시키는 것으로 한다.
이 때, LED(21)의 점등과 동기하여, 반도체 레이저(20A?20C)에서는 청색 레이저광의 발진을 정지한다.
이상, 반도체 레이저(20A?20C)가 청색 레이저광을 발진하는 타이밍을 도 4의 (D)에, LED(21)가 적색광을 발생하는 타이밍을 도 4의 (E)에 각각 나타낸다.
따라서, 광원부(17)로서 마이크로 미러 소자(16)에 조사되는 R, G, B 원색 광의 전환 패턴은 도 4의 (C)에 나타낸 바와 같이 된다.
이와 같이, 컬러 휠(24)의 세그먼트의 구성에 맞추어서 반도체 레이저(20A?20C)로부터 청색 레이저광을 발진하여 청색광 및 녹색광을 발생시키는데 끼어들도록 하여, LED(21)의 점등에 의한 적색광을 보다 높은 주파수, 예를 들면 청색광 및 녹색광의 6배의 주파수가 되도록 기간을 분할하여 배치하는 것으로 하였다.
이 경우, 컬러 휠(24)의 중심각으로 환산하면, 적색광의 점등 기간은 20°×6으로 120°, 녹색광의 점등 기간은 40°×3으로 120°, 동일하게 청색의 점등 기간도 40°×3으로 120°가 되고, 1 프레임 360°를 R, G, B 각각으로 3등분하여 120°씩으로 하고 있다.
전술한 바와 같이, 광원인 반도체 레이저(20A?20C)로부터의 광축 중에 컬러 휠(24)의 녹색 형광체 반사판(24G)이 있는 기간에 대해, 상기 기간중에 반도체 레이저(20A?20C)의 발진을 일시적으로 정지하여 LED(21)를 점등시키고, 적색광에 의한 화상을 마이크로 미러 소자(16)로 형성하여 투영시키는 기간 Gr의 듀티비는, 컬러 휠(24)의 1회전 360°에 대한 R, G, B의 각 원색 화상을 투영하는 시간비 r:g:b를 사용하여
Gr = r/(r+g+b)
로 부여된다.
이에 비해, 반도체 레이저(20A?20C)로부터의 광축 중에 컬러 휠(24)의 녹색 형광체 반사판(24G)이 있는 기간에 대해, LED(21)의 점등을 일시적으로 정지하여 반도체 레이저(20A?20C)를 발진시키고, 반사광인 녹색광에 의한 화상을 마이크로 미러 소자(16)로 형성하여 투영시키는 기간 Gg의 듀티비는,
Gg = (g+b)/(r+g+b)
로 부여된다.
마찬가지로, 광원인 반도체 레이저(20A?20C)로부터의 광축 중에 컬러 휠(24)의 청색용 확산판(24B)이 있는 기간에 대해, 상기 기간중에 반도체 레이저(20A?20C)의 발진을 일시적으로 정지하여 LED(21)를 점등시키고, 적색광에 의한 화상을 마이크로 미러 소자(16)로 형성하여 투영시키는 기간 Br의 듀티비는,
Br = r/(r+g+b)
로 부여된다.
이에 비해, 반도체 레이저(20A?20C)로부터의 광축 중에 컬러 휠(24)의 청색용 확산판(24B)이 있는 기간에 대해, LED(21)의 점등을 일시적으로 정지하여 반도체 레이저(20A?20C)를 발진시키고, 투과광인 청색광에 의한 화상을 마이크로 미러 소자(16)로 형성하여 투영시키는 기간 Bb의 듀티비는,
Bb = (g+b)/(r+g+b)
로 부여된다.
적색광을 발생하는 LED(21)는, 연속 점등에 의한 온도 상승으로 열저항값의 상승에 수반하여 발광 효율이 저하되는 것으로 알려져 있고, 전술한 같이 발광 기간을 분할하여 고주파수 구동으로 함으로써 발광 효율의 저하를 회피하여 안정된 휘도에서의 발광을 실현할 수 있다.
또한, LED(21) 만큼은 아니지만, 반도체 레이저(20A?20C)도 마찬가지로 연속 발진에 의한 온도 상승으로 발광 효율이 다소 저하되는 것으로 알려져 있고, 전술한 바와 같이 발광 기간을 분할하여 고주파수 구동으로 함으로써, 역시 발광 효율의 저하를 회피하여 안정된 휘도에서의 발광을 실현할 수 있다.
이와 같은 광원부(17)에서의 발광 구동에 동기하여, 마이크로 미러 소자(16)에서는 각 원색 화상마다 계조 구동을 실행한다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 레이저광의 여기로 발광하는 적색 형광체의 발광 휘도가 다른 색에 비하여 낮은 것을 감안하여, 제1 광원으로서 청색광을 발진하는 반도체 레이저(20A?20C)를 사용한다. 그리고, 제1 광원으로부터 사출되는 청색광을 컬러 휠(24)에 있어서 투영 광으로서의 청색광 및 녹색광으로 변환하고, 또한 적색광에 대해서는 제2 광원으로서 적색광을 발생하는 LED(21)를 사용하여 발광한다. 이와 같은 광학계 구성으로 함으로써, 각 광원마다 발광 특성을 고려하여 광 주파수 구동함으로써 발광 효율을 높여서 동작을 안정화하고, 결과적으로 색재현성과 투영 화상의 밝기를 양립할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시예에서는, DLP 방식의 프로젝터에 생기는 컬러브레이크업(Color Break-up) 현상(색분리 현상)에 대해서도, 컬러 휠(24)을 통하지 않고 적색광을 발생하는 LED(21)의 점등 타이밍을 컬러 휠(24)의 녹색 형광체 반사판(24G)과 청색용 확산판(24B)의 전환 타이밍에 동기시켰으므로, 컬러브레이킹 현상의 발생을 확실하게 억제하여, 화질이 저하되는 것을 회피할 수 있다.
(변형예)
다음으로, 컬러 휠(24)의 다른 구성예에 대해서도 설명한다.
도 5는, 컬러 휠(24)과는 상이한 컬러 휠(24´)의 구성을 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이 컬러 휠(24´)상에서는, 녹색 형광체 반사판(24G)이 중심각 240°, 청색용 확산판(24B)이 중심각 120°로 되어, 녹색 형광체 반사판(24G)과 청색용 확산판(24B)의 비가 2:1이 되도록 1개의 링을 형성하고 있다.
반도체 레이저(20A?20C)가 발진하는 청색 레이저광의 파장, 이 청색 레이저광이 조사된 경우에 컬러 휠(24´)의 녹색 형광체 반사판(24G)으로부터 여기되는 녹색광의 파장, 및 LED(21)가 발생하는 적색광의 파장에 대해서는 전술한 바와 동일한 것으로 한다.
컬러 휠(24´)을 사용하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.
여기서는, 투영하는 컬러 화상 1프레임을 구성하는 R, G, B의 각 원색 화상의 시간 비를 1:2:1로 한다. 즉, 컬러 휠(24)의 1회전 360°에 대하여, R, G, B의 각 원색 화상을 투영하는 시간비는, 컬러 휠(24)의 중심 각도로 치환하면 90°:180°:90°가 된다.
도 6의 (A)는, 종래의 일반적인 구동 방법에서의 컬러 휠의 구동 타이밍을 참조를 위해 나타낸다. 종래의 일반적인 컬러 휠에서는, 1 프레임에서 R, G, B의 각 세그먼트가 일순하도록 제어된다.
한편, 본 실시예에서는, 상기 도 5에 나타낸 바와 같이구 컬러 휠(24´)이 녹색 형광체 반사판(24G)과 청색용 확산판(24B)에서 비율은 상이하지만 원주를 2분하도록 구성되어 있으므로, 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이 이들 2개의 세그먼트 1회전으로 1프레임에 동기하도록 제어한다.
반도체 레이저(20A?20C)로부터의 청색 레이저광의 광로 중에 컬러 휠(24´)의 녹색 형광체 반사판(24G)이 존재하는 전반 2/3 프레임의 기간을 3등분하고, 각 등분 기간에 있어서 최초의 1/3기간에 LED(21)를 점등 구동하여 적색광을 발생시키는 것으로 한다.
이 때, LED(21)의 점등과 동기하여, 반도체 레이저(20A?20C)에서는 청색 레이저광의 발진을 정지한다.
마찬가지로, 반도체 레이저(20A?20C)로부터의 청색 레이저광의 광로 중에 컬러 휠(24´)의 청색용 확산판(24B)이 존재하는 후반 1/3 프레임의 기간도 3등분하고, 각 등분 기간에 있어서 최초의 1/3 기간에 LED(21)를 점등 구동하여 적색광을 발생시키는 것으로 한다.
이 때, LED(21)의 점등과 동기하여, 반도체 레이저(20A?20C)에서는 청색 레이저광의 발진을 정지한다.
이상, 반도체 레이저(20A?20C)가 청색 레이저광을 발진하는 타이밍을 도 6의 (D)에, LED(21)가 적색광을 발생하는 타이밍을 도 6의 (E)에 각각 나타낸다.
따라서, 광원부(17)로서 마이크로 미러 소자(16)에 조사되는 R, G, B 원색 광의 전환 패턴은 도 6의 (C)에 나타낸 바와 같이 된다.
이와 같이, 컬러 휠(24)의 세그먼트의 구성에 맞추어 반도체 레이저(20A?20C)로부터 청색 레이저광을 발진하여 청색광 및 녹색광을 발생시키는데 끼어들도록 하여, LED(21)의 점등에 의한 적색광을 보다 높은 주파수, 예를 들면 청색광 및 녹색광의 6배의 주파수가 되도록 기간을 분할하여 배치하는 것으로 하였다.
이 경우, 컬러 휠(24´)의 중심각으로 환산하면, 적색광의 점등 기간은 20°×3 + 10°×3으로 90°, 녹색광의 점등 기간은 60°×3으로 180°, 청색의 점등 기간은 30°×3으로 90°가 되고, 1 프레임 360°를 R, G, B로 1:2:1의 비로 분할하고 있다.
이와 같은 광원부(17)에서의 발광 구동에 동기하여, 마이크로 미러 소자(16)에서는 각 원색 화상마다 계조 구동을 실행한다.
이와 같이 상기 실시예의 변형예에서는, 컬러 휠(24)의 녹색 형광체 반사판(24G)과 청색용 확산판(24B)의 기간이 상이한 시간비였기 때문에, 이들 기간에 끼어드는 LED(21)의 발광 기간도 녹색 형광체 반사판(24G)의 기간과 청색용 확산판(24B)의 기간에 동일한 비로 상이한 타이밍 패턴이 되도록 배치하였으므로, 결과적으로 1프레임 중에서의 R, G, B의 각 기간의 시간비를 적절하게 유지할 수 있다.
그리고, 상기 실시예는, 반도체 레이저(20A?20C)로 청색 레이저광을 발진하여 컬러 휠(24, 24´)에 의해 청색광 및 녹색광을 발생시키는 한편, LED(21)로 적색광을 발생하는 것으로서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 1개의 광원에서 발생할 수 있는 원색광의 휘도가 고르지 않을 경우, 다른 광원을 사용하여 그것을 보상하도록, 복수 종류의 광원을 사용하는 광원부, 및 이와 같은 광원부를 사용하는 투영 장치라면 마찬가지로 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시예는 본 발명을 DLP(등록상표) 방식의 데이터 프로젝터 장치에 적용한 경우에 대하여 설명한 것이지만, 예를 들면 투과형 흑백 액정 패널을 사용하여 광의 상을 형성하는 액정 프로젝터에도 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.
예를 들면, 실시예에 나타내는 전체 구성 요건으로부터 몇개의 구성 요건이 삭제되어도, 효과가 얻어진다면, 이 구성 요건이 삭제된 구성이 발명으로서 추출될 수 있다.
또한, 본 발명은, 이상의 실시예에 한정되지 않고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 자유롭게 변경 및 개량이 가능하다.
이상, 각종 전형적인 실시예를 나타내고, 또한 설명했으나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위는, 다음의 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims (9)

  1. 제1 파장 대역에서 발광하는 제1 광원;
    상기 제1 광원의 발광을 이용하여 소정의 주파수로 복수 색의 광원 광을 순차적으로 발생시키는 광원 광 발생 수단;
    상기 제1 파장 대역과는 상이한 제2 파장 대역에서 발광하는 제2 광원; 및
    상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광을, 상기 광원 광 발생 수단의 주파수보다 큰 주파수로, 상기 광원 광 발생 수단에서 발생하는 상기 복수 색의 광원 광의 발생 중에 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는 광원 제어 수단
    을 포함하는 광원 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원 제어 수단은, 상기 제1 광원을 소정 시간 간격으로 간헐적으로 구동시키고, 또한 상기 제2 광원을, 상기 제1 광원의 간헐 기간에 점등되도록 간헐적으로 구동시키는, 광원 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원 제어 수단은, 상기 광원 광 발생 수단의 주파수에 동기하고, 또한 상기 주파수의 복수 배가 되는 주파수로, 상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광을 상기 광원 광 발생 수단에서 발생하는 상기 복수 색의 광원 광에 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는, 광원 장치.
  4. 제1 파장 대역에서 발광하는 제1 광원;
    상기 제1 광원의 발광을 이용하여 소정의 주파수로 복수 색의 광원 광을 순차적으로 발생시키는 광원 광 발생 수단;
    상기 제1 파장 대역과는 상이한 제2 파장 대역에서 발광하는 제2 광원;
    상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광을, 상기 광원 발생 수단의 주파수보다 큰 주파수로, 상기 광원 광 발생 수단에서 발생하는 상기 복수 색의 광원 광의 발생 중에 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는 광원 제어 수단;
    화상 신호를 입력하는 입력 수단; 및
    상기 광원 제어 수단에 의한 제어에 기초하여 출사되는 광원 광을 이용하여, 상기 입력 수단에서 입력하는 화상 신호에 대응한 컬러 광의 상을 형성하여 투영하는 투영 수단
    을 포함하는 투영 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광원 제어 수단은, 상기 제1 광원을 소정 시간 간격으로 간헐적으로 구동시키고, 또한 상기 제2 광원을, 상기 제1 광원의 간헐 기간에 점등되도록 간헐적으로 구동시키는, 투영 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광원 제어 수단은, 상기 광원 광 발생 수단의 주파수에 동기하고, 또한 상기 주파수의 복수 배가 되는 주파수로, 상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광을 상기 광원 광 발생 수단에서 발생하는 상기 복수 색의 광원 광에 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는, 투영 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 광원 광 발생 수단은, 상기 제1 광원으로부터의 발광을 투과 또는 반사함으로써 상기 발광의 파장 대역을 변환하는 파장 변환 물질이 적어도 원주 상의 일부에 형성된 컬러 휠을 사용하고,
    상기 광원 제어 수단은, 상기 광원 광 발생 수단의 상기 컬러 휠에 형성된 파장 변환 물질의 전환 타이밍에 동기하여 상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광이 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는, 투영 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 광원 제어 수단은, 상기 광원 광 발생 수단의 상기 컬러 휠에 형성된 파장 변환 물질의 분주비(分周比)와 상기 제2 광원의 발광을 사용한 광원 광이 상기 복수의 광원 광에 대하여 끼어드는 시간비가 일치하도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는, 투영 장치.
  9. 제1 파장 대역에서 발광하는 제1 광원;
    상기 제1 광원의 발광을 이용하여 소정의 주파수로 복수 색의 광원 광을 순차적으로 발생시키는 광원 광 발생부;
    상기 제1 파장 대역과는 상이한 제2 파장 대역에서 발광하는 제2 광원;
    화상 신호를 입력하는 입력부; 및
    광원 광을 사용하여, 상기 입력부에서 입력하는 화상 신호에 대응한 컬러 광의 상을 형성하여 투영하는 투영부
    를 구비한 투영 장치에서의 투영 방법으로서,
    상기 제2 광원의 발광을 이용한 광원 광을, 상기 광원 광 발생부의 주파수보다 큰 주파수로, 상기 광원 광 발생부에서 발생하는 상기 복수 색의 광원 광의 발생 중에 끼어들도록 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 구동 타이밍을 제어하는 광원 제어 단계를 포함하는,
    투영 방법.
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