(57)【要約】  光源（１１）が出射する光によって励起される光と、光源が出射する光を透過または反射した光とを回転することにより順次出力する発光ホイール（１６）と、発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力する色分離ホイール（１８）と、色分離ホイールが出力した光を映像信号に応じて光変調する映像形成素子（２１）と、光変調した光を検出する光検出部（４）と、光検出部の出力に基づいて光変調と色分離ホイールの回転タイミングとを調整した後、光変調と発光ホイールの回転タイミングとを調整する制御部（５、６）とを有する。
2016170686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することにより順次出力する発光ホイールと、
前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力する色分離ホイールと、
前記色分離ホイールが出力した光を、映像信号に応じて光変調する映像形成素子と、
前記光変調した光を検出する光検出部と、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整した後、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整する制御部と、
を有する投射型表示システム。
【請求項２】
請求項１記載の投射型表示システムにおいて、
前記光源が出射する光の波長を第１波長域とし、前記光源が出射する光によって励起される光の波長を第２波長域としたとき、
前記色分離ホイールは、少なくとも前記第１波長域の光を出力する第１領域と、前記第２波長域に含まれる第３波長域の光を分離する第３領域と、を有し、
前記第１領域と第３領域とが隣接していない、投射型表示システム。
【請求項３】
請求項２記載の投射型表示システムにおいて、
前記制御部は、
前記第３波長域に対応する色に基づいて前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整し、前記第１波長域に対応する色に基づいて前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整する、投射型表示システム。
【請求項４】
請求項２または３に記載の投射型表示システムにおいて、
前記光検出部は、投射される画像の光を検出し、
前記第３波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第３波長域に対応する色となるように前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、
前記第１波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第１波長域に対応する色となるように前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
【請求項５】
請求項２または３に記載の投射型表示システムにおいて、
前記映像形成素子が、前記映像信号に含まれる、前記第３波長域のみの光に対応する第３映像の表示期間において、前記光検出部に向かって光を出力し、前記第３映像の表示期間以外の期間において、前記光検出部に向かって光を出力しない状態のとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第３波長域に対応する色となるように前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、
前記映像形成素子が、前記映像信号に含まれる、前記第１波長域のみの光に対応する第１映像の表示期間において、前記光検出部に向かって光を出力し、前記第１映像の表示期間以外の期間において、前記光検出部に向かって光を出力しない状態のとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第１波長域に対応する色となるように前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
【請求項６】
請求項２乃至５のいずれか１項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記第１波長域に対応する色は青色であり、前記第３波長域に対応する色は赤色または緑色である、投射型表示システム。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記色分離ホイールは、さらに、前記第３領域に隣接し、前記第２波長域に含まれる波長域であり、かつ、第３波長域以外の波長を含む波長域をそれぞれ出力する第２領域および第４領域と、を有し、
前記第２領域、第３領域および第４領域は、前記光源が出射する光によって励起される、前記発光ホイールが出力する光が照射される、投射型表示システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記発光ホイールに固定された第１被検知部と、
前記色分離ホイールに固定された第２被検知部と、
前記第１被検知部を検出すると信号を出力する、前記発光ホイールの回転方向に沿って移動可能な第１検知部と、
前記第２被検知部を検出すると信号を出力する、前記色分離ホイールの回転方向に沿って移動可能な第２検知部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第２検知部を移動させて前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１検知部を移動させて前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか1項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記発光ホイールに固定された第１被検知部と、
前記色分離ホイールに固定された第２被検知部と、
前記第１被検知部を検出すると信号を出力する第１検知部と、
前記第２被検知部を検出すると信号を出力する第２検知部と、
前記第１検知部の出力信号を遅延させる第１遅延回路と、
前記第２検知部の出力信号を遅延させる第２遅延回路と、
を備え、
前記制御部は、
前記第２遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか1項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記発光ホイールと前記色分離ホイールと前記映像形成素子とは、投射型表示装置の中に具備されており、
前記光検出部と前記制御部とは、前記投射型表示装置の外にある、投射型表示システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の投射型表示システムにおいて、
前記光検出部は、投射された映像を検出する位置に配置され、
前記制御部は、前記光検出部が配置されている位置とは異なる位置に設置されている、投射型表示システム。
【請求項１２】
光源が出射する光を用いて励起される光と、前記光源が出射する光を用いて透過または反射する光とを、回転することにより順次出力する発光ホイールと、
前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力する色分離ホイールと、
前記色分離ホイールが出力した光を、映像信号に応じて光変調する映像形成素子と、を備え、
前記光変調した光を検出する光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとが調整された後、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとが調整される、投射型表示装置。
【請求項１３】
発光ホイールが、光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することによって順次出力し、
色分離ホイールが、前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力し、
映像形成素子が、映像信号に応じて前記色分離ホイールが出力した光を光変調し、
光検出部が前記光変調した光を検出し、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整し、その後、前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整するタイミング調整方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のタイミング調整方法において、
前記光源が出射する光の波長を第１波長域とし、前記光源が出射する光によって励起される光の波長を第２波長域とすると、
前記色分離ホイールは、少なくとも、前記第１波長域の光を出力する第１領域と、前記第２波長域に含まれる第３波長域の光を分離する第３領域と、を有し、前記第１領域と第３領域とは隣接していない、タイミング調整方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のタイミング調整方法において、
前記光検出部は、投射される画像の光を検出し、
前記第３波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記光検出部が検出する色が前記第３波長域に対応する色となるように前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、
前記第１波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記光検出部が検出する色が前記第１波長域に対応する色となるように前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、タイミング調整方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載のタイミング調整方法において、
前記第１波長域に対応する色は青色であり、前記第３波長域に対応する色は赤色または緑色である、タイミング調整方法。
【請求項１７】
請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載のタイミング調整方法において、
第１被検知部は、前記発光ホイールに固定され、
第２被検知部は、前記色分離ホイールに固定され、
第１検知部は、前記第１被検知部を検出すると信号を出力し、
第２検知部は、前記第２被検知部を検出すると信号を出力し、
前記第２検知部を移動させて前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１検知部を移動させて前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、タイミング調整方法。
【請求項１８】
請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載のタイミング調整方法において、
第１被検知部は、前記発光ホイールに固定され、
第２被検知部は、前記色分離ホイールに固定され、
第１検知部は、前記第１被検知部を検出すると信号を出力し、
第２検知部は、前記第２被検知部を検出すると信号を出力し、
第１遅延回路は、前記第１検知部の出力信号を遅延させ、
第２遅延回路は、前記第２検知部の出力信号を遅延させ、
前記第２遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、タイミング調整方法。
【請求項１９】
発光ホイールに、光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することによって順次出力させる手順、
色分離ホイールに、前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力させる手順、
映像形成素子に、映像信号に応じて前記色分離ホイールが出力した光を光変調させる手順、
光検出部に前記光変調した光を検出させる手順、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整させ、その後、前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整させる手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像を投射する投射型表示装置を備えた投射型表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型表示装置（プロジェクタ）には、高速に回転する色分離ホイールを用いて光源から出射された白色光を赤、緑、青の三原色の色光に順次分離し、分離された色光を映像信号にしたがって順次光変調することでカラー映像を形成する構成が知られている。色分離ホイールは、「カラーホイール」とも呼ばれる。映像形成素子には、液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device：登録商標）等が用いられる。
このような色分離ホイールを用いる従来の投射型表示装置については、例えば特許文献１（特開２００５−３００６４７号公報）に記載されている。特許文献１では、映像形成素子による色光毎の光変調と、色分離ホイールによる色分離とを同期させるための手法が記載されている。【０００３】
上述した色分離ホイールを用いる投射型表示装置では、従来、高輝度な放電ランプ等を光源として用いる構成が主流であった。しかしながら、近年は光源の長寿命化や低消費電力化等を実現するため、レーザダイオードやＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子を光源に用いた投射型表示装置が開発されている。
例えば、特許文献２（国際公開第２０１２／１２７５５４号）には、光源として青色波長域のレーザ光を出射するレーザダイオードを用い、該レーザ光を蛍光体に照射して赤色波長域や緑色波長域の光を生成する投射型表示装置が記載されている。【０００４】
特許文献２に記載された投射型表示装置は、青色波長域のレーザ光で励起されて赤色波長域の光を発光する蛍光体が形成された赤色領域と、青色波長域のレーザ光で励起されて緑色波長域の光を発光する蛍光体が形成された緑色領域と、青色波長域の光（レーザ光）を反射する鏡が形成された青色領域とを備えた発光ホイールを有し、高速に回転する発光ホイールに青色波長域のレーザ光を照射して該青色波長域、赤色波長域及び緑色波長域の光を順次出力する。そして、発光ホイールから出力された各色光を映像信号にしたがって順次光変調することでカラー映像を形成する。【０００５】
上述した蛍光体を用いて赤色波長域や緑色波長域の光を生成する構成では、蛍光体によって発光効率が異なることがある。例えば、青色波長域の光から緑色波長域や赤色波長域の光を生成する場合、緑色波長域の光を発光する蛍光体と比べて赤色波長域の光を発光する蛍光体の発光効率が低いことが知られている。そのため、緑色波長域と赤色波長域の光を異なる蛍光体で発光させるのではなく、例えば赤色波長域と緑色波長域の光を含む黄色波長域の光を蛍光体で発光させ、色フィルタを用いて該黄色波長域の光から赤色波長域の光や緑色波長域の光を色分離する方法が検討されている。その場合、色分離ホイールを用いて、発光ホイールで生成された黄色波長域の光から赤色波長域の光と緑色波長域の光とを順次分離すればよい。【０００６】
このように蛍光体で黄色波長域の光を発光させ、該黄色波長域の光から赤色波長域の光と緑色波長域の光とを分離すれば、蛍光体の特性に起因した色光毎の明るさの差異を軽減できる。また、黄色波長域の光も映像表示に利用すれば、投射映像の明るさを改善することが可能であり、投射映像（カラー映像）における黄色の発色を改善することも可能である。以下では、発光ホイールにより、光源が出射する光で励起される光を出力すること、並びに光源が出射する光を透過または反射することで光を出力することを「発光ホイールによる光出力」と称すこともある。【０００７】
しかしながら、発光ホイールと色分離ホイールとを用いる構成では、映像形成素子による光変調のタイミングに対して、高速に回転する発光ホイール及び色分離ホイールの回転タイミングを調整するための手法が確立していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３００６４７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１２７５５４号
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、映像形成素子による光変調のタイミングに対して、発光ホイール及び色分離ホイールの回転タイミングを簡易に調整できる投射型表示システム、投射型表示装置及びタイミング調整方法を提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するため本発明の投射型表示システムは、光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することにより順次出力する発光ホイールと、
前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力する色分離ホイールと、
前記色分離ホイールが出力した光を、映像信号に応じて光変調する映像形成素子と、
前記光変調した光を検出する光検出部と、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整した後、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整する制御部と、
を有する。
【００１１】
本発明の投射型表示装置は、光源が出射する光を用いて励起される光と、前記光源が出射する光を用いて透過または反射する光とを、回転することにより順次出力する発光ホイールと、
前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力する色分離ホイールと、
前記色分離ホイールが出力した光を、映像信号に応じて光変調する映像形成素子と、を備え、
前記光変調した光を検出する光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとが調整された後、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとが調整される構成である。
【００１２】
また、本発明のタイミング調整方法は、発光ホイールが、光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することによって順次出力し、
色分離ホイールが、前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力し、
映像形成素子が、映像信号に応じて前記色分離ホイールが出力した光を光変調し、
光検出部が前記光変調した光を検出し、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整し、その後、前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整する方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、映像形成素子による光変調のタイミングに対して、発光ホイール及び色分離ホイールの回転タイミングを簡易に調整できる投射型表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施の形態の投射型表示システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示した色分離ホイールの一構成例を示す模式図である。
【図３】図３は、図１に示した発光ホイールの一構成例を示す模式図である。
【図４】図４は、可視波長域の光の色及び投射型表示装置で再現可能な色をｘｙ色度座標で示した色度図である。
【図５】図５は、映像信号と発光ホイールによる光出力、並びに色分離ホイールによる色分離とのタイミングの一例を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明のタイミング調整方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第２の実施の形態の投射型表示システムの一構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に本発明について図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態の投射型表示システムの一構成例を示すブロック図である。図１は、映像形成素子としてＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device：登録商標）を用いるＤＬＰ（Digital Light Processing）方式の投射型表示装置を備えた投射型表示システムの構成例を示している。本発明の投射型表示システムは、映像形成素子として液晶パネルを用いる液晶方式の投射型表示装置にも適用可能である。
図１に示すように、第１の実施の形態の投射型表示システムは、外部から供給される映像信号で示される映像を投射する投射型表示装置１と、投射型表示装置１から投射された光の色を計測する色彩検出器４と、色彩検出器４の計測結果に基づいて投射型表示装置１が備える発光ホイールの回転タイミングを調整するための制御信号を出力する第１色彩判定部５と、色彩検出器４の計測結果に基づいて投射型表示装置１が備える色分離ホイールの回転タイミングを調整するための制御信号を出力する第２色彩判定部６とを有する。
【００１６】
色彩検出器４は、受光した光の色に対応する色度値（ｘｙ色度座標値）を出力する周知のセンサである。色彩検出器４は光検出部の一例である。光検出部は、映像形成素子が光変調した光を検出する。詳細には、光検出部は、映像形成素子が光変調した光の色を検出する。
第１色彩判定部５は、色彩検出器４から出力された色度値が所要の値となるように、上記制御信号により、後述する投射型表示装置１が備える第１フォトインタラプタ２５を移動させて光変調のタイミングに対する発光ホイールの回転タイミングを調整する。第２色彩判定部６は、色彩検出器４から出力される色度値が所要の値となるように、上記制御信号により、後述する投射型表示装置１が備える第２フォトインタラプタ３１を移動させて光変調のタイミングに対する色分離ホイールの回転タイミングを調整する。発光ホイールの回転タイミングは、回転する発光ホイールの位相（回転角）を変更することで調整する。同様に、色分離ホイールの回転タイミングは、回転する色分離ホイールの位相（回転角）を変更することで調整する。第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、該ＣＰＵで処理する情報を一時的に保持するメモリ、該ＣＰＵに処理を実行させるためのプログラムやデータ等が保存される記録媒体を含む情報処理装置（コンピュータ）によって実現できる。
【００１７】
情報処理装置（コンピュータ）は制御部の一例である。第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６（制御部）および／または色彩検出器４は、投射型表示装置１に内蔵されていてもよく、投射型表示装置１の外部に配置されていてもよい。また、図１は、第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６をそれぞれ個別に備える構成例を示しているが、第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６の機能は１つの色彩判定部で実現してもよい。
【００１８】
投射型表示装置１は、光源１１と、光源１１が出射する光によって励起される光と光源１１が出射する光を透過または反射した光とを順次出力する発光ホイール１６と、発光ホイール１６の回転運動を制御する第１ホイール制御部９と、発光ホイール１６から出力された光からカラー映像の形成に必要な各色光を順次分離する色分離ホイール１８と、色分離ホイール１８の回転運動を制御する第２ホイール制御部１０と、外部から入力される映像信号にしたがって色分離ホイール１８を介して照射された光を光変調することで、該映像信号で示される画像光を形成する映像形成素子２１と、該映像信号にしたがって映像形成素子２１を動作させる映像形成素子制御回路２２と、光源１１から出射された光を発光ホイール１６へ導くと共に、発光ホイール１６から出力された光を映像形成素子２１面まで導く照明光学系８と、映像形成素子２１で形成された画像光をスクリーン等へ拡大投射する投射光学系４０とを有する。
【００１９】
光源１１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。
照明光学系８は、第１レンズ１２、第１反射ミラー１３、１／４波長板１４、第２レンズ１５、第３レンズ１７、ライトパイプ１９及び第２反射ミラー２０を備える。
第１反射ミラー１３は、光源１１から出射された光の光路を変更して発光ホイール１６へ照射すると共に、発光ホイール１６で反射または発光した光を透過させて色分離ホール１８へ照射する。１／４波長板１４は、発光ホイール１６で反射または発光した光の偏光面を変更することで第１反射ミラー１３を透過させるために設けられている。第１レンズ１２、第２レンズ１５及び第３レンズ１７は、光源１１から出射された光を集光・拡散して発光ホイール１６面及び色分離ホイール１８面に照射させる。ライトパイプ１９は、色分離ホイール１８を透過した光の輝度分布を均一にして出射する。第２反射ミラー２０は、ライトパイプ１９を通過した光を映像形成素子２１面へ照射する。
照明光学系８は、図１に示した構成に限定されるものではなく、光源１１から出射された光を発光ホイール１６へ導くと共に、発光ホイール１６で反射または発光した光を、色分離ホイール１８を通して映像形成素子２１まで導くことができれば、どのような構成でもよい。
投射光学系４０は、投射レンズ２３を備えている。
【００２０】
映像形成素子２１には、周知のＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device：登録商標）あるいは液晶パネルが用いられる。映像形成素子２１は、色分離ホイール１８が出力した光（各色光）を、入力された映像信号に応じて順次光変調して画像光を形成する。上述したように、図１は映像形成素子２１にＤＭＤを用いた構成例を示している。
映像形成素子制御回路２２は、外部から供給される映像信号にしたがって、映像形成素子２１が備える微少ミラー（液晶パネルの場合はセル）により、色分離ホイール１８を介して照射された光を画素単位で反射させる（または透過させる）光変調を行うことで画像光を形成する。
【００２１】
図２に示すように、色分離ホイール１８は、青色波長域の光を透過させる青色フィルタと、赤色波長域と緑色波長域の光を含む黄色波長域の光を透過させる黄色フィルタと、赤色波長域の光を透過させる赤色フィルタと、緑色波長域の光を透過させる緑色フィルタとを備える。
本実施形態の色分離ホイール１８は、後述する色分離ホイール１８による色分離のタイミング調整で用いる色光を透過させる色フィルタと、発光ホイール１６による光出力のタイミング調整で用いる色光を透過させる色フィルタとが隣接しないように配置する。すなわち、光源１１が出射する光の波長を第１波長域とし、光源１１が出射する光によって励起される光の波長を第２波長域としたとき、色分離ホイール１８は、少なくとも第１波長域の光を出力する第１領域と、第２波長域に含まれる第３波長域の光を分離する第３領域とを有し、第１領域と第３領域とが隣接しないように配置される。例えば、発光ホイール１６のタイミング調整に光源１１から出射される青色光を用いる場合、色分離ホイール１８のタイミング調整には赤色光または緑色光を用いる。したがって、色分離ホイール１８のタイミング調整に赤色光を用いる場合、色分離ホイール１８では、赤色フィルタと青色フィルタとが隣接しないように配置する。また、色分離ホイール１８のタイミング調整に緑色光を用いる場合、色分離ホイール１８では、緑色フィルタと青色フィルタとが隣接しないように配置する。そして、第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６（制御部）は、第３波長域に対応する色に基づいて光変調と色分離ホイール１８の回転タイミングを調整し、第１波長域に対応する色に基づいて光変調と発光ホイール１６の回転タイミングを調整する。
【００２２】
なお、上述したように、色分離ホイール１８は、上記第３領域に隣接し、第２波長域に含まれる波長域であり、かつ、第３波長域以外の波長を含む波長域をそれぞれ出力する第２領域および第４領域を有していてもよい。第２領域、第３領域および第４領域は、光源が出射する光によって励起される、発光ホイール１６が出力する光が照射される。具体的には、第２領域は黄色波長域（第２波長域）の光を透過させる黄色フィルタである。また、第３領域が赤色フィルタである場合、第４領域は緑色フィルタであり、第３領域が緑色フィルタである場合、第４領域は赤色フィルタである。
以下では、色分離ホイール１８のタイミング調整に赤色光を用いる例で説明する。図２は、赤色フィルタと青色フィルタとを隣接しないように配置した例を示している。
光源１１から出射された青色波長域のレーザ光がそのまま投射レンズ２３から出射されないように、色分離ホイール１８の上記第１領域には、青色フィルタに代えて青色波長域の光を透過・拡散させる拡散板を用いてもよい。拡散板は光源１１から出射された青色波長域の光が透過すればよく、フィルタ機能を有する必要はない。また、色分離ホイール１８には、上記黄色フィルタに代えて青色波長域を遮断する色フィルタを備えていてもよい。色分離ホイール１８の回転軸近傍には、該色分離ホイール１８の基準位置（基準角度）を示す反射率の高い第２反射マーカ３０（第２被検知部）が固定されている。
【００２３】
図３に示すように、発光ホイール１６は、光源１１から出射された青色波長域の光を励起光にして赤色波長域と緑色波長域の光を含む黄色波長域の光を発光する蛍光体（発光部）が形成された黄色領域と、青色波長域の光を反射する鏡（非発光部）が形成された青色領域とを備える。発光ホイール１６の回転軸近傍には、該発光ホイール１６の基準位置（基準角度）を示す反射率の高い第１反射マーカ２４（第１被検知部）が固定されている。
図１は、光源１１から出射された青色波長域を発光ホイール１６で反射させ、さらに色分離ホイール１８を透過させて映像形成素子２１まで導く照明光学系８を備えた投射型表示装置１を例示しているが、投射型表示装置１の照明光学系８は図１に示した構成に限定されるものではない。例えば、発光ホイール１６は光源１１から出射された青色波長域の光を透過させる構成でもよく、色分離ホイール１８は青色波長域の光を反射する構成でもよい。さらに、色分離ホイール１８は、黄色波長域の光から所定の波長域の光を反射することで赤色波長域の光または緑色波長域の光を分離する構成でもよい。投射型表示装置１の照明光学系８は、発光ホイール１６及び色分離ホイール１８による青色波長域の光の反射または透過に応じて適宜設計すればよい。
【００２４】
第１ホイール制御部９は、回転軸に発光ホイール１６が固定された第１駆動モータ２９と、第１フォトインタラプタ２５を備えた第１タイミング調整部２と、第１フォトインタラプタ２５を用いて発光ホイール１６が備える第１反射マーカ２４を検出する第１検出回路２６と、映像信号と共に外部から入力される映像同期信号及び第１検出回路２６の出力信号に基づいて第１駆動モータ２９を回転させる第１モータ制御回路２８とを備える。第１フォトインタラプタ２５は、発光素子と受光素子とが一体化されたセンサであり、発光素子から出射している光が第１反射マーカ２４で反射され、該反射光を受光素子で受光すると信号を出力する。第１検出回路２６は、第１フォトインタラプタ２５の受光素子から出力された信号を検出すると、該信号を同期信号として第１モータ制御回路２８へ出力する。
【００２５】
第１反射マーカ２４は第１被検知部の一例である。詳細には、第１被検知部は発光ホイール１６に固定される。第１フォトインタラプタ２５は第１検知部の一例である。詳細には、第１検知部は、第１被検知部（第１反射マーカ２４）を検出すると信号を出力する、発光ホイール１６の回転方向に沿って移動可能な構成である。第１ホイール制御部（第１回転制御部）９は、映像信号と共に入力される映像同期信号と第１検出回路２６の出力信号とが同期するように発光ホイール１６を回転させる。すなわち、第１モータ制御回路２８は、映像信号と共に入力される映像同期信号（例えば、垂直同期信号）と、第１検出回路２６から出力された同期信号との位相差が一定となるように（同期するように）第１駆動モータ２９の回転速度を制御する。
第１タイミング調整部２は、第１反射マーカ２４を検出する第１フォトインタラプタ２５の物理的な位置を調整するためのものであり、第１フォトインタラプタ２５が搭載される不図示の可動テーブルと、第１色彩判定部５から出力された制御信号にしたがって該可動テーブルを発光ホイール１６の回転方向に沿って移動させる不図示の駆動機構とを備えた構成である。第１タイミング調整部２が備える駆動機構は、第１フォトインタラプタ２５が搭載された可動テーブルを第１色彩判定部５からの制御信号にしたがって移動させることが可能であれば、どのような構成でもよい。
【００２６】
第２ホイール制御部１０は、回転軸に色分離ホイール１８が固定された第２駆動モータ３５と、第２フォトインタラプタ３１を備えた第２タイミング調整部３と、第２フォトインタラプタ３１を用いて色分離ホイール１８が備える第２反射マーカ３０を検出する第２検出回路３２と、映像信号と共に外部から入力される映像同期信号及び第２検出回路３２の出力信号に基づいて第２駆動モータ３５を回転させる第２モータ制御回路３４とを備える。第２フォトインタラプタ３１は、発光素子と受光素子とが一体化されたセンサであり、発光素子から出射している光が第２反射マーカ３０で反射され、該反射光を受光素子で受光すると信号を出力する。第２検出回路３２は、第２フォトインタラプタ３１の受光素子から出力された信号を検出すると、該信号を同期信号として第２モータ制御回路３４へ出力する。
【００２７】
第２反射マーカ３０は第２被検知部の一例である。詳細には、第２被検知部は色分離ホイール１８に固定される。第２フォトインタラプタ３１は第２検知部の一例である。詳細には、第２検知部は、第２被検知部（第２反射マーカ３０）を検出すると信号を出力する、色分離ホイール１８の回転方向に沿って移動可能な構成である。第２ホイール制御部（第２回転制御部）１０は、映像同期信号と第２検出回路３２の出力信号とが同期するように色分離ホイール１８を回転させる。すなわち、第２モータ制御回路３４は、映像信号と共に入力される映像同期信号（例えば、垂直同期信号）と、第２検出回路３２から出力された同期信号との位相差が一定となるように（同期するように）第２駆動モータ３５の回転速度を制御する。
第２タイミング調整部３は、第２反射マーカ３５を検出する第２フォトインタラプタ３１の物理的な位置を調整するためのものであり、第２フォトインタラプタ３１が搭載される不図示の可動テーブルと、第２色彩判定部６から出力される制御信号にしたがって該可動テーブルを色分離ホイール１８の回転方向に沿って移動させる不図示の駆動機構とを備えた構成である。第２タイミング調整部３が備える駆動機構は、第２フォトインタラプタ３１が搭載された可動テーブルを第２色彩判定部６からの制御信号にしたがって移動させることが可能であれば、どのような構成でもよい。
【００２８】
このような構成において、次に映像形成素子２１による光変調に対して、発光ホイール１６による光出力、並びに色分離ホイール１８による色分離のタイミングを調整するための本発明のタイミング調整方法について図面を用いて説明する。
まず、本発明のタイミング調整方法の原理について図４及び図５を用いて説明する。
図４は、可視波長域の光の色及び投射型表示装置で再現可能な色をｘｙ色度座標で示した色度図である。図４に示す曲線（ａ）は単色スペクトル軌跡であり、可視波長域光における全ての色はこの図４に示す領域（ａ）内に存在する。一方、赤色光、緑色光、青色光の組み合わせでカラー映像を再現する投射型表示装置１では、色の再現範囲が図４の三角形（ｂ）で示す領域となる。すなわち、投射型表示装置１で再現される色の色度値は、色分離ホイール１８の赤色フィルタを透過した色光の色度値Ｒと、緑色フィルタを透過した色光の色度値Ｇと、青色フィルタ（拡散板）を透過した色光の色度値Ｂとを頂点とする三角形（ｂ）の領域内に存在する。発光ホイール１６で発光される黄色波長域の光の色度値Ｙは、図４のＲ点とＧ点とを結ぶ直線上にある。
【００２９】
したがって、映像形成素子２１による赤色光の光変調時に、色分離ホイール１８の赤色フィルタを透過した赤色光のみが映像形成素子２１へ照射されれば、色彩検出器４では図４のＲ点の色度値が検出される。同様に、映像形成素子２１による緑色光の光変調時に、色分離ホイール１８の緑色フィルタを透過した色光のみが映像形成素子２１へ照射されれば、色彩検出器４では図４のＧ点の色度値が検出される。また、映像形成素子２１による青色光の光変調時に、色分離ホイール１８の青色フィルタを透過した色光のみが映像形成素子２１へ照射されれば、色彩検出器４では図４のＢ点の色度値が検出される。
【００３０】
一方、映像形成素子２１による赤色光の光変調時に赤以外の色光が映像形成素子２１へ照射されると、色度検出器４で検出される色度値は図４に示すＲ点からＧ点方向またはＢ点方向へ移動する。同様に、映像形成素子２１による緑色光の光変調時に緑以外の色光が映像形成素子２１へ照射されると、色度検出器４で検出される色度値は図４に示すＧ点からＲ点方向またはＢ点方向へ移動する。また、映像形成素子２１による青色光の光変調時に、青以外の色光が映像形成素子２１へ照射されると、色度検出器４で検出される色度値は図４に示すＢ点からＲ点方向またはＧ点方向へ移動する。
【００３１】
よって、映像形成素子２１による光変調と、色分離ホイール１８による色分離とを同期させるには、映像形成素子２１による所定色光の光変調時に、色度検出器４で検出される色度値が該色光に対応する色度値となるように色分離ホイール１８の位相（回転角）を調整すればよい。すなわち、第２色彩判定部６（制御部）は、上記第３波長域に対応する色のみの画像を投射する映像信号が映像形成素子２１に入力されたとき、色度検出器（光検出部）４が検出する色が第３波長域に対応する色となるように光変調に対する色分離ホイール１８の回転タイミングを調整する。例えば、映像形成素子２１による赤色光の光変調時、色度検出器４で検出される色度値が図４のＲ点（ｘ値が最大）となるように、回転する色分離ホイール１８の位相（回転角）を調整する。
【００３２】
同様に、映像形成素子２１による光変調と、発光ホイール１６による光出力とを同期させるには、映像形成素子２１による所定色光の光変調時、色度検出器４で検出される色度値が該色光に対応する色度値となるように発光ホイール１６の位相（回転角）を調整すればよい。すなわち、第１色彩判定部５は、上記第１波長域に対応する色のみの画像を投射する映像信号が映像形成素子２１に入力されたとき、色度検出器（光検出部）４が検出する色が第１波長域に対応する色となるように光変調に対する発光ホイール１６の回転タイミングを調整する。ここでは光源１１の出射光が青色波長域であるため、例えば映像形成素子２１による青色光の光変調時に、色度検出器４で検出される色度値が図４のＢ点（ｘ値が最小）となるように、回転する発光ホイール１６の位相（回転角）を調整する。
【００３３】
但し、発光ホイール１６のタイミング調整時、色分離ホイール１８が先に調整されていないと、調整後の発光ホイール１６の位相（回転角）には、色分離ホイール１８の位相（回転角）のずれ量が含まれてしまう。そのため、色分離ホイール１８のタイミング調整後に、再度、発光ホイール１６のタイミング調整を実行する必要がある。一方、図３で示したように、発光ホイール１６は、黄色波長域の光を発光する黄色領域が青色波長域の光を反射する青色領域と比べて大きな面積を占めているため、色分離ホイール１８のタイミング調整時、例えば映像形成素子２１により赤色光を光変調させれば、発光ホイール１６の位相（回転角）が多少ずれていても、色分離ホイール１８の調整にはほとんど影響しない。特に、色分離ホイール１８には、青色フィルタと隣接しないように赤色フィルタが配置されているため（図２参照）、赤色光を利用すれば、色分離ホイール１８のタイミング調整に与える影響をより低減できる。そこで、本本発明では、先に色分離ホイール１８のタイミング調整を実行し、その後、発光ホイール１６のタイミング調整を実行する。
【００３４】
発光ホイール１６の位相（回転角）は、図１に示した第１タイミング調整部２が備える第１フォトインタラプタ２５を移動させることで調整可能であり、色分離ホイール１８の位相（回転角）は、図１に示した第２タイミング調整部３が備える第２フォトインタラプタ３１を移動させることで調整可能である。
上述したように、第１モータ制御回路２８は、映像同期信号と第１フォトインタラプタ２５による第１反射マーカ２４の検出タイミングを示す同期信号との位相差が一定となるように発光ホイール１６を回転させる。そのため、第１フォトインタラプタ２５を移動させれば、第１モータ制御回路２８は、移動後の第１フォトインタラプタ２５の位置に対応する同期信号にしたがって発光ホイール１６の位相を遅らせる（または進ませる）。すなわち、発光ホイール１６の位相（回転角）を調整することが可能になる。
【００３５】
同様に、第２モータ制御回路３４は、映像同期信号と第２フォトインタラプタ３１による第２反射マーカ３０の検出タイミングを示す同期信号との位相差が一定となるように色分離ホイール１８を回転させる。そのため、第２フォトインタラプタ３１を移動させれば、第２モータ制御回路３４は、移動後の第２フォトインタラプタ３１の位置に対応する同期信号にしたがって色分離ホイール１８の位相を遅らせる（または進ませる）。すなわち、色分離ホイール１８の位相（回転角）を調整することが可能になる。
【００３６】
ここで、映像形成素子２１で光変調するための映像信号と、発光ホイール１６による光出力のタイミング及び色分離ホイール１８による色分離のタイミングの一例を図５に示す。図５は、第１反射マーカ２４が発光ホイール１６の基準位置として青色領域（反射光（Ｂ））の開始位置に固定され、第２反射マーカ３０が色分離ホイール１８の基準位置として青色フィルタ（または拡散板（Ｂ））の開始位置に固定された例を示している。
図５（ａ）は、映像形成素子が実行する光変調のタイミングを示している。例えば、Ｂの期間は青色の光に対応する青色の映像を表示する表示期間であり、映像形成素子は青色の映像信号により駆動される。Ｇの期間は緑色の光に対応する緑色の映像を表示する表示期間であり、映像形成素子は緑色の映像信号により駆動される。Ｒの期間は赤色の光に対応する赤色の映像を表示する表示期間であり、映像形成素子は赤色の映像信号により駆動される。また、Ｙの期間は黄色の光に対応する黄色の映像を表示する表示期間であり、映像形成素子は黄色の映像信号により駆動される。
【００３７】
発光ホイール１６には、Ｂ（青）の期間に対応した幅の青色領域と、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）及びＹ（黄）の期間に対応した幅の黄色領域とが、予め形成されているものとする。すなわち、映像信号による１フレーム分の光変調期間と、発光ホイール１６が１回転する期間とが一致するように発光ホイール１６を回転させると、発光ホイール１６は、色光毎の光変調に対応した幅（期間）で各色光（Ｂ，Ｙ）を順次反射または発光する。但し、ここでは、調整前の発光ホイール１６が、映像信号に対して期間Ｔ１２に対応する位相（回転角）だけ遅れて回転しているものとする（図５（ｃ））。
また、色分離ホイール１８には、Ｂ（青）の期間に対応した幅の青色フィルタ（拡散板（Ｂ））と、Ｇ（緑）の期間に対応した幅の色フィルタ（Ｇ）と、Ｒ（赤）の期間に対応した幅の色フィルタ（Ｒ）と、Ｙの期間に対応した幅の色フィルタ（Ｙ）とが、予め形成されているものとする。すなわち、映像信号による１フレーム分の光変調期間と、色分離ホイール１８が１回転する期間とが一致するように色分離ホイール１８を回転させると、色分離ホイール１８からは色光毎の光変調に対応した幅（期間）で各色光（Ｂ，Ｇ，Ｒ，Ｙ）が順次出射される。但し、ここでは、調整前の色分離ホイール１８が、映像信号に対して期間Ｔ２２に対応する位相（回転角）だけ進んで回転しているものとする（図５（ｅ））。
【００３８】
なお、上記映像形成素子２１による赤色光の光変調とは、図５（ａ）に示すＲ（赤）の期間において映像形成素子２１が照射光を投射レンズ２３へ反射することで投射レンズ２３から赤色光が投射され、他の期間では映像形成素子２１が照射光を投射レンズ２３へ反射させない状態を指す。同様に、上記映像形成素子２１による青色光の光変調とは、図５（ａ）に示すＢ（青）の期間において映像形成素子２１が照射光を投射レンズ２３へ反射することで投射レンズ２３から青色光が投射され、他の期間では映像形成素子２１が照射光を投射レンズ２３へ反射させない状態を指す。映像形成素子２１が照射光を投射レンズ２３へ反射させない状態では、投射レンズ２３から光が出射されないため、投射映像は黒画像となる。
【００３９】
図５（ｅ）で示す例のように、調整前の色分離ホイール１８が映像信号に対して期間Ｔ２２に対応する位相（回転角）だけ進んで回転している場合、赤色光を光変調する期間Ｔ２１では、映像形成素子２１に対して赤色フィルタ（Ｒ）を透過した赤色光と黄色フィルタ（Ｙ）を透過した黄色光とが照射される。そのため、赤色光と黄色光とが混色して色純度が低下する。
上述したように、色分離ホイール１８の位相（回転角）は、投射レンズ２３から投射される光の色を色彩検出器４で計測し、色彩検出器４から出力される色度値が所要の値となるように、第２フォトインタラプタ３１の位置を移動させることで調整する。具体的には、色彩検出器４で計測された色度値が図４のＲ点（ｘ値が最大）となるように第２フォトインタラプタ３１の位置を移動させる。
その結果、図５（ｄ）で示すように、Ｂの期間の開始位置（開始時刻）に第２反射マーカ３０の検出時刻が一致するため、映像形成素子２１による光変調と、色分離ホイール１８による色分離とを同期させることができる。
【００４０】
なお、上述したように、発光ホイール１６は、黄色波長域の光を発光する黄色領域が青色波長域の光を反射する青色領域と比べて大きな面積を占めている。そのため、図５（ｃ）で示すように発光ホイール１６が映像信号に対して期間Ｔ１２に対応する位相（回転角）だけ遅れて回転していても、色分離ホイール１８の回転タイミング調整に影響することはない。
【００４１】
同様に、調整前の発光ホイール１６が映像信号に対して期間Ｔ１２に対応する位相（回転角）だけ遅れて回転している場合、青色光を光変調する期間Ｔ１１では、映像形成素子２１に対して黄色フィルタ（Ｙ）を透過した黄色光と青色フィルタ（Ｂ）を透過した青色光が照射される。そのため、青色光と黄色光が混色して色純度が低下する。
発光ホイール１６の位相（回転角）は、投射レンズ２３から投射される光の色を色彩検出器４で計測し、色彩検出器４から出力される色度値が所要の値となるように、第１フォトインタラプタ２５の位置を移動させることで調整する。具体的には、色彩検出器４で計測された色度値が図４のＢ点（ｘ値が最小）となるように第１フォトインタラプタ２５の位置を移動させる。
その結果、図５（ｂ）で示すように、Ｂの期間の開始位置（開始時刻）に第１反射マーカ２４の検出時刻が一致するため、映像形成素子による色光毎の光変調と、発光ホイール１６による光出力とを同期させることができる。
【００４２】
図６は、本発明の同期調整方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
本発明では、上述したように、先に映像形成素子２１による光変調に対して色分離ホイール１８の回転タイミングを調整して光変調と色分離とを同期させ、その後、映像形成素子２１による光変調に対して発光ホイール１６の回転タイミングを調整して光変調と発光ホイール１６による光出力とを同期させる。
以下では、第１色彩判別部２及び第２色彩判別部３の機能を実現する情報処理装置（コンピュータ）が投射型表示装置１に接続され、色分離ホイール１８及び発光ホイール１６のタイミング調整に合わせて、該コンピュータにより映像信号や光変調動作の切り換えが可能な例で説明する。投射型表示装置１へ入力する映像信号及び光変調動作の切り換えは操作者による手動でも可能である。
【００４３】
図６に示すように、コンピュータは、まず投射型表示装置１から赤色光の映像（赤映像）を投射させる（ステップＳ１）。赤映像は、映像形成素子２１により赤色の映像光のみ投射レンズ２３の方向へ反射させることで投射できる。
投射型表示装置１から投射された映像が色彩検出器４で受光されると、色彩検出器４は受光した光の色を計測し（ステップＳ２）、その色度値を出力する。ここで、映像形成素子２１による赤色光の光変調と色分離ホイール１８による色分離とが同期していれば、色彩検出器４から出力される色度値は図４のＲ点を示す値となる。一方、映像形成素子２１による赤色光の光変調と色分離ホイール１８による色分離とが同期していない場合は、色彩検出器４から出力される色度値は図４のＲ点からＢ点方向またはＧ点方向へ移動する。
コンピュータは、第２色彩判定部６として機能することで、色彩検出器４から出力された色度値のｘの値が最大であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
ｘの値が最大でない場合、コンピュータ（第２色彩判定部６）は、第２タイミング調整部３に第２フォトインタラプタ３１を移動させるための制御信号を送出して色分離ホイール１８のタイミング調整を実行し（ステップＳ４）、ステップＳ２の処理に戻ってステップＳ２〜Ｓ４の処理を繰り返す。
【００４４】
一方、ステップＳ３の処理で色彩検出器４から出力された色度値のｘの値が最大であると判定した場合、コンピュータは、ステップＳ５の処理へ移行し、投射型表示装置１から青色光の映像（青映像）を投射させる。
投射型表示装置１から投射された映像が色彩検出器４で受光されると、色彩検出器４は受光した光の色を計測し（ステップＳ６）、その色度値を出力する。ここで、映像形成素子２１による青色光の光変調と発光ホイール１６による光出力とが同期していれば、色彩検出器４から出力される色度値は図４のＢ点を示す値となる。一方、映像形成素子２１による青色光の光変調と発光ホイール１６による光出力とが同期していないと、色彩検出器４から出力される色度値は図４のＢ点からＲ点方向またはＧ点方向へ移動する。
【００４５】
コンピュータは、第１色彩判定部５として機能することで、色彩検出器４から出力された色度値のｘの値が最小であるか否かを判定する（ステップＳ７）。
ｘの値が最小でない場合、コンピュータ（第１色彩判定部５）は、第１タイミング調整部２に第１フォトインタラプタ２５を移動させるための制御信号を送出して発光ホイール１６のタイミング調整を実行し（ステップＳ８）、ステップＳ６の処理に戻ってステップＳ６〜Ｓ８の処理を繰り返す。
一方、ステップＳ７の処理で色彩検出器４から出力された色度値のｘの値が最小であると判定した場合、コンピュータは処理を終了する。
【００４６】
本実施形態によれば、第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６（制御部）により、色彩検出器（光検出部）４の出力に基づいて、光変調に対して色分離ホイール１８の回転タイミングを調整した後、光変調に対して発光ホイール１６の回転タイミングを調整する。上述したように、発光ホイール１６の回転タイミングを先に調整すると、色分離ホイール１８の回転タイミングを調整した後、再度、発光ホイール１６の回転タイミングを調整する必要がある。それに対して、本実施形態では、そのような発光ホイール１６のタイミング調整の重複処理を実行する必要がない。したがって、映像形成素子２１による色光毎の光変調に対して発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の回転タイミングを簡易に調整できる。
また、本実施形態では、既存の反射マーカ、フォトインタラプタ、色彩検出器を用いて、発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の回転角を調整するため、簡易な構成で映像形成素子２１による色光毎の光変調と、発光ホイール１６による光出力、並びに色分離ホイール１８による色分離とを同期させることができる。
【００４７】
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態の投射型表示システムの一構成例を示すブロック図である。
第１の実施の形態では、第１フォトインタラプタ２５及び第２フォトインタラプタ３１を物理的（機械的）に移動させることで、発光ホイール１６による光出力、並びに色分離ホイール１８による色分離のタイミングを調整する構成例を示した。
第２の実施の形態の投射型表示システムは、第１の実施の形態で示した第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６に代えて、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ部３７と、ＣＰＵ部３７で処理された情報を保存する不揮発性のメモリ部３６とを備えた構成である。
第２の実施の形態では、第１フォトインタラプタ２５による第１反射マーカ２４の検出タイミング、並びに第２フォトインタラプタ３１による第２反射マーカ３０の検出タイミングを示す同期信号を電気的に遅延させることで、発光ホイール１６による光出力、並びに色分離ホイール１８による色分離のタイミングを調整するための構成例を示す。
【００４８】
図７に示すように、第２の実施の形態の投射型表示システムは、第１の実施の形態で示した第１色彩判定部５及び第２色彩判定部６に代えて、プログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ部３７と、ＣＰＵ部３７で処理された情報を保存する不揮発性のメモリ部３６とを備えた構成である。また、第２の実施の形態の投射型表示装置７は、発光ホイール１６の回転運動を制御する第１ホイール制御部９と色分離ホイール１８の回転運動を制御する第２ホイール制御部１０の構成が、第１の実施の形態の投射型表示システムと異なっている。
【００４９】
図７に示すＣＰＵ部３７及びメモリ部３６は、情報処理装置（コンピュータ）で実現すればよい。コンピュータは、プログラムにしたがって処理を実行することで、本実施形態のＣＰＵ部３７及びメモリ部３６の機能を実現する。ＣＰＵ部３７及びメモリ部３６は、投射型表示装置７に接続されたとき、第１の実施の形態で示した第１色彩判別部２及び第２色彩判別部３の機能を実現する情報処理装置（コンピュータ）と同様に、色分離ホイール１８及び発光ホイール１６のタイミング調整に応じて、映像信号や光変調動作の切り換えが可能な構成とする。
【００５０】
第２の実施の形態の第１ホイール制御部９は、発光ホイール１６を回転させる第１駆動モータ２９と、第１フォトインタラプタ（第１検知部）２５を用いて発光ホイール１６が備える第１反射マーカ（第１被検知部）２４を検出する第１検出回路２６と、ＣＰＵ部３７からの制御信号にしたがって第１検出回路２６から出力された信号を遅延させる第１遅延回路２７と、映像信号と共に外部から入力される映像同期信号及び第１遅延回路２７の出力信号に基づいて第１駆動モータ２９を動作させる第１モータ制御回路２８とを備える。第１フォトインタラプタ（第１検知部）２５は、第１の実施の形態と同様に、発光素子と受光素子とが一体化されたセンサであり、上記発光素子から出射している光が第１反射マーカ２４で反射され、該反射光を受光素子で受光すると信号を出力する。第１検出回路２６は、第１フォトインタラプタ２５の受光素子から出力された信号を検出すると、該信号を同期信号として第１遅延回路２７へ出力する。第１ホイール制御部（第１回転制御部）９は、映像信号と共に入力される映像同期信号と第１遅延回路２７の出力信号とが同期するように発光ホイール１６を回転させる。すなわち、第１モータ制御回路２８は、映像同期信号（例えば、垂直同期信号）と、第１遅延回路２７から出力された同期信号との位相差が一定となるように第１駆動モータ２９の回転速度を制御する。
【００５１】
第２の実施の形態の第２ホイール制御部１０は、色分離ホイール１８を回転させる第２駆動モータ３５と、第２フォトインタラプタ（第２検知部）３１を用いて色分離ホイール１８が備える第２反射マーカ（第２被検知部）３０を検出する第２検出回路３２と、ＣＰＵ３７からの制御信号にしたがって第２検出回路３２から出力された信号を遅延させる第２遅延回路３３と、映像信号と共に外部から入力される映像同期信号及び第２遅延回路３３の出力信号に基づいて第２駆動モータ３５を動作させる第２モータ制御回路３４とを備える。第２フォトインタラプタ（第２検知部）３１は、第１の実施の形態と同様に、発光素子と受光素子とが一体化されたセンサであり、上記発光素子から出射している光が第２反射マーカ３０で反射され、該反射光を受光素子で受光すると信号を出力する。第２検出回路３２は、第２フォトインタラプタ３１の受光素子から出力された信号を検出すると、該信号を同期信号として第２遅延回路３３へ出力する。第２ホイール制御部（第２回転制御部）１０は、映像同期信号と第２遅延回路３３の出力信号とが同期するように色分離ホイール１８を回転させる。すなわち、第２モータ制御回路３５は、映像同期信号（例えば、垂直同期信号）と、第２遅延回路３３から出力された同期信号との位相差が一定となるように第２駆動モータ３４の回転速度を制御する。
【００５２】
ＣＰＵ部３７は、色彩検出器４から出力される色度値が所要の値となるように、第２遅延回路３３に第２フォトインタラプタ３１による第２反射マーカ３０の検出信号を遅延させ、第１遅延回路２７に第１フォトインタラプタ２５による第１反射マーカ２４の検出信号を遅延させる。ＣＰＵ部３７は、タイミング調整後の第１遅延回路２７の遅延量、並びに第２遅延回路３３の遅延量をメモリ部３６に保存し、以降、投射型表示装置７の動作毎にメモリ部３６に保存された遅延量を第１遅延回路２７及び第２遅延回路３３にそれぞれ設定する。その他の構成及び動作は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００５３】
第２の実施の形態の投射型表示システムでは、第２遅延回路３３の遅延量を変更して光変調と色分離ホイール１８の回転タイミングを調整し、第１遅延回路２７の遅延量を変更して光変調と発光ホイール１６の回転タイミングを調整する。
そのため、第２の実施の形態の投射型表示システムにおいても、第１の実施の形態と同様に、映像形成素子２１による色光毎の光変調に対して、発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の回転タイミングを簡易に調整できる。
【００５４】
また、既存の反射マーカ、フォトインタラプタ、色彩検出器を用いて、発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の回転角を調整するため、簡易な構成で映像形成素子２１による色光毎の光変調と、発光ホイール１６による光出力、並びに色分離ホイール１８による色分離とを同期させることができる。特に、第２の実施の形態の投射型表示システムでは、第１及び第２フォトインタラプタを移動させるための可動テーブルや駆動機構が不要になるため、第１の実施の形態の投射型表示システムよりもさらに簡易な構成となる。
【００５５】
なお、上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、第１及び第２反射マーカと第１及び第２フォトインタラプタとを用いて、光学的に発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の基準位置を検出する構成例を示したが、発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の基準位置は、例えばホール素子のような磁気結合を利用する素子を用いて検出してもよい。
【００５６】
また、上述した第１の実施の形態では、第１及び第２フォトインタラプタの位置を移動させて発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の位相（回転角）を調整する構成例を示したが、第１及び第２フォトインタラプタを固定し、第１及び第２反射マーカの位置を移動させる構成としてもよい。
【００５７】
また、上述した第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、色彩検出器（光検出部）４を投射型表示装置の外部に設置する構成例を示したが、例えば映像形成素子２１が照明光を投射レンズ２３の方向へ反射させた投射光のうち、少なくとも一部（例えば投射光の漏れ光）を受光する位置に色彩検出器４を設置すれば、該色彩検出器４を投射型表示装置に内蔵することも可能である。
その場合、制御部（第２色彩判定部６またはＣＰＵ部３７）は、映像形成素子２１が、映像信号に含まれる上記第３波長域のみの光に対応する第３映像の表示期間において、光検出部に向かって光を出力し、第３映像の表示期間以外の期間において光検出部に向かって光を出力しない状態のとき、光検出部が検出する色が第３波長域に対応する色となるように光変調に対する色分離ホイール１８の回転タイミングを調整すればよい。また、制御部（第２色彩判定部６またはＣＰＵ部３７）は、映像形成素子２１が、映像信号に含まれる上記第１波長域のみの光に対応する第１映像の表示期間において、光検出部に向かって光を出力し、第１映像の表示期間以外の期間において、前記光検出部に向かって光を出力しない状態のとき、制御部は、光検出部が検出する色が第１波長域に対応する色となるように光変調に対する発光ホイール１６の回転タイミングを調整すればよい。
【００５８】
また、ＤＭＤ等の反射型の映像形成素子２１を用い、色彩検出器４を投射型表示装置に内蔵する場合、該色彩検出器４は、映像形成素子２１が照射光を投射レンズ２３の方向へ反射させない光を受光する位置に設置してもよい。その場合、例えば、図６のステップＳ１において、Ｒの期間に映像を投射させる代わりに、図５（ａ）に示すＧ、Ｂ及びＹの期間に映像を投射させ、ステップＳ５において、青色の映像期間Ｂに映像を投射させる代わりに、赤色の映像期間Ｒと緑色の映像期間Ｇと黄色の映像期間Ｙとに映像を投射させる。つまり、ステップＳ１の処理により該色彩検出器４は赤色光を受光し、ステップＳ５の処理により該色彩検出器４は青色光を受光することができるようになり、図６と同様の処理を行うことができる。
【００５９】
また、色彩検出器４には、発光ホイール１６や色分離ホイール１８の回転タイミングの調整に用いる青色（第１波長域）光、および／または赤色若しくは緑色（第３波長域）光に対応する色光の照度を測定する照度センサを用いることも可能である。その場合、投射光の色光の照度値が最大となるように第３波長域に対応する色光を検出して色分離ホイール１８の回転タイミングを調整し、第１波長域に対応する色光を検出して発光ホイール１６の回転タイミングを調整すればよい。また、投射光の色以外の色光の照度値が最小となるように発光ホイール１６及び色分離ホイール１８の回転タイミングを調整してもよい。なお、照度センサを用いて所定の色光の照度を測定するには、所定の色光に対応する色フィルタなどを照度センサに備えることで可能となる。
【００６０】
また、色分離ホイール１８が備える各色フィルタは、図２に示した配置例に限定されるものではない。上述したように、図２に示した赤色フィルタと緑色フィルタとはその位置を入れ替えて配置してもよい。その場合、色分離ホイール１８のタイミング調整には緑色光を利用すればよい。また、色分離ホイール１８には、同じ色の色フィルタを複数備えていてもよい。例えば２つの緑色フィルタを備え、青、緑、赤、緑、黄の色順に各色フィルタを配置してもよく、２つの黄色フィルタを備え、青、黄、赤、黄、緑の色順に各色フィルタを配置してもよい。色分離ホイール１８が備える各色フィルタの配列を変更する場合、映像形成素子２１で光変調する色光の順番を、色分離ホイール１８の各色フィルタの配列順に一致させればよい。
【００６１】
さらに、光源１１から出射する光は青色に限定されるものではなく、赤色や緑色であってもよい。その場合、発光ホイール１６には、図３に示した黄色領域に代えて、カラー映像の形成に必要な、光源１１から出射する光以外の色光を発光する蛍光体を設ければよい。
【００６２】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されものではない。本願発明の構成や詳細は本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
本願発明は、以下の付記に記載された形態を採りうるが、該付記に記載された形態に限定されるものではない。
（付記１）
光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することにより順次出力する発光ホイールと、
前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力する色分離ホイールと、
前記色分離ホイールが出力した光を、映像信号に応じて光変調する映像形成素子と、
前記光変調した光を検出する光検出部と、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整した後、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整する制御部と、
を有する投射型表示システム。
（付記２）
付記１記載の投射型表示システムにおいて、
前記光源が出射する光の波長を第１波長域とし、前記光源が出射する光によって励起される光の波長を第２波長域としたとき、
前記色分離ホイールは、少なくとも前記第１波長域の光を出力する第１領域と、前記第２波長域に含まれる第３波長域の光を分離する第３領域と、を有し、
前記第１領域と第３領域とが隣接していない、投射型表示システム。
（付記３）
付記２記載の投射型表示システムにおいて、
前記制御部は、
前記第３波長域に対応する色に基づいて前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整し、前記第１波長域に対応する色に基づいて前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整する、投射型表示システム。
（付記４）
付記２または３に記載の投射型表示システムにおいて、
前記光検出部は、投射される画像の光を検出し、
前記第３波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第３波長域に対応する色となるように前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、
前記第１波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第１波長域に対応する色となるように前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
（付記５）
付記２または３に記載の投射型表示システムにおいて、
前記映像形成素子が、前記映像信号に含まれる、前記第３波長域のみの光に対応する第３映像の表示期間において、前記光検出部に向かって光を出力し、前記第３映像の表示期間以外の期間において、前記光検出部に向かって光を出力しない状態のとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第３波長域に対応する色となるように前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、
前記映像形成素子が、前記映像信号に含まれる、前記第１波長域のみの光に対応する第１映像の表示期間において、前記光検出部に向かって光を出力し、前記第１映像の表示期間以外の期間において、前記光検出部に向かって光を出力しない状態のとき、前記制御部は、前記光検出部が検出する色が前記第１波長域に対応する色となるように前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
（付記６）
付記２乃至５のいずれか１項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記第１波長域に対応する色は青色であり、前記第３波長域に対応する色は赤色または緑色である、投射型表示システム。
（付記７）
付記２乃至６のいずれか１項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記色分離ホイールは、さらに、前記第３領域に隣接し、前記第２波長域に含まれる波長域であり、かつ、第３波長域以外の波長を含む波長域をそれぞれ出力する第２領域および第４領域と、を有し、
前記第２領域、第３領域および第４領域は、前記光源が出射する光によって励起される、前記発光ホイールが出力する光が照射される、投射型表示システム。
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記発光ホイールに固定された第１被検知部と、
前記色分離ホイールに固定された第２被検知部と、
前記第１被検知部を検出すると信号を出力する、前記発光ホイールの回転方向に沿って移動可能な第１検知部と、
前記第２被検知部を検出すると信号を出力する、前記色分離ホイールの回転方向に沿って移動可能な第２検知部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第２検知部を移動させて前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１検知部を移動させて前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
（付記９）
付記１乃至７のいずれか1項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記発光ホイールに固定された第１被検知部と、
前記色分離ホイールに固定された第２被検知部と、
前記第１被検知部を検出すると信号を出力する第１検知部と、
前記第２被検知部を検出すると信号を出力する第２検知部と、
前記第１検知部の出力信号を遅延させる第１遅延回路と、
前記第２検知部の出力信号を遅延させる第２遅延回路と、
を備え、
前記制御部は、
前記第２遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、投射型表示システム。
（付記１０）
付記１乃至９のいずれか1項に記載の投射型表示システムにおいて、
前記発光ホイールと前記色分離ホイールと前記映像形成素子とは、投射型表示装置の中に具備されており、
前記光検出部と前記制御部とは、前記投射型表示装置の外にある、投射型表示システム。
（付記１１）
付記１０に記載の投射型表示システムにおいて、
前記光検出部は、投射された映像を検出する位置に配置され、
前記制御部は、前記光検出部が配置されている位置とは異なる位置に設置されている、投射型表示システム。
（付記１２）
光源が出射する光を用いて励起される光と、前記光源が出射する光を用いて透過または反射する光とを、回転することにより順次出力する発光ホイールと、
前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力する色分離ホイールと、
前記色分離ホイールが出力した光を、映像信号に応じて光変調する映像形成素子と、を備え、
前記光変調した光を検出する光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとが調整された後、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとが調整される、投射型表示装置。
（付記１３）
発光ホイールが、光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することによって順次出力し、
色分離ホイールが、前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力し、
映像形成素子が、映像信号に応じて前記色分離ホイールが出力した光を光変調し、
光検出部が前記光変調した光を検出し、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整し、その後、前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整するタイミング調整方法。
（付記１４）
付記１３に記載のタイミング調整方法において、
前記光源が出射する光の波長を第１波長域とし、前記光源が出射する光によって励起される光の波長を第２波長域とすると、
前記色分離ホイールは、少なくとも、前記第１波長域の光を出力する第１領域と、前記第２波長域に含まれる第３波長域の光を分離する第３領域と、を有し、前記第１領域と第３領域とは隣接していない、タイミング調整方法。
（付記１５）
付記１４に記載のタイミング調整方法において、
前記光検出部は、投射される画像の光を検出し、
前記第３波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記光検出部が検出する色が前記第３波長域に対応する色となるように前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、
前記第１波長域に対応する色のみの画像を投射する前記映像信号が前記映像形成素子に入力されたとき、前記光検出部が検出する色が前記第１波長域に対応する色となるように前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、タイミング調整方法。
（付記１６）
付記１４または１５に記載のタイミング調整方法において、
前記第１波長域に対応する色は青色であり、前記第３波長域に対応する色は赤色または緑色である、タイミング調整方法。
（付記１７）
付記１３ないし１６のいずれか１項に記載のタイミング調整方法において、
第１被検知部は、前記発光ホイールに固定され、
第２被検知部は、前記色分離ホイールに固定され、
第１検知部は、前記第１被検知部を検出すると信号を出力し、
第２検知部は、前記第２被検知部を検出すると信号を出力し、
前記第２検知部を移動させて前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１検知部を移動させて前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、タイミング調整方法。
（付記１８）
付記１３ないし１６のいずれか１項に記載のタイミング調整方法において、
第１被検知部は、前記発光ホイールに固定され、
第２被検知部は、前記色分離ホイールに固定され、
第１検知部は、前記第１被検知部を検出すると信号を出力し、
第２検知部は、前記第２被検知部を検出すると信号を出力し、
第１遅延回路は、前記第１検知部の出力信号を遅延させ、
第２遅延回路は、前記第２検知部の出力信号を遅延させ、
前記第２遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングを調整し、前記第１遅延回路の遅延量を変更して前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングを調整する、タイミング調整方法。
（付記１９）
発光ホイールに、光源が出射する光によって励起される光と、前記光源が出射する光を透過または反射した光と、を回転することによって順次出力させる手順、
色分離ホイールに、前記発光ホイールが出力した光を、回転することにより順次色分離して出力させる手順、
映像形成素子に、映像信号に応じて前記色分離ホイールが出力した光を光変調させる手順、
光検出部に前記光変調した光を検出させる手順、
前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記色分離ホイールの回転タイミングとを調整させ、その後、前記光検出部の出力に基づいて、前記光変調と前記発光ホイールの回転タイミングとを調整させる手順をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【図１】
2016170686.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2016170686.tif 000009
【国際調査報告】
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2016170686.tif 000011
2016170686.tif 000012
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