(57)【要約】      （修正有）【課題】任意の動画ボケ改善効果が得られ、フリッカの少ない投射画像を提供することを可能にした画像投射装置を提供する。【解決手段】画像投射装置において、励起光を含む光を出射する光源ユニット１０と、光源ユニットからの励起光の波長を変換する波長変換体の層が敷設された波長変換装置２０と、光源および波長変換体から発せられた光を変調する光変調部（液晶パネル４０）と、励起光源を制御する光源制御部８２と、波長変換装置を駆動制御する波長変換体駆動部（モータ２３）と、黒挿入の制御を行う黒挿入制御部８１と、を有する。【選択図】図１
2019186805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を含む光を出射する光源と、
前記光源からの励起光の波長を変換する波長変換体の層が敷設された波長変換体保持部と、
前記光源および前記波長変換体から発せられた光を変調する光変調部と、
前記励起光源を制御する光源制御部と、
前記波長変換体保持部の駆動制御する波長変換体保持部駆動部と、
黒挿入の制御を行う黒挿入制御部と、
を有することを特徴とする画像投射装置。
【請求項２】
前記黒挿入制御部は、前記光変調部の駆動周波数と黒挿入強度に基づき前記波長変換体保持部の駆動速度と前記光源の消点灯期間を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
【請求項３】
１フレーム期間内の前記波長変換体保持部の回転数が整数回転となるように前記波長変換体保持部の回転速度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項４】
黒挿入実行時に前記光源の励起光点灯時間を前記波長変換体保持部が整数回転数となるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【請求項５】
黒挿入実行時の前記光源の励起光点灯時間において前記波長変換体保持部の回転数が整数回転となるように前記波長変換体保持部の回転速度を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の画像投射装置。
【請求項６】
励起光を含む光を出射する光源と、
前記光源からの励起光の波長を変換する波長変換体の層が敷設された波長変換体保持部と、
前記光源および前記波長変換体から発せられた光を変調する光変調部と、
前記波長変換体保持部の駆動制御する波長変換体保持部駆動部と、
１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、サブフレーム期間に前記光変調部に低輝度画像を表示することで黒挿入制御を行う黒挿入制御部と、
を有することを特徴とする画像投射装置。
【請求項７】
前記黒挿入制御部は、前記光変調部の駆動周波数と黒挿入強度に基づき前記波長変換体保持部の駆動速度と前記光変調部に低輝度画像を表示する期間を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像投射装置。
【請求項８】
サブフレーム期間内に前記波長変換体保持部の回転数が整数回転となるように前記波長変換体保持部の回転速度を制御することを特徴とする請求項６または７に記載の画像投射装置。
【請求項９】
前記波長変換体保持部の回転数がサブフレーム期間内に整数回転となるように前記サブフレームを分割することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射装置に関し、特に黒挿入駆動可能な画像投射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの光を光変調素子により変調し、任意の画像を投射面に投射する画像投射装置が知られている。画像投射装置の光源にはランプやＬＥＤ、ＬＤが用いられ、光源光量が制御可能な画像投射装置がある。中にはＬＤの光を励起光として蛍光体に照射し、蛍光に変換して使用する光源を有する画像投射装置がある。しかし、蛍光板に塗装されている蛍光体層にはムラがあり、励起光を蛍光に変換する際に時間的に強度が変化してしまい、投射画像にチラつきやフリッカなどが発生してしまうといった問題がある。
【０００３】
これらを解決する技術として、蛍光体の回転周波数を光変調素子の駆動周波数の整数倍に設定する技術が公開されている。一方、光変調素子を用いた表示装置などに代表されるホールド型表示デバイスでは動画表示時に残像が視認される動画ボケと呼ばれる問題があった。この動画ボケを改善する技術として１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、サブフレーム期間に黒を挿入することで動画ボケを抑制する黒挿入技術がある。このサブフレーム期間に黒を挿入する手段としては、光源を制御して黒を表示する方法と、黒い画像を表示する等の手法がある。また、黒の挿入量が多い程動画ボケは抑制されるが、フリッカが視認されやすくなるという特徴を持つ。
【０００４】
これらの課題に対して、例えば、特許文献１では蛍光体層のムラの影響を抑制するために、ｊ×表示周波数＝ｋ×回転周波数（ｊ、ｋ：整数  ｊ＞ｋ）となるように蛍光体の回転周波数を制御する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献２では光源点灯期間において蛍光ホイールが整数回転数となるように蛍光ホイールの回転速度を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−４３０５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−９５３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、黒挿入駆動が行われると、１フレームが複数期間に分割されてしまうので画像表示周波数と蛍光体の回転周波数の関係が崩れてしまい、投射画像にチラつきなどが発生してしまう。また、上述の特許文献２に開示された従来技術では、光源の点灯期間の制御が出来ないため、任意の動画ボケ抑制強度が設定できない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、任意の動画ボケ改善効果が得られ、フリッカの少ない投射画像を提供することを可能にした画像投射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、励起光を含む光を出射する光源と、前記光源からの励起光の波長を変換する波長変換体の層が敷設された波長変換体保持部と、前記光源および前記波長変換体から発せられた光を変調する光変調部と、前記励起光源を制御する光源制御部と、前記波長変換体保持部の駆動制御する波長変換体保持部駆動部と、黒挿入の制御を行う黒挿入制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば任意の動画ボケ改善効果が得られ、フリッカの少ない投射画像を提供することを可能にした画像投射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１にかかわる画像投射装置の概略を示す図
【図２】本発明の実施形態１にかかわる黒挿入動作の流れを示すフローチャート
【図３】本発明の実施形態１にかかわる黒挿入駆動の例を示した図
【図４】本発明の実施形態２にかかわる黒挿入動作の流れを示すフローチャート
【図５】本発明の実施形態２にかかわる黒挿入駆動の例を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
［実施例１］
以下、図１〜３を参照して、本発明の第１の実施形態による任意の動画ボケ抑制効果が得られ、フリッカの少ない投射画像を提供することを可能にした画像投射装置について説明する。なお、本発明の実施例で説明する画像投射装置は、青色の励起光を黄色（緑色＋赤色）の蛍光に変換する光源構成を有するものとして説明するが、使用する励起光と蛍光の光源構成は一例であり、これらに限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態１にかかわる画像投射装置の概略を示す図である。図１において光源ユニット１０は、青色光を生成するＬＤユニット１１と光源制御部８２からの制御によりＬＤユニット１１を駆動するＬＤ駆動回路１２から構成され、投射光を生成する。光源ユニット１０から出力された光の一部は、色分離光学系３１により波長変換装置２０へ導かれる。波長変換装置２０は、波長変換体である蛍光体２１と蛍光体２１が塗装された蛍光体ホイール２２と、蛍光体ホイール２２を回転駆動する波長変換体駆動部であるモータ２３と、パルスエンコーダ２４により構成される。
【００１５】
モータ２３は蛍光体制御部８３によってパルスエンコーダ２４の出力結果に基づき設定された回転周波数となるように駆動される。ＬＤユニット１１から発せられた青色励起光が蛍光体２１に照射されると黄色の蛍光が発せられる。ＬＤユニット１１から発せられた青色光と蛍光体２１から発せられた黄色光は、色分離光学系３１を経て赤色光、緑色光、青色光に分離され、光変調装置である各色の液晶パネル４０に導かれる。液晶パネル４０は、映像信号入力部５２から入力された映像信号に応じて画像処理エンジン６０が保有する階調変換テーブル６１に基づいて階調変換し、各色光を変調するよう駆動される。液晶パネル４０により変調された光は投射レンズ７０から投射され、投射面へ画像を投射する。
【００１６】
画像投射装置１は、ＬＤユニット１１の消点灯駆動により黒挿入を行い、動画ボケを抑制する黒挿入機能を有する。図２、図３を使用して本発明の実施形態１における黒挿入制御について説明する。図２は本発明の実施形態１にかかわる黒挿入動作の流れを示すフローチャートである。また、図３は本発明の実施形態１にかかわる黒挿入駆動の例を示した図である。
【００１７】
本発明の実施形態では、黒挿入機能は操作部５１を通じてユーザによって黒挿入強度を切、弱、中、強と設定し、設定値に応じて黒の挿入量を変化させるものとして説明するが、設定方法や設定値は一例であり、これらに限定されるものではない。黒挿入が開始されると、まず図２に示すＳ１０１で黒挿入制御部８１が設定されている黒挿入強度と周波数検出部６２から現在入力されている映像信号のフレームレートを取得する。
【００１８】
Ｓ１０２では、Ｓ１０１で取得した黒挿入強度と映像信号のフレームレートに応じてモータ２３の回転数を制御する。例えば、図３に示すように１フレーム期間内のモータの回転数は黒挿入強度が切または中の場合３回転、弱の場合４回転、強の場合２回転と設定する。よって、映像信号のフレームレートが６０Ｈｚの場合、黒挿入強度の設定値切/中、弱、強それぞれに対するモータの回転周波数は１８０Ｈｚ，２４０Ｈｚ，１２０Ｈｚとなる。また、映像信号のフレームレートが５０Ｈｚの場合、黒挿入強度の設定値切/中、弱、強それぞれに対するモータの回転周波数は１５０Ｈｚ，２００Ｈｚ，１００Ｈｚとなる。このとき、モータの回転周波数は入力信号のフレームレートの整数倍に設定する。
【００１９】
Ｓ１０３では、Ｓ１０１で取得した黒挿入強度と映像信号のフレームレートに応じてＬＤユニット１１の点灯期間を設定する。ＬＤユニット１１の点灯期間は、黒挿入制御部８１が光源制御部８２に対して図３に示すように、１フレーム期間内のモータ回転数が整数回転となるように設定する。
【００２０】
Ｓ１０４では、黒挿入制御部８１が設定されている黒挿入強度と周波数検出部６２から現在入力されている映像信号のフレームレートに変更があったか否かを判断する。ここで変更があった場合はＳ１０５に遷移し、変更がなかった場合は変更が発生するまでＳ１０４で待機する。
【００２１】
Ｓ１０５では、黒挿入強度が切に設定されているかを判断し、切に設定されていればＳ１０６へ遷移し、切に設定されていなければＳ１０１へ遷移し再度黒挿入の駆動設定を行う。Ｓ１０６では、モータの回転数とＬＤ駆動パラメータを切の状態に設定し、黒挿入を終了する。
【００２２】
このように、１フレーム期間内のモータ回転数が整数回転となるようにＬＤユニット１１を点灯させることで、蛍光体２１の塗装ムラによる輝度変動で発生するフリッカを抑制することが可能となる。
【００２３】
また、１フレーム期間内のＬＤユニット１１の点灯期間におけるモータ回転数を整数回転に保とうとした場合、黒挿入の駆動強度に応じてモータ回転数を変更する場合としない場合で下記の様な違いがある。１フレーム期間内のモータ回転数が３回転に設定されていたとすると、モータ回転数の変更を行わない場合、上記条件を満たすには、ＬＤユニット１１の点灯期間は１フレーム期間の０／３、１／３、２／３、３／３の４パターンでしか駆動できない。
【００２４】
これに対してモータ回転数の変更が可能であり、１フレーム期間内のモータ回転数を４回転に変更したとする。その場合、上記条件を満たすＬＤユニット１１の点灯期間は、上記４パターンに加えて新たに１フレーム期間の１／４、２／４、３／４、の３パターンで駆動が可能となる。１フレーム期間内のモータ回転数は任意に設定可能であるので、任意の期間黒を挿入することが出来るようになる。それに伴い、蛍光体２１の塗装ムラによるフリッカを抑制したまま任意の強度で動画ボケを抑制することが可能となる。
【００２５】
［実施例２］
以下、図４、図５を参照して、本発明の実施形態２による、任意の動画ボケ抑制効果が得られ、フリッカの少ない投射画像を提供することを可能にした画像投射装置について説明する。本発明の実施形態２で、説明する画像投射装置２は本発明の実施形態１で説明した画像投射装置１と同じ構成をとるものとする。以下においては本発明の第一の実施形態に対する相違点を主として説明する。
【００２６】
画像投射装置２は、分割したサブフレーム毎に液晶パネル４０で画像を表示し、１つ以上のサブフレームで黒を表示することで黒挿入を行い、動画ボケを抑制する黒挿入機能を有する。以下図４、図５を使用して本発明の実施形態２における黒挿入制御について説明する。図４は本発明の実施形態２にかかわる黒挿入動作の流れを示すフローチャートである。図５は本発明の実施形態２にかかわる黒挿入駆動の例を示した図である。黒挿入が開始されると、まず図４に示すＳ２０１で黒挿入制御部８１が設定されている黒挿入強度と周波数検出部６２から現在入力されている映像信号のフレームレートを取得する。
【００２７】
Ｓ２０２では、Ｓ２０１で取得した黒挿入強度と映像信号のフレームレートに応じて黒挿入に使用するサブフレームの分割数を決定する。サブフレームの分割数は、黒挿入強度の設定値に応じた効果が発揮できる低輝度画像表示期間か設定可能なように決定する。例えば図５に示すように、黒挿入強度が強の場合１フレーム期間の１/２の期間、中の場合１フレーム期間の１/３の期間、弱の場合１フレーム期間の１/４の期間挿入したいとする。その場合は、サブフレームの分割数を強の場合２、中の場合３、弱の場合４と設定する。
【００２８】
Ｓ２０３では、Ｓ２０１で取得した入力信号のフレームレートと、Ｓ２０２で設定したサブフレームの分割数によりモータ２３の回転数を設定する。図５に示す例では、映像信号のフレームレートが６０Ｈｚの場合、黒挿入強度が強の場合サブフレーム分割数は２となるのでモータ２３の回転数は１２０Ｈｚとなる。同様に黒挿入強度が中の場合サブフレーム分割数は３となるのでモータ２３の回転数は１８０Ｈｚとなる。黒挿入強度が弱の場合サブフレーム分割数は４となるのでモータ２３の回転数は２４０Ｈｚとなる。同様に、映像信号のフレームレートが５０Ｈｚの場合、黒挿入強度が強、中、弱それぞれの場合、モータ２３の回転数は１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２００Ｈｚとなる。このとき、モータ２３の回転数はサブフレーム期間内に整数回転となるように設定する。
【００２９】
Ｓ２０４では、任意のサブフレームにおいて液晶パネル４０に低輝度画像を表示する。Ｓ２０５では、黒挿入制御部８１が設定されている黒挿入強度と周波数検出部６２から現在入力されている映像信号のフレームレートに変更があったか否かを判断する。ここで変更があった場合はＳ２０６へ遷移し、変更がない場合は変更が発生するまでＳ２０５で待機する。
【００３０】
Ｓ２０６では、黒挿入強度が切に設定されているかを判断し、切に設定されていればＳ２０７へ遷移し、切に設定されていなければＳ２０１へ遷移し再度黒挿入の駆動設定を行う。Ｓ２０７では、サブフレーム分割数と低輝度画像とモータ回転数を切の状態に設定し、黒挿入を終了する。
【００３１】
このように、サブフレーム期間内のモータ回転数が整数回転となるようにモータ２３の回転数を制御することで、蛍光体２１の塗装ムラによる輝度変動で発生するフリッカを抑制することが可能となる。
【００３２】
また、本発明の実施形態１で説明したように蛍光体２１の塗装ムラによるフリッカを抑制したまま任意の強度で動画ボケを抑制することが可能となる。
【００３３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１、２        画像投射装置
１０          光源ユニット
１１          ＬＤユニット
１２          ＬＤ駆動回路
２０          波長変換装置
２１          蛍光体
２２          蛍光体ホイール
２３          モータ
２４          パルスエンコーダ
３０          照明光学系
３１          色分離光学系
４０          液晶パネル
５０          入力部
５１          操作部
５２          映像信号入力部
６０          画像処理エンジン
６１          階調変換テーブル
６２          周波数検出部
７０          投射レンズ
８０          制御部
８１          黒挿入制御部
８２          光源制御部
８３          蛍光体制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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