特許 7425550 投影システム及びその光束生成装置と光束輝度制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-23

(45)【発行日】2024-01-31

(54)【発明の名称】投影システム及びその光束生成装置と光束輝度制御方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 45/22 20200101AFI20240124BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20240124BHJP

   H05B 45/24 20200101ALI20240124BHJP

   H05B 45/345 20200101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

H05B45/22

H04N5/74 Z

H05B45/24

H05B45/345

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2019122662

(22)【出願日】2019-07-01

(65)【公開番号】P2020009761

(43)【公開日】2020-01-16

【審査請求日】2021-11-17

(31)【優先権主張番号】201810728933.0

(32)【優先日】2018-07-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】500093133

【氏名又は名称】中強光電股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】彭 致▲勲▼

【審査官】野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１８７３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３３６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０１１７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６２０５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４５／００

Ｈ０５Ｂ ４７／００

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光束生成装置であって、
第一制御器；
前記第一制御器に接続され、制御命令信号に基づいて駆動電流を生成するための駆動器；
前記駆動器に接続され、前記駆動電流に基づいて出力光束を生成するための発光装置；
前記駆動器及び前記発光装置に接続され、前記駆動電流及び前記出力光束を検出してそれぞれ検出電流信号及び検出輝度信号を生成するための検出装置；及び
前記第一制御器、前記検出装置、及び前記駆動器に接続され、前記検出電流信号及び前記検出輝度信号に基づいて調整信号を生成するための第二制御器を含み、
前記第一制御器又は前記第二制御器は、前記調整信号に基づいて前記制御命令信号を生成し、
前記第一制御器はマイクロ制御器（MCU）であり、
前記第二制御器はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array、FPGA）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（Complex Programmable Logic Device、CPLD）、又は、特定用途向け集積回路（Application-specific Integrated Circuit、ASIC）であり、
前記第二制御器の演算速度は、前記第一制御器の演算速度よりも高い、光束生成装置。

【請求項2】

請求項1に記載の光束生成装置であって、
前記第二制御器は、目標輝度信号を受信し、前記目標輝度信号及び前記検出輝度信号に基づいて輝度差信号を生成し、前記輝度差信号に基づいて電流命令信号を生成し、前記電流命令信号及び前記検出電流信号に基づいて電流差信号を生成し、そして、前記電流差信号に基づいて前記調整信号を生成する、光束生成装置。

【請求項3】

請求項2に記載の光束生成装置であって、
前記第二制御器は、
前記目標輝度信号と前記検出輝度信号との差を計算して前記輝度差信号を生成するための第一演算器；
前記第一演算器に接続され、前記輝度差信号に基づいて前記電流命令信号を生成するための第一制御回路；
前記第一制御回路に接続され、前記電流命令信号と前記検出電流信号との差を計算して前記電流差信号を生成するための第二演算器；及び
前記第二演算器に接続され、前記電流差信号に基づいて前記調整信号を生成するための第二制御回路を含む、光束生成装置。

【請求項4】

請求項1に記載の光束生成装置であって、
前記発光装置及び前記検出装置に接続され、前記出力光束に基づいて映像光束を生成するための光機をさらに含み、
前記光機は、オプティカルホイールを有し、前記検出装置は、前記オプティカルホイールの回転速度情報を検出する、光束生成装置。

【請求項5】

請求項4に記載の光束生成装置であって、
前記第二制御器は、前記回転速度情報、前記検出電流信号、及び前記検出輝度信号に基づいて、前記調整信号を生成する、光束生成装置。

【請求項6】

請求項4に記載の光束生成装置であって、
前記第二制御器は、
前記オプティカルホイールの位置状態に対応する目標輝度信号と、前記検出輝度信号とを受信し、前記目標輝度信号及び前記検出輝度信号に基づいて電流命令信号を生成するための輝度制御回路；
前記電流命令信号及び前記検出電流信号に基づいて前記調整信号を生成するための電流制御回路；及び
前記回転速度情報を受信し、前記回転速度情報に基づいて前記オプティカルホイールの位置状態を計算するための位置検出器を含む、光束生成装置。

【請求項7】

請求項6に記載の光束生成装置であって、
前記オプティカルホイールは、複数の有効領域及び複数の無効領域を含み、前記複数の有効領域及び前記複数の無効領域は、それぞれ、交錯して配置され、且つ互いに重畳しない、光束生成装置。

【請求項8】

請求項6に記載の光束生成装置であって、
前記第二制御器は、
外部クロック信号を受信し、前記外部クロック信号に基づいて、第一クロック信号、第二クロック信号、及び第三クロック信号を生成するための位相ロックループ回路をさらに含み、
前記位相ロックループ回路は、それぞれ、前記第一クロック信号乃至前記第三クロック信号を前記位置検出器、前記電流制御回路、及び前記輝度制御回路にワーキング・クロックとして提供し、前記第一クロック信号の周波数は、前記第二クロック信号の周波数よりも大きく、前記第二クロック信号の周波数は、前記第三クロック信号の周波数よりも大きい、光束生成装置。

【請求項9】

請求項6に記載の光束生成装置であって、
前記第二制御器は、
前記電流制御回路及び前記輝度制御回路に接続され、前記検出電流信号及び前記検出輝度信号を記憶するための記憶装置をさらに含む、光束生成装置。

【請求項10】

請求項1に記載の光束生成装置であって、
前記検出装置は、
前記第二制御器及び前記駆動器に接続され、前記検出電流信号を生成するための電流検出器；及び
前記第二制御器及び前記発光装置に接続され、前記検出輝度信号を生成するための輝度検出器を含む、光束生成装置。

【請求項11】

レンズ及び光束生成装置を含む投影システムであって、
前記光束生成装置は、前記レンズに接続され、
前記光束生成装置は、第一制御器、駆動器、発光装置、検出装置、及び第二制御器を含み、
前記駆動器は、前記第一制御器に接続され、制御命令信号に基づいて駆動電流を生成し、
前記発光装置は、前記駆動器に接続され、前記駆動電流に基づいて出力光束を生成し、
前記検出装置は、前記駆動器及び前記発光装置に接続され、前記駆動電流及び前記出力光束を検出してそれぞれ検出電流信号及び検出輝度信号を生成し、
前記第二制御器は、前記第一制御器、前記検出装置、及び前記駆動器に接続され、前記検出電流信号及び前記検出輝度信号に基づいて調整信号を生成し、
前記第一制御器又は前記第二制御器は、前記調整信号に基づいて前記制御命令信号を生成し、
前記第一制御器はマイクロ制御器（MCU）であり、
前記第二制御器はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array、FPGA）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（Complex Programmable Logic Device、CPLD）、又は、特定用途向け集積回路（Application-specific Integrated Circuit、ASIC）であり、
前記第二制御器の演算速度は、前記第一制御器の演算速度よりも高い、投影システム。

【請求項12】

請求項11に記載の投影システムであって、
前記第二制御器は、目標輝度信号を受信し、前記目標輝度信号及び前記検出輝度信号に基づいて輝度差信号を生成し、前記輝度差信号に基づいて電流命令信号を生成し、前記電流命令信号及び前記検出電流信号に基づいて電流差信号を生成し、そして、前記電流差信号に基づいて前記調整信号を生成する、投影システム。

【請求項13】

請求項12に記載の投影システムであって、
前記第二制御器は、
前記目標輝度信号と前記検出輝度信号との差を計算して前記輝度差信号を生成するための第一演算器；
前記第一演算器に接続され、前記輝度差信号に基づいて前記電流命令信号を生成するための第一制御回路；
前記第一制御回路に接続され、前記電流命令信号と前記検出電流信号との差を計算して前記電流差信号を生成するための第二演算器；及び
前記第二演算器に接続され、前記電流差信号に基づいて前記調整信号を生成するための第二制御回路を含む、投影システム。

【請求項14】

請求項11に記載の投影システムであって、
前記光束生成装置は、
前記発光装置及び前記検出装置に接続され、前記出力光束に基づいて映像光束を生成するための光機をさらに含み、
前記光機は、オプティカルホイールを有し、前記検出装置は、前記オプティカルホイールの回転速度情報を検出する、投影システム。

【請求項15】

請求項14に記載の投影システムであって、
前記第二制御器は、前記回転速度情報、前記検出電流信号、及び前記検出輝度信号に基づいて前記調整信号を生成する、投影システム。

【請求項16】

請求項14に記載の投影システムであって、
前記第二制御器は、
前記オプティカルホイールの位置状態に対応する目標輝度信号と、前記検出輝度信号とを受信し、前記目標輝度信号及び前記検出輝度信号に基づいて電流命令信号を生成するための輝度制御回路；
前記電流命令信号及び前記検出電流信号に基づいて前記調整信号を生成するための電流制御回路；及び
前記回転速度情報を受信し、前記回転速度情報に基づいて前記オプティカルホイールの位置状態を計算するための位置検出器を含む、投影システム。

【請求項17】

請求項16に記載の投影システムであって、
前記オプティカルホイールは、複数の有効領域及び複数の無効領域を含み、前記複数の有効領域及び前記複数の無効領域は、それぞれ、交錯して配置され、且つ互いに重畳しない、投影システム。

【請求項18】

請求項16に記載の投影システムであって、
前記第二制御器は、
外部クロック信号を受信し、前記外部クロック信号に基づいて第一クロック信号、第二クロック信号、及び第三クロック信号を生成するための位相ロックループ回路をさらに含み、
前記位相ロックループ回路は、それぞれ、前記第一クロック信号乃至前記第三クロック信号を前記位置検出器、前記電流制御回路、及び前記輝度制御回路にワーキング・クロックとして提供し、前記第一クロック信号の周波数は、前記第二クロック信号の周波数よりも大きく、前記第二クロック信号の周波数は、前記第三クロック信号の周波数よりも大きい、投影システム。

【請求項19】

請求項16に記載の投影システムであって、
前記第二制御器は、
前記電流制御回路及び前記輝度制御回路に接続され、前記検出電流信号及び前記検出輝度信号を記憶するための記憶装置をさらに含む、投影システム。

【請求項20】

請求項11に記載の投影システムであって、
前記第二制御器及び前記駆動器に接続され、前記検出電流信号を生成するための電流検出器；及び
前記第二制御器及び前記発光装置に接続され、前記検出輝度信号を生成するための輝度検出器を含む、投影システム。

【請求項21】

光束輝度制御方法であって、
駆動器が制御命令信号に基づいて駆動電流を生成し；
発光装置が前記駆動電流に基づいて出力光束を生成し；
検出装置が前記駆動電流及び前記出力光束を検出してそれぞれ検出電流信号及び検出輝度信号を生成し；
第一制御器又は第二制御器が調整信号に基づいて前記制御命令信号を生成し；及び
前記第二制御器が前記検出電流信号及び前記検出輝度信号に基づいて前記調整信号を生成するステップを含み、
前記第一制御器はマイクロ制御器（MCU）であり、
前記第二制御器はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array、FPGA）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（Complex Programmable Logic Device、CPLD）、又は、特定用途向け集積回路（Application-specific Integrated Circuit、ASIC）であり、
前記第二制御器の演算速度は、前記第一制御器の演算速度よりも高い、光束輝度制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、投影システム及びその光束生成装置と光束輝度制御方法に関し、特に、マルチループ制御機能を有する光束生成装置及び光束輝度制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

投影機の技術分野では、投射光束の輝度を有効に制御するために、投影機において、しばしば、複数の検出器（例えば、センサ）が設置され、また、検出値をフィードバックする方式で、投射光束の輝度の調整・制御動作を行う。しかし、従来技術では、しばしば、マイクロ制御ユニット（micro controlling unit，MCU）を用いて、輝度調整・制御動作についての演算動作を実行する。コストを考慮して、一般に、投影機に設置されるマイクロ制御ユニットには、一定の演算速度の制限がある。よって、従来技術における投影機は、マイクロ制御ユニットの演算速度が不十分であるため、輝度調整・制御動作の不精確さを引き起こし、投射映像の表示品質に影響を与えることがある。

【0003】

また、今日の技術分野では、投影機は、しばしば、レーザーダイオードを発光装置として使用する。レーザーダイオードによる電流許容マージンが非常に小さいため、制御命令信号に対応する電流の変異度により、レーザーダイオードが失効（invalid）となるリスクがある。また、温度の変異に対してのレーザーダイオードの敏感度が比較的高いから、如何にレーザーダイオードの発光輝度を正確に調整・制御するかは、当業者の関心のある課題になっている。

【0004】

なお、この“背景技術”の部分は、本発明の内容への理解を助けるためだけのものであるため、この“背景技術”の部分に開示されている内容は、当業者に知られていない技術を含む可能性がある。よって、この“背景技術”の部分に開示されている内容は、該内容、又は、本発明の１つ又は複数の実施例が解決しようとする課題が本発明出願前に既に当業者に周知されていることを意味しない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、駆動電流を調整するための調整信号を迅速に生成することができる光束生成装置及び光束輝度制御方法を提供するにある。

【0006】

本発明のもう１つの目的は、駆動電流を調整するための調整信号を迅速に生成することができる光束生成装置を有する投影システムを提供することにある。

【0007】

本発明の他の目的及び利点は、本発明に開示されている技術的特徴からさらに理解することができる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述の１つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例では、光束生成装置が提供され、それは、第一制御器、駆動器、発光装置、検出装置、及び第二制御器を含む。駆動器は、第一制御器に接続され、制御命令信号に基づいて駆動電流を生成する。発光装置は、駆動器に接続され、駆動電流に基づいて出力光束を生成する。検出装置は、駆動器及び発光装置に接続され、駆動電流及び出力光束を検出することで検出電流信号及び検出輝度信号をそれぞれ生成する。第二制御器は、第一制御器、検出装置、及び駆動器に接続され、検出電流信号及び検出輝度信号に基づいて調整信号を生成する。第一制御器又は第二制御器は、調整信号に基づいて制御命令信号を生成する。第二制御器の運算速度は、第一制御器の運算速度よりも高い。

【0009】

また、上述の１つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例では、投影システムが提供され、それは、レンズ及び光束生成装置を含む。光束生成装置は、レンズに接続される。光束生成装置は、第一制御器、駆動器、発光装置、検出装置、及び第二制御器を含む。駆動器は、第一制御器に接続され、制御命令信号に基づいて駆動電流を生成する。発光装置は、駆動器に接続され、駆動電流に基づいて出力光束を生成する。検出装置は、駆動器及び発光装置に接続され、駆動電流及び出力光束を検出することで検出電流信号及び検出輝度信号をそれぞれ生成する。第二制御器は、第一制御器、検出装置及び駆動器に接続され、検出電流信号及び検出輝度信号に基づいて調整信号を生成する。第一制御器又は第二制御器は、調整信号に基づいて制御命令信号を生成する。第二制御器の運算速度は、第一制御器の運算速度よりも高い。

【0010】

また、上述の１つ又は一部又は全部の目的或いは他の目的を達成するために、本発明の一実施例では、光束輝度制御方法が提供され、それは、駆動器が制御命令信号に基づいて駆動電流を生成し；発光装置が駆動電流に基づいて出力光束を生成し；検出装置が駆動電流及び出力光束を検出することで検出電流信号及び検出輝度信号をそれぞれ生成し；第一制御器又は第二制御器が調整信号に基づいて制御命令信号を生成し；及び、第二制御器が検出電流信号及び検出輝度信号に基づいて調整信号を生成するステップを含む。第二制御器の運算速度は、第一制御器の運算速度よりも高い。

【0011】

以上のことにより、本発明の実施例では、比較的高い運算速度を有する第二制御器を提供し、マルチループ型フィードバックアーキテクチャとともに、動的な値に基づいて検出された検出電流信号及び検出輝度信号に基づいて調整信号を計算することができる。また、このような調整信号に基づいて、駆動器により提供される駆動電流を制御することにより、発光装置により生成される出力光束の輝度を調整・制御することができる。

【0012】

本発明の上述の特徴及び利点をより明らかにするために、以下、実施例を挙げて、添付した図面を参照することにより、詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施例における光束生成装置を示す図である。

【図2】本発明の他の実施例における光束生成装置を示す図である。

【図3】本発明の実施例における光束生成装置の等価回路のブロック図である。

【図4】本発明の実施例における第二制御器の一実施方式を示す図である。

【図5】本発明の実施例におけるオプティカルホイールの実施方式を示す図である。

【図6】本発明の実施例における投影システムを示す図である。

【図7】本発明の実施例における光束輝度制御方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の上述した及び他の技術的内容、特徴、機能及び効果は、添付した図面に基づく以下のような好ましい実施例における詳細な説明により明確になる。なお、以下の実施例に言及されている方向についての用語、例えば、上、下、左、右、前、後などは、添付した図面の方向に過ぎない。よって、使用されている方向の用語は、本発明を説明するためだけのものであり、本発明を限定するためのものではない。

【0015】

図1を参照する。図1は、本発明の実施例における光束生成装置を示す図である。光束生成装置100は、第一制御器110、第二制御器120、駆動器130、発光装置140、及び検出装置150を含む。第二制御器120は、第一制御器110に接続される。駆動器130は、第一制御器110又は第二制御器120に接続され、制御命令信号CMDを受信し、制御命令信号CMDに基づいて駆動電流IDを生成する。発光装置140は、駆動器130に接続される。発光装置140は、駆動電流IDを受信し、駆動電流IDに基づいて出力光束を生成する。検出装置150は、第二制御器120、駆動器130、及び発光装置140に接続され、駆動器130により出力される駆動電流IDを検出／センシングして検出電流信号SIを生成し、また、発光装置140により生成される出力光束を検出／センシングして検出輝度信号SLを生成する。検出装置150は、生成した検出電流信号SI及び検出輝度信号SLを第二制御器120に出力する。第二制御器120は、検出電流信号SI及び検出輝度信号SLに基づいて調整信号を生成する。本実施例では、第二制御器120は、生成した調整信号を第一制御器110に出力し、第一制御器110は、調整信号に基づいて制御命令信号CMDを生成し、そして、制御命令信号CMDを駆動器130に出力する。他の実施例では、第二制御器120は、直接、調整信号に基づいて制御命令信号CMDを生成し、そして、直接、制御命令信号CMDを駆動器130に送信しても良い。

【0016】

本実施例では、第一制御器110に比べ、第二制御器120は、比較的高い演算速度を有する。例えば、第一制御器110は、当業者に周知のマイクロ制御器（MCU）により実施されても良く、第二制御器120は、例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array、FPGA）、コンプレックス・プログラマブル・ロジック・デバイス（Complex Programmable Logic Device、CPLD）、又は、特定用途向け集積回路（Application-specific Integrated Circuit、ASIC）の方式で実現されるハードウェア回路であっても良い。本実施例の設置方式により、第二制御器120は、検出電流信号SI及び検出輝度信号SLの動的変化をタイムリーに反映し、それに対応する制御命令信号CMDをタイムリーに提供し、出力光束の輝度を迅速に調整することができる。

【0017】

本実施例では、第二制御器120は、目標輝度信号を受信し、目標輝度信号と検出輝度信号SLとに基づいて輝度差信号を生成し、そして、輝度差信号に基づいて電流命令信号を生成する。第二制御器120は、電流命令信号及び検出電流信号SIに基づいて電流差信号を生成する。第二制御器120は、電流差信号に基づいて上述の調整信号を生成する。具体的には、第二制御器120は、先に目標輝度信号と検出輝度信号SLとの減算を行って輝度差信号を生成し、そして、輝度差信号に基づいて電流命令信号を生成する。続いて、第二制御器120は、電流命令信号と検出電流信号SIとの減算を行って電流差信号を生成する。その後、第二制御器120は、電流差信号に基づいて調整信号を生成する。

【0018】

上述の説明より分かるように、本実施例の光束生成装置100では、検出電流信号SIをフィードバックして閉ループの内ループを形成し、また、検出輝度信号SLをフィードバックして閉ループの外ループを形成することができる。双ループの制御メカニズムにより、発光装置140により生成される出力光束の輝度を有効に制御するができる。

【0019】

なお、本実施例の発光装置140は、レーザーダイオードにより構成されても良く、又は、発光ダイオードにより構成されても良いが、本発明は、これに限定されない。

【0020】

次に、図2を参照する。図2は、本発明の他の実施例における光束生成装置を示す図である。光束生成装置200は、投影システムに用いられる。光束生成装置200は、第一制御器210、第二制御器220、駆動器230、発光装置240、検出装置250、及び光機260を含み、光機260は、発光装置240及び検出装置250に接続される。本実施例では、駆動器230は、第一制御器210又は第二制御器220により送信される制御命令信号CMDを受信し、制御命令信号CMDに基づいて駆動電流IDを生成する。駆動電流IDは、発光装置240を駆動するために用いられ、発光装置240は、駆動電流IDに基づいて出力光束OLを生成する。他方で、光機260は、出力光束OLを受信し、出力光束OLに基づいて映像光束PLを生成する。

【0021】

本実施例では、検出装置250は、電流検出器251及び輝度検出器252を含む。電流検出器251は、駆動器230及び第二制御器220に接続され、駆動電流IDを検出することで検出電流信号SIを生成する。一実施方式では、電流検出器251は、抵抗器であっても良く、駆動電流IDをこの抵抗器を通過（flow through）させる。このようにして、電流検出器251は、抵抗器の両端の間の電圧差に基づいて、検出電流信号SIを生成することができる。

【0022】

他方で、輝度検出器252は、発光装置240及び第二制御器220に接続される。輝度検出器252は、出力光束OLの輝度を検出することで検出輝度信号SLを生成する。一実施方式では、輝度検出器252は、光電変換素子、例えば、光結合素子（optical coupling component）又は光電ダイオード（photo diode）であっても良いが、これに限定されない。

【0023】

本実施例では、光機260には、オプティカルホイール（optical wheel）（図示せず）が含まれ、オプティカルホイールは、出力光束OLに対して光学変換を行うために用いられる。検出装置250は、オプティカルホイールの回転速度を検出し、回転速度情報WSを取得する。また、第二制御器220は、回転速度情報WS、検出電流信号SI、及び検出輝度信号SLに基づいて調整信号を生成する。

【0024】

具体的には、オプティカルホイールには、複数の異なる領域を有し、各領域は、異なる波長の光束を生成することができる。第二制御器220は、回転速度情報WSに基づいてオプティカルホイールの位置状態を判断し、そして、オプティカルホイールの位置状態に基づいて、オプティカルホイールが現在（currently）生成した光束の波長を判断することができる。このようにして、第二制御器220は、上述の波長に対応する光束の目標輝度信号を選択し、そして、検出電流信号SI及び検出輝度信号SLに基づいて、対応する調整信号を生成することができる。なお、オプティカルホイールの回転速度情報に関しての実施細部については、以下の実施例で詳細に説明する。

【0025】

図3を参照する。図3は、本発明の実施例における光束生成装置の等価回路のブロック図である。光束生成装置300は、第二制御器320、駆動器330、及び、発光装置と光機340を含む。第二制御器320は、演算器OP1、OP2、及び、制御回路321、322を含み、制御回路321は、演算器OP1に接続され、演算器OP2は、制御回路321に接続され、制御回路322は、演算器OP2に接続される。演算器OP1は、目標輝度信号LT及び検出輝度信号SLを受信し、そして、目標輝度信号LTと検出輝度信号SLとの減算を行う（例えば、目標輝度信号LTから検出輝度信号SLを減算する）ことで輝度差信号ELを生成する。制御回路321は、輝度差信号ELを受信し、そして、輝度差信号ELに基づいて電流命令信号ICMDを生成する。演算器OP2は、電流命令信号ICMD及び検出電流信号SIを受信し、そして、電流命令信号ICMDと検出電流信号SIとの減算を行う（例えば、電流命令信号ICMDから検出電流信号SIを減算する）ことで電流差信号EIを生成する。制御回路322は、電流差信号EIを受信し、そして、電流差信号EIに基づいて制御命令信号CMDを生成する。本実施例では、制御命令信号CMDは、例えば、パルス幅変調（Pulse-Width Modulation、PWM）信号又はアナログ信号であっても良い。駆動器330は、制御命令信号CMDに基づいて駆動電流を生成し、発光装置と光機340は、駆動電流に基づいて、出力光束OL及び映像光束PLを生成する。

【0026】

本実施例では、制御回路321、322は、比例制御器（P controller）、比例積分制御器（PI controller）、比例積分微分制御器（PID controller）、ファジィコントローラ（Fuzzy controller）、ローバスト制御器（Robust controller）、適応制御器（Adaptive controller）、ニューラルネットワーク（Neural Network、NN）制御器、又は、当業者に周知の他の類型の制御器回路であっても良い。或いは、幾つかの実施例では、制御回路321、322は、ルックアップテーブルの形式であっても良い。なお、制御回路321、322の実施形式は、光束生成装置300の実際の状態及びニーズに応じて設計されても良いが、本発明は、これに限定されない。

【0027】

図4を参照する。図4は、本発明の実施例における第二制御器の一実施方式を示す図である。第二制御器400は、輝度制御回路（luminance controller）410、電流制御回路（current controller）420、検出輝度信号受信（luminance detector）インターフェース430、位置検出器440、回転速度受信（rotary speed detector）インターフェース450、位相ロックループ（phase locked loop、PLL）460、記憶装置470、及び信号フォーマット変換器480を含み、記憶装置470は、電流制御回路420及び輝度制御回路410に接続される。本実施方式では、記憶装置470は、例えば、ランダム・アクセス・メモリ（Random Access Memory、RAM）であり、信号フォーマット変換器480は、例えば、アナログデジタル変換器（Analog-to-Digital Converter、ADC）であるが、これに限定されない。本実施方式では、位相ロックループ回路460は、外部クロック信号ECLKを受信し、そして、外部クロック信号ECLKに基づいてクロック信号clk1～clk3を生成する。本実施例では、位相ロックループ回路460は、それぞれ、クロック信号clk1～clk3を位置検出器440、電流制御回路420、及び輝度制御回路410に、ワーキング・クロックとして提供する。本実施例では、クロック信号clk1の周波数は、クロック信号clk2の周波数よりも大きく、クロック信号clk2の周波数は、クロック信号clk3の周波数よりも大きい。

【0028】

輝度制御回路410は、クロック信号clk3をワーキング・クロックとして受信し、輝度制御回路410は、オプティカルホイールの位置状態に対応する目標輝度信号LT、及び検出輝度信号SLを受信し、そして、目標輝度信号LT及び検出輝度信号SLに基づいて電流命令信号ICMDを生成する。電流制御回路420は、電流命令信号ICMD及び検出電流信号SIに基づいて調整信号TSを生成する。他の実施例では、調整信号TSは、制御命令信号CMDと同じであっても良い。

【0029】

検出輝度信号受信インターフェース430及び回転速度受信インターフェース450は、それぞれ、検出輝度信号SL及び回転速度情報WSを受信するために用いられる。検出輝度信号受信インターフェース430は、記憶装置470に接続され、取得した検出輝度信号SLを記憶装置470に記憶させる。本実施例では、検出輝度信号受信インターフェース430及び記憶装置470は、クロック信号clk1をワーキング・クロックとして受信する。回転速度受信インターフェース450は、位置検出器440に接続される。回転速度受信インターフェース450は、回転速度情報WSを位置検出器440に送信し、位置検出器440は、回転速度情報WSを受信した後に、回転速度情報WSに基づいてオプティカルホイールの位置状態RGBYを計算する。本実施例では、位置状態RGBYは、例えば、オプティカルホイールの旋転角度に関連する。詳細に言えば、本実施例では、位置検出器440は、信号フォーマット変換器480に接続され、位置状態RGBYに対してアナログデジタル変換動作を行うことでデジタルフォーマットの位置状態RGBYを生成する。本実施例では、信号フォーマット変換器480は、デジタルフォーマットの位置状態RGBYを記憶装置470に記憶させる。また、本実施例では、回転速度受信インターフェース450及び位置検出器440は、クロック信号clk1をワーキング・クロックとして受信する。

【0030】

なお、位置検出器440は、さらに、信号RGBENを受信し、信号RGBENは、オプティカルホイールにより生成される光束の波長を指示するため用いられる。ここで、図5も参照する。図5は、本発明の実施例におけるオプティカルホイールの実施方式を示す図である。オプティカルホイール500は、角度に基づいて、複数の有効領域510～540及び複数の無効領域550～580に分けられる。本実施例では、有効領域510～540及び無効領域550～580は、それぞれ、交錯して（交替で）配置され、且つ互いに重畳（overlap）しない。具体的には、有効領域510は、角度AG1～AG2の間に配置され、無効領域560は、角度AG2～AG3の間に配置され、有効領域520は、角度AG3～AG4の間に配置され、無効領域570は、角度AG4～AG5の間に配置され、有効領域530は、角度AG5～AG6の間に配置され、無効領域580は、角度AG6～AG7の間に配置され、有効領域540は、角度AG7～AG8の間に配置され、無効領域550は、角度AG8～AG1の間に配置される。

【0031】

回転速度情報WSに基づいて位置状態RGBYを計算する部分について、本実施例では、回転速度情報WSは、例えば、複数のパルスを有する信号である。本実施例では、固定した時間周期内で回転速度情報WSがパルスを生成する周波数（frequency）は、オプティカルホイールの回転速度に正比例する。オプティカルホイールが一回転し、且つ回転速度情報WSがN個のパルスを有することを例とすれば、回転速度情報WSが１つのパルスを生成する度に、オプティカルホイールが360/N度回転したことを意味する。よって、回転速度情報WSのパルス数を計算することで、オプティカルホイールの回転角度（位置状態RGBY）を把握することができる。

【0032】

本実施例では、オプティカルホイール500上の各有効領域510～540は、発光装置により生成される出力光束を受け、そして、異なる波長の光束を生成することができる。オプティカルホイール500上の各無効領域550～580が発光装置により生成される出力光束を受けるときに、オプティカルホイール500は、光束を生成しない。ここで、発光装置により生成される出力光束が無効領域550～580に入射するときには、オプティカルホイールにより生成される光束が無いので、信号RGBENは、オプティカルホイールにより生成される光束の波長を指示しない。これにより、位置検出器440は、さらに、回転速度情報WSに基づいて時間軸に対応して、オプティカルホイール500が出力光束を受ける位置状態RGBYを正確に計算することができる。有効領域510～550がそれぞれ赤色、緑色、青色及び黄色光束に対応することを例とすると、位置状態RGBYにより、オプティカルホイール500の領域R1が出力光束を受けると指示されるときに、オプティカルホイール500から光束が赤色光束であることを把握することができる。

【0033】

なお、輝度制御回路410、電流制御回路420、及び位置検出器440は、デジタル回路を用いて構成されても良く、検出輝度信号受信インターフェース430及び回転速度受信インターフェース450は、任意の形式の信号受信インターフェースであっても良い。信号フォーマット変換器480は、当業者に周知のアナログデジタル変換回路であっても良い。信号フォーマット変換器480は、さらに、検出電流信号SIを受信し、検出電流信号SIをデジタルフォーマットに変換し、そして、デジタルフォーマットの検出電流信号SIを記憶装置470に記憶させることができる。また、記憶装置470は、任意の形式の記憶器であっても良いが、本発明は、これに限定されない。

【0034】

図6を参照する。図6は、本発明の実施例における投影システムを示す図である。投影システム600は、光束生成装置610及びレンズ620を含む。光束生成装置610は、映像光束をレンズ620に提供し、レンズ620に、投射映像を生成させる。光束生成装置610は、前述の実施例の光束生成装置100、200、300により構成されても良い。おな、光束生成装置100、200、300の実施細部については、前述の実施例において既に詳しく説明しているため、ここでは省略する。

【0035】

図7を参照する。図7は、本発明の実施例における光束輝度制御方法のフローチャートである。図7では、ステップS710において、駆動器が制御命令信号に基づいて駆動電流を生成し；ステップS720において、発光装置が駆動電流に基づいて出力光束を生成し；ステップS730において、検出装置が駆動電流及び出力光束を検出して、それぞれ、検出電流信号及び検出輝度信号を生成し；ステップS740において、第一制御器又は第二制御器が調整信号に基づいて制御命令信号を生成し；ステップS750において、第二制御器が検出電流信号及び検出輝度信号に基づいて調整信号を生成する。そのうち、第二制御器の演算速度は、第一制御器の演算速度よりも高い。

【0036】

なお、上述の各ステップの実施細部については、前述の複数の実施例及び実施方式において詳細に説明しているため、ここでは省略する。

【0037】

以上のことから、本発明の実施例では、運算速度が比較的高い第二制御器を設置し、第二制御器を用いることで、検出電流信号及び検出輝度信号に基づいて、調整信号を生成する。このようにして、本発明の実施例による光束生成装置は、出力光束の輝度及び駆動電流の電流値の動的変化に応じて、対応する調整信号を生成し、そして、光束生成装置の出力光束の輝度を調整することができる。

【0038】

本発明は、前述した好適な実施例に基づいて以上のように開示されたが、前述した好適な実施例は、本発明を限定するためのものでなく、当業者は、本発明の思想と範囲を離脱しない限り、本発明に対して些細な変更と潤色を行うことができるので、本発明の保護範囲は、添付した特許請求の範囲に定まったものを基準とする。また、本発明の何れの実施例又は特許請求の範囲は、本発明に開示された全ての目的又は利点又は特徴を達成する必要がない。また、要約の一部と発明の名称は、文献の検索を助けるためのみのものであり、本発明の権利範囲を限定するものでない。また、本明細書又は特許請求の範囲に言及されている「第一」、「第二」などの用語は、要素（element）に名前を付け、又は、異なる実施例又は範囲を区別するためのものみであり、要素の数量上での上限又は下限を限定するためのものでない。

【符号の説明】

【0039】

100、200、300：光束生成装置
110、210：第一制御器
120、220、320：第二制御器
130、230：駆動器
140、240：発光装置
150、250：検出装置
260：光機
340：発光装置と光機
CMD：制御命令信号
ID：駆動電流
SI：検出電流信号
SL：検出輝度信号
OL：出力光束
PL：映像光束
251：電流検出器
252：輝度検出器
WS：回転速度情報
LT：目標輝度信号
OP1、OP2：演算器
ICMD：電流命令信号
EI：電流差信号
400：第二制御器
410：輝度制御回路
420：電流制御回路
430：検出輝度信号受信インターフェース
440：位置検出器
450：回転速度受信インターフェース
460：位相ロックループ回路
470：記憶装置
480：信号フォーマット変換器
ECLK：外部クロック信号
clk1～clk3：クロック信号
TS：調整信号
RGBY：位置状態
500：オプティカルホイール
510～540：有効領域
550～580：無効領域
AG1～AG8：角度
RGBEN：信号
600：投影システム
610：光束生成装置
620：レンズ
S710～S750：光束輝度制御ステップ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】