JP2015169879A - プロジェクター、画像表示装置及びその制御方法 - Google Patents

プロジェクター、画像表示装置及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光源のオン/オフのスイッチングによって発生する光源等の振動を抑制する。
【解決手段】発明のプロジェクターは、少なくとも1つの光源と、光源への供給電力をPWMによって制御することにより、光源から射出される光の出力を制御する光源制御部と、 光源から射出される光を利用して、画像信号に応じた画像を表す画像光を射出する画像光射出部と、画像光を投写する投写光学系と、を備える。光源制御部は、画像信号のフレーム周期に同期して一フレーム周期中に周期の異なる複数のPWMパルスを発生させる動作を、フレーム周期ごとに繰り返し行って、光源への供給電力を制御する。
【選択図】図3

Description

本発明は、画像表示装置、プロジェクター及びその制御方法に関する。
プロジェクターやテレビジョン等の画像表示装置として、近年、レーザーダイオード(Laser Diode:LD)や発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)等の半導体光源あるいは固体光源とも呼ばれる光源を用いたものが開発されている。この光源の発光輝度の調整には、通常、光源に供給する電力をPWM(パルス幅変調)制御する技術が利用されている。例えば、特許文献1には、光源をPWM制御する際に発生するスクロールノイズを、PWMパルスの周期をあらかじめ定められた幅で変動させることによって目立ち難くする技術が開示されている。なお、スクロールノイズは、光源をPWM制御すると、画面の横方向に延びる帯状の明るい部分と暗い部分とが画面の上または下方向にゆっくりとした速度で移動する現象である。
特開2009−175627号公報
ここで、光源をPWM制御する際に、光源への電力の供給と遮断の繰り返し(以下、「光源のオン(ON)/オフ(OFF)のスイッチング」とも呼ぶ)によって光源やその他の付随回路(以下、「光源等」と呼ぶ)に振動が発生し、発生した振動を起因として騒音や画質劣化等が生じる可能性がある、という課題がある。なお、特許文献1には、この課題に関して何らの記載も示唆もない。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、プロジェクターが提供される。このプロジェクターは、少なくとも1つの光源と;前記光源への供給電力をPWMによって制御することにより、前記光源から射出される光の出力を制御する光源制御部と;前記光源から射出される光を利用して、画像信号に応じた画像を表す画像光を射出する画像光射出部と;前記画像光を投写する投写光学系と;を備える。そして、前記光源制御部は、前記画像信号のフレーム周期に同期して一フレーム周期中に周期の異なる複数のPWMパルスを発生させる動作を、前記フレーム周期ごとに繰り返し行って、前記光源への供給電力を制御することを特徴とする。この形態のプロジェクターによれば、PWMパルスの周期がフレーム周期内で変動することにより、光源への電力のPWMパルスによって実行される光源への電力の供給(オン)と遮断(オフ)の繰り返し(スイッチング)の周波数を分散させることができる。これにより、光源のオン/オフのスイッチングによって発生する光源等の振動を抑制することが可能となる。また、フレーム周期に同期してPWMパルスの周期が変動することにより、スクロールのノイズを抑制することができる。
(2)上記形態のプロジェクターにおいて、複数の前記光源を備え;前記光源制御部は、前記光源ごとに、それぞれ前記複数のPWMパルスの周期の変動状態を異ならせるようにしてもよい。このようにすれば、フレーム周期内での光源のオン/オフのスイッチングの周波数の分散だけでなく、光源のオン/オフのスイッチングの周波数を光源間においても分散させることができる。これにより、複数の光源の場合において、より効果的に、光源のオン/オフのスイッチングによって発生する光源等の振動を抑制することが可能となる。
(3)上記形態のプロジェクターにおいて、前記光源制御部は、前記光源ごとに、それぞれ前記複数のPWMパルスの周期の変動の組み合わせを異ならせるようにしてもよい。このようにすれば、光源のオン/オフのスイッチングの周波数の変動状態が光源間で重ならないように分散させることができるので、さらに効果的に、光源のオン/オフのスイッチングによって発生する光源等の振動を抑制することが可能となる。
(4)上記形態のプロジェクターにおいて、前記光源制御部は、前記フレーム周期の先頭または最後の一定期間における前記PWMパルスの発生を停止させるようにしてもよい。このようにすれば、フレーム周期の切り替わりにおいて、画像信号の変化に応じた画像の変化に起因して画質劣化等が発生した画像の表示を防止することが可能となる。
なお、本発明は、以下に示すような種々の態様で実現することが可能である。
(a)プロジェクター、プロジェクターの制御方法。
(b)画像表示装置、画像表示装置の制御方法。
第1実施形態におけるプロジェクターの構成を示す概略ブロック図である。 制御部の構成を示す概略ブロック図である。 PWM信号生成部において生成されるPWMY信号及びPWMB信号について示す説明図である。 フレーム期間において光源を間欠点灯する場合のPWMY信号及びPWMB信号について示す説明図である。 PWMY信号とPWMB信号とでフレーム期間内における複数のPWMパルスの周期の変動状態が異なる場合について示す説明図である。 第2実施形態におけるプロジェクターの構成を示す概略ブロック図である。 制御部の構成を示す概略ブロック図である。 PWM信号生成部において生成されるPWMR信号とPWMG信号とPWMB信号とでフレーム期間内における複数のPWMパルスの周期の変動状態が異なる場合について示す説明図である。 PWM信号生成部において生成されるPWMR信号とPWMG信号とPWMB信号とでフレーム期間内における複数のPWMパルスの周期の変動状態が異なる場合の他の例について示す説明図である。
A.第1実施形態:
A1.プロジェクターの構成:
図1は、第1実施形態におけるプロジェクターの構成を示す概略ブロック図である。プロジェクター50は、青色光用照明装置51と、黄色光用照明装置52と、ダイクロイックミラー25と、導光光学系3R,3G,3Bと、反射型液晶パネル4R,4G,4Bと、赤色光用光センサー36Rと、緑色光用光センサー36Gと、青色光用光センサー36Bと、クロスダイクロイックプリズム5と、投写光学系6と、制御部63と、を備える。
青色光用照明装置51は、一例として主にP偏光の青色光LBを射出する。黄色光用照明装置52は、一例として主にP偏光の黄色光LYを射出する。
ダイクロイックミラー25は、所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が基板上に形成された光学素子である。本実施形態では、ダイクロイックミラー25は、一例として、黄色光用照明装置52が射出した黄色光LYのうち、予め決められた基準波長より波長が長い赤色光LRを透過させ、予め決められた基準波長以下の波長の緑色光LGを反射する。
導光光学系3Rは、ダイクロイックミラー25が透過した赤色光LRのうち、偏光ビームスプリッター26で反射したS偏光の赤色光を赤色光用光センサー36Rへ導く。一方、導光光学系3Rは、ダイクロイックミラー25が透過した赤色光LRのうち、偏光ビームスプリッター26を透過したP偏光の赤色光を反射型液晶パネル4Rへ導く。また、導光光学系3Rは、反射型液晶パネル4Rから反射された赤色光のうち、偏光ビームスプリッター26で反射したS偏光の赤色光をクロスダイクロイックプリズム5へ導く。
導光光学系3Gは、ダイクロイックミラー25が反射した緑色光LGのうち、偏光ビームスプリッター27で反射したS偏光の緑色光を緑色光用光センサー36Gへ導く。導光光学系3Gは、ダイクロイックミラー25が反射した緑色光LGのうち、偏光ビームスプリッター27を透過したP偏光の緑色光を反射型液晶パネル4Gへ導く。また、導光光学系3Gは、反射型液晶パネル4Gから反射された緑色光のうち、偏光ビームスプリッター27で反射したS偏光の緑色光をクロスダイクロイックプリズム5へ導く。
導光光学系3Bは、青色光用照明装置51が射出した青色光LBのうち、偏光ビームスプリッター28で反射したS偏光の青色光を青色光用光センサー36Bへ導く。導光光学系3Bは、青色光用照明装置51が射出した青色光LBのうち、偏光ビームスプリッター28を透過したP偏光の青色光を反射型液晶パネル4Bへ導く。また、導光光学系3Bは、反射型液晶パネル4Bから反射された青色光のうち、偏光ビームスプリッター28で反射したS偏光の青色光をクロスダイクロイックプリズム5へ導く。
反射型液晶パネル4Rは、導光光学系3Rにより導かれた赤色光を画像信号に応じて変調し、赤色の画像を表す画像光を射出する。同様に、反射型液晶パネル4Gは、導光光学系3Gにより導かれた緑色光を画像信号に応じて変調し、緑色の画像を表す画像光を射出する。同様に、反射型液晶パネル4Bは、導光光学系3Bにより導かれた青色光を画像信号に応じて変調し、青色の画像を表す画像光を射出する。クロスダイクロイックプリズム5は、導光光学系3Rが導いた赤色の画像光、導光光学系3Gが導いた緑色の画像光、導光光学系3Bが導いた青色の画像光を合成する。投写光学系6は、クロスダイクロイックプリズム5によって合成されたカラー画像を表す画像光をスクリーンSCR等の投写面に投写する。
赤色光用光センサー36Rは、導光光学系3Rが導いたS偏光の赤色光の明るさ(本実施形態では、一例として光強度)を検出する。赤色光用光センサー36Rは、検出した赤色光の光強度を示す赤色光強度信号を制御部63へ出力する。同様に、青色光用光センサー36Bは、導光光学系3Bが導いたS偏光の青色光の明るさ(本実施形態では、一例として光強度)を検出する。青色光用光センサー36Bは、検出した青色光の光強度を示す青色光強度信号を制御部63に出力する。また同様に、緑色光用光センサー36Gは、導光光学系3Gが導いたS偏光の緑色光の強度を検出する。緑色光用光センサー36Gは、検出した緑色光の強度を示す緑色光強度信号を制御部63に出力する。
青色光用照明装置51は、青色レーザーダイオードアレイ53と、平行化レンズ54と、集光レンズ55と、拡散板56と、ピックアップレンズ57と、平行化レンズ58と、第1レンズアレイ9と、第2レンズアレイ10と、偏光変換素子11と、重畳レンズ12とを備える。
青色レーザーダイオードアレイ53は、例えば12個の青色レーザーダイオード59が4個×3個のアレイ状に配列されたものである。平行化レンズ54は、個々の青色レーザーダイオード59に対応する位置に、個々の青色レーザーダイオード59と同じ数だけ設けられている。第1レンズアレイ9は、平行化レンズ58から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第1小レンズ13を有する。第2レンズアレイ10は、第1レンズアレイ9の複数の第1小レンズ13に対応する複数の第2小レンズ14を有する。偏光変換素子11は、第2レンズアレイ10からの各部分光束を偏光方向の揃った略1種類の直線偏光に変換して射出する。重畳レンズ12は、偏光変換素子11から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させる。
青色レーザーダイオード59から射出された青色光LBは、平行化レンズ54により平行化された後、集光レンズ55により集光され、拡散板56上に照射されることで点光源が形成される。拡散板56上の各点光源からの青色の拡散光は、ピックアップレンズ57を透過して平行化レンズ58により平行化された後、第1レンズアレイ9に入射する。
第1レンズアレイ9は、平行化レンズ58からの平行光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有する。第1レンズアレイ9は、複数の第1小レンズ13が照明光軸51axと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第1小レンズ13の外形形状は、反射型液晶パネル4Bの画像光を射出する画像形成領域の外形形状に関して相似形である。
第2レンズアレイ10は、重畳レンズ12とともに、第1レンズアレイ9の各第1小レンズ13の像を反射型液晶パネル4Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ10は、第1レンズアレイ9と同様、複数の第2小レンズ14が照明光軸51axに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
偏光変換素子11は、第1レンズアレイ9により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光として射出する。偏光変換素子11は、青色レーザーダイオード59からの照明光のうち、一方の偏光(例えばP偏光)を透過し、他方の偏光(例えばS偏光)を照明光軸51axに垂直な方向に向けて反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を有する光を照明光軸51axに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を反射した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する位相差板とを有する。なお、偏光変換素子11を透過した光は、概ねP偏光となるが、全てがP偏光となるわけではなく、S偏光も混在している。
重畳レンズ12は、第1レンズアレイ9、第2レンズアレイ10および偏光変換素子11を経た複数の部分光束を集光して反射型液晶パネル4Bの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ12は、重畳レンズ12の光軸と青色光用照明装置51の照明光軸51axとが略一致するように配置されている。なお、重畳レンズ12は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
黄色光用照明装置52は、励起用レーザーダイオードアレイ60と、平行化レンズ54と、集光レンズ55と、蛍光体基板61と、ピックアップレンズ57と、平行化レンズ58と、第1レンズアレイ9と、第2レンズアレイ10と、偏光変換素子11と、重畳レンズ12とを備える。励起用レーザーダイオードアレイ60は、例えば30個の励起用レーザーダイオード62が6個×5個のアレイ状に配列されたものである。励起用レーザーダイオード62は、蛍光体を励起させるための励起光として、紫外光もしくは青色光を射出するものである。平行化レンズ54は、個々の励起用レーザーダイオード62に対応して設けられている。蛍光体基板61は、紫外光、青色光等の励起光を受けて黄色光を発する蛍光体層が基板上に形成されたものである。
励起用レーザーダイオード62から射出された各励起光は、平行化レンズ54により平行化された後、集光レンズ55により集光され、蛍光体基板61上に照射されることで点光源が形成される。蛍光体基板61上の各点光源から発光した黄色光LYは、ピックアップレンズ57を透過して平行化レンズ58により平行化された後、第1レンズアレイ9に入射する。
黄色光用照明装置52内の第1レンズアレイ9、第2レンズアレイ10、偏光変換素子11及び重畳レンズ12はそれぞれ、青色光用照明装置51内の第1レンズアレイ9、第2レンズアレイ10、偏光変換素子11及び重畳レンズ12と同じ構成であるので、その説明を省略する。但し、黄色光用照明装置52では、青色光用照明装置51の照明光軸51axが照明光軸52axに変更されている点が異なる。
導光光学系3Bは、集光レンズ32Bと、第1の絞り(入射角制限部材)37と、偏光ビームスプリッター(偏光分離素子)28と、第2の絞り38と、偏光板34Bとを備える。
集光レンズ32Bは、重畳レンズ12で集光された青色光LBの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換する。第1の絞り37は、集光レンズ32Bが変換した略平行な光束を絞る。これにより、重畳レンズ12で集光された青色光LBは、集光レンズ32Bおよび第1の絞り37を介して偏光ビームスプリッター28に入射する。このとき、青色光用照明装置51からの照明光束は偏光変換素子11によって概ね偏光方向の揃った略1種類の直線偏光(例えば、P偏光)に揃えられていることから、集光レンズ32Bを通過した光は、偏光ビームスプリッター28を通過して青色光用の反射型液晶パネル4Bに入射する。なお、他の集光レンズ32R、集光レンズ32Gも、集光レンズ32Bと同様に構成されている。
偏光ビームスプリッター28は、プレートタイプの偏光ビームスプリッターであって、透光性の基板に偏光分離膜を設けた構成からなる。偏光ビームスプリッター28は、一方の偏光を透過し、他方の偏光を反射する機能を有する。本実施形態の場合、偏光ビームスプリッター28は、一例としてP偏光を透過し、S偏光を反射する機能を有する。第2の絞り38は、偏光ビームスプリッター28が反射したS偏光の青色光の光束を絞る。これにより、第2の絞り38により絞られた光が、青色光用光センサー36Bに導かれる。
また、偏光ビームスプリッター28は、反射型液晶パネル4Bから反射された青色光のうちS偏光の青色光を反射し、P偏光の青色光を透過させる。これにより、偏光ビームスプリッター28で反射したS偏光の青色光が偏光板34Bへ導かれる。偏光板34Bは、導かれた青色光のうち、所定の方向に偏光した光だけを通過させる。これにより、所定の方向に偏光した青色光がクロスダイクロイックプリズム5へ導かれる。なお、他の偏光ビームスプリッター(偏光分離素子)26、偏光ビームスプリッター(偏光分離素子)27も、上述の偏光ビームスプリッター28と同様に構成されている。
上述したように、青色光用照明装置51からの照明光束は偏光変換素子11によって概ねP偏光に揃えられており、青色のP偏光は偏光ビームスプリッター28を透過して青色光用の反射型液晶パネル4Bに入射する。ところが、実際には偏光変換素子11を透過した光が全てP偏光に変換されているのではなく、S偏光も混在している。よって、偏光ビームスプリッター28に入射したS偏光は、偏光ビームスプリッター28で反射する。青色光の光路において、偏光ビームスプリッター28で反射するS偏光の光路上に青色光用光センサー36Bが備えられている。
導光光学系3Rは、集光レンズ32Rと、第1の絞り37と、偏光ビームスプリッター(偏光分離素子)26と、第2の絞り(入射角制限部材)38と、偏光板34Rとを備える。
集光レンズ32Rは、ダイクロイックミラー25を透過した赤色光LRの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換する。第1の絞り37は、集光レンズ32Rが変換した略平行な光束を絞る。これにより、ダイクロイックミラー25を透過した赤色光LRは、集光レンズ32Rおよび第1の絞り37を介して偏光ビームスプリッター26に入射する。このとき、黄色光用照明装置52からの照明光束は偏光変換素子11によって概ね偏光方向の揃った略1種類の直線偏光(例えば、P偏光)に揃えられていることから、集光レンズ32Rを通過した光は、偏光ビームスプリッター26を通過して赤色光用の反射型液晶パネル4Rに入射する。
また、偏光ビームスプリッター26は、一例としてP偏光を透過し、S偏光を反射する機能を有する。第2の絞り38は、偏光ビームスプリッター26が反射したS偏光の色光の光束を絞る。これにより、第2の絞り38により絞られた光が、赤色光用光センサー36Rへ導かれる。
また、偏光ビームスプリッター26は、反射型液晶パネル4Rから反射された赤色光のうちS偏光の赤色光を反射し、P偏光の赤色光を透過させる。これにより、偏光ビームスプリッター26で反射したP偏光の赤色光が偏光板34Rへ導かれる。偏光板34Rは、導かれた赤色光のうち、所定の方向に偏光した光だけを通過させる。これにより、所定の方向に偏光した赤色光がクロスダイクロイックプリズム5へ導かれる。
導光光学系3Gは、集光レンズ32Gと、第1の絞り37と、偏光ビームスプリッター(偏光分離素子)27と、第2の絞り(入射角制限部材)38と、偏光板34Gとを備える。
集光レンズ32Gは、ダイクロイックミラー25が反射した緑色光LGの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換する。第1の絞り37は、集光レンズ32Gが変換した略平行な光束を絞る。これにより、ダイクロイックミラー25が反射した緑色光LGは、集光レンズ32Gおよび第1の絞り37を介して偏光ビームスプリッター27に入射する。このとき、黄色光用照明装置52からの照明光束は偏光変換素子11によって概ね偏光方向の揃った略1種類の直線偏光(例えば、P偏光)に揃えられていることから、集光レンズ32Gを通過した光は、偏光ビームスプリッター27を通過して緑色光用の反射型液晶パネル4Gに入射する。
また、偏光ビームスプリッター27は、一例としてP偏光を透過し、S偏光を反射する。第2の絞り38は、偏光ビームスプリッター27が反射したS偏光の緑色光の光束を絞る。これにより、第2の絞り38により絞られた光が、緑色光用光センサー36Gに導かれる。
また、偏光ビームスプリッター27は、反射型液晶パネル4Gから反射された緑色光のうちS偏光の緑色光を反射し、P偏光の緑色光を透過させる。これにより、偏光ビームスプリッター27で反射したS偏光の緑色光が偏光板34Gへ導かれる。偏光板34Gは、導かれた緑色光のうち、所定の方向に偏光した光だけを通過させる。これにより、所定の方向に偏光した緑色光がクロスダイクロイックプリズム5へ導かれる。
反射型液晶パネル4R、反射型液晶パネル4G、及び反射型液晶パネル4Bは、画像信号に応じて照明光を変調し、画像を表す画像光を射出する光変調部である。反射型液晶パネル4Rおよび反射型液晶パネル4Gは、黄色光用照明装置52の被照明対象となる光変調部である。反射型液晶パネル4Bは、青色光用照明装置51の被照明対象となる光変調部である。なお、反射型液晶パネル4R、反射型液晶パネル4G、及び反射型液晶パネル4Bは、本発明の「画像光射出部」に相当する。
反射型液晶パネル4R、反射型液晶パネル4G、及び反射型液晶パネル4Bは、液晶層を挟持する一対の基板と、光入射側の基板と対向する基板側に配置された反射層(もしくは反射電極)と、を備えている。また、反射型液晶パネル4R、反射型液晶パネル4G、反射型液晶パネル4Bの光入射側と反対側の面には、図1に示すように、それぞれ放熱フィン33R、放熱フィン33G、放熱フィン33Bが配設されている。
クロスダイクロイックプリズム5は、偏光板34R、偏光板34G、及び偏光板34Bから射出された色光毎に変調された画像光を合成し、カラー画像を表す画像光を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム5は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は青色光LBを反射し、他方の界面に形成された誘電体多層膜は赤色光LRを反射する。これらの誘電体多層膜によって青色の画像光および赤色の画像光は曲折され、クロスダイクロイックプリズム5を透過する緑色の画像光の進行方向と揃えられることにより、3つの色の画像光が合成される。クロスダイクロイックプリズム5から射出された画像光によって形成されるカラー画像は、投写光学系6によって拡大投写され、スクリーンSCR上で画像を形成する。
制御部63は、制御信号(不図示)によって設定される情報に応じて、青色(B)光の光源としての青色レーザーダイオードアレイ53を構成する点光源である青色レーザーダイオード(BLD)59の発する光量の調整を制御し、黄色(Y)光の光源としての励起用レーザーダイオードアレイ60を構成する点光源である励起用レーザーダイオード62の発する光量の調整を制御する。なお、制御部63は、青色光用光センサー36Bが検出した光の強度に応じて、青色レーザーダイオード59の発する光量の調整を制御することや、赤色光用光センサー36Rあるいは緑色光用光センサー36Gが検出した光の強度に応じて、励起用レーザーダイオード62の光量の調整を制御することもできる。また、制御部63は、映像信号(不図示)に応じて反射型液晶パネル4R,4G,4Bの各画素の反射率を制御する。制御部63に入力される映像信号は、連続するフレームの画像を示す複数の画像信号でもよいし、一フレームの画像を示す画像信号でもよい。
図2は、図1の制御部の構成を示す概略ブロック図である。なお、同図では、制御部63及び反射型液晶パネル4R,4G,4Bの他に、青色(B)光の光源を構成する点光源である青色レーザーダイオード(BLD)59、及び、黄色(Y)光の光源を構成する点光源である励起用レーザーダイオード(励起用LD)62が示されている。
制御部63は、画像制御部として、画像処理部64と、液晶駆動部66R,66G,66Bとを備え、光源制御部として、駆動処理部65と、PWM信号生成部67と、励起用レーザーダイオード駆動部68と、青色レーザーダイオード駆動部69とを備える。光源としてのレーザーダイオードの出力は、例えば、明るさである。明るさは例えば光強度(光量)に対応する。
画像処理部64は、受け取った映像信号に対して各種の画質補正処理を適用し、画質補正処理後の信号を液晶駆動部66R,66G,66Bへ出力する。これにより、液晶駆動部66R,66G,66Bは、画像処理部64から入力された信号を用いて、それぞれ反射型液晶パネル4R,4G,4Bの反射率を制御することにより、映像信号に含まれるそれぞれの色の画像信号に応じた色の画像光を射出する。
駆動処理部65は、受け取った制御信号に応じて、青色レーザーダイオード59による青色光の光源及び励起用レーザーダイオード62による黄色光の光源の調光制御のための処理および制御を実行する。ここで、制御信号とは、スクリーンSCR(図1)に表示されるメニュー画面(図示せず)で、ユーザーが入力したユーザー設定、またはカラーモードの表示に係る情報を含む信号である。これにより、光源71の光量は、ユーザー設定、またはカラーモードに連動した明るさ及び色設定に基づいて制御される。なお、駆動処理部65Aは、受け取った映像信号の明るさ(階調値)に適応した調光制御を行なうことも可能である。また、不図示の赤色光用光センサー36R、緑色光用光センサー36G、及び青色光用光センサー36Bで検出した光の強度に応じて調光制御を行なうことも可能である。
駆動処理部65は、明るさの設定値に対応する励起用レーザーダイオード62の励起用駆動電流値CY及びPWM駆動のための励起用デューティー値DutyYを導出する。また、駆動処理部65は、同様に、青色レーザーダイオード59の青用駆動電流値CB及びPWM駆動のための青色デューティー値DutyBを導出する。
PWM信号生成部67は、画像処理部64から供給される同期信号(映像信号の垂直同期信号Vsync)に基づいて、励起用デューティー値DutyYから励起用レーザーダイオード62の明滅と対応させるようにPWM(パルス幅変調)させたPWMY信号を生成し、生成したPWMY信号を励起用レーザーダイオード駆動部68へ出力する。同様に、PWM信号生成部67は、同期信号に基づいて、青色デューティー値DutyBから青色レーザーダイオード59の明滅と対応させるようにPWM(パルス幅変調)させたPWMB信号を生成し、生成したPWMB信号を青色レーザーダイオード駆動部69へ出力する。
励起用レーザーダイオード駆動部68は、PWMY信号の波形に基づいた励起用レーザーダイオード62のON/OFF制御を行う。なお、励起用レーザーダイオード駆動部68は、励起用デューティー値DutyYが100%の場合には、励起用レーザー62のON/OFF制御を行わず、励起用駆動電流値CYで定電流駆動を行うことができる。また、青色レーザーダイオード駆動部69は、PWMB信号の波形に基づいた青色レーザーダイオード59のON/OFF制御を行う。なお、青色レーザーダイオード駆動部69は、青色デューティー値DutyBが100%の場合には、青色レーザーダイオード59のON/OFF制御を行わず、青用駆動電流値CBで定電流駆動を行なうことができる。
なお、以上の説明からわかるように、駆動処理部65、PWM信号生成部67、励起用レーザーダイオード駆動部68、及び青色レーザーダイオード駆動部69は、本発明の光源制御部に相当する。
A2.PWM信号:
PWM信号生成部67において生成されるPWMY信号およびPWMB信号は、以下で説明する特徴を有している。なお、以下では、PWMY信号およびPWMB信号を特に区別しない場合には単に「PWM信号」とも呼ぶ。
図3は、PWM信号生成部67において生成されるPWMY信号及びPWMB信号について示す説明図である。図3(a)は映像信号に含まれる垂直同期信号Vsyncの波形を示しており、図3(b)は液晶駆動部66R,66G,66Bを介して反射型液晶パネル4R,4G,4Bに供給される液晶パネル駆動用のタイミング信号DYの波形を示している。図3(c)は励起用デューティー値DutyY及び青色デューティー値DutyBを示している。図3(d)はPWMY信号を示し、図3(e)はPWMB信号を示している。
垂直同期信号Vsyncの周波数fvは120Hzである。これは、画像処理部64において、通常60Hzの垂直同期信号に基づく映像信号を120Hzの垂直同期信号に基づく映像信号に変換して処理する場合を例として示している。また、液晶パネル駆動用のタイミング信号DYは垂直同期信号Vsyncの2倍の周波数の240Hzとなっており、反射型液晶パネル4R,4G,4Bは垂直同期信号Vsyncの2倍のリフレッシュレートで駆動される。これは、垂直同期信号Vsyncの1周期(「フレーム」とも呼ぶ)の期間(「フレーム期間」とも呼ぶ)において、同じ映像信号に対して正極性と負極性とで液晶パネルを2度駆動することにより、液晶パネルの焼き付きを抑制するためである。
PWMの励起用デューティー値DutyY及び青色デューティー値DutyBとしては、両方とも同じ値で、垂直同期信号Vsyncの発生タイミングにおいて30%から50%に変化する場合を例として示している。なお、画像処理装置が映像信号をフレームごとに解析した結果によりフレームごとの適切な光量を求める場合は、その光量に対応するPWMのデューティー値を、励起用デューティー値DutyY及び青色デューティー値DutyBとして設定することができる。
PWMY信号及びPWMB信号は、垂直同期信号Vsyncの周波数(「フレーム周波数」とも呼ぶ)fvが120Hzのフレーム期間において8回の点灯および消灯を繰り返すこととし、フレーム期間(「フレーム周期」とも呼ぶ)ごとに8つのPWMパルスP1〜P8で構成されている。PWMY信号の各PWMパルスP1〜P8は、フレーム周波数fv(=120Hz)の8倍の基準周波数f0(=120Hz×8=960Hz)を中心として変化させた周波数f1〜f8で、かつ、それらの平均値が基準周波数f0となり、それぞれの周期T1(=1/f1)〜T8(=1/f8)のトータル期間がフレーム期間と一致するように設定されている。なお、励起用デューティー値DutyY及び青色デューティー値DutyBが30%から50%となった場合における各PWMパルスP1〜P8は、デューティー値に応じてパルス幅が変化しているが、それぞれの周波数f1〜f8に対応する周期T1〜T8に変化はない。また、PWMB信号の各PWMパルスP1〜P8もPWMY信号と同じに設定されている。本例では、第1のPWMパルスP1の周波数f1は1.0倍(基準,0%)、第2のPWMパルスP2の周波数f2は1.1倍(+10%)、第3のPWMパルスP3の周波数f3は1.2倍(+20%)、第4のPWMパルスの周波数f4は1.05倍(+5%)、第5のPWMパルスP5の周波数f5は1.0倍(基準,0%)、第6のPWMパルスP6の周波数f6は0.9倍(−10%)、第7のPWMパルスP7の周波数f7は0.8倍(−20%)、第8のPWMパルスP8の周波数f8は0.95倍(−5%)に設定されている。なお、あるデューティー値が設定された状態においては、上記したように各パルスの周波数、すなわち、周期が異なるように設定されたとしても、それぞれの周期における点灯時(オン)のデューティーは、設定されたデューティー値となるように設定される。
従来例で説明したように、PWMパルスの周期(周波数)を変動させることにより、光源のPWM制御に起因して発生するスクロールノイズを抑制可能である。しかしながら、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周期は、液晶パネルの駆動周期(フレーム周期)と関係ないため、フレーム周波数(フレーム周期)と、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周波数(変動の繰り返し周期)との干渉によっても、同様に画面にスクロールノイズが発生する。これに対して、上記PWM信号の場合には、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周期は、フレーム周期に同期しているので、フレーム周波数と、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周波数との間の干渉によるスクロールノイズを目立ち難くすることが可能である。
また、フレーム期間内におけるPWMパルスの周波数を基準周波数に対して変動させることにより、フレーム期間内におけるPWMパルスによる光源のスイッチングの周波数を分散することができるので、光源のスイッチングにより発生するノイズのエネルギーを分散させることができる。これにより、課題で説明した、光源のスイッチングが同じ周波数で行われるPWM制御により発生する光源やその他の付随回路など(光源等)の振動を抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等を抑制することが可能となる。また、同一の周波数(周期)のPWMパルスが連続して発生して、同じ周波数のスイッチングノイズが時間的に集中することによるノイズのエネルギーの集中も、振動及び振動による騒音や画質劣化等を招き得る。そこで、同一の周波数(周期)のPWMパルスは連続して(時間的に隣接して)発生しないような変動のパターンとすることが好ましい。
図4は、フレーム期間において光源を間欠点灯する場合のPWMY信号及びPWMB信号について示す説明図である。図4(a)〜図4(e)は、図3(a)〜図3(e)と同様に、垂直同期信号Vsync、液晶パネル駆動用のタイミング信号DY、励起用デューティー値DutyY及び青色デューティー値DutyB、励起用レーザーダイオード62の駆動用のPWMY信号、青色レーザーダイオード59の駆動用のPWMB信号を示している。また、図4(f)は、光源としての励起用レーザーダイオード62および青色レーザーダイオード59の非点灯期間を表すMSK信号を示している。図4(f)に示すように、非点灯期間は、垂直同期信号Vsyncの周期で表されるフレーム周期の期間(フレーム期間)の先頭から一定の期間に設定されている。この非点灯期間においては、PWMY信号およびPWMB信号では、PWMパルスの出力が停止され、光源が非点灯となる。図4(d)のPWMY信号および図4(e)のPWMB信号では、第1のPWMパルスP1〜第4のPWMパルスP4の出力が停止された例を示している。
上記したように、1周期のフレーム期間で発生する2周期のタイミング信号DYに基づいて、同じ映像信号での液晶パネルの駆動による表示が2度実行される。3D表示や動画表示の場合、タイミング信号DYの1周期目の期間では、前のフレーム期間の2周期目の期間とは異なった映像信号での駆動が行われるため、異なったフレーム間での映像のクロストークが発生しうる。例えば、3D表示の場合には、フレーム期間ごとに左目用の映像と右目用の映像とを切り替えるため、フレーム期間の先頭のタイミング信号DYの1周期目の期間で左目用の映像と右目用の映像のクロストークが発生しうる。また、動画表示の場合には、フレーム期間ごとに変化する映像となるため、フレーム期間の先頭のタイミング信号DYの1周期目の期間で変化する映像のクロストークによる動画ボケが発生しうる。
そこで、フレーム期間の先頭のタイミング信号DYの1周期目の期間のうち、クロストークの発生し得る一定の期間において、PWMパルスの出力を停止して光源を非点灯とすることにより、クロストークや動画ボケが視認されることを抑制することができる。なお、本例では、図3と同じ周波数に設定された8つのPWMパルスP1〜P8のうち、非点灯期間に対応するPWMパルスP1〜P4の出力を停止することとしたが、点灯期間の中でPWMパルスの周波数を、基準周波数f0を中心として変化させた周波数で、かつ、それらの平均値が基準周波数f0となるようなパターンに設定して、光源等の振動を効果的に抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等を抑制するようにしてもよい。
図5は、PWMY信号とPWMB信号とでフレーム期間内における複数のPWMパルスの周期の変動状態が異なる場合について示す説明図である。図5(a)〜図5(e)は、図3(a)〜図3(e)と同様に、垂直同期信号Vsync、液晶パネル駆動用のタイミング信号DY、励起用デューティー値DutyY及び青色デューティー値DutyB、励起用レーザーダイオード62の駆動用のPWMY信号、青色レーザーダイオード59の駆動用のPWMB信号を示している。ただし、図5(d)のPWMY信号の1フレーム期間内の8つのPWMパルスP1〜P8が周期T1〜T8(周波数f1〜f8)であるのに対して、図5(e)のPWMB信号の1フレーム期間内の8つのPWMパルスP1〜P8は、第1〜第4のPWMパルスP1〜P4が周期T5〜T8(周波数f5〜f8)で第5〜第8のPWMパルスP5〜P8が周期T1〜T4(周波数f1〜f4)となっている。これは、PWMB信号のPWMパルスの周期の変動状態は、PWMY信号のPWMパルスの周期の変動状態に対して、変動の順番がずれているとも言える。また、PWMB信号のPWMパルスの周期の変動状態は、PWMY信号の周期の変動状態と比較して、PWMパルスの周期の変動の組み合わせが異なっているとも言える。具体的には、PWMY信号は、第1〜第4のPWMパルスP1〜P4が周期T1〜周期T4で、第5〜第8のPWMパルスP5〜P8が周期T5〜T8となっている。これに対して、PWMB信号は、第1〜第4のPWMパルスP1〜P4が周期T5〜周期T8で、第5〜第8のPWMパルスP5〜P8が周期T1〜T4となっており、互いに反対の変動の組み合わせになっている。この場合、例えば、第1〜第4のPWMパルスP1〜P4について着目すると、PWMY信号は周期T1〜T4のパルスで、PWMB信号は周期T5〜T8のパルスの組み合わせとなっており、両方のPWM信号のパルスを組み合わせて8種類の周期T1〜T8のパルスとなっている。また、第5〜第8のPWMパルスP5〜P8についても同様である。
図5のPWMY信号及びPWMB信号の場合、図3のPWMY信号及びPWMB信号と同様に、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周期がフレーム周期に同期しているので、フレーム周波数と、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周波数との間の干渉によるスクロールノイズを目立ち難くすることが可能である。また、フレーム期間内におけるPWMパルスによる光源のスイッチングの周波数を分散することができるので、光源等の振動を抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等を抑制することが可能となる。さらにまた、同一時間において設定されているPWMパルスの周期(周波数)が光源ごとに異なるように分散されているので、スイッチングノイズのエネルギーを図3の場合よりもさらに分散させることができる。これにより、光源等の振動をさらに抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等の抑制効果をより高めることが可能となる。
B.第2実施形態:
B1.プロジェクターの構成:
図6は、第2実施形態におけるプロジェクターの構成を示す概略ブロック図である。プロジェクター50bは、赤色光用照明装置51Rと、緑色光用照明装置51Gと、青色光用照明装置51Bと、集光レンズ32bR,32bG,32bBと、透過型液晶パネル4bR,4bG,4bBと、クロスダイクロイックプリズム5と、投写光学系6と、制御部63bと、を備える。なお、第1実施形態のプロジェクター50と同じ構成部材には同じ符号を付している。
青色光用照明装置51Bは、第1実施形態の青色光用照明装置51(図1参照)と同じである。赤色光用照明装置51Rは青色光用照明装置51の青色レーザーダイオード59に代えて赤色レーザーダイオードを用いた照明装置であり、緑色光用照明装置51Gは青色光用照明装置51の青色レーザーダイオード59に代えて緑色レーザーダイオードを用いた照明装置である。赤色光用照明装置51R及び緑色光用照明装置51Gのレーザーダイオード以外の他の構成は全く同じである。
赤色光用照明装置51Rから射出された赤色の照明光は、集光レンズ32bRを介して透過型液晶パネル4bRに入射される。同様に、緑色光用照明装置51Gから射出された緑色の照明光は集光レンズ32bGを介して透過型液晶パネル4bGに入射される。同様に、青色光用照明装置51Bから射出された青色の照明光は集光レンズ32bBを介して透過型液晶パネル4bBに入射される。
透過型液晶パネル4bRは、入射された赤色光を画像信号に応じて変調する光変調部であり、赤色の画像を表す画像光を射出する。同様に、透過型液晶パネル4bGは、入射された緑色光を画像信号に応じて変調する光変調部であり、緑色の画像を表す画像光を射出する。同様に、透過型液晶パネル4bBは、入射された青色光を画像信号に応じて変調する光変調部であり、青色の画像を表す画像光を射出する。クロスダイクロイックプリズム5は、透過型液晶パネル4bRから射出された赤色の画像光、透過型液晶パネル4bGから射出された緑色の画像光、及び、透過型液晶パネル4bBから射出された青色の画像光を合成する。投写光学系6は、クロスダイクロイックプリズム5によって合成されたカラー画像を表す画像光をスクリーンSCR等の投写面に投写する。なお、透過型液晶パネル4bR,4bG,4bBは、本発明の「画像光射出部」に相当する。
図7は、図6の制御部の構成を示す概略ブロック図である。なお、同図では、制御部63b及び透過型液晶パネル4bR,4bG,4bBの他に、赤色光の光源としての赤色レーザーダイオードアレイ53Rの赤色レーザーダイオード(RLD)59R、緑色光の光源としての、緑色レーザーダイオードアレイ53Gの緑色レーザーダイオード(GLD)59G、及び青色光の光源としての青色レーザーダイオードアレイ53Bの青色レーザーダイオード(BLD)59Bが示されている。
制御部63bは、第1実施形態の制御部63(図2参照)と同様に、画像制御部及び光源制御部を備えている。画像制御部については制御部63と同じであるので説明を省略する。光源制御部については、制御部63の駆動処理部65、PWM信号生成部67、励起用レーザーダイオード駆動部68、及び青色レーザーダイオード駆動部69に代えて、駆動処理部65b、PWM信号生成部67b、赤色レーザーダイオード駆動部69R、緑色レーザーダイオード駆動部69G、及び青色レーザーダイオード駆動部69Bを備えている。
青色レーザーダイオード駆動部69Bは、青色レーザーダイオード駆動部69と同じであり、青用駆動電流値CB及びPWMB信号の波形に基づいた青色レーザーダイオード59BのON/OFF制御を行う。赤色レーザーダイオード駆動部69Rは、同様に、赤用駆動電流値CR及びPWMR信号の波形に基づいた赤色レーザーダイオード59RのON/OFF制御を行なう。緑色レーザーダイオード駆動部69Gは、同様に、緑用駆動電流値CG及びPWMG信号の波形に基づいた緑色レーザーダイオード59GのON/OFF制御を行なう。
PWM信号生成部67bは、PWM信号生成部67と同様に、同期信号に基づいて、青色デューティー値DutyBからPWMB信号を生成し、さらに、赤色デューティー値DutyRからPWMR信号を生成するとともに緑色デューティー値DutyGからPWMG信号を生成する。
駆動処理部65bは、駆動処理部65と同様に、明るさの設定値に対応する青色レーザーダイオード59Bの青用駆動電流値CB及びPWM駆動のための青色デューティー値DutyBを導出する。また、駆動処理部65bは、明るさの設定値に対応する赤色レーザーダイオード59Rの赤用駆動電流値CR及びPWM駆動のための赤色デューティー値DutyRを導出し、明るさの設定値に対応する緑色レーザーダイオード59Gの緑用駆動電流値CG及びPWM駆動のための緑色デューティー値DutyGを導出する。
B2.PWM信号:
図8は、PWM信号生成部67bにおいて生成されるPWMR信号とPWMG信号とPWMB信号とでフレーム期間内における複数のPWMパルスの周期の変動状態が異なる場合について示す説明図である。図8(a)及び図8(b)は、図5(a)及び図5(b)と同様に、垂直同期信号Vsync及び液晶パネル駆動用のタイミング信号DYを示している。図8(c)は赤色デューティー値DutyR、緑色デューティー値DutyG、及び青色デューティー値DutyBを、一定の30%とした場合を例として示している。図8(d)はPWMR信号を示し、図8(e)はPWMG信号を示し、図8(f)はPWMB信号を示している。
PWMR信号とPWMG信号とPWMB信号は、図5(d)のPWMY信号および図5(e)のPWMB信号と同様に、フレーム周波数fvが120Hzのフレーム期間において8回の点灯および消灯を繰り返すこととし、フレーム期間(フレーム周期)ごとに8つのPWMパルスP1〜P8で構成されている。PWMR信号の各PWMパルスP1〜P8は、図5(d)のPWMY信号と同様に、基準周波数f0(=960Hz)を中心として変化させた周波数f1〜f8で、かつ、それらの平均値が基準周波数f0となり、それぞれの周期T1(=1/f1)〜T8(=1/f8)のトータル期間がフレーム期間と一致するように設定されている。これに対して、PWMG信号は、第3〜第8のPWMパルスP3〜P8が周期T1〜T6(周波数f1〜f6)で第1〜第2のPWMパルスP1,P2が周期T7,T8(周波数f7,f8)となっており、PWMR信号に対して変動の順番が2パルス分だけずれている。また、PWMB信号は、図5(e)のPWMB信号と同様に、第5〜第8のPWMパルスP5〜P8が周期T1〜T4(周波数f1〜f4)で第1〜第4のPWMパルスP1〜P4が周期T5〜T8(周波数f5〜f8)となっており、PWMR信号に対して変動の順番が4パルス分だけずれており、PWMG信号に対して変動の順番が2パルス分だけずれている。すなわち、PWMR信号とPWMG信号とPWMB信号とは、周期の変動状態が互いにずれるように設定されている。
図8のPWMR信号とPWMG信号とPWMB信号の場合、図5のPWMY信号及びPWMB信号の場合と同様に、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周期がフレーム周期に同期しているので、フレーム周波数と、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周波数との間の干渉によるスクロールノイズを目立ち難くすることが可能である。また、フレーム期間内におけるPWMパルスによる光源のスイッチングの周波数を分散することができるので、光源(あるいはその他の付随回路を含む光源装置)の振動を抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等を抑制することが可能となる。さらにまた、同一時間において設定されているPWMパルスの周期(周波数)が光源ごとに異なるようになっているので、図3のように各光源が同じ変動状態の場合において発生するスイッチングノイズのエネルギーよりもさらに分散させることができる。これにより、光源(あるいはその他の付随回路を含む光源装置)の振動をさらに抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等の抑制効果をより高めることが可能となる。
図9は、PWM信号生成部67bにおいて生成されるPWMR信号とPWMG信号とPWMB信号とでフレーム期間内における複数のPWMパルスの周期の変動状態が異なる場合の他の例について示す説明図である。図9(a)〜図9(f)は、図8(a)〜図8(f)と同様に、垂直同期信号Vsync、液晶パネル駆動用のタイミング信号DY、赤色デューティー値DutyR,緑色デューティー値DutyG,青色デューティー値DutyB、PWMR信号、PWMG信号、及びPWMB信号を示している。
PWMR信号とPWMG信号とPWMB信号は、図8(d)〜図8(f)のPWMR信号とPWMG信号とPWMB信号と異なり、フレーム周波数fvが120Hzのフレーム期間で光源数(本例では、赤色光用照明装置51R、緑色光用照明装置51G、及び青色光用照明装置51Bの計3個)の整数倍(本例では3倍)の9回の点灯および消灯を繰り返すこととし、フレーム期間ごとに9つのPWMパルスP1〜P9で構成されている。PWMR信号の各PWMパルスP1〜P9は、基準周波数f0(=120×9=1080Hz)を中心として変化させた周波数f1〜f9で、かつ、それらの平均値が基準周波数f0となり、それぞれの周期T1(=1/f1)〜T9(=1/f9)のトータル期間がフレーム期間と一致するように設定されている。これに対して、PWMG信号は、第4〜第9のPWMパルスP4〜P9が周期T1〜T6(周波数f1〜f6)で第1〜第3のPWMパルスP1〜P3が周期T7〜T9(周波数f7〜f9)となっており、PWMR信号に対して変動の順番が3パルス分だけずれている。また、PWMB信号は、第7〜第9のPWMパルスP7〜P9が周期T1〜T3(周波数f1〜f3)で第1〜第6のPWMパルスP1〜P6が周期T4〜T9(周波数f4〜f9)となっており、PWMR信号に対して変動の順番が6パルス分だけずれており、PWMG信号に対して変動の順番が3パルス分だけずれている。また、PWMR信号とPWMG信号とPWMB信号とは、周期の変動状態が互いに等間隔のパルス数(本例では3パルス)だけずれるように設定されている。この設定は、PWMR信号とPWMG信号とPWMB信号とで、互いのPWMパルスの周期の変動の組み合わせが異なっているとも言える。具体的には、PWMY信号は、第1〜第3のPWMパルスP1〜P3が周期T1〜T3で、第4〜第6のPWMパルスP4〜P6が周期T4〜T6で、第7〜第9のPWMパルスP7〜P9が周期T7〜T9となっている。これに対して、PWMG信号は、第1〜第3のPWMパルスP1〜P3が周期T7〜T9で、第4〜第6のPWMパルスP4〜P6が周期T1〜T3で、第7〜第9のPWMパルスP7〜P9が周期T4〜T6となっている。また、PWMB信号は、第1〜第3のPWMパルスP1〜P3が周期T4〜T6で、第4〜第6のPWMパルスP4〜P6が周期T7〜T9で、第7〜第9のPWMパルスP7〜P9が周期T1〜T3となっている。この場合、例えば、第1〜第3のPWMパルスP1〜P3について着目すると、PWMR信号は周期T1〜T3のパルスで、PWMG信号は周期T7〜T9のパルスで、PWMB信号は周期T4〜T6のパルスの組み合わせとなっており、3つのPWM信号のパルスを組み合わせて9種類の周期T1〜T9のパルスとなっている。また、第4〜第6のPWMパルスP4〜P6及び第7〜第9のPWMパルスP7〜P9についても同様である。
図9のPWMR信号とPWMG信号とPWMB信号の場合も、図8の場合と同様に、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周期がフレーム周期に同期しているので、フレーム周波数と、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周波数との間の干渉によるスクロールノイズを目立ち難くすることが可能である。また、フレーム期間内におけるPWMパルスによる光源のスイッチングの周波数を分散することができるので、光源やその他の付随回路をなど(光源等)の振動を抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等を抑制することが可能となる。さらにまた、同一時間において設定されているPWMパルスの周期(周波数)が光源ごとに異なるようになっているので、図3のように各光源が同じ変動状態の場合において発生するスイッチングノイズのエネルギーよりもさらに分散させることができる。これにより、光源等の振動をさらに抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等の抑制効果をより高めることが可能となる。スイッチングノイズのエネルギーを図3の場合よりもさらに分散させることができる。特に、本例の場合は、図8の場合よりもさらに分散効果が高く、光源等の振動をさらに抑制し、振動を起因として発生する騒音や画質劣化等の抑制効果をより高めることが可能となる。
C.変形例:
(1)変形例1
なお、上記実施形態の光学構成は、図1や図5の光学構成に限定されるものではない。例えば、第1実施形態の光学構成(図1)において、第2実施形態の光学構成のように赤色光用照明装置と緑色光用照明装置と青色光用照明装置の3つの照明装置を用いた構成としてもよく、第2実施形態の光学構成(図5)において、第1実施形態の光学構成のように黄色光用照明装置と青色光用照明装置の2つの照明装置を用い、黄色光を赤色光と緑色光に分離する光学構成としてもよい。また、例えば、黄色光用照明装置52の蛍光体基板61は反射型のものでもよいし、拡散板の有無や、偏光分離素子の有無など細かな各種光学構成は単なる設計事項であって、これらには限定されない。
また、上記実施形態では、固体光源(半導体光源)としてレーザーダイオードを用いた構成としているが、LEDを用いた構成であってもよい。また、1つのレーザーダイオードあるいは1つのLEDを用いて、白色光を発する光源とし、白色光をダイクロイックミラー等によって赤緑青の3色に分離して利用する構成であってもよい。なお、レーザーダイオードによる白色光を発する光源は、例えば、青色レーザーダイオードの発する青色光により蛍光体基板を励起して得られる黄色(Y)光と、蛍光体基板を励起しない青色(B)光と、を用いて実現することができる。また、複数の光源は複数色の光を発する光源を例として説明したが、複数の光源を全て白色光や特定の色光の光源としてもよい。
また、光変調部(画像光射出部)は、透過型あるいは反射型の液晶パネルだけでなく、DMD(Digital Mirror Device、ディジタルミラーデバイス)であっても良い。
(2)変形例2
なお、上記実施形態のPWM信号では、複数のPWMパルスの周期の変動の繰り返し周期がフレーム周期と一致する場合を例に説明したが、複数のPWMパルスの周期の変動の繰り返し周期の整数倍とフレーム周期とが一致するようにしても良い。すなわち、複数のPWMパルスの周期の変動の繰り返し周期がフレーム周期に同期していれば良い。ただし、フレーム期間内に含まれるPWMパルスの数は、フレーム周波数と、PWMパルスの周波数に起因して発生する照明光のフリッカーノイズの影響や、PWMパルスの周期の変動の繰り返し周波数との間の干渉によるスクロールノイズの影響、光源(あるいはその他の付随回路を含む光源装置)の振動への影響等を考慮して設定されることが好ましい。なお、複数のPWMパルスの周期の変動の繰り返し周期の整数倍とフレーム周期との一致は、それぞれの逆数で表される周波数で±2Hzに相当する誤差までは許容範囲である。
また、複数のPWMパルスの周期(周波数)の変動状態も上記実施形態に限定されるものではなく種々のパターンとすることが可能であり、基準周期(基準周波数)を中心として変化させたもので、かつ、それらの平均値が基準周波数と一致し、それぞれのPWMパルスの周期の合計がフレーム周期に同期していれば良い。
(3)変形例3
上記第1実施形態の図4では、フレーム周期の先頭の一定期間でPWMパルスの出力を停止しているが、例えば、タイミング信号DYの2周期目の期間で映像信号を変化させる場合には、フレーム周期の最後の一定期間でPWMパルスの出力を停止するようにしてもよい。また、フレーム周期の先頭の一定期間でPWMパルスを出力して光源を点灯し、その後の期間でPWMパルスの出力を停止して光源を消灯するようにしてもよい。すなわち、フレーム周期のうちの一定期間におけるPWMパルスの出力を停止するようにしてもよい。なお、PWMパルスの出力の停止に関する変形は、第2実施形態においても同様に適用可能である。
(4)変形例4
上記実施形態において、レーザーダイオード駆動部は、駆動処理部から出力される駆動電流値およびPWM信号生成部で生成されるPWM信号に基づいてレーザーダイオードを駆動しているが、駆動処理部から出力される駆動電圧値およびPWM信号に基づいてレーザーダイオードを駆動するようにしても良い。
(5)変形例5
上記実施形態は、プロジェクターを例に説明しているが、投写光学系を備えない一般的な画像表示装置においても適用可能である。
(6)変形例6
また、制御部63や制御部63bの各種制御は、各処理を実行するためのプログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することにより実現されるようにしてもよい。
なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピューターシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリー等の書き込み可能な不揮発性メモリー、CDROM等の可搬媒体、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピューターシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピューターシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
3R,3G,3B 導光光学系 4R,4G,4B 反射型液晶パネル(光変調部、画像光射出部) 4bR,4bG,4bB 透過型液晶パネル(光変調部、画像光射出部) 5 クロスダイクロイックプリズム 6 投写光学系 9 第1レンズアレイ 10 第2レンズアレイ 11 偏光変換素子 12 重畳レンズ 25 ダイクロイックミラー 26,27,28 偏光ビームスプリッター(偏光分離素子) 32R,32G,32B,32bR,32bG,32bB 集光レンズ 34R,34G,34B 偏光板 36R 赤色光用光センサー 36G 緑色光用光センサー 36B 青色光用光センサー 37 第1の絞り(入射角制限部材) 38 第2の絞り(入射角制限部材) 50,50b プロジェクター 51 青色光用照明装置 51R 赤色光用照明装置 51G 緑色光用照明装置 51B 青色光用照明装置 52 黄色光用照明装置53 青色レーザーダイオードアレイ 53R 赤色レーザーダイオードアレイ 53G 緑色レーザーダイオードアレイ 53B 青色レーザーダイオードアレイ 54 平行化レンズ 55 集光レンズ 56 拡散板 57 ピックアップレンズ 58 平行化レンズ 59 青色レーザーダイオード 59R 赤色レーザーダイオード 59G 緑色レーザーダイオード 59B 青色レーザーダイオード 60 励起用レーザーダイオードアレイ 61 蛍光体基板 62 励起用レーザーダイオード 63,63b 制御部 64 画像処理部 65,65b 駆動処理部 66R,66G,66B 液晶駆動部 67,67b PWM信号生成部 68 励起用レーザーダイオード駆動部 69 青色レーザーダイオード駆動部 69R 赤色レーザーダイオード駆動部 69G 緑色レーザーダイオード駆動部 69B 青色レーザーダイオード駆動部

Claims (7)

  1. プロジェクターであって、
    少なくとも1つの光源と、
    前記光源への供給電力をPWMによって制御することにより、前記光源から射出される光の出力を制御する光源制御部と、
    前記光源から射出される光を利用して、画像信号に応じた画像を表す画像光を射出する画像光射出部と、
    前記画像光を投写する投写光学系と、
    を備え、
    前記光源制御部は、前記画像信号のフレーム周期に同期して一フレーム周期中に周期の異なる複数のPWMパルスを発生させる動作を、前記フレーム周期ごとに繰り返し行って、前記光源への供給電力を制御する
    ことを特徴とするプロジェクター。
  2. 請求項1に記載のプロジェクターであって、
    複数の前記光源を備え、
    前記光源制御部は、前記光源ごとに、それぞれ前記複数のPWMパルスの周期の変動状態を異ならせる
    ことを特徴とするプロジェクター。
  3. 請求項2に記載のプロジェクターであって、
    前記光源制御部は、前記光源ごとに、それぞれ前記複数のPWMパルスの周期の変動の組み合わせを異ならせる
    ことを特徴とするプロジェクター。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
    前記光源制御部は、前記フレーム周期のうちの一定期間における前記PWMパルスの発生を停止させる
    ことを特徴とするプロジェクター。
  5. 画像表示装置であって、
    少なくとも1つの光源と、
    前記光源への供給電力をPWMによって制御することにより、前記光源から射出される光の出力を制御する光源制御部と、
    前記光源から射出される光を利用して、画像信号に応じた画像を表す画像光を射出する画像光射出部と、
    を備え、
    前記光源制御部は、前記画像信号のフレーム周期に同期して一フレーム周期中に周期の異なる複数のPWMパルスを発生させる動作を、前記フレーム周期ごとに繰り返し行って、前記光源への供給電力を制御する
    ことを特徴とする画像表示装置。
  6. 少なくとも1つの光源と、前記光源から射出される光を利用して、画像信号に応じた画像を表す画像光を射出する画像光射出部と、前記画像光を投写する投写光学系と、を備えるプロジェクターの制御方法であって、
    前記光源への供給電力をPWMによって制御する際に、前記画像信号のフレーム周期に同期して一フレーム周期中に周期の異なる複数のPWMパルスを発生させる動作を、前記フレーム周期ごとに繰り返し行って、前記光源への供給電力を制御することを特徴とするプロジェクターの制御方法。
  7. 少なくとも1つの光源装置と、前記光源装置から射出される光を利用して、画像信号に応じた画像を表す画像光を射出する画像光射出部と、を備える画像表示装置の制御方法であって、
    前記光源への供給電力をPWMによって制御する際に、前記画像信号のフレーム周期に同期して一フレーム周期中に周期の異なる複数のPWMパルスを発生させる動作を、前記フレーム周期ごとに繰り返し行って、前記光源への供給電力を制御することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
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CN113452973A (zh) * 2020-03-24 2021-09-28 松下知识产权经营株式会社 影像输出装置和影像输出***

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