JP6036915B2 - プロジェクター及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクター及びその制御方法に関する。

周知の通り、プロジェクターは、光源、光変調装置、及び投射レンズを備えており、光源から射出された光を光変調装置で変調し、変調した光を投射レンズでスクリーンに投射することにより、スクリーン上に画像を表示する装置である。従来のプロジェクターは、光源としてハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等のランプを備えるものが一般的であったが、近年では消費電力の低減、小型化、軽量化等を図るために、ＬＤ（Laser Diode：レーザーダイオード）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の固体光源を備えるものの開発が盛んに行われている。

固体光源を備えるプロジェクターの一種に、固体光源から射出される光（例えば、青色レーザー光又は紫外レーザー光）によって蛍光体を励起してカラー表示に必要となる赤色光、緑色光、及び青色光を得るものがある。このようなプロジェクターは、１つの固体光源のみを用いてカラー表示に必要な３つの色光（赤色光、緑色光、及び青色光）を得ることができるため、複数の固体光源を備えるものに比べてコストの低減及び小型化等を図ることが可能である。

以下の特許文献１には、画像表示装置に設けられた固体光源の明滅周期を変化させることにより、固体光源をパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Width Modulation）制御する場合に生ずるスクロールノイズの発生を防止する技術が開示されている。ここで、スクロールノイズとは、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方向又は下方向にゆっくりと移動する現象である。また、以下の特許文献２には、上記の蛍光体を備えるプロジェクターにおいて、蛍光体を回転駆動することにより固体光源から射出される光による損傷を低減して蛍光体の長期寿命を確保する技術が開示されている。

特開２００９−１７５６２７号公報 特開２００９−２７７５１６号公報

ところで、固体光源を備えるプロジェクターでは、ユーザにちらつき（フリッカー）が視認されることがないよう、数百Ｈｚ程度の制御周波数で固体光源がＰＷＭ制御される。また、上述した蛍光体を備えるプロジェクターでは、固体光源から射出される光による損傷を防止しつつ回転に伴うフリッカーが視認されることがないよう、毎秒１２０回転程度の回転数（１２０Ｈｚ）で蛍光体が形成された回転蛍光板を回転駆動される。

上述した固体光源をＰＷＭ制御することによって生ずるフリッカー、及び、回転蛍光板を回転駆動することによって生ずるフリッカーは、何れもユーザが視認することができない高周波数成分が主体である。しかしながら、両フリッカーが干渉することによって低周波数成分が発生し、ユーザに視認され得るフリッカーが生じて画像の表示品質が低下してしまうという問題がある。

また、プロジェクターに設けられる光変調装置も、ユーザにフリッカーが視認されることがない周波数（例えば、６０Ｈｚ）で駆動されている。しかしながら、回転蛍光板を回転駆動することによって生ずるフリッカーと、光変調装置を駆動することによって生ずるフリッカーとが干渉することによっても、ユーザに視認され得るフリッカーが生じて画像の表示品質が低下してしまうという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、回転蛍光板を回転駆動することによって生じ得るフリッカーの発生を防止することができるプロジェクター及びその制御方法を提供することを目的とする。

第１発明のプロジェクターは、励起光を射出する固体光源と、前記励起光を蛍光に変換する回転蛍光板と、該回転蛍光板からの光を変調する光変調装置と、該光変調装置で変調された光をスクリーンに投射する投射光学系とを備えるプロジェクターにおいて、前記固体光源のパルス幅変調制御周波数をＡ［Ｈｚ］とし、前記回転蛍光板の回転周波数をＢ［Ｈｚ］とすると、
Ａ＝Ｂなる関係式と、
Ａ＝２Ｂなる関係式と、
｜Ａ−Ｂ｜≧２０且つ｜Ａ−２Ｂ｜≧２０なる関係式と
の何れか１つの関係式を満たすように、前記固体光源及び前記回転蛍光板を制御する制御装置を備えることを特徴としている。
この発明によると、上記の第１番目の関係式により固体光源のパルス幅変調制御周波数と回転蛍光板の回転周波数とが等しくなるように、上記の第２番目の関係式により固体光源のパルス幅変調制御周波数が回転蛍光板の回転周波数の２倍になるように、上記の第３番目の関係式により、固体光源のパルス幅変調制御周波数と回転蛍光板の回転周波数との差分の絶対値、又は固体光源のパルス幅変調制御周波数と回転蛍光板の回転周波数の２倍の周波数との差分の絶対値が２０［Ｈｚ］未満とならないように制御装置が固体光源及び回転蛍光板を制御している。このため、固体光源をパルス幅変調制御することによって生ずるフリッカーと回転蛍光板を回転駆動することによって生ずるフリッカーとが干渉することによって生じ得る低周波数成分のフリッカー（視認され得るフリッカー）を防止することができる。
また、第１発明のプロジェクターは、前記固体光源のパルス幅変調制御周波数Ａが、前記スクリーン上に表示すべき画像のフレーム周波数以上の周波数であることを特徴としている。
第２発明のプロジェクターは、励起光を射出する固体光源と、前記励起光を蛍光に変換する回転蛍光板と、該回転蛍光板からの光を変調する光変調装置と、該光変調装置で変調された光をスクリーンに投射する投射光学系とを備えるプロジェクターにおいて、前記回転蛍光板の回転周波数をＢ［Ｈｚ］とし、前記光変調装置の駆動周波数をＣ［Ｈｚ］とし、ｎを１以上の整数とすると、
ｎ×Ｃ＝２Ｂなる関係式と、
｜（ｎ／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０なる関係式と
の何れか一方の関係式を満たすように、前記回転蛍光板及び前記光変調装置を制御する制御装置を備えることを特徴としている。
この発明によると、上記の第１番目の関係式により回転蛍光板の回転数が光変調装置の駆動周波数の（ｎ／２）倍に等しくなるように、上記の第２番目の関係式により回転蛍光板の回転周波数と光変調装置の駆動周波数の（ｎ／２）倍の周波数の差分の絶対値が２０［Ｈｚ］未満とならないように制御装置が回転蛍光板及び光変調装置を制御している。このため、回転蛍光板を回転駆動することによって生ずるフリッカーと光変調装置を駆動することによって生ずるフリッカーとが干渉することによって生じ得る低周波数成分のフリッカー（視認され得るフリッカー）を防止することができる。
また、第２のプロジェクターは、前記光変調装置の駆動周波数が、前記スクリーン上に表示すべき画像のフレーム周波数に等しい周波数であることを特徴としている。
また、第２のプロジェクターは、前記光変調装置に対し、前記スクリーン上に表示すべき画像の階調に応じて前記回転蛍光板からの光を透過させる時間と透過させない時間との比率を変えるディジタル駆動を行う駆動装置を備えることを特徴としている。
ここで、第１，第２のプロジェクターは、前記回転蛍光板が、モーターにより回転可能な円板の周方向に沿って、前記励起光を蛍光に変換する蛍光体を連続して形成してなるものであることを特徴としている。
また、第１，第２のプロジェクターは、前記固体光源が、前記励起光として青色光を射出し、前記蛍光体が、前記固体光源からの前記青色光を赤色光及び緑色光を含む光に変換することを特徴としている。
或いは、第１，第２のプロジェクターは、前記固体光源が、前記励起光として紫色光又は紫外光を射出し、前記蛍光体が、前記固体光源からの前記紫色光又は前記紫外光を赤色光、緑色光、及び青色光を含む光に変換することを特徴としている。

本発明の第１実施形態によるプロジェクターの要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに設けられる回転蛍光板の構成を示す図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに設けられる回転蛍光板の蛍光体の特性を示す図である。 本発明の第１実施形態において、固体光源のＰＷＭ制御周波数を変化させた場合に生ずるフリッカーの目視判定結果を示す図である。 本発明の第１実施形態によるプロジェクターで用いられる信号を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態によるプロジェクターで用いられる信号を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態によるプロジェクター及びその制御方法について詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態によるプロジェクターの要部構成を示すブロック図である。図１に示す通り、本実施形態のプロジェクター１は、照明装置１０、色分離導光光学系２０、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ（光変調装置）、クロスダイクロイックプリズム４０、投射光学系５０、及び制御装置６０を備えており、外部から入力される画像信号Ｖ１に応じた画像光をスクリーンＳＣＲに向けて投射することによりスクリーンＳＣＲ上に画像を表示する。尚、プロジェクター１は、スクリーンＳＣＲ上に三次元（３Ｄ）の画像を表示可能であるとする。

照明装置１０は、固体光源１１、集光光学系１２、回転蛍光板１３、モーター１４、コリメーター光学系１５、第１レンズアレイ１６、第２レンズアレイ１７、偏光変換素子１８、及び重畳レンズ１９を備えており、赤色光、緑色光、及び青色光を含む白色光を射出する。固体光源１１は、励起光としてレーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図３（ａ）参照）を射出する。

この固体光源１１としては、例えば単一の半導体レーザー素子を備えるもの、或いは面状に配列形成された複数の半導体レーザー素子を備えるものを用いることができる。複数の半導体レーザー素子を備えるものを用いることで、高出力の青色光を得ることができる。また、ここでは、固体光源１１として、発光強度のピークが４４５ｎｍの青色光を射出するものを例に挙げて説明するが、これとは異なる発光強度のピーク（例えば、約４６０ｎｍ）を有するものを用いることもできる。集光光学系１２は、第１レンズ１２ａ及び第２レンズ１２ｂを備えており、固体光源１１と回転蛍光板１３との間の光路上に配設され、固体光源１１から射出された青色光を回転蛍光板１３の近傍の位置に集光する。

回転蛍光板１３は、集光光学系１２で集光された励起光としての青色光の一部を、赤色光及び緑色光を含む蛍光に変換するものであり、モーター１４によって回転自在に支持されている。図２は、本発明の第１実施形態によるプロジェクターに設けられる回転蛍光板の構成を示す図であって、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面矢視図である。図２に示す通り、回転蛍光板１３は、透明な円板１３ａの一面に、単一の蛍光層としての蛍光体１３ｂが円板１３ａの周方向に沿って連続して形成されてなるものである。

円板１３ａは、例えば石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等の青色光を透過する材料を用いて形成されたものである。この円板１３ａの中心部には、モーター１４の回転軸が介挿される穴が形成されている。蛍光体１３ｂは、固体光源１１からの青色光の一部を赤色光及び緑色光を含む光（蛍光）に変換し、且つ、青色光の残りの一部を変換せずに通過させる。この蛍光体１３ｂとしては、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを含有するものを用いることができる。この蛍光体１３ｂは、図２（ｂ）に示す通り、青色光を透過し赤色光及び緑色光を反射するダイクロイック膜１３ｃを介して円板１３ａの一面に形成されている。

図３は、本発明の第１実施形態によるプロジェクターに設けられる回転蛍光板の蛍光体の特性を示す図であって、（ａ）は蛍光体に入射する青色光のスペクトルを示す図であり、（ｂ）は蛍光体で変換された蛍光のスペクトルを示す図である。回転蛍光板１３に形成された蛍光体１３ｂは、図３（ａ）に示すスペクトルを有する青色光（Ｂ）の一部を、図３（ｂ）に示す赤色光（Ｒ）及び緑色光（Ｇ）を含む黄色光（蛍光）に変換する。

ここで、図３（ａ）において符号Ｂで示すのは、固体光源１１が励起光（青色光）として射出する色光成分である。また、図３（ｂ）において符号Ｒで示すのは、蛍光体１３ｂで変換された蛍光のうち赤色光として利用可能な色成分であり、図３（ｂ）において符号Ｇで示すのは、蛍光体１３ｂで変換された蛍光のうち緑色光として利用可能な色成分である。つまり、蛍光体１３ｂに青色光が入射すると、蛍光体１３ｂで変換された赤色光及び緑色光と蛍光体１３ｂを通過した青色光とによって、カラー表示に必要な３つの色光が得られることになる。

以上の構成の回転蛍光板１３は、固体光源１１からの青色光が円板１３ａ側から蛍光体１３ｂに入射するように、蛍光体１３ｂが形成された面を青色光が入射する側とは反対の側に向けて配設される。また、回転蛍光板１３は、モーター１４によって駆動されて回転している状態で、蛍光体１３ｂが形成された領域に青色光が常時入射するように、集光光学系１２の集光位置の近傍に配設される。

回転蛍光板１３は、使用時においてモーター１４によって、例えば３６００〜１２０００ｒｐｍ（６０〜２００Ｈｚ）程度の回転数（回転周波数）で回転駆動される。尚、回転蛍光板１３の直径は５０ｍｍであり、集光光学系１２で集光された青色光の回転蛍光板１３に対する入射位置は、回転蛍光板１３の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた位置に設定されている。つまり、回転蛍光板１３は、青色光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体１３ｂ上を移動するような回転速度でモーター１４により回転駆動される。

図１に戻り、コリメーター光学系１５は、第１レンズ１５ａ及び第２レンズ１５ｂを備えており、回転蛍光板１３からの光を略平行化する。第１レンズアレイ１６は、複数の小レンズ１６ａを有しており、コリメーター光学系１５で略平行化された光を複数の部分光束に分割する。具体的に、第１レンズアレイ１６が有する複数の小レンズ１６ａは、照明光軸ＡＸと直交する面内において、複数行及び複数列に亘ってマトリクス状に配列されている。尚、第１レンズアレイ１６が有する複数の小レンズ１６ａの外形形状は、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。

第２レンズアレイ１７は、第１レンズアレイ１６に設けられた複数の小レンズ１６ａに対応する複数の小レンズ１７ａを有する。つまり、第２レンズアレイ１７が有する複数の小レンズ１７ａは、第１レンズアレイ１６が有する複数の小レンズ１６ａと同様に、照明光軸ＡＸと直交する面内において、複数行及び複数列に亘ってマトリクス状に配列されている。この第２レンズアレイ１７は、重畳レンズ１９とともに、第１レンズアレイ１６が有する各小レンズ１６ａの像を液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。

偏光変換素子１８は、偏光分離層、反射層、及び位相差板（何れも図示省略）を有しており、第１レンズアレイ１６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種類の直線偏光光として射出する。ここで、偏光分離層は、回転蛍光板１３からの光に含まれる偏光成分のうちの一方の直線偏光成分をそのまま透過させ、他方の直線偏光成分を照明光軸ＡＸに垂直な方向に反射する。また、反射層は、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸ＡＸに平行な方向に反射する。更に位相差板は、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する。

重畳レンズ１９は、その光軸が照明装置１０の光軸と一致するように配置されており、偏光変換素子１８からの各部分光束を集光して液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に重畳させる。上述した第１レンズアレイ１６、第２レンズアレイ１７、及び重畳レンズ１９は、固体光源１１からの光を均一化するレンズインテグレーター光学系を構成している。

色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１，２２、反射ミラー２３〜２５、リレーレンズ２６，２７、及び集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを備えており、照明装置１０からの光を赤色光、緑色光、及び青色光に分離して液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにそれぞれ導光する。ダイクロイックミラー２１，２２は、所定の波長領域の光を反射して他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が透明基板上に形成されたミラーである。具体的に、ダイクロイックミラー２１は赤色光成分を通過して緑色光及び青色光成分を反射させ、ダイクロイックミラー２２は緑色光成分を反射して青色光成分を通過させる。

反射ミラー２３は赤色光成分を反射するミラーであり、反射ミラー２４，２５は青色光成分を反射するミラーである。リレーレンズ２６はダイクロイックミラー２２と反射ミラー２４との間に配設され、リレーレンズ２７は、反射ミラー２４と反射ミラー２５との間に配設される。これらリレーレンズ２６，２７は、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するために設けられる。集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、反射ミラー２３で反射された赤色光成分、ダイクロイックミラー２２で反射された緑色光成分、及び反射ミラー２５で反射された青色光成分を、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域にそれぞれ集光する。

ダイクロイックミラー２１を通過した赤色光は、反射ミラー２３で反射され、集光レンズ２８Ｒを介して赤色光用の液晶光変調装置３０Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２で反射され、集光レンズ２８Ｇを介して緑色光用の液晶光変調装置３０Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１で反射されダイクロイックミラー２２を通過した青色光は、リレーレンズ２６、反射ミラー２４、リレーレンズ２７、反射ミラー２５、及び集光レンズ２８Ｂを順に介して青色光用の液晶光変調装置３０Ｂの画像形成領域に入射する。

液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、入射された色光を外部から入力される画像信号に応じて変調して、赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光をそれぞれ生成する。尚、図１では図示を省略しているが、集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂと液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとの間にはそれぞれ入射側偏光板が介在配置されており、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとクロスダイクロイックプリズム４０との間にはそれぞれ射出側偏光板が介在配置されている。

液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、一対の透明なガラス基板の間に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター）をスイッチング素子として備える。上述した不図示の入射側偏光板の各々を介した色光（直線偏光）の偏光方向が、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々に設けられたスイッチング素子のスイッチング動作によって変調されることにより、画像信号に応じた赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光がそれぞれ生成される。

クロスダイクロイックプリズム４０は、上述した不図示の射出側偏光板の各々から射出された画像光を合成してカラー画像を形成する。具体的に、クロスダイクロイックプリズム４０は、４つの直角プリズムを貼り合わせてなる略立方体形状の光学部材であり、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赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。投射光学系５０は、クロスダイクロイックプリズム４０で合成されたカラー画像をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。

制御装置６０は、信号処理部６１、ＰＷＭ信号生成部６２、光源駆動部６３、回転蛍光板駆動部６４、及び液晶駆動部６５を備えており、外部から入力される画像信号Ｖ１の信号処理を行うとともに、信号処理によって得られる各種情報を用いて固体光源１１、回転蛍光板１３（モーター１４）、及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを制御する。尚、本実施形態では、制御装置６０が固体光源１１に対してＰＷＭ制御を行うことにより、固体光源１１から射出される光の光量制御を行っている。

信号処理部６１は、外部から入力される画像信号Ｖ１に対して信号処理を行い、固体光源１１、回転蛍光板１３（モーター１４）、及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを制御するために必要な情報を得る。具体的には、画像信号Ｖ１に基づいて表示されるべき画像の明るさの代表値を示す明るさパラメータを抽出し、固体光源１１を制御するための制御信号Ｃ１として出力する。

また、信号処理部６１は、抽出した明るさパラメータに基づいて画像信号Ｖ１に伸張処理を行い、伸張処理後の画像信号を画像信号Ｖ２として出力する。例えば、画像信号Ｖ１に基づいて表示可能な画像の階調が２５５階調であり、抽出された明るさパラメータが２００階調目の明るさを示すものである場合には、画像信号Ｖ１に対して係数α＝（２５５／２００）を乗算する処理を行う。かかる伸張処理を行うのは、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのダイナミックレンジを最大活かした高コントラストの画像の表示を可能とするためである。

更に、信号処理部６１は、回転蛍光板駆動部６４から出力される回転検出信号（回転蛍光板１３の回転数（モーター１４の回転数）を示す検出信号）をモニターしつつ、回転蛍光板１３（モーター１４）の回転数を制御する回転制御信号Ｃ２を出力する。尚、詳細は後述するが、信号処理部６１は、回転蛍光板１３を回転駆動することによって生ずるフリッカーを防止するために、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数と回転蛍光板１３の回転数とを所定の関係にする制御信号Ｃ１及び回転制御信号Ｃ２を出力する。

ＰＷＭ信号生成部６２は、信号処理部６１から出力される制御信号Ｃ１に基づいて固体光源１１の制御周期内における発光時間と消灯時間との比であるデューティー比を決定し、決定したデューティー比を有するＰＷＭ信号Ｓ１を生成する。具体的に、ＰＷＭ信号生成部６２は、固体光源１１から射出される光の光量とデューティー比との関係を示すテーブル（図示省略）を有しており、このテーブルを用いて制御信号Ｃ１に応じたデューティー比を決定する。

尚、上記の制御周期とは、制御装置６０による固体光源１１のＰＷＭ制御周期であってＰＷＭ制御周波数の逆数である。ここで、ＰＷＭ制御周波数は、スクリーンＳＣＲに表示すべき画像のフレーム周波数（例えば、６０［Ｈｚ］）以上の周波数であり、その上限は例えば数ＭＨｚ程度である。ＰＷＭ制御周波数をフレーム周波数以上の周波数に設定するのは、固体光源１１をＰＷＭ制御することによって生ずるフリッカーを防止するためである。

光源駆動部６３は、ＰＷＭ信号生成部６２で生成されるＰＷＭ信号Ｓ１に基づいて、固体光源１１を駆動する駆動信号Ｄ１を生成する。光源駆動部６３で生成される駆動信号Ｄ１は、ＰＷＭ信号Ｓ１に基づいて周波数、デューティー比、及び位相が規定され、ＰＷＭ信号Ｓ１の信号レベルが「Ｈ（ハイ）」レベルのときの電流が一定であるパルス状の信号であり、固体光源１１に供給される信号である。

回転蛍光板駆動部６４は、回転蛍光板１３（モーター１４）の回転数を検出し、その検出結果を回転検出信号として信号処理部６１に出力する。また、信号処理部６１から出力される制御信号Ｃ２に基づいて回転蛍光板１３（モーター１４）を駆動する駆動信号Ｄ２を生成してモーター１４に出力する。液晶駆動部６５は、信号処理部６１で伸張処理が行われた画像信号Ｖ１から、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々を駆動する駆動信号Ｄ３を生成する。

ここで、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数をＡ［Ｈｚ］とし、回転蛍光板１３（モーター１４）の回転周波数をＢ［Ｈｚ］とすると、信号処理部６１は、以下の（１）〜（３）に示す関係式の何れか１つの関係式を満たす制御信号Ｃ１，Ｃ２を生成して固体光源１１及び回転蛍光板１３を制御する。
Ａ＝Ｂ …（１）
Ａ＝２Ｂ …（２）
｜Ａ−Ｂ｜≧２０且つ｜Ａ−２Ｂ｜≧２０ …（３）

つまり、信号処理部６１は、上記（１）式に示す通り、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数と回転蛍光板１３の回転周波数とが等しくなるように、又は、上記（２）式に示す通り、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が回転蛍光板１３の回転周波数の２倍になるように固体光源１１及び回転蛍光板１３を制御する。或いは、信号処理部６１は、上記（３）に示す通り、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数と回転蛍光板１３の回転周波数との差分の絶対値、又は、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数と回転蛍光板１３の回転周波数の２倍の周波数との差分の絶対値が２０［Ｈｚ］未満とならないように固体光源１１及び回転蛍光板１３を制御する。

信号処理部６１が以上の制御を行うのは、固体光源１１をＰＷＭ制御することによって生ずるフリッカーと、回転蛍光板１３を回転駆動することによって生ずるフリッカーとが干渉することによって、ユーザに視認され得る低周波数成分のフリッカーが生ずるのを防止するためである。ここで、回転蛍光板１３を回転駆動することによって生ずるフリッカーは、蛍光体１３ｂの塗布量の面内ムラ、モーター１４と回転蛍光板１３との取り付け誤差、回転蛍光板１３と固体光源１１との取り付け誤差等の様々な要因により、回転蛍光板１３によって変換される蛍光の強度が回転蛍光板１３の回転角度に応じて変動することで生ずるものであり、ユーザが視認することができない高周波数成分が主体である。

図４は、本発明の第１実施形態において、固体光源のＰＷＭ制御周波数を変化させた場合に生ずるフリッカーの目視判定結果を示す図であって、（ａ）は回転蛍光板の回転周波数が１００［Ｈｚ］である場合の目視判定結果を示す図であり、（ｂ）は回転蛍光板の回転周波数が１５０［Ｈｚ］である場合の目視判定結果を示す図である。尚、図４（ａ），（ｂ）中の文字「ＯＫ」はフリッカーが視認されなかったことを示し、文字「ＮＧ」はフリッカーが視認されたことを示す。

回転蛍光板１３の回転周波数が１００［Ｈｚ］である場合には、図４（ａ）に示す通り、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が回転蛍光板１３の回転周波数の１以上の整数倍の周波数（１００，２００，３００［Ｈｚ］）のときにはフリッカーが視認されていない。これに対し、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が１０１〜１１５［Ｈｚ］，１９０［Ｈｚ］，２０５〜２１０［Ｈｚ］であるときにはフリッカーが視認されている。

次いで、回転蛍光板１３の回転周波数が１５０［Ｈｚ］である場合には、図４（ｂ）に示す通り、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が回転蛍光板１３の回転周波数の１以上の整数倍の周波数（１５０，３００，４５０［Ｈｚ］）のときにはフリッカーが視認されていない。これに対し、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が１５１〜１６５［Ｈｚ］，２９０［Ｈｚ］，３０５〜３１０［Ｈｚ］であるときにはフリッカーが視認されている。

このように、図４（ａ），（ｂ）に示す目視判定結果からは、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が、回転蛍光板１３の回転周波数と等しい場合（Ａ＝Ｂの場合）、或いは、回転蛍光板１３の回転周波数の２倍の周波数である場合（Ａ＝２Ｂの場合）には、フリッカーが視認されていないことが分かる。このため、信号処理部６１は、前述した（１），（２）に示す関係式の何れか一方の関係式が満たされるように固体光源１１及び回転蛍光板１３を制御する。

また、図４（ａ），（ｂ）に示す目視判定結果からは、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が、回転蛍光板１３の回転周波数よりも高く回転蛍光板１３の回転周波数との差分が２０［Ｈｚ］未満である場合（０＜（Ａ−Ｂ）＜２０の場合）、或いは、回転蛍光板１３の回転周波数の２倍の周波数との差分の絶対値が２０［Ｈｚ］未満である場合（｜Ａ−２Ｂ｜＜２０の場合）にフリッカーが視認されていることが分かる。尚、図４（ａ），（ｂ）では図示されていないが、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が、回転蛍光板１３の回転周波数よりも低く回転蛍光板１３の回転周波数との差分が２０［Ｈｚ］未満である場合（−２０＜（Ａ−Ｂ）＜０の場合）もフリッカーが視認される。このため、信号処理部６１は、前述した（３）に示す関係式が満たされるように固体光源１１及び回転蛍光板１３を制御する。

ここで、図４（ａ），（ｂ）に示す通り、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数が回転蛍光板１３の回転周波数又はその２倍の周波数から僅かでもずれると、フリッカーが視認されてしまう。このため、前述した（１），（２）式を満足させるためには、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数及び回転蛍光板１３の回転周波数を厳密に制御する必要がある。これに対し、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数又は回転蛍光板１３の回転周波数が多少ずれても、前述した（３）式が満たされることが多い。このため、前述した（１），（２）式を満足させる制御精度が得られない場合には、前述した（３）式が満たされるように固体光源１１及び回転蛍光板１３を制御するのが望ましい。

信号処理部６１は、例えば固体光源１１のＰＷＭ制御周波数を３Ｄ画像のフレーム周波数（１２０［Ｈｚ］）にする制御信号Ｃ１を生成し、回転蛍光板１３の回転周波数を１６７［Ｈｚ］（１００００ｒｐｍ）にする制御信号Ｃ２を生成する。固体光源１１のＰＷＭ制御周波数及び回転蛍光板１３の回転周波数をこのように設定した場合には、その差分の絶対値が４７Ｈｚとなり、前述した（３）式が満たされる。尚、スクリーンＳＣＲ上に３Ｄ画像を表示するため、液晶駆動部６５は、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々を２４０［Ｈｚ］で駆動する駆動信号Ｄ３を生成する。

次に、上記構成におけるプロジェクター１の動作について説明する。プロジェクター１の電源が投入されると、まず信号処理部６１から回転蛍光板駆動部６４に対して制御信号Ｃ２が出力される。これにより、回転蛍光板駆動部６４で駆動信号Ｄ２が生成されてモーター１４が駆動されることにより、回転蛍光板１３の回転駆動が開始される。回転蛍光板１３の回転駆動が開始されると、信号処理部６１は、回転蛍光板駆動部６４から出力される回転検出信号をモニターしつつ回転制御信号Ｃ２を出力し、回転蛍光板１３の回転周波数が一定値（１６７［Ｈｚ］）となるように制御する。

回転蛍光板１３の回転周波数が一定値になると、信号処理部６１からＰＷＭ信号生成部６２に対して制御信号Ｃ１が出力される。すると、制御信号Ｃ１に基づいたＰＷＭ信号Ｓ１がＰＷＭ信号生成部６２で生成され、このＰＷＭ信号Ｓ１に基づいた駆動信号Ｄ１が光源駆動部６３で生成される。光源駆動部６３で生成された駆動信号Ｄ１は固体光源１１に供給され、固体光源１１は１２０［Ｈｚ］のＰＷＭ制御周波数でＰＷＭ制御される。

尚、ここでは、説明を簡単にするために、回転蛍光板１３の回転周波数が一定値になった直後に固体光源１１をＰＷＭ制御しているが、固体光源１１の制御は、回転蛍光板１３の回転周波数が一定値になった後に画像信号Ｖ１が入力されてから行うようにしても良い。また、回転蛍光板１３の回転周波数が一定になった後に、回転蛍光板１３の回転周波数が大きく減少することがあれば、固体光源１１の制御を停止するのが望ましい。これは、回転蛍光板１３に設けられた蛍光体１３ｂの発熱による効率低下、劣化、及び破壊を防止するためである。

固体光源１１がＰＷＭ制御により駆動されると、固体光源１１から図３（ａ）に示すスペクトルを有する青色光（励起光）が射出される。固体光源１１から射出された青色光は、集光光学系１２で集光されてモーター１４によって回転駆動されている回転蛍光板１３に入射する。回転蛍光板１３に入射した青色光は、その一部が回転蛍光板１３に形成された蛍光体１３ｂによって図３（ｂ）に示す赤色光（Ｒ）及び緑色光（Ｇ）を含む黄色光（蛍光）に変換され、残りが蛍光体１３ｂを通過する。

蛍光体１３ｂを通過した青色光及び蛍光体１３ｂで変換された黄色光（赤色光及び緑色光）は、コリメーター光学系１５で略平行化された後に、第１レンズアレイ１６〜重畳レンズ１９を順次介することにより、均一化されるとともに偏光状態が制御されて白色光として照明装置１０から射出される。照明装置１０から射出された白色光は色分離導光光学系２０によって赤色光、緑色光、及び青色光に分離され、分離された赤色光、緑色光、及び青色光が液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに入射する。

液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに入射した赤色光、緑色光、及び青色光は、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが駆動されることによりそれぞれ変調され、これにより赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光がそれぞれ生成される。ここで、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、信号処理部６１で画像信号Ｖ１に対する伸張処理等を行って得られた画像信号Ｖ２に基づいて生成される駆動信号Ｄ３により２４０［Ｈｚ］の周波数で駆動される。液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂで生成された画像光は、クロスダイクロイックプリズム４０でカラー画像に合成された後に投射光学系５０によりスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射される。これにより、外部から入力される画像信号に応じた画像がスクリーンＳＣＲ上に表示される。

次に、制御装置６０によって行われる固体光源１１及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの制御についてより詳細に説明する。図５は、本発明の第１実施形態によるプロジェクターで用いられる信号を示すタイミングチャートである。尚、図５においては、画像信号Ｖ２に含まれる垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、駆動信号Ｄ３に含まれる画像データ及び走査信号、駆動信号Ｄ１、並びに、３Ｄ画像を鑑賞するためにユーザに着用されるメガネを制御する制御信号（左メガネ制御信号及び右メガネ制御信号）を図示している。尚、以下では、図５に示す各信号について説明した後に、固体光源１１及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの制御の詳細について説明する。

図５に示す通り、画像信号Ｖ２に含まれる垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）は、周波数が１２０［Ｈｚ］であって、１周期の長さＴ１が８．３３［ｍｓｅｃ］の信号である。これは、スクリーンＳＣＲ上に３Ｄ画像を表示するため、左目用の画像光と右目用の画像光とを毎秒６０フレーム分ずつスクリーンＳＣＲ上に投射する必要があるからである。また、駆動信号Ｄ３に含まれる画像データは、左目用の画像データ「Ｌ」と右目用の画像データ「Ｒ」とが垂直同期信号の周期毎に交互に現れるデータである。

走査信号は、垂直同期信号の１周期の間に、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々を２回順次走査する信号である。尚、図５においては、走査信号そのものを図示している訳ではなく、理解を容易にするために、走査信号による液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの走査位置を示している。具体的に、図５に示す走査信号を示すグラフについては、その縦軸に液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの走査位置をとり、横軸に時間をとっている。液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが順次走査される場合には、走査が開始される位置と時間との関係が符号Ｌ１，Ｌ２を付した斜線のように表される。

以上の走査信号によって、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々において、左目用の画像が垂直同期信号の１周期の間に２回走査され、続いて右目用の画像が垂直同期信号の１周期の間に２回走査されることになる。このような走査を行うのは、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々を順次走査するときに、左目用の画像と右目用の画像とが混在するのを防止するためである。

つまり、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々を順次走査する場合には、例えば、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの上部において右目用の画像の走査が開始されても、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの下部には左目用の画像データが保持されたままであり、左目用の画像と右目用の画像とが混在する状況が生ずる。このような混在した画像がユーザに知覚されると違和感のある３Ｄ画像になってしまう。よって、かかる状況を防止すべく、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々を２回順次走査することとしている。

駆動信号Ｄ１は、固体光源１１を駆動する信号であって、制御信号Ｃ１に基づいて決定されたデューティー比を有するＰＷＭ信号Ｓ１に基づいて生成された信号である。この駆動信号Ｄ１は、図５に示す通り、垂直同期信号の周期毎に、走査信号により２回目の走査が開始された後に立ち上がって、フレーム終了時に立ち下がる信号である。尚、駆動信号Ｄ１の立ち上がり時点は、制御信号Ｃ１に基づいて決定されたデューティー比に応じて変化する。

左メガネ制御信号及び右メガネ制御信号は、ユーザに着用されるメガネの左目側に位置する部分（左メガネ）及び右目側に位置する部分（右メガネ）の透過率をそれぞれ制御する信号であって信号処理部６１から出力される信号である。左メガネ制御信号は、スクリーンＳＣＲ上に左目用の画像光が投射されるときに左メガネの透過率を高めて左メガネを開状態にし、右目用の画像光が投射されるときに左メガネの透過率を低下させて左メガネを閉状態にする。右メガネ制御信号は、左メガネ制御信号とは逆に、スクリーンＳＣＲ上に左目用の画像光が投射されるときに右メガネの透過率を低下させて右メガネを閉状態にし、右目用の画像光が投射されるときに右メガネの透過率を高めて右メガネを開状態にする。

ここで、図５に示す通り、左メガネ制御信号及び右メガネ制御信号は何れも、走査信号により２回目の走査が開始される前に立ち上がって、フレーム終了時に立ち下がる信号である。２回目の走査が開始される前に立ち上がる左メガネ制御信号及び右メガネ制御信号を用いるのは、左メガネ及び右メガネの応答速度を考慮したためである。また、フレーム終了時に立ち下がる左メガネ制御信号及び右メガネ制御信号を用いるのは、左目用の画像と右目用の画像とが混在してユーザに知覚されるのを防止するためである。

以上説明した図５に示す左目用の画像データ「Ｌ」と走査信号とが含まれる駆動信号Ｄ３が液晶駆動部６５から出力されると、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々において、左目用の画像の１回目の走査が開始される。左目用の画像の１回目の走査が開始されてから終了するまでの所定のタイミングで、信号処理部６１から不図示のユーザに着用されるメガネに対し、左メガネ制御信号が出力されて左メガネが開状態になる。尚、上記メガネに対して右メガネ制御信号は出力されないため右メガネは閉状態のままである。

ここで、図５に示す通り、左目用の画像の１回目の走査時には駆動信号Ｄ１が出力されないため、固体光源１１から青色光は射出されない。よって、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光の何れも生成されず、スクリーンＳＣＲ上に画像は表示されない。このため、左メガネが開状態であっても左目用の画像がユーザに知覚されることはない。

左目用の画像の１回目の走査が終了すると、続いて左目用の画像の２回目の走査が開始される。尚、１回目の走査が終了すると、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂには、左目用の画像データのみが保持された状態となる。２回目の走査が開始されると、光源駆動部６３から固体光源１１に対して所定のタイミングで駆動信号Ｄ１が出力され、これにより固体光源１１からは駆動信号Ｄ１のデューティー比に応じた光量を有する青色光が射出される。固体光源１１からの青色光は、前述した通り、一部が蛍光体１３ｂで黄色光（赤色光及び緑色光）に変換され、残りが蛍光体１３ｂを通過する。

これらの色光が液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに入射すると、左目用の画像に応じた赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光が生成されてスクリーンＳＣＲ上に投射される。これにより、スクリーンＳＣＲ上には左目用の画像が表示される。このとき、ユーザに着用されたメガネは、左メガネが開状態であり右メガネが閉状態であるため、スクリーンＳＣＲ上に表示された左目用の画像がユーザの左目にのみ知覚される。左目用の画像の２回目の走査が終了すると、駆動信号Ｄ１及び左メガネ制御信号の双方が立ち下がり、固体光源１１からの青色光の射出が停止されるとともに、左メガネが閉状態にされる。

また、左目用の画像の２回目の走査が終了すると、図５に示す右目用の画像データ「Ｒ」と走査信号とが含まれる駆動信号Ｄ３が液晶駆動部６５から出力され、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々において、右目用の画像の１回目の走査が開始される。右目用の画像の１回目の走査が開始されてから終了するまでの所定のタイミングで、信号処理部６１から不図示のユーザに着用されるメガネに対し、右メガネ制御信号が出力されて右メガネが開状態になる。尚、上記メガネに対して左メガネ制御信号は出力されないため左メガネは閉状態のままである。

ここで、左目用の画像の１回目の走査時と同様に、右目用の画像の１回目の走査時には駆動信号Ｄ１が出力されないため、固体光源１１から青色光は射出されない。よって、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂによって赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光の何れも生成されず、スクリーンＳＣＲ上に画像は表示されない。このため、右メガネが開状態であっても右目用の画像がユーザに知覚されることはない。

右目用の画像の１回目の走査が終了すると、続いて右目用の画像の２回目の走査が開始される。尚、１回目の走査が終了すると、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂには、右目用の画像データのみが保持された状態となる。２回目の走査が開始されると、光源駆動部６３から固体光源１１に対して所定のタイミングで駆動信号Ｄ１が出力され、これにより固体光源１１からは駆動信号Ｄ１のデューティー比に応じた光量を有する青色光が射出される。固体光源１１からの青色光は、前述した通り、一部が蛍光体１３ｂで黄色光（赤色光及び緑色光）に変換され、残りが蛍光体１３ｂを通過する。

これらの色光が液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに入射すると、右目用の画像に応じた赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光が生成されてスクリーンＳＣＲ上に投射される。これにより、スクリーンＳＣＲ上には右目用の画像が表示される。このとき、ユーザに着用されたメガネは、右メガネが開状態であり左メガネが閉状態であるため、スクリーンＳＣＲ上に表示された右目用の画像がユーザの右目にのみ知覚される。右目用の画像の２回目の走査が終了すると、駆動信号Ｄ１及び右メガネ制御信号の双方が立ち下がり、固体光源１１からの青色光の射出が停止されるとともに、右メガネが閉状態にされる。

右目用の画像の２回目の走査が終了すると、図５に示す左目用の画像データ「Ｌ」と走査信号とが含まれる駆動信号Ｄ３が液晶駆動部６５から出力され、同様に走査が開始される。以下、図５に示す通り、左目用の画像データ「Ｌ」と走査信号とが含まれる駆動信号Ｄ３、及び、右目用の画像データ「Ｌ」と走査信号とが含まれる駆動信号Ｄ３が垂直同期信号の周期毎に交互に出力され、同様の動作が行われる。

以上の通り、本実施形態では、固体光源１１のＰＷＭ制御周波数と回転蛍光板１３の回転周波数とが前述した（１）〜（３）に示す関係式の何れか１つの関係式を満たすように、信号処理部６１が制御信号Ｃ１，Ｃ２を生成して固体光源１１及び回転蛍光板１３を制御している。このため、固体光源１１をＰＷＭ制御するとともに回転蛍光板１３を回転駆動することによって生じ得るフリッカーの発生を防止することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態によるプロジェクターについて説明する。本実施形態のプロジェクターの全体構成は、図１に示すプロジェクター１とほぼ同様である。但し、本実施形態のプロジェクターは、固体光源１１に対するＰＷＭ制御を行わずに固体光源１１を連続駆動する点、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂのディジタル駆動を行う点、及び回転蛍光板１３の回転周波数と液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数との関係を所定の関係に維持する制御を行う点において図１に示すプロジェクターとは相違する。

つまり、本実施形態のプロジェクターは、図１に示すＰＷＭ信号生成部６２及び光源駆動部６３を、固体光源１１を連続駆動する光源駆動部に代え、液晶駆動部６５を、ディジタル駆動が可能な液晶駆動部に代え、信号処理部６１を、回転蛍光板１３の回転周波数と液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数との関係を所定の関係に維持する制御を行う信号処理部に代えた構成である。尚、本実施形態のプロジェクターも、図１に示すプロジェクター１と同様に３Ｄ画像の表示が可能であるが、以下では説明を簡単にするために２次元（２Ｄ）画像を表示する場合を例に挙げて説明する。

ここで、ディジタル駆動とは、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに対し、スクリーンＳＣＲに表示すべき画像の階調に応じて回転蛍光板１３からの光（赤色光、緑色光、又は青色光）を透過させる時間と透過させない時間との比率を変える駆動を行う駆動方法をいう。つまり、図１に示すプロジェクター１のように、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの透過率を変えることによって画像の階調を表現する駆動方法ではなく、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを透過する光の時間的な積分効果によって画像の階調を表現する駆動方法である。

回転蛍光板１３（モーター１４）の回転周波数をＢ［Ｈｚ］とし、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数をＣ［Ｈｚ］とし、ｎを１以上の整数とすると、制御装置６０に設けられる信号処理部は、以下の（４），（５）に示す関係式の何れか一方の関係式を満たす制御信号を生成して回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを制御する。
ｎ×Ｃ＝２Ｂ …（４）
｜（ｎ／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０ …（５）

つまり、信号処理部は、上記（４）式に示す通り、回転蛍光板１３の回転数が液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数の（ｎ／２）倍に等しくなるように回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを制御する。或いは、信号処理部は、上記（５）に示す通り、回転蛍光板１３の回転周波数と液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数の（ｎ／２）倍の周波数の差分の絶対値が２０［Ｈｚ］未満とならないように回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを制御する。

尚、上記（５）式は、｜（１／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０且つ｜（２／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０且つ｜（３／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０且つ…且つ｜（ｎ／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０なる関係式が満たされるように回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが制御されるという意味である。言い換えると、上記（５）式は、｜（１／２）×Ｃ−Ｂ｜＜２０又は｜（２／２）×Ｃ−Ｂ｜＜２０又は｜（３／２）×Ｃ−Ｂ｜＜２０又は…｜（ｎ／２）×Ｃ−Ｂ｜＜２０なる関係式が満たされないように回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが制御されるという意味である。

信号処理部が以上の制御を行うのは、回転蛍光板１３を回転駆動することによって生ずるフリッカーと、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂをディジタル駆動することによって生ずるフリッカーとが干渉することによって、ユーザに視認され得る低周波数成分のフリッカーが生ずるのを防止するためである。ここで、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂをディジタル駆動することによって生ずるフリッカーには、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数の整数倍（１以上の整数倍）の周波数成分が含まれる。このため、上記（５）式に示す通り、回転蛍光板１３の回転周波数と（ｎ／２）×Ｃなる式で示される周波数との差分の絶対値が２０［Ｈｚ］未満とならないように信号処理部は回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを制御する。

ここで、上述した液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数Ｃは、スクリーンＳＣＲに表示すべき画像のフレーム周波数に等しい周波数である。例えば、スクリーンＳＣＲにＮＴＳＣ（National Television System Committee）規格の２Ｄ画像を表示する場合には、駆動周波数Ｃはフレーム周波数と同じ６０［Ｈｚ］に設定される。また、スクリーンＳＣＲ上に３Ｄ画像を表示する場合には、駆動周波数Ｃは１２０［Ｈｚ］に設定される。

次に、本実施形態のプロジェクターの動作について説明する。尚、本実施形態のプロジェクターは、固体光源１１及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動方法が変更された点が大まかに異なり、他の動作は基本的には図１に示すプロジェクター１と同様であるため、以下では回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの制御を主に説明する。図６は、本発明の第２実施形態によるプロジェクターで用いられる信号を示すタイミングチャートである。

図６においては、画像信号Ｖ２に含まれる垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、駆動信号Ｄ３に含まれる画像データ、走査信号、及びＳＦコードに加えて、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの最上部から射出される光の光強度を図示している。尚、以下では、図６に示す各信号について説明した後に、回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの制御について説明する。

図６に示す通り、画像信号Ｖ２に含まれる垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）は、周波数が６０［Ｈｚ］であって、１周期の長さＴ２が１６．６７［ｍｓｅｃ］の信号である。これは、前述したＮＴＳＣ規格の２Ｄ画像を表示する場合のフレーム周波数である。また、駆動信号Ｄ３に含まれる画像データは、フレーム毎の画像データが時系列順に並んだデータである。

走査信号は、垂直同期信号の１周期の間に、予め定められた時間間隔における液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの走査（第１〜第６番目の走査）を２回繰り返させる信号である。このように、垂直同期信号の１周期の間に同様の走査を２回繰り返すのは、走査時の極性を反転するためである。尚、図６示す走査信号は、図５に示す走査信号と同様に、走査信号そのものを図示している訳ではなく、走査信号によって走査が開始される液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの走査位置を示している。走査信号によって液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが走査される時間間隔は、例えば２のべき乗（２_ｎ）の時間間隔に設定されている。

つまり、第１番目の走査が開始されてから第２番目の走査が開始されるまでの時間を「１」とすると、第２番目の走査が開始されてから第３番目の走査が開始されるまでの時間は「２」に設定され、第３番目の走査が開始されてから第４番目の走査が開始されるまでの時間は「４」に設定されている。同様に、第４番目の走査が開始されてから第５番目の走査が開始されるまでの時間は「８」に設定され、第５番目の走査が開始されてから第６番目の走査が開始されるまでの時間は「１６」に設定されている。尚、第６番目の走査が開始されてから次の走査（２回目の走査の第１番目の走査）が開始されるまでの時間は「３２」に設定されている。

以上の走査信号によって走査が開始される位置と時間との関係は、１回目の走査が図６中の符号Ｌ１１〜Ｌ１６を付した斜線で示され、２回目の走査が図６中の符号Ｌ２１〜Ｌ２６を付した斜線で示される。尚、図６に示す例では、垂直同期信号の１周期の間に、予め定められた時間間隔における６回分の走査を２回繰り返す例を図示しているが、他の走査方法を用いることもできる。例えば、１回目における走査数を増やして繰り返しを省略するといった走査方法や、１回目における走査数を減じて繰り返し回数を増やすといった走査方法を用いることができる。

ＳＦコードは、階調を表現するためのコードであって、以上の走査信号による各走査時に、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの透過率を高めるか（開状態にするか）又は透過率を低下させるか（閉状態にするか）を規定するコードである。尚、図６に示すＳＦコードは、説明を簡単にするために、垂直同期信号の各周期において、１回目及び２回目の走査における第１〜第５番目の走査時に液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを開状態にし、第６番目の走査時に液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを開状態にするコードである。

尚、図６に示す走査信号及びＳＦコードが用いられる場合には、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの最上部から射出される光の強度は、垂直同期信号の各周期において、１回目及び２回目における第１番目の走査が開始された時点から徐々に大きくなり、第６番目の走査が開始された時点から徐々に小さくなる変化を示す。このように、光強度が徐々に変化するのは、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの応答速度のためである。

以上説明した図６に示す画像データ、走査信号、及びＳＦコードが含まれる駆動信号Ｄ３が制御装置６０の液晶駆動部から出力されると、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々において１回目の走査が開始される。ここで、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、周波数が６０［Ｈｚ］であるフレーム周波数を基準として駆動され、回転蛍光板１３の回転周波数は、例えば１５０［Ｈｚ］に設定される。かかる設定では、前述した（４）式及び（５）式が満足され、視認され得るフリッカーが防止される。

１回目の走査において、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、前述した時間間隔で合計６回走査されることになる。ここで、図６に示すＳＦコードは、第１〜第５番目の走査時において「Ｈ」レベルであり、第６番目の走査時において「Ｌ」レベルになるコードである。このため、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの最上部から射出される光の強度は、図６に示す通り、第１番目の走査が開始された時点から徐々に大きくなり、第６番目の走査が開始された時点から徐々に小さくなる変化を示す。

液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ対する１回目の走査が終了すると、極性を反転した上で、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂに対する２回目の走査が開始される。この２回目の走査においても、１回目の走査と同様の時間間隔で、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂが合計６回走査される。尚、２回目の走査で用いられるＳＦコードは、１回目の走査で用いられるＳＦコードと同じであるため、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの最上部から射出される光の強度は、図６に示す通り、第１番目の走査が開始された時点から徐々に大きくなり、第６番目の走査が開始された時点から徐々に小さくなる変化を示す。以下、垂直同期信号の各周期において同様の動作が行われ、入力される画像信号に応じた２Ｄ画像がスクリーンＳＣＲに表示される。

以上の通り、本実施形態では、回転蛍光板１３の回転周波数と液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの駆動周波数とが前述した（４），（５）に示す関係式の何れか一方の関係式を満たすように、制御装置６０が回転蛍光板１３及び液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを制御している。このため、回転蛍光板１３を回転駆動するとともに、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂをディジタル駆動することによって生じ得るフリッカーの発生を防止することができる。

以上、本発明の実施形態によるプロジェクターについて説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、以下に示す変形例が可能である。

（１）上記実施形態では、光変調装置として液晶光変調装置を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像信号に応じて入射光を変調するものであればよく、ライトバルブやマイクロミラー型光変調装置等を用いても良い。マイクロミラー型光変調装置としては、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）やＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等を用いることができる。

（２）上記実施形態では、励起光としての青色光を射出する固体光源１１と、固体光源１１からの青色光の一部を赤色光及び緑色光に変換する回転蛍光板１３とを備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、励起光として紫色光又は紫外光を射出する固体光源と、紫色光又は紫外光から赤色光、緑色光、及び青色光を含む色光を生成する回転蛍光板とを備える構成であってもよい。

（３）上記実施形態では、プロジェクターとして透過型のプロジェクターを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターにも本発明を適用することができる。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調装置が光を透過すものであることを意味し、「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調装置が光を反射するものであることを意味する。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。

（４）上記実施形態では、３つの液晶光変調装置を用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１つ、２つ、又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。
（５）本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクターに適用することも、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型プロジェクターに適用することも可能である。

１…プロジェクター、１１…固体光源、１３…回転蛍光板、１３ａ…円板、１３ｂ…蛍光体、１４…モーター、３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…液晶光変調装置、５０…投射光学系、６０…制御装置、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (12)

1. プロジェクターであって、
   励起光を射出する固体光源と、
   前記励起光を蛍光に変換する回転蛍光板と、
   該回転蛍光板からの光を変調する光変調装置と、
   該光変調装置で変調された光を投射する投射光学系と、
   モーターと、を備え、
   前記回転蛍光板は、
   前記モーターにより回転可能な円板と、
   前記円板の周方向に沿って形成され、前記励起光を少なくとも第１の色光と第２の色光とを含む蛍光に変換する単一の蛍光体と、を含み、
   前記回転蛍光板の回転周波数をＢ［Ｈｚ］とし、前記光変調装置の駆動周波数をＣ［Ｈｚ］とし、ｎを１以上の整数とすると、
   ｎ×Ｃ＝２Ｂなる関係式と、
   ｜（ｎ／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０なる関係式と
   の何れか一方の関係式を満たすように、前記回転蛍光板及び前記光変調装置を制御する制御装置を備えることを特徴とするプロジェクター。
2. 前記回転蛍光板からの光から、第１の色光及び第２の色光を分離する色分離導光光学系を備えており、
   前記光変調装置は、前記第１の色光を変調する第１の光変調装置と、前記第２の色光を変調する第２の光変調装置とを備える
   ことを特徴とする請求項１記載のプロジェクター。
3. 前記光変調装置の駆動周波数は、表示すべき画像のフレーム周波数に等しい周波数であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプロジェクター。
4. 前記光変調装置に対し、表示すべき画像の階調に応じて前記回転蛍光板からの光を透過させる時間と透過させない時間との比率を変えるディジタル駆動を行う駆動装置を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記固体光源は、前記励起光として青色光を射出し、
   前記蛍光体は、前記固体光源からの前記青色光を赤色光及び緑色光を含む光に変換する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のプロジェクター。
6. 前記固体光源は、前記励起光として紫色光又は紫外光を射出し、
   前記蛍光体は、前記固体光源からの前記紫色光又は前記紫外光を赤色光、緑色光、及び青色光を含む光に変換する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のプロジェクター。
7. 励起光を射出する固体光源と、前記励起光を蛍光に変換する回転蛍光板と、該回転蛍光板からの光を変調する光変調装置と、該光変調装置で変調された光を投射する投射光学系と、モーターとを備えるプロジェクターの制御方法であって、
   前記回転蛍光板は、前記モーターにより回転可能な円板と、前記円板の周方向に沿って形成され、前記励起光を少なくとも第１の色光と第２の色光とを含む蛍光に変換する単一の蛍光体とを含み、
   前記回転蛍光板の回転周波数をＢ［Ｈｚ］とし、前記光変調装置の駆動周波数をＣ［Ｈｚ］とし、ｎを１以上の整数とすると、
   ｎ×Ｃ＝２Ｂなる関係式と、
   ｜（ｎ／２）×Ｃ−Ｂ｜≧２０なる関係式と
   の何れか一方の関係式を満たすように、前記回転蛍光板及び前記光変調装置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。
8. 前記回転蛍光板からの光から、第１の色光及び第２の色光を色分離導光光学系によって分離し、
   前記第１の色光を前記光変調装置の第１の光変調装置によって変調し、前記第２の色光を前記光変調装置の第２の光変調装置によって変調する
   ことを特徴とする請求項７記載のプロジェクターの制御方法。
9. 前記光変調装置の駆動周波数は、表示すべき画像のフレーム周波数に等しい周波数であることを特徴とする請求項７又は請求項８記載のプロジェクターの制御方法。
10. 前記光変調装置に対し、表示すべき画像の階調に応じて前記回転蛍光板からの光を透過させる時間と透過させない時間との比率を変えるディジタル駆動を行うことを特徴とする請求項７から請求項９の何れか一項に記載のプロジェクターの制御方法。
11. 前記固体光源は、前記励起光として青色光を射出し、
    前記蛍光体は、前記固体光源からの前記青色光を赤色光及び緑色光を含む光に変換する
    ことを特徴とする請求項７から請求項１０の何れか一項に記載のプロジェクターの制御方法。
12. 前記固体光源は、前記励起光として紫色光又は紫外光を射出し、
    前記蛍光体は、前記固体光源からの前記紫色光又は前記紫外光を赤色光、緑色光、及び青色光を含む光に変換する
    ことを特徴とする請求項７から請求項１０の何れか一項に記載のプロジェクターの制御方法。

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