JP7023725B2 - 投写型表示装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、投写型表示装置およびその制御方法に関する。

従来、レーザダイオード（ＬＤ）等の固体光源と固体光源からの光の一部（励起光）により励起されて励起光とは波長が異なる光を発する（すなわち、光の波長変換を行う）蛍光体とを有する光源装置を用いたプロジェクタが知られている。このような光源装置は、例えば複数の青色ＬＤを有する光源ユニットと、基板の上に青色光を励起光として緑色と赤色を含む光を発する蛍光層を持つ蛍光素子とを備えている。青色ＬＤからの光の一部を励起光として用い、励起光以外の光が蛍光素子を透過または反射することで、蛍光素子から青色、緑色、赤色光が発せられ、３原色を得ることができる。

特許文献１には、回転蛍光板（蛍光素子）の回転駆動により生じるフリッカの発生を防止するため、回転蛍光板の回転周波数と表示パネルの駆動周波数との関係が所定の条件を満たすように回転蛍光板の回転周波数を設定するプロジェクタが開示されている。

特開２０１２－１０３３９８号公報

ところで、蛍光素子の長寿命化のためには、蛍光素子の回転周波数を高めて温度を低下させる必要がある。また、蛍光素子の回転により発生する騒音を低減する必要もある。しかしながら、特許文献１には、蛍光素子の長寿命化および騒音の低減を両立するための構成が開示されていない。

そこで本発明は、蛍光素子の長寿命化および騒音の低減を両立することが可能な投写型表示装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての投写型表示装置は、第１波長の光を出射する光源からの前記光を前記第１波長とは異なる第２波長の光に変換する波長変換手段と、前記波長変換手段からの光を変調する画像表示素子と、前記波長変換手段を回転させる回転手段と、前記回転手段の回転周波数を制御する制御手段と、温度に関する情報を検知する検知手段とを有し、前記制御手段は、前記温度に関する情報に応じて前記回転周波数を変更し、前記温度に関する情報が第１の閾値よりも低い第１の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を第１の回転周波数に設定し、前記温度に関する情報が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値よりも高い第２の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を前記第１の回転周波数よりも高い第２の回転周波数に設定し、前記第１の温度に関する情報が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を維持し、前記第３の温度に関する情報が前記第２の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を前記第２の回転周波数に設定し、前記第２の温度に関する情報が前記第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を維持し、前記第３の温度に関する情報が前記第１の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を前記第１の回転周波数に設定する。

本発明の他の側面としての投写型表示装置の制御方法は、第１波長の光を出射する光源からの前記光を前記第１波長とは異なる第２波長の光に変換する波長変換手段を回転させるステップと、前記波長変換手段の温度に関する情報を検知するステップと、前記温度に関する情報に応じて前記波長変換手段の回転周波数を変更するステップとを有し、前記回転周波数を変更するステップにおいて、前記温度に関する情報が第１の閾値よりも低い第１の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を第１の回転周波数に設定し、前記温度に関する情報が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値よりも高い第２の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を前記第１の回転周波数よりも高い第２の回転周波数に設定し、前記第１の温度に関する情報が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を維持し、前記第３の温度に関する情報が前記第２の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を前記第２の回転周波数に設定し、前記第２の温度に関する情報が前記第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を維持し、前記第３の温度に関する情報が前記第１の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を前記第１の回転周波数に設定する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、蛍光素子の長寿命化および騒音の低減を両立することが可能な投写型表示装置を提供することができる。

各実施形態における投写型表示装置の動作を示すフローチャートである。 各実施形態における投写型表示装置のブロック図である。 各実施形態におけるダイクロイック偏光ビームスプリッタの波長特性図である。 各実施形態における励起光と蛍光の波長分布図である。 各実施形態における蛍光素子の構成図である。 各実施形態における蛍光素子の光応答波形図である。 各実施形態における光変調素子の光応答波形図である。 各実施形態におけるビートの評価結果を示す図である。 各実施形態における蛍光素子の回転周波数と投写型表示装置の騒音との関係を示す図である。 各実施形態における蛍光素子の回転周波数と蛍光素子の温度との関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
まず、図２を参照して、本発明の第１の実施形態におけるプロジェクタ（投写型表示装置）２の構成について説明する。図２は、プロジェクタ２のブロック図である。図２において、１は光源装置である。光源装置１は、光源１０、コリメータレンズ系１１、ダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２、コンデンサレンズ系２０、蛍光素子（波長変換素子）３０、回転モータ（回転手段）４０、温度センサ（検知手段）３５、および、制御部（制御手段）４５を有する。光源１０は、レーザダイオード（ＬＤ）を有するＬＤ光源（固体光源）である。コリメータレンズ系１１は正のパワーを有し、コリメータレンズ系１１には光源１０からの出射光（励起光）が入射する。コンデンサレンズ系２０は、コンデンサレンズ２１、２２を有する。温度センサ３５は、蛍光素子３０の温度を検知する。回転モータ４０は、軸Ｏを中心として蛍光素子３０を回転させる。制御部４５は、温度センサ３５により検知された温度に基づいて蛍光素子３０の回転周波数を制御する。

なお、図２において、コリメータレンズ系１１またはコンデンサレンズ系２０の光軸方向（軸Ｏに沿った方向）をｚ軸方向する。また、ｚ軸方向と直交し、ダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２の偏光分離面の法線およびｚ軸方向と平行な断面に平行な方向をｙ軸方向、ｚ軸方向およびｙ軸方向に直交する方向をｘ軸方向とする。

まず、光源装置１がＲＧＢの各色の光束を出射する原理について説明する。光源１０からの励起光（青色光）は、発散光としてコリメータレンズ系１１に入射し、正のパワーを有するコリメータレンズ系１１によって平行光としてダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２に入射する。

図３は、ダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２の波長特性図である。図３において、横軸は光の波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（％）をそれぞれ示している。図３に示されるように、ダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２は、光源１０からの励起光の波長帯域の光（青色光）に関しては、Ｐ偏光光（図３中の破線）を透過させてＳ偏光光（図３中の実線）を反射する偏光ビームスプリッタとして作用する。またダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２は、それ以外の波長帯域の光（緑色光、赤色光）に関しては、偏光方向に依らずに反射するダイクロイックミラーとして作用する。

光源１０からの光は、Ｐ偏光光（ｙｚ断面に平行な方向に振動している偏光光）であるため、ダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２を透過してコンデンサレンズ系２０を介して蛍光素子３０へ入射する。蛍光素子３０は、光源１０からの第１波長の光の一部を、第１波長とは異なる第２波長の光に変換し、光源１０からの光の波長と等しい非変換光（第１の波長の光）と、変換光（第２の波長の光）とを出射する光学素子である。なお、蛍光素子３０の具体的な構成は後述の通りである。

図４は、励起光と蛍光光の波長分布図である。図４において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（ａ．ｕ．）をそれぞれ示している。本実施形態において、非変換光は青色帯域の光（青色光）であり、変換光は緑色帯域の光（緑色光）および赤色帯域の光（赤色光）である。図４に示されるように、光源１０からの励起光（第１の波長の光）は、中心波長が４４５ｎｍの青色帯域の光であり、蛍光素子３０からの蛍光光（第２の波長の光）は緑色帯域の光および赤色帯域の光である。蛍光素子３０から出射する光は、その偏光方向が乱れた状態であるため、蛍光素子３０からの非変換光のうちＳ偏光光および変換光はダイクロイック偏光ビームスプリッタ１２で反射されて、後段の系に向かう。このような原理により、光源装置１は後段の系にＲＧＢの光を導くことが可能となる。

次に、図５を参照して、蛍光素子３０の構成について説明する。図５は、蛍光素子３０の構成図である。図５に示されるように、蛍光素子３０は、入射側（紙面上側）から出射側（紙面下側）へ順に、散乱層（第１の散乱層）３２、蛍光層（波長変換層）３１、および、反射素子（基板部）３３を配置（積層）して構成されている。蛍光層３１は、光源１０からの光束の一部を光源１０からの光束とは波長が異なる蛍光光（変換光）に変換するとともに、光源１０からの光束と波長が同じ非変換光と蛍光光とを射出する。散乱層３２は、光源１０からの光束および蛍光層３１からの光束を散乱させる。反射素子３３は、蛍光層３１からの光束を反射する。

蛍光素子３０は、蛍光素子３０の中心（軸Ｏ）の周りに回転する回転モータ４０に固定されている。光源１０からの光が蛍光素子３０に照射されている間、回転モータ４０により蛍光素子３０は回転される。これは、蛍光層３１の特定の位置に光源１０からの光が連続して照射されることで、蛍光層３１が劣化することを防ぐためである。蛍光素子３０が回転することにより、蛍光層３１に連続的に光が照射されることなく、かつ蛍光層３１の温度が低下するため、蛍光層３１の劣化を防ぐことが可能となる。

一方、蛍光素子３０が回転することにより、蛍光素子３０の蛍光層３１の周方向における光学特性のばらつきや厚みのばらつき、および、散乱層３２の周方向における厚みのばらつきなどによる散乱量のばらつき、更には反射素子３３の反りなどが生じる。その結果、蛍光素子３０から反射される蛍光光は、周期的な変化を示す。図６は、蛍光素子３０の光応答波形図である。図６において、横軸は時間（ｓ）、縦軸は光強度をそれぞれ示している。図６に示されるように、蛍光光の強度は、蛍光素子３０の回転周波数に応じて（周期的に）変化している。

温度センサ３５は、蛍光素子３０の温度を検知（モニタ）する。温度センサ３５は、蛍光素子３０に直接取り付けられているか、または間接的に蛍光素子３０の温度を検知するように設けられていてもよい。本実施形態において、好ましくは、蛍光素子３０の温度は１５０℃以下である。より好ましくは、蛍光素子３０の温度は１２０℃以下である。

図２に示されるように、プロジェクタ２は、光源装置１に加えて、光源装置１からの光を入射する照明光学系α、色分離合成系１４、光変調素子（画像表示素子または表示パネル）５０、および、投写光学系（投写レンズ）６０を有する。色分離合成系１４は、照明光学系αからの光を光変調素子５０に導き、光変調素子５０からの光を投写光学系６０に導く。照明光学系αは、偏光変換素子１３、コンデンサレンズ２３、および、不図示の第１フライアイレンズと第２フライアイレンズとを有する。

光源装置１からの光は、ｐ偏光とｓ偏光とが混在した光であり、偏光変換素子１３を通過することでｐ偏光に揃えられてコンデンサレンズ２３へ導かれる。コンデンサレンズ２３により集光された光は、色分離合成系１４の偏光ビームスプリッタを透過して光変調素子５０へ導入される。その光は画像信号に従って光変調素子５０でＳ偏光に変調され、変調されたＳ偏光の光は色分離合成系１４の偏光ビームスプリッタで反射し、投写光学系６０へ導かれ、不図示のスクリーンなどに拡大されて投影される。

なお、図２には１つの光変調素子５０のみが示されているが、実際には色分離合成系１４の周囲にはＲＧＢの各色用の合計３つの光変調素子が設けられている。色分離合成系１４は、不図示のダイクロイックミラー、偏光ビームスプリッタ、合成プリズムを用いて照明光学系αからの光束を波長ごとに分離して各色用の光変調素子に導く。また色分離合成系１４は、各色用の光変調素子で変調された光を合成して投写光学系６０へ導く。すなわち色分離合成系１４は、照明光学系αからの光束を光変調素子５０に導くとともに、光変調素子５０で変調された光束を投写光学系６０に導く。

本実施形態において、光変調素子５０は液晶パネルであり、デジタル駆動により動作する表示パネルである。デジタル駆動とは、１フレームの画像を表示する期間内にＯＮとＯＦＦとを繰り返し、１フレームの間のＯＮの時間の長さにより階調を表現する駆動方式である。図７は、ある階調を表示した際における光変調素子（液晶パネル）５０の光応答波形図である。図７において、横軸は時間（ｓ）、縦軸は光強度をそれぞれ示している。図７に示されるように、駆動周波数ごとに同様のパターンで明るさが変化する。ここで、駆動周波数とは、毎秒表示するフレーム数である。例えば毎秒６０枚のフレームを表示する場合には、駆動周波数は６０Ｈｚ（すなわち、図７中に駆動周波数ｆ_ｐとして示されるように０．０１６７ｓで１フレーム）である。駆動周波数は、垂直同期信号の周波数という場合もある。

図８は、本実施形態におけるビート（フリッカ）の評価結果を示す図であり、光源装置１を含むプロジェクタ２において画像を表示した際のビートを蛍光素子３０の回転周波数（単位時間あたりの回転数）を変化させながら確認した結果を示している。ここでは、蛍光素子３０を回転させる回転モータ４０の回転周波数を５０Ｈｚ（回転数を３，０００ｒｐｍ）以上２００Ｈｚ（回転数を１２，０００ｒｐｍ）以下の範囲で変化させている。図８において、ｆ_ｗは蛍光素子３０の回転周波数（Ｈｚ）、ｆ_ｐは光変調素子５０の駆動周波数（Ｈｚ）をそれぞれ示している。

図８に示されるように、蛍光素子３０の回転周波数ｆ_ｗを変化させると、ビート（フリッカ）の見え方が変化する。光変調素子５０の駆動周波数ｆ_ｐが６０Ｈｚの場合、蛍光素子３０の回転周波数ｆ_ｗを６０Ｈｚ、８０～１００Ｈｚ、１２０Ｈｚの範囲に設定することにより、ビート（フリッカ）を発生させないように制御することができる。また、光変調素子５０の駆動周波数ｆ_ｐが１２０Ｈｚの場合、蛍光素子３０の回転周波数ｆ_ｗを５０～１００Ｈｚ、１２０Ｈｚ、１４０～２００Ｈｚの範囲に設定することにより、ビート（フリッカ）を発生させないように制御することができる。以上の結果を式で表現すると、ビート（フリッカ）を発生させないように制御するには、｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≦０．５（好ましくは、ｆ_ｐ×ｎ＝ｆ_ｗ）または｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≧２０．０を満たす必要がある。

ただし、蛍光素子３０の回転周波数は、前述のビートだけでなく、プロジェクタ２において他の二つの特性にも影響を与える。第一に、蛍光素子３０の回転周波数とプロジェクタ２と騒音との関係である。図９は、蛍光素子３０の回転周波数とプロジェクタ２の騒音との関係を示す図である。図９において、横軸は蛍光素子３０の回転周波数（Ｈｚ）、縦軸は騒音の大きさをそれぞれ示している。図９に示されるように、蛍光素子３０の回転周波数が高くなるにつれて、騒音も大きくなる。従って、騒音の観点では、蛍光素子３０の回転周波数を低くしたほうがユーザへの不快感を軽減させることができる。

第二に、蛍光素子３０の回転周波数と蛍光素子３０の温度との関係である。図１０は、蛍光素子３０の回転周波数と蛍光素子３０の温度との関係を示す図である。図１０において、横軸は蛍光素子３０の回転周波数（Ｈｚ）、縦軸は蛍光素子３０の温度（℃）をそれぞれ示している。また図１０は、光源１０の出力を１００％、５０％のそれぞれに設定した場合を示している。図１０に示されるように、蛍光素子３０の回転周波数が高くなるにつれて、蛍光素子３０の温度が低下する。蛍光素子３０の温度を低下させることにより、蛍光素子３０の長寿命化を図ることが可能となる。

一方、固体光源（光源１０）を用いたプロジェクタ２は、固体光源の出力を変更することにより、プロジェクタ２の明るさを調整することができる。特に固体光源は、明るさを最大明るさの約２０％程度まで低下させることが可能である。このため、蛍光素子３０を同じ回転周波数で回転したときの蛍光素子３０の温度は、固体光源の出力に応じて異なる。図１０に示されるように、固体光源の出力が低い場合（出力が５０％の場合）、蛍光素子３０の回転周波数を下げても蛍光素子３０の寿命特性に影響を及ぼしにくい。

本実施形態は、蛍光素子３０の回転周波数を制御することにより、ビート（フリッカ）、騒音、および、温度のそれぞれに関する特性を適切化（好ましくは最適化）する。次に、図１を参照して、本実施形態における蛍光素子３０の回転周波数の制御方法を説明する。図１は、蛍光素子３０の回転周波数の制御方法を示すフローチャートである。図１の各ステップは、制御部４５、温度センサ３５、または、回転モータ４０により実行される。

まずステップＳ１において、制御部４５は、前回と同様の条件で、光源１０および蛍光素子３０を駆動する。続いてステップＳ２において、プロジェクタ２の使用中に、制御部４５は温度センサ３５を用いて蛍光素子３０の温度を検知する。続いてステップＳ３において、制御部４５は、蛍光素子３０の温度が所定の閾値以上であるか否かを判定する。蛍光素子３０の温度が所定の閾値以上である場合、ステップＳ４に進む。ステップＳ４において、制御部４５は、蛍光素子３０の回転周波数（回転数）を決定するための係数として“ｎ”を使用（設定）する。一方、ステップＳ３にて蛍光素子３０の温度が所定の閾値よりも低い場合、ステップＳ５に進む。ステップＳ５において、制御部４５は、蛍光素子３０の回転周波数を決定するための係数として“ｍ”を使用（設定）する。ここで、“ｎ”、“ｍ”はともに１以上の整数であり、ｎ＝ｍ＋１を満たす。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、ｎ＞ｍを満たしていればよい。続いてステップＳ６において、制御部４５は、ステップＳ４にて設定された係数ｎまたはステップＳ５にて設定された係数ｍを用いて、回転モータ４０（蛍光素子３０）の回転周波数（回転数）を制御する。

このように本実施形態において、制御部４５は、温度（温度に関する情報）に応じて回転モータ４０（蛍光素子３０）の回転周波数（回転数）を変更する。好ましくは、制御部４５は、温度に関する情報が所定の閾値よりも低い第１の温度に関する情報である場合、回転周波数を第１の回転周波数に設定する。また制御部４５は、温度に関する情報が所定の閾値よりも高い第２の温度に関する情報である場合、回転周波数を第１の回転周波数よりも高い第２の回転周波数に設定する。

なお、ステップＳ３において、所定の閾値として１つの閾値のみを用いると、閾値付近において蛍光素子３０の回転数が頻繁に変化する可能性がある。このため、ステップＳ３において、所定の閾値として複数の閾値（第１の閾値および第１の閾値よりも高い第２の閾値）を用いてもよい。例えば、蛍光素子３０の温度が８０度以下（第１の閾値以下）の場合にはステップＳ５に進み、蛍光素子３０の温度が１２０度以上（第２の閾値以上）の場合にはステップＳ４に進むようにしてもよい。この場合、制御部４５は、温度に関する情報が第１の閾値よりも低い第１の温度に関する情報である場合、回転周波数を第１の回転周波数に設定する。また制御部４５は、温度に関する情報が第１の閾値よりも高い第２の閾値よりも高い第２の温度に関する情報である場合、回転周波数を第１の回転周波数よりも高い第２の回転周波数に設定する。

なお、蛍光素子３０の温度が８０～１２０度（第１の閾値と第２の閾値との間）の場合にはヒステリシスを持たせて、直前の状態（直前の回転周波数）を維持することができる。例えば、蛍光素子３０の温度が１２０度以上から１２０度未満へ低下した場合にはステップＳ４に進み、蛍光素子３０の温度が８０度未満になった場合にはステップＳ５に進むようにしてもよい。この場合、制御部４５は、温度に関する情報が第１の閾値と第２の閾値との間の第３の温度に関する情報である場合、回転周波数を維持する。また制御部４５は、第３の温度に関する情報が第１の温度に関する情報に変化した場合、回転周波数を第１の回転周波数に変更する。また制御部４５は、第３の温度に関する情報が第２の温度に関する情報に変化した場合、回転周波数を第２の回転周波数に変更する。

好ましくは、温度に関する情報が第２の温度に関する情報である場合、｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≦０．５または｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≧２０．０を満足する。一方、温度に関する情報が第１の温度に関する情報である場合、｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≦０．５または｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≧２０．０を満足する。

次に具体的な数値を入れて、本実施形態の制御およびその効果を説明する。光変調素子５０の駆動周波数を６０Ｈｚで使用しているプロジェクタ２において、蛍光素子３０の温度閾値（すなわち、ステップＳ２における所定の閾値）を８０度、ｎ＝２、ｍ＝１、蛍光素子３０の使用許可温度を１２０度とする。まず、光源１０の出力を１００％で使用した際の動作について説明する。図１０に示されるように、光源１０の出力を１００％で使用した場合、蛍光素子３０の回転周波数が１２０Ｈｚを超えると、蛍光素子３０の使用許可温度である１２０度を下回る。従って、蛍光素子３０の回転周波数を１２０Ｈｚ以上に設定することが必要である。

ここで、温度センサ３５は、蛍光素子３０の温度が温度閾値（８０度）以上であると検知する。また、図８に示されるように、蛍光素子３０の回転周波数１２０Ｈｚ以上でビートが視認されにくい蛍光素子３０の回転周波数は、１２０、１４０～１６０Ｈｚ、１８０Ｈｚ、２００Ｈｚなどである。本実施形態では、｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≦０．５（好ましくはｆ_ｐ×ｎ＝ｆ_ｗ）または｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≧２０．０なる条件式のうち、｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≦０．５が成立する｜６０Ｈｚ×２－１２０Ｈｚ｜≦０．５とし、蛍光素子３０を１２０Ｈｚで回転させる。

次に、ユーザが光源１０の出力を半分（５０％）に設定してプロジェクタ２を使用する場合を説明する。光源１０の出力を低下させることにより蛍光素子３０に照射される光の量は減少し、それに伴い蛍光素子３０の発熱量が低下する。温度センサ３５は、蛍光素子３０の温度を検知する。ここでは、温度センサ３５は、蛍光素子３０の温度が温度閾値（８０度）よりも低いと検知する。このため、係数ｍ＝１が使用される。また、図８に示されるように、ビートが視認されにくい蛍光素子３０の回転周波数は、６０Ｈｚ、８０～１００Ｈｚ、１２０Ｈｚなどである。ここでは、｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≦０．５（好ましくは、ｆ_ｐ×ｍ＝ｆ_ｗ）または｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≧２０．０なる条件式のうち、｜６０Ｈｚ×１－６０Ｈｚ｜≦０．５として、蛍光素子３０を６０Ｈｚで回転させる。

このように、光源１０の出力を半分（５０％）に設定してプロジェクタ２を使用し、蛍光素子３０の温度が８０度を下回った場合、図１０に示されるように回転周波数を６０Ｈｚに設定して回転させた場合でも、蛍光素子３０の温度は１２０度以下となる。またこのとき、図９に示されるように、蛍光素子３０が６０Ｈｚで回転しているため、光源１０の出力を１００％に設定して蛍光素子３０を１２０Ｈｚで回転させた場合よりも、騒音を小さくすることが可能となる。

なお本実施形態では、蛍光素子３０の温度のみに基づいて蛍光素子３０の回転周波数を変更しているが、これに限定されるものではない。光源１０の出力を検知する光センサを設け、蛍光素子３０の温度と光源１０の出力との両方に基づいて、温度閾値（所定の閾値）を変更し、その温度閾値に応じて蛍光素子３０の回転周波数を変更してもよい。

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態では、光源１０の出力（光量）の変化を検知して、蛍光素子３０の回転周波数を変更する。すなわち、第一の実施形態では、検知手段として温度センサ３５を用いて温度（温度に関する情報）を検知するが、本実施形態では、検知手段として、光源１０の出力（光源１０からの光）を検知する光センサを用いて温度に関する情報を取得する。このとき、温度に関する情報は、温度そのものではなく、光センサにより検知された光量（光源１０の出力値）である。

光変調素子５０の駆動周波数を１２０Ｈｚで使用しているプロジェクタ２において、まず、光源１０の出力を１００％に設定して使用する場合の動作について説明する。図１０に示されるように、光源１０の出力が１００％である場合、蛍光素子３０の回転周波数が１２０Ｈｚを超えると、蛍光素子３０の温度閾値である１２０度を下回る。従って、蛍光素子３０の回転周波数は、１２０Ｈｚ以上に設定することが必要である。

このとき温度センサ３５は、蛍光素子３０の温度が８０度（温度閾値）以上であると検知する。また、図８に示されるように、蛍光素子３０の回転周波数１２０Ｈｚ以上でビートが視認されにくい蛍光素子３０の回転周波数は、１２０Ｈｚ、１４０～２００Ｈｚなどである。本実施形態では、｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≦０．５（好ましくはｆ_ｐ×ｎ＝ｆ_ｗ）または｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≧２０．０なる条件式のうち、｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≦０．５が成立する｜１２０Ｈｚ×２－１４０Ｈｚ｜≧２０．０とし蛍光素子３０を１４０Ｈｚで回転させる。

次に、ユーザが光源１０の出力を半分（５０％）に設定してプロジェクタ２を使用する場合を説明する。光源１０の出力を低下させることにより蛍光素子３０に照射される光の量は減少し、それに伴い蛍光素子３０の発熱量が低下する。図１０に示されるように、光源１０の出力が半分（５０％）の場合、蛍光素子３０の回転周波数が６０Ｈｚでも温度が１２０度を下回る。このとき温度センサ３５は、蛍光素子３０の温度が８０度（温度閾値）よりも低いと検知する。また、図８に示されるように、ビートが視認されにくい蛍光素子３０の回転周波数は、５０～１００Ｈｚ、１２０Ｈｚなどである。ここでは、｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≦０．５（好ましくは、ｆ_ｐ×ｍ＝ｆ_ｗ）または｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≧２０．０なる条件式のうち、｜６０Ｈｚ×１－６０Ｈｚ｜≦０．５Ｈｚとして、蛍光素子３０を６０Ｈｚで回転させる。

このように、光源１０の出力を半分（５０％）に設定してプロジェクタ２を使用する場合、図１０に示されるように、蛍光素子３０の回転周波数を６０Ｈｚに設定して回転させた場合でも、蛍光素子３０の温度は１２０度以下となる。またこのとき、図９に示されるように、蛍光素子３０が６０Ｈｚで回転しているため、光源１０の出力を１００％に設定して蛍光素子３０を１４０Ｈｚで回転させた場合よりも、騒音を小さくすることが可能となる。

（第三の実施形態）
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態では、ユーザの操作に基づいて、蛍光素子３０の回転周波数を決定するための値ｍ、ｎを所定の範囲で変更することができる。

まず、第二の実施形態と同様に、光源１０の出力が１００％の場合には蛍光素子３０の回転周波数を１２０Ｈｚ、光源１０の出力が５０％の場合には蛍光素子３０の回転周波数を６０Ｈｚに設定する。

次に、ユーザの指示に基づき、値ｍ、ｎまたは使用する条件式を変更する方法について説明する。光源１０の出力が１００％の場合、前述のように｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≦０．５Ｈｚなる条件式を満足するように、ｍ＝１として回転周波数ｆ_ｗを６０Ｈｚとしている。図８に示されるように、ビートの視認できない回転周波数は、６０Ｈｚに限定されるものではない。そこで本実施形態のプロジェクタ２は、ユーザが騒音を低下させるために、メニュー画面などで回転周波数を変更することができるように構成される。これにより、蛍光素子３０の寿命を維持しつつ、プロジェクタ２の騒音をより低減させることができる。

一方、ユーザが騒音よりも蛍光素子３０の信頼性を重要視する場合も想定される。この場合、蛍光素子３０の回転周波数を１００Ｈｚや１２０Ｈｚで使用することができるように、メニュー画面などで、回転周波数を変更できるようにする。これにより、蛍光素子３０の寿命をより長くすることが可能となる。回転周波数の変更は、メニュー画面などでユーザが選択する構成に限定されるものではない。例えば、騒音を優先するか信頼性を優先するかをユーザが選択できるように構成してもよい。この場合、制御部４５は、ユーザの選択（操作）に応じて蛍光素子３０の回転周波数を変更する。

なお各実施形態において、検知手段として、温度を検知する温度センサ３５または光源１０からの光を検知する光センサが用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、光源１０に入力される電流値を検知する電流センサを検知手段として用いてもよい。このとき、温度に関する情報は、温度そのものではなく、電流センサにより検知された電流値（光源１０の入力値）である。また、温度センサ、光センサ、および、電流センサのうちの一つのみを検知手段として設ける場合に限定されるものではない。すなわち検知手段は、温度センサ、電流センサ、および、光センサの少なくとも二つを含んでもよい。この場合、制御部４５は、温度センサ、電流センサ、および、光センサの少なくとも二つの検知結果に基づいて、回転周波数を制御する。例えば、温度センサのみでは温度上昇の要因が光源１０の発熱または環境温度のいずれかであるかを判定することが難しい場合には、電流センサや光センサを併用することが好ましい。

各実施形態によれば、蛍光素子の長寿命化および騒音の低減を両立することが可能な投写型表示装置を提供することができる。

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。

２ プロジェクタ（投写型表示装置）
３０ 蛍光素子（波長変換手段）
３５ 温度センサ（検知手段）
４０ 回転モータ（回転手段）
４５ 制御部（制御手段）
５０ 光変調素子（画像表示素子）

Claims (8)

1. 第１波長の光を出射する光源からの前記光を前記第１波長とは異なる第２波長の光に変換する波長変換手段と、
   前記波長変換手段からの光を変調する画像表示素子と、
   前記波長変換手段を回転させる回転手段と、
   前記回転手段の回転周波数を制御する制御手段と、
   前記波長変換手段の温度に関する情報を検知する検知手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記温度に関する情報に応じて前記回転周波数を変更し、
   前記温度に関する情報が第１の閾値よりも低い第１の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を第１の回転周波数に設定し、
   前記温度に関する情報が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値よりも高い第２の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を前記第１の回転周波数よりも高い第２の回転周波数に設定し、
   前記第１の温度に関する情報が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を維持し、
   前記第３の温度に関する情報が前記第２の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を前記第２の回転周波数に設定し、
   前記第２の温度に関する情報が前記第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を維持し、
   前記第３の温度に関する情報が前記第１の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を前記第１の回転周波数に設定することを特徴とする投写型表示装置。
2. 前記画像表示素子の駆動周波数（Ｈｚ）をｆ_ｐ、前記波長変換手段の前記回転周波数（Ｈｚ）をｆ_ｗ、ｍ、ｎ（ｎ＞ｍ）を１以上の整数とするとき、
   前記温度に関する情報が前記第２の温度に関する情報である場合、
   ｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≦０．５または｜ｆ_ｐ×ｎ－ｆ_ｗ｜≧２０．０
   を満足し、
   前記温度に関する情報が前記第１の温度に関する情報である場合、
   ｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≦０．５または｜ｆ_ｐ×ｍ－ｆ_ｗ｜≧２０．０
   を満足することを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
3. 前記制御手段は、ユーザの操作に基づいて前記ｍ、ｎの値を変更することを特徴とする請求項２に記載の投写型表示装置。
4. 前記検知手段は、前記波長変換手段の温度を検知する温度センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
5. 前記検知手段は、前記光源に入力される電流値を検知する電流センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
6. 前記検知手段は、前記光源からの前記光を検知する光センサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
7. 前記検知手段は、温度を検知する温度センサ、前記光源に入力される電流値を検知する電流センサ、および、前記光源からの前記光を検知する光センサの少なくとも二つを含み、
   前記制御手段は、前記温度センサ、前記電流センサ、および、前記光センサの前記少なくとも二つの検知結果に基づいて、前記回転周波数を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項に記載の投写型表示装置。
8. 第１波長の光を出射する光源からの前記光を前記第１波長とは異なる第２波長の光に変換する波長変換手段を回転させるステップと、
   前記波長変換手段の温度に関する情報を検知するステップと、
   前記温度に関する情報に応じて前記波長変換手段の回転周波数を変更するステップと、を有し、
   前記回転周波数を変更するステップにおいて、
   前記温度に関する情報が第１の閾値よりも低い第１の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を第１の回転周波数に設定し、
   前記温度に関する情報が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値よりも高い第２の温度に関する情報である場合、前記回転周波数を前記第１の回転周波数よりも高い第２の回転周波数に設定し、
   前記第１の温度に関する情報が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を維持し、
   前記第３の温度に関する情報が前記第２の温度に関する情報に変化した場合、前記第１の回転周波数を前記第２の回転周波数に設定し、
   前記第２の温度に関する情報が前記第３の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を維持し、
   前記第３の温度に関する情報が前記第１の温度に関する情報に変化した場合、前記第２の回転周波数を前記第１の回転周波数に設定することを特徴とする投写型表示装置の制御方法。

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