投影仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及投影仪。
【背景技术】
[0002]如公知那样，投影仪是具备光源、光调制装置以及投影透镜，使用光调制装置对从光源射出的光进行调制，且使用投影透镜将调制后的光投射到屏幕，从而在屏幕上显示图像的装置。以往的投影仪，作为光源一般使用具有卤素灯、金属卤化物灯、高压水银灯等灯，但是，近年，为了实现耗电的降低、小型化、轻型化等，盛行具有LD(LaSer D1de:激光二极管)、LED(Light Emitting D1de:发光二极管)等固体光源的灯。
[0003]作为具有固体光源的投影仪的一种，现有利用从固体光源射出的光(例如，蓝色激光或者紫外激光)激发荧光体来得到彩色显示所需要的红色光、绿色光以及蓝色光的投影仪。由于这样的投影仪仅使用一个固体光源就能够得到彩色显示所需要的3种色光(红色光，绿色光以及蓝色光)，所以与具备多个固体光源的投影仪相比，能够实现成本的降低以及小型化等。
[0004]在下面的专利文献I中，公开了一种通过使设置在图像显示装置的固体光源的点亮熄灭周期变化，来防止在对固体光源进行脉冲宽度调制(PWM:Pulse Width Modulat1n)控制的情况下所发生的产生滚动噪声(scroll noise)的技术。这里，滚动噪声是指，沿画面的横方向延伸的带状的亮部分与暗部分向画面的上方向或者下方向缓慢地移动的现象。另外，在下面的专利文献2中，公开了一种在具有上述荧光体的投影仪中，通过旋转驱动荧光体，来降低因从固体光源射出的光而导致的损伤，确保荧光体的长期寿命的技术。
[0005]专利文献1:日本特开2009-175627号公报
[0006]专利文献2:日本特开2009-277516号公报
[0007]然而，在具有固体光源的投影仪中，使用数百Hz左右的控制频率对固体光源进行PWM控制，以使用户不视觉辨认出光闪烁不定(闪烁)。另外，在具有上述荧光体的投影仪中，以每秒120次旋转左右的转速(120Hz)对形成有荧光体的旋转荧光板进行旋转驱动，以防止因从固体光源射出的光而导致的损伤，并且使伴随转旋而产生的闪烁不被视觉辨认出。
[0008]由于对上述固体光源进行PWM控制而产生的闪烁、以及由于对旋转荧光板进行旋转驱动而产生的闪烁都以不能被用户视觉辨认出的高频率分量为主体。然而，存在由于两闪烁的干扰而产生低频率分量，并产生能够被用户视觉辨认出的闪烁，而导致图像的显示质量降低的问题。
[0009]另外，设置在投影仪中的光调制装置也被以不会被用户视觉辨认出闪烁的频率(例如，60Hz)来驱动。然而，由于对旋转荧光板进行旋转驱动而产生的闪烁、与由于对光调制装置进行驱动而产生的闪烁发生干扰，所以产生用户能够视觉辨认出的闪烁，并导致图像的显示质量降低的问题。
【发明内容】
[0010]本发明鉴于上述事情而提出，其目的在于提供一种能够防止由于对旋转荧光板进行旋转驱动所产生的发生闪烁的投影仪。
[0011]第I发明的投影仪，其特征在于，具备射出激发光的固体光源、将所述激发光变换成荧光的旋转荧光板、对来自该旋转荧光板的光进行调制的光调制装置和将由该光调制装置调制后的光投射到屏幕的投射光学系统，还具备如下的控制装置，该控制装置对所述固体光源以及所述旋转荧光板进行控制，以使得在将所述固体光源的脉冲宽度调制控制频率设为A (Hz)，将所述旋转荧光板的旋转频率设为B (Hz)时，则满足下面关系式中任意一个关系式:
[0012]A = B的关系式；
[0013]A = 2B的关系式；
[0014]|A — B| 彡 20 且 |A — 2B| 彡 20 的关系式。
[0015]根据该发明，控制装置对固体光源以及旋转荧光板进行控制，根据所述的第一关系式，使得固体光源的脉冲宽度调制控制频率与旋转荧光板的旋转频率相等；根据所述的第二关系式，使得固体光源的脉冲宽度调制控制频率成为旋转荧光板的旋转频率的2倍；根据所述的第3关系式，使得固体光源的脉冲宽度调制控制频率与旋转荧光板的旋转频率的差的绝对值、或者固体光源的脉冲宽度调制控制频率与旋转荧光板的旋转频率的2倍的频率的差的绝对值小于20 (Hz)。由此，可以防止由于对固体光源进行脉冲宽度调制控制所产生的闪烁与由于对旋转荧光板进行旋转驱动所产生的闪烁之间干扰而产生低频率分量的闪烁(能够被视觉辨认出的闪烁)的情况。
[0016]此外，第I发明的投影仪的特征在于，所述固体光源的脉冲宽度调制控制频率A为要显示在所述屏幕上的图像的帧频率以上的频率。
[0017]第2发明的投影仪，其特征在于，具备射出激发光的固体光源、将所述激发光变换为荧光的旋转荧光板、对来自该旋转荧光板的光进行调制的光调制装置和将由该光调制装置调制后的光投射到屏幕的投射光学系统，还具备如下的控制装置，该控制装置对所述旋转荧光板以及所述光调制装置进行控制，以使得在将所述旋转荧光板的旋转频率设为B (Hz)、将所述光调制装置的驱动频率设为C (Hz)时，则满足下面关系式中任意一个关系式:即
[0018]nXC = 2B的关系式(其中，η为I以上的整数中的任意一个整数)、和
[0019]I (n/2) XC — Β|彡20 (其中，η为I以上的全部的整数)的关系式。
[0020]根据该发明，控制装置对旋转荧光板以及光调制装置进行控制，根据上述的第一关系式，使得旋转荧光板的转速与光调制装置的驱动频率的(n/2)倍相等；根据所述的第二关系式，使得旋转荧光板的旋转频率与光调制装置的驱动频率的(n/2)倍的频率的差的绝对值小于20 (Hz)。由此，可以防止由于对旋转荧光板进行旋转驱动所产生的闪烁与对光调制装置进行驱动所产生的闪烁发生干扰而产生低频率分量的闪烁(能够被视觉辨认出的闪烁)的情况。
[0021]此外，第2发明的投影仪特征在于，所述光调制装置的驱动频率为与要显示在所述屏幕上的图像的帧频率相等的频率。
[0022]此外，第2发明的投影仪的特征在于具备对所述光调制装置进行数字驱动的驱动装置，数字驱动是指，根据要显示在所述屏幕上的图像的灰度来改变来自所述旋转荧光板的光透过的透过时间与使来自所述旋转荧光板的光不透过的不透过时间的比率。
[0023]这里，第I发明的投影仪与第2发明的投影仪的特征在于，所述旋转荧光板是由沿着可由电动机旋转的圆板的圆周方向上，连续地形成将所述激发光变换为荧光的荧光体而构成的。
[0024]此外，第I发明的投影仪与第2发明的投影仪的特征在于，所述固体光源射出蓝色光作为所述激发光，所述荧光体将来自所述固体光源的所述蓝色光变换成包含红色光以及绿色光的光。
[0025]或者，第I发明的投影仪与第2发明的投影仪的特征在于，所述固体光源射出紫色光或者紫外光作为所述激发光，所述荧光体将来自所述固体光源的所述紫色光或者所述紫外光变换成包含红色光、绿色光以及蓝色光的光。
【附图说明】
[0026]图1是表示本发明的第I实施方式的投影仪的主要部分构成的框图。
[0027]图2是表示设置在本发明的第I实施方式的投影仪的旋转荧光板的构成的图。
[0028]图3是表示设置在本发明的第I实施方式的投影仪中的旋转荧光板的荧光体的特性的图。
[0029]图4是表示在本发明的第I实施方式中，在使固体光源的PWM控制频率变化的情况下产生的闪烁的目视判断结果的图。
[0030]图5是表示本发明的第I实施方式的投影仪所使用的信号的时序图。
[0031]图6是表示本发明的第2实施方式的投影仪所使用的信号的时序图。
[0032]图中符号说明:投影仪，11...固体光源，13...旋转焚光板，13a...圆板，13b...焚光体，14…电动机，30R、30G、30B…液晶光调制装置，50…投射光学系统，60…控制装置，SCR…屏幕。
【具体实施方式】
[0033]下面，参照附图对本发明的实施方式的投影仪详细地进行说明。下面说明的实施方式表示了本发明的一部分的方式，并非是对本发明的限制，在本发明的技术思想的范围内可以任意变更。
[0034](第I实施方式)
[0035]图1是表示本发明的第I实施方式的投影仪的主要部分的构成的框图。如图1所示，本实施方式的投影仪I具备照明装置10、色分离导光光学系统20、液晶光调制装置30R、30G、30B (光调制装置)，正交二向色棱镜40、投射光学系统50及控制装置60，通过向屏幕SCR投影与从外部输入的图像信号Vl对应的图像光，在屏幕SCR上显示图像。另外，投影仪I可以在屏幕SCR上显示三维(3D)图像。
[0036]照明装置10具备固体光源11、聚光光学系统12、旋转焚光板13、电动机14、准直光学系统15、第I透镜阵列16、第2透镜阵列17、偏振光变换元件18以及重叠透镜19，并射出包含红色光、绿色光及蓝色光的白色光。固体光源11射出由激光构成的蓝色光(发光强度的峰值:约445nm、参照图3(a))来作为激发光。
[0037]作为该固体光源11，例如可以使用具有单个半导体激光元件的光源、或者具有排列成面状的多个半导体激光元件的光源。通过使用具有多个半导体激光元件的光源，可以取得高输出的蓝色光。另外，这里，虽然作为固体光源11，以射出发光强度的峰值为445nm的蓝色光的光源为例进行说明，但还可以使用具有与其不同的发光强度的峰值(例如，约460nm)的光源。聚光光学系统12具有第I透镜12a以及第2透镜12b，并被配设在固体光源11与旋转荧光板13之间的光路上，将从固体光源11射出的蓝色光聚光在旋转荧光板13的附近的位置。
[0038]旋转荧光板13将由聚光光学系统12会聚的、作为激发光的蓝色光的一部分转换为包含红色光以及绿色光的荧光，旋转荧光板13可旋转自如地被电动机14支承。图2是表示设置在本发明的第I实施方式的投影仪的旋转荧光板的构成的图，(a)为主视图，(b)为沿(a)中的A-A线的剖面图。如图2所示，旋转荧光板13是通过在透明的圆板13a的一面上沿圆板13a的圆周方向连续形成作为单一的荧光层的荧光体13b而构成的。
[0039]圆板13a是使用例如石英玻璃、水晶、蓝宝石、光学玻璃、透明树脂等可透过蓝色光的材料而形成的。在该圆板13a的中心部，形成有穿插电动机14的旋转轴的孔。荧光体13b将从固体光源11射出的蓝色光的一部分转换为包含红色光以及绿色光的光(荧光)，且对蓝色光的剩余的一部分不进行转换而使其通过。作为该荧光体13b，例如，可以使用作为YAG系荧光体的含有(Y，Gd) 3(Al, Ga) 5012:Ce的物质。该荧光体13b如图2 (b)所示，隔着用于使蓝色光透过且使红色光以及绿色光反射的分色膜13c，形成在圆板13a的一面。
[0040]