Проектор

Проектор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к проектору.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Как хорошо известно, проектор включает в себя источник света, светомодулирующее устройство и проекционный объектив. Проектор модулирует свет, испускаемый из источника света, светомодулирующим устройством и отображает изображение на экране путем проецирования модулированного света на экран через проекционный объектив. В то время как типичный проектор предшествующего уровня техники включает в себя в качестве источника света лампу, такую как галогенная лампа, металлогалогенная лампа или ртутная лампа высокого давления, в последнее время для уменьшения потребляемой мощности, размера и веса активно развиваются проекторы, включающие в себя твердотельный источник света, такой как лазерный диод (LD) или светоизлучающий диод (LED).

[0003] Один тип проектора, включающий в себя твердотельный источник света, получает красный свет, зеленый свет и синий свет, необходимые для цветного отображения, путем возбуждения люминофорного материала светом, испускаемым твердотельным источником света (например, синим лазером или ультрафиолетовым лазером). Поскольку такой проектор может получить три необходимые для цветного отображения цвета (красный, зеленый и синий), используя только один твердотельный источник света, возможно уменьшение стоимости и размера по сравнению с проектором, включающим в себя множество твердотельных источников света.

[0004] Следующая патентная литература 1 раскрывает технологию, которая изменяет период излучения и неизлучения света твердотельного источника света, предусмотренного в устройстве формирования изображения, так, чтобы предотвратить шум прокрутки, вызванный широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) твердотельного источника света. Здесь термин "шум прокрутки" представляет собой явление, в котором яркие и темные полосы, проходящие в поперечном направлении экрана, медленно движутся вверх или вниз по экрану. Кроме того, следующая патентная литература 2 раскрывает технологию, которая обеспечивает долгий срок службы люминофорного материала, предусмотренного в проекторе, путем вращения люминофорного материала для уменьшения повреждения из-за света, излучаемого твердотельным источником света.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0005] Патентная литература 1: JP-A-2009-175627

Патентная литература 2: JP-A-2009-277516

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0006] В проекторе, включающем в себя твердотельный источник света, твердотельный источник света управляется широтно-импульсной модуляцией на частоте примерно нескольких сотен герц, так что мерцание визуально не распознается пользователем. Кроме того, в вышеописанном проекторе, имеющем люминофорный материал, вращающаяся люминофорная пластина, имеющая люминофорный материал, вращается со скоростью вращения приблизительно 120 оборотов в секунду (120 Гц), так что повреждения из-за света, излучаемого твердотельным источником света, не происходит, а мерцание за счет вращения не распознается визуально.

[0007] Мерцание в результате управления широтно-импульсной модуляцией твердотельным источником света и мерцание в результате вращения вращающейся люминофорной пластины в основном включают в себя высокочастотную компоненту, которая визуально не распознается пользователем. Тем не менее, эти два вида мерцания интерферируют друг с другом, что образует низкочастотную компоненту. Это вызывает мерцание, заметное пользователю, а также ухудшает качество изображения.

[0008] Светомодулирующее устройство, предусмотренное в проекторе, также работает на такой частоте, что мерцание визуально не распознается пользователем (например, 60 Гц). Тем не менее, мерцание в результате вращения вращающейся люминофорной пластины и мерцание в результате работы светомодулирующего устройства интерферируют друг с другом, в результате чего мерцание также становится заметно пользователю. Это ухудшает качество отображения изображения.

[0009] Настоящее изобретение было создано с учетом вышеописанных обстоятельств, и целью изобретения является предложить проектор, который может предотвратить мерцание, вызванное вращением вращающейся люминофорной пластины.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0010] Проектор в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения включает в себя твердотельный источник света, который излучает свет возбуждения, вращающуюся люминофорную пластину, которая преобразует свет возбуждения в люминесцентный свет, светомодулирующее устройство, которое модулирует свет от вращающейся люминофорной пластины, проекционную оптическую систему, которая проецирует модулированный светомодулирующим устройством свет на экран, и управляющее устройство, которое управляет твердотельным источником света и вращающейся люминофорной пластиной так, что удовлетворяется любое одно из следующих условных выражений:

A=B

A=2B

|A-B| больше или равно 20 и |A-2B| больше или равно 20,

где А представляет собой управляющую частоту широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света в герцах, а В представляет собой частоту вращения в герцах вращающейся люминофорной пластины.

[0011] В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения управляющее устройство управляет твердотельным источником света и светомодулирующим устройством таким образом, что управляющая частота широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света равна частоте вращения вращающейся люминофорной пластины в соответствии с вышеуказанным первым условным выражением таким образом, что управляющая частота широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света в два раза превышает частоту вращения вращающейся люминофорной пластины согласно второму условному выражению или таким образом, что абсолютное значение разности между управляющей частотой широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света и частотой вращения вращающейся люминофорной пластины или абсолютное значение разности между управляющей частотой широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света и двойной частотой вращения вращающейся люминофорной пластины составляет не менее чем 20 Гц в соответствии с третьим условным выражением. По этой причине возможно предотвратить мерцание низкочастотной компоненты (видимое мерцание), вызванное интерференцией между мерцанием в результате широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света и мерцанием в результате вращения вращающейся люминофорной пластины.

[0012] В проекторе согласно первому аспекту изобретения предпочтительно управляющая частота широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света больше или равна частоте кадров изображения, которое будет отображаться на экране.

[0013] Проектор в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения включает в себя твердотельный источник света, который излучает свет возбуждения, вращающуюся люминофорную пластину, которая преобразует свет возбуждения в люминесцентный свет, светомодулирующее устройство, которое модулирует свет от вращающейся люминофорной пластины, проекционную оптическую систему, которая проецирует модулированный светомодулирующим устройством свет на экран, и управляющее устройство, которое управляет вращающейся люминофорной пластиной и светомодулирующим устройством таким образом, что удовлетворяется любое одно из следующих условных выражений:

nxC=2B (n - любое целое число от 1 и больше)

|(n/2)xC-B| больше или равно 20 (n - любое целое число от 1 и больше)

где B представляет собой частоту вращения в герцах вращающейся люминофорной пластины, а C представляет собой частоту возбуждения светомодулирующего устройства в герцах.

[0014] В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения управляющее устройство управляет вращающейся люминофорной пластиной и светомодулирующим устройством таким образом, чтобы скорость вращения вращающейся люминофорной пластины была равна частоте возбуждения светомодулирующего устройства, умноженной на n/2, в соответствии с вышеуказанным первым условным выражением, или таким образом, чтобы абсолютное значение разности между частотой вращения вращающейся люминофорной пластины и частотой возбуждения светомодулирующего устройства, умноженной на n/2, составляло не менее 20 Гц. По этой причине возможно предотвратить мерцание низкочастотной компоненты (видимое мерцание), вызванное интерференцией между мерцанием в результате вращения вращающейся люминофорной пластины и мерцанием в результате работы светомодулирующего устройства.

[0015] В проекторе согласно второму аспекту изобретения частота возбуждения светомодулирующего устройства предпочтительно равна частоте кадров изображения, которое будет отображаться на экране.

[0016] Предпочтительно проектор согласно второму аспекту настоящего изобретения дополнительно включает в себя блок возбуждения, который осуществляет цифровое возбуждение светомодулирующего устройства наряду с изменением соотношения времени, в течение которого свет от вращающейся люминофорной пластины передается, и времени, в течение которого свет не передается, в соответствии с уровнем серого для изображения, которое будет отображаться на экране.

[0017] В проекторах согласно первому и второму аспектам настоящего изобретения вращающаяся люминофорная пластина предпочтительно включает в себя люминофорный материал, который преобразует свет возбуждения в люминесцентный свет и который непрерывно вращается вместе с диском при помощи двигателя.

[0018] В проекторах согласно первому и второму аспектам настоящего изобретения твердотельный источник света предпочтительно излучает синий свет в качестве света возбуждения, а люминофорный материал преобразует синий свет от твердотельного источника света в свет, включающий в себя красный свет и зеленый свет.

[0019] Альтернативно, в проекторах согласно первому и второму аспектам настоящего изобретения твердотельный источник света предпочтительно излучает фиолетовый свет или ультрафиолетовый свет в качестве света возбуждения, а люминофорный материал преобразует фиолетовый свет или ультрафиолетовый свет от твердотельного источника света в свет, включающий в себя красный свет, зеленый свет и синий свет.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Фиг. 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую конфигурацию главной части проектора в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2A представляет собой структурный вид вращающейся люминофорной пластины, предусмотренной в проекторе по первому варианту осуществления.

Фиг. 2B представляет собой структурный вид вращающейся люминофорной пластины, предусмотренной в проекторе по первому варианту осуществления.

Фиг. 3A показывает характеристику люминофорного материала вращающейся люминофорной пластины, предусмотренной в проекторе по первому варианту осуществления.

Фиг. 3B показывает характеристику люминофорного материала вращающейся люминофорной пластины, предусмотренной в проекторе по первому варианту осуществления.

Фиг. 4A представляет собой таблицу, показывающую результаты визуальной оценки мерцания в зависимости от изменения частоты широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света в первом варианте осуществления.

Фиг. 4B представляет собой таблицу, показывающую результаты визуальной оценки мерцания в зависимости от изменения частоты широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света в первом варианте осуществления.

Фиг. 5 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую сигналы, используемые в проекторе по первому варианту осуществления.

Фиг. 6 представляет собой временную диаграмму, иллюстрирующую сигналы, используемые в проекторе по второму варианту осуществления настоящего изобретения.

[0021] Проекторы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения будут подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи. Следующие варианты осуществления являются всего лишь примерными вариантами осуществления настоящего изобретения и не ограничивают настоящее изобретение. Различные модификации могут быть произвольно выполнены в пределах объема технической идеи настоящего изобретения.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0022] Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей конфигурацию главной части проектора 1 согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, проектор 1 по первому варианту осуществления включает в себя осветительное устройство 10, цветоделительную и направляющую оптическую систему 20, жидкокристаллические светомодулирующие устройства 30R, 30G, 30B (светомодулирующие устройства), перекрестную дихроичную призму 40, проекционную оптическую систему 50 и управляющее устройство 60. Проектор 1 проецирует изображение на экран SCR в соответствии с внешним входным сигналом V1 изображения таким образом, чтобы показывать изображение на экране SCR. Проектор 1 может отображать трехмерное (3-D) изображение на экране SCR.

[0023] Осветительное устройство 10 включает в себя твердотельный источник 11 света, светособирающую оптическую систему 12, вращающуюся люминофорную пластину 13, двигатель 14, коллиматорную оптическую систему 15, первый массив 16 линз, второй массив 17 линз, элемент 18 преобразования поляризации и линзу 19 наложения. Осветительное устройство 10 излучает белый свет, включающий в себя красный свет, зеленый свет и синий свет. Твердотельный источник 11 света излучает в качестве света возбуждения синий свет, сформированный лазерным светом (пик интенсивности излучения света: приблизительно 445 нм, см. Фиг. 3A).

[0024] Например, твердотельный источник 11 света может включать в себя одиночный полупроводниковый лазерный элемент или множество полупроводниковых лазерных элементов, расположенных в плоской форме. Когда твердотельный источник 11 света включает в себя множество полупроводниковых лазерных элементов, может быть получен синий свет высокой интенсивности. Хотя твердотельный источник 11 света испускает синий свет, имеющий пиковую интенсивность светового излучения при длине волны 445 нм в первом варианте осуществления, он может излучать синий свет, имеющий другой пик интенсивности светового излучения (например, при длине волны приблизительно 460 нм). Светособирающая оптическая система 12 включает в себя первую линзу 12а и вторую линзу 12b и предусмотрена на оптическом пути между твердотельным источником 11 света и вращающейся люминофорной пластиной 13. Светособирающая оптическая система 12 собирает синий свет, излучаемый твердотельным источником 11 света на область вблизи вращающейся люминофорной пластины 13.

[0025] Вращающаяся люминофорная пластина 13 преобразует часть синего света, собранного как свет возбуждения светособирающей оптической системой 12, в люминесцентный свет, включающий в себя красный и зеленый свет. Вращающаяся люминофорная пластина 13 поддерживается с возможностью вращения двигателем 14. Фиг. 2А и Фиг. 2В представляют собой структурные виды вращающейся люминофорной пластины 13, предусмотренной в проекторе 1 по первому варианту осуществления. Фиг. 2A представляет собой вид спереди вращающейся люминофорной пластины 13, а Фиг. 2B представляет собой поперечное сечение, выполненное по линии IIB-IIB на Фиг. 2A. Как показано на Фиг. 2A и Фиг. 2B, во вращающейся люминофорной пластине 13 на одной поверхности прозрачного диска 13а предусмотрен непрерывно в круговом направлении диска 13а люминофорный материал 13b, выступающий в качестве единственного слоя люминофора.

[0026] Диск 13a образован из материала, который пропускает синий свет, например из кварцевого стекла, хрусталя, сапфира, оптического стекла или прозрачного полимера. Диск 13а имеет в своем центре отверстие, в котором установлен вращающийся вал двигателя 14. Люминофорный материал 13b преобразует часть синего света от твердотельного источника 11 света в свет, включающий в себя красный свет и зеленый свет (люминесцентный свет), и передает оставшуюся часть синего света без преобразования. Например, люминофорный материал 13b может быть сформирован из иттрий-алюминий-гранатового люминофора, содержащего (Y,GD)₃(Al,Ga)₅O₁₂:Ce. Как показано на Фиг. 2B, люминофорный материал 13b предусмотрен на одной поверхности диска 13а, с дихроичной пленкой 13с, расположенной между ними. Дихроичная пленка 13с пропускает синий свет и отражает красный свет и зеленый свет.

[0027] Фиг. 3A и Фиг. 3B показывают характеристику люминофорного материала 13В вращающейся люминофорной пластины 13, предусмотренной в проекторе 1 по первому варианту осуществления. Фиг. 3A показывает спектр синего света, падающего на люминофорный материал 13В, а Фиг. 3B показывает спектр люминесцентного света, преобразованного люминофорным материалом 13b. Люминофорный материал 13b, предусмотренный на вращающейся люминофорной пластине 13, преобразует часть синего света (В), имеющего спектр, показанный на Фиг. 3A, в желтый свет (люминесцентный свет), включающий в себя красный свет (R) и зеленый свет (G), показанный на Фиг. 3В.

[0028] На Фиг. 3A буквенная ссылка B представляет собой цветовую компоненту, излучаемую как свет возбуждения (синий свет) твердотельным источником 11 света. На Фиг. 3B буквенная ссылка R представляет собой цветовую компоненту люминесцентного света, преобразованного люминофорным материалом 13b, которая применима как красный свет, а буквенная ссылка G представляет собой цветовую компоненту люминесцентного света, преобразованного люминофорным материалом 13b, которая применима как зеленый свет. То есть, когда синий свет падает на люминофорный материал 13b, красный свет и зеленый свет, преобразованные люминофорным материалом 13b, и синий свет, проходящий сквозь люминофорный материал 13b, обеспечивают три цвета, необходимые для цветного отображения.

[0029] Вращающаяся люминофорная пластина 13, имеющая вышеописанную структуру, помещается поверхностью, на которую нанесен люминофорный материал 13b, в сторону, противоположную стороне падения синего света от твердотельного источника 11 света, так что синий свет падает на люминофорный материал 13b со стороны диска 13а. Кроме того, вращающаяся люминофорная пластина 13 расположена рядом с положением сбора света светособирающей оптической системой 12, так что синий свет постоянно падает на ту область, где предусмотрен люминофорный материал 13b, в таком состоянии, в котором вращающаяся люминофорная пластина 13 приводится во вращение двигателем 14.

[0030] Во время использования вращающаяся люминофорная пластина 13 приводится во вращение двигателем 14, например, со скоростью вращения (частотой вращения) приблизительно от 3600 до 12000 оборотов в минуту (от 60 до 200 Гц). Диаметр вращающейся люминофорной пластины 13 составляет 50 мм, и положение, в котором синий свет, собранный светособирающей оптической системой 12, падает на вращающуюся люминофорную пластину 13, установлено на расстоянии около 22,5 мм от центра вращения вращающейся люминофорной пластины 13. Таким образом, вращающаяся люминофорная пластина 13 приводится во вращение двигателем 14 с такой скоростью вращения, что пятно собранного синего света движется по люминофорному материалу 13b со скоростью около 18 м/с.

[0031] Возвращаясь к Фиг. 1, коллиматорная оптическая система 15 включает в себя первую линзу 15а и вторую линзу 15b, и преобразует свет от вращающейся люминофорной пластины 13 в по существу параллельный свет. Первый массив 16 линз включает в себя множество микролинз 16а и разбивает по существу параллельный свет от коллиматорной оптической системы 15 на множество отдельных пучков света. Более конкретно, микролинзы 16а первого массива 16 линз расположены в виде матрицы с множеством строк и множеством столбцов в плоскости, перпендикулярной оптической оси освещения АХ. Внешняя форма микролинз 16а первого массива 16 линз по существу аналогична внешней форме образующих изображение областей жидкокристаллических устройств модуляции света 30R, 30G и 30B.

[0032] Второй массив 17 линз включает в себя множество микролинз 17а, соответствующих микролинзам 16а первого массива 16 линз. Таким образом, микролинзы 17а второго массива 17 линз расположены в виде матрицы с множеством строк и множеством столбцов в плоскости, перпендикулярной к оптической оси освещения АХ, аналогично микролинзам 16а первого массива 16 линз. Второй массив 17 линз формирует изображения на микролинзах 16а первого массива 16 линз рядом с областями формирования изображения жидкокристаллических светомодулирующих устройств 30R, 30G, и 30B, при помощи линзы 19 наложения.

[0033] Элемент 18 преобразования поляризации включает в себя слой разделения поляризации, отражающий слой, и замедляющую фазовую пластину, которые не показаны. Элемент 18 преобразования поляризации преобразует расщепленные световые пучки от первого массива линз 16 в примерно один тип линейно поляризованного света, поляризованного в одном и том же направлении поляризации. Слой разделения поляризации передает одну из компонент поляризованного света, включенную в свет от вращающейся люминофорной пластины 13, и отражает другую линейно поляризованную компоненту света в направлении, перпендикулярном к оптической оси освещения АХ. Отражающий слой отражает другую компоненту линейно поляризованного света, которая отражается от слоя разделения поляризации, в направлении, параллельном оптической оси освещения АХ. Замедляющая фазовая пластина преобразует другую компоненту линейно поляризованного света, отраженного отражающим слоем, в одну линейно поляризованную компоненту света.

[0034] Линза 19 наложения расположена таким образом, что ее оптическая ось совпадает с оптической осью осветительного устройства 10. Линза 19 наложения собирает и накладывает друг на друга частичные световые пучки от элемента 18 преобразования поляризации вблизи областей формирования изображения жидкокристаллических светомодулирующих устройств 30R, 30G и 30B. Первый массив 16 линз, второй массив 17 линз и линза 19 наложения, описанные выше, вместе составляют интегрированную оптическую систему, которая униформизует свет от твердотельного источника 11 света.

[0035] Цветоделительная и направляющая оптическая система 20 включает в себя дихроичные зеркала 21 и 22, отражающие зеркала 23-25, передающие линзы 26 и 27 и светособирающие линзы 28R, 28G, и 28В. Цветоделительная и направляющая оптическая система 20 расщепляет свет от осветительного устройства 10 на красный свет, зеленый свет и синий свет и направляет красный свет, зеленый свет и синий свет на жидкокристаллические светомодулирующие устройства 30R, 30G и 30B соответственно. Каждое из дихроичных зеркал 21 и 22 имеет пленку, селективно прозрачную для определенной длины волны, предусмотренную на прозрачной подложке. Пленка, селективно прозрачная для определенной длины волны, отражает свет в заданном диапазоне длин волн и пропускает свет в другом диапазоне длин волн. Более конкретно, дихроичное зеркало 21 пропускает красную компоненту света и отражает зеленую компоненту света и синюю компоненту света. Дихроичное зеркало 22 отражает зеленую компоненту света и пропускает синюю компоненту света.

[0036] Отражающее зеркало 23 отражает красную компоненту света, а отражающие зеркала 24 и 25 отражают синюю компоненту света. Передающая линза 26 расположена между дихроичным зеркалом 22 и отражающим зеркалом 24, а передающая линза 27 расположена между отражающим зеркалом 24 и отражающим зеркалом 25. Эти передающие линзы 26 и 27 используются для предотвращения уменьшения эффективности использования света за счет рассеивания света, потому что оптический путь синей компоненты света больше, чем оптические пути других цветовых компонент света. Светособирающие линзы 28R, 28G и 28B собирают красную компоненту света, отраженную от отражающего зеркала 23, зеленую компоненту света, отраженную от дихроичного зеркала 22, и синюю компоненту света, отраженную от отражающего зеркала 25 соответственно в области формирования изображения жидкокристаллических светомодулирующих устройств 30R, 30G и 30B.

[0037] Красная компонента света, проходящая через дихроичное зеркало 21, отражается отражающим зеркалом 23, и входит в область формирования изображения жидкокристаллического светомодулирующего устройства 30R для красного света через светособирающую линзу 28R. Зеленая компонента света, отраженная дихроичным зеркалом 21, отражается дихроичным зеркалом 22 и входит в область формирования изображения жидкокристаллического светомодулирующего устройства 30G для зеленого света через светособирающую линзу 28G. Синяя компонента света, отраженная от дихроичного зеркала 21 и прошедшая через дихроичное зеркало 22, входит в область формирования изображения жидкокристаллического светомодулирующего устройства 30B для синего света после прохождения через передающую линзу 26, отражающее зеркало 24, передающую линзу 27, отражающее зеркало 25 и светособирающую линзу 28B, в порядке прохождения.

[0038] Жидкокристаллические светомодулирующие устройства 30R, 30G и 30B модулируют попадающие на них цветовые компоненты света в соответствии с внешним входным сигналом изображения таким образом, чтобы генерировать свет красного изображения, свет зеленого изображения, и свет синего изображения. Хотя это и не показано на Фиг. 1, между светособирающими линзами 28R, 28G и 28В, и жидкокристаллическими светомодулирующими устройствами 30R, 30G и 30B предусмотрены входные поляризующие пластины, а между жидкокристаллическими светомодулирующими устройствами 30R, 30G и 30B и перекрестной дихроичной призмой 40 предусмотрены выходные поляризующие пластины.

[0039] Жидкокристаллические светомодулирующие устройства 30R, 30G и 30B являются пропускающими жидкокристаллическими светомодулирующими устройствами, в каждом из которых жидкий кристалл, служащий в качестве электрооптического вещества, герметично запечатан между парой прозрачных стеклянных подложек, а в качестве переключающего элемента предусмотрен, например, поликремниевый тонкопленочный транзистор (TFT). Направления поляризации цветных компонент света (линейно поляризованный свет), проходящих через вышеописанные непоказанные входные поляризующие пластины, модулируются переключением переключающих элементов, предусмотренных в жидкокристаллических светомодулирующих устройствах 30R, 30G и 30B, в результате чего производятся свет красного изображения, свет зеленого изображения, и свет синего изображения, соответствующие сигналу изображения.

[0040] Перекрестная дихроичная призма 40 объединяет свет одноцветных изображений, выходящий из вышеописанных непоказанных выходных поляризующих пластин в цветное изображение. Более конкретно, перекрестная дихроичная призма 40 представляет собой оптический компонент, имеющий по существу кубическую форму, образованную путем соединения четырех прямоугольных призм. Прямоугольные призмы соединены так, чтобы образовывать между собой стыки по существу Х-образной формы, и эти стыки снабжены диэлектрическими многослойными пленками. Диэлектрическая многослойная пленка, предусмотренная на одном из стыков, отражает красный свет, а диэлектрическая многослойная пленка, предусмотренная на другом стыке, отражает синий свет. Эти диэлектрические многослойные пленки поворачивают красный свет и синий свет так, что их направления прохождения совпадают с направлением прохождения зеленого света, так что три одноцветных изображения объединяются в цветное изображение. Проекционная оптическая система 50 увеличивает и проецирует цветное изображение, сформированное перекрестной дихроичной призмой 40, на экран SCR.

[0041] Управляющее устройство 60 включает в себя блок 61 обработки сигнала, блок 62 генерации ШИМ сигнала, блок 63 возбуждения источника света, блок 64 привода вращающейся люминофорной пластины и блок 65 возбуждения жидкого кристалла. Управляющее устройство 60 обрабатывает внешний входной сигнал V1 изображения и управляет твердотельным источником 11 света, вращающейся люминофорной пластиной 13 (двигателем 14) и жидкокристаллическими светомодулирующими устройствами 30R, 30G и 30B в соответствии с различной информацией, полученной в результате обработки сигнала V1 изображения. В первом варианте осуществления управляющее устройство 60 управляет количеством света, излучаемого твердотельным источником 11 света, посредством управления широтно-импульсной модуляцией твердотельным источником 11 света.

[0042] Блок 61 обработки сигнала осуществляет сигнальную обработку внешнего входного сигнала V1 изображения для получения информации, необходимой для управления твердотельным источником 11 света, вращающейся люминофорной пластиной 13 (двигателем 14) и жидкокристаллическими светомодулирующими устройствами 30R, 30G и 30B. Более конкретно, блок 61 обработки сигнала извлекает параметр яркости, показывающий представительную яркость изображения, подлежащего отображению на экране, на основе сигнала V1 изображения, и выводит параметр яркости как управляющий сигнал C1 для управления твердотельным источником 11 света.

[0043] Кроме того, блок 61 обработки сигнала осуществляет расширительную обработку сигнала V1 изображения на основе извлеченного параметра яркости и выводит расширенный сигнал изображения как сигнал V2 изображения. Например, когда изображение, которое может быть отображено на основе сигнала V1 изображения, имеет 255 уровней серого, а извлеченный параметр яркости указывает 200-й уровень серого, сигнал V1 изображения умножается на коэффициент альфа (=255/200). Такая расширительная обработка выполняется для отображения высококонтрастного изображения посредством максимизации динамических диапазонов жидкокристаллических светомодулирующих устройств 30R, 30G и 30B.

[0044] Более того, блок 61 обработки сигнала выдает сигнал С2 управления вращением для управления скоростью вращения вращающейся люминофорной пластины 13 (двигателем 14), одновременно отслеживая сигнал обнаружения вращения (сигнал обнаружения, показывающий скорость вращения вращающейся люминофорной пластины 13 (скорость вращения двигателя 14)), выводимый из блока 64 привода вращающейся люминофорной пластины. Хотя подробности будут описаны ниже, для того чтобы предотвратить мерцание в результате вращения вращающейся люминофорной пластины 13, блок 61 обработки сигнала выдает сигнал С2 управления вращением и управляющий сигнал C1 так, что управляющая частота широтно-импульсной модуляции твердотельного источника 11 света и скорость вращения вращающейся люминофорной пластины 13 имеют заданное соотношение.

[0045] Блок 62 генерации ШИМ сигнала определяет коэффициент заполнения, служащий отношением времени излучения света к времени неизлучения света в периоде управления твердотельным источником 11 света на основе управляющего сигнала C1, выходящего из блока 61 обработки сигнала, и генерирует ШИМ сигнал S1, имеющий определенный коэффициент заполнения. Более конкретно, блок 62 генерации ШИМ сигнала включает в себя таблицу (не показана), показывающую взаимосвязь между количеством света, излучаемого твердотельным источником 11 света, и коэффициентом заполнения и определяет коэффициент заполнения, соответствующий управляющему сигналу C1, по этой таблице.

[0046] Описанный выше период управления является периодом управления широтно-импульсной модуляции, в котором твердотельный источник 11 света управляется управляющим устройством 60 и является величиной, обратной управляющей частоте широтно-импульсной модуляции. Здесь управляющая частота широтно-импульсной модуляции превышает или равна частоте кадров (например, 60 Гц) изображения, которое будет отображаться на экране SCR, а верхний предел управляющей частоты широтно-импульсной модуляции составляет, например, несколько мегагерц. Управляющая частота широтно-импульсной модуляции устанавливается так, чтобы быть больше или равной частоте кадров, чтобы предотвратить мерцание в результате управления широтно-импульсной модуляцией твердотельным источником 11 света.

[0047] Блок 63 возбуждения источника света создает сигнал D1 возбуждения для возбуждения твердотельного источника 11 света на основе ШИМ-сигнала S1, порожденного блоком 62 генерации ШИМ-сигнала. Сигнал D1 возбуждения, порожденный блоком 63 возбуждения источника света, представляет собой импульсный сигнал, чьи частота, коэффициент заполнения и фаза определяются на основе ШИМсигнала S1 и чей ток является постоянным, когда ШИМ-сигнал S1 находится на H (высоком) уровне. Сигнал D1 возбуждения подается на твердотельный источник 11 света.

[0048] Блок 64 привода вращающейся люминофорной пластины определяет скорость вращения вращающейся люминофорной пластины 13 (двигателя 14) и выводит результат в качестве сигнала обнаружения вращения на блок 61 обработки сигнала. Кроме того, блок 64 привода вращающейся люминофорной пластины генерирует сигнал D2 возбуждения для привода вращающейся люминофорной пластины 13 (двигателя 14) на основе управляющего сигнала С2, выводимого из блока 61 обработки сигнала, и выводит сигнал D2 возбуждения на двигатель 14.

[0049] Блок 65 возбуждения жидкого кристалла генерирует сигнал D3 возбуждения для возбуждения жидкокристаллических светомодулирующих устройств 30R, 30G и 30B на основе сигнала V1-изображения, расширенного блоком 61 обработки сигнала.

[0050] Блок 61 обработки сигнала управляет твердотельным источником 11 света и вращающейся люминофорной пластиной 13 путем генерации управляющих сигналов C1 и C2, которые удовлетворяют любому одному из следующих условных выражений (1)-(3):

A=B (1)

A=2B (2)

|A-B| больше или равно 20 и |A-2B| больше или равно 20, (3)

где A представляет собой управляющую частоту широтно-импульсной модуляции в герцах твердотельного источника 11 света, а B представляет собой частоту вращения в герцах вращающейся люминофорной пластины 13 (двигателя 14).

[0051] То есть блок 61 обработки сигнала управляет твердотельным источником 11 света и вращающейся люминофорной пластиной 13 так, чтобы управляющая частота широтно-импульсной модуляции твердотельного источника 11 света была равна частоте вращения вращающейся люминофорной пластины 13 в соответствии с вышеуказанным условным выражением (1) или так, чтобы управляющая частота широтно-импульсной модуляции твердотельного источника 11 света была в два раза больше частоты вращения вращающейся люминофорной пластины 13 в соответствии с вышеуказанным условным выражением (2). Альтернативно, блок 61 обработки сигнала управляет твердотельным источником 11 света и вращающейся люминофорной пластиной 13 в соответствии с вышеуказанным условным выражением (3) так, что абсолютное значение разности между управляющей частотой широтно-импульсной модуляции твердотельного источника 11 света и частотой вращения вращающейся люминофорной пластины 13 или абсолютное значение разности между управляющей частотой широтно-импульсной модуляции твердотельного источника 11 света и удвоенной частотой вращения вращающейся люминофорной пластины 13 составляло не менее 20 Гц.

[0052] Блок 61 обработки сигнала выполняет вышеописанное управление для того, чтобы предотвратить появление мерцания низкочастотной компоненты, которое видно пользователю, вследствие интерференции между мерцанием в результате управления широтно-импульсной модуляцией твердотельным источником 11 света и мерцанием в результате вращения вращающейся люминофорной пластины 13. Здесь мерцание в результате вращения вращающейся люминофорной пластины 13 возникает, когда интенсивность люминесцентного света, преобразованного вращающейся люминофорной пластиной 13, изменяется в соответствии с углом поворота вращающейся люминофорной пластины 13 из-за различных факторов, таких как неравномерность количества люминофорного материала 13b на плоскости, монтажные ошибки между двигателем 14 и вращающейся люминофорной пластиной 13 и монтажные ошибки между вращающейся люминофорной пластиной 13 и твердотельным источником 11 света. Это мерцание в основном включает в себя высокочастотную компоненту, которая невидима для пользователя.

[0053] Фиг. 4A и Фиг. 4B показывают результаты визуальной оценки мерцания, возникающего, когда управляющая частота широтно-импульсной модуляции твердотельного источника света изменяется в первом вари