光源控制装置及方法以及投影仪的制作方法

专利名称：光源控制装置及方法以及投影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及光源控制装置及方法以及投影仪。
背景技术：
LD (Laser Diode 激光二极管)、LED (Light Emitting Diode 发光二极管)等固体光源具有消耗电力低、寿命长、发热量少、能够小型化且点亮/熄灭的控制容易等优点。 因此，近年来固体光源在各种领域中迅速地开始使用。例如，在屏幕上显示图像的投影仪中，主要出于抑制消耗电力以及发热量、实现小型/轻型化的目的，而积极地开始使用固体光源。固体光源大多被进行脉冲宽度调制(PWM :Pulse Width Modulation)控制。这是由于数字电路下的控制容易、能够稳定地得到一定的光量且效率高等理由。投影仪中使用的固体光源以几百Hz左右的控制频率被PWM控制，以使用户不会视觉确认出闪变(闪烁 flicker)。另外，设置在投影仪中的光调制装置(根据图像信号调制来自固体光源的光的光阀等)也被以用户不会视觉确认出闪烁的频率(例如60Hz)驱动。通过对上述的固体光源进行PWM控制而产生的闪烁、以及通过驱动光调制装置而产生的闪烁都是以用户不能视觉确认的高频率成分为主体。但是，有时因两个闪烁干扰而产生低频率成分，发生用户能够视觉确认的闪烁或滚动噪声(scroll noise)。这里，滚动噪声是沿画面的横方向延伸的带状的明亮部分与昏暗部分向画面的上方向或者下方向缓慢移动的现象。在以下的专利文献1中，公开了通过使固体光源的明灭周期变化来防止滚动噪声的产生的技术。专利文献1日本特开2009-175627号公报上述专利文献1中公开的技术是通过使固体光源的明灭周期变化、消除两个闪烁 (因对固体光源进行PWM控制而产生的闪烁与因驱动光调制装置而产生的闪烁)的干扰成分的规则性，来防止滚动噪声的产生的技术。因此，专利文献1中设定的固体光源的明灭周期(PWM控制的控制频率)与因驱动光调制装置而产生的闪烁的状态紧密相关。因此，会产生即使对某个光调制装置设定能防止滚动噪声的产生的固体光源的明灭周期，如果改变光调制装置则不能防止滚动噪声的产生的状况。因此，在上述专利文献1 所公开的技术中，当使用特性不同的光调制装置时，需要再设定固体光源的明灭周期，存在强迫进行麻烦的作业的问题。

发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于，提供不受光调制装置的特性影响而能防止滚动噪声的产生的光源控制装置及方法、以及具备该装置的投影仪。第1发明的光源控制装置是对具有多个固体光源的光源装置进行控制的光源控制装置，具备决定部，基于对作为应该从上述光源装置射出的光的光量的目标光量进行表示的信号，决定上述光源装置的控制周期内的作为上述固体光源的发光时间与熄灭时间之比的占空比；和驱动控制部，生成具有由上述决定部决定的占空比、并使驱动上述多个固体光源中的至少一个固体光源的相位与驱动其他固体光源的相位不同的控制信号，进行上述多个固体光源的驱动控制。根据本发明，生成具有基于表示目标光量的信号而决定的占空比、并使驱动多个固体光源中的至少一个固体光源的相位与驱动其他固体光源的相位不同的控制信号，进行多个固体光源的驱动控制，由于能够使对光源装置进行脉冲宽度调制控制时产生的闪烁减少或者消失，所以能够不受对从光源装置射出的光进行调制的光调制装置的特性影响，防止滚动噪声的产生。另外，在第1发明的光源控制装置中，具备根据上述目标光量以及由上述决定部决定的占空比，控制向上述固体光源供给的电流的电流控制部。另外，在第1发明的光源控制装置中，上述决定部具有表示从上述光源装置射出的光的光量与上述占空比的关系的表，使用该表来决定与上述目标光量对应的占空比。另外，在第1发明的光源控制装置中，上述电流控制部具有表示从上述光源装置射出的光的光量、上述占空比、以及向上述固体光源供给的电流的关系的表，使用该表将与上述目标光量以及上述占空比对应的电流向上述固体光源供给。另外，在第1发明的光源控制装置中，上述多个固体光源被区分为能够独立地控制发光以及熄灭的η个(η为2以上的整数)块，如果将上述目标光量设为(m是满足 0彡m彡100的数)，将由m/ (100/n)的式子得到的值的小数点以下进位后的值设为a，则上述决定部将上述占空比决定为由aX (100/n)的式子得到的值，上述驱动控制部生成相位相互错开360/n度的η个控制信号，上述电流控制部将向上述固体光源供给的电流控制为在上述目标光量为100%的情况下向上述固体光源供给的电流的m/DX 100%。另外，第2发明的光源控制装置是一边使施加电压的极性反转一边对具有多个光源的光源装置进行驱动控制的光源控制装置，具备驱动控制部，所述驱动控制部生成使驱动上述多个光源中的至少一个光源的相位与驱动其他光源的相位不同的控制信号，进行上述多个光源的驱动控制。根据本发明，由于使驱动多个光源中的至少一个光源的相位与驱动其他光源的相位不同地进行极性反转，能够使驱动控制光源装置时产生的闪烁减少，所以能够不被对从光源装置射出的光进行调制的光调制装置的特性影响，可防止滚动噪声的产生。第1发明的光源控制方法是对具有多个固体光源的光源装置进行控制的光源控制方法，基于对作为应该从上述光源装置射出的光的光量的目标光量进行表示的信号，决定上述光源装置的控制周期内的作为上述固体光源的发光时间与熄灭时间之比的占空比， 生成具有所决定的占空比、并使驱动上述多个固体光源中的至少一个固体光源的相位与驱动其他固体光源的相位不同的控制信号，进行上述多个固体光源的驱动控制。第2发明的光源控制方法是一边使施加电压的极性反转一边对具有多个光源的光源装置进行驱动控制的光源控制方法，生成使驱动上述多个光源中的至少一个光源的相位与驱动其他光源的相位不同的控制信号，进行上述多个光源的驱动控制。本发明的投影仪具备光源装置、基于应该显示的图像的图像信号对来自该光源装置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向屏幕投射的投射光学系统，还具备控制上述光源装置的上述任意一项所述的光源控制装置。
根据本发明，由于具备能够使驱动控制光源装置时产生的闪烁减少或者消失的光源控制装置，所以能够不被对从光源装置射出的光进行调制的光调制装置的特性影响，可防止滚动噪声的产生。 另外，在本发明的投影仪中，具备目标光量计算部，所述目标光量计算部根据上述图像信号求出表示上述目标光量的信号。另外，在本发明的投影仪中，具备解压处理部，所述解压处理部根据由上述目标光量计算部求出的上述目标光量，进行在上述光调制装置的调制中使用的图像信号的解压处理。


图1是表示本发明的第1实施方式涉及的光源控制装置的主要部分构成的框图。图2是表示本发明的第1实施方式中的驱动信号与光输出的关系的图。图3是表示本发明的第2实施方式涉及的光源控制装置的主要部分构成的框图。图4是表示本发明的第2实施方式中的驱动信号与光输出的关系的图。图5是表示本发明的第3实施方式涉及的光源控制装置的主要部分构成的框图。图6是表示本发明的第3实施方式中的驱动信号与光输出的关系的图。图7是表示本发明的一个实施方式涉及的投影仪的构成的图。附图标记说明1、1'、1〃 ...光源控制装置，2...占空比决定部，3. ..PWM信号生成部3a 4d...光源驱动部，5...占空比选择部，6...驱动电流控制部，7a 7d...光源驱动部，8...极性反转信号生成部，11...固体光源阵列，Ila...固体光源，30R、30G、 30B...液晶光调制装置，50...投射光学系统，61...亮度参数提取部，62...解压处理部， PJ...投影仪，Si...目标光量信号，Sll S14. . .PWM信号，S31、S32...极性反转信号， SCR...屏幕，T1、T2...表，U...灯单元，U1、U2...灯，VI...图像信号。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式涉及的光源控制装置及方法以及投影仪详细地进行说明。其中，以下说明的实施方式表示本发明的一部分的形态，并不限定本发明，在本发明的技术思想的范围内能够任意地变更。《光源控制装置》〔第1实施方式〕图1是表示本发明的第1实施方式涉及的光源控制装置的主要部分构成的框图。 如图ι所示，本实施方式的光源控制装置1具备占空比决定部2 (决定部)、PWM信号生成部3(驱动控制部)、以及光源驱动部如 4d(驱动控制部)，基于被从外部输入的目标光量信号Sl对固体光源阵列11 (光源装置)进行驱动控制。这里，上述的目标光量信号Sl 是对作为应该从固体光源阵列11射出的光的光量的目标光量进行表示的信号。此外，目标光量信号Sl也可以是表示应该从固体光源阵列11射出的光的亮度的信号。固体光源阵列11如图1所示，具备在近似矩形形状的基板SB上以面状(矩阵状) 排列的多个固体光源11a，通过被光源控制装置1驱动控制而输出例如蓝色光。基板SB是可搭载固体光源Ila的近似矩形形状的板状部件，固体光源Ila例如是射出发光强度的峰
6值约为460nm的蓝色光的半导体激光器。在图1所示的例子中，M个固体光源Ila在基板SB上以6行4列的矩阵状排列， 配置于相同列的固体光源1 Ia串联连接。即，配置在被标注了附图标记Cl的列的6个固体光源Ila串联连接，配置在被标注了附图标记C2的列的6个固体光源Ila串联连接。对于排列在被标注了附图标记C3、C4的列的固体光源Ila也同样。这样，设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila以按列Cl C4设置的6个为单位，被区分为4个块，能够以该块为单位(即按列Cl C4)控制发光以及熄灭。其中，设置于固体光源阵列11的固体光源Ila的数量可以根据需要的光量适当地增减。设置于光源控制装置1的占空比决定部2基于目标光量信号Si，决定固体光源阵列11的控制周期内的作为固体光源Ila的发光时间与熄灭时间之比的占空比。具体而言， 占空比决定部2具有表示从固体光源阵列11射出的光的光量与占空比的关系的表Tl (第 1表)，使用该表Tl来决定与目标光量信号Sl对应的占空比。由该占空比决定部2决定的占空比大致随着由目标光量信号Sl表示的目标光量变高而变高。其中，上述的控制周期是光源控制装置1对固体光源阵列11的PWM控制周期，是PWM控制频率(几百Hz左右)的倒数。PWM信号生成部3基于由占空比决定部2决定的占空比，生成对设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila进行驱动的PWM信号。具体而言，生成频率是上述PWM控制频率、并具有由占空比决定部2决定的占空比、且使对设置于固体光源阵列11的固体光源Ila 进行驱动的相位按列Cl C4分别差异90度的PWM信号Sll S14(控制信号)。这里，对由PWM信号生成部3生成的PWM信号Sll S14的频率进行规定的上述 PWM控制频率被设定为几百Hz左右，以使用户视觉确认不出闪变(闪烁)。另外，由于设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila能够以4个列(列Cl C4)为单位控制发光以及熄灭，所以PWM信号Sll S14之间的相位被设定为分别差异90度(360度/4)。光源驱动部如 4d基于由PWM信号生成部3生成的PWM信号Sll S14，分别生成对设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila按列Cl C4进行驱动的驱动信号Dl D4。其中，驱动信号Dl D4是基于PWM信号Sll S14来规定频率、占空比以及相位，且 PWM信号Sll S14的信号电平为“H(高)”电平时的电流为一定(在本实施方式中设为 ID的脉冲状信号。接下来，对于上述构成中的光源控制装置1的动作进行说明。如果将来自外部的目标光量信号Sl向光源控制装置1输入，则其被输入到占空比决定部2中，使用表Tl决定固体光源阵列11的PWM控制周期内的作为固体光源Ila的发光时间与熄灭时间之比的占空比。其中，这里设为由目标光量信号Sl表示的目标光量是从固体光源阵列11射出得到的最大光量的80%的光量，使用上述表Tl将占空比决定为80%。由占空比决定部2决定的占空比被向PWM信号生成部3输出，基于该占空比，生成对设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila进行驱动的PWM信号Sll S14。具体而言，生成频率为上述PWM控制频率、且具有由占空比决定部2决定的占空比、并相位相互差异90度的PWM信号Sll S14。由PWM信号生成部3生成的PWM信号Sll S14被分别输出到光源驱动部如 4d中，分别生成对设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila按列Cl C4进行驱动的驱动信号Dl D4。这些驱动信号Dl D4被供给到固体光源阵列11中，设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila的发光以及熄灭以列Cl C4为单位进行。图2是表示本发明的第1实施方式中的驱动信号与光输出的关系的图。如图2所示，从光源驱动部如 4d向固体光源阵列11供给的驱动信号Dl D4是具有与前述的 PWM控制周期相同的周期Tw、占空比为80%、取0[A]与Il [A]这两个值的电流值、相位相互差异90度的信号。这里，如果假设驱动信号D2 D4的相位与驱动信号Dl的相位一致，则从固体光源阵列1射出光量如图2中的曲线L12那样变化的光。即，从固体光源阵列11射出最大光量为L、且光量的时间变化与驱动信号Dl的时间变化同样的光。从固体光源阵列11射出这样的光时的闪烁以作为与驱动信号Dl的频率相同的频率的PWM控制频率的频率成分为主体。与此相对，在如图2所示那样向固体光源阵列11供给相位相互差异90度的驱动信号Dl D4的情况下，从固体光源阵列11射出光量如图2中的曲线Lll那样变化的光。 艮口，在驱动信号Dl D4的周期Tw的四分之一的周期(Tw/4)中，射出光量在(3L/4)与L 之间变化(L/4)的光。从固体光源阵列11射出这样的光时的闪烁以驱动信号Dl的4倍的频率(PWM控制频率的4倍的频率)的频率成分为主体。这样，如果通过相位相互差异90度的驱动信号Dl D4驱动固体光源阵列11，则与通过同一相位的驱动信号驱动固体光源阵列11的情况相比，能够使射出的光的光量变化降低为四分之一，并且，能够使闪烁的频率成分上升为4倍。因此，即使将从固体光源阵列11射出的光由光阀等光调制装置进行调制的情况下，也并不怎么会被光调制装置的特性影响，能够减少闪烁及滚动噪声的产生。以上的说明是由占空比决定部2决定的占空比为80%时的说明，但在由占空比决定部2决定的占空比为75^^50^^25%的情况下也能够使闪烁完全消失。于是，由于即使将从固体光源阵列11射出的光由光阀等光调制装置调制，也不会产生光调制装置的闪烁与固体光源阵列11的闪烁的干扰，所以能够防止闪烁及滚动噪声的产生。〔第2实施方式〕图3是表示本发明的第2实施方式涉及的光源控制装置的主要部分构成的框图。 如图3所示，本实施方式的光源控制装置1'构成为，对图1所示的光源控制装置1追加了驱动电流控制部6 (电流控制部)，将占空比决定部2替换为占空比选择部5 (决定部)，并且，将光源驱动部如 4d替换为光源驱动部7a 7d(驱动控制部)。该构成的光源控制装置1'能够根据由占空比选择部5选择的占空比，变更向固体光源阵列11供给的驱动信号Dl D4的电流值。占空比选择部5根据由目标光量信号Sl表示的目标光量，从0%、25%,50%, 75%、100%中选择占空比。例如，在由目标光量信号Sl表示的目标光量是预先设定的最大光量的60%的情况下，选择75%的占空比。即，图1所示的占空比决定部2使用表Tl精细地决定与目标光量信号Sl对应的占空比，但本实施方式的占空比选择部5通过根据由目标光量信号Sl表示的目标光量选择上述占空比的一个，来粗略决定占空比。驱动电流控制部6基于目标光量信号Sl以及由占空比选择部5选择的占空比，输出对向固体光源阵列11供给的驱动信号Dl D4的电流进行控制的控制信号S21 S24。具体而言，驱动电流控制部6具有对从固体光源阵列11射出的光的光量、占空比以及向固体光源阵列11供给的电流的关系进行表示的表T2 (第2表)，输出使用该表T2将驱动信号 Dl D4的电流控制为与目标光量信号Sl以及占空比对应的电流的控制信号S21 S24。由驱动电流控制部6生成的控制信号S21 SM大致随着由目标光量信号Sl表示的目标光量变高，或随着占空比变低而使驱动信号Dl D4的电流值变大。例如，在由目标光量信号Sl表示的目标光量为预先设定的最大光量的60%、由占空比选择部5选择的占空比为75%的情况下，输出将驱动信号Dl D4的电流值控制为从固体光源阵列11射出最大光量的光时被供给的电流值的80%的控制信号S21 S24。光源驱动部7a 7d基于由PWM信号生成部3生成的PWM信号Sll S14以及由驱动电流控制部6生成的控制信号S21 S24，分别生成对设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila按列Cl C4进行驱动的驱动信号Dl D4。其中，驱动信号Dl D4是基于 PWM信号Sll S14规定了频率、占空比以及相位，并基于控制信号S21 SM规定了 PWM 信号Sll S14的信号电平为“H”电平时的电流值的脉冲状信号。接下来，对于上述构成中的光源控制装置1 ‘的动作进行说明。如果将来自外部的目标光量信号Sl向光源控制装置1输入，则其被输入到占空比选择部5中，选择与由目标光量信号Sl表示的目标光量对应的占空比。其中，这里设为由目标光量信号Sl表示的目标光量是从固体光源阵列11射出得到的最大光量的60%的光量，并选择75%的占空比。由占空比选择部5选择的占空比被向PWM信号生成部3输出，基于该占空比生成对设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila进行驱动的PWM信号Sll S14。具体而言，生成频率为上述PWM控制频率、具有由占空比选择部5选择的占空比、且相位相互差异 90度的PWM信号Sll S14。与其并行，目标光量信号Sl以及由占空比选择部5选择的占空比被输入到驱动电流控制部6中，生成并输出对向固体光源阵列11供给的驱动信号Dl D4的电流值进行控制的控制信号S21 S24。其中，这里设为输出将驱动信号Dl D4的电流值控制为从固体光源阵列11射出最大光量的光时被供给的电流值的80%的控制信号S21 S24。由PWM信号生成部3生成的PWM信号Sll S14以及由驱动电流控制部6生成的控制信号S21 SM分别被输出到光源驱动部7a 7d中，分别生成对设置于固体光源阵列 11的多个固体光源Ila按列Cl C4进行驱动的驱动信号Dl D4。这些驱动信号Dl D4被供给到固体光源阵列11中，设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila的发光以及熄灭以列Cl C4为单位进行。图4是表示本发明的第2实施方式中的驱动信号与光输出的关系的图。如图4所示，从光源驱动部7a 7d供给到固体光源阵列11中的驱动信号Dl D4是具有与前述的 PWM控制周期相同的周期Tw、占空比为75%、相位相互差异90度的信号。其中，其电流值被来自驱动电流控制部6的控制信号S21 SM控制成最大值为I1[A]的80%。这里，如果驱动信号D2 D4的相位与驱动信号Dl的相位一致，驱动信号Dl D4 的电流值的最大值为Il [A]，则从固体光源阵列11射出光量如图4中的曲线L22那样变化的光。即，从固体光源阵列11射出最大光量为L、且光量的时间变化与驱动信号Dl的时间变化相同的光。从固体光源阵列11射出这样的光时的闪烁以作为与驱动信号Dl的频率相同的频率的PWM控制频率的频率成分为主体。
与此相对，在如图4所示那样，向固体光源阵列11供给被控制为相位相互差异90 度、最大值为I1[A]的80%的驱动信号Dl D4时，从固体光源阵列11射出如图4中的曲线L21那样具有一定的光量的光。具体而言，射出具有最大光量L的60%的光量、且不产生时间上的光量的变动的光。这样，在本实施方式中，通过由占空比被设定为75%、相位相互差异90度的驱动信号Dl D4驱动固体光源阵列11，也能够使闪烁完全消失。于是，由于即使通过光阀等光调制装置对从固体光源阵列11射出的光进行调制，也不产生光调制装置的闪烁与固体光源阵列11的闪烁的干扰，所以能够防止闪烁及滚动噪声的产生。在以上的第1、第2实施方式中，对于将固体光源阵列11的固体光源Ila区分为4 个列Cl C4、使用表Tl来决定占空比、或者选择占空比进而使用表T2进行电流控制的例子进行了说明。但是，在设置于固体光源阵列11的固体光源Ila的特性(电流与光量的特性、占空比与光量的特性)为线形的情况下，也可以不使用表T1、T2而是通过运算等进行占空比的决定以及电流控制。具体而言，如果将设置于固体光源阵列11的固体光源Ila区分为η个(η为2以上的整数)块、由目标光量信号Sl表示的目标光量为预先设定的最大光量的(m为满足 0彡m彡100的数)，则能够基于以下的式子，决定占空比。D = aX (100/n)其中，上述式中的变量a是对将由m/(100/n)的式子得到的值的小数点以下进位后的值进行表示的变量。此时，由PWM信号生成部3生成的控制信号是具有与PWM控制周期相同的周期Tw、 相位相互错开360/n度的η个控制信号。另外，在第2实施方式中，通过驱动电流控制部6 将向固体光源阵列11供给的驱动信号Dl D4的电流的最大值控制为Il [A](在目标光量为100%的情况下向固体光源阵列11供给的电流)的m/DX100%。〔第3实施方式〕图5是表示本发明的第3实施方式涉及的光源控制装置的主要部分构成的框图。 如图5所示，本实施方式的光源控制装置1"具备极性反转信号生成部8 (驱动控制部)以及灯驱动部9a、9b，一边使施加电压的极性反转一边对具有多个灯U1、U2的灯单元U (光源装置)进行驱动控制。前述的第1、第2实施方式的光源控制装置1、1'对能够瞬时进行点亮以及熄灭的固体光源Ila进行控制。与此相对，本实施方式的光源控制装置1"对一旦熄灭则再点亮需要几分钟左右的时间的灯U1、U2进行控制。设置在灯单元U中的灯U1、U2例如是超高压水银灯等放电灯。设置于光源控制装置1 “的极性反转信号生成部8生成使向灯单元U供给的驱动信号D11、D12的极性反转的极性反转信号S31、S32(控制信号)。具体而言，生成频率被规定为使灯Ul、U2的极性反转的控制频率、相位差异90度的极性反转信号S31、S32。这里， 使极性反转信号S31、S32的相位差异90度是为了提高从灯单元U射出的光的闪烁的频率成分。灯驱动部9a、9b基于由极性反转信号生成部8生成的极性反转信号S31、S32，分别生成驱动灯Ul、U2的驱动信号Dll、D12。这里，灯驱动部9a、9b生成到进行极性反转的定时为止使电压上升某种程度的驱动信号Dll、D12。这是因为为了使灯Ul、U2的极性反转， 需要在极性反转前使电压上升某种程度。其中，使电压上升的方法是任意的。例如，可以在进行极性反转之前的定时以脉冲状使电压上升，也可以以三角波状使电压上升。图6是表示本发明的第3实施方式中的驱动信号与光输出的关系的图。如图6所示，从灯驱动部9a 9d向灯单元U供给的驱动信号Dll、D12是具有与使灯Ul、U2的极性反转的控制频率相同的频率、相位差异90度的信号。其中，图6所示的驱动信号Dll、D12 都是从极性反转了的时点到极性接下来反转的时点电压以曲线状缓缓上升的信号。参照图6可知，从灯单元U射出的光的光量在驱动信号Dll、D12的极性反转的定时不连续地变化。此外，虽然在图6中没有明示，但光量的变化量比使驱动信号D11、D12的相位相同的情况下的变化量小。另外，可知从灯单元U射出的光的光量发生变化的周期(频率)是驱动信号D11、D12的周期(频率)的一半0倍)。这样，在本实施方式中，也与第1实施方式同样，能够使极性反转时的光量的变化量变小，并且，能够使光量发生变化的频率成为2倍。因此，即使在通过光阀等光调制装置对从灯单元U射出的光进行调制的情况下，也并不怎么受光调制装置的特性影响，能够减少闪烁及滚动噪声的产生。《投影仪》接下来，对于本发明的一个实施方式涉及的投影仪进行说明。其中，以下以具备使用图1说明过的光源控制装置1的投影仪为例进行说明。图7是表示本发明的一个实施方式涉及的投影仪的构成的图。如图7所示，投影仪PJ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)、交叉二向色棱镜40、投射光学系统 50以及信号处理部60，通过将与从外部输入的图像信号Vl对应的图像光朝向屏幕SCR投射而在屏幕SCR上显示图像。照明装置10具备图1所示的光源控制装置1以及固体光源阵列11、准直透镜阵列12、聚光光学系统13、荧光生成部14、准直光学系统15、第1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，射出包含红色光、绿色光、以及蓝色光的白色光。 准直透镜阵列12具备分别与设置于固体光源阵列11的多个固体光源Ila对应的多个准直透镜，使分别从固体光源Ila射出的蓝色光大致平行化。具体而言，准直透镜阵列12通过将M个作为平凸透镜的准直透镜排列为6行4 列的矩阵状而成。该准直透镜阵列12以使准直透镜的凸面朝向固体光源阵列11、且使各准直透镜分别与各固体光源Ila对应的状态配置。聚光光学系统13具备第1透镜13a以及第2透镜13b，将由准直透镜阵列12大致平行化后的蓝色光聚光到荧光生成部14的附近的位置。荧光生成部14配置在聚光光学系统13的聚光位置的附近，具有从由聚光光学系统13聚光后的蓝色光中的一部分生成包含红色光以及绿色光的荧光的荧光层(图示省略)、和担载该荧光层的透明部件(省略图示)。具体而言，荧光生成部14被配设在将由聚光光学系统13聚光后的蓝色光在散焦状态下向荧光层入射的位置。荧光生成部14射出包含荧光和与荧光的生成无关地通过荧光层的蓝色光、作为整体成为白色光的光。上述的荧光层例如由含有作为YAG类荧光体的(Y，Gd)3(Al，Ga)5012:Ce的层构成。 荧光层将由聚光光学系统13聚光后的蓝色光中的一部分变换为包含红色光(发光强度的峰值约eiOnm)以及绿色光(发光强度的峰值约550nm)的荧光而射出。其中，蓝色光中与荧光的生成无关地通过荧光层的一部分的蓝色光与荧光一起射出。准直光学系统15具备第1透镜15a以及第2透镜15b，使来自荧光生成部14的光大致平行化。第1透镜阵列16具有多个小透镜16a，将来自固体光源阵列11的光分割为多个部分光束。具体而言，第1透镜阵列16所具有的多个小透镜16a在与照明光轴AX正交的面内，遍及多行以及多列排列为矩阵状。其中，第1透镜阵列16所具有的多个小透镜16a的外形形状是与液晶光调制装置30R、30G、30B的图像形成区域的外形形状大致相似的形状。第2透镜阵列17具有与设置在第1透镜阵列16中的多个小透镜16a对应的多个小透镜17a。S卩，第2透镜阵列17所具有的多个小透镜17a与第1透镜阵列16所具有的多个小透镜16a同样，在与照明光轴AX正交的面内，遍及多行以及多列排列为矩阵状。该第 2透镜阵列17与重叠透镜19 一起，使第1透镜阵列16所具有的各小透镜16a的像在液晶光调制装置30R、30G、30B的图像形成区域附近成像。偏振光变换元件18具有偏振光分离层、反射层、以及相位差板(都省略图示)，将由第1透镜阵列16分割的各部分光束的偏振光方向作为偏振光方向一致的大致1种直线偏振光射出。这里，偏振光分离层使来自固体光源阵列11的光所包含的偏振光成分中的一方的直线偏振光成分直接透过，将另一方的直线偏振光成分向与照明光轴AX垂直的方向反射。另外，反射层将由偏振光分离层反射后的另一方的直线偏振光成分向与照明光轴AX 平行的方向反射。进而，相位差板将由反射层反射后的另一方的直线偏振光成分变换为一方的直线偏振光成分。重叠透镜19被配置成其光轴与照明装置10的光轴一致，将来自偏振光变换元件 18的各部分光束聚光而重叠在液晶光调制装置30R、30G、30B的图像形成区域附近。上述的第1透镜阵列16、第2透镜阵列17、以及重叠透镜19构成了使来自固体光源阵列11的光均勻化的透镜积分仪光学系统。色分离导光光学系统20具备二向色镜21、22、反射镜23 25、中继透镜沈、27、以及聚光透镜^RJ8GJ8B，将来自照明装置10的光分离为红色光、绿色光、以及蓝色光而分别向液晶光调制装置30R、30G、30B导光。二向色镜21、22是在透明基板上形成有将规定的波长区域的光反射而使其他的波长区域的光通过的波长选择透过膜的镜。具体而言，二向色镜21将红色光成分反射而使绿色光以及蓝色光成分通过，二向色镜22将绿色光成分反射而使蓝色光成分通过。反射镜23是将红色光成分反射的镜，反射镜M、25是将蓝色光成分反射的镜。中继透镜沈被配设在二向色镜22与反射镜M之间，中继透镜27被配设在反射镜M与反射镜25之间。由于蓝色光的光路的长度比其他色光的光路的长度长，所以这些中继透镜沈、 27是为了防止光的发散等引起光的利用效率降低而设置的。聚光透镜^RJ8G、28B将由反射镜23反射后的红色光成分、由二向色镜22反射后的绿色光成分、以及由反射镜25反射后的蓝色光成分分别在液晶光调制装置30R、30G、30B的图像形成区域聚光。由二向色镜21反射后的红色光被反射镜23反射，经由聚光透镜^R向红色光用的液晶光调制装置30R的图像形成区域入射。通过了二向色镜21的绿色光被二向色镜22 反射，经由聚光透镜^G向绿色光用的液晶光调制装置30G的图像形成区域入射。通过了二向色镜21、22的蓝色光按顺序经由中继透镜沈，反射镜24、中继透镜27、反射镜25以及聚光透镜^B，向蓝色光用的液晶光调制装置30B的图像形成区域入射。液晶光调制装置30R、30G、30B根据从信号处理部60输出的图像信号对入射的色光进行调制，分别生成红色的图像光、绿色的图像光、以及蓝色的图像光。此外，虽然在图7 中省略了图示，但是在聚光透镜与液晶光调制装置30R、30G、30B之间分别夹设配置有入射侧偏光板，在液晶光调制装置30R、30G、30B与交叉二向色棱镜40之间分别夹设配置有射出侧偏光板。液晶光调制装置30R、30G、30B是在一对透明的玻璃基板之间封闭封入有作为电光学物质的液晶的透射式液晶光调制装置，例如，作为开关元件而具备多晶硅TFTCThin Film Transistor 薄膜晶体管)。通过基于分别设置在液晶光调制装置30R、30G、30B中的开关元件的开关动作对分别经过上述未图示的入射侧偏光板的色光(直线偏振光)的偏振光方向进行调制，来分别生成与图像信号对应的红色的图像光、绿色的图像光、以及蓝色的图像光。交叉二向色棱镜40将分别从上述未图示的射出侧偏光板射出的图像光合成而形成彩色图像。具体而言，交叉二向色棱镜40是将4个直角棱镜贴合而成的大致立方体形状的光学部件，在将直角棱镜彼此贴合的大致X字状的界面上形成有电介质多层膜。在大致 X字状的一个界面形成的电介质多层膜反射红色光，在另一个界面形成的电介质多层膜反射蓝色光。通过红色光以及蓝色光被这些电介质多层膜弯折，与绿色光的行进方向一致，从而三个色光被合成。投射光学系统50将由交叉二向色棱镜40合成后的彩色图像朝向屏幕 SCR放大投射。信号处理部60具备亮度参数提取部61 (目标光量计算部)、解压处理部62、以及液晶驱动部63，进行从外部输入的图像信号Vl的信号处理，生成在光源控制装置1中使用的目标光量信号Sl以及在液晶光调制装置30R、30G、30B中使用的图像信号。亮度参数提取部61基于图像信号Vl提取出对应该显示的图像的亮度的代表值进行表示的信息、即亮度参数。例如，将图像信号Vl分割为多个块(例如由4像素X4像素构成的块)，计算出各块中包含的像素的亮度的平均值，将这些平均值的最大值作为亮度参数提取出。该亮度参数作为目标光量信号Sl被向设置在照明装置10中的光源控制装置1 输出。这里，如图7所示，除了来自亮度参数提取部61的目标光量信号Sl以外，对光源控制装置1(准确地说是光源控制装置1具备的占空比决定部幻还输入控制白平衡的控制信号Al。解压处理部62基于由亮度参数提取部61提取出的亮度参数，对从外部输入的图像信号Vl进行解压处理。例如，在基于图像信号Vl能够显示的图像的灰度为255灰度、 提取出的亮度参数表示第200灰度的亮度的情况下，进行对图像信号Vl乘以系数α = (255/200)的处理。通过进行该解压处理，能够实现使液晶光调制装置30R、30G、30B的动态范围最大发挥的高对比度的图像显示。液晶驱动部63根据由解压处理部62进行了解压处理后的图像信号，生成分别驱动液晶光调制装置30R、30G、30B的驱动信号。如果向上述构成的投影仪PJ输入图像信号VI，则由信号处理部60的亮度参数提取部61提取出亮度参数，作为目标光量信号Sl向光源控制装置1输出。如果向光源控制装置1输入目标光量信号Si，则如前述那样进行使用了表Tl的占空比的决定、PWM信号Sll S14的生成、以及驱动信号Sl S4的生成，对固体光源阵列11进行驱动。
另一方面，由亮度参数提取部61提取出的亮度参数与图像信号Vl —起被向解压处理部62输出，在解压处理部62中进行图像信号Vl的解压处理。然后，在液晶驱动部63 中，基于进行了解压处理后的图像信号生成驱动信号，驱动液晶光调制装置30R、30G、30B。这里，本实施方式的投影仪PJ具备光源控制装置1，所述光源控制装置1能够使从固体光源阵列11射出的光的光量变化减少并且使闪烁的频率成分上升为4倍，或者使从固体光源阵列11射出的光的闪烁完全消失。因此，即使将从固体光源阵列11射出的光由液晶光调制装置30R、30G、30B调制，也并不会受液晶光调制装置30R、30G、30B中的特性影响， 能够减少或防止闪烁及滚动噪声的产生。此外，在是代替光源控制装置1而具备光源控制装置1'的构成的情况下，或代替固体光源阵列11以及准直透镜阵列12而具备灯单元U并且代替光源控制装置1而具备光源控制装置1"的构成的情况下，也能够实现光量变化的减少以及闪烁的频率成分的上升。 因此，即使在这样的构成的情况下，也并不会受液晶光调制装置30R、30G、30B中的特性影响，能够减少或防止闪烁及滚动噪声的产生。以上，对于本发明的实施方式涉及的光源控制装置及方法以及投影仪进行了说明，但本发明并受上述实施方式限制，在本发明的范围内能够自由地变更。例如，能够实现以下所示的变形例。(1)在上述实施方式中，以在固体光源阵列11中排列形成的固体光源Ila为半导体激光器的情况为例进行了说明，但本发明并不限于此。例如，在固体光源为发光二极管的固体光源阵列中也能够应用本发明。(2)在上述实施方式中，对于固体光源以面状排列的例子进行了说明，但本发明并不限于此。例如，在固体光源以线状排列的情况下也能够应用本发明。并且，在上述实施方式中对于沿基板SB的纵方向以及横方向以一定的间隔排列有固体光源的例子进行了说明，但也可以排列成蜂窝状。这里，蜂窝状是指固体光源位于将正六边形在平面上无缝隙地排列时的各交点的排列。(3)在上述实施方式中，作为投影仪举出透射式的投影仪为例进行了说明，但本发明并不限于此。例如，在反射型的投影仪中也能够应用本发明。这里，“透射式”是指如透射式液晶显示装置等那样光调制装置透过光的类型，“反射型”是指如反射型液晶显示装置等那样光调制装置反射光的类型。在反射型的投影仪中应用本发明的情况下，也能够得到与透射式投影仪相同的效果。(4)在上述实施方式中，对于作为光调制装置使用了液晶光调制装置的例子进行了说明，但本发明并不限于此。作为光调制装置，一般只要是根据图像信号对入射光进行调制的装置即可，也可以使用光阀或微镜型光调制装置等。作为微镜型光调制装置，例如可以使用DMD (数字微镜设备)(Tl公司的商标)。(5)本发明也能够应用于从观察投射图像的一侧进行投射的前投射型投影仪，还能够应用于从与观察投射图像的一侧相反侧进行投射的后投射型投影仪。
权利要求
1.一种光源控制装置，其特征在于，是对具有多个固体光源的光源装置进行控制的光源控制装置，具备决定部，基于对作为应该从上述光源装置射出的光的光量的目标光量进行表示的信号，决定上述光源装置的控制周期内的作为上述固体光源的发光时间与熄灭时间之比的占空比；和驱动控制部，生成具有由上述决定部决定的占空比、并使驱动上述多个固体光源中的至少一个固体光源的相位与驱动其他固体光源的相位不同的控制信号，进行上述多个固体光源的驱动控制。
2.根据权利要求1所述的光源控制装置，其特征在于，具备根据上述目标光量以及由上述决定部决定的占空比，控制向上述固体光源供给的电流的电流控制部。
3.根据权利要求1或2所述的光源控制装置，其特征在于，上述决定部具有表示从上述光源装置射出的光的光量与上述占空比的关系的第1表， 使用该第1表来决定与上述目标光量对应的占空比。
4.根据权利要求2所述的光源控制装置，其特征在于，上述电流控制部具有表示从上述光源装置射出的光的光量、上述占空比、以及向上述固体光源供给的电流的关系的第2表，使用该第2表将与上述目标光量以及上述占空比对应的电流向上述固体光源供给。
5.根据权利要求2所述的光源控制装置，其特征在于，上述多个固体光源被区分为能够独立地控制发光以及熄灭的η个块，如果将上述目标光量设为m%，将由m/(100/n)的式子得到的值的小数点以下进位后的值设为a，则上述决定部将上述占空比决定为由aX (100/n)的式子得到的值，上述驱动控制部生成相位相互错开360/n度的η个控制信号，上述电流控制部将向上述固体光源供给的电流控制成在上述目标光量为100%的情况下向上述固体光源供给的电流的m/D X 100 %，其中，η为2以上的整数，m是满足0彡m彡100的数。
6.一种光源控制装置，其特征在于，是一边使施加电压的极性反转一边对具有多个光源的光源装置进行驱动控制的光源控制装置，具备驱动控制部，所述驱动控制部生成使驱动上述多个光源中的至少一个光源的相位与驱动其他光源的相位不同的控制信号，进行上述多个光源的驱动控制。
7.一种光源控制方法，其特征在于，是对具有多个固体光源的光源装置进行控制的光源控制方法，基于对作为应该从上述光源装置射出的光的光量的目标光量进行表示的信号，决定上述光源装置的控制周期内的作为上述固体光源的发光时间与熄灭时间之比的占空比，生成具有所决定的占空比、并使驱动上述多个固体光源中的至少一个固体光源的相位与驱动其他固体光源的相位不同的控制信号，进行上述多个固体光源的驱动控制。
8.一种投影仪，其特征在于，是具备光源装置、基于应该显示的图像的图像信号对来自该光源装置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向屏幕投射的投射光学系统的投影仪，具备控制上述光源装置的权利要求1至6中任意一项所述的光源控制装置。
9.根据权利要求8所述的投影仪，其特征在于，具备目标光量计算部，所述目标光量计算部根据上述图像信号求出表示上述目标光量的信号。
10.根据权利要求9所述的投影仪，其特征在于，具备解压处理部，所述解压处理部根据由上述目标光量计算部求出的上述目标光量， 进行在上述光调制装置的调制中使用的图像信号的解压处理。
全文摘要
本发明涉及光源控制装置及方法以及投影仪，可以不被光调制装置的特性影响地防止滚动噪声的产生。光源控制装置具备占空比决定部，基于对作为应该从具有多个固体光源的固体光源阵列射出的光的光量的目标光量进行表示的目标光量信号，决定固体光源阵列的控制周期内的作为固体光源的发光时间与熄灭时间之比的占空比；和驱动控制部，生成具有由占空比决定部决定的占空比、并使驱动多个固体光源中的至少一个固体光源的相位与驱动其他固体光源的相位不同的PWM信号，进行多个固体光源的驱动控制。
文档编号G03B21/14GK102455577SQ20111030567
公开日2012年5月16日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年10月20日
发明者丰冈隆史, 水迫和久 申请人:精工爱普生株式会社