CN104112414A - 投影型视频显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种投影型视频显示装置，其能够在不设置故障检测电路的情况下，检测构成光源阵列的多个光源的点亮状态，并根据检测到的光源的点亮状态进行点亮控制。投影型视频显示装置（1）具有光源控制部（30）和光量检测传感器（14）。光源控制部（30）以使构成各LED阵列（40R、40G、40B）的多个LED（50a～50f）依次熄灭的方式控制电流，通过使用光量检测传感器（14）在熄灭多个LED（50a～50f）的前后检测输出光量的变化，检测各LED的点亮异常，并控制成切断向检测到点亮异常的LED的电流供给。

Description

投影型视频显示装置

技术领域

本发明涉及投影型视频显示装置中的光源的点亮控制。

背景技术

过去有如下这样的投影型视频显示装置：根据图像信号对从光源射出的照明光进行调制、合成并将该照明光投影于屏幕，由此在屏幕上进行视频显示。由于对装置的小型化、低功耗化及光源的长寿命化的要求日益提高，近年来广泛采用LED（LightEmitting Diode：发光二极管）取代过去被用作光源的放电灯。

在使用了LED作为光源的投影型视频显示装置中，例如，利用分色镜或者二向色棱镜等对来自由分别发出红色、绿色、蓝色这三原色的光的3个LED构成的光源的照明光进行合成，并通过DMD（Digital Micromirror Device：数字微镜装置）等图像显示元件调制为视频光来投影彩色视频。

当在投影型视频显示装置中将LED用作光源的情况下，光源存在由一个LED构成的方式、和由排列多个LED形成的LED阵列构成的方式，但在使用了LED阵列的情况下，需要针对构成LED阵列的各个LED进行点亮控制。

例如，在专利文献1中公开了在发生故障的LD（Laser Diode：激光二极管）阵列中将发生故障的LD通知给用户的装置，在专利文献2中公开了在构成光源阵列的光源中，通过进行发光效率差的光源的点亮控制来提高相对于接入电力的发光效率的装置。

【专利文献1】日本特开2009-237483号公报

【专利文献2】日本特开2009-169348号公报

在投影型视频显示装置中，例如在1个LED阵列由6个LED构成的情况下，可以考虑在驱动电路中搭载LED的点亮检测功能，但在考虑到电路规模和制造成本时，大多考虑将6个LED连接到1个驱动电路。当6个LED与驱动电路串联连接时，在1个LED发生故障的情况下所有LED都不点亮，因此期望6个LED与驱动电路并联连接。

对于并联连接时的短路故障，能够通过使用与LED串联连接的电压检测电阻的施加电压而容易地检测出故障。此外，通过对LED连接电流限制电路，在短路故障时能够持续运用LED而不会对LED造成进一步的损害。

另一方面，在并联连接时1个LED发生断路故障从而不流过电流的情况下，施加到剩余的LED的电流增加。为了检测并联连接时的断路故障，需要针对构成LED阵列的各个LED设置电流检测电路，因此电路规模增大，制造成本也增加。

在专利文献1所记载的装置中，仅将损坏的LD（Laser Diode：激光二极管）阵列中的损坏的LD通知给用户，但未考虑到进行点亮控制。在专利文献2所记载的装置中，在构成光源阵列的光源中，通过进行发光效率差的光源的点亮控制来提高了相对于接入电力的发光效率，但未进行故障检测。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种投影型视频显示装置，其能够在不设置故障检测电路的情况下，检测构成光源阵列的多个光源的点亮状态，并根据检测到的光源的点亮状态进行点亮控制。

本发明的投影型视频显示装置投影根据视频信号对从分别由多个光源构成的多个光源阵列射出的光进行调制而得到的视频光，在所述投影型视频显示装置中，具有：控制部，其进行对所述多个光源的控制，所述控制包含对提供给构成所述光源阵列的多个光源的电流的控制；以及光量检测传感器，其检测来自所述光源阵列的输出光量，所述控制部以使构成各所述光源阵列的所述多个光源依次熄灭的方式控制电流，使用所述光量检测传感器在所述多个光源的熄灭前后检测输出光量的变化，由此检测各所述光源的点亮异常，并控制成切断向检测到点亮异常的光源的电流供给。

本发明的另一投影型视频显示装置投影根据视频信号对从分别由多个光源构成的多个光源阵列射出的光进行调制而得到的视频光，在所述投影型视频显示装置中，具有：控制部，其进行对所述多个光源的控制，所述控制包含提供给构成所述光源阵列的多个光源的电流的控制；以及光量检测传感器，其检测来自所述光源阵列的输出光量，所述控制部在使用所述光量检测传感器检测到输出光量的减少时，以使构成检测到输出光量减少的光源阵列的所述多个光源依次熄灭的方式控制电流，使用所述光量检测传感器在所述多个光源的熄灭前后检测输出光量的变化，由此检测各所述光源的点亮异常，并控制成切断向检测到点亮异常的光源的电流供给。

根据本发明，控制部以依次熄灭构成各光源阵列的多个光源的方式控制电流，通过使用光量检测传感器在多个光源的熄灭前后检测输出光量的变化，由此检测各光源的点亮异常，并控制成切断向检测出点亮异常的光源的电流供给。

因此，能够检测出构成光源阵列的多个光源的点亮状态，并根据检测到的光源的点亮状态进行点亮控制。此外，灵活运用了通常为了进行亮度校正而搭载的光量检测传感器，由此不需要新设置故障检测电路。

附图说明

图1是实施方式1的投影型视频显示装置的结构图。

图2是LED阵列的配置图。

图3是LED阵列与LED驱动电路的连接图。

图4是LED阵列的点亮异常检测动作的流程图。

图5是实施方式2的投影型视频显示装置中的LED阵列的点亮异常检测动作的流程图。

标号说明

1：投影型视频显示装置；14：光量检测传感器；30：光源控制部；40R、40G、40B：LED阵列；50a、50b、50c、50d、50e、50f：LED。

具体实施方式

<实施方式1>

以下，使用附图来说明本发明的实施方式1。图1是实施方式1的投影型视频显示装置1的结构图。如图1所示，投影型视频显示装置1大致由具有光源的照明光学系统2、光源控制部30（控制部）和投影光学系统3构成，其中，投影光学系统3将从照明光学系统2射出的照明光转换为视频信息而投影于屏幕（省略图示）。

照明光学系统2具有作为光源阵列的红色LED阵列40R、绿色LED阵列40G和蓝色LED阵列40B、准直透镜组7R、7G、7B、分色镜8R、8G、8B、会聚透镜组9、以及LED驱动电路31R、31G、31B。LED阵列40R、40G、40B例如分别由6个（更一般而言为m个，m为2以上的整数）作为光源的LED构成。

LED驱动电路31R、31G、31B基于光源控制部30的控制来驱动LED阵列40R、40G、40B。此外，由于LED驱动电路31R、31G、31B是恒流电路，因此将对应的各LED阵列40R、40G、40B的消耗电流的合计控制成始终恒定，不论在LED阵列40R、40G、40B内点亮的LED的个数怎样，都始终成为相同的电流值。例如在LED驱动电路31R提供12A的电流的情况下，在LED阵列40R内点亮6个LED时在各LED中流过2A的电流，在点亮5个LED时在各LED中流过2.4A的电流。

准直透镜组7R、7G、7B将从LED阵列40R、40G、40B按时序发光的红色、绿色、蓝色这三原色的照明光整形为大致平行。分色镜8R、8G、8B有选择地使被整形为大致平行的各种照明光（各条光束）反射或者透射而合成为一条光路。会聚透镜组9将被合成为一条光路的各种照明光会聚而向投影光学系统3射出。

光源控制部30进行对多个LED的控制，所述控制包含对提供给构成LED阵列40R、40G、40B的多个LED的电流的控制。更具体而言，光源控制部30通过控制LED驱动电路31R、31G、31B，控制提供给各LED阵列40R、40G、40B内的多个LED的电流，从而控制各LED阵列40R、40G、40B的点亮。此外，光源控制部30进行LED的输出光量变化的检测，详细内容将后述。

投影光学系统3具有积分元件10、转像透镜组11、在内部具有全反射面的TIR（Total Internal Reflection：全内反射）棱镜12、DMD（图像显示元件）13、光量检测传感器14和投影镜头20。

积分元件10例如是光隧或者玻璃棒，使从会聚透镜组9射出的照明光的照度分布均匀化后向转像透镜组11射出。转像透镜组11由透镜及反射镜构成，通过TIR棱镜12向DMD13传播从积分元件10射出的红色、绿色、蓝色的合成光。

DMD13将从积分元件10经由转像透镜组11和TIR棱镜12射出的照明光调制为视频光，并向投影镜头20射出。投影镜头20朝向屏幕投影从DMD13射出的视频光。

光量检测传感器14通常是为了进行亮度校正而设置于投影型视频显示装置的，通过在视频信号的每1帧内按照各种颜色至少被照射1脉冲以上的光，来检测输出光量。照射光量检测传感器14的光例如有利用在1帧内未被用作视频光的光等方法。

LED阵列40R、40G、40B按照时序发光，因此光量检测传感器14能够分别检测红色、绿色、蓝色的输出光量。由光量检测传感器14检测到的各LED阵列40R、40G、40B的光量信息被传递到光源控制部30。

接着，使用图2和图3说明LED阵列40R、40G、40B的点亮异常检测。图2是LED阵列40R的配置图，图3是LED阵列40R与LED驱动电路31R的连接图。另外，LED阵列40R、40G、40B分别是相同的结构，并且LED驱动电路31R、31G、31B也分别是相同的结构，因此此处使用LED阵列40R和LED驱动电路31R进行说明。

LED阵列40R由多个光源即6个LED50a～50f构成，LED50a～50f分别并联连接。更具体而言，连接LED50a～50f的阳极彼此，在LED50a～50f的阴极上连接有限制最大电流的电流限制电路32a～32f、和电压检测电阻33a～33f。在电压检测电阻33a～33f的一端分别连接有电流限制电路32a～32f，在电压检测电阻33a～33f的另一端分别连接有用于切换LED50a～50f的点亮和熄灭的开关34a～34f。

在LED50a～50f的短路故障时，电压检测电阻33a～33f的施加电压发生变化，由此电流限制电路32a～32f检测出发生故障的LED，并限制针对该LED的电流。由此，在LED50a～50f中防止了电流集中流向短路故障部位从而LED50a～50f破损的情况。

LED50a～50f分别并联连接，因此当LED50a发生短路故障时，施加到LED50a～50f的电流全部流向电压检测电阻33a，从而检测电压上升。当检测电压超过阈值时，电流限制电路32a限制施加到电压检测电阻33a的电流值。

光源控制部30能够针对LED阵列40R的LED50a～50f分别控制点亮/熄灭。此外，光源控制部30具有对构成LED阵列40R的LED50a～50f的点亮个数进行存储的存储区域。

接着，使用图4说明光源控制部30执行的LED阵列40R、40G、40B的点亮异常检测动作。图4是LED阵列40R、40G、40B的点亮异常检测动作的流程图。光源控制部30能够通过定期依次熄灭LED50a～50f，来得知LED50a～50f的点亮状态。

在本实施方式中，对于LED阵列40R、40G、40B，m＝6，将LED50a称作第1个、LED50b称作第2个、···LED50f称作第6个那样依次标注序号。光源控制部30对按照每个颜色点亮的LED的个数i（i：m以下的整数）进行存储。在所有LED点亮时，i＝m。

如上所述，LED50a～50f并联连接，因此在熄灭这些LED中的1个时，电流追加施加给剩余的LED。因此，光源控制部30在开始点亮异常检测动作后，将针对作为对象的颜色（例如红色）的LED阵列的施加电流If减少为（i－1）/i（步骤S1），使得施加到各个LED的电流与点亮异常检测动作开始前相同。

接着，光量检测传感器14检测在步骤S1中经调整后的电流值下的输出光量，光源控制部30存储其值（步骤S2）。光源控制部30以熄灭作为对象的颜色的LED阵列的第n个LED的方式控制电流（步骤S3）。即，光源控制部30在即将以依次熄灭LED50a～50f的方式控制电流之前，将流向LED50a～50f的电流控制成减少（降低）。这里，在初始状态下n＝1，因此光源控制部30进行熄灭第1个LED的熄灭处理。

光源控制部30使用光量检测传感器14的光量信息判定输出光量有无变化（步骤S4）。此处，光源控制部30通过在LED的熄灭前后判定（检测）输出光量的变化，来检测该LED的点亮异常。光源控制部30在判定为输出光量在LED的熄灭前后发生了变化的情况下，即判定为熄灭后的输出光量相比熄灭前的输出光量有所减少的情况下（步骤S4中为是），光源控制部30判定为在熄灭处理前该LED处于点亮状态。

此时，光源控制部30判定所点亮的LED的个数i是否不低于点亮最低个数lmin（步骤S7）。光源控制部30在判定为所点亮的LED的个数i不低于点亮最低个数lmin的情况下（步骤S7中为否），判定是否为n＝m（步骤S8）。这里，由于n＝1、m＝6，因此光源控制部30判定为不是n＝m（步骤S8中为否），并熄灭下一个（第n＋1个）LED，因此对n的计数值递增1而设为（n＋1）（步骤S9），并返回到步骤S3。

假如在未检测到输出光量变化的情况下，即熄灭前的输出光量与熄灭后的输出光量相同的情况下（步骤S4中为否），光源控制部30判定为在熄灭处理前该LED由于故障等因素而处于熄灭状态，而切断向该LED的电流供给（步骤S5）。

接着，将所点亮的LED的个数i的值递减1而设为（i－1）（步骤S6）。此时，光源控制部30判定所点亮的LED的个数i是否不低于点亮最低个数lmin（步骤S7）。光源控制部30在i低于点亮最低个数lmin的情况下（步骤S7中为是），输出LED错误（步骤S11），并结束点亮异常检测动作。

光源控制部30在i不低于点亮最低个数lmin的情况下（步骤S7中为否），为了检测出是否没有另外存在熄灭的LED，执行步骤S8和步骤S9并返回到步骤S3。

光源控制部30在反复执行LED的个数次（m次）的步骤S3～步骤S9后，将电流值设定为If＝If0×i/i0（If0：点亮异常检测动作开始前的电流值，i0：点亮异常检测动作开始时处于点亮状态的LED的个数）（步骤S10）。

即，在未检测到LED的点亮异常的情况下，施加给LED阵列的电流值返回到点亮异常检测动作开始前的电流值If0。在检测到了LED的点亮异常的情况下，光源控制部30为了使得施加给未发生故障的LED的电流值与点亮异常检测动作开始前相同，将施加给LED阵列的电流值If控制为If0×i/i0。另外，在步骤S5中切断向发生了故障的LED的电流供给。

光源控制部30结束针对红色LED阵列的点亮异常检测动作，并针对剩余颜色（例如绿色、蓝色）的LED阵列依次执行点亮异常检测动作。另外，在图3中使用了开关34a～34f以切换LED的点亮和熄灭，但还能够使用开关以外的切换手段。

如上所述，在实施方式1的投影型视频显示装置1中，光源控制部30以使构成各LED阵列40R、40G、40B的多个LED50a～50f依次熄灭的方式控制电流，通过使用光量检测传感器14在多个LED50a～50f的熄灭前后检测输出光量的变化，来检测各光源的点亮异常，并控制成切断向检测到点亮异常的光源的电流供给。

因此，能够检测构成LED阵列40R、40G、40B的多个LED50a～50f的点亮状态，并根据检测到的LED50a～50f的点亮状态进行点亮控制。因此，防止LED50a～50f中流过过电流而导致LED50a～50f破损的情况。此外，为了进行亮度校正而灵活运用通常搭载的光量检测传感器14，由此不需要新设置故障检测电路。

不需要故障检测电路，从而能够减小电路规模，因此能够实现投影型视频显示装置1的小型化。

并且，在点亮异常检测动作中，构成LED阵列40R、40G、40B的多个LED50a～50f中的要熄灭的LED为1个，因此能够将点亮异常检测动作中的视频亮度的降低抑制到最小限度。

如在图4的流程图的步骤S1中说明的那样，光源控制部30在即将以依次使多个LED50a～50f熄灭的方式控制电流之前，控制成减少流向该多个LED50a～50f的电流，因此在防止进一步的LED故障的基础上，能够检测构成LED阵列40R、40G、40B的多个LED50a～50f的点亮状态，并能够根据检测到的LED50a～50f的点亮状态进行点亮控制。

<实施方式2>

接着，对实施方式2的投影型视频显示装置1进行说明。图5是实施方式2的投影型视频显示装置1中的LED阵列40R、40G、40B的点亮异常检测动作的流程图。另外，在实施方式2中，对与在实施方式1中说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。

实施方式2的投影型视频显示装置1的结构与实施方式1的情况相同。此外，实施方式2中的点亮异常检测动作在以下方面与实施方式1的情况不同：以检测到LED阵列的输出光量减少为契机，针对构成检测到输出光量减少的LED阵列的LED50a～50f进行熄灭处理。实施方式2中的图5的流程图相比实施方式1中的图4的流程图追加了步骤S0，因此关于在实施方式1中已说明的内容，省略其说明。

通常LED50a～50f全部点亮，光量检测传感器14监视其总输出光量。这里例如在LED50a由于断路故障而不点亮的情况下，施加到LED50a的电流被分散施加给LED50b～50f。但是，基于发光效率相对于LED的电流的关系，LED阵列的总输出光量变得不与原来相同。即，由光量检测传感器14检测到的输出光量减少。光源控制部30使用光量检测传感器14检测到的光量信息检测输出光量的减少。

此时，在向LED50b～50f施加了额定电流的情况下，由于电流增加而超过了额定电流。因此，光源控制部30在使用光量检测传感器14检测到的输出光量检测到输出光量的变化时，光源控制部30判定为LED50a～50f中的任意一个发生了断路故障，将来自LED驱动电路的输出电流控制成减少为5/6倍。由此，控制成对LED50a的施加电流减少，对剩余的LED50b～50f的施加电流不超过额定电流。

光源控制部30开始点亮异常检测动作，在使用光量检测传感器14的光量信息检测到某个颜色的输出光量的减少的情况下（步骤S0中为是），将针对检测到了输出光量减少的颜色的LED阵列的施加电流If减少至（i－1）/i倍（步骤S1），从而使得施加给各个LED50a～50f的电流与检测动作开始前相同。但是，光源控制部30在未检测到输出光量减少的情况下（步骤S0中为否），返回到步骤S0。

接着，光量检测传感器14检测在步骤S1中经调整后的电流值下的输出光量，光源控制部30存储其值（步骤S2）。光源控制部30以熄灭作为对象的颜色的第n个LED的方式控制电流（步骤S3）。即，光源控制部30在即将以使LED50a～50f依次熄灭的方式控制电流之前，将流向该LED50a～50f的电流控制成减少（降低）。这里，在初始状态下n＝1，因此光源控制部30进行熄灭第1个LED的熄灭处理。

光源控制部30使用光量检测传感器14的光量信息判定输出光量有无变化（步骤S4）。更具体而言，光源控制部30通过判定（检测）在LED的熄灭前后的输出光量的变化，检测该LED的点亮异常。

光源控制部30在判定出输出光量在LED的熄灭前后发生了变化的情况下，即判定为熄灭后的输出光量相比熄灭前的输出光量有所减少的情况下（步骤S4中为是），光源控制部30判定为在熄灭处理前该LED处于点亮状态。

另一方面，在未检测到输出光量变化的情况下，即熄灭前的输出光量与熄灭后的输出光量相同的情况下（步骤S4中为否），光源控制部30判定为在熄灭处理前该LED由于故障等因素而处于熄灭状态，而切断向该LED的电流供给（步骤S5），执行步骤S6～步骤S9并返回到步骤S3。

光源控制部30在反复执行LED的个数次（m次）的步骤S3～步骤S9后，将电流值设定为If＝If0×i/i0（If0：点亮异常检测动作开始前的电流值，i0：点亮异常检测动作开始时处于点亮状态的LED的个数）（步骤S10）。

即，由于检测到了LED的点亮异常，因此光源控制部30为了使得施加给未发生故障的LED的电流值与点亮异常检测动作开始前相同，将施加给LED阵列的电流值If控制为If0×i/i0。另外，在步骤S5中切断向发生了故障的LED的电流供给。然后结束点亮异常检测动作。

如上所述，在实施方式2的投影型视频显示装置1中，光源控制部30在使用光量检测传感器14检测到了输出光量的减少时，以使构成检测到输出光量减少的LED阵列的多个LED50a～50f依次熄灭的方式控制电流，通过使用光量检测传感器14检测在熄灭多个LED的前后的输出光量的变化，来检测各LED的点亮异常，并控制成切断向检测到点亮异常的LED的电流供给。

因此，能够检测构成LED阵列40R、40G、40B的多个LED50a～50f的点亮状态，并根据检测到的LED50a～50f的点亮状态进行点亮控制。因此，防止过电流在LED50a～50f中流过从而LED50a～50f破损的情况。此外，灵活运用通常为了进行亮度校正而搭载的光量检测传感器14，由此不需要新设置故障检测电路。

不需要故障检测电路，从而能够减小电路规模，因此能够实现投影型视频显示装置1的小型化。

并且，在点亮异常检测动作中，构成LED阵列40R、40G、40B的多个LED50a～50f中的、要熄灭的LED为1个，因此能够将点亮异常检测动作中的视频亮度的降低抑制到最小限度。

如在图5的流程图的步骤S1中说明的那样，光源控制部30在即将以使多个LED50a～50f依次熄灭的方式控制电流之前，控制成减少流向该多个LED50a～50f的电流，因此能够在防止进一步的LED的故障的基础上，检测构成LED阵列40R、40G、40B的多个LED50a～50f的点亮状态，并根据检测到的LED50a～50f的点亮状态进行点亮控制。

另外，本发明在其发明的范围内，可以自由组合各实施方式，或对各实施方式适当地进行变形、省略。

Claims (3)

1.一种投影型视频显示装置，其投影根据视频信号对从分别由多个光源构成的多个光源阵列射出的光进行调制而得到的视频光，在所述投影型视频显示装置中，具有：

控制部，其进行对所述多个光源的控制，所述控制包含对提供给构成所述光源阵列的多个光源的电流的控制；以及

光量检测传感器，其检测来自所述光源阵列的输出光量，

所述控制部以使构成各所述光源阵列的所述多个光源依次熄灭的方式控制电流，使用所述光量检测传感器在所述多个光源的熄灭前后检测输出光量的变化，由此检测各所述光源的点亮异常，并控制成切断向检测到点亮异常的光源的电流供给。

2.一种投影型视频显示装置，其投影根据视频信号对从分别由多个光源构成的多个光源阵列射出的光进行调制而得到的视频光，在所述投影型视频显示装置中，具有：

控制部，其进行对所述多个光源的控制，所述控制包含对提供给构成所述光源阵列的多个光源的电流的控制；以及

光量检测传感器，其检测来自所述光源阵列的输出光量，

所述控制部在使用所述光量检测传感器检测到输出光量的减少时，以使构成检测到输出光量减少的光源阵列的所述多个光源依次熄灭的方式控制电流，使用所述光量检测传感器在所述多个光源的熄灭前后检测输出光量的变化，由此检测各所述光源的点亮异常，并控制成切断向检测到点亮异常的光源的电流供给。

3.根据权利要求1或2所述的投影型视频显示装置，其中，

所述控制部控制成：在即将以使所述多个光源依次熄灭的方式控制电流之前，减少流向该多个光源的电流。