JP2008158390A - 投射型画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】投射型画像表示装置において、簡素かつ効率的な構成により良好な色バランスを保つことができるようにする。
【解決手段】固体光源1R、1G、1Bからの照明光を透過型画像表示素子3R、3G、3Bに照射して、画像を拡大投影する投射型画像表示装置100であって、表示モード設定手段7と、固体光源1R、1G、1Bをそれぞれ独立に冷却する冷却部2R、2G、2Bと、表示モード設定手段7で設定された表示モードと、各固体光源の温度による輝度変化率を含む光学的特性および各固体光源の発光時の熱発生量を含む熱的特性とに応じて、冷却部2R、2G、2Bの冷却能力の大きさを設定する冷却能力設定手段8と、冷却能力設定手段8で設定された冷却能力の大きさに基づいて、冷却部2R、2G、2Bを駆動する冷却駆動手段6を備える構成とする。
【選択図】図1
【解決手段】固体光源1R、1G、1Bからの照明光を透過型画像表示素子3R、3G、3Bに照射して、画像を拡大投影する投射型画像表示装置100であって、表示モード設定手段7と、固体光源1R、1G、1Bをそれぞれ独立に冷却する冷却部2R、2G、2Bと、表示モード設定手段7で設定された表示モードと、各固体光源の温度による輝度変化率を含む光学的特性および各固体光源の発光時の熱発生量を含む熱的特性とに応じて、冷却部2R、2G、2Bの冷却能力の大きさを設定する冷却能力設定手段8と、冷却能力設定手段8で設定された冷却能力の大きさに基づいて、冷却部2R、2G、2Bを駆動する冷却駆動手段6を備える構成とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、投射型画像表示装置に関する。
従来、フルカラー画像を表示するため、例えば、赤色、緑色、青色のLED光源などの複数の固体光源による照明光によって、画像表示素子を照明し、画像表示素子に表示された各色の画像光を合成して拡大投影する投射型画像表示装置が知られている。
このような投射型画像表示装置では、拡大投影するため固体光源を高輝度に点灯する必要があるが、固体光源は、外部環境の温度変化や固体光源の自己発熱などによって輝度低下を起こすため、各固体光源は冷却手段により冷却されるのが一般的である。
このような投射型画像表示装置として、例えば、特許文献1には、複数の光源部ごとに冷却部が設けられ、光源部が基準温度であるときの照明光の光量を基準として所定範囲の光量となるように光源部を冷却するプロジェクタが記載されている。
また、特許文献2には、色ごとの発熱量が異なる複数の光源が、冷却用流体を循環させて冷却する複数の熱伝導部にそれぞれ当接して設けられ、それら熱伝導部が、対応する光源の発熱量の大きい順、または熱劣化の大きい順に、冷却用流体の上流側から下流側に配置された投射型映像表示装置が記載されている。
特開2005−257873号公報
特開2006−139245号公報
このような投射型画像表示装置では、拡大投影するため固体光源を高輝度に点灯する必要があるが、固体光源は、外部環境の温度変化や固体光源の自己発熱などによって輝度低下を起こすため、各固体光源は冷却手段により冷却されるのが一般的である。
このような投射型画像表示装置として、例えば、特許文献1には、複数の光源部ごとに冷却部が設けられ、光源部が基準温度であるときの照明光の光量を基準として所定範囲の光量となるように光源部を冷却するプロジェクタが記載されている。
また、特許文献2には、色ごとの発熱量が異なる複数の光源が、冷却用流体を循環させて冷却する複数の熱伝導部にそれぞれ当接して設けられ、それら熱伝導部が、対応する光源の発熱量の大きい順、または熱劣化の大きい順に、冷却用流体の上流側から下流側に配置された投射型映像表示装置が記載されている。
しかしながら、上記のような従来の投射型画像表示装置には、以下のような問題があった。
特許文献1に記載の技術では、基準温度において所定範囲の光量となるように冷却を行うが、一般に、動作時には、環境温度変化や光源部の自己発熱などの影響によって光源部の温度が変化する。また光源部の自己発熱は表示モードなどによっても変化する。
一方、光源部の輝度の温度特性は、固体光源では光源部の色ごとに大きく異なる。そのため、各光源部間で温度が変化する場合でも環境温度のように各光源部が一定の温度変化を起こす場合でも、光源部の温度が基準温度からずれると色バランスが変化し、画質が劣化してしまうという問題がある。
温度変化に応じて冷却条件を変化させる冷却制御を行うことも考えられるが、温度検知手段や冷却制御機構などを設ける必要があり、装置構成が複雑となってしまう。
特許文献2に記載の技術では、各光源の発熱量の大きさに応じて、冷却能力を配分するので、発熱量が変化しなければ、熱平衡が実現され各光源の温度を安定させることができる。ただし、上述のように、環境温度が変化して熱収支が変化したり、光源の自己発熱により発熱量が変化したりする場合には、光源の温度が変化し色バランスが崩れてしまうという問題がある。
また、特許文献2では、温度による輝度変化が少ない光源も発熱量に応じて冷却するので、そのような光源に対しては不必要な冷却を行うことになり、装置の消費エネルギーが大きくなってしまうという問題がある。
特許文献1に記載の技術では、基準温度において所定範囲の光量となるように冷却を行うが、一般に、動作時には、環境温度変化や光源部の自己発熱などの影響によって光源部の温度が変化する。また光源部の自己発熱は表示モードなどによっても変化する。
一方、光源部の輝度の温度特性は、固体光源では光源部の色ごとに大きく異なる。そのため、各光源部間で温度が変化する場合でも環境温度のように各光源部が一定の温度変化を起こす場合でも、光源部の温度が基準温度からずれると色バランスが変化し、画質が劣化してしまうという問題がある。
温度変化に応じて冷却条件を変化させる冷却制御を行うことも考えられるが、温度検知手段や冷却制御機構などを設ける必要があり、装置構成が複雑となってしまう。
特許文献2に記載の技術では、各光源の発熱量の大きさに応じて、冷却能力を配分するので、発熱量が変化しなければ、熱平衡が実現され各光源の温度を安定させることができる。ただし、上述のように、環境温度が変化して熱収支が変化したり、光源の自己発熱により発熱量が変化したりする場合には、光源の温度が変化し色バランスが崩れてしまうという問題がある。
また、特許文献2では、温度による輝度変化が少ない光源も発熱量に応じて冷却するので、そのような光源に対しては不必要な冷却を行うことになり、装置の消費エネルギーが大きくなってしまうという問題がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、簡素かつ効率的な構成により良好な色バランスを保つことができる投射型画像表示装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明の投射型画像表示装置は、互いに異なる波長光を発生する複数の光源からの照明光を画像表示素子に照射して、該画像表示素子に表示された画像を拡大投影する投射型画像表示装置であって、前記複数の光源の輝度設定が異なる複数の表示モードを切換可能とする表示モード設定手段と、前記複数の光源をそれぞれ独立に冷却する複数の冷却部と、前記表示モード設定手段で設定された表示モードと、少なくとも前記各光源の温度による輝度変化率を含む光学的特性および少なくとも前記各光源の発光時の熱発生量を含む熱的特性とに応じて、前記各冷却部の冷却能力の大きさを設定する冷却能力設定手段と、該冷却能力設定手段で設定された冷却能力の大きさに基づいて、前記複数の冷却部を駆動する冷却駆動手段とを備える構成とする。
この発明によれば、表示モード設定手段により表示モードが設定されると、冷却能力設定手段により、各冷却部の冷却能力の大きさが設定される。そして、冷却駆動手段により、冷却能力設定手段でそれぞれ設定された冷却能力の大きさによって、各冷却部が駆動される。
冷却能力設定手段で設定される冷却能力の大きさは、表示モードと、少なくとも各光源の温度による輝度変化率を含む光学特性および少なくとも各光源の発光時の熱発生量を含む熱的特性とに応じて設定されるので、色バランスや冷却効率が良好となるように冷却能力を設定することができる。
ここで、冷却能力の大きさとは、直接的には、単位時間に奪うことができる熱エネルギーの大きさを意味するが、本明細書では、実質的な冷却能力の大きさの意味で用いる。すなわち、冷却部の構成に応じて、真の意味の冷却能力の大きさを、間接的に設定可能な単数または複数のパラメータの大きさも、冷却能力の大きさと称することにする。
この発明によれば、表示モード設定手段により表示モードが設定されると、冷却能力設定手段により、各冷却部の冷却能力の大きさが設定される。そして、冷却駆動手段により、冷却能力設定手段でそれぞれ設定された冷却能力の大きさによって、各冷却部が駆動される。
冷却能力設定手段で設定される冷却能力の大きさは、表示モードと、少なくとも各光源の温度による輝度変化率を含む光学特性および少なくとも各光源の発光時の熱発生量を含む熱的特性とに応じて設定されるので、色バランスや冷却効率が良好となるように冷却能力を設定することができる。
ここで、冷却能力の大きさとは、直接的には、単位時間に奪うことができる熱エネルギーの大きさを意味するが、本明細書では、実質的な冷却能力の大きさの意味で用いる。すなわち、冷却部の構成に応じて、真の意味の冷却能力の大きさを、間接的に設定可能な単数または複数のパラメータの大きさも、冷却能力の大きさと称することにする。
本発明の投射型画像表示装置によれば、光源の光学的特性および熱的特性をともに考慮した冷却能力を設定することができるので、簡素かつ効率的な構成により良好な色バランスを保つことができるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
本発明の実施形態に係る投射型画像表示装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る投射型画像表示装置の模式的な概略構成図である。
図1は、本発明の実施形態に係る投射型画像表示装置の模式的な概略構成図である。
本実施形態の投射型画像表示装置100は、フルカラーの画像をスクリーン(不図示)などに拡大投影するもので、例えば、ビデオプロジェクタ、プロジェクションテレビジョンなどの投射型画像表示装置として好適に用いることができるものである。
投射型画像表示装置100の概略構成は、図1に示すように、固体光源1R、1G、1B、透過型画像表示素子3R、3G、3B、色合成手段4、投影光学系5、冷却部2R、2G、2B、冷却駆動手段6、表示モード設定手段7、および冷却能力設定手段8からなる。
投射型画像表示装置100の概略構成は、図1に示すように、固体光源1R、1G、1B、透過型画像表示素子3R、3G、3B、色合成手段4、投影光学系5、冷却部2R、2G、2B、冷却駆動手段6、表示モード設定手段7、および冷却能力設定手段8からなる。
固体光源1R、1G、1Bは、不図示の電源から電流の供給を受けて、それぞれ、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に対応する波長光を発生する固体光源で、例えば、半導体レーザやLEDなどから構成される。本実施形態ではLEDを採用している。
透過型画像表示素子3R、3G、3Bは、それぞれ、固体光源1R、1G、1Bから照射された照明光を、R、G、Bに色分解された画像データに基づいて空間変調するデバイスであり、本実施形態では、表示面上に2次元格子状に配置された画素ごとに光の透過率を可変する液晶パネルを採用している。
各固体光源1R、1G、1Bと各透過型画像表示素子3R、3G、3Bとの間の光路上には、特に図示しないが、必要に応じて、照明光を透過型画像表示素子の表示面上に集光する照明光学系や、照明光の光量分布を均一化する均一化光学系などの光学素子を備えていてもよい。
色合成手段4は、透過型画像表示素子3R、3G、3Bで空間変調された光をそれぞれの画素位置を対応させた状態で、同一の光路に合成し、フルカラー画像を表示する画像光として、投影光学系5に入射させる光学素子である。色合成手段4の構成は、例えば、ダイクロイックプリズムなどを採用することができる。
投影光学系5は、色合成手段4によって同一光路上に合成された画像光を投影面に向けて拡大投影するレンズまたはレンズ群である。
投影光学系5は、色合成手段4によって同一光路上に合成された画像光を投影面に向けて拡大投影するレンズまたはレンズ群である。
冷却部2R、2G、2Bは、それぞれ、固体光源1R、1G、1Bを冷却能力可変に冷却するもので、本実施形態では、一例として、固体光源1R、1G、1Bにそれぞれ熱伝導可能に取り付けられたペルチェ素子とぺルチェ素子に熱伝導可能に取り付けられた放熱フィンとからなる構成を採用している。
この場合、冷却能力は、各ペルチェ素子に供給する電流量によってそれぞれ独立に変化させることができる。
冷却部2R、2G、2Bは、冷却駆動手段6に電気的に接続され、冷却駆動手段6からの制御信号や電流供給などを受けて、冷却を開始、終了したり、冷却能力の条件を変更できるようになっている。
この場合、冷却能力は、各ペルチェ素子に供給する電流量によってそれぞれ独立に変化させることができる。
冷却部2R、2G、2Bは、冷却駆動手段6に電気的に接続され、冷却駆動手段6からの制御信号や電流供給などを受けて、冷却を開始、終了したり、冷却能力の条件を変更できるようになっている。
冷却部としては、この他にも、例えば、適宜の空冷冷却機構、液体冷媒を循環させる液体冷却機構などを採用することができる。
例えば、空冷冷却機構を用いる場合、各固体光源に放熱フィンに取り付け、各放熱フィンに対してそれぞれ独立した電動ファンなどによって送風する構成を採用することができる。この場合、冷却能力は、各電動ファンの回転数を変えるなどして送風量を変化させることで変化させることができる。
また、液体冷却機構を用いる場合、ポンプなどで流体冷媒を循環させる冷却配管を熱伝導可能な放熱ベースを介して各固体光源に取り付ける構成を採用することができる。この場合、冷却能力は、各冷却配管の流体冷媒の流速を変えたり、それらの流体冷媒の温度を変えたりすることで変化させることができる。
例えば、空冷冷却機構を用いる場合、各固体光源に放熱フィンに取り付け、各放熱フィンに対してそれぞれ独立した電動ファンなどによって送風する構成を採用することができる。この場合、冷却能力は、各電動ファンの回転数を変えるなどして送風量を変化させることで変化させることができる。
また、液体冷却機構を用いる場合、ポンプなどで流体冷媒を循環させる冷却配管を熱伝導可能な放熱ベースを介して各固体光源に取り付ける構成を採用することができる。この場合、冷却能力は、各冷却配管の流体冷媒の流速を変えたり、それらの流体冷媒の温度を変えたりすることで変化させることができる。
表示モード設定手段7は、操作者が操作入力する操作部を備え、投影画像の表示モードを設定あるいは切り換えるためのもので、例えば、投射型画像表示装置100の操作パネルや、リモコン装置などからなる。
表示モードとしては、少なくとも、固体光源1R、1G、1Bのそれぞれの輝度設定を変化させる複数の表示モードを備える。例えば、固体光源1R、1G、1Bのそれぞれの設定輝度をIR、IG、IBとすると、これらの組(IR,IG,IB)は、1つの表示モードを構成している。
これらIR、IG、IBは、適宜の数値で定義することができるが、以下では、簡単のため、例えば、固体光源1R、1G、1Bの標準輝度で無次元化して表すものとする。そして、簡単のため、標準の表示モードが(1,1,1)で表されるものとする。一般には、各色の設定輝度は、必要に応じて、異なる値、例えば(1.05,0.95,1)などのように設定することができる。
なお、投射型画像表示装置100の表示モードとして、このような輝度設定に依存しない表示モードがあってもよいが、本実施形態の説明では、表示モードをこの意味に限定して用いる。
表示モードとしては、少なくとも、固体光源1R、1G、1Bのそれぞれの輝度設定を変化させる複数の表示モードを備える。例えば、固体光源1R、1G、1Bのそれぞれの設定輝度をIR、IG、IBとすると、これらの組(IR,IG,IB)は、1つの表示モードを構成している。
これらIR、IG、IBは、適宜の数値で定義することができるが、以下では、簡単のため、例えば、固体光源1R、1G、1Bの標準輝度で無次元化して表すものとする。そして、簡単のため、標準の表示モードが(1,1,1)で表されるものとする。一般には、各色の設定輝度は、必要に応じて、異なる値、例えば(1.05,0.95,1)などのように設定することができる。
なお、投射型画像表示装置100の表示モードとして、このような輝度設定に依存しない表示モードがあってもよいが、本実施形態の説明では、表示モードをこの意味に限定して用いる。
表示モードの設定を変更すると、例えば、色バランス、色再現性、明るさなどを一定の条件に変えることができる。
光源の色バランスに係る表示モードとして、例えば、画像光の色温度を、高、中、低等の複数段階に変える「色温度変更モード」や、ゲーム機用、テレビ用、映画用等の映像種類によって色バランスを変える「映像モード」などを挙げることができる。
また、色再現性に係る表示モードとして、映像信号の種類により、例えば、パソコン用、SDTV(Standard Definition Television)用、HDTV(High Definition Television)用の映像信号のそれぞれの色再現に適した輝度設定を行う「映像信号モード」などを挙げることができる。
また、明るさに係る表示モードとして、消費電力を変えるため、各光源の輝度を、高輝度、標準、省エネなどの複数段階に変化させる「省エネモード」などを挙げることができる。
光源の色バランスに係る表示モードとして、例えば、画像光の色温度を、高、中、低等の複数段階に変える「色温度変更モード」や、ゲーム機用、テレビ用、映画用等の映像種類によって色バランスを変える「映像モード」などを挙げることができる。
また、色再現性に係る表示モードとして、映像信号の種類により、例えば、パソコン用、SDTV(Standard Definition Television)用、HDTV(High Definition Television)用の映像信号のそれぞれの色再現に適した輝度設定を行う「映像信号モード」などを挙げることができる。
また、明るさに係る表示モードとして、消費電力を変えるため、各光源の輝度を、高輝度、標準、省エネなどの複数段階に変化させる「省エネモード」などを挙げることができる。
冷却能力設定手段8は、表示モード設定手段7で設定された表示モードと、固体光源1R、1G、1Bの光学的特性および固体光源1R、1G、1Bの熱的特性とに応じて、冷却部2R、2G、2Bの冷却能力の大きさを設定するものである。本実施形態では、光学的特性は少なくとも固体光源1R、1G、1Bの温度による輝度変化率を含み、熱的特性は少なくとも固体光源1R、1G、1Bの発光時の熱発生量を含む。
冷却能力設定手段8の概略構成は、本実施形態では、図1に示すように、特性パラメータ記憶手段8b、冷却能力算出手段8aからなる。
具体的な構成としては、本実施形態では、CPU、メモリ、入出力部、記憶装置などで構成されたコンピュータを用いている。そのため、特性パラメータ記憶手段8bは記憶装置によって実現され、冷却能力算出手段8aは、その制御機能、演算機能に対応して作成されたプログラムをCPUで実行することにより実現している。
冷却能力設定手段8の概略構成は、本実施形態では、図1に示すように、特性パラメータ記憶手段8b、冷却能力算出手段8aからなる。
具体的な構成としては、本実施形態では、CPU、メモリ、入出力部、記憶装置などで構成されたコンピュータを用いている。そのため、特性パラメータ記憶手段8bは記憶装置によって実現され、冷却能力算出手段8aは、その制御機能、演算機能に対応して作成されたプログラムをCPUで実行することにより実現している。
特性パラメータ記憶手段8bは、固体光源1R、1G、1Bの光学的特性および熱的特性を複数の特性パラメータに分けて、これら特性パラメータごとに、固体光源1R、1G、1Bの特性差を低減するために必要な特性別冷却能力設定値を記憶するものである。
本実施形態では、特性パラメータとして、発熱量パラメータp1、熱抵抗パラメータp2、明るさの傾きパラメータp3に分けている。
これらの特性パラメータと、各固定光源別の特性別冷却能力設定値の一例を表1に示す。表1において、「発熱量」、「熱抵抗」、「明るさの傾き」はそれぞれ、上記の特性パラメータを意味する。
本実施形態では、特性パラメータとして、発熱量パラメータp1、熱抵抗パラメータp2、明るさの傾きパラメータp3に分けている。
これらの特性パラメータと、各固定光源別の特性別冷却能力設定値の一例を表1に示す。表1において、「発熱量」、「熱抵抗」、「明るさの傾き」はそれぞれ、上記の特性パラメータを意味する。
発熱量パラメータp1は、熱的特性の一例であり、固体光源1R、1G、1Bの発光時の熱発生量の特性差を低減するためのものである。
LEDなどの固体光源は、波長により発光効率が異なるため、標準の色バランスを得るための輝度で発光させる場合、自己発熱による熱発生量は一般には異なる。そこで、発熱量パラメータの特性別冷却能力設定値は、熱発生量に応じて、平衡温度が略一定となる冷却能力の大きさを用いる。
例えば、固体光源1R、1Bの熱発生量が同程度で、固体光源1Gの熱発生量が大きい場合、冷却部2Gの冷却能力がより大きな値となるように設定する。例えば、表1に示すように、R、G、Bの順に、1、2、1を設定する。
LEDなどの固体光源は、波長により発光効率が異なるため、標準の色バランスを得るための輝度で発光させる場合、自己発熱による熱発生量は一般には異なる。そこで、発熱量パラメータの特性別冷却能力設定値は、熱発生量に応じて、平衡温度が略一定となる冷却能力の大きさを用いる。
例えば、固体光源1R、1Bの熱発生量が同程度で、固体光源1Gの熱発生量が大きい場合、冷却部2Gの冷却能力がより大きな値となるように設定する。例えば、表1に示すように、R、G、Bの順に、1、2、1を設定する。
熱抵抗パラメータp2は、熱的特性の一例であり、固体光源と冷却部との間の各熱抵抗の特性差を低減するためのものである。
例えば、各色の固体光源と各冷却部との間の熱抵抗は、それらの間の熱伝導経路の構造や特性によってそれぞれ異なるため、熱抵抗の大きさに応じて冷却能力が大きくなるように設定することで、熱抵抗の違いによる熱的特性の差を低減することができる。
例えば、固体光源1Gと冷却部2Gとの間の熱抵抗が、他の熱抵抗に比べて大きい場合、冷却部2Gの冷却能力がより大きな値となるように設定する。例えば、表1に示すように、R、G、Bの順に、1、1.2、1を設定する。
例えば、各色の固体光源と各冷却部との間の熱抵抗は、それらの間の熱伝導経路の構造や特性によってそれぞれ異なるため、熱抵抗の大きさに応じて冷却能力が大きくなるように設定することで、熱抵抗の違いによる熱的特性の差を低減することができる。
例えば、固体光源1Gと冷却部2Gとの間の熱抵抗が、他の熱抵抗に比べて大きい場合、冷却部2Gの冷却能力がより大きな値となるように設定する。例えば、表1に示すように、R、G、Bの順に、1、1.2、1を設定する。
明るさの傾きパラメータp3は、光学的特性の一例であり、固体光源1R、1G、1Bの温度による輝度変化率の特性差を低減するためのものである。
LEDなどの固体光源は、一定の電流を供給しても、発光部の温度に略比例して輝度低下を起こすが、その際の輝度変化率、すなわち輝度変化のグラフの傾きは、固体光源1R、1G、1Bにより大きく異なる。
輝度変化率が小さい場合、温度変化の大きさの割には、輝度が変化しないため、輝度変化率の大きさに応じて冷却能力を設定することが冷却効率上好ましい。
本実施形態の固体光源1R、1G、1Bの場合、この順に輝度変化率が小さくなるため、それぞれの程度に応じた大きさに設定する。例えば、表1に示すように、R、G、Bの順に、0.8、0.4、0.1を設定する。
LEDなどの固体光源は、一定の電流を供給しても、発光部の温度に略比例して輝度低下を起こすが、その際の輝度変化率、すなわち輝度変化のグラフの傾きは、固体光源1R、1G、1Bにより大きく異なる。
輝度変化率が小さい場合、温度変化の大きさの割には、輝度が変化しないため、輝度変化率の大きさに応じて冷却能力を設定することが冷却効率上好ましい。
本実施形態の固体光源1R、1G、1Bの場合、この順に輝度変化率が小さくなるため、それぞれの程度に応じた大きさに設定する。例えば、表1に示すように、R、G、Bの順に、0.8、0.4、0.1を設定する。
なお、特性パラメータとしては、上記の特性パラメータのように、環境温度変化に対して依存しにくい特性値を採用することが好ましい。
冷却能力算出手段8aは、表示モードごとに、特性パラメータ記憶手段8bに記憶された特性パラメータp1、p2、p3から、各冷却部に設定する冷却能力の大きさを算出する演算を行うものである。
本実施形態では、次式(1)〜(3)によって、各冷却部に対する冷却能力の大きさpR、pG、pBを次のように算出している。
本実施形態では、次式(1)〜(3)によって、各冷却部に対する冷却能力の大きさpR、pG、pBを次のように算出している。
pR=IR・p1R・p2R・p3R ・・・(1)
pG=IG・p1G・p2G・p3G ・・・(2)
pB=IB・p1B・p2B・p3B ・・・(3)
ここで、piR、piG、piB(i=1、2、3)は、それぞれR、G、Bの固体光源、冷却部などに関する特性別冷却能力設定値である。
pG=IG・p1G・p2G・p3G ・・・(2)
pB=IB・p1B・p2B・p3B ・・・(3)
ここで、piR、piG、piB(i=1、2、3)は、それぞれR、G、Bの固体光源、冷却部などに関する特性別冷却能力設定値である。
表1の特性別冷却能力設定値を用いれば、標準の表示モード、すなわちIR=IG=IB=1の場合、表中のpのように、R、G、B順に、冷却能力のpR=0.8、pG=0.96、pB=0.1が、算出される。
次に、投射型画像表示装置100の動作について、冷却能力設定動作を中心に説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る投射型画像表示装置の動作について説明するフローチャートである。
図2は、本発明の実施形態に係る投射型画像表示装置の動作について説明するフローチャートである。
まず、ステップS1によって表示モードの選択が行われる。初期値は、標準の表示モードが設定されるが、操作者は、表示モード設定手段7によって、いつでも自由に表示モードを切り換えることができる。
ステップS1で選択された表示モードの情報は、冷却能力算出手段8aに送出される。例えば、標準の表示モードが選択されたことが通知される。
ステップS1で選択された表示モードの情報は、冷却能力算出手段8aに送出される。例えば、標準の表示モードが選択されたことが通知される。
ステップS2では、送出された表示モードの情報に基づいて、冷却能力算出手段8aにより、式(1)〜(3)の演算に必要な、特性別冷却能力設定値のデータを特性パラメータ記憶手段8bから読み込む。
ステップS3では、式(1)〜(3)によって、各色に対応する冷却能力の大きさpR、pG、pBを算出する。
そして、これらのpR、pG、pBの数値が、冷却能力算出手段8aから冷却駆動手段6に送出される。
冷却駆動手段6では、これらpR、pG、pBの数値に対応する冷却能力の大きさを実現するように、冷却部2R、2G、2Bを駆動する。本実施形態では、各ペルチェ素子に供給する電流値を設定して、冷却能力を設定する。
そして、これらのpR、pG、pBの数値が、冷却能力算出手段8aから冷却駆動手段6に送出される。
冷却駆動手段6では、これらpR、pG、pBの数値に対応する冷却能力の大きさを実現するように、冷却部2R、2G、2Bを駆動する。本実施形態では、各ペルチェ素子に供給する電流値を設定して、冷却能力を設定する。
ステップS4では、冷却駆動手段6により冷却運転を開始する。これと併行して、固体光源1R、1G、1Bに、画像信号が送出され、画像表示、画像投影が行われる。
ステップS5、S6は、冷却動作開始後に、表示モード設定手段7が操作されて、表示モードの変更が指示されたかどうか確認するループ処理を構成している。
表示モード設定手段7から表示モードの変更が指示された場合は、ステップS2に移行して、上記の動作を繰り返す。
例えば、輝度を一様に下げる省エネモード(0.8,0.8,0.8)が選択された場合、ステップS3で、pR、pG、pBを算出する場合、式(1)〜(3)において、IR=IG=IB=0.8を用いて算出する。
ステップS5、S6は、冷却動作開始後に、表示モード設定手段7が操作されて、表示モードの変更が指示されたかどうか確認するループ処理を構成している。
表示モード設定手段7から表示モードの変更が指示された場合は、ステップS2に移行して、上記の動作を繰り返す。
例えば、輝度を一様に下げる省エネモード(0.8,0.8,0.8)が選択された場合、ステップS3で、pR、pG、pBを算出する場合、式(1)〜(3)において、IR=IG=IB=0.8を用いて算出する。
表示モード設定手段7から表示モードの変更の指示がない場合には、ステップS6に移行する。
ステップS6では、冷却運転の終了が指示されたかどうか判定し、終了指示がない場合には、ステップS5に戻る。終了指示がある場合には、冷却運転を終了する。
ステップS6では、冷却運転の終了が指示されたかどうか判定し、終了指示がない場合には、ステップS5に戻る。終了指示がある場合には、冷却運転を終了する。
本実施形態の投射型画像表示装置100によれば、表示モードごとに、冷却駆動手段6に一定の冷却能力の大きさが設定され、その冷却能力の大きさで冷却部2R、2G、2Bが駆動される。そのため、光源の温度のフィードバック制御を行う場合に比べて、例えば、温度検出センサやフィードバック制御回路などが不要となるため、構成が簡素となり、コンパクト化を図ることができる。
一方、本実施形態では、固体光源の温度は、ある程度の温度幅で変動することになる。このため、本実施形態では、冷却能力の大きさを、固体光源の温度による輝度変化率に応じた特性パラメータとともに、各固体光源の発光時の熱発生量に応じた特性パラメータを用いて算出している。
これにより、温度変化によって輝度変化を起こし易い固体光源に、より大きな冷却能力を設定するので、このような固体光源では、自己発熱による温度変動幅が小さくなり、各固体光源間で、実質的な輝度変化量が均一化され、良好な色バランスを保つことができる。また環境温度にほとんど依存しない特性パラメータを用いて冷却能力の大きさを設定しているので、環境温度の変化に対しても色バランスを安定させることができる。
また、冷却能力が、熱発生量と、色バランスとの必要に応じて分配されるので、冷却部全体としての冷却効率を向上することができ、消費電力を低減することができる。
これにより、温度変化によって輝度変化を起こし易い固体光源に、より大きな冷却能力を設定するので、このような固体光源では、自己発熱による温度変動幅が小さくなり、各固体光源間で、実質的な輝度変化量が均一化され、良好な色バランスを保つことができる。また環境温度にほとんど依存しない特性パラメータを用いて冷却能力の大きさを設定しているので、環境温度の変化に対しても色バランスを安定させることができる。
また、冷却能力が、熱発生量と、色バランスとの必要に応じて分配されるので、冷却部全体としての冷却効率を向上することができ、消費電力を低減することができる。
例えば、表1の例において、明るさの傾きパラメータのみに着目して、pR=0.8、pG=0.4に設定すると、緑色の熱発生量に対して冷却能力が非常に不足することになり、結局、固体光源1Gでは自己発熱によって温度が上昇し、輝度変化率が小さくても緑色の輝度変化が大きくなって色バランスが崩れてしまう。
一方、発熱量パラメータのみに着目して冷却能力を設定する場合、輝度変化率の大きな固体光源1Rの温度を固体光源1Gに比べて十分低減できないため、赤色の輝度変化量が大きくなって色バランスが崩れてしまう。
これに対して、本実施形態では、輝度変化率と熱発生量とに応じて、pR=0.8、pG=0.96とするので、色バランスを保つことできる。
さらに、発熱量パラメータのみに着目して冷却能力を設定する場合、冷却部2B、2Rの冷却能力は同程度とする必要があるが、輝度変化率は8倍も違うが、本実施形態では、冷却部2Bに冷却部2Rの1/8の冷却能力を設定している。
そのため、冷却能力が効率的に配分され、冷却に要する消費電力の低減されている。
一方、発熱量パラメータのみに着目して冷却能力を設定する場合、輝度変化率の大きな固体光源1Rの温度を固体光源1Gに比べて十分低減できないため、赤色の輝度変化量が大きくなって色バランスが崩れてしまう。
これに対して、本実施形態では、輝度変化率と熱発生量とに応じて、pR=0.8、pG=0.96とするので、色バランスを保つことできる。
さらに、発熱量パラメータのみに着目して冷却能力を設定する場合、冷却部2B、2Rの冷却能力は同程度とする必要があるが、輝度変化率は8倍も違うが、本実施形態では、冷却部2Bに冷却部2Rの1/8の冷却能力を設定している。
そのため、冷却能力が効率的に配分され、冷却に要する消費電力の低減されている。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図3は、本発明の実施形態の変形例に係る投射型画像表示装置の模式的な概略構成図である。
図3は、本発明の実施形態の変形例に係る投射型画像表示装置の模式的な概略構成図である。
本変形例の投射型画像表示装置110は、図3に示すように、上記実施形態の透過型画像表示素子3R、3G、3B、冷却能力設定手段8に代えて、反射型表示素子30、冷却能力設定手段9を備え、さらにミラー10を追加したものである。以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
反射型表示素子30は、表示画素に応じて、表示面上に2次元格子状に配列された複数の表示要素の反射方向を制御することにより、照明光を空間変調して画像を表示するものである。本変形例では、表示要素として、画像信号に応じて傾斜角がオン状態とオフ状態との2種類の傾斜角に変化されるマイクロミラー(不図示)を格子状に2次元配列したDMD(Digital Micro mirror Device)を採用している。
そして、反射型表示素子30は、色合成手段4と投影光学系5との間の光路上に、投影光学系5に表示面を対向して配置されている。
そのため、固体光源1R、1G、1Bから出射された照明光は、色合成手段4によって合成されてから、ミラー10によって偏向され、反射型表示素子30の表示面上を照射されるようになっている。
そして、ミラー10の偏向方向は、反射型表示素子30のオン状態のマイクロミラーによって反射された光が、投影光学系5の光軸に沿って、投影光学系5に入射できるように設定されている。
そして、反射型表示素子30は、色合成手段4と投影光学系5との間の光路上に、投影光学系5に表示面を対向して配置されている。
そのため、固体光源1R、1G、1Bから出射された照明光は、色合成手段4によって合成されてから、ミラー10によって偏向され、反射型表示素子30の表示面上を照射されるようになっている。
そして、ミラー10の偏向方向は、反射型表示素子30のオン状態のマイクロミラーによって反射された光が、投影光学系5の光軸に沿って、投影光学系5に入射できるように設定されている。
冷却能力設定手段9は、上記実施形態のような演算式で予め算出されたすべての冷却能力の大きさ、すなわち表示モードごとのpR、pG、pBを記憶しておく冷却能力設定記憶手段9bと、表示モード設定手段7で設定された表示モードに対応する冷却能力の大きさを冷却能力設定記憶手段9bから読み出して、冷却駆動手段6に設定する冷却能力選択手段9aとからなる。
本変形例は、冷却能力設定手段は、複数の表示モードと、各光源の光学的特性および熱的特性に応じて予め算出された複数の冷却能力設定値を記憶する冷却能力設定値記憶手段を備え、冷却能力の大きさを、冷却設定値記憶手段に記憶された複数の冷却能力設定値から選択して設定するものとなっている。
この場合、演算処理を省略できるので、冷却能力の切換処理を迅速に行うことができる。
この場合、演算処理を省略できるので、冷却能力の切換処理を迅速に行うことができる。
なお、上記の説明では、特性パラメータとして、3種類の特性パラメータの例を挙げたが、特性パラメータは、これに限定されるものではない。
例えば、熱的特性の一例として、温度に対する寿命特性を挙げることができる。この場合、一定の温度環境下での寿命が短いものほど冷却能力が大きくなるように設定すればよい。
また、例えば、光学的特性としては、温度によって発光量が変化する他の特性値を用いることができる。この一例として、温度に光源がLEDである場合の温度による内部量子効率の変化率を挙げることができる。この場合、内部量子効率が悪くなると発光量が低下するので、冷却能力を大きくするように設定すればよい。
例えば、熱的特性の一例として、温度に対する寿命特性を挙げることができる。この場合、一定の温度環境下での寿命が短いものほど冷却能力が大きくなるように設定すればよい。
また、例えば、光学的特性としては、温度によって発光量が変化する他の特性値を用いることができる。この一例として、温度に光源がLEDである場合の温度による内部量子効率の変化率を挙げることができる。この場合、内部量子効率が悪くなると発光量が低下するので、冷却能力を大きくするように設定すればよい。
また、上記の説明では、各冷却部に対する冷却能力を設定する演算式として、各特性別冷却能力設定値の積を含む式(1)〜(3)を用いた場合の例で説明したが、これらの演算式は、特性パラメータの種類や組合せに応じて、適宜の演算式、関数形を選択することができ、式(1)〜(3)に限定されるものではない。
また、上記の実施形態および変形例に記載された構成要素は、技術的に可能であれば、本発明の技術的思想の範囲内で適宜組み合わせて実施することができる。
ここで、上記実施形態の用語と特許請求の範囲の用語との対応関係について名称が異なる場合について説明する。
固体光源1R、1G、1Bは、光源の一実施形態である。透過型画像表示素子3R、3G、3B、反射型表示素子30は、それぞれ画像表示素子の一実施形態である。
固体光源1R、1G、1Bは、光源の一実施形態である。透過型画像表示素子3R、3G、3B、反射型表示素子30は、それぞれ画像表示素子の一実施形態である。
1R、1G、1B 固体光源(光源)
2R、2G、2B 冷却部
3R、3G、3B 透過型画像表示素子(画像表示素子)
6 冷却駆動手段
7 表示モード設定手段
8、9 冷却能力設定手段
8a 冷却能力算出手段
8b 特性パラメータ記憶手段
9a 冷却能力選択手段
9b 冷却能力設定値記憶手段
30 反射型表示素子
100、110 投射型画像表示装置
2R、2G、2B 冷却部
3R、3G、3B 透過型画像表示素子(画像表示素子)
6 冷却駆動手段
7 表示モード設定手段
8、9 冷却能力設定手段
8a 冷却能力算出手段
8b 特性パラメータ記憶手段
9a 冷却能力選択手段
9b 冷却能力設定値記憶手段
30 反射型表示素子
100、110 投射型画像表示装置
Claims (3)
- 互いに異なる波長光を発生する複数の光源からの照明光を画像表示素子に照射して、該画像表示素子に表示された画像を拡大投影する投射型画像表示装置であって、
前記複数の光源の輝度設定が異なる複数の表示モードを切換可能とする表示モード設定手段と、
前記複数の光源をそれぞれ独立に冷却する複数の冷却部と、
前記表示モード設定手段で設定された表示モードと、少なくとも前記各光源の温度による輝度変化率を含む光学的特性および少なくとも前記各光源の発光時の熱発生量を含む熱的特性とに応じて、前記各冷却部の冷却能力の大きさを設定する冷却能力設定手段と、
該冷却能力設定手段で設定された冷却能力の大きさに基づいて、前記複数の冷却部を駆動する冷却駆動手段とを備えることを特徴とする投射型画像表示装置。 - 前記冷却能力設定手段は、
前記複数の表示モードと、前記各光源の光学的特性および熱的特性とに応じて予め算出された複数の冷却能力設定値を記憶する冷却能力設定値記憶手段を備え、
前記冷却能力の大きさを、前記冷却設定値記憶手段に記憶された前記複数の冷却能力設定値から選択して設定することを特徴とする請求項1に記載の投射型画像表示装置。 - 前記冷却能力設定手段は、
前記各光源の光学的特性および熱的特性を複数の特性パラメータに分けて、該複数の特性パラメータごとに、前記各光源間の特性差を低減するために必要な特性別冷却能力設定値を記憶する特性パラメータ記憶手段と、
該特性パラメータ記憶手段に記憶された前記特性別冷却能力設定値を、前記表示モードごとに設定された演算式に基づいて演算することにより、前記各光源の冷却能力の大きさを算出する冷却能力算出手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の投射型画像表示装置。
Priority Applications (2)
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WO2009008166A1 (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Panasonic Corporation | 画像表示装置 |
JP2010169754A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Toshiba Corp | 画像表示装置 |
WO2011086682A1 (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-21 | Necディスプレイソリューションズ株式会社 | 投写型表示装置および光源制御方法 |
EP2439587A4 (en) * | 2009-06-05 | 2015-05-27 | Lg Electronics Inc | PROJECTOR |
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2006
- 2006-12-26 JP JP2006349073A patent/JP2008158390A/ja active Pending
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2007
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WO2009008166A1 (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-15 | Panasonic Corporation | 画像表示装置 |
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