JP2009031622A - 映像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】映像投射装置において、高温になった光源を冷却するための技術に関するものである。
【解決手段】光源と、前記光源から入射する光を画像信号に応じて変調する空間光変調素子と、前記光源周辺の温度を測定する温度センサと、前記光源の出力を変化させる光源制御部と、前記光源周辺温度と前記光源の最大電流との関係をテーブルとして保存した記憶部を有し、前記光源制御部は、前記温度センサの測定結果より前記テーブルから最大電流を導きだし、前記光源への最大出力電流とすることで、光源の温度上昇を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、リアプロジェクションテレビの冷却構造とその制御方法に関するものである。

従来、リアプロジェクションテレビ（映像投射装置）の冷却は、筺体内部にファンを設け、空気の流れを作ることで冷却を行っていた。また、最近ではファンが駆動することによる騒音の低減のため、内部に温度センサを設け、検出された温度によってファンの入切や、さらにファンの回転数を可変させることが一般的になっている。

さらには、発熱体である光源の電圧を調整することで、温度調整を行う方法がある（例えば、特許文献１参照）。具体的には、本体内に設置した温度センサが光学エンジンの部品温度または、周囲の空気温度の上昇を検出したとき、冷却ファンの印加電圧を上げることができると判断した場合は、冷却ファンの印加電圧を上げるように働きかけて冷却ファンの回転数を増加させる。また冷却ファンへの印加電圧が上限であると判断した場合は、光源への電力を時間をかけて徐々に低下させる。これにより、本体を設置する環境温度を見越して、冷却能力の高い高回転あるいは大径のファンを採用する必要がないため、小型で低騒音な冷却方法を実現している。
特開２００３−４３５８５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、光源の電力制御を高温検知後に行っているため、光源の性能を十分に活かしきれていないという課題があった。高温検知後の電力制御は、光源の電力低下による投射映像の輝度変化を回避するために、光源への電力を時間をかけて低下させている。光源の電力を低下させている間も、温度上昇は継続しており、目標とする冷却温度に収束するまでに時間がかかっていた。そのため、光源の電力制御の開始条件となる温度閾値は、目標とする冷却温度に到達するまでの時間、及び低下中の温度上昇を考慮して設定する必要があり、実装部品の許容温度に対して、必要以上に低い温度で閾値を設定しなければならない。そのため、実装部品の許容温度と実温度の差に余裕があるにも関わらず、光源の電力低下が発生してしまい、視聴者にとって好ましくない。

本発明は、前記従来の課題を解決するものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明の映像投射装置は、光源と、前記光源から入射する光を画像信号に応じて変調する空間光変調素子と、前記光源周辺の温度を測定する温度センサと、前記光源の出力を変化させる光源制御部と、温度情報から電流値を抽出する光源最大電流抽出部を有し、前記光源制御部は、前記温度センサの測定結果より前記光源最大電流抽出部から抽出した最大電流を前記光源への最大出力電流とすることを特徴としたものである。

また、本発明の映像投射装置は、前記光源最大電流抽出部は、光源周辺温度と前記光源の最大電流との関係をテーブルとして記憶していることを特徴としたものである。

また、本発明の映像投射装置は、前記光源最大電流抽出部は、前記テーブルに記録された温度間の電流値を線形補間することを特徴とするものである。

本発明の映像投射装置によれば、リアプロジェクションテレビ等の光源の温度制御において、光源周辺の温度上昇を予測して、光源の発熱量を抑える光量制御を行うことで、高温時でも、光源の性能を最大限に活かしつつ、セット内温度を光源周辺の実装部品の許容温度付近で維持することができる。

以下に、本発明の映像投射装置の光源制御方法の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における映像投射装置のブロック図を示す。

光源１の光は、ダイクロイックミラーＢ３によりＢの成分のみ反射し、ミラー６ａで反射し、液晶パネル７ａに入射する。ダイクロイックミラーＢ３を通貨した光は、ダイクロイックミラーＧ４によりＧの成分のみ反射し、液晶パネル７ｃに入射する。ダイクロイックミラーＧ４を通貨した光は、ミラー６ｃ、ミラー６ｂにより反射し、液晶パネル７ｂに入射する。液晶パネル７ａ，７ｂ、７ｃは、ＲとＧとＢの画像を形成し、それぞれ入射してきた光を通過し、Ｘキューブ８で合成を行うことでカラー画像を形成している。

映像信号１０は液晶パネル駆動部１３に入力され、液晶パネル駆動部１３は、液晶パネル７ａにはＢ、７ｂにはＧ、７ｃにはＲの映像信号を送り画像を、液晶パネル７ａ、７ｂ、７ｃは、画像を表示する。

平均輝度算出部１２は映像信号１０を入力とし、フレーム毎に平均輝度を算出する。光源制御部１１は平均輝度値が低い（暗い）場合は光源１の出力を下げ、高い（明るい）場合は光源１の出力を上げることによって、暗いシーンはより暗く、明るいシーンはより明るくなるように、映像のダイナミックレンジを広げている。これをダイナミックダーク（以下ＤＤと略す）制御と呼ぶ。

光源制御部１１は光源１への電流値を設定する。光源制御部１１には、光源１の周辺温度を測定するための温度センサ２と、温度情報から電流値を算出する光源最大電流抽出部１４が接続されており、温度センサ２が測定した周辺温度から、光源最大電流管理テーブルを参照し、その温度に適切な最大電流値を決定し光源１を制御する。

ここで、光源最大電流値に関して図２を用いて説明する。光源１から発生する熱は、温度が高くなるほど、周辺ＩＣなどへの悪影響が発生するが、それを抑える場合には、光源１の光量を減らし、光源１自体が発生する熱を少なくする必要がある。光量を減らすことは、光源１への電流値を下げることであり、周辺温度と、光源１に与える電流値の関係をグラフに表したのが図２である。

例えば、光源１が９．４Ａ消費しており、そのときの周辺温度が３５度だった場合、図２のグラフからわかるように３５度での許容範囲は７．５Ａであるため、光源１への電流値を７．５Ａに設定する。そして、この状態を維持する。

図２のグラフを、テーブルとしたのが図３である。光源最大電流抽出部１４には、このような光源最大電流管理テーブルを格納しており、光源制御部１１はこの光源最大電流管理テーブルから目的の電流値を検索する。

最大電流値設定のフローを図４を用いて説明する。

周辺温度の測定（Ｓ０１）を行った後、その温度が光源最大電流管理テーブルに格納されている温度と照らし合わせ（Ｓ０２〜Ｓ０５）、それぞれに対応した最大電流を設定（Ｓ０６〜Ｓ１０）する。

具体的には、測定温度が２２度未満の場合（Ｓ０２）は、最大電流を９．３Ａに設定（Ｓ０６）し、測定温度が２２度以上２７度未満の場合（Ｓ０３）は、最大電流を９．３Ａに設定（Ｓ０７）し、測定温度が２７度以上３０度未満の場合（Ｓ０４）は、最大電流を８．３Ａに設定（Ｓ０８）し、測定温度が３０度以上３５度未満の場合（Ｓ０５）は、最大電流を７．５Ａに設定（Ｓ０９）し、それ以上なら、最大電流を７Ａに設定（Ｓ１０）する。

ここで算出した最大電流は、ＤＤ制御により光源１の電流が変化する中、この最大電流を超えないように機能させる。

なお、ここではテーブル参照により電流値を設定したが、温度間の電流を線形補間などにより算出することで、より細かな電流値を設定することができる。

これにより、セット内温度が高温になる前に、光源の発熱量を抑えることができ、セット内温度を光源周辺の実装部品の許容温度内で維持することが可能となる。

本発明にかかる映像投射装置は、光源の温度上昇を予測して、光源の電力を制御することで光源の冷却を行うのに有用である。

本発明の実施の形態１における映像投射装置のブロック図 本発明の実施の形態１における周辺温度と最大電流値の関係図 本発明の実施の形態１における光源最大電流管理テーブルの説明図 本発明の実施の形態１における最大電流値設定のフローチャート

符号の説明

１ 光源
２ 温度センサ
３ ダイクロイックミラーＢ
４ ダイクロイックミラーＧ
６ａ ミラー
６ｂ ミラー
６ｃ ミラー
７ａ 液晶パネル
７ｂ 液晶パネル
７ｃ 液晶パネル
８ Ｘキューブ
１０ 映像信号
１１ 光源制御装置
１２ 平均輝度算出部
１３ 液晶パネル駆動部
１４ 光源最大電流抽出部

Claims (3)

1. 光源と、
   前記光源から入射する光を画像信号に応じて変調する空間光変調素子と、
   前記映像信号から平均輝度を算出する平均輝度算出部と、
   前記平均輝度算出部で算出された平均輝度に応じて光源の出力を変化させる光源制御部と、
   前記光源の出力を変化させる光源制御部と、
   温度情報から電流値を抽出する光源最大電流抽出部を有し、
   前記光源制御部は、前記温度センサの測定結果より前記光源最大電流抽出部から抽出した最大電流を前記光源へ供給する最大電流とすることを特徴とする映像投射装置。
2. 前記光源最大電流抽出部は、光源周辺温度と前記光源の最大電流との関係をテーブルとして記憶していることを特徴とする請求項１記載の映像投射装置。
3. 前記光源最大電流抽出部は、前記テーブルに記録された温度間の電流値を線形補間することを特徴とする請求項２記載の映像投射装置。

Images