JP2009237365A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】投写型映像表示装置１００は、空気流路３１０を流れる空気を冷却する冷却装置３００と、光学素子（液晶パネル４０など）に照射される光の光量を制御する光源制御部２２０とを備える。光学素子は、空気流路３１０内に設けられる。冷却装置３００は、動作開始指示を受けた場合に、空気流路３１０を流れる空気の冷却を開始する。光源制御部２２０は、動作開始指示を受けた場合に、所定光量よりも小さい光量の光が光学素子に照射されるように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源と、光源から出射される光が照射される光学素子と、光学素子から出射された光を投写する投写光学系とを有する投写型映像表示装置に関する。

従来、光源と、光源から出射された光を変調する光学素子と、光学素子から出射された光を投写する投写光学系とを有する投写型映像表示装置が知られている。光学素子は、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などである。

上述した投写型映像表示装置では、光源から出射された光が光学素子に照射される。すなわち、光源から出射された光によって光学素子が加熱される。

従って、一般的には、投写型映像表示装置には、光学素子などの冷却対象を冷却する冷却装置が設けられる。光学素子などの冷却対象は、光源から出射される光の光路上に設けられている。従って、冷却装置としては、光源から出射される光を妨げないように、空冷式の冷却装置を用いることが好ましい。なお、液冷式の冷却装置などを用いることは好ましくないことに留意すべきである。

例えば、空冷式の冷却装置は、空気ダクト（空気流路）を流れる空気を冷却する冷却部を備える。冷却部としては、例えば、ペルチェ素子が用いられる。光学素子は、空気流路上に設けられる。光学素子は、空気流路を流れる空気（冷却風）によって冷却される（例えば、特許文献１）。
特開２００５−１２１２５０公報

ところで、一般的には、投写型映像表示装置の電源が投入された場合に、空気流路を流れる空気の冷却を冷却部が開始するタイミングは、光の出射を光源が開始するタイミングと同じである。

ここで、空気流路に充満する空気を冷却部が冷却する必要があるため、空気流路を流れる空気が所定温度に達するまでの時間（以下、空気冷却時間）は、光源から出射される光量が所定光量に達するまでの時間（以下、光量立ち上げ時間）よりも長い。

上述したように、光源から出射される光は、光学素子に照射される。従って、空気冷却時間が光量立ち上げ時間よりも長いと、光学素子の温度が光学素子に許容される動作温度の範囲（以下、許容温度範囲）の上限を超える可能性がある。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

第１の特徴に係る投写型映像表示装置は、光源（光源１０）と、前記光源から出射される光が照射される光学素子（液晶パネル４０、入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２）と、前記光学素子から出射された光を投写する投写光学系（投写レンズユニット１６０）とを有する。投写型映像表示装置は、空気の流路である空気流路（空気流路３１０）と、前記空気流路を流れる空気を冷却する冷却部（吸熱器３２０）とを有する冷却装置（冷却装置３００）と、前記光学素子に照射される光の光量を制御する光量制御部（光源制御部２２０又は絞り量制御部２５０）とを備える。前記光学素子は、前記空気流路内に設けられる。前記光学素子に照射される光の光量は、通常動作状態において所定光量に定められている。前記冷却部は、自装置の動作開始を指示する動作開始指示を受けた場合に、前記空気流路を流れる空気の冷却を開始する。前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御する。

かかる特徴によれば、冷却部は、自装置の動作開始を指示する動作開始指示を受けた場合に、空気流路を流れる空気の冷却を開始する。光量制御部は、動作開始指示を受けた場合に、所定光量よりも小さい光量の光が光学素子に照射されるように制御する。従って、動作開始指示を受けてから通常動作状態に至るまでにおいて、光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することができる。

第１の特徴において、前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合であっても、前記光学素子に光が照射されないように制御する。

第１の特徴において、前記光源は、複数の光源によって構成されている。前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記複数の光源のうち、一部分の光源から出射された光のみが前記光学素子に照射されるように制御する。

第１の特徴において、前記光源は、複数の光源によって構成されている。前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記複数の光源のうち、一部分の光源から出射された光が他部分の光源から出射された光よりも時間的に遅延して前記光学素子に照射されるように制御する。前記一部分の光源及び前記他部分の光源は幾何学的に対称である。

第１の特徴において、前記光量制御部は、前記光源に供給される電力を制御することによって、前記光学素子に照射される光の光量を制御する。

第１の特徴において、投写型映像表示装置は、前記光源と前記光学素子との間に設けられており、遮光部材によって構成された光量絞り部（光量絞り部６０）をさらに備える。前記光量制御部は、前記光量絞り部を制御することによって、前記光学素子に照射される光の光量を制御する。

第１の特徴において、前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けてから所定時間が経過するまで、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御する。

第１の特徴において、前記冷却装置は、前記空気流路内の温度を検出する温度センサ（温度センサ３８１）を有する。前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けてから前記温度センサによって検出された温度が所定温度を下回るまで、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御する。

第１の特徴において、前記冷却装置は、前記冷却部の温度を検出する温度センサ（温度センサ３８２）を有する。前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けてから前記温度センサによって検出された温度が所定温度を下回るまで、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御する。

第１の特徴において、投写型映像表示装置は、前記光学素子を制御する光学素子制御部（映像制御部２４０）をさらに備える。前記光学素子は、１対の偏光板（入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２）と、前記１対の偏光板に挟まれた液晶パネル（液晶パネル４０）とによって構成されている。前記光学素子制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記光源から出射される光が前記１対の偏光板を透過するように前記液晶パネルを制御する。

本発明によれば、光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することを可能とする投写型映像表示装置を提供することができる。

以下において、本発明の実施形態に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。

図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源１０と、フライアイレンズユニット２０と、ＰＢＳアレイ３０と、複数の液晶パネル４０（液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ、液晶パネル４０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム５０とを有する。

光源１０は、白色光を発するＵＨＰランプなどである。光源１０が発する光は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を含む。

フライアイレンズユニット２０は、光源１０が発する光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット２０は、フライアイレンズ２０ａ及びフライアイレンズ２０ｂによって構成される。

フライアイレンズ２０ａ及びフライアイレンズ２０ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源１０が発する光が液晶パネル４０の全面に照射されるように、光源１０が発する光を集光する。

ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光の偏光状態を揃える。例えば、ＰＢＳアレイ３０は、フライアイレンズユニット２０から出射された光をＳ偏光に揃える。

液晶パネル４０Ｒは、赤成分光の偏光方向を回転させることによって赤成分光を変調する。液晶パネル４０Ｒの光入射面側には、一の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板４１Ｒが設けられている。液晶パネル４０Ｒの光出射面側には、一の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板４２Ｒが設けられている。

同様に、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂは、それぞれ、緑成分光及び青成分光の偏光方向を回転させることによって緑成分光及び青成分光を変調する。液晶パネル４０Ｇの光入射面側には、入射側偏光板４１Ｇが設けられており、液晶パネル４０Ｇの光出射面側には、出射側偏光板４２Ｇが設けられている。液晶パネル４０Ｂの光入射面側には、入射側偏光板４１Ｂが設けられており、液晶パネル４０Ｂの光出射面側には、出射側偏光板４２Ｂが設けられている。

クロスダイクロイックプリズム５０は、液晶パネル４０Ｒ、液晶パネル４０Ｇ及び液晶パネル４０Ｂから出射された光を合成する。クロスダイクロイックプリズム５０は、投写レンズユニット１６０側に合成光を出射する。

また、投写型映像表示装置１００は、ミラー群（ダイクロイックミラー１１１、ダイクロイックミラー１１２、反射ミラー１２１〜反射ミラー１２３）と、レンズ群（コンデンサレンズ１３１〜コンデンサレンズ１３３、コンデンサレンズ１４０Ｒ、コンデンサレンズ１４０Ｇ、コンデンサレンズ１４０Ｂ、リレーレンズ１５１〜リレーレンズ１５３）とを有する。

ダイクロイックミラー１１１は、ＰＢＳアレイ３０から出射された光のうち、赤成分光を透過する。ダイクロイックミラー１１１は、ＰＢＳアレイ３０から出射された光のうち、緑成分光及び青成分光を反射する。

ダイクロイックミラー１１２は、ダイクロイックミラー１１１で反射された光のうち、青成分光を透過する。ダイクロイックミラー１１２は、ダイクロイックミラー１１１で反射された光のうち、緑成分光を反射する。

反射ミラー１２１は、赤成分光を反射して赤成分光を液晶パネル４０Ｒ側に導く。反射ミラー１２２及び反射ミラー１２３は、青成分光を反射して青成分光を液晶パネル４０Ｂ側に導く。

コンデンサレンズ１３１は、光源１０が発する白色光を集光するレンズである。コンデンサレンズ１３２は、ダイクロイックミラー１１１を透過した赤成分光を集光する。コンデンサレンズ１３３は、ダイクロイックミラー１１１で反射された緑成分光及び青成分光を集光する。

コンデンサレンズ１４０Ｒは、液晶パネル４０Ｒに赤成分光が照射されるように、赤成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ１４０Ｇは、液晶パネル４０Ｇに緑成分光が照射されるように、緑成分光を略平行光化する。コンデンサレンズ１４０Ｂは、液晶パネル４０Ｂに青成分光が照射されるように、青成分光を略平行光化する。

リレーレンズ１５１〜リレーレンズ１５３は、青成分光の拡大を抑制しながら、液晶パネル４０Ｂ上に青成分光を略結像する。

さらに、投写型映像表示装置１００は、投写レンズユニット１６０を有する。投写レンズユニット１６０は、クロスダイクロイックプリズム５０から出射された合成光（映像光）をスクリーン上などに投写する。

ここで、投写型映像表示装置１００は、投写型映像表示装置１００を構成する光学素子を冷却する冷却装置３００を有する。冷却装置３００は、液晶パネル４０、入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２などの光学素子を冷却する。

具体的には、冷却装置３００は、空気の流路である空気流路を有しており、空気流路内で空気を循環させる。冷却装置３００は、空気流路内を流れる空気を冷却する。冷却対象の光学素子（液晶パネル４０、入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２、光学補償板（不図示））は、空気流路内に設けられている。なお、冷却装置３００の詳細については後述する（図２を参照）。

（冷却装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る冷却装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、第１実施形態に係る冷却装置３００を示す図である。なお、図２は、図１に示すＡ方向から投写型映像表示装置１００を見た図である。

図２に示すように、冷却装置３００は、空気流路３１０と、吸熱器３２０と、圧縮機３３０と、放熱器３４０と、減圧器３５０と、冷媒流路３６０と、循環ファン３７０とを有する。

ここでは、冷媒流路３６０内を循環する冷媒としてＣＯ_２冷媒を例に挙げて説明する。また、図３を参照しながら、冷媒の循環について説明する。図３において、縦軸は、ＣＯ_２冷媒に対する圧力（Ｐ）であり、横軸は、ＣＯ_２冷媒のエンタルピー（ｈ）である。等温線は、温度が一定となる圧力（Ｐ）及びエンタルピー（ｈ）の組み合わせを示す線である。飽和液線は、過冷却液と湿り蒸気との境界を示す線であり、飽和蒸気線は、湿り蒸気と過熱蒸気との境界を示す線である。臨界点は、飽和液線と飽和蒸気線との境目である。

空気流路３１０は、空気の流路である。上述したように、空気流路３１０内には、冷却対象の光学素子（液晶パネル４０、入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２、光学補償板（不図示））が設けられる。

吸熱器３２０は、冷媒流路３６０内を循環する冷媒によって、空気流路３１０内を流れる空気を冷却する冷却部である。すなわち、吸熱器３２０では、空気流路３１０内を流れる空気の熱をＣＯ_２冷媒が吸熱する。図３では、工程（１）に示すように、ＣＯ_２冷媒による吸熱によって、圧力（Ｐ）が一定のまま、エンタルピー（ｈ）が増大する。

圧縮機３３０は、吸熱器３２０において蒸発した冷媒を圧縮する。図３では、工程（２）に示すように、圧力（Ｐ）の増大によって、ＣＯ_２冷媒の過熱度が増大する。

放熱器３４０は、圧縮機３３０によって圧縮された冷媒の熱を放熱する。図３では、工程（３）に示すように、ＣＯ_２冷媒の冷却によって、圧力（Ｐ）が一定のまま、エンタルピー（ｈ）が減少する。これによって、ＣＯ_２冷媒は、過冷却液に遷移する。

減圧器３５０は、放熱器３４０によって放熱された冷媒を減圧する。図３では、工程（４）に示すように、エンタルピー（ｈ）が一定のまま、圧力（Ｐ）が減少する。これによって、ＣＯ_２冷媒は、湿り蒸気に遷移する。

なお、図３は、投写型映像表示装置１００の使用環境温度が比較的低温であるケースを例示している。投写型映像表示装置１００の使用環境温度が比較的高温になるケースでは、放熱器３４０で放熱される工程（３）の圧力が臨界圧力以上となる超臨界サイクルとなる。

冷媒流路３６０は、冷媒の流路である。具体的には、冷媒流路３６０は、吸熱器３２０、圧縮機３３０、放熱器３４０及び減圧器３５０を通る環状の流路である。

循環ファン３７０は、空気流路３１０内において空気を循環させるファンである。具体的には、循環ファン３７０は、吸熱器３２０によって冷却された空気を光学素子側に送り出す。

なお、冷却装置３００は、温度センサ３８１又は温度センサ３８２を有していてもよい。温度センサ３８１は、空気流路３１０内を流れる空気の温度を検出する。温度センサ３８２は、吸熱器３２０（冷却部）の温度を検出する。

空気流路３１０内を流れる空気の温度を検出する温度センサ３８１の位置は、空気流路３１０内のどの位置であってもよい。温度センサ３８１の位置は、吸熱器３２０や光学素子を通過する空気の流れの出口から遠い位置である方が好ましい。吸熱器３２０や光学素子では、これらを通過する空気温度が大きく変化するため、これらの出口では、空気温度のムラが大きく、これらの出口に温度センサ３８１を配置すると、平均的な空気温度を検出することが難しい。

一方で、これらの出口に温度センサ３８１を配置すると、空気温度が均一化して、平均的な空気温度を検出することが容易である。

図２では、吸熱器３２０に空気が吸い込まれる側に温度センサ３８１が配置されているが、光学素子に空気が吸い込まれる側に温度センサ３８１を配置することも好ましい。

冷却部の温度を検出する温度センサ３８２の位置は、吸熱器３２０内の冷媒流路のうち、冷媒流路の中間部分以降の位置であることが好ましい。吸熱器３２０内の冷媒流路のうち、冷媒流路の入り口の温度は、空気流路３１０内の空気温度と関連性が小さい場合がある。従って、冷媒流路の入り口は、空気流路３１０内の空気温度を温度センサ３８２が間接的に検出する位置としては好ましくない。

一方で、冷媒流路の中間部分以降の温度は、空気流路３１０内の空気温度と関連性が比較的大きい。従って、冷媒流路の中間部分以降の位置は、空気流路３１０内の空気温度を温度センサ３８２が間接的に検出する位置として好ましい。

（制御ユニットの構成）
以下において、第１実施形態に係る制御ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。

第１実施形態では、液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に照射される光の光量は、通常動作状態において所定光量に定められていることに留意すべきである。通常動作状態は、投写型映像表示装置１００の動作が安定した状態において、投写型映像表示装置１００が映像光を投写する状態である。

図４に示すように、制御ユニット２００は、操作受付部２１０と、光源制御部２２０と、冷却制御部２３０と、映像制御部２４０とを有する。

操作受付部２１０は、操作Ｉ／Ｆ（不図示）などから、操作指示を受け付ける。操作指示は、例えば、投写型映像表示装置１００の動作開始を指示する動作開始指示を含む。動作開始指示は、例えば、投写型映像表示装置１００の電源投入指示、映像の表示開始指示などである。

光源制御部２２０は、動作開始指示に応じて、光源１０を制御する。具体的には、光源制御部２２０は、光源１０に供給される電力を制御する。光源制御部２２０は、光源１０に供給される電力の絶対量を制御してもよい。光源制御部２２０は、光源１０に供給される電力をパルスによって制御してもよい。

ここで、光源制御部２２０は、動作開始指示を受けた場合に、所定光量よりも小さい光量の光が液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に照射されるように、光源１０に供給される電力を制御する。具体的には、光源制御部２２０は、所定電力よりも小さい電力を光源１０に供給するように、光源１０に供給される電力を制御する。なお、所定電力は、液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に所定光量の光を照射するために必要な電力である。

光源１０に供給される電力の制御方法としては、例えば、光源１０に供給される電力を所定電力の半分に制御する方法、光源１０に供給される電力を“０”に制御する方法などが考えられる。

以下においては、液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に照射される光量を所望光量よりも低減させる期間を“光量低減期間”と称する。光量低減期間は、（１）動作開始指示を受けてから所定時間が経過するまでの期間、（２）動作開始指示を受けてから、温度センサ３８１によって検出された温度（空気流路３１０内を流れる空気の温度）が所定温度を下回るまでの期間、（３）動作開始指示を受けてから、温度センサ３８２によって検出された温度（吸熱器３２０の温度）が所定温度を下回るまでの期間などである。

冷却制御部２３０は、動作開始指示に応じて、冷却装置３００を制御する。ここでは、冷却制御部２３０は、動作開始指示を受けた場合に、冷却装置３００の動作を直ちに開始する。すなわち、動作開始指示を受けた場合に、冷却装置３００は、空気流路３１０内を流れる空気の冷却を直ちに開始する。

映像制御部２４０は、動作開始指示に応じて、液晶パネル４０を制御する。例えば、映像制御部２４０は、ＤＶＤ再生装置や内蔵メモリに格納された映像データに基づいて、液晶パネル４０上に表示される映像を制御する。

ここで、映像制御部２４０は、光量低減期間において、光源１０から出射された光の全てが出射側偏光板４２を透過するように液晶パネル４０を制御する。すなわち、映像制御部２４０は、スクリーン上に白映像が表示されるように液晶パネル４０を制御する。

映像制御部２４０は、赤成分光、緑成分光及び青成分光のうち、特定の色成分光のみが出射側偏光板４２を透過するように液晶パネル４０を制御してもよい。例えば、映像制御部２４０は、他の色成分光に比べて光エネルギーが大きい青成分光のみが出射側偏光板４２Ｂを透過するように液晶パネル４０Ｂを制御する。

（光学素子の冷却）
以下において、第１実施形態に係る冷却対象の光学素子の冷却について、図面を参照しながら説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る冷却対象の光学素子の冷却を説明するための図である。なお、冷却対象の光学素子は、上述したように、液晶パネル４０、入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２、光学補償板（不図示）である。

図５（ａ）において、縦軸は、冷却対象の光学素子などの温度を示しており、横軸は、動作開始指示から経過した時間を示している。温度ｔ_０は、室温である。温度ｔ_１は、冷却対象の光学素子に許容される動作温度の範囲（以下、許容温度範囲）の上限である。

図５（ｂ）において、縦軸は、光源１０に供給される電力を示しており、横軸は、動作開始指示から経過した時間を示している。電力Ｐ_１は、液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に所定光量の光を照射するために必要な所定電力である。電力Ｐ_２は、所定電力の半分の電力である。

ここで、図５（ａ）において、曲線ａは、冷却装置３００を動作させないケースを示している。曲線ｂ〜曲線ｄは、冷却装置３００を動作させるケースを示している。曲線ｂは、所定電力が光源１０に供給されるケースを示している。

曲線ｃは、動作開始指示を受けてから時間Ｘが経過するまで、所定電力の半分の電力が光源１０に供給されるケースを示している（図５（ｂ）における曲線ｃを参照）。曲線ｄは、動作開始指示を受けてから時間Ｘが経過するまで、電力が光源１０に供給されないケースを示している（図５（ｂ）における曲線ｄを参照）。

曲線ｅは、空気流路３１０内を流れる空気の温度を示している。すなわち、曲線ｅは、温度センサ３８１によって検出される温度を示している。曲線ｆは、吸熱器３２０の温度を示している。すなわち、曲線ｆは、温度センサ３８２によって検出される温度を示している。

曲線ａ〜曲線ｄに示すように、曲線ａ及び曲線ｂでは、冷却対象の光学素子の温度が許容温度範囲の上限（温度ｔ_１）を超えてしまう。特に、曲線ｂでは、冷却装置３００を動作させているにもかかわらず、光学素子の温度が許容温度範囲の上限（温度ｔ_１）を超えている。

これに対して、曲線ｃ及び曲線ｄでは、冷却対象の光学素子の温度が許容温度範囲の上限（温度ｔ_１）を超えていない。

ここで、光量低減期間としては、上述した（１）〜（３）の期間が考えられる。所定時間や所定温度は、図５（ａ）に示す温度変化を予め測定して、光学素子の温度が許容温度範囲の上限（温度ｔ_１）を超えないように定められる。

具体的には、光量低減期間として（１）の期間を用いるケースでは、所定時間は時間Ｘである。光量低減期間として（２）の期間を用いるケースでは、所定温度は温度ｔ_２である。光量低減期間として（３）の期間を用いるケースでは、所定温度は温度ｔ_３である。

（作用及び効果）
第１実施形態では、冷却装置３００（吸熱器３２０）は、動作開始指示を受けた場合に、空気流路３１０を流れる空気の冷却を開始する。光源制御部２２０は、動作開始指示を受けた場合に、所定電力よりも小さい電力を光源１０に供給するように、光源１０に供給される電力を制御する。従って、動作開始指示を受けてから通常動作状態に至るまでにおいて、冷却対象の光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することができる。

第１実施形態では、光源制御部２２０は、光量低減期間において、所定電力よりも小さい電力を光源１０に供給するように、光源１０に供給される電力を制御する。光量低減期間は、（１）動作開始指示を受けてから所定時間が経過するまでの期間、（２）動作開始指示を受けてから、温度センサ３８１によって検出された温度が所定温度を下回るまでの期間、（３）動作開始指示を受けてから、温度センサ３８２によって検出された温度が所定温度を下回るまでの期間などである。従って、冷却対象の光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制しながら、液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に所定光量の光を適切なタイミングで照射することができる。

第１実施形態では、映像制御部２４０は、光量低減期間において、光源１０から出射された光の全てが出射側偏光板４２を透過するように液晶パネル４０を制御する。従って、光の遮光に起因する出射側偏光板４２の温度上昇を抑制することができる。

第１実施形態では、映像制御部２４０は、光量低減期間において、他の色成分光に比べて光エネルギーが大きい青成分光のみが出射側偏光板４２Ｂを透過するように液晶パネル４０Ｂを制御する。光の遮光に起因する出射側偏光板４２Ｂのダメージを抑制することができる。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態と第２実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第１実施形態では、冷却対象の光学素子に照射される光量は、光源１０に供給される電力によって制御される。これに対して、第２実施形態では、冷却対象の光学素子に照射される光量は、遮光部材によって構成された光量絞り部によって制御される。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第２実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図６は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。図６では、図１と同様の構成について同様の符号を付している。

図６に示すように、投写型映像表示装置１００は、図１に示した構成に加えて、光量絞り部６０を有する。

光量絞り部６０は、光源１０と液晶パネル４０との間に設けられる。光量絞り部６０は、遮光部材によって構成される。光量絞り部６０は、光源１０から出射される光を遮光する量（絞り量）を変更可能に構成されている。光量絞り部６０は、例えば、シャッタなどによって構成される。これによって、光量絞り部６０は、液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に照射される光の光量を調整する。

（制御ユニットの構成）
以下において、第２実施形態に係る制御ユニットの構成について、図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。図７では、図４と同様の構成について同様の符号を付している。

図７に示すように、制御ユニット２００は、光源制御部２２０に代えて、絞り量制御部２５０を有する。

絞り量制御部２５０は、動作開始指示に応じて、光量絞り部６０を制御する。具体的には、絞り量制御部２５０は、光源１０から出射される光を遮光する量（絞り量）を制御する。

ここで、絞り量制御部２５０は、動作開始指示を受けた場合に、所定光量よりも小さい光量の光が液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に照射されるように、光量絞り部６０の絞り量を制御する。具体的には、絞り量制御部２５０は、光源１０から出射される光を所定絞り量よりも大きい絞り量で、光量絞り部６０の絞り量を制御する。なお、所定絞り量は、液晶パネル４０（すなわち、入射側偏光板４１）に所定光量の光が照射される絞り量である。また、所定絞り量は“０”であってもよい。

光量絞り部６０の絞り量の制御方法としては、例えば、光源１０から出射される光の半分を遮光する方法、光源１０から出射される光の全てを遮光する方法などが考えられる。

（作用及び効果）
第２実施形態では、冷却装置３００（吸熱器３２０）は、動作開始指示を受けた場合に、空気流路３１０を流れる空気の冷却を開始する。絞り量制御部２５０は、動作開始指示を受けた場合に、光源１０から出射される光を所定絞り量よりも大きい絞り量で、光量絞り部６０の絞り量を制御する。従って、第１実施形態と同様に、動作開始指示を受けてから通常動作状態に至るまでにおいて、冷却対象の光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することができる。

［第３実施形態］
以下において、第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態と第３実施形態との相違点について主として説明する。

具体的には、第１実施形態では、投写型映像表示装置１００は、単数の光源１０を有している。これに対して、第３実施形態では、投写型映像表示装置１００は、複数の光源１０を有している。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第３実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図８は、第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。図８では、図１と同様の構成について同様の符号を付している。

図８に示すように、投写型映像表示装置１００は、複数の光源１０（光源１０ａ〜光源１０ｄ）を有する。また、投写型映像表示装置１００は、図１に示した構成に加えて、複数の反射ミラー１７０（反射ミラー１７０ａ〜反射ミラー１７０ｄ）を有する。

光源１０ａ〜光源１０ｄは、上述した光源１０と同様に、白色光を発するＵＨＰランプなどである。反射ミラー１７０ａ〜反射ミラー１７０ｄは、それぞれ、光源１０ａ〜光源１０ｄから出射された光をフライアイレンズユニット２０側に反射する。

図９は、第３実施形態に係る光源１０ａ〜光源１０ｄの配置を示すイメージ図である。図９では、反射ミラー１７０ａ〜反射ミラー１７０ｄで反射された際に、光源１０ａ〜光源１０ｄから出射された光の配置が示されている。図９に示すように、光源１０ａ〜光源１０ｄから出射される光は、光軸中心の周囲に設けられる。

ここで、上述した光源制御部２２０は、光量低減期間において、光源１０の点灯数を制御する。第３実施形態では、通常動作状態における所定光量は、光源１０ａ〜光源１０ｄの全てから出射される光の光量であることに留意すべきである。

具体的には、光源制御部２２０は、動作開始指示を受けた場合に、複数の光源１０のうち、一部分の光源１０に対する電力の供給を開始して、他部分の光源１０に対する電力の供給の開始を留保する。すなわち、光源制御部２２０は、光量低減期間において、光源１０の点灯数を減少させる。例えば、光源制御部２２０は、光量低減期間において、２つの光源１０のみを点灯させて、他の光源１０の点灯を留保する。

このように、光源制御部２２０は、一部分の光源１０から出射される光が他部分の光源１０から出射される光よりも時間的に遅延して、冷却対象の光学素子に照射されるように制御する。

ここで、光量低減期間において点灯させる光源１０は、光軸中心に対して点対称であることが好ましい。例えば、光源制御部２２０は、光源１０ａ及び光源１０ｄを点灯させて、光源１０ｂ及び光源１０ｃの点灯を留保する。又は、光源制御部２２０は、光源１０ｂ及び光源１０ｃを点灯させて、光源１０ａ及び光源１０ｄの点灯を留保する。

また、一部分の光源１０から出射される光量は、他部分の光源１０から出射される光量に対して対称的であることが好ましい。

（作用及び効果）
第３実施形態によれば、光源制御部２２０は、動作開始指示を受けた場合に、複数の光源１０のうち、一部分の光源１０に対する電力の供給を開始して、他部分の光源１０に対する電力の供給の開始を留保する。従って、第１実施形態と同様に、動作開始指示を受けてから通常動作状態に至るまでにおいて、冷却対象の光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することができる。

また、光量低減期間において点灯させる光源１０は、光軸中心に対して点対称である。従って、光量低減期間において、スクリーン上で生じる色むらを抑制することができる。

［第３実施形態の変形例］
以下において、第３実施形態の変形例について、図１０を参照しながら説明する。第３実施形態の変形例では、投写型映像表示装置１００は、複数の光源１０（光源１０ａ〜光源１０ｅ）を有する。図１０は、第３実施形態の変形例に係る光源１０ａ〜光源１０ｅの配置を示すイメージ図である。

このようなケースにおいて、光源１０ａ〜光源１０ｅを点灯させる順序としては、以下に示す順序が考えられる。

（１） ２段階で表示するケース
第１段階として、光源制御部２２０は、光源１０ａ、光源１０ｄ及び光源１０ｅを点灯させる。第２段階として、光源制御部２２０は、光源１０ｂ及び光源１０ｃを点灯させる。

又は、第１段階として、光源制御部２２０は、光源１０ｂ、光源１０ｃ及び光源１０ｅを点灯させる。第２段階として、光源制御部２２０は、光源１０ａ及び光源１０ｄを点灯させる。

（２） ３段階で表示するケース
第１段階として、光源制御部２２０は、光源１０ｅを点灯させる。第２段階として、光源制御部２２０は、光源１０ａ及び光源１０ｄを点灯させる。第３段階として、光源制御部２２０は、光源１０ｂ及び光源１０ｃを点灯させる。

又は、第1段階として、光源制御部２２０は、光源１０ｅを点灯させる。第２段階として、光源制御部２２０は、光源１０ｂ及び光源１０ｃを点灯させる。第３段階として、光源制御部２２０は、光源１０ａ及び光源１０ｄを点灯させる。

なお、第１段階と第２段階とを入れ替えてもよく、第１段階と第３段階とを入れ替えてもよいことに留意すべきである。

［第４実施形態］
以下において、第４実施形態について、図面を参照しながら説明する。第４実施形態は、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせた実施形態である。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第４実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。なお、図１１では、図１、図６及び図８と同様の構成について同様の符号を付している。

図１１に示すように、投写型映像表示装置１００は、複数の光量絞り部６０（光量絞り部６０ａ〜光量絞り部６０ｄ）を有する。

光量絞り部６０ａ〜光量絞り部６０ｄは、それぞれ、光源１０ａ〜光源１０ｄの光出射側に設けられている。光量絞り部６０ａ〜光量絞り部６０ｄは、上述した光量絞り部６０と同様に、遮光部材によって構成される。光量絞り部６０ａ〜光量絞り部６０ｄは、それぞれ、光源１０ａ〜光源１０ｄから出射される光を遮光する量（絞り量）を変更可能に構成されている。

ここで、上述した絞り量制御部２５０は、光量低減期間において、光量絞り部６０ａ〜光量絞り部６０ｄの絞り量を制御する。第４実施形態では、通常動作状態における所定光量は、光源１０ａ〜光源１０ｄの全てから出射される光の光量であることに留意すべきである。

具体的には、絞り量制御部２５０は、動作開始指示を受けた場合に、複数の光源１０のうち、一部分の光源１０から出射される光を遮光せずに、他部分の光源１０から出射される光の全てを遮光する。すなわち、絞り量制御部２５０は、光量低減期間において、一部分の光源１０から出射される光のみを液晶パネル４０に到達させる。例えば、絞り量制御部２５０は、光量低減期間において、２つの光源１０から出射される光を液晶パネル４０に到達させ、他の光源１０から出射される光を液晶パネル４０に到達させない。

光量低減期間において、液晶パネル４０に到達する光を出射する光源１０は、第３実施形態と同様に、光軸中心に対して点対称であることが好ましい。

（作用及び効果）
第４実施形態では、絞り量制御部２５０は、動作開始指示を受けた場合に、複数の光源１０のうち、一部分の光源１０から出射される光を遮光せずに、他部分の光源１０から出射される光の全てを遮光する。従って、第１実施形態と同様に、動作開始指示を受けてから通常動作状態に至るまでにおいて、冷却対象の光学素子の温度が許容温度範囲の上限を超えることを抑制することができる。

また、光量低減期間において、液晶パネル４０に到達する光を出射する光源１０は、光軸中心に対して点対称である。従って、光量低減期間において、スクリーン上で生じる色むらを抑制することができる。

［第５実施形態］
以下において、第５実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態と第５実施形態との相違点について説明する。

第１実施形態では、光変調素子として液晶パネルが用いられており、冷却対象の光学素子は、液晶パネル４０、入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２である。

これに対して、第５実施形態では、光変調素子として２次元走査ミラーが用いられており、冷却対象の光学素子は、２次元走査ミラーである。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第５実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１２は、第５実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。

図１２に示すように、投写型映像表示装置１００は、赤光源４１０Ｒと、緑光源４１０Ｇと、青光源４１０Ｂと、ダイクロイックミラー４２０と、ダイクロイックミラー４３０と、２次元走査ミラー４４０とを有する。

赤光源４１０Ｒは、赤成分光を出射するレーザ光源である。緑光源４１０Ｇは、緑成分光を出射するレーザ光源である。青光源４１０Ｂは、青成分光を出射するレーザ光源である。

ダイクロイックミラー４２０は、赤光源４１０Ｒから出射された赤成分光を透過し、緑光源４１０Ｇから出射された緑成分光を反射する。

ダイクロイックミラー４３０は、ダイクロイックミラー４２０から出射された赤成分光及び緑成分光を透過し、青光源４１０Ｂから出射された青成分光を反射する。

すなわち、ダイクロイックミラー４２０及びダイクロイックミラー４３０は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を合成する。

２次元走査ミラー４４０は、ダイクロイックミラー４３０から出射された合成光（映像光）をスクリーン４５０上において走査する。具体的には、２次元走査ミラー４４０は、スクリーン４５０上において合成光（映像光）をＢ方向（水平方向）に走査する動作（水平走査）を行う。また、２次元走査ミラー４４０は、Ｃ方向（垂直方向）に沿って水平走査を繰り返す。

第５実施形態では、２次元走査ミラー４４０は、冷却装置３００に設けられた空気流路３１０内に設けられる。すなわち、２次元走査ミラー４４０は、冷却対象の光学素子である。

［第６実施形態］
以下において、第６実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態と第６実施形態との相違点について説明する。

第１実施形態では、光変調素子として液晶パネルが用いられており、冷却対象の光学素子は、液晶パネル４０、入射側偏光板４１及び出射側偏光板４２である。

これに対して、第６実施形態では、光変調素子として１次元走査ミラーが用いられており、冷却対象の光学素子は、１次元走査ミラーである。

（投写型映像表示装置の構成）
以下において、第６実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第６実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。

図１３に示すように、投写型映像表示装置１００は、光源５１０と、レンズ５２０と、ライン状光学素子５３０と、レンズ５４０と、１次元走査ミラー５５０とを有する。

光源５１０は、レーザ光を出射するレーザ光源である。レンズ５２０は、光源５１０から出射されたレーザ光をライン状光学素子５３０上に集光するレンズである。

ライン状光学素子５３０は、ライン状の形状を有しており、光源５１０から出射されたレーザ光を変調する。レンズ５４０は、ライン状光学素子５３０から出射されたライン状の光を１次元走査ミラー５５０上に集光する。

１次元走査ミラー５５０は、ライン状光学素子５３０から出射されたライン状の光をスクリーン５６０上において走査する。具体的には、１次元走査ミラー５５０は、スクリーン５６０上においてライン状の光をＤ方向（水平方向）に走査する。

第６実施形態では、１次元走査ミラー５５０は、冷却装置３００に設けられた空気流路３１０内に設けられる。すなわち、１次元走査ミラー５５０は、冷却対象の光学素子である。

なお、投写型映像表示装置１００は、赤、緑及び青のそれぞれについて、光源５１０〜１次元走査ミラー５５０を有していてもよい。このようなケースでは、スクリーン５６０上において各色成分光が重畳されて、スクリーン５６０上に映像が形成される。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、温度センサ３８２は、冷媒流路３６０内を流れる冷媒の温度を検出してもよい。光量低減期間は、動作開始指示を受けてから、温度センサ３８２によって検出された温度（冷媒の温度）が所定温度を下回るまでの期間であってもよい。

上述した実施形態では特に触れていないが、空気流路３１０は、密閉された流路であることが好ましい。

上述した実施形態では、冷却装置３００は、吸熱器３２０、圧縮機３３０、放熱器３４０及び減圧器３５０などによって構成される。しかしながら、冷却装置３００の構成は、これに限定されるものではない。冷却装置３００は、空気流路３１０を流れる空気を冷却する冷却部としてペルチェ素子を有していてもよい。

第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。 第１実施形態に係る冷却装置３００を示す図である。 第１実施形態に係る冷媒について説明する図である。 第１実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。 第１実施形態に係る光学素子の冷却を説明する図である。 第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。 第２実施形態に係る制御ユニット２００を示すブロック図である。 第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。 第３実施形態に係る光源１０の配置を示すイメージ図である。 第３実施形態の変形例に係る光源１０の配置を示すイメージ図である。 第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。 第５実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。 第６実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。

符号の説明

１０・・・光源、２０・・・フライアイレンズユニット、３０・・・ＰＢＳアレイ、４０・・・液晶パネル、４１・・・入射側偏光板、４２・・・出射側偏光板、５０・・・クロスダイクロイックプリズム、６０・・・光量絞り部、１００・・・投写型映像表示装置、１１１，１１２・・・ダイクロイックミラー、１２１〜１２３・・・反射ミラー、１３１〜１３３・・・コンデンサレンズ、１４０・・・コンデンサレンズ、１５１〜１５３・・・リレーレンズ、１６０・・・投写レンズユニット、１７０・・・反射ミラー、２００・・・制御ユニット、２１０・・・操作受付部、２２０・・・光源制御部、２３０・・・冷却制御部、２４０・・・映像制御部、２５０・・・絞り量制御部、３００・・・冷却装置、３１０・・・空気流路、３２０・・・吸熱器、３３０・・・圧縮機、３４０・・・放熱器、３５０・・・減圧器、３６０・・・冷媒流路、３７０・・・循環ファン、３８１・・・温度センサ、３８２・・・温度センサ、４１０・・・光源、４２０，４３０・・・ダイクロイックミラー、４４０・・・２次元走査ミラー、４５０・・・スクリーン、５１０・・・光源、５２０・・・レンズ、５３０・・・ライン状光学素子、５４０・・・レンズ、５５０・・・１次元走査ミラー、５６０・・・スクリーン

Claims (10)

1. 光源と、前記光源から出射される光が照射される光学素子と、前記光学素子から出射された光を投写する投写光学系とを有する投写型映像表示装置であって、
   空気の流路である空気流路と、前記空気流路を流れる空気を冷却する冷却部とを有する冷却装置と、
   前記光学素子に照射される光の光量を制御する光量制御部とを備え、
   前記光学素子は、前記空気流路内に設けられており、
   前記光学素子に照射される光の光量は、通常動作状態において所定光量に定められており、
   前記冷却部は、自装置の動作開始を指示する動作開始指示を受けた場合に、前記空気流路を流れる空気の冷却を開始し、
   前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御することを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合であっても、前記光学素子に光が照射されないように制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記光源は、複数の光源によって構成されており、
   前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記複数の光源のうち、一部分の光源から出射された光のみが前記光学素子に照射されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記光源は、複数の光源によって構成されており、
   前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記複数の光源のうち、一部分の光源から出射された光が他部分の光源から出射された光よりも時間的に遅延して前記光学素子に照射されるように制御し、
   前記一部分の光源及び前記他部分の光源は幾何学的に対称であることを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記光量制御部は、前記光源に供給される電力を制御することによって、前記光学素子に照射される光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
6. 前記光源と前記光学素子との間に設けられており、遮光部材によって構成された光量絞り部をさらに備え、
   前記光量制御部は、前記光量絞り部を制御することによって、前記光学素子に照射される光の光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
7. 前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けてから所定時間が経過するまで、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
8. 前記冷却装置は、前記空気流路内の温度を検出する温度センサを有しており、
   前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けてから前記温度センサによって検出された温度が所定温度を下回るまで、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
9. 前記冷却装置は、前記冷却部の温度を検出する温度センサを有しており、
   前記光量制御部は、前記動作開始指示を受けてから前記温度センサによって検出された温度が所定温度を下回るまで、前記所定光量よりも小さい光量の光が前記光学素子に照射されるように制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。
10. 前記光学素子を制御する光学素子制御部をさらに備え、
    前記光学素子は、１対の偏光板と、前記１対の偏光板に挟まれた液晶パネルとによって構成されており、
    前記光学素子制御部は、前記動作開始指示を受けた場合に、前記光源から出射される光が前記１対の偏光板を透過するように前記液晶パネルを制御することを特徴とする請求項１に記載の投写型映像表示装置。

Images