JP2011053533A - 画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る画像表示装置は、画像の表示に用いられる光を出射する光源1と、光源1から出射された光を空間的に変調する光変調部3と、光変調部3を加熱または冷却する温度制御素子6と、光変調部3の温度を計測する温度計測部7と、光変調部3の温度設定値を記憶し温度制御素子6を制御する温度調整部8とを有し、温度調整部8は、温度計測部7で計測される温度が温度調整部8に記憶されている温度設定値になるように、温度制御素子6を制御する。
【選択図】 図1
Description
図1は、実施の形態1に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。画像表示装置81は、光源1、光伝播部2、光変調部3、投射部4、スクリーン部5、温度制御素子6、温度計測部7、温度調整部8、フォーマット判定部9、光変調制御部10から構成されている。
光源1は、画像の表示に用いられる光を出射する。光伝播部2は、光源1から出射された光を光変調部3に伝播させる。投射部4は、光変調部3により作成された画像をスクリーン部5に投射する。温度制御素子6は、光変調部3を加熱または冷却する。温度計測部7は、光変調部3の温度を計測する。温度調整部8は、光変調部3の温度が目標温度に一致するように温度制御素子6を制御する。フォーマット判定部9は、画像表示装置81入力される映像信号が、3D映像信号であるか、2D映像信号であるかを判定する。光変調制御部10は、画像が表示できるように光変調部3を制御する
温度制御素子6は、温度制御値toに基き、熱エネルギーを発生または吸収し、光変調部3の温度を変化させる。光変調部2の温度計測結果tmが温度制御値toよりも低い場合は、温度制御素子6は熱を発生させる。高い場合は、温度制御素子6は熱を吸収する。
図2は、光源1の構成を示す図である。光源1は、ランプ11とシャッタ制御部25、シャッタ38で構成されている。ランプ11は例えば超高圧水銀灯であり、出射光には紫外から赤外までの幅広い周波数の光が含まれる。シャッタ制御部25は、光変調制御部10から出力される映像信号d1を基に、シャッタ38の開閉を制御し、ランプ11から出射される光のオン、オフを制御する。
なお、光伝播部2の詳細な構成は、光源1と光変調部3の位置関係、また周辺に配置される機器の状況により変化する。
また、液晶パネル15a、15b、15cにはそれぞれ、温度制御素子6a、6b、6c、および温度計測部7a、7b、7cが接するように組み込まれている。
投射レンズ4では、光変調部3から出射された光を拡大しスクリーン部5に投影する。
透過型液晶パネル15は、筐体18、液晶部19、信号線20で構成されている。
液晶部19の周りを金属の筐体18が囲っており、光軸17が、筐体18の開口部を貫くように配置されている。
筐体18の1辺からは信号線20が引き出され、光変調制御部10と接続されている。信号線20は、光変調制御部10から出力される制御信号Fimgを液晶部19に伝える。
温度制御素子6は、例えばヒータやペルチェ素子を使用する。温度計測部7は、例えば熱電対やサーミスタといった、熱電素子を利用する。このとき、温度計測部7を、筐体18に接するように配置することで、測定対象である液晶部19の温度を正確に測定することが可能になる。一方、温度制御素子6は、図4に示すように筐体18に接するように配置することで、液晶部19との間で効率よく熱エネルギーを伝えることが可能になる。
フレームメモリ29から読み出された映像信号d2はセレクタ30に入力する。セレクタ30では、フォーマット判定部9から出力されたフォーマット判定結果fmtに基づき、フレームメモリから読み出された映像信号d2と、入力した映像信号Dimgを選択し、映像信号d1を生成、出力する。
フレームメモリから読み出された映像信号d2は、入力される映像信号Dimgと比較して、各フレームにおいて映像データが前つめになっており、映像データの後ろに、ブランキング期間BTが発生している。
また、光源1からは、ブランキング期間がはじまり、液晶部19の応答時間WTが経過後に光が出射される。
3D映像信号は、視差を生成するために、右目用画像と左目用画像とでは、被写対象物の位置が水平方向にずれている。つまり、3D映像信号では、任意の画素に注目したとき、フレーム間で連続性のない信号になっている。
そこで、液晶部19の応答時間WTを少しでも短く設定することが重要である。
3D温度指令値記憶部21と2D温度指令値記憶部22は、セレクタ23に接続されている。セレクタ23は、フォーマット判定部9から出力されるフォーマット判定結果fmtに基づき、温度指令値tcを出力する。具体的には、fmt=1の場合tc=t3D、fmt=0の場合tc=t2Dとなる。
温度制御値toは、温度制御素子6の種類により、電圧や、PWM制御におけるパルス幅である。
逆にフレーム間のクロストークが比較的問題にならない2D映像信号の場合は、透過型液晶パネル15a、15b、15cの温度を低く抑えることで、液晶部19の物性変化をおさえ、長寿命化を図ることができる。
さらに、ランプ11は超高圧水銀灯を例に説明をしたが、例えば白色LED等を用いても同様の効果が得られる。
図10は実施の形態2における光源1の構成を説明する図であり、光源制御部31、温度制御部32、ランプ11a、11b、11cで構成されている。ランプ11a、11b、11cそれぞれを、光源と考えることもできる。
ランプ11a、11b、11cは例えば、赤色光、青色光、緑色光を出射するLEDやレーザダイオードで構成される。
LEDやレーザダイオードは波長の帯域が狭く、色純度を高くできる反面、温度変化に伴い、発光波長や発光効率が変化する。そこで温度制御部32により、ランプ11a、11b、11cの温度をそれぞれ最適な値に管理する。
なお、その他の構成や動作については実施の形態1と同じであるため、ここでは説明を省略する。
図12は実施の形態3における光変調部3の構成を示した図であり、ワイヤーグリッド33a、33b、33c、反射型液晶パネル34a、34b、34c、ダイクロイックプリズム16、温度制御素子6a、6b、6c、温度計測部7a、7b、7cで構成されている。
同様に、ランプ11b、11cから出射された青色光、緑色光は、それぞれ反射型液晶パネル34b、34cで空間的に変調され、ワイヤーグリッド33b、33cを介してダイクロイックプリズム16に出射される。
ダイクロイックプリズム16では、反射型液晶パネル34a、34b、34cから出射された、空間変調された赤色光、青色光、緑色光を一つにし、投射レンズ4に出射する。投射レンズ4では、光変調部3から出射された光を拡大し、スクリーン部5に投影する。
反射型液晶パネル34は、筐体18、液晶部19、信号線20で構成されており、筐体18のからは信号線20が引き出され、光変調制御部10と接続されている。信号線20は、光変調制御部10から出力される制御信号Fimgを液晶部19に伝える。
温度制御素子6と、液晶部19の間に生じる空間には、伝熱材35が挟まれている。
なお、光変調部3の構成以外は実施の形態2の構成と同じであり、詳細な説明を省略する。
一方で、温度計測部7は液晶部19よりも小さいことが多く、温度計測部7を液晶部19と温度制御素子6の間に挟む場合、液晶部19と温度制御素子6との間に、温度計測部7の厚み分の隙間が生じる。
そこで、温度制御素子6と液晶部19の間に生じる隙間に、熱伝導性の良い、伝熱材35を配置する。
伝熱材35を用いることで、温度制御素子6が発生または吸収する熱を、均一に液晶部19に伝えられるとともに、温度計測部7が、液晶部19、温度制御素子6および伝熱材35で囲まれるため、温度測定精度も向上する。
その結果、2D映像信号を表示させるときと比較して3D映像信号を表示させた場合のスクリーン輝度の低下を最小限に抑えることができる。
図15は実施の形態4における光変調部3の構成を示した図である。実施の形態3に示す光変調部3との違いは、光変調部3が保温ケース36に収まっており、反射型液晶パネル34a、34b、34cにそれぞれ接するように配置されていた、温度制御素子6および温度計測部7が、保温ケース36に接するように配置されている点である。
反射型液晶パネル34aでは、光変調制御部10から出力される制御信号Fimgに基き、光を空間的に変調し、光をワイヤーグリッド33aに戻す。
ワイヤーグリッド33aでは、反射型液晶パネル34aで空間的に変調された光を、ダイクロイックプリズム16に出力する。ダイクロイックプリズム16では、反射型液晶パネル34a、34b、34cから出力された、空間変調された赤色光、青色光、緑色光を一つにし、窓37dを介して投射レンズ4に出力する。
投射レンズ4では、光変調部3から出力された光を拡大し、スクリーン部5に投影する。
また、温度計測部7は保温ケース36に接するように配置されているので、保温ケース36内の温度を正確に測定することが可能である。
そこで、保温ケース36の材質を、断熱性の高い樹脂で形成する方法もある。この場合、温度制御素子6は、保温ケース36内の空気を暖め、同様に温度計測部7は、保温ケース36内の空気の温度を計測する。
特に反射型液晶パネル34cなどは、ランプ11bから出射された光が反射型液晶パネル34cの背面近くを通過する光学系になっており、温度制御素子6を、保温ケース上に配置することで、光変調部3を小さく作ることが可能になる。また、温度制御素子6、および温度計測部7の使用個数がそれぞれ1個と少なくすることができるため、コスト的に有利である。
図15に示す光変調部3との違いは、温度計測部7が、反射型液晶パネル34bの背面に配置されている点である。
2 光伝播部、
3 光変調部、
4 投射部、
5 スクリーン部、
6、6a、6b、6c 温度制御素子、
7、7a、7b、7c 温度計測部、
8 温度調整部、
9 フォーマット判定部、
10 光変調制御部、
11、11a、11b、11c ランプ、
12 カラーホイール、
13a、13b ダイクロイックミラー、
14a、14b、14c 全反射ミラー、
15a、15b、15c 透過型液晶パネル、
16 ダイクロイックプリズム、
17 光軸、
18 筐体、
19 液晶部、
20 信号線、
21 3D温度指令値、
22 2D温度指令値、
23 セレクタ、
24 温度制御回路部、
25 シャッタ制御部、
26 FRC部、
27 ドライバ部、
28 フレームメモリ制御部、
29 フレームメモリ、
30 セレクタ、
31 光源制御部、
32 温度制御部、
33a、33b、33c ワイヤーグリッド、
34a、34b、34c 反射型液晶パネル、
35 伝熱材、
36 保温ケース、
37 窓、
38 シャッタ、
81 画像表示装置
Claims (11)
- 画像の表示に用いられる光を出射する光源と、
前記光源から出射された光を空間的に変調して画像を生成する光変調部と、
前記光変調部により作成された画像を投射する投射部と、
前記光変調部を加熱または冷却する温度制御素子と、
前記光変調部の温度を計測する温度計測部と、
前記光変調部の温度設定値を記憶し、前記温度制御素子を制御する温度調整部と
を有し、
前記温度調整部は、前記温度計測部で計測される温度が前記温度調整部に記憶されている前記温度設定値になるように、前記温度制御素子を制御することを特徴とする画像表示装置。 - 入力した映像信号が3D映像信号であるか、2D映像信号であるかを判定するフォーマット判定手段を備え、
前記温度調整部が複数の前記温度設定値を有し、
前記温度調整部において、前記フォーマット判定手段の判定結果が3D映像信号である場合、前記複数の温度設定値のうち、より高い温度の温度設定値を選択することを特徴とする請求項1に記載の画像表示装置。 - 前記光源が、それぞれが異なる波長の光を出射するものが2個以上あり、
前記光変調部、前記温度制御素子および前記温度計測部が、前記光源ごとに設けられ、
前記温度調整部は、前記温度計測部で計測される温度が、前記温度調整部に記憶されている前記温度設定値になるように、前記温度制御素子をそれぞれ制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像表示装置。 - 前記温度調整部が、前記光変調部ごとに設けられることを特徴とする請求項3に記載の画像表示装置。
- 前記温度計測部は、前記光変調部に接するように設置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記温度制御素子は、前記光変調部に接するように設置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の画像表示装置。
- 前記光変調部は、反射式液晶デバイスであり、前記温度制御素子は、前記反射式液晶デバイスの背面に接するように設置されていることを特徴とする請求項6記載の画像表示装置。
- 前記温度計測部を囲み、前記反射式液晶デバイスの背面と前記温度制御素子に前記温度計測部とともに挟まれる熱伝導率のよい伝熱材を有することを特徴とする請求項7に記載の画像表示装置。
- 前記光変調部を収納する外気と遮断可能な保温手段を有し、
前記温度制御素子は、前記保温手段に接するように配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の画像表示装置。 - 前記温度計測部は、前記保温手段に接するように設置されていることを特徴とする請求項9に記載の画像表示装置。
- 前記光源の温度を制御する温度制御手段を有し、前記光変調部の温度とは異なる温度設定値で制御することを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の画像表示装置。
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