JP2013097166A - プロジェクタ、光源装置、光源温度制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】表示に使われずにプロジェクタ内部で吸収されて熱となる光の量が変化する場合でも、光源の温度を一定に保つことができるプロジェクタ等の技術を提供すること。
【解決手段】本技術の一形態に係るプロジェクタは、光源と、温度調整機構と、メモリと、温度制御部とを具備する。前記光源は、画像を表示させるための光を発する。前記温度調整機構は、前記光源の温度を調整する。前記メモリは、前記画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像を記憶する。前記温度制御部は、前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記温度調整機構により前記光源の温度を制御する。
【選択図】図１

Description

本技術は、画像をスクリーン上等に投射するプロジェクタ等の技術に関する。

プロジェクタの光源には、一般的に、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、レーザ装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等が用いられる。プロジェクタの光源は、高い光密度が必要とされ、発光するときに大きな発熱を伴う。従って、通常、プロジェクタには、光源を冷却するための機構が備えられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のプロジェクタは、光源としてのＬＥＤに接触する放熱器と、放熱器及び光源に風を送るファンと、光源の温度を検出する温度センサと、光源の温度を監視して光源の温度が規定の温度を上回らないように空冷ファンを制御する制御回路とを有している。

特開２０１０−２７１５５６号公報（段落［００１７］〜［００１９］、図１）

光源の輝度や寿命などの光源特性は、光源温度に依存する。例えば、光源の温度の変化が激しいと、光源の輝度が低下したり、光源の寿命が短くなったりする。このため、光源の温度は、なるべく一定であるほうが望ましい。

光源の温度を変化させる原因としては、大きく分けて２種類の原因がある。１つ目は、プロジェクタの置かれた環境の温度変化であり、２つ目は、表示に使われずにプロジェクタ内部で吸収されて熱となる光の量の変化である。

環境温度の変化は、緩やかな変化であり、その変化の幅も比較的小さいことから、温度センサを監視する従来の方法でも対応可能である。

しかしながら、表示に使われずにプロジェクタ内部で吸収されて熱となる光の量は、急激に変化する場合がある。例えば、全面白の画像の表示から全面黒の画像の表示に切り替わる場合、表示に使われずに熱となる光の量が急激に増加する。このような場合、従来の温度センサを監視する方法では、光源の冷却のタイミングが遅れ、光源の温度を一定に保つことができない。この場合、光源の輝度が低下したり、光源の寿命が短くなったりしてしまう。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、表示に使われずにプロジェクタ内部で吸収されて熱となる光の量が変化する場合でも、光源の温度を一定に保つことができるプロジェクタ等の技術を提供することにある。

本技術の一形態に係るプロジェクタは、光源と、温度調整機構と、メモリと、温度制御部とを具備する。
前記光源は、画像を表示させるための光を発する。
前記温度調整機構は、前記光源の温度を調整する。
前記メモリは、前記画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像を記憶する。
前記温度制御部は、前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記温度調整機構により前記光源の温度を制御する。

このプロジェクタでは、画像が実際に表示されて画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、光源の温度が制御される。従って、画像が実際に表示されて画像の明るさが変化し、これにより、表示に使われずにプロジェクタ内部で吸収されて熱となる光の量が変化して光源の温度が変化する前に、光源の温度を制御することができる。従って、表示に使われずにプロジェクタ内部で吸収されて熱となる光の量が変化する場合でも、光源の温度を一定に保つことができる。その結果、光源の輝度が低下したり、光源の寿命が短くなってしまったりすることを防止することができる。

上記のプロジェクタにおいて、前記温度制御部は、表示予定の前記画像の明るさが小さくなるように変化する場合に、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが小さくなるように変化する前に、予め、記光源の温度を下げるように、前記光源の温度を制御してもよい。

これにより、画像の明るさが小さくなり、表示に使われずに熱となる光の量が増加して光源の温度が上昇する前に、予め、光源の温度を下げておくことができる。これにより、光源の温度を一定に保つことができる。

上記プロジェクタにおいて、前記温度制御部は、表示予定の前記画像の明るさが大きくなるように変化する場合に、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが大きくなるように変化する前に、予め、前記光源の温度を上げるように、前記光源の温度を制御してもよい。

これにより、画像の明るさが大きくなり、表示に使われずに熱となる光の量が減少して光源の温度が低くなる前に、予め、光源の温度を上げておくことができる。これにより、光源の温度を一定に保つことができる。

上記プロジェクタには、反射型の液晶パネルと、偏光ビームスプリッタとをさらに具備していてもよい。
前記偏光ビームスプリッタは、前記光源側からの光のうち特定の偏光の光を前記反射型液晶パネル側に導き、前記反射型液晶パネルに入射されて偏光方向が変調されて反射された光と、偏光方向が変調されずに反射された光とのうち、偏光方向が変調されて反射された光を透過して、偏光方向が変調されずに反射された光を光源側に戻す。

このプロジェクタでは、反射型の液晶パネルにより偏光方向が変調されずに反射された光は、偏光ビームスプリッタにより光源側に戻される。従って、このプロジェクタの場合、光源の温度が、画像の明るさの変化の影響を強く受けて変化することになる。従って、プロジェクタが反射型の液晶パネルと、偏光ビームスプリッタとを備えている場合には、上記したような温度制御（画像が実際に表示されて画像の明るさが変化する前の温度制御）が特に有効である。

上記プロジェクタにおいて、前記光源は、レーザ装置又は発光ダイオードであってもよい。

光源がレーザ装置又は発光ダイオードの場合、光源の輝度や寿命などの光源特性が、光源の温度変化の影響を受け易い。従って、光源がレーザ装置又は発光ダイオードの場合には、上記したような温度制御（画像が実際に表示されて画像の明るさが変化する前の温度制御）が特に有効である。

本技術の一形態に係る光源装置は、光源と、温度調整機構と、メモリと、温度制御部とを具備する。
前記光源は、画像を表示させるための光を発する。
前記温度調整機構は、前記光源の温度を調整する。
前記メモリは、前記画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像を記憶する。
前記温度制御部は、前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記温度調整機構により前記光源の温度を制御する。

本技術の一形態に係る光源温度制御方法は、画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像をメモリに記憶させることを含む。
前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化が判定される。
表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記画像を表示させるための光源の温度が制御される。

本技術の一形態に係るプログラムは、プロジェクタに、画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像をメモリに記憶させるステップを実行させる。
前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定するステップを実行させる。
表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記画像を表示させるための光源の温度を制御するステップを実行させる。

以上のように、本技術によれば、表示に使われずにプロジェクタ内部で吸収されて熱となる光の量が変化する場合でも、光源の温度を一定に保つことができるプロジェクタ等の技術を提供することができる。

本技術の一実施形態に係るプロジェクタを示す模式図である。 プロジェクタの動作を示すフローチャートである。 画像データの平均輝度値の変化と、表示に使われずに吸収される光の量と、光源の温度との関係を示す図である。 温度制御部が平均輝度値の変化を算出（予測）することができる期間を示す図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
［プロジェクタ１００の全体構成及び各部の構成］

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１００を示す模式図である。
図１に示すように、プロジェクタ１００は、画像処理部１０と、光源２４を有する光源装置２０と、集光光学系３１と、偏光ビームスプリッタ３２（ＰＢＳ：Polarization Beam Splitter）と、反射型液晶パネル３３と、投射レンズ３４とを備える。

光源装置２０は、光源２４と、複数のバッファメモリ２１と、温度制御部２２と、温度調整機構２３と、温度センサ２５とを有している。

画像処理部１０は、映像データ保存装置から映像データを受信する。そして、画像処理部１０は、受信された映像データに基づいて駆動信号を生成し、この駆動信号を反射型液晶パネル３３に出力する。また、画像処理部１０は、映像データに応じた画像データをバッファメモリ２１に出力する。

光源２４は、画像を表示させるための光を発する。光源２４としては、例えば、高圧水銀ランプ、キセノンランプ、レーザ装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられる。

集光光学系３１は、図１では、図面簡略化のために単レンズのみが示されている。しかしなから、集光光学系３１は、単レンズ以外にも、フライアイレンズで構成された光インテグレータや、ＰＢＳ薄膜及びミラー等から構成された偏光変換光学系等を有していてもよい。

光インテグレータは、光源２４から出射された発光むらのある光束を一様にする。偏光変換光学系は、光源２４から出射された無偏光の光を特定の偏光方向（Ｓ偏光）に揃える。

偏光ビームスプリッタ３２は、特定の偏光方向の光を反射させ、それ以外の偏光方向の光を透過させる。例えば、偏光ビームスプリッタ３２は、Ｓ偏光の光を反射させ、それ以外の偏光方向（Ｐ偏光）の光を透過させる。この偏光ビームスプリッタ３２は、光源２４から出射され、偏光光学系によりＳ偏光に揃えられた光を反射して、反射型液晶パネル３３側に導く。

反射型液晶パネル３３は、画像処理部１０からの駆動信号に基づいて、特定の画素に電圧を印加する。反射型液晶パネル３３は、電圧が印加された画素において、ビームスプリッタ側から入射される光の偏光方向を画素の明るさに応じた電圧値で変調して（Ｓ偏光光からＳ偏光光とＰ偏光光の混合光に変調）、反射する。明るい画素ではＰ偏光成分が多く、暗い画素ではＳ偏光成分が多い混合光に変調される。従って、反射型液晶パネル３３によって反射される光は、原則的には、Ｓ偏光光と、Ｐ偏光光の混合光となる。

なお、反射型液晶パネル３３の全画素に最大の明るさに対応した電圧値が印加される場合には、反射型液晶パネル３３によって反射される光は、ほぼＰ偏光光のみとなる。一方、射型液晶パネルの全画素に最小の明るさに対応した電圧値が印加された場合には、反射型液晶パネル３３によって反射される光は、ほぼＳ偏光光のみとなる。

反射型液晶パネル３３の方式としては、単板式と、３板式とが挙げられる。単板式では、Ｒ、Ｇ、Ｂで共通の１つの反射型液晶パネル３３が用いられ、白色光から時間分割で、Ｒ、Ｇ、Ｂが取り出される。３板式では、Ｒ、Ｇ、Ｂの色毎にそれぞれ１枚ずつ、合計で３枚の反射型液晶パネル３３が用いられる。

図１では、反射型液晶パネル３３の方式として、単板式が採用された場合が示されているが、反射型液晶パネル３３の方式としては、単板式と、３板式とのうち、どちらが用いられても構わない。光源としては白色光源をＲ、Ｇ、Ｂの３つの色に分光する方式と、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの独立した光源を用いる方式の、どちらを用いても構わない。なお、３板式で白色光源を用いる場合、プロジェクタ１００には、白色光をＲ、Ｇ、Ｂの３つの色に分光して、分光された３つの色の光をそれぞれ各色毎の反射型液晶パネル３３に導くクロスダイクロイックミラー等が追加される。

偏光ビームスプリッタ３２は、反射型液晶パネル３３により偏光方向が変調されて反射されたＰ偏光光と、偏光方向が変調されずに反射されたＳ偏光光とのうち、偏光方向が変調されて反射されたＰ偏光光を透過する。偏光ビームスプリッタ３２を透過したＰ偏光光が表示光となり、この表示光は、投射レンズ３４を介して、スクリーン４０上に投射される。これにより、映像データに応じた画像がスクリーン４０上に表示される。

一方、偏光ビームスプリッタ３２は、偏光方向が変調されずに反射されたＳ偏光光を光源２４側に戻す。偏光ビームスプリッタ３２により光源２４側に戻された光が戻り光となる。スクリーン４０上に表示される画像の明るさ（輝度値）が変化すると、この戻り光の量が変化し、この戻り光の量が変化することで、光源２４の温度が変化する。

例えば、スクリーン４０上で全面白の画像が表示されている状態から全面黒の画像が表示される場合に切り替わる場合を想定する。全面白の画像が表示されているとき、光源２４から出射されて偏光ビームスプリッタ３２で反射されたＳ偏光光は、ほぼ全て、反射型液晶パネル３３においてＰ偏光光に変調される。このＰ偏光光は、偏光ビームスプリッタ３２を透過してスクリーン４０上に投射される。この場合、偏光ビームスプリッタ３２で反射して、光源２４側に戻ってくる戻り光はほぼゼロである。

一方、全面白の画像が表示されている状態から全面黒の画像が表示される場合に切り替わったとき、光源２４から出射されて偏光ビームスプリッタ３２で反射されたＳ偏光光は、反射型液晶パネル３３において変調されずに、ほぼ全てＳ偏光光のまま反射される。このＳ偏光光は、ほぼ全て、偏光ビームスプリッタ３２により反射されて光源２４側に戻される。戻り光は、光源２４の温度が上昇する原因となる。

このように、光源２４の温度は、表示される画像の明るさ（輝度値）の影響を受けることになる。

複数のバッファメモリ２１は、プロジェクタによって表示を予定している画像データを、画像の表示前に、予め、画像処理部１０から受信して記憶する。複数のバッファメモリ２１は、現在の時刻と、現在時刻からｔ秒後の時刻との間の期間内に表示を予定している画像を記憶することが可能とされる。上記時間ｔは、例えば、数秒から数十秒程度とされる（図４参照）。各バッファメモリ２１は、例えば、それぞれ、１枚（１コマ）の画像に対応する画像データを記憶する。

バッファメモリ２１は、揮発性のメモリである。全てのバッファメモリ２１に画像データが記憶されてフルの状態となった場合、最も古い画像データ（既に表示された画像データ）がバッファメモリ２１から削除され、新たに画像処理部１０から受信された画像データがバッファメモリ２１に記憶される。

温度制御部２２は、バッファメモリ２１から表示予定の画像データ（現在時刻と、現在時刻からｔ秒後の時刻との間の期間内に表示される画像データ）を読み出して、１枚の画像毎に画像データの平均輝度値（明るさ）を算出する。そして、温度制御部２２は、表示予定の画像データの平均輝度値の時間的な変化を判定する。

そして、温度制御部２２は、表示予定の画像データが実際に表示されて画像データの平均輝度値（明るさ）が変化する前に、平均輝度値の時間的な変化に基づいて、予め、温度調整機構２３により光源２４の温度を調整する。すなわち、温度制御部２２は、画像データの平均輝度値が変化して、戻り光の量が変化し、光源２４の温度が変化する前に、予め、温度調整機構２３により光源２４の温度を調整する。この温度制御部２２の処理の詳細については、後述する。

温度調整機構２３は、光源２４の温度を調整するための機構であり、温度制御部２２の制御に応じて、光源２４の温度を調整する。温度調整機構２３は、例えば、光源２４に接触するヒートリンクと、ヒートシンク及び光源２４に向けて気流を発生するファンとを有する。あるいは、温度調整機構２３は、ペルチェ素子を用いた温度調整機構２３であっても構わない。温度調整機構２３は、温度制御部２２の制御に応じて、光源２４の温度を調整可能な形態であれば、どのような形態であっても構わない。

温度センサ２５は、光源２４の温度に応じた信号を温度制御部２２に出力する。温度センサ２５は、例えば、熱電対、測定抵抗体等が挙げられるが、温度センサ２５の種類は、特に、限定されない。

プロジェクタ１００は、不揮発性のメモリ（例えば、ＲＯＭ（Read Only memory））等を有する記憶部（図示せず）を有している。この記憶部には、画像処理部１０や、温度制御部２２の処理に必要な各種のプログラムが固定的に記憶されている。上記各種プログラムは、光ディスク、半導体メモリなどの可搬性の記録媒体から読み取られてもよい。

［動作説明］
次に、プロジェクタ１００の動作について説明する。
図２は、プロジェクタ１００の動作を示すフローチャートである。図３は、画像データの平均輝度値の変化と、表示に使われずに吸収される光の量と、光源２４の温度との関係を示す図である。

図２に示すように、複数のバッファメモリ２１は、表示を予定している画像データを、画像データの表示前に、予め、画像処理部１０から受信して記憶する。複数のバッファメモリ２１は、現在の時刻と、現在時刻からｔ秒後の時刻との間の期間に表示を予定している画像データを記憶している。各バッファメモリ２１は、それぞれ、１枚（１コマ）の画像に対応する画像データを記憶する。

温度制御部２２は、まず、各バッファメモリ２１から、それぞれ画像データを読み出す（ステップ１０１）。そして、温度制御部２２は、読み出した画像データについて、１枚の画像毎に、画像全体の平均輝度値を算出する。

次に、温度制御部２２は、画像データの平均輝度値についての時間変化を算出する（ステップ１０２）。図３（Ａ）には、平均輝度値の時間変化の一例が示されている。図３（Ａ）では、時刻ｔ３の時点で、全面白の画像が表示されている状態から全面黒の画像が表示される状態に切り替わる場合の一例が示されている。すなわち、図３（Ａ）では、時刻ｔ３の時点で、画像データの平均輝度値が急激に低下する場合の一例が示されている。

上述のように、複数のバッファメモリ２１には、現在時刻と、現在時刻からｔ秒後の時刻との間の期間内に表示を予定している画像データが記憶されている。従って、ステップ１０２において、温度制御部２２は、現在時刻と、現在時刻からｔ秒後の時刻との間の期間内において、画像データの平均輝度値の時間変化を算出（予測）することができる。

図４は、温度制御部２２が平均輝度値の変化を算出（予測）することができる期間を示す図である。図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）には、それぞれ、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４の時点における平均輝度値の変化の予測期間（一点鎖線参照）が示されている。

例えば、図４（Ａ）を用いて説明すると、時刻ｔ１の時点では、温度制御部２２は、時刻ｔ１と、時刻ｔ１＋ｔとの間の期間内で、平均輝度値の時間変化（波形）を得ることができる。

図３を参照して、図３（Ｂ）には、画像の表示に用いられずに、プロジェクタ１００内部で吸収されて熱となる光の量の変化についての一例が示されている。図３（Ｂ）に示すように、プロジェクタ１００内部で吸収されて熱となる光の量の変化は、図３（Ａ）に示す画像データの平均輝度値の変化と逆となる。

すなわち、図３（Ａ）に示すように、時刻ｔ３において、画像データの平均輝度値が急激に低下すると、図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ３において、プロジェクタ１００内部で吸収されて熱となる光の量が急激に増加する。この場合、プロジェクタ１００内部の温度が上昇するので、光源２４の温度が上昇する原因となる。

ここで、本実施形態に係るプロジェクタ１００では、反射型液晶パネル３３と偏光ビームスプリッタ３２とが用いられる形態であるので、表示に用いられない光が、ダイレクトに光源２４に戻ってくる。従って、光源２４の温度は、画像データの平均輝度値の変化の影響を受け易い。

再び図２を参照して、温度制御部２２は、平均輝度値の時間変化を算出すると、現在時刻と、現在時刻からｔ秒後の時刻との間の期間内において、平均輝度値の低下による光源２４温度の上昇予定があるかを判定する（ステップ１０３）。この場合、温度制御部２２は、上記期間内における平均輝度値の時間変化（図４、一点鎖線参照）に基づいて、光源２４の温度が上昇することが予想されるかを判定する。

例えば、上記期間内において、平均輝度値が急激に低くなるように変化したり（図４（Ｂ）参照）、平均輝度値が徐々に低くなるように変化したりする場合に、温度制御部２２は、光源２４の温度が上昇すると判定する。

一方で、例えば、上記期間内において、ほとんどの画像データの平均輝度値が略一定であり、幾つかの画像データのみが平均輝度値が低い（暗い）ような場合を想定する。この場合、平均輝度値が低い画像データが存在する時点では、局所的に平均輝度値が低下するが、直ぐに、平均輝度値が上昇する。従って、画像データの平均輝度値が局所的に低下するような場合、平均輝度値が低下することに起因した光源２４の温度上昇は、ほとんど生じない。従って、このような場合には、温度制御部２２は、平均輝度値の低下による光源２４温度の上昇予定はないと判定してもよい。

上記期間内において、平均輝度値の低下による光源２４の温度の上昇が予想される場合（ステップ１０３のＹＥＳ）、温度制御部２２は、設定温度Ｔｅｍ（図３（ｃ）参照）よりも低めに光源２４の温度を調整する（ステップ１０５）。この場合、温度制御部２２は、ファンや、ペルチェ素子などの温度調整機構２３を制御して、光源２４を冷却することで光源２４の温度を調整する。光源２４の温度を調整すると、次に、温度制御部２２は、温度センサ２５から光源２４の温度を取得することで光源２４の温度を測定する（ステップ１０８）。

ここで、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍよりもどの程度低下させるかについて説明する。光源２４の温度の低下幅は、平均輝度値の変化の勾配と、平均輝度値の変化の幅に基づいて設定される。例えば、光源２４の温度の低下幅は、平均輝度値の変化の勾配が緩やかである場合に比べて、平均輝度値の変化の勾配が急である場合の方が大きくされる。また、例えば、光源２４の温度の低下幅は、平均輝度値の変化の幅が小さい場合に比べて、平均輝度値の変化の幅が大きい方が大きくされる。なお、平均輝度値の変化の勾配と、平均輝度値の変化の幅と、光源２４の温度の低下幅とは、相互に関連づけられてテーブル化され、記憶部に記憶されている。

一方、ステップ１０３において、平均輝度値の低下による光源２４温度の上昇予定がないと判定された場合（ステップ１０３のＮＯ）、温度制御部２２は、ステップ１０４へ進む。ステップ１０４では、温度制御部２２は、現在時刻と、現在時刻からｔ秒後の時刻との間の期間内において、平均輝度値の上昇による光源２４の温度の低下予定があるかを判定する（ステップ１０４）。この場合、温度制御部２２は、ステップ１０３と同様に、上記期間内における平均輝度値の時間変化に基づいて、光源２４の温度が低下することが予想されるかを判定する。

例えば、上記期間内において、平均輝度値が急激に上昇するように変化したり、平均輝度値が徐々に上昇するように変化したりする場合に、温度制御部２２は、光源２４の温度が下降すると判定する。これは、平均輝度が低い状態で光源を設定温度に維持する為の冷却度合が、平均輝度が高くなった際に過剰となる為である。

一方で、例えば、上記期間内において、ほとんどの画像データの平均輝度値が略一定であり、幾つかの画像データのみが平均輝度値が高い（明るい）ような場合を想定する。この場合、平均輝度値が高い画像データが存在する時点では、局所的に平均輝度値が上昇するが、直ぐに、平均輝度値が低下するため、平均輝度値が上昇することに起因した光源２４の温度低下は、ほとんど生じない。従って、このような場合には、温度制御部２２は、平均輝度値の上昇による光源２４温度の低下予定はないと判定してもよい。

上記期間内において、平均輝度値の上昇による光源２４の温度の低下が予想される場合（ステップ１０４のＹＥＳ）、温度制御部２２は、設定温度Ｔｅｍ（図３（ｃ）参照）よりも高めに光源２４の温度を調整する（ステップ１０６）。この場合、温度制御部２２は、ファンや、ペルチェ素子などの温度調整機構２３を制御することで、光源２４の温度を調整する。

例えば、温度調整機構２３がファンである場合、温度制御部２２は、駆動しているファンの回転数を減らしたり、ファンを停止したりすることで光源２４の温度を高くすることができる。また、例えば、温度調整機構２３がペルチェ素子である場合、温度制御部２２は、ペルチェ素子の駆動を停止させたり、ペルチェ素子に流れる電流の大きさを変化させたり、ペルチェ素子に流れる電流の方向を冷却時とは反対にさせたりすることで、光源２４の温度を高くすることができる。

光源２４の温度を調整すると、次に、温度制御部２２は、温度センサ２５から光源２４の温度を取得することで光源２４の温度を測定する（ステップ１０８）。

光源２４の温度の上昇幅は、平均輝度値の変化の勾配、平均輝度値の変化の幅に基づいて設定される。例えば、光源２４の温度の上昇幅は、平均輝度値の変化の勾配が緩やかである場合に比べて、平均輝度値の変化の勾配が急である場合の方が大きくされる。また、例えば、光源２４の温度の上昇幅は、平均輝度値の変化の幅が小さい場合に比べて、平均輝度値の変化の幅が大きい方が大きくされる。

一方、ステップ１０４において、平均輝度値の上昇による光源２４温度の低下予定がないと判定された場合（ステップ１０４のＮＯ）、温度制御部２２は、ステップ１０７へ進む。すなわち、光源２４温度の上昇予定も低下予定もないと判定された場合、温度制御部２２は、ステップ１０７へ進む。

例えば、上記期間内において、平均輝度値の変化がほとんどなく略一定である場合、光源２４温度の上昇予定も低下予定もないと判定される（図４（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）参照）。また、例えば、上記期間内においてほとんどの画像データの平均輝度値が略一定であり、幾つかの画像データのみが平均輝度値が異なるような場合、光源２４温度の上昇予定も低下予定もないと判定される。

ステップ１０７では、温度制御部２２は、温度調整機構２３を制御して、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍ（図３（ｃ）参照）に調整する。そして、制御部は、温度センサ２５から光源２４の温度を取得することで光源２４の温度を測定する（ステップ１０８）。

光源２４の温度を測定すると、温度制御部２２は、ステップ１０１へ戻って、再び、複数のバッファメモリ２１から画像データを読み出す。このとき複数のバッファメモリ２１から読み出される画像データは、１ループ前にバッファメモリ２１から読み出された画像データとは異なっている。すなわち、既に表示された画像データがバッファメモリ２１から削除され、新たに画像処理部１０から受信された画像データが新たにバッファメモリ２１に記憶されているため、現時点で読み出される画像データは、１ループ前に読み出された画像データとは異なることになる。

温度制御部２２は、複数のバッファメモリ２１から画像データを読み出すと、先ほどと同様に、１枚の画像毎に画像データの平均輝度値を算出して、平均輝度値の時間変化を算出する（ステップ１０２）。そして、温度制御部２２は、ステップ１０３以降の処理を実行する。以降では、ステップ１０１〜ステップ１０８の処理が繰り返される。

図３（Ｃ）には、画像データの平均輝度値が急激に低下し（図３（Ａ）参照）、プロジェクタ１００内部に吸収される光の量が急激に上昇した（図３（Ｂ）参照）場合に、図２に示す処理が実行されたときの光源２４の温度の変化が示されている。

図２の処理が実行されたときに、図３（Ｃ）のように光源２４の温度が変化するときの様子を、図４を参照しつつ、具体的に説明する。

図４（Ａ）を参照して、時刻ｔ１の時点では、温度制御部２２は、現在時刻ｔ１と、時刻ｔ１＋ｔとの間の期間内において、画像データの平均輝度値の変化を算出する（ステップ１０１〜１０２）。この期間内では、画像データの平均輝度値の変化がほとんどなく略一定であるため、温度制御部２２は、平均輝度値の変化による光源２４の温度の上昇予定も低下予定もないと判定する（ステップ１０３のＮＯ〜ステップ１０４のＮＯ）。この場合、温度制御部２２は、温度調整機構２３を制御して、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍに調整する（ステップ１０７）。

図４（Ｂ）を参照して、時刻ｔ２の時点では、温度制御部２２は、現在時刻ｔ２と、時刻ｔ２＋ｔとの間の期間内において、画像データの平均輝度値の変化を算出する（ステップ１０１〜１０２）。この期間内では、画像データの平均輝度値が急激に低くなるように変化するため、温度制御部２２は、画像データの平均輝度値の低下による光源２４温度の上昇予定があると判定する（ステップ１０３のＹＥＳ）。

この場合、温度制御部２２は、温度調整機構２３を制御することで、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍよりも低めに調整する（ステップ１０５）。この時刻ｔ２の時点で、温度制御部２２は、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍよりも低めに調整する制御を開始する。

時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、温度制御部２２は、画像データの平均輝度値の低下による光源２４温度の上昇予定があると判定し、温度調整機構２３を制御して光源２４を冷却する（ステップ１０１〜ステップ１０３のＹＥＳ〜ステップ１０８のループ）。

図４（Ｃ）を参照して、時刻ｔ３の時点では、温度制御部２２は、現在時刻ｔ３と、時刻ｔ３＋ｔとの間の期間内において、画像データの平均輝度値の変化を算出する（ステップ１０１〜１０２）。この期間内では、画像データの平均輝度値の変化がほとんどなく略一定であるため、温度制御部２２は、平均輝度値の変化による光源２４の温度の上昇予定も低下予定もないと判定する（ステップ１０３のＮＯ〜ステップ１０４のＮＯ）。

この場合、温度制御部２２は、温度調整機構２３を制御して、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍに調整する（ステップ１０７）。従って、この時刻ｔ３の時点で、温度制御部２２は、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍよりも低めに調整する制御を終了する。

図４（Ｄ）を参照して、時刻ｔ４の時点では、温度制御部２２は、現在時刻ｔ４と、時刻ｔ４＋ｔとの間の期間内において、画像データの平均輝度値の変化を算出する（ステップ１０１〜１０２）。この期間内では、画像データの平均輝度値の変化がほとんどなく略一定であるため、温度制御部２２は、平均輝度値の変化に基づく光源２４の温度の上昇予定も低下予定もないと判定する（ステップ１０３のＮＯ〜ステップ１０４のＮＯ）。この場合、温度制御部２２は、温度調整機構２３を制御して、光源２４の温度を設定温度Ｔｅｍに調整する（ステップ１０７）。

上記したように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間、温度制御部２２は、画像データの平均輝度値の低下による光源２４温度の上昇予定があると判定し、温度調整機構２３を制御して光源２４を冷却する。すなわち、温度制御部２２は、画像データの平均輝度値の低下により光源２４の温度が上昇してしまう時刻である時刻ｔ３よりも前に、時刻ｔ２の時点から光源２４の温度を低下させている。

これにより、図３（Ｃ）に示すように、平均輝度値の変化の影響により、時刻ｔ３の時点で、光源２４の温度の上昇が開始されても、光源２４の温度は、既に設定温度Ｔｅｍよりも低い状態であるため、光源２４の温度の上昇が抑制される。すなわち、本実施形態に係るプロジェクタ１００では、光源２４の温度を一定に保つことができる。これにより、本実施形態では、光源２４の輝度が低下したり、光源２４の寿命が短くなってしまったりすることを防止することができる。

ここで、図３（Ｄ）を参照して、比較例に係るプロジェクタにより光源２４の温度が制御された場合についての光源２４の温度変化について説明する。比較例に係るプロジェクタ１００では、光源２４に設けられた温度センサ２５から温度情報を取得し、光源２４の温度を監視することで光源２４の温度を制御する方法が用いられている。

比較例に係るプロジェクタでは、時刻ｔ３の時点から少し時間が経過したとき、温度の上昇が検出される。そして、光源２４の温度の上昇が検出されたときに、光源２４の温度が低くなるような制御が実行される。従って、光源２４が冷却されるタイミングが遅れてしまい、結果として、図３（Ｄ）に示すように、光源２４の温度が大きく上昇してしまう。光源２４の温度は、１０℃以上上昇してしまうこともある。このように、光源２４の温度が大きく変化してしまうと、光源２４の輝度が低下したり、光源２４の寿命が短くなってしまったりしてしまう。

一方、本実施形態では、上記したように、光源２４の温度を一定に保つことができるので、光源２４の輝度が低下したり、光源２４の寿命が短くなってしまったりすることを防止することができる。

さらに、本実施形態では、反射型液晶パネル３３と偏光ビームスプリッタ３２とが用いられており、表示に用いられない光がダイレクトに光源２４に戻ってくるため、光源２４の温度は、画像データの平均輝度値の変化の影響を受け易い。従って、プロジェクタ１００が反射型液晶パネル３３と偏光ビームスプリッタ３２とを有する形態である場合、上記したような処理を実行することが特に有効である。但し、プロジェクタ１００は、必ずしも反射型液晶パネル３３等を有する形態でなくてもよく、本技術は、例えば、透過型液晶パネルを有するプロジェクタにも適用することができる。

光源２４がレーザ装置又は発光ダイオードの場合、光源２４の輝度や寿命などの光源特性が、光源２４の温度変化の影響を受け易い。従って、光源２４がレーザ装置又は発光ダイオードの場合には、上記したような処理を実行することが特に有効である。

以上の説明では、現在の時刻と、現在の時刻からｔ秒後の時刻との間の期間において、画像データの平均輝度値が１段階的に変化する場合について説明した。一方、画像データの平均輝度値は、実際には、上記期間において、複数回、連続して変化する。従って、このような場合、複数の平均輝度値の変化を考慮した制御を行なうことで、より効果的な温度制御が可能となる。

本技術は、以下の構成をとることもできる。
（１） 画像を表示させるための光を発する光源と、
前記光源の温度を調整する温度調整機構と、
前記画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記温度調整機構により前記光源の温度を制御する温度制御部と
を具備するプロジェクタ。
（２） 上記（１）に記載のプロジェクタであって、
前記温度制御部は、表示予定の前記画像の明るさが小さくなるように変化する場合に、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが小さくなるように変化する前に、予め、記光源の温度を下げるように、前記光源の温度を制御する
プロジェクタ。
（３）上記（１）又は（２）に記載のプロジェクタであって、
前記温度制御部は、表示予定の前記画像の明るさが大きくなるように変化する場合に、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが大きくなるように変化する前に、予め、前記光源の温度を上げるように、前記光源の温度を制御する
プロジェクタ。
（４）上記（１）乃至（３）のうち何れか１つに記載のプロジェクタであって、
反射型の液晶パネルと、
前記光源側からの光のうち特定の偏光方向の光を前記反射型液晶パネル側に導き、前記反射型液晶パネルに入射されて偏光方向が変調されて反射された光と、偏光方向が変調されずに反射された光とのうち、偏光方向が変調されて反射された光を透過して、偏光方向が変調されずに反射された光を光源側に戻す偏光ビームスプリッタと
をさらに具備するプロジェクタ。
（５）上記（１）乃至（４）のうち何れか１つに記載のプロジェクタであって、
前記光源は、レーザ装置又は発光ダイオードである
プロジェクタ。
（６） 画像を表示させるための光を発する光源と、
前記光源の温度を調整する温度調整機構と、
前記画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像を記憶するメモリと、
前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記温度調整機構により前記光源の温度を制御する温度制御部と
を具備する光源装置。
（７） 画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像をメモリに記憶させ、
前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、
表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記画像を表示させるための光源の温度を制御する
光源温度制御方法。
（８） プロジェクタに、
画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像をメモリに記憶させるステップと、
前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定するステップと、
表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記画像を表示させるための光源の温度を制御するステップと
を実行させるプログラム。

１０…画像処理部
２０…光源装置
２１…バッファメモリ
２２…温度制御部
２３…温度調整機構
２４…光源
２５…温度センサ
３１…集光光学系
３２…偏光ビームスプリッタ
３３…反射型液晶パネル
３４…投射レンズ
４０…スクリーン
１００…プロジェクタ

Claims (8)

1. 画像を表示させるための光を発する光源と、
   前記光源の温度を調整する温度調整機構と、
   前記画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像を記憶するメモリと、
   前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記温度調整機構により前記光源の温度を制御する温度制御部と
   を具備するプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記温度制御部は、表示予定の前記画像の明るさが小さくなるように変化する場合に、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが小さくなるように変化する前に、予め、記光源の温度を下げるように、前記光源の温度を制御する
   プロジェクタ。
3. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記温度制御部は、表示予定の前記画像の明るさが大きくなるように変化する場合に、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが大きくなるように変化する前に、予め、前記光源の温度を上げるように、前記光源の温度を制御する
   プロジェクタ。
4. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   反射型の液晶パネルと、
   前記光源側からの光のうち特定の偏光方向の光を前記反射型液晶パネル側に導き、前記反射型液晶パネルに入射されて偏光方向が変調されて反射された光と、偏光方向が変調されずに反射された光とのうち、偏光方向が変調されて反射された光を透過して、偏光方向が変調されずに反射された光を光源側に戻す偏光ビームスプリッタと
   をさらに具備するプロジェクタ。
5. 請求項１に記載のプロジェクタであって、
   前記光源は、レーザ装置又は発光ダイオードである
   プロジェクタ。
6. 画像を表示させるための光を発する光源と、
   前記光源の温度を調整する温度調整機構と、
   前記画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像を記憶するメモリと、
   前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記温度調整機構により前記光源の温度を制御する温度制御部と
   を具備する光源装置。
7. 画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像をメモリに記憶させ、
   前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定し、
   表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記画像を表示させるための光源の温度を制御する
   光源温度制御方法。
8. プロジェクタに、
   画像が表示される前に、予め、表示予定の前記画像をメモリに記憶させるステップと、
   前記メモリに記憶された表示予定の前記画像に基づいて、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化を判定するステップと、
   表示予定の前記画像が実際に表示されて前記画像の明るさが変化する前に、表示予定の前記画像の明るさについての時間的な変化に基づいて、予め、前記画像を表示させるための光源の温度を制御するステップと
   を実行させるプログラム。

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