JP2014035376A5

JP2014035376A5 -

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Publication number: JP2014035376A5
Application number: JP2012175361A
Authority: JP
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2032-08-07

Description

本発明の一態様に係る画像表示装置は、入力される画像情報に応じた画像を表示する画像表示装置であって、光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調して前記画像を形成する光変調装置と、前記光源装置の温度を調整する温度調整装置と、前記温度調整装置を制御する制御装置と、を備え、前記光源装置は、赤色、緑色及び青色の少なくともいずれかの波長領域にピーク波長を有する光を出射する第１固体光源と、前記波長領域で、かつ、前記第１固体光源から出射される光が有するピーク波長より長波長側にピーク波長を有する光を出射する第２固体光源と、を備え、前記温度調整装置は、前記第１固体光源の温度を調整する第１調整部と、前記第２固体光源の温度を調整する第２調整部と、を備え、前記制御装置は、前記第１調整部及び前記第２調整部を個別に制御して、前記第１調整部に前記第１固体光源の温度を調整させ、前記第２調整部に前記第２固体光源の温度を調整させることを特徴とする。

上記一態様では、前記第１固体光源及び前記第２固体光源の少なくともいずれかの温度を検出する温度検出装置を備え、前記制御装置は、前記温度検出装置による検出結果に基づいて、前記第１調整部及び前記第２調整部に、前記第１固体光源及び前記第２固体光源のそれぞれの温度を調整させることが好ましい。

また、上記一態様では、前記制御装置は、前記画像情報が、第１画像により構成される情報であるか、それぞれ異なる第２画像及び第３画像を含む情報であるかを判定する画像判定部と、前記画像判定部による判定結果に基づいて、前記温度調整装置を制御する調整制御部と、を備え、前記調整制御部は、前記画像判定部により、前記画像情報が前記第１画像により構成される情報であると判定されると、前記第１調整部及び前記第２調整部を制御して、前記第１固体光源のピーク波長と、前記第２固体光源のピーク波長とが近付くように、前記第１固体光源及び前記第２固体光源の温度を調整し、前記画像判定部により、前記画像情報が前記第２画像及び前記第３画像を含む情報であると判定されると、前記第１調整部及び前記第２調整部を制御して、前記第１固体光源のピーク波長と、前記第２固体光源のピーク波長とが離れるように、前記第１固体光源及び前記第２固体光源の温度を調整することが好ましい。

なお、媒体送出手段としては、冷却媒体が空気である場合にはファン等を含む各種空冷手段を挙げることができ、また、冷却媒体がエチレングリコールや水等の冷却液である場合にはポンプ等を含む各種液冷手段を挙げることができる。
ここで、第２固体光源のピーク波長は、第１固体光源のピーク波長より長い。また、第１固体光源及び第２固体光源は、発光により熱が生じるので、各固体光源から出射される光の波長は、長波長側にシフトしやすい。このため、これら第１固体光源及び第２固体光源の温度を調整する際には、第１固体光源より第２固体光源の方が高い冷却効率を求められる。
これに対し、第２固体光源に接続される放熱体を冷却媒体の流路の上流側に配置することにより、第１固体光源に比して第２固体光源の冷却効率を高くすることができる。従って、第２固体光源の温度調整を適切に実施できる。
また、前述の第１画像を表示する構成である場合には、第１固体光源に比べて長波長側にピークを持つ第２固体光源を効率よく冷却することができ、ひいては、第１固体光源及び第２固体光源のそれぞれから出射された光の出力波長を所望の出力波長に近づけやすくすることができる。

［温度調整装置の構成］
温度調整装置５は、本発明の温度調整装置に相当し、図４に示すように、赤色ユニット４０Ｒの温度を調整する赤用温度調整部５Ｒ、緑色ユニット４０Ｇの温度を調整する緑用温度調整部５Ｇ、及び、青色ユニット４０Ｂの温度を調整する青用温度調整部５Ｂを備える。
これらのうち、青用温度調整部５Ｂは、第１光源群Ｂ１の温度を調整する第１調整部５Ｂ１と、第２光源群Ｂ２の温度を調整する第２調整部５Ｂ２と、ファン５Ｂ３とを有する。

ペルチェ素子５Ｂ１２，５Ｂ２２は、図４に示すように、第１光源群Ｂ１及び第２光源群Ｂ２において光出射面とは反対側の面に設けられた受熱体から熱を吸熱し、当該熱をヒートシンク５Ｂ１１，５Ｂ２１に伝導する。
ヒートシンク５Ｂ１１，５Ｂ２１は、ペルチェ素子５Ｂ１２，５Ｂ２２における第１光源群Ｂ１及び第２光源群Ｂ２側とは反対側の面に設けられる。これらヒートシンク５Ｂ１１，５Ｂ２１は、ファン５Ｂ３から送出される冷却空気の流路上に配置される。

なお、赤用温度調整部５Ｒ及び緑用温度調整部５Ｇも、青用温度調整部５Ｂと同様の構成を備える。
すなわち、赤用温度調整部５Ｒは、第１光源群Ｒ１に接続される受熱体（図示省略）、ヒートシンク５Ｒ１１及びペルチェ素子５Ｒ１２を有する第１調整部５Ｒ１と、第２光源群Ｒ２に接続される受熱体（図示省略）、ヒートシンク５Ｒ２１及びペルチェ素子５Ｒ２２を有する第２調整部５Ｒ２と、ファン５Ｒ３とを備える。そして、ファン５Ｒ３から送出される冷却空気の流路上に位置するヒートシンク５Ｒ１１，５Ｒ２１のうち、ヒートシンク５Ｒ２１は、上流側に位置する。
また、緑用温度調整部５Ｇは、第１光源群Ｇ１に接続される受熱体（図示省略）、ヒートシンク５Ｇ１１及びペルチェ素子５Ｇ１２を有する第１調整部５Ｇ１と、第２光源群Ｇ２に接続される受熱体（図示省略）、ヒートシンク５Ｇ２１及びペルチェ素子５Ｇ２２を有する第２調整部５Ｇ２と、ファン５Ｇ３とを備える。そして、ファン５Ｇ３から送出される冷却空気の流路上に位置するヒートシンク５Ｇ１１，５Ｇ２１のうち、ヒートシンク５Ｇ２１は、上流側に位置する。

温度制御手段７２４は、温度調整装置５の動作を制御する。
具体的に、温度制御手段７２４は、上記各検出部６Ｒ，６Ｇ，６Ｂによる検出結果に基づいて、各温度調整部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの第１調整部及び第２調整部を個別に制御し、当該温度調整部５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの温度調整対象である各光源ユニット４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂの第１光源群及び第２光源群をそれぞれ個別に冷却させて、当該第１光源群及び第２光源群の温度を制御する。
このような温度制御手段７２４による温度制御は、後に詳述する。

また、第１光源群Ｂ１と第２光源群Ｂ２とは、互いに異なる出力波長を有するものの、独立して温度制御が可能に構成されている。従って、互いのピーク波長を近づけるように温度制御を行うことができ、このような制御を行うことにより、第１光源群Ｂ１と第２光源群Ｂ２のピーク波長を一致又は近づけることができる。他の色についても同様である。従って、光源装置４から出射される光の出力を各色の所望の波長に集中させることができる。すなわち、各色光のピーク波長を所望の波長（設定波長）に調整することができる。その結果、画像光の輝度や、彩度を向上させることができる。例えば、ＣＩＥ（国際照明委員会）などで、人間の目の色（分光）感度を示す等色関数や、三刺激値ＸＹＺが定義されている。同じエネルギーであれば、三刺激値ＸＹＺのピークに近い方が人間の目の色（分光）感度は高くなる。人間の目の色（分光）感度について、Ｚ（青）のピークは約４４５ｎｍ、Ｙ（緑）のピークは約５５５ｎｍ、Ｘ（赤）のピークは約６００ｎｍである。また、輝度の感度である比視感度のピークは、Ｙ（緑）と同じ約５５５ｎｍである。製品では、色の再現範囲や、白色の色座標を考慮する必要があるため、全ての色を三刺激値のピークに設定するとは限らない。しかし、所望の波長に集中させることで、所望の波長の色の彩度は高くなるため、より設計値に近い色再現性を実現することができる。

また、プロジェクター１では、第１調整部５Ｂ１及び第２調整部５Ｂ２は、それぞれ放熱体としてのヒートシンク５Ｂ１１及びヒートシンク５Ｂ２１備え、ヒートシンク５Ｂ２１は、ヒートシンク５Ｂ１１に対して、ファン５Ｂ３によって形成される冷却空気の気流の上流側に配置される。他の色についても同様である。
上述のように、第２固体光源のピーク波長は、第１固体光源のピーク波長より長いうえに、これらピーク波長は、固体光源の発熱により長波長側にシフトしやすい。このため、これら第１光源群及び第２光源群の温度を調整する際には、第１光源群より第２光源群の方が高い冷却効率を求められる。
従って、上述のように構成されるプロジェクター１では、第１固体光源に比して第２固体光源の冷却効率を高くすることができ、第２固体光源の温度調整を適切に実施できる。

具体的に、図１１の例では、第１光源群Ｂ１は、略Ｅ字状の基板上に第１固体光源Ｂ１１が配列された構成を有し、また、第２光源群Ｂ２は、略逆Ｅ字条の基板上に第２固体光源Ｂ２１が配列された構成を有する。そして、第１固体光源Ｂ１１の列と第２固体光源Ｂ２１の列とが列の長手方向と直交する方向において交互に配列されるように、これら第１光源群Ｂ１及び第２光源群Ｂ２は、互いに組み合わされ、第１固体光源Ｂ１１及び第２固体光源Ｂ２１から出射される光の光軸直交面が略矩形とされている。これら第１光源群Ｂ１及び第２光源群Ｂ２から出射された光は、前述の集光レンズ４７１及び平行化レンズ４７２を介して、色ユニットにおいて対応する光入射面に入射される。
なお、他の光源ユニット（赤色ユニット及び緑色ユニット）も、上記青色ユニット４２Ｂと同様の構成を備える。

このような光源ユニット４２によれば、第１固体光源Ｂ１１の配置分布と第２固体光源Ｂ２１の配置分布とが同一領域内に重なり合い、各光源ユニット４２から前述の光軸直交面内の照度が略均一化された光を出射することができるので、前述の光源ユニット４１を採用した場合と同様に、光変調装置３４の画像形成領域を均一に照明できる。従って、形成及び表示される画像に輝度むらが生じることを抑制できる。
更に、各光源ユニット４２において、第１光源群Ｂ１及び第２光源群Ｂ２を集約して配置できるので、当該光源ユニット４２の小型化を図ることができる。
なお、温度検出装置６の各検出部と温度調整装置５の第１調整部及び第２調整部とは、前述の光源ユニット４０の場合と同様に、第１光源群及び第２光源群に応じてそれぞれ設けられ、制御装置７により、前述と同様の温度制御が行われる。

第１光源装置８１は、青色光用の光変調装置３４Ｂに入射される青色光を出射する。この第１光源装置８１は、前述の青色ユニット４０Ｂと、集光レンズ４７１及び平行化レンズ４７２を備える。そして、第１光源装置８１は、第１均一照明装置８３に青色光を出射する。なお、当該青色ユニット４０Ｂに応じて、前述の青用温度調整部５Ｂは設けられている。
第１均一照明装置８３は、第１レンズアレイ３１１、第２レンズアレイ３１２、偏光変換素子３１３及び重畳レンズ３１４を備え、前述の均一照明装置３１と同様に、第１光源装置８１から入射される青色光の光軸直交面内における輝度を均一化して、当該青色光を光変調装置３４Ｂに入射させる。

第２光源装置８２は、赤色光及び緑色光を第２均一照明装置８４に出射する。この第２光源装置８２は、前述の光源装置４Ａと同様に、青色ユニット４０Ｂ、集光レンズ４７１、波長変換装置４９、平行化レンズ４７２とを有する。前記第２実施形態の蛍光層４９３は、入射される青色光の一部を吸収して励起されることにより、緑色光及び赤色光を含む光を出射する蛍光体を含んでいた。一方、本変形例のホイール４９１における光入射側の面及び光出射側の面の少なくともいずれかには、入射された光の略全てを吸収して励起されることにより、緑色光及び赤色光を含む光を出射する蛍光体を含んだ蛍光層４９３が、形成される。
この第２光源装置８２では、青色ユニット４０Ｂから出射され、集光レンズ４７１を介して波長変換装置４９のホイール４９１に入射された青色光の全ては、赤色光及び緑色光に変換される。そして、変換された赤色光及び緑色光は、平行化レンズ４７２により平行化されて、第２均一照明装置８４に入射される。
なお、当該青色ユニット４０Ｂに対しても、前述の青用温度調整部５Ｂが別途設けられている。

前記各実施形態及び各変形例では、温度調整装置５の青用温度調整部５Ｂは、受熱板、ヒートシンク及びペルチェ素子を有する構成であったが、本発明はこれに限らない。すなわち、第１光源群Ｂ１及び第２光源群Ｂ２を所望の温度に調整するために必要な冷却力を有する温度調整装置であればよい。また、冷却空気を送風する構成に限らず、エチレングリコールや水等の冷却流体を循環させることで、各光源群を冷却する構成としてもよい。他の色についても同様である。
また、温度検出装置６の各検出部は、第１光源群及び第２光源群を所望の温度に調整するために、適切な温度を検出可能であれば、その位置や構成は制限されない。

Claims

入力される画像情報に応じた画像を表示する画像表示装置であって、
光源装置と、
前記光源装置から出射された光を変調して前記画像を形成する光変調装置と、
前記光源装置の温度を調整する温度調整装置と、
前記温度調整装置を制御する制御装置と、を備え、
前記光源装置は、
赤色、緑色及び青色の少なくともいずれかの波長領域にピーク波長を有する光を出射する第１固体光源と、
前記波長領域で、かつ、前記第１固体光源から出射される光が有するピーク波長より長波長側にピーク波長を有する光を出射する第２固体光源と、を備え、
前記温度調整装置は、
前記第１固体光源の温度を調整する第１調整部と、
前記第２固体光源の温度を調整する第２調整部と、を備え、
前記制御装置は、前記第１調整部及び前記第２調整部を個別に制御して、前記第１調整部に前記第１固体光源の温度を調整させ、前記第２調整部に前記第２固体光源の温度を調整させる
ことを特徴とする画像表示装置。
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記第１固体光源及び前記第２固体光源の少なくともいずれかの温度を検出する温度検出装置を備え、
前記制御装置は、前記温度検出装置による検出結果に基づいて、前記第１調整部及び前記第２調整部に、前記第１固体光源及び前記第２固体光源のそれぞれの温度を調整させる
ことを特徴とする画像表示装置。
請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置において、
前記制御装置は、
前記画像情報が、第１画像により構成される情報であるか、それぞれ異なる第２画像及び第３画像を含む情報であるかを判定する画像判定部と、
前記画像判定部による判定結果に基づいて、前記温度調整装置を制御する調整制御部と、を備え、
前記調整制御部は、
前記画像判定部により、前記画像情報が前記第１画像により構成される情報であると判定されると、前記第１調整部及び前記第２調整部を制御して、前記第１固体光源のピーク波長と、前記第２固体光源のピーク波長とが近付くように、前記第１固体光源及び前記第２固体光源の温度を調整し、
前記画像判定部により、前記画像情報が前記第２画像及び前記第３画像を含む情報であると判定されると、前記第１調整部及び前記第２調整部を制御して、前記第１固体光源のピーク波長と、前記第２固体光源のピーク波長とが離れるように、前記第１固体光源及び前記第２固体光源の温度を調整する
ことを特徴とする画像表示装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像表示装置において、
前記第１調整部及び前記第２調整部は、前記第１固体光源及び前記第２固体光源のうち、対応する固体光源に接続される放熱体をそれぞれ備え、
前記温度調整装置は、前記第２固体光源に接続される前記放熱体、及び、前記第１固体光源に接続される前記放熱体に冷却媒体を送出する媒体送出手段を備え、
前記第２固体光源に接続される前記放熱体は、前記第１固体光源に接続される前記放熱体に対して、前記媒体送出手段により送出される冷却媒体の流路における上流側に配置される
ことを特徴とする画像表示装置。