JP4266767B2 - Projection display device - Google Patents
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Description
この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display apparatus such as a liquid crystal projector.
従来より、映像の平均的な明るさ(APL:Average Picture level )に基づいてランプ駆動電力を制御する投写型映像表示装置が提案されている(特許文献1参照)。
ところで、このような映像に基づくランプ調光制御がなされる場合において、ランプ電力が最も高い状態を想定して大きな電力で冷却ファンを駆動していたとすると、ランプ電力が低い状態が長時間続いた場合にはランプの過冷却が生じ、ランプ寿命に悪影響を与えるおそれがある。 By the way, when lamp dimming control based on such an image is performed, assuming that the lamp power is the highest and the cooling fan is driven with a large amount of power, the state where the lamp power is low continues for a long time. In this case, the lamp may be overcooled, which may adversely affect the lamp life.
この発明は、上記の事情に鑑み、ランプ調光制御でのランプ過冷却を防止することができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a projection display apparatus capable of preventing lamp overcooling in lamp dimming control.
この発明の投写型映像表示装置は、光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、映像信号に基づいて映像の平均的明るさを示す信号を生成する手段と、装置内の気温を検出する温度センサと、光源及び光源を冷却する冷却ファンを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、映像の平均的明るさを示す信号の出力に基づいて光源を制御すると共に、映像の平均的明るさを示す信号の出力及び温度センサの出力に基づいて冷却ファンを制御し、前記信号が明るい映像の信号の場合には、光源への供給電力を増大させると共に、前記信号が暗い映像の信号の場合には、光源への供給電力を低減させ、前記信号が明るい映像の信号で温度センサの出力が高いほど冷却ファンへの供給電力を増大させると共に、前記信号が暗い映像の信号で温度センサの出力が低いほど冷却ファンへの供給電力を低減させることを特徴とする。 The projection display apparatus according to the present invention is a projection display apparatus that projects light by modulating light emitted from a light source with a light valve, and outputs a signal indicating the average brightness of the image based on the image signal. Generating means, a temperature sensor for detecting an air temperature in the apparatus, and a control means for controlling a light source and a cooling fan for cooling the light source. The control means outputs a signal indicating the average brightness of the image. And controlling the cooling fan based on the output of the signal indicating the average brightness of the image and the output of the temperature sensor, and if the signal is a bright image signal, the power supplied to the light source If the signal is a dark video signal, the power supplied to the light source is reduced, and the higher the temperature sensor output is, the higher the power supplied to the cooling fan is. Causes, characterized in that the signal to reduce the power supplied to as the cooling fan output is low of the temperature sensor in the dark image signal.
上記の構成であれば、光源への供給電力が増大されるときには冷却ファンへの供給電力を増大する一方、前記光源への供給電力が低減されるときには冷却ファンへの供給電力を低減するので、ランプ調光制御でのランプ過冷却を防止することができる。 With the above configuration, when the power supplied to the light source is increased, the power supplied to the cooling fan is increased, while when the power supplied to the light source is reduced, the power supplied to the cooling fan is reduced. Lamp overcooling in lamp dimming control can be prevented.
前記ファン制御手段は前記光源への供給電力の平均値に対応して冷却ファンへの供給電力を制御するようにしてもよい。また、前記ファン制御手段は冷却ファンへの供給電力の所定時間内の変化量に上限を有しているのがよい。これらの構成により、冷却ファンの音の急激な変化を解消でき、冷却ファンの音が耳障りになるのを防止できる。また、前記ファン制御手段は光源消灯以降の冷却ファンへの供給電力を消灯時点の供給電力を基準に所定量だけ低い値に設定し、この設定の所定時間後に当該設定した供給電力を超える電力で冷却ファンを駆動するのがよい。これにより、消灯後の的確な光源冷却が可能となる。 The fan control means may control the power supplied to the cooling fan in correspondence with the average value of the power supplied to the light source. The fan control means preferably has an upper limit on the amount of change in power supplied to the cooling fan within a predetermined time. With these configurations, it is possible to eliminate a sudden change in the sound of the cooling fan and to prevent the sound of the cooling fan from becoming annoying. In addition, the fan control means sets the power supplied to the cooling fan after the light source is turned off to a value lower by a predetermined amount with respect to the power supplied at the time of turning off, and the power that exceeds the set supply power after a predetermined time after the setting. The cooling fan should be driven. Thereby, accurate light source cooling after light extinction becomes possible.
この発明によれば、ランプ調光制御でのランプ過冷却を防止することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to prevent lamp overcooling in lamp dimming control.
以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図1乃至図3に基づいて説明する。 A liquid crystal projector according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1はこの実施形態の3板式液晶プロジェクタを示した図である。光源1における発光部は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ4へと導かれる。
FIG. 1 is a view showing a three-plate liquid crystal projector of this embodiment. The light emitting part in the
インテグレータレンズ4は一対のレンズ群(フライアイレンズ)4a・4bから構成されており、個々のレンズ部分が光源1から出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっており、光源1において存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。インテグレータレンズ4を経た光は、偏光変換装置5、及び集光レンズ6を経た後、第1ダイクロイックミラー7へと導かれることになる。
The
偏光変換装置5は、偏光ビームスプリッタアレイ(以下、PBSアレイと称する)によって構成されている。PBSアレイは、偏光分離膜と位相差板(1/2λ板)とを備える。PBSアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ4からの光のうち例えばP偏光を通過させ、S偏光を90°光路変更する。光路偏光されたS偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したP偏光はその前側(光出射側)に設けてある前記位相差板によってS偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はS偏光に変換されるようになっている。
The
第1ダイクロイックミラー7は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン(緑+青)の波長帯域の光を反射する。第1ダイクロイックミラー7を透過した赤色波長帯域の光は、反射ミラー8にて反射されて光路を変更される。反射ミラー8にて反射された赤色光はレンズ9を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ31を透過することによって光変調される。一方、第1ダイクロイックミラー7にて反射したシアンの波長帯域の光は、第2ダイクロイックミラー10に導かれる。
The first dichroic mirror 7 transmits light in the red wavelength band and reflects light in the cyan (green + blue) wavelength band. The light in the red wavelength band that has passed through the first dichroic mirror 7 is reflected by the
第2ダイクロイックミラー10は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第2ダイクロイックミラー10にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ11を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ32に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第2ダイクロイックミラー10を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー12、全反射ミラー13、レンズ14を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ33に導かれ、これを透過することで光変調される。
The second
各液晶ライトバルブ31,32,33は、入射側偏光板31a,32a,33aと、一対のガラス基板(画素電極や配向膜を形成してある)間に液晶を封入して成るパネル部31b,32b,33bと、出射側偏光板31c,32c,33cとを備えて成る。
Each of the liquid
液晶ライトバルブ31,32,33を経ることで変調された変調光(各色映像光)は、クロスダイクロイックプリズム15によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ16によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投写表示される。
The modulated light (each color video light) modulated by passing through the liquid
図2(a)は投写型映像表示装置の映像処理系と光源制御系と冷却ファン制御系を示したブロック図であり、同図(b)は光源制御系を機能ブロックによって示した説明図である。映像信号処理回路23は映像信号を入力して周波数変換(走査線数変換)等の処理を行うと共に、映像信号(Y信号)に基づいてフレーム期間ごとにフレーム映像の平均的な明るさ(APL:Average Picture level )を示すデータを生成する処理行う。なお、映像信号としてRGB信号が入力される場合には、RGB信号をマトリクス変換してYデータを生成すればよい。ガンマ補正回路24は液晶ライトバルブ(LCD)の印加電圧−光透過特性に鑑みた補正処理を行い、この補正後の映像信号(映像データ)を液晶ライトバルブに与える(駆動する)。マイコン25は、同図(b)に示す調光演算ブロックとして機能し、APLデータを受け取って調光データを生成する処理を行うと共に、ランプドライバ制御ブロックとして機能し、ランプドライバ26に調光コマンドを送出する処理を行う。ランプドライバ26は前記調光コマンドを受け取って光源(ランプ)1の出射光量を制御する。
FIG. 2A is a block diagram showing an image processing system, a light source control system, and a cooling fan control system of the projection display apparatus, and FIG. 2B is an explanatory diagram showing the light source control system by functional blocks. is there. The video
例えば、APLデータは1フレーム期間毎(1V毎)に生成され、APL平均値は連続する4フレーム期間のAPLデータの平均値とする。APL平均値を読出アドレスとしてテーブルに与えると、当該テーブルから調光データ(例えば3ビットデータとする:0〜7の8段階)が出力される。例えば、映像が最も暗い映像であるとされるとき、調光データは”000”となり、映像が最も明るい映像であるとされるとき、調光データは”111”となる。 For example, the APL data is generated every frame period (every 1 V), and the APL average value is an average value of APL data of four consecutive frame periods. When the APL average value is given to the table as a read address, dimming data (for example, 3-bit data: 8 levels from 0 to 7) is output from the table. For example, when the video is the darkest video, the dimming data is “000”, and when the video is the brightest video, the dimming data is “111”.
ランプドライバ26における電源部には、例えば、複数の抵抗を直列に接続して各抵抗の接続点に生じる電圧降下にて所望の電圧を取り出せるようにした回路が設けられている。すなわち、各抵抗の各接続点にそれぞれスイッチを接続しておき、どのスイッチをONにするかによって、光源駆動電力を切り替えることができるようになっている。そして、ランプドライバ26は、例えば、調光コマンドとして”111”を受け取ったときには、最大出力ワット(例えば、135W)で光出射を行うように前記スイッチを制御し、また、調光コマンドとして”000”を受け取ったときには、最小出力ワット(例えば、100W)で光出射を行うように前記スイッチを制御するようになっている。勿論、上述した抵抗とスイッチによる電力切換回路に限らず、位相制御やスイッチング電源制御などによって供給電力切換を行う回路を用いてもよいものである。
In the power supply section of the
また、マイコン25は、ファン制御部として機能し、ファンドライバ27に制御信号を与える。ファンドライバ27は与えられた制御信号に基づいて設定したモータ電圧(ファン供給電力)を冷却ファン28に与える。前記制御信号はランプ供給電力(この実施形態では、ランプ供給電力自体を検出するのではなく、前述した調光コマンドを用いる)と装置内気温を検出する温度センサ29からの温度データとに応じて生成される。具体的には、図3に示しているように、ファン電圧を気温(前記温度センサ29の出力)に応じて変化(カーブ)させるが、この変化は、ランプ供給電力(調光コマンド)の相違で異なる。例えば、調光コマンドが”111”のとき(135W)は、図3において最も上側の変化Aが採用され、調光コマンドが”110”のとき(130W)は、図3において上から2番目の変化Bが採用され、調光コマンドが”000”のとき(100W)は、図3において最も下側の変化Hが採用される。このような制御は、例えば、上記の各変化をテーブルとして保持し、調光コマンド及び温度データ値をアドレスとして前記テーブルに与えて当該テーブルからファン電圧ディジタル値を取得し、これをD/A変換することによってファン電圧値を得るといった手法を採用すればよい。勿論、このような手法に限定されるものではない。
The
ところで、APL値の変化が激しい映像の投写時には、ファン電圧も頻繁に変化することになり、ファンの音が耳障りになるおそれがある。これを解消するには、APL値(或いはAPL平均値)の変化をファン電圧に直に反映するのではなく、APL値(或いはAPL平均値)の所定期間(例えば、1秒間)の平均値(すなわち、ランプ供給電力の平均値)に基づいてファン電圧を制御するのがよい。また、APL値の変化幅が大きい映像の投写時には、ファン電圧の変化幅も大きくなり、このときもファンの音が耳障りになるおそれがある。そこで、例えば、図3において最も下側の変化Hが採用されている状態(調光コマンド”000”)で、調光コマンドが”111”に変化したとき、いきなり図3において最も上側の変化Aが採用されてしまうのを回避するように、冷却ファン28への供給電力の所定時間内の変化量に上限を設ける。具体的には、1段階ずつ隣の変化に移行することとして各段階を例えば0.5秒間維持する制御を行えば、上記の場合には、4秒間かけて最も上側の変化Aが採用されることになり、ファン音の急激な変化を回避することができる。
By the way, when projecting an image with a drastic change in the APL value, the fan voltage also changes frequently, and the sound of the fan may be annoying. In order to eliminate this, the change in the APL value (or APL average value) is not directly reflected in the fan voltage, but the average value (for example, 1 second) of the APL value (or APL average value) ( That is, it is preferable to control the fan voltage based on the average value of the lamp supply power. In addition, when projecting an image with a large change width of the APL value, the change width of the fan voltage also becomes large, and there is a possibility that the sound of the fan may become annoying. Therefore, for example, when the dimming command changes to “111” in the state where the lowermost change H is adopted in FIG. 3 (dimming command “000”), the uppermost change A in FIG. Is set to an upper limit for the amount of change in the power supplied to the cooling
また、通常、ランプ消灯後も冷却ファン28を暫く回転させる制御が行われるが、この場合、光源(ランプ)1の過冷却を防止するために、冷却ファン28を所定時間低速モードで回転させた後に高速モードに切り替えて所定時間回転させることが考えられる。しかしながら、ランプ消灯時点の映像が明るかった場合と暗かった場合とで消灯間際のランプ供給電力は異なっており、単一の低速モード回転では的確な冷却が行えない。そこで、前述した図3の段階(変化)のそれぞれについて消灯時低速モードを設定する。具体的には、消灯間際のファン電圧の例えば80%の電圧にて低速モードを実行し、その後に当該電圧よりも高い電圧(最高ファン電圧としてもよい)にて高速モードを実行するといった方法、或いは、消灯間際のファン電圧(消灯間際に採用していた変化(カーブ))の一段階下或いは二段階下等の変化(カーブ)を採用して低速モードとし、その後に当該電圧よりも高い電圧(最高ファン電圧としてもよい)にて高速モードを実行するといった方法を採用すればよい。
Normally, the cooling
なお、以上の実施形態では、液晶表示パネルを用いた3板式の液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本発明を適用できるものである。 In the above embodiment, a three-plate type liquid crystal projector using a liquid crystal display panel has been described. However, the present invention can also be applied to a projection type video display device having another video light generation system.
1 光源
23 映像信号処理回路
24 ガンマ補正回路
25 マイコン(マイクロコンピュータ)
26 ランプドライバ
27 ファンドライバ
28 冷却ファン
29 温度センサ
31,32,33 液晶ライトバルブ
1
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