JP5354472B2

JP5354472B2 - 投影装置

Info

Publication number: JP5354472B2
Application number: JP2009258488A
Authority: JP
Inventors: 丈晴加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: JP2011102941A

Description

この発明は投影装置に関する。

従来、少なくとも３種の異なる波長毎に分割された映像信号を時分割で表示する表示素子と、異なる波長毎に設けられた光源を、表示素子の時分割の表示期間に合わせかつその表示期間にある表示素子毎に発光させることにより各表示素子を照明する照明手段と、波長毎に分割された１つの映像信号に対応して複数の光源を発光させる表示制御回路とを備えるカラー映像表示装置が知られている（下記公報参照）。

特開２００３−２８０６０７号公報

上記フィールドシーケンシャル方式のカラー映像表示装置では、光源が点滅を繰り返すため、電池電圧が安定しない。例えば、電池の内部抵抗や接点等の接触抵抗を０．４Ω、光源の電流を５００ｍＡとした場合、電圧変動は０．２Ｖとなり、精度よく電池電圧を検出できない。また、電池電圧のチェックは一般的に一定時間毎に行われるが、光源の点滅に応じて電池電圧が変動するため、一定時間毎に電池電圧をチェックした場合、同様に精度よく電池電圧を検出できない。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は精度よく電池残量を検出することができる投影装置を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、複数の異なる波長毎に分割された映像信号を時分割で表示する表示素子と、前記異なる波長毎に採用された光源を、前記表示素子の時分割の表示期間に合わせかつ前記表示期間にある表示素子毎に駆動させることにより前記各表示素子を照明する照明手段と、前記光源を駆動させる電池の残量を検出する電池残量検出手段と、前記光源を点灯又は消灯させるタイミング信号を出力するタイミング信号出力手段と、前記タイミング信号出力手段の出力に基づいて前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせる制御手段とを備えていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の投影装置において、前記電池残容量検出手段は、前記電池の電池電圧を検出することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の投影装置において、前記制御手段は、前記異なる波長のうちの特定の波長の光を発する光源が点灯しているときだけ前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２記載の投影装置において、前記制御手段は、前記異なる波長毎に採用された光源がそれぞれ点灯しているときに前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の投影装置において、前記制御手段は、前記光源の点灯開始タイミングより遅れたタイミングで前記電池残量検出手段による前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１又は２記載の投影装置において、前記制御手段は、前記異なる波長毎に採用された全ての光源が消灯しているとき前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６記載の投影装置において、前記制御手段は、前記光源の消灯開始タイミングより遅れたタイミングで前記電池残量検出手段による前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする。

この発明によれば、精度よく電池残量を検出することができる。

図１はこの発明の第１実施形態に係る投影装置のブロック図である。図２（ａ）は電池電圧を検出するタイミングの一例を示す図、図２（ｂ）はＬＥＤ光源の点灯タイミングの一例を説明する図である。図３（ａ）は電池電圧を検出するタイミングの他の例を示す図、図３（ｂ）はＬＥＤ光源の点灯タイミングの他の例を説明する図である。図４はこの発明の第２実施形態に係る投影装置のブロック図である。図５（ａ）は電池電圧を検出するタイミングの一例を示す図、図５（ｂ）はＬＥＤ光源の点灯タイミングの一例を説明する図である。図６は投影装置の投影光学系を説明する概念図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る投影装置１のブロック図である。

投影装置１は主制御部であるＣＰＵ（制御手段）１０を備えている。ＣＰＵ１０には、電池１８の電圧を検出する電池電圧検出回路（電池残容量検出手段）１１と、ＬＥＤ光源（投影用高輝度ＬＥＤ）２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有し、後述する液晶表示素子（表示素子）３０（図６参照）を照明する照明部（照明手段）２１と、ＣＰＵ１０からのＬＥＤ点灯制御信号１０ｃ、電流値指示信号１０ｇ及び点灯タイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃに基づいてＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃへの電力供給を制御して、ＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯及び消灯を行う投影用光源駆動回路１５と、ＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯又は消灯を制御する点灯タイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃを出力する画像表示ドライバ（タイミング信号出力手段）１７とがそれぞれ接続されている。

電池電圧検出回路１１は、図示しないが例えばトランジスタ、抵抗で構成される。ＣＰＵ１０は後述する割り込み信号１７ｄ（画像表示ドライバ１７の出力）に基づいて電池電圧検出回路１１に電池１８の電圧の検出を行わせる。

ＣＰＵ１０は所定のホワイトバランスが得られるようＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの輝度を変化させる電流値指示信号１０ｇを出力する。ＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃから発せられる光の波長はそれぞれ異なる。ＬＥＤ光源２１ａは赤色ＬＥＤであり、ＬＥＤ光源２１ｂは緑色ＬＥＤであり、ＬＥＤ光源２１ｃは青色ＬＥＤである。

また、ＣＰＵ１０はＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯を制御する電流値指示信号１０ｃを出力する。

表示用画像データ処理回路（図示せず）でＡ／Ｄ変換された画像信号１６ｂが画像表示ドライバ１７に入力される。画像表示ドライバ１７は画像信号１６ｂに基づいて投影用光源駆動回路１５を駆動する。

画像表示ドライバ１７がタイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃを出力するとき、緑色ＬＥＤ２１ｂを駆動するタイミング信号１７ｂが分岐される。タイミング信号１７ｂはインバータ１２によって信号レベルを反転され、割り込み信号１７ｄとしてＣＰＵ１０の割込み端子ＩＮＴに入力される。ＬＥＤ２１ａ〜２１ｃは、タイミング信号１７ａ〜１７ｃがＬのとき消灯し、Ｈのとき点灯する。割り込み信号１７ｄはタイミング信号１７ｂがＬからＨに立ち上がるタイミングでＨからＬに立ち下がる。すなわち、タイミング信号１７ｂがＬからＨに立ち上がるタイミングでＬレベルの信号が割込み端子ＩＮＴに入力される。ＣＰＵ１０はＬレベルの信号が割込み端子ＩＮＴに入力されたとき、電池電圧検出回路１１に電池１８の電圧を検出させる。このとき、ＣＰＵ１０は、電池１８の電圧が安定するまで点灯開始タイミングより遅れたタイミングで電池電圧検出回路１１に電池１８の電圧を検出させる。

次に、図１の投影装置の投影機能を図６に基づいて説明する。

図６は投影装置の投影光学系を説明する概念図であり、図１と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。なお、図６ではＬＥＤ光源２１ａ〜２１ｃを簡略化して記載した。また、割り込み信号１７ｄの図示を省略した。

液晶表示素子３０、ＬＥＤ光源２１ａ〜２１ｃ、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック３１及び投影レンズ３２で投影光学系が構成される。液晶表示素子３０は反射型液晶パネルであり、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のＬＥＤを、それぞれの色に対応した液晶表示素子３０の表示パターンと同期するよう点灯することによってカラー画像を生成する。

ＬＥＤ光源２１ａ〜２１ｃに投影用光源駆動回路１５から駆動電流が供給されると、ＬＥＤ光源２１ａ〜２１ｃの光がＰＢＳブロック３１に入射する。ＰＢＳブロック３１に入射した光束は、ＰＢＳブロック３１で反射され液晶表示素子３０に入射する。液晶層を透過した光束は液晶パネルの反射面で反射された後、ＰＢＳブロック３１へ再度入射する。ＰＢＳブロック３１に再度入射した光束はＰＢＳブロック３１を透過し、投影光として投影レンズ３２へ向かって進む。投影レンズ３２に入射した光束は投影レンズ３２を透過して前方へ放射される。

次に、電池１８の電圧を検出するタイミングの一例を説明する。

図２（ａ）は電池電圧を検出するタイミングの一例を示す図、図２（ｂ）はＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯タイミングの一例を説明する図である。

この例では、緑色（Ｇ）のＬＥＤ２１ｂを点灯させる駆動信号の立ち上がり（点灯開始タイミング）よりやや遅れたタイミングで電池１８の電圧が検出される。

図３（ａ）は電池電圧を検出するタイミングの他の例を示す図、図３（ｂ）はＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯タイミングの他の例を説明する図である。

この例は、緑色（Ｇ）のＬＥＤ２１ｂの点灯時に電池１８の電圧が複数回（４回）に亘って検出されるようにした点で図２の例と相違する。なお、複数回検出された電池電圧はＣＰＵ１０で平均されて出力される。

この実施形態によれば、常に緑色（Ｇ）のＬＥＤ２１ｂが点灯している状態で電池電圧が検出されるので、精度よく電池１８の電圧を検出することができる。なお、フィールドシーケンシャル方式では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の光量（単位時間当たりの明るさと点灯時間の積）がおよそ３：６：１：といわれ、緑色（Ｇ）の点灯している状態が電池１８にとって最も負荷が大きいので、緑色（Ｇ）の点灯している状態で電池１８の電圧を検出するのが電池寿命を判断するのに都合がよい。また、上記実施形態では、ＬＥＤ２１ａ〜２１ｃを点灯させるＨレベルのタイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃののうちの反転信号（Ｌレベルの割り込み信号１７ｄ）を割込み端子ＩＮＴに入力させたが、ＬＥＤ２１ａ〜２１ｃを消灯させるＬレベルのタイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃのうちの反転信号（Ｈレベルの割り込み信号１７ｄ）を割込み端子ＩＮＴに入力させ、投影用光源駆動回路１５を制御するようにしてもよい。

また、図２及び図３の説明では緑色（Ｇ）のＬＥＤ２１ｂの点灯タイミング毎に電池１８の電圧の検出を行っているが、ＣＰＵ１０の負荷を減らす目的で、上記ＬＥＤ２１ｂの点灯を２回に１回とか、４回に１回というように電圧の検出回数を間引いてもよい。この場合、画像表示ドライバ１７とＣＰＵ１０の間の回路を工夫することや、ＣＰＵ１０での割り込み処理で、４回のうち無効となる３回は電圧検出を行わないようにするといったプログラム上の工夫で可能となる。

図４はこの発明の第２実施形態に係る投影装置１のブロック図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。

この実施形態は、インバータ１２に代えてＮＯＲ回路２２を用いた点で第１実施形態と相違する。

ＮＯＲ回路２２の３つの入力端子にはタイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃがそれぞれ入力される。タイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃが入力端子に入力されたとき、タイミング信号１７ａ，１７ｂ，１７ｃの少なくとも１つがＨレベルであれば、ＮＯＲ回路２２の出力端子からＬレベルの信号１７ｄが出力される。そのため、ＬＥＤ２１ａ〜２１ｃをそれぞれ点灯させる駆動信号の立ち上がりに同期して電池１８の電圧を検出させることができる（図５参照）。

図５（ａ）は電池電圧を検出するタイミングの一例を示す図、図５（ｂ）はＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯タイミングの一例を説明する図である。

この例では、赤色（Ｒ）のＬＥＤ２１ａ、緑色（Ｇ）のＬＥＤ２１ｂ及び青色（Ｂ）のＬＥＤ２１ｃのそれぞれを点灯させる駆動信号の立ち上がりに同期して電池１８の電圧が検出される。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、この実施形態では３色全てのＬＥＤ光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃの点灯タイミングに基づいて電池１８の電圧を検出するようにしたが、任意の色（例えば赤色と緑色）ＬＥＤに基づいて電池電圧を検出するようにしてもよい。

また、図２の上記実施形態ではＬＥＤ２１ａ〜２１ｃのうちの特定の色のＬＥＤが点灯しているときに電池電圧を検出するようにしたが、全てのＬＥＤ２１ａ〜２１ｃが消灯しているとき（例えば図２（ｂ）の期間ｔ１）に電池１８の電圧を検出するようにしてもよい。このとき、電池１８の電圧の検出を消灯開始タイミングよりやや遅れたタイミングで行うのが望ましい。

１：投影装置、１０：ＣＰＵ（制御手段）、１１：電池電圧検出回路（電池残量検出手段）、１７：画像表示ドライバ（タイミング信号出力手段）、２１：照明部（照明手段）、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ：ＬＥＤ光源（光源）、３０：液晶表示素子（表示素子）。

Claims

複数の異なる波長毎に分割された映像信号を時分割で表示する表示素子と、
前記異なる波長毎に採用された光源を、前記表示素子の時分割の表示期間に合わせかつ前記表示期間にある表示素子毎に駆動させることにより前記各表示素子を照明する照明手段と、
前記光源を駆動させる電池の残量を検出する電池残量検出手段と、
前記光源を点灯又は消灯させるタイミング信号を出力するタイミング信号出力手段と、
前記タイミング信号出力手段の出力に基づいて前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせる制御手段と
を備えていることを特徴とする投影装置。
前記電池残容量検出手段は、前記電池の電池電圧を検出することを特徴とする請求項１記載の投影装置。
前記制御手段は、前記異なる波長のうちの特定の波長の光を発する光源が点灯しているときだけ前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする請求項１又は２記載の投影装置。
前記制御手段は、前記異なる波長毎に採用された光源がそれぞれ点灯しているときに前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする請求項１又は２記載の投影装置。
前記制御手段は、前記光源の点灯開始タイミングより遅れたタイミングで前記電池残量検出手段による前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の投影装置。
前記制御手段は、前記異なる波長毎に採用された全ての光源が消灯しているとき前記電池残量検出手段に前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする請求項１又は２記載の投影装置。
前記制御手段は、前記光源の消灯開始タイミングより遅れたタイミングで前記電池残量検出手段による前記電池の残量の検出を行なわせることを特徴とする請求項６記載の投影装置。