WO2013128546A1 - 投写型表示装置およびその光源制御方法 - Google Patents

投写型表示装置およびその光源制御方法 Download PDF

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加藤　裕
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Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/20—Lamp housings
    • G03B21/2053—Intensity control of illuminating light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/20—Controlling the colour of the light

Definitions

  • the present invention relates to a projection display device using a light source including a plurality of light emitting elements, and more particularly to a projection display device using a light source including a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes).
  • a light source including a plurality of light emitting elements
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • a high-pressure mercury lamp In a projection display device that projects an image on a screen, a high-pressure mercury lamp has been conventionally used as a light source. However, in recent years, instead of a high-pressure mercury lamp as a light source, the luminance life is longer than that of a high-pressure mercury lamp. Such a LED is considered that does not contain an environmentally harmful substance.
  • the projection display device using the LED has an LED that depends on the ambient brightness.
  • the lighting state can be switched. Therefore, the brightness of the projected image can be changed according to the ambient brightness and the like, and the power consumption of the projection display apparatus can be reduced.
  • the projection display device can change the brightness of the projected image by periodically switching on and off the constant current circuit and uniformly adjusting the lighting time of all the LEDs in the LED module.
  • the brightness of the projected image is changed by changing the number of LEDs to be lit among the two-dimensionally arranged LEDs.
  • a projection display device that uses an LED module including a plurality of LEDs as a light source has attracted attention.
  • an LED module for example, an LED module 10 shown in FIG. 1 in which LEDs 1 to 6 are connected in parallel has been developed.
  • LED forward voltage Forward voltage
  • light intensity Luminous Flux
  • FIG. 2 Even if the forward voltage in the design of the LED is 4.4 V (typ.), The forward voltage is 2.9 V (min.) To 6.5 in an actual LED. Variation of about 0 V (max.) Occurs.
  • FIG. 3 the LEDs are divided into groups according to the light intensity, but even with the LEDs belonging to the same group, the light intensity has individual differences of about 700 to 1000 lumens. . Note that there is no special relationship between the forward voltage of the LED and the light intensity, for example, an LED with a high forward voltage does not have a high light intensity.
  • the same power is supplied to all the LEDs, but the light intensity of each LED in the LED module is not the same as described above.
  • the same power is supplied not only to LEDs with high light intensity but also to LEDs with low light intensity. For this reason, power consumption becomes high compared with the light intensity of an LED module, and power consumption cannot fully be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a projection display apparatus and a light source control method thereof that can further reduce power consumption.
  • a projection display device includes a light source unit including a plurality of light emitting elements, a storage unit that stores a plurality of individual light intensities that are light intensities of the light emitting elements, and an overall light intensity that is a light intensity of the light source unit And a control unit that adjusts the lighting time of each light emitting element based on the target value for the average value within the predetermined time and each individual light intensity.
  • a light source control method for a projection display apparatus is a light source control method for a projection display apparatus having a light source unit including a plurality of light emitting elements, and stores a plurality of individual light intensities that are light intensities of the respective light emitting elements. And the lighting time of each light emitting element is adjusted based on the target value with respect to the average value within the predetermined time of the total light intensity which is the light intensity of the said light source part, and each individual light intensity.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the projection display apparatus 100 includes a light source unit 101R, 101G, and 101B, a spatial light modulation unit 102R, 102G, and 102B, a cross dichroic prism 103, a projection lens 104, an image signal processing unit 105, a space Light modulation signal generation unit 106, light intensity detection units 107R, 107G and 107B, external light detection unit 108, light source drive units 109R, 109G and 109B, switch units 110R, 110G and 110B, adjustment unit 111, And a storage unit 112.
  • Each of the light source units 101R, 101G, and 101B emits red light, green light, and blue light.
  • each of the light source units 101R, 101G, and 101B has a plurality of light emitting elements. More specifically, each of the light source units 101R, 101G, and 101B has a configuration in which a plurality of light emitting elements are connected in parallel.
  • the light emitting element is an LED.
  • it is desirable that the forward voltage of each LED is the same or substantially the same.
  • Each of the spatial light modulation units 102R, 102G, and 102B modulates red light, green light, and blue light from the light source units 101R, 101G, and 101B according to the spatial light modulation signal from the spatial light modulation signal generation unit 106. And exit.
  • the cross dichroic prism 103 combines the red light, the green light, and the blue light from the spatial light modulators 102R, 102G, and 102B, and outputs the combined light to a screen (not shown) via the projection lens 104. An image is formed on the screen.
  • the video signal is input to the image signal processing unit 105.
  • the image signal processing unit 105 performs image processing on the input video signal, and outputs the video signal subjected to the image processing.
  • the spatial light modulation signal generation unit 106 generates a spatial light modulation signal for performing spatial light modulation on each color light based on the video signal from the image signal processing unit 105, and the spatial light modulation signal is converted into the spatial light modulation unit. Output to each of 102R, 102G, and 102B.
  • Each of the light intensity detection units 107R, 107G, and 107B detects the total light intensity that is the light intensity (Luminous Flux) of each of the light source units 101R, 101G, and 101B, and outputs a light intensity signal indicating the total light intensity. .
  • the external light detection unit 108 detects the ambient brightness of the projection display apparatus 100 and outputs a brightness signal indicating the ambient brightness.
  • the light source driving units 109R, 109G and 109B, the switch units 110R, 110G and 110B, and the adjusting unit 111 constitute a control unit 113.
  • the control unit 113 is based on the target value for the average value of the total light intensity of the light source units 101R, 101G, and 101B within a predetermined time and the individual light intensity that is the light intensity of each LED of the light source units 101R, 101G, and 101B. Adjust the lighting time of these LEDs.
  • the predetermined time is set in advance so that, for example, the viewer of the projected image does not feel flicker even if the total light intensity changes within the predetermined time.
  • Each of the light source drive units 109R, 109G, and 109B supplies a drive current that is a constant current to each of the light source units 101R, 101G, and 101B.
  • a commercially available step-down constant current controller can be used as the light source driving units 109R, 109G, and 109B.
  • Each of the switch units 110R, 110G, and 110B switches between conduction and cutoff between each of the light source driving units 109R, 109G, and 109B and each of the LEDs of the light source units 101R, 101G, and 101B.
  • the adjusting unit 111 calculates the light intensity of each LED of each of the light sources 101R, 101G, and 101B, and stores the light intensity of each LED in the storage unit 112.
  • the adjustment unit 111 first uses the light source driving unit 109R and the switch unit 110R to set each LED of the light source unit 101R to the same condition for a preset period. Turn it on in order.
  • the same condition indicates that at least forward currents flowing in the LEDs are equal.
  • the value of the forward current flowing through each LED is assumed to be a predetermined value (for example, 6A).
  • the adjustment unit 111 obtains and stores the total light intensity indicated by the light intensity signal output from the light intensity detection unit 107R when each LED is lit as the individual light intensity of the lit LED. Store in the unit 112.
  • the individual light intensity of each LED in the light source units 101G and 101B can also be stored in the storage unit 112 by the same process as described above. Further, the process of storing the individual light intensity by the adjustment unit 111 may be performed every time the projection display apparatus 100 is started, may be performed only once, or performed under other conditions or conditions. May be.
  • the adjustment unit 111 switches the switch unit 110R based on the ambient brightness indicated by the brightness signal output from the external light detection unit 108 and the individual light intensity stored in the storage unit 112 when the image is displayed. , 110G and 110B to adjust the lighting time of each LED of the light source units 101R, 101G and 101B.
  • the adjustment unit 111 controls the light source driving units 109R, 109G, and 109B based on the lighting time of each LED, and supplies a forward current of a specified value to each LED of the light source units 101R, 101G, and 101B. Shed.
  • the process in which the adjustment unit 111 adjusts the lighting time of each LED will be described in more detail with the light source unit 101R as an example.
  • the process which adjusts the lighting time of each LED in the light source units 101G and 101B can be realized by the same process as described below.
  • the adjustment unit 111 determines a target value for the average value of the total light intensity of the light source unit 101R within a predetermined time according to the ambient brightness.
  • the adjustment unit 111 sets the total value of the individual light intensities of the LEDs in the light source unit 101R when the target value of the total light intensity of the light source unit 101R is greater than a preset set value. If the ambient brightness is less than or equal to the set value, it is determined to be less than the sum of the individual light intensities of the LEDs.
  • the adjustment unit 111 causes the average value of the total light intensity of the light source unit 101R to be a target value.
  • the lighting time of each LED of the light source unit 101R is determined. At this time, when the LED is lit, the adjustment unit 111 determines the lighting time of each LED so that a specified forward current flows through the LED and the lighting time becomes longer as the LED having a higher individual light intensity. To do.
  • the adjusting unit 111 drives the switch unit 110R and the light source so that when the LED is lit, a predetermined forward current flows through the LED and each LED is lit at the determined lighting time.
  • the unit 109R is controlled.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the light source unit 101R, the light source driving unit 109R, and the switch unit 110R.
  • the light source units 101G and 101B, the light source drive units 109G and 109B, and the switch units 110G and 110B can also be realized with the same configuration as that shown in FIG.
  • the light source unit 101R protects the LEDs 201 to 206 connected in parallel and the LEDs 201 to 206 connected in reverse parallel to the LEDs 201 to 206 from ESD (electro-static discharge).
  • ESD diodes zener diodes 301 to 306. Note that the forward voltages of the LEDs 201 to 206 are the same.
  • the light source driving unit 109R is configured by a commercially available step-down constant current controller (product name: LM3433).
  • the adjustment voltage ADJ is input to the light source driver 109R.
  • the light source driver 109 outputs a constant current having a current value corresponding to the ADJ voltage value, which is the value of the adjustment voltage ADJ, and the R1 resistance value, which is the resistance value of the internal resistance R1 of the light source driver 109R, as a drive current.
  • the switch unit 110R includes NMOS transistors Q1 to Q6 corresponding to the LEDs 201 to 206, respectively.
  • the drains of the NMOS transistors Q1 to Q6 are connected to the LED corresponding to the NMOS transistors Q1 to Q6, and the sources are commonly connected to the light source driving unit 109.
  • the adjustment unit 111 adjusts the value of the drive current supplied to the light source unit 101R by adjusting the ADJ voltage value of the adjustment voltage ADJ input to the light source drive unit 109R. Further, the adjustment unit 111 adjusts the gate voltage applied to the gates of the NMOS transistors Q1 to Q6 and switches between conduction and cutoff of the NMOS transistors Q1 to Q6, so that the light source drive unit 109R and the LEDs 201 to 206 are electrically connected. And switching off and adjusting the lighting time of each LED 201-206.
  • the operation of the projection display apparatus 100 will be described using the example of FIG. In FIG. 6, it is assumed that the R1 resistance value of the internal resistance R1 in the light source driving unit 109R is 1.0 m ⁇ . Further, it is assumed that the prescribed value of the forward current flowing through each of the LEDs 201 to 206 is 6A.
  • the adjustment unit 111 checks the total light intensity indicated by the light intensity signal output from the light intensity detection unit 107R within a preset period, and determines the total light intensity. Then, it is obtained as the individual light intensity of the LED corresponding to the conducted NMOS transistor and stored in the storage unit 112.
  • the individual light intensity L1 of the LED 201 933 lumen
  • the individual light intensity L2 of the LED 202 1047 lumen
  • the individual light intensity L3 1160 lumen of the LED 203
  • the individual light intensity L4 1273 lumen of the LED 204
  • the individual light intensity L5 1387 lumen of the LED 205
  • the individual light intensity L6 1500 lumen.
  • the adjustment unit 111 checks the ambient brightness output from the external light detection unit 108 and determines whether the ambient brightness is greater than the set value. To do.
  • the adjustment unit 111 sets the operation mode of the light source unit 101R to the normal mode.
  • the adjustment unit 111 determines the target value of the average value of the total light intensity of the light source unit 101R as the sum of the individual light intensities of the LEDs in the light source unit 101R.
  • the adjustment unit 111 changes the ADJ voltage value from 0.1 V to 0.6 V and turns on all the NMOS transistors Q1 to Q6 of the switch unit 110R. Conduct.
  • the adjustment unit 111 sets the operation mode of the light source unit 101R to an eco mode for reducing power consumption.
  • the adjustment unit 111 determines the target value of the average value of the total light intensity of the light source unit 101R to be less than the sum of the individual light intensities of the LEDs in the light source unit 101R.
  • the target value is set in advance so as to be determined to be half of the total sum of the individual light intensities of the LEDs.
  • the adjustment unit 111 causes a forward current of 6A to flow through the LED when the LED is lit, and the lighting time becomes longer as the LED has a higher individual light intensity.
  • the lighting time of each LED is obtained so that the target value is half the sum of the individual light intensities.
  • the LEDs 201 to 203 are always turned off, the LED 204 is blinked at a duty ratio of 60%, and the LEDs 205 and 206 are always turned on. Therefore, the adjustment unit 111 adjusts the gate voltage applied to the NMOS transistors Q1 to Q6 to turn off the NMOS transistors Q1 to Q3 of the switch unit 110R, and to turn on and off the MOS transistor Q4 with a duty ratio “60”. % "To turn on MOS transistors Q5 and Q6. It is assumed that one cycle of conduction and interruption of the MOS transistor Q4 is the same as a predetermined time for calculating the average value of the total light intensity.
  • the adjustment unit 111 sets the ADJ voltage value to 0.3V when the MOS transistor Q4 is turned on, and sets the ADJ voltage value to 0.2V when the MOS transistor Q4 is cut off.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the effect of reducing power consumption in the eco mode of the present embodiment.
  • the forward voltage, forward current, lighting time (duty ratio), individual input power, and individual actual light intensity of each LED 201 to 206 in the normal mode, the eco mode, and the reference eco mode are shown.
  • the total input power and the total light intensity of the light source unit 101R are shown.
  • the reference eco mode is a mode in which a forward current of 6 A is supplied to all the LEDs 201 to 206 at a duty ratio of 50% in order to halve the light intensity of the light source unit 101R from the normal mode.
  • the individual input power of the LEDs 201 to 206 is forward voltage ⁇ forward current ⁇ lighting time, and the total input power of the light source unit 101R is the sum of the individual input powers of the LEDs 201 to 206.
  • the actual light intensity is individual light intensity ⁇ lighting time when the duty ratio is 100%.
  • the total input power of the light source unit 101R was 158.4 W in the normal mode, but it was reduced to 68.64 W in the eco mode. Further, the total input power of the light source unit 101R in the eco mode is reduced by about 10 W compared to the total input power 79.2W of the light source unit 101R in the reference eco mode.
  • the lighting time of each LED is adjusted based on the light intensity of each LED of the light source unit 101, it is supplied to the LED having a low light intensity and the LED having a high light intensity. It is possible to change the power to be emitted, and to increase the light emission efficiency of the light source unit 101R. Therefore, the power consumption of the projection display apparatus 100 can be further reduced.
  • the higher the light intensity of each LED the longer the lighting time of the LED, so it becomes possible to supply more power to the LED with high light intensity.
  • the light emission efficiency of the light source unit 101R can be increased. Therefore, the power consumption of the projection display apparatus 100 can be further reduced.
  • the illustrated configuration is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration.
  • the target value of the total light intensity of the light source units 101R, 101G, and 101B may be specified by the user.

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Abstract

　消費電力を低減させることが可能な投写型表示装置を提供する。　光源部（１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｒ）は、複数の発光素子を備える。記憶部（１１２）は、各発光素子の光強度である複数の個別光強度を記憶する。制御部（１１３）は、光源部（１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｒ）の光強度である全体光強度の所定時間内の平均値に対する目標値と、記憶部（１１２）に記憶された各個別光強度とに基づいて、各発光素子の点灯時間を調節する。

Description

投写型表示装置およびその光源制御方法
　本発明は、複数の発光素子を備える光源を利用した投写型表示装置に関し、特には、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode：半導体発光素子）を備える光源を利用した投写型表示装置に関する。
　スクリーンに画像を投写する投写型表示装置では、従来、光源として高圧水銀ランプが利用されていたが、近年では、光源として高圧水銀ランプの代わりに、高圧水銀ランプに比べて輝度寿命が長く、水銀のような環境に有害な物質を含んでいないＬＥＤを利用するものが考えられている。
　さらに、ＬＥＤは、高圧水銀ランプに比べて素早く点灯させることができ、さらには消灯後に冷却する必要がないため、ＬＥＤを利用した投写型表示装置では、周囲の明るさなどに応じて、ＬＥＤの点灯状態を切り替えることができる。このため、周囲の明るさなどに応じて、投写画像の明るさを変化させることが可能になり、投写型表示装置の消費電力を低減させることが可能になる。
　例えば、投写型表示装置は、定電流回路のオンオフを周期的に切り替えて、ＬＥＤモジュール内の全てのＬＥＤの点灯時間を一様に調節することで、投写画像の明るさを変化させることができる。また、特許文献１に記載のプロジェクション映像表示装置では、二次元に配列されたＬＥＤのうち、点灯させるＬＥＤの個数を変化させることで、投写画像の明るさを変化させている。
　また、投写画像の高輝度化のために、複数のＬＥＤを備えるＬＥＤモジュールを光源として利用する投写型表示装置が注目されている。ＬＥＤモジュールとしては、例えば、図１に示す、ＬＥＤ１～６が並列に接続されたＬＥＤモジュール１０が開発されている。
　ＬＥＤの順方向電圧（Ｆｏｒｗａｒｄ　ｖｏｌｔａｇｅ）および光強度（Ｌｕｍｉｎｏｕｓ　Ｆｌｕｘ：光束）には、個体差がある。例えば、図２に示すように、ＬＥＤの設計上の順方向電圧が４．４Ｖ（ｔｙｐ．）であっても、実際のＬＥＤでは、順方向電圧は、２．９Ｖ（ｍｉｎ．）～６．０Ｖ（ｍａｘ．）程度のばらつきが発生する。また、図３に示すように、ＬＥＤは光強度に応じてグループ（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ　Ｇｒｏｕｐ）に分けされているが、同一のグループに属するＬＥＤでも、光強度には、７００ｌｕｍｅｎ～１０００ｌｕｍｅｎ程度の個体差がある。なお、ＬＥＤの順方向電圧と光強度との間には特別な関係、例えば、順方向電圧が高いＬＥＤは光強度が高いなどの関係はない。
　複数のＬＥＤが並列に接続されたＬＥＤモジュール１０において、１個の定電流回路からＬＥＤモジュール１０に定電流を供給した場合、各ＬＥＤ１～６の順方向電圧に個体差があると、各ＬＥＤ１～６にそれぞれ異なる電流が流れることとなり、ＬＥＤ１～６に必要以上に電流が流れたり、ＬＥＤ１～６に十分な電流が流れなくなったりする可能性がある。
　これに対してＬＥＤごとに定電流回路を設けることが考えられるが、この場合には、コストや装置規模が増大してしまう。このため、製造されたＬＥＤの中から、同一の順方向電圧を有する複数のＬＥＤを選別してＬＥＤモジュール１０に実装することが一般的である。この場合、図４に示すように、ＬＥＤモジュール１０内の全てのＬＥＤ１～６に対して１個の定電流回路１１を設けるだけで、ＬＥＤモジュール１０内の各ＬＥＤ１～６に同一の電流を供給することが可能になる。
　なお、同一の光強度を有する複数のＬＥＤを選別してＬＥＤモジュールに実装することは、一般的には行われていない。これは、順方向電圧と光強度の両方が同一であるＬＥＤが選別されると、除かれるＬＥＤが多くなり、ＬＥＤの歩留まりが低下してしまうためである。
特開２００６－１８４５６７号公報
　ＬＥＤモジュール内の全てのＬＥＤの点灯時間を一様に調節する場合、各ＬＥＤには全て同一の電力が供給されるが、上述したようにＬＥＤモジュール内の各ＬＥＤの光強度は同一ではないため、光強度が高いＬＥＤだけでなく、光強度が低いＬＥＤも同一の電力が供給されることになる。このため、ＬＥＤモジュールの光強度に比べて消費電力が高くなり、消費電力を十分に低減させることができない。
　また、特許文献１に記載のプロジェクション映像表示装置の場合、点灯させるＬＥＤの光強度に個体差があると、上記の技術と同様に、光強度が高いＬＥＤだけでなく、光強度が低いＬＥＤも同一の電力が供給されてしまうので、消費電力を十分に低減させることができない。
　本発明の目的は、消費電力をより低減させることが可能な投写型表示装置およびその光源制御方法を提供することにある。
　本発明による投写型表示装置は、複数の発光素子を備える光源部と、各発光素子の光強度である複数の個別光強度を記憶する記憶部と、前記光源部の光強度である全体光強度の所定時間内の平均値に対する目標値と、各個別光強度とに基づいて、各発光素子の点灯時間を調節する制御部と、を有する。
　本発明による投写型表示装置の光源制御方法は、複数の発光素子を備える光源部を有する投写型表示装置の光源制御方法であって、各発光素子の光強度である複数の個別光強度を記憶し、前記光源部の光強度である全体光強度の所定時間内の平均値に対する目標値と、各個別光強度とに基づいて、各発光素子の点灯時間を調節する。
　本発明によれば、消費電力をより低減させることが可能になる。
関連技術のＬＥＤモジュールの一例を示す図である。 関連技術のＬＥＤの順方向電圧の個体差の一例を説明するための図である。 関連技術のＬＥＤの光強度の個体差の一例を説明するための図である。 関連技術のＬＥＤモジュールおよび定電流回路の一例を示す図である。 本発明の一実施形態の投写型表示装置の構成を示すブロック図である。 光源部、光源駆動部およびスイッチ部の一例を示す図である。 本発明の一実施形態の消費電力の低減効果を説明するための図である。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
　図５は、本発明の一実施形態の投写型表示装置の構成を示すブロック図である。図５において、投写型表示装置１００は、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂと、空間光変調部１０２Ｒ、１０２Ｇおよび１０２Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１０３と、投写レンズ１０４と、画像信号処理部１０５と、空間光変調信号生成部１０６と、光強度検出部１０７Ｒ、１０７Ｇおよび１０７Ｂと、外光検出部１０８と、光源駆動部１０９Ｒ、１０９Ｇおよび１０９Ｂと、スイッチ部１１０Ｒ、１１０Ｇおよび１１０Ｂと、調節部１１１と、記憶部１１２とを有する。
　光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれは、赤色光、緑色光および青色光のそれぞれを出射する。
　また、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれは、複数の発光素子を有する。より具体的には、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれは、複数の発光素子が並列に接続された構成を有する。発光素子は、本実施形態では、ＬＥＤであるとする。なお、各ＬＥＤの順方向電圧は同一または略同一であることが望ましい。
　空間光変調部１０２Ｒ、１０２Ｇおよび１０２Ｂのそれぞれは、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂからの赤色光、緑色光および青色光を、空間光変調信号生成部１０６からの空間光変調信号に応じて変調して出射する。
　クロスダイクロイックプリズム１０３は、空間光変調部１０２Ｒ、１０２Ｇおよび１０２Ｂからの赤色光、緑色光および青色光を合成し、その合成光を、投写レンズ１０４を介してスクリーン（不図示）に出射して、そのスクリーン上に画像を形成する。
　画像信号処理部１０５には、映像信号が入力される。画像信号処理部１０５は、その入力された映像信号に対して画像処理を行い、その画像処理を行った映像信号を出力する。
　空間光変調信号生成部１０６は、画像信号処理部１０５からの映像信号に基づいて、各色光に対する空間光変調を行うための空間光変調信号を生成し、その空間光変調信号を空間光変調部１０２Ｒ、１０２Ｇおよび１０２Ｂのそれぞれに出力する。
　光強度検出部１０７Ｒ、１０７Ｇおよび１０７Ｂのそれぞれは、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれの光強度（Ｌｕｍｉｎｏｕｓ　Ｆｌｕｘ）である全体光強度を検出し、その全体光強度を示す光強度信号を出力する。
　外光検出部１０８は、投写型表示装置１００の周囲の明るさを検出し、その周囲の明るさを示す明るさ信号を出力する。
　光源駆動部１０９Ｒ、１０９Ｇおよび１０９Ｂと、スイッチ部１１０Ｒ、１１０Ｇおよび１１０Ｂと、調節部１１１とは、制御部１１３を構成する。
　制御部１１３は、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂの全体光強度の所定時間内の平均値に対する目標値と、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂの各ＬＥＤの光強度である個別光強度とに基づいて、それらのＬＥＤの点灯時間を調節する。なお、所定時間は、例えば、その所定時間内に全体光強度が変化しても投写画像の閲覧者がちらつきを感じることのないように予め設定されている。
　光源駆動部１０９Ｒ、１０９Ｇおよび１０９Ｂのそれぞれは、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれに定電流である駆動電流を供給する。なお、光源駆動部１０９Ｒ、１０９Ｇおよび１０９Ｂとしては、例えば、市販されている降圧型定電流コントローラなどを使用することができる。
　スイッチ部１１０Ｒ、１１０Ｇおよび１１０Ｂのそれぞれは、光源駆動部１０９Ｒ、１０９Ｇおよび１０９Ｂのそれぞれと、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれの各ＬＥＤとの導通と遮断を切り替える。
　調節部１１１は、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれの各ＬＥＤの各ＬＥＤの光強度を求め、それらの光強度をＬＥＤごとに記憶部１１２に記憶する。
　より具体的には、光源部１０１Ｒを例にとると、調節部１１１は、先ず、光源駆動部１０９Ｒおよびスイッチ部１１０Ｒを用いて、予め設定された期間、光源部１０１Ｒの各ＬＥＤを同一の条件で順次点灯させる。ここで、同一の条件とは、少なくとも各ＬＥＤに流れる順方向電流（Ｆｏｒｗａｒｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ）が等しいことを示す。また、各ＬＥＤに流れる順方向電流の値は、予め定められた規定値（例えば６Ａ）であるとする。
　続いて、調節部１１１は、各ＬＥＤが点灯しているときに光強度検出部１０７Ｒから出力された光強度信号が示す全体光強度を、その点灯しているＬＥＤの個別光強度として求めて記憶部１１２に記憶する。
　なお、光源部１０１Ｇおよび１０１Ｂ内の各ＬＥＤの個別光強度についても、上述した処理と同様な処理にて記憶部１１２に記憶することができる。また、調節部１１１による個別光強度を記憶する処理は、投写型表示装置１００が起動するたびに行われてもよいし、一度だけ行われてもよいし、その他の状況または条件下で行われてもよい。
　また、調節部１１１は、画像の表示時において、外光検出部１０８から出力された明るさ信号が示す周囲の明るさと、記憶部１１２に記憶された各個別光強度に基づいて、スイッチ部１１０Ｒ、１１０Ｇおよび１１０Ｂを制御して、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれの各ＬＥＤの点灯時間を調節する。このとき、調節部１１１は、各ＬＥＤの点灯時間に基づいて、光源駆動部１０９Ｒ、１０９Ｇおよび１０９Ｂを制御して、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂのそれぞれの各ＬＥＤに規定値の順方向電流を流す。
　以下、光源部１０１Ｒを例にとって、調節部１１１が各ＬＥＤの点灯時間を調節する処理についてより詳細に説明する。なお、光源部１０１Ｇおよび１０１Ｂ内の各ＬＥＤの点灯時間を調節する処理についても、以下と同様な処理にて実現できる。
　先ず、調節部１１１は、周囲の明るさに応じて、光源部１０１Ｒの全体光強度の所定時間内の平均値に対する目標値を決定する。本実施形態では、調節部１１１は、光源部１０１Ｒの全体光強度の目標値を、周囲の明るさが予め設定された設定値より大きい場合、光源部１０１Ｒ内の各ＬＥＤの個別光強度の総和に決定し、周囲の明るさが設定値以下の場合、その各ＬＥＤの個別光強度の総和未満に決定する。
　続いて、調節部１１１は、記憶部１１２に記憶された、光源部１０１Ｒ内の各ＬＥＤの各個別光強度に基づいて、光源部１０１Ｒの全体光強度の平均値が目標値になるような、光源部１０１Ｒの各ＬＥＤの点灯時間を決定する。このとき、調節部１１１は、ＬＥＤが点灯するときには、そのＬＥＤに規定値の順方向電流が流れ、かつ、個別光強度が高いＬＥＤほど点灯時間が長くなるように、各ＬＥＤの点灯時間を決定する。
　そして、調節部１１１は、調節部１１１は、ＬＥＤが点灯すると、そのＬＥＤに規定値の順方向電流が流れ、かつ、決定した点灯時間で各ＬＥＤが点灯するように、スイッチ部１１０Ｒおよび光源駆動部１０９Ｒを制御する。
　図６は、光源部１０１Ｒ、光源駆動部１０９Ｒおよびスイッチ部１１０Ｒの一例を示す図である。なお、光源部１０１Ｇおよび１０１Ｂ、光源駆動部１０９Ｇおよび１０９Ｂ、スイッチ部１１０Ｇおよび１１０Ｂも、図６で示した構成と同じ構成で実現できる。
　図６の例では、光源部１０１Ｒは、並列に接続されたＬＥＤ２０１～２０６と、各ＬＥＤ２０１～２０６に逆並列に接続された、ＬＥＤ２０１～２０６をＥＳＤ（静電気：electro-static discharge）から保護するためのＥＳＤダイオード（ツェナーダイオード）３０１～３０６とを備える。なお、ＬＥＤ２０１～２０６の順方向電圧は同一であるものとする。
　また、光源駆動部１０９Ｒは、市販されている降圧型定電流コントラーラ（品名：ＬＭ３４３３）で構成されている。光源駆動部１０９Ｒには、調整電圧ＡＤＪが入力される。光源駆動部１０９は、調整電圧ＡＤＪの値であるＡＤＪ電圧値と、光源駆動部１０９Ｒの内部抵抗Ｒ１の抵抗値であるＲ１抵抗値とに応じた電流値の定電流を駆動電流として出力する。ＡＤＪ電圧値、Ｒ１抵抗値および駆動電流の電流値の関係は、「電流値＝ＡＤＪ電圧値÷１６．６７÷Ｒ１抵抗値」で表される。
　スイッチ部１１０Ｒは、各ＬＥＤ２０１～２０６に対応するＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ６を備える。ＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ６のドレインは、自身と対応するＬＥＤに接続され、ソースは、光源駆動部１０９に共通接続されている。
　以上のような構成では、調節部１１１は、光源駆動部１０９Ｒに入力される調整電圧ＡＤＪのＡＤＪ電圧値を調節することで、光源部１０１Ｒに供給される駆動電流の値を調節する。また、調節部１１１は、ＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ６のゲートに印加するゲート電圧を調節して、ＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ６の導通と遮断を切り替えることで、光源駆動部１０９Ｒと各ＬＥＤ２０１～２０６との導通と遮断を切り替えて、各ＬＥＤ２０１～２０６の点灯時間を調節する。
　次に図６の例を用いて投写型表示装置１００の動作を説明する。なお、図６において、光源駆動部１０９Ｒ内の内部抵抗Ｒ１のＲ１抵抗値は、１．０ｍΩであるとする。また、各ＬＥＤ２０１～２０６に流れる順方向電流の規定値は６Ａであるとする。
　先ず、投写型表示装置１００の起動時などにおいて、調節部１１１は、ＡＤＪ電圧値＝０．１Ｖの調整電圧を光源駆動部１０９Ｒに入力するとともに、スイッチ部１１０ＲのＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ６を順次一つずつ、予め設定された期間だけ導通していく。これにより、６Ａ（≒０．１Ｖ÷１６．６７÷０．００１Ω）の駆動電流が順方向電流として、ＬＥＤ２０１～２０６のそれぞれに予め設定された期間だけ順次流れる。
　このとき、調節部１１１は、ＮＭＯＳトランジスタを導通させるたびに、予め設定された期間内に、光強度検出部１０７Ｒから出力された光強度信号が示す全体光強度を確認し、その全体光強度を、導通させたＮＭＯＳトランジスタに対応するＬＥＤの個別光強度として求めて記憶部１１２に記憶する。
　ここでは、ＬＥＤ２０１の個別光強度Ｌ１＝９３３ｌｕｍｅｎ、ＬＥＤ２０２の個別光強度Ｌ２＝１０４７ｌｕｍｅｎ、ＬＥＤ２０３の個別光強度Ｌ３＝１１６０ｌｕｍｅｎ、ＬＥＤ２０４の個別光強度Ｌ４＝１２７３ｌｕｍｅｎ、ＬＥＤ２０５の個別光強度Ｌ５＝１３８７ｌｕｍｅｎ、ＬＥＤ２０６の個別光強度Ｌ６＝１５００ｌｕｍｅｎであるとする。
　ＬＥＤ２０１～２０６の全ての個別光強度を記憶すると、調節部１１１は、外光検出部１０８から出力された周囲の明るさを確認し、その周囲の明るさが設定値より大きいか否かを判断する。
　周囲の明るさが設定値より大きい場合、調節部１１１は、光源部１０１Ｒの動作モードを通常モードにする。通常モードでは、調節部１１１は、光源部１０１Ｒの全体光強度の平均値の目標値を、光源部１０１Ｒ内の各ＬＥＤの個別光強度の総和に決定する。
　この場合、全てのＬＥＤ２０１～２０６を常に点灯させればよいので、調節部１１１は、ＡＤＪ電圧値を０．１Ｖから０．６Ｖに変更するとともに、スイッチ部１１０ＲのＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ６の全てを導通させる。
　これにより、光源部１０１Ｒに供給される駆動電流は６Ａから３６Ａ（≒０．６Ｖ÷１６．６７÷０．００１Ω）に変化し、各ＬＥＤ２０１～２０６には、６Ａ（＝３６Ａ÷ＬＥＤ６個）の順方向電流が流れる。
　一方、周囲の明るさが設定値以下の場合、調節部１１１は、光源部１０１Ｒの動作モードを、消費電力を軽減するためのエコモードにする。エコモードでは、調節部１１１は、光源部１０１Ｒの全体光強度の平均値の目標値を光源部１０１Ｒ内の各ＬＥＤの個別光強度の総和未満に決定する。ここでは、目標値が各ＬＥＤの個別光強度の総和の半分に決定するように予め設定されているものとする。
　この場合、調節部１１１は、各ＬＥＤの個別光強度に基づいて、ＬＥＤが点灯するときにそのＬＥＤに６Ａの順方向電流が流れ、かつ、個別光強度が高いＬＥＤほど点灯時間が長くなるように、目標値が個別光強度の総和の半分になるような各ＬＥＤの点灯時間を求める。
　本実施形態では、ＬＥＤ２０１～２０３を常に消灯にし、ＬＥＤ２０４をデューティ（Ｄｕｔｙ）比を６０％で点滅させ、ＬＥＤ２０５および２０６を常に点灯させればよい。したがって、調節部１１１は、ＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ６に印加するゲート電圧を調節して、スイッチ部１１０ＲのＮＭＯＳトランジスタＱ１～Ｑ３をオフにし、ＭＯＳトランジスタＱ４の導通と遮断をデューティ（Ｄｕｔｙ）比「６０％」で切り替え、ＭＯＳトランジスタＱ５およびＱ６を導通させる。ＭＯＳトランジスタＱ４の導通と遮断の１周期は、全体光強度の平均値を算出する所定時間と同じであるとする。
　そして、調節部１１１は、ＭＯＳトランジスタＱ４を導通させている場合、ＡＤＪ電圧値を０．３Ｖにし、ＭＯＳトランジスタＱ４を遮断している場合、ＡＤＪ電圧値を０．２Ｖにする。
　これにより、ＭＯＳトランジスタＱ４が導通している場合、光源部１０１Ｒに供給される駆動電流は１８Ａ（≒０．３Ｖ÷１６．６７÷０．００１Ω）となり、ＬＥＤ２０４～２０６にだけ６Ａ（＝１８Ａ÷ＬＥＤ３個）の電流が流れる。また、ＭＯＳトランジスタＱ４が遮断されている場合、光源部１０１Ｒに供給される駆動電流は１２Ａ（≒０．２Ｖ÷１６．６７÷０．００１Ω）となり、ＬＥＤ２０５および２０６にだけ６Ａ（＝１２Ａ÷ＬＥＤ２個）の電流が流れる。
　図７は、本実施形態のエコモード時の消費電力の低減効果を説明するための図である。
　図７では、通常モード時、エコモード時、参照用エコモード時のそれぞれにおける、各ＬＥＤ２０１～２０６の順方向電圧、順方向電流、点灯時間（デューティ比）、個別投入電力および個別実光強度と、光源部１０１Ｒの全体投入電力および全体光強度が示されている。
　なお、参照用エコモードは、光源部１０１Ｒの光強度を通常モードより半分にするために、全てのＬＥＤ２０１～２０６に対して、６Ａの順方向電流をデューティ比５０％で流すモードである。
　また、ＬＥＤ２０１～２０６の個別投入電力は、順方向電圧×順方向電流×点灯時間であり、光源部１０１Ｒの全体投入電力は、ＬＥＤ２０１～２０６の個別投入電力の総和であり、ＬＥＤ２０１～２０６の個別実光強度は、デューティ比１００％時の個別光強度×点灯時間である。
　図７に示されているように、光源部１０１Ｒの全体投入電力は、通常モード時の１５８．４Ｗであったが、エコモード時には、６８．６４Ｗに低減されている。さらに、エコモード時の光源部１０１Ｒの全体投入電力は、参照用エコモード時の光源部１０１Ｒの全体投入電力７９．２Ｗと比べても、約１０Ｗ低減されている。
　以上説明したように本実施形態によれば、光源部１０１の各ＬＥＤの光強度に基づいて、各ＬＥＤの点灯時間が調節されるので、光強度が低いＬＥＤと光強度が高いＬＥＤとに供給する電力を変化させることが可能になり、光源部１０１Ｒの発光効率を高くすることが可能になる。したがって、投写型表示装置１００の消費電力をより低減させることが可能になる。
　また、本実施形態では、各ＬＥＤの光強度が高いほど、そのＬＥＤの点灯時間が長くされるので、光強度が高いＬＥＤに多くの電力を供給することが可能になるので、より適切に、光源部１０１Ｒの発光効率を高くすることが可能になる。したがって、投写型表示装置１００の消費電力をより低減させることが可能になる。
　以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
　例えば、光源部１０１Ｒ、１０１Ｇおよび１０１Ｂの全体光強度の目標値は、ユーザにて指定されてもよい。

Claims (7)

  1. 　複数の発光素子を備える光源部と、
    　各発光素子の光強度である複数の個別光強度を記憶する記憶部と、
    　前記光源部の光強度である全体光強度の所定時間内の平均値に対する目標値と、各個別光強度とに基づいて、各発光素子の点灯時間を調節する制御部と、を有する投写型表示装置。
  2. 　請求項１に記載の投写型表示装置において、
    　前記制御部は、前記平均値が前記目標値になるように、各発光素子の点灯時間を、前記個別光強度が高い発光素子ほど長くする、投写型表示装置。
  3. 　請求項１または２に記載の投写型表示装置において、
    　周囲の明るさを検出する外光検出部をさらに有し、
    　前記制御部は、前記周囲の明るさに応じて前記目標値を決定する、投写型表示装置。
  4. 　請求項３に記載の投写型表示装置において、
    　前記制御部は、前記周囲の明るさが予め設定された設定値以下の場合、前記目標値を各個別光強度の総和未満に決定し、各個別光強度に基づいて、前記平均値が前記目標値になるように、各発光素子の点灯時間を調節する、投写型表示装置。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか１項に記載の投写型表示装置において、
    　前記全体光強度を検出する光強度検出部をさらに有し、
    　前記制御部は、各発光素子を順次点灯させ、各発光素子が点灯しているときに前記光強度検出部にて検出された全体光強度を、当該点灯している発光素子の個別光強度として前記記憶部に記憶する、投写型表示装置。
  6. 　前記制御部は、
    　定電流を発生させる駆動部と、
    　前記駆動部と各発光素子との導通と遮断とを切り替えるスイッチ部と、
    　前記目標値および各個別光強度に基づいて、前記スイッチ部を制御して、各発光素子の点灯時間を調節する調節部と、を有する投写型表示装置。
  7. 　複数の発光素子を備える光源部を有する投写型表示装置の光源制御方法であって、
    　各発光素子の光強度である複数の個別光強度を記憶し、
    　前記光源部の光強度である全体光強度の所定時間内の平均値に対する目標値と、各個別光強度とに基づいて、各発光素子の点灯時間を調節する、光源制御方法。
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