WO2015170405A1 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

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solid
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projection display
projection
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平田　浩二
石川　達也
裕己 永野
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日立マクセル株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a projection display apparatus.
  • the projection-type image display device is applied to a large-sized projection television.
  • an external image signal is input and the image is enlarged to display a panel or wall surface. It is also widely used as a means for projecting onto a screen.
  • PC personal computer
  • portable terminals such as iPhone and iPad mini onto walls and desk surfaces. It is also expected as a means to make it possible.
  • Details of a projection lens system including a reflecting mirror (free-form surface mirror) and a free-form surface lens for this purpose are already known from Patent Document 2 below.
  • the posture changes depending on the use situation.
  • a solid-state light source using a semiconductor light-emitting element such as an LED or a laser element that is excellent in light conversion efficiency, life, and handleability is used. Has been widely adopted.
  • the projection display apparatus it is particularly important to efficiently release the heat generated from the above-described solid light source to the outside in order to sufficiently exhibit its performance. Efficient cooling using a heat pipe or the like is performed.
  • the present invention has been achieved in view of the above-described problems in the prior art, and in particular, the posture (installation state) of the projector is connected to a portable terminal or a PC and projects an image. It is an object of the present invention to provide a projection-type image display apparatus that is used in various ways according to the above, particularly a cooling structure for the solid-state light source.
  • a projection-type image display apparatus comprising: an image processing unit that generates the image light to be enlarged and projected; and a projection optical system that enlarges and projects the image light from the image processing unit, wherein the light source unit is at least a solid
  • the solid light sources includes a red (R) solid light source, a green (G) solid light source, and a blue (B) solid light source, each of which is provided with a cooling means.
  • the projection (installation state) shows the optimum light emission characteristics depending on the situation, and is excellent in practical use.
  • a type video display device can be provided.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 5 for illustrating a cooling structure inside the housing of the projection display apparatus.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG. 5 for illustrating a cooling structure inside the housing of the projection display apparatus.
  • the partially expanded view for demonstrating the cooling structure of the LED illumination unit in a projection type video display apparatus It is a figure which shows the relationship between an input electric current and the amount of light beams to generate
  • FIG. 1 is a front view showing the appearance of a projection display apparatus.
  • reference numeral 1 denotes a lower case of the apparatus
  • 2 denotes an upper case thereof
  • 3 denotes an upper surface of the upper case.
  • 4 is an openable / closable mirror cover formed on the side surface of the lower case, and an exhaust port for exhausting heat generated inside the apparatus to the outside (strictly speaking,
  • a sirocco fan and an axial fan are provided in the apparatus. “C” is added to the air exhaust port from the sirocco fan after the code, and the air exhaust port from the axial fan is "A" is added after the display).
  • the lower case 1 and the upper case 2 form a casing having a substantially flat outer shape of the apparatus.
  • the back side of the device is upright. It is possible to do.
  • FIG. 2 is a side view of the projection display apparatus, and a reflection mirror (free-form curved mirror) formed in a convex shape and rotationally asymmetrically inside the mirror cover 3 attached to the upper surface of the upper case so as to be openable and closable. 31 is attached, and a lens optical system 102 to be described below is arranged inside a convex portion formed in a substantially central portion (see FIG. 1) of the upper case for guiding the projection light to the outside. An opening is formed (in the drawing, only a part of the lens optical system 102 is shown through the opening).
  • Reference numeral 5 in the figure indicates a part of a so-called focus adjustment ring (an upper end portion protruding from the upper case) for adjusting the focus state of the projected image by changing the lens position by the lens adjustment mechanism.
  • reference numeral 6 in the figure denotes a so-called power inlet for supplying power (commercial power) necessary for the light source, the control device, etc., and is provided on the side surface of the lower case 1 (power supply unit). Side).
  • FIG. 3 shows a side view of the projection display device opposite to that of FIG. 2, and the side surface of the lower case 1 (the side on which the LED lighting unit is provided) has an exhaust port 4 and an external device.
  • a terminal board 7 having various terminals for inputting a video signal from a mobile terminal (for example, a portable terminal or a PC) is provided.
  • the exhaust port 4 shown in the substantially central portion of the figure controls an electric circuit mounted inside the apparatus, in particular, an image processing apparatus, an LED drive board, and further controls the operation of the entire apparatus including these. It is an exhaust port for discharging the air from the sirocco fan for cooling the control part (for example, comprised by CPU) for doing.
  • FIGS. 4 and 5 are both top views of the projection display apparatus with the upper case 2 removed to show the internal structure of the projection display apparatus.
  • the optical system including the reflecting mirror 31 and the projection lens system 102 passes through the lower case 1, that is, the center axis (in the figure) where the central portion of the projection light travels through the center of the top view of the outer shape of the apparatus.
  • a central axis (perpendicular to the plane) is arranged in the central part of the device.
  • a power supply unit 61 is disposed on one side (left side in the figure) of the projection lens system 102 as a center, and a plurality of units (2 in this example) are provided on one end side of the power supply unit 61.
  • the axial flow fan 42 is placed adjacent to each other.
  • a sirocco fan 41 is disposed on the other side (right side in the figure) with the projection lens system 102 as the center.
  • a part of the housing portion of the sirocco fan 41 is substantially integrated with the heat radiating fin, and the heat generated by the green (G) light emitting LED 75G of the LED lighting unit 71 is red (through the heat pipe 73G).
  • the LED lighting unit 71 and the like for constituting the light source described above are arranged along the air flow generated by the sirocco fan 41. In other words, these components are arranged symmetrically about the projection lens system 102.
  • Reference numeral 72 in the figure indicates a heat sink for cooling the DLP device, and reference numeral 4S indicates intake ports formed on the bottom surface and side surfaces of the lower case 1.
  • each of these heat pipes 73 transfers the heat of the LED lighting unit 71 to the vicinity of the exhaust port, thereby efficiently dissipating heat.
  • the green (G) light emitting LED 75G of the LED lighting unit 71 is connected to the vicinity of the exhaust port 4C via the heat pipe 73G
  • the red (R) light emitting LED 75R is connected to the heat pipe 73R.
  • the blue (B) light-emitting LED 75B is transmitted to the vicinity of the exhaust port 4C via the heat pipe 73B, and the cooling air generated by the sirocco fan 41 is transmitted to the vicinity of the exhaust port 4C.
  • the heat is radiated through the heat radiation fins and discharged from the exhaust port 4C to the outside of the housing.
  • FIGS. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the projection display apparatus shown in FIG. 5 with the mirror cover 3 closed
  • FIG. 7 shows the projection display apparatus shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ with the mirror cover 3 opened.
  • FIG. 6 shows a cooling structure of the LED lighting unit 71, and the sirocco fan 41 attached to the inside of the LED lighting unit 71 is externally connected via an intake port (not shown) formed on the bottom surface of the lower case 1.
  • the air is sucked in and discharged from the air exhaust port 4C from the sirocco fan formed on the front of the apparatus (the right side surface in this figure).
  • the heat from the three LEDs (semiconductor lasers) 75R, 75G, and 75B which are the main heat sources in the LED illumination unit 71
  • the heat pipes 73R, 73G, 73B are transmitted to the front of the lower case 1 and the vicinity of the exhaust port 4C (see FIG. 7) formed on the side surface.
  • one end of the LED is thermoconductively attached to the surface of the LED, and the other end is disposed in the vicinity of the exhaust port. Therefore, the three LEDs 75R, 75G, and 75B are efficiently cooled by transferring heat to the air sucked from the outside (heat exchange).
  • the cooling structure described above is particularly suitable for cooling parts that generate heat locally, such as the LED lighting unit 71 (that is, three LEDs 75R, 75G, and 75B). .
  • the heat pipes 73R, 73G, and 73B used in the LEDs are located near the exhaust port 4C.
  • the numbers (heat exchange amounts) are arranged differently. Further, by setting the number of the heat pipes 73 to be appropriately set according to the amount of heat generated by the LED, a more efficient heat dissipation effect can be achieved.
  • reference numeral 200 in FIG. 8 indicates an attitude sensor described in detail later.
  • the present inventors examined the input current and the amount of generated light flux for three types of solid-state light sources that are solid-state light-emitting devices of the projection display apparatus, that is, the LEDs 75R, 75G, and 75B. The results are shown by the graph in FIG.
  • the light output of the red (R) solid-state light source exhibits a good linearity with respect to input power in a wide range (for example, 0 to 5 A).
  • the green (G) solid-state light source and the blue (B) solid-state light source have their luminous efficiency lowered as the temperature of the light source rises from the vicinity where the input power exceeds 3A.
  • the three types of solid light sources that is, the LEDs 75R, 75G, and 75B described above, exhibit different characteristics in the junction temperature and the illuminance (absolute value), respectively.
  • the results of studying each solid light source are shown by the graphs in FIGS.
  • FIG. 10 shows the junction temperature and illuminance (absolute value) of the blue (B) solid light source
  • FIG. 11 shows the junction temperature and illuminance (absolute value) of the red (R) solid light source
  • FIG. G The junction temperature and illuminance (absolute value) in the solid state light source are shown. From these results, the change rate of the luminous efficiency with respect to the change of the junction temperature is the largest for the red (R) solid light source (approximately 20%), and then the change rate of the green (G) solid light source (approximately 2.5%). ) And the rate of change (approximately 0%) of the blue (B) solid light source. From this, it can be seen that it is preferable to make the cooling efficiency of the red (R) solid light source larger than the cooling efficiency of other solid light sources in order to maintain good color characteristics and long life.
  • the performance of the heat pipes 73R, 73G, 73B for guiding the heat generated by the LEDs (semiconductor lasers) 75R, 75G, 75B to the outside is also affected by the influence of gravity. Change. That is, the installation state of the projection display device, for example, when installed horizontally (horizontal), installed vertically (vertically), installed tilted (tilted), or installed upside down It has been found that the performance changes depending on whether it is attached to the ceiling or hung from the ceiling, for example.
  • the present invention is based on various findings by the present inventors described above, and these will be described in detail below.
  • the light output with respect to the input power differs between the characteristics of the red (R) solid light source and the characteristics of the green (G) solid light source and the blue (B) solid light source.
  • the characteristics of the red (R) solid light source and the characteristics of the green (G) solid light source and the blue (B) solid light source are measured in advance to prepare a table (conversion table) or the like, for example.
  • a table conversion table
  • the characteristics of the green (G) solid light source and the blue (B) solid light source are substantially the same as each other, but are greatly different from those of the red (R) solid light source. For example, as shown in FIG.
  • the power output from the drive power supply circuit 76 is adjusted so that the characteristics of the red (R) solid light source match the characteristics of the green (G) solid light source and the blue (B) solid light source. It is preferable that correction (adjustment) is performed via a conversion circuit 77 such as a table.
  • the cooling capacity (pipe diameter) of the heat pipe 73R for the red (R) solid light source is the largest. Set to something. Then, the end of the heat pipe 73R is fitted with a heat sink 4C S dedicated aspect, while the green (G) solid-state light source 75G and blue (B) solid-state light source 75B of the heat pipe 73G, the ends of 73B is attaching a heat sink 4C F in front of the common, further, it is considered such as by improving the larger to the cooling capacity of the heat radiating area of the heat sink 4C S dedicated side.
  • T a predetermined period
  • a posture sensor 200 is attached to a part of the sensor, and detection output from the posture sensor 200 (see FIG. 8) (for example, horizontal installation, vertical installation, horizontal left tilt installation, horizontal right tilt installation, vertical left tilt installation, vertical right It is desirable to control the input power of the red (R) solid light source, the green (G) solid light source, and the blue (B) solid light source based on inclination installation, upside down, and the like.
  • the detection output from the attitude sensor 200 is taken into a central processing unit (CPU) 210 provided in a control unit for controlling each unit of the apparatus, and obtained in advance.
  • the ratio of the installed installation state and the RGB output is compared with the memory 220 stored as a table, and based on the corresponding ratio, the red (R) solid light source, the green (G) solid light source, the blue color (blue) (via the drive control circuit 230) B)
  • the input power of the solid light source may be controlled.
  • Such an operation is realized, for example, when the central processing unit (CPU) 210 executes software stored in the memory 220 in advance.
  • FIG. 17 shows an example of the table of RGB output ratios described above. That is, the projection display apparatus is arranged in various installation states in advance, and the red (R) solid light source, the green (G) solid light source, and the blue (B) solid light source based on the white balance in that state. Input power (ratio) is set in the memory 220 as a table.
  • the central processing unit (CPU) 210 takes in a detection signal from the attitude sensor 200, determines a corresponding installation state, and selects a red (R) solid light source or green (G) according to the ratio of the corresponding RGB output.
  • the central processing unit (CPU) 210 takes in a detection signal from the attitude sensor 200, determines a corresponding installation state, and selects a red (R) solid light source or green (G) according to the ratio of the corresponding RGB output.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments are described in detail for the entire system in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.

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Abstract

　各固体光源の発光特性、更には、その姿勢（設置状態）の違いにかかわらず、最適な発光特性を示す投写型映像表示装置を提供する。　反射ミラー（３１）に対して拡大投写される映像光を照射するための光源部（７１）と、前記光源部（７１）からの光と外部からの電気信号に基づいて前記拡大投写される映像光を生成する映像処理部と、前記映像処理部からの映像光を拡大投射する投写光学系（１０２）を備えた投写型映像表示装置であって、前記光源部（７１）を、少なくとも、固体発光装置からなる赤色（Ｒ）固体光源（７５Ｒ）、緑色（Ｇ）固体光源（７５Ｇ）、青色（Ｂ）固体光源（７５Ｂ）により構成すると共に、当該各固体光源（７５Ｒ、Ｇ、Ｂ）には、それぞれの冷却手段（７３Ｒ、Ｇ、Ｂ）が設けられており、前記各固体光源（７５Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、その発光特性や当該冷却手段（７３Ｒ、Ｇ、Ｂ）の状態に基づいて、入力される駆動電力が制御される。

Description

投写型映像表示装置
　本発明は、投写型映像表示装置に関する。
　投写型映像表示装置は、大型のプロジェクションテレビに適用されると共に、例えば、以下の特許文献１にも既に知られるように、外部からの映像信号を入力してその映像を拡大してパネルや壁面等に投写するための手段としても広く利用されている。更に、近年においては、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）からの映像信号の表示に留まらず、ｉＰｈｏｎｅやｉＰａｄ ｍｉｎｉ等の携帯端末により得られた映像などを、壁面や机の表面などに簡易に投写することを可能にするための手段としても期待されている。なお、そのための反射ミラー（自由曲面ミラー）や自由曲面レンズを含む投写レンズ系の詳細は、以下の特許文献２により既に知られている。
特開２０１３－８０４４号公報 特開２０１２－２１５９０９号公報
　しかしながら、上述した投写型映像表示装置では、特に、携帯端末やＰＣに接続して映像を投写するプロジェクタでは、使用される状況に応じて、その姿勢（設置状態）も変化する。
　一方、投写型映像表示装置では、従来の高圧水銀ランプなどに替えて、光変換効率や寿命、更には、その取り扱い性にも優れたＬＥＤやレーザ素子などの半導体発光素子を利用した固体光源が広く採用されてきている。
　後にも詳細に説明するが、投写型映像表示装置では、その性能を十分に発揮する上で、上述した固体光源から発生する熱を効率的に外部に逃がすことが、特に、重要であり、例えば、ヒートパイプなどを利用した効率的な冷却が行われている。
　そこで、本発明は、上述した従来技術における問題点に鑑みて達成されたものであり、特に、携帯端末やＰＣに接続して映像を投写するプロジェクタのように、その姿勢（設置状態）を状況に応じて種々変化して使用される投写型映像表示装置、特に、その固体光源の冷却構を提供することをその目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明によれば、反射ミラーに対して拡大投写される映像光を照射するための光源部と、前記光源部からの光と外部からの電気信号に基づいて前記拡大投写される映像光を生成する映像処理部と、前記映像処理部からの映像光を拡大投射する投写光学系を備えた投写型映像表示装置であって、前記光源部を、少なくとも、固体発光装置からなる赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源により構成すると共に、当該各固体光源には、それぞれの冷却手段が設けられており、前記各固体光源は、その発光特性や当該冷却手段の状態に基づいて、入力される駆動電力が制御される投写型映像表示装置が提供される。
　上述した本発明によれば、各固体光源の発光特性の違いにもかかわらず、更には、その姿勢（設置状態）を状況に応じて、最適な発光特性を示す、実用的にも優れた投写型映像表示装置を提供することが可能となる。
投写型映像表示装置の外観正面を示す図。 投写型映像表示装置の外観右側面を示す図。 投写型映像表示装置の外観左側面を示す図。 投写型映像表示装置の筺体内部の詳細構造を示すための、上側ケースを外した状態の上面図。 投写型映像表示装置の筺体内部の詳細構造を示すための、上側ケースを外した状態の上面図。 投写型映像表示装置の筺体内部の冷却構造を示すための図５のＡ－Ａ’断面図。 投写型映像表示装置の筺体内部の冷却構造を示すための図５のＢ－Ｂ’断面図。 投写型映像表示装置におけるＬＥＤ照明ユニットの冷却構造を説明するための一部拡大図。 投写型映像表示装置の３種類の固体光源について、入力電流と発生する光束量との関係を示す図である。 青色（Ｂ）固体光源におけるジャンクション温度と照度（絶対値）を示す図である。 赤色（Ｒ）固体光源におけるジャンクション温度と照度（絶対値）を示す図である。 緑色（Ｇ）固体光源におけるジャンクション温度と照度（絶対値）を示す図である。 赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、そして、青色（Ｂ）固体光源の入力電力を制御するための回路構成の一例を示すブロック図である。 上記赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、そして、青色（Ｂ）固体光源のヒートパイプの構成を説明するための図である。 ジャンクション温度の変化に対する発光効率の変化率が最も大きな赤色（Ｒ）固体光源に入力する駆動電流の制御の一例を示す波形図である。 投写型映像表示装置の設置状態を検知する姿勢センサを設けた場合の固体光源への駆動電流の制御の一例を示すブロック図である。 上記図１６のブロック図におけるメモリ内のテーブルの一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態になる投写型映像表示装置について、図面を参照しながら、詳細に説明する。
　まず、図１には、投写型映像表示装置の外観を示す正面図であり、図の符号１は、当該装置の下側ケースを、２は、その上側ケースを、３は、上側ケースの上面に形成された開閉可能なミラーカバーを、４は、下側ケースの側面に形成された、当該装置の内部で発生する熱を外部に排出するための排気口を示している（厳密には、装置内には、シロッコファンと軸流ファンとが設けられており、シロッコファンからの空気の排気口には、符号の後に「Ｃ」を、軸流ファンからの空気の排気口には、符号の後に「Ａ」を付加して表示している）。また、下側ケース１と上側ケース２により装置の略平箱状の外形形状を有する筺体を形成している。これは、当該装置の使用状態として、机やテーブルの表面に立てた状態で使用する場合（机やテーブルの表面に映像が投写される場合）をも考慮して、その背面側を底面として直立することが可能となっている。なお、筺体に着脱が可能、又は、筺体に内蔵されて取出しが可能なスタンド等の手段を設けてもよい。
　図２は、投写型映像表示装置の側面図であり、上側ケースの上面に開閉可能に取り付けられたミラーカバー３の内側には、凸形状で回転非対称に形成された反射ミラー（自由曲面ミラー）３１が取り付けられると共に、上側ケースの正面略中央部（図1を参照）に形成された凸状部の内部には、以下に述べるレンズ光学系１０２が配置され、投写光を外部に導くための開口部が形成されている（なお、図では、レンズ光学系１０２の一部だけが当該開口部を介して示されている）。また、図中の符号５は、レンズ調整機構によりレンズ位置を変えて投写映像のフォーカス状態を調整するための、所謂、フォーカス調整用リングの一部（上側ケースから外部に飛び出した上端部）を示している。更に、図の符号６は、光源や制御装置等に必要な電力（商用電力）を供給するための、所謂、電源インレットを示しており、下側ケース１の側面に設けられている（電源ユニットが設けられる側）。
　図３は、投写型映像表示装置の図２とは反対側の側面図を示しており、下側ケース１の側面（ＬＥＤ照明ユニットが設けられる側）には、排気口４と共に、外部の装置（例えば、携帯端末やＰＣなど）からの映像信号を入力するための各種の端子を備えた端子板７を備えている。また、この図の略中央部に示される排気口４は、装置の内部に搭載される電気回路、特に、画像処理装置やＬＥＤの駆動基板、更には、これらを含めて装置全体の動作を制御するための制御部（例えば、ＣＰＵにより構成される）を冷却するためのシロッコファンからの空気を排出するための排気口である。
＜内部構造＞
　続いて、投写型映像表示装置の内部構造について、図４～図８を参照しながら、以下に詳細に説明する。
　図４及び５は、共に、投写型映像表示装置の内部構造を示すため、上側ケース２を外した状態の上面図である。これらの図において、反射ミラー３１や投写レンズ系１０２を含む光学系は、下側ケース１、即ち、装置の外形の上面図の中央を通り、投写光の中心部が進行する中心軸（図の面に垂直な中心軸）に沿って、装置の中央部に配置されている。また、この投写レンズ系１０２を中心にして、その一方の側（図の左側）には、電源ユニット６１が配置されており、当該電源ユニット６１の一端側には、複数台（本例では２台）の軸流ファン４２が隣接して配置されている。そして、この投写レンズ系１０２を中心にして、その他方の側（図の右側）には、シロッコファン４１が配置されている。
　シロッコファン４１の筺体部の一部は放熱用フィンと略一体化されており、ＬＥＤ照明ユニット７１の緑色（Ｇ）光発光用のＬＥＤ７５Ｇで発生した熱は、ヒートパイプ７３Ｇを介して、赤色（Ｒ）光発光用のＬＥＤ７５Ｒは、ヒートパイプ７３Ｒを介して、青色（Ｂ）光発光用のＬＥＤ７５Ｂは、ヒートパイプ７３Ｂを介して、上記放熱フィンまで熱を伝播し、シロッコファン４１により発生した冷却風により冷却され、それぞれの排気口４Ｃから放熱される。
　上述した光源を構成するためのＬＥＤ照明ユニット７１などは、シロッコファン４１により発生される空気流に沿って、配置されている。換言すれば、これらの構成要素は、投写レンズ系１０２を中心にして、左右対称に配置されている。なお、図中の符号７２は、ＤＬＰ装置冷却用のヒートシンクを示し、符号４Ｓは、下側ケース１の底面及び側面に形成された吸気口を示している。
　更に、これらの図には、３本のヒートパイプ７３が示されており、これらのヒートパイプ７３は、それぞれ、ＬＥＤ照明ユニット７１の熱を排気口の近傍まで伝達し、もって、効率的な放熱を可能としている。より具体的には、ＬＥＤ照明ユニット７１の緑色（Ｇ）光発光用のＬＥＤ７５Ｇは、ヒートパイプ７３Ｇを介して排気口４Ｃの近傍まで、赤色（Ｒ）光発光用のＬＥＤ７５Ｒは、ヒートパイプ７３Ｒを介して排気口４Ｃの近傍まで伝達され、そして、青色（Ｂ）光発光用のＬＥＤ７５Ｂは、ヒートパイプ７３Ｂを介して、それぞれ、排気口４Ｃの近傍まで伝達され、シロッコファン４１により発生した冷却風により放熱フィンを介して放熱され排気口４Cから筺体外に排出される。
　なお、これらの冷却構造についての詳細を、図６～図８を参照しながら説明する。図６は、図５に示した投写型映像表示装置におけるミラーカバー３を閉じた状態のＡ－Ａ’線に沿った断面図であり、図７は、図５に示した投写型映像表示装置におけるミラーカバー３を開いた状態のＢ－Ｂ’線に沿った断面図である。
　まず、図６には、ＬＥＤ照明ユニット７１の冷却構造が示されており、その内部に取り付けられたシロッコファン４１は、下側ケース１の底面に形成された図示しない吸気口を介して、外部から空気を吸い込み、装置の正面（この図では、右側の側面）に形成されたシロッコファンからの空気の排気口４Ｃから排出する。
　その際、図４及び５、更には、図８にも示すように、ＬＥＤ照明ユニット７１における主な発熱源である３個のＬＥＤ（半導体レーザ）７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂからの熱は、それぞれのヒートパイプ７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂにより、下側ケース１の正面、及び、側面に形成された排気口４Ｃ（図７を参照）の近傍まで伝達される。具体的には、その一端が、ＬＥＤの表面に熱伝的に取り付けられ、その他端が、排気口の近傍に配置されている。そこで、外部から吸い込まれた空気に熱を伝達（熱交換）することにより、３個のＬＥＤ７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂを効率的に冷却する。
　即ち、上述した冷却構造は、特に、ＬＥＤ照明ユニット７１のように、発熱がその一部において（即ち、３個のＬＥＤ７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂ）、局部的に発生する部品の冷却用に好適である。なお、より詳細には、３個のＬＥＤ７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂから発熱量は、それぞれ、異なることから、そこに用いられるヒートパイプ７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂは、排気口４Ｃに近接した配置される場所の数（熱交換量）において、それぞれ、異なるように配置されている。また、配置されるヒートパイプ７３の本数も、ＬＥＤの発熱量の大小に応じて、適宜、設定することにより、更に効率的な放熱効果を達成することが出来る。なお、図８における参照符号２００は、後に詳述する姿勢センサを示している。
　続いて、本発明者等は、投写型映像表示装置の固体発光装置である３種類の固体光源、即ち、上記のＬＥＤ７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂについて、入力電流と発生する光束量について検討した。その結果を、図９のグラフにより示す。
　即ち、図９のグラフからも明らかなように、赤色（Ｒ）固体光源は、広い範囲（例えば、０～５Ａ）の入力電力に対し、その光出力は、良好なリニアリティを示す。他方、緑色（Ｇ）固体光源と青色（Ｂ）固体光源は、入力電力が３Ａを超える付近から、光源の温度上昇により、その発光効率を低下させる。
　このため、入力電力が３Ａを超える場合には、発生する赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）のバランスが崩れてしまい、良好な色特性が得られないことが危惧されることとなる。
　また、３種類の固体光源、即ち、上記のＬＥＤ７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂは、それぞれ、そのジャンクション温度とその照度（絶対値）において、異なる特性を示す。各固体光源について検討した結果を、図１０～１２のグラフにより示す。
　図１０は、青色（Ｂ）固体光源におけるジャンクション温度と照度（絶対値）を、図１１は、赤色（Ｒ）固体光源におけるジャンクション温度と照度（絶対値）を、そして、図１２は、緑色（Ｇ）固体光源におけるジャンクション温度と照度（絶対値）を示している。これらの結果から、ジャンクション温度の変化に対する発光効率の変化率は、赤色（Ｒ）固体光源が最も大きく（略２０％）、次に、緑色（Ｇ）固体光源の変化率（略２．５％）が、そして、青色（Ｂ）固体光源の変化率（略０％）であることが分かる。このことから、赤色（Ｒ）固体光源の冷却効率を他の固体光源の冷却効率よりも大きくすることが、良好な色特性や寿命を長く維持するためにも好ましいことが分かる。
　加えて、本発明者等による種々の実験によれば、各ＬＥＤ（半導体レーザ）７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂの発熱を外部に導くためのヒートパイプ７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂについても、重力の影響により性能が変化する。即ち、投写型映像表示装置の設置状態、例えば、横にして（水平）設置した場合、縦にして（垂直）設置した場合、傾けて（傾斜）設置した場合、上下を逆転して設置した場合（例えば、天井に取り付ける、又は、天井からぶら下げる等）とで、それぞれ、その性能が変化することが分かった。
　本発明は、上述した本発明者等による種々の知見に基づくものであり、これらについて、以下に詳細に説明する。
＜リニアリティの一致制御＞
　上述したように、入力電力に対する光出力は、赤色（Ｒ）固体光源の特性と、緑色（Ｇ）固体光源と青色（Ｂ）固体光源の特性とでは、互いに異なるものとなっている。
　そこで、予め、赤色（Ｒ）固体光源の特性と、緑色（Ｇ）固体光源と青色（Ｂ）固体光源の特性とを測定して、例えば、テーブル（変換表）等を作成しておき、これに従って、赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、そして、青色（Ｂ）固体光源の入力電力を制御する。なお、実際には、上述したように、緑色（Ｇ）固体光源と青色（Ｂ）固体光源の特性は互いにほぼ一致しているが、赤色（Ｒ）固体光源のそれとは大きく異なっていることから、例えば、図１３に示すように、赤色（Ｒ）固体光源の特性を緑色（Ｇ）固体光源と青色（Ｂ）固体光源の特性に一致するように、駆動電源回路７６から出力される電力を、テーブル等による変換回路７７を介して、補正（調整）することが好ましい。
＜ジャンクション温度の変化に対する発光効率の変化率＞
　この特性は、上述したように、赤色（Ｒ）固体光源において最も著しい。そこのため、上記３種類の固体光源の中でも、特に、赤色（Ｒ）固体光源のジャンクション温度を効率的に冷却することが必要となる。
　そこで、ここでは、一例として、図１４にも示すように、上述したヒートパイプ７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂのうち、赤色（Ｒ）固体光源用のヒートパイプ７３Ｒの冷却能力（パイプの径）を最も大きなものに設定した。そして、当該ヒートパイプ７３Ｒの端部には、専用の側面のヒートシンク４ＣＳを取り付け、他方、緑色（Ｇ）固体光源７５Ｇと青色（Ｂ）固体光源７５Ｂのヒートパイプ７３Ｇ、７３Ｂの端部は、共用の正面のヒートシンク４ＣＦを取り付け、更には、専用の側面のヒートシンク４ＣＳの放熱面積をより大きくして冷却能力を向上することなどが考えられる。
　または、他の一例として、図１５にも示すように、赤色（Ｒ）固体光源に入力する駆動電流に対し、予め、制限値（例えば、３Ａ）を設けておき、これを超えた場合には、当該駆動電流を徐々に低下させ、その後、所定の期間Ｔ＝１０分程度が経過してから、再び、上昇するように制御することが考えられる。なお、これによれば、ジャンクション温度の変化に対する発光効率の変化率が最も大きな赤色（Ｒ）固体光源のジャンクション温度を過剰に上昇させることなく所望の値に保持することが可能となることから、固体光源全体の寿命をより長く維持することが可能となる。
　更には、投写型映像表示装置の設置状態（即ち、水平設置、垂直設置、傾斜設置、逆転設置）によるヒートパイプ７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂへの重力の影響による性能の変化を考慮して、当該装置の一部に姿勢センサ２００を取り付け、当該姿勢センサ２００（図８を参照）からの検出出力（例えば、水平設置、垂直設置、水平左傾斜設置、水平右傾斜設置、垂直左傾斜設置、垂直右傾斜設置、上下逆転など）に基づいて、赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源の入力電力を制御することが望ましい。
　この場合、例えば、図１６にも示すように、姿勢センサ２００からの検出出力を、装置の各部を制御するための制御部に設けられた中央演算部（ＣＰＵ）２１０に取り込み、予め求めておいた設置状態とＲＧＢ出力の比率をテーブルとして格納したメモリ２２０と比較し、対応する比率に基づいて、駆動制御回路２３０を介して、赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源の入力電力を制御すればよい。なお、かかる動作は、例えば、メモリ２２０内に予め格納されたソフトウェアを中央演算部（ＣＰＵ）２１０が実行することにより実現される。
　なお、上述したＲＧＢ出力の比率をテーブルの一例を、図１７に示す。即ち、予め、投写型映像表示装置を、種々の設置状態で配置し、その状態でのホワイトバランスに基づいて赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源への入力電力（比率）をテーブルとしてメモリ２２０内に設定しておく。装置の動作時には、中央演算部（ＣＰＵ）２１０は、姿勢センサ２００からの検出信号を取り込み、対応する設置状態を決定し、対応するＲＧＢ出力の比率により赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源の入力電力を制御することにより、投写型映像表示装置の設置状態に影響されることのない、優れた発光特性を得ることができる。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためにシステム全体を詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂ…固体光源（ＬＥＤ）、７３Ｒ、７３Ｇ、７３Ｂ…ヒートパイプ、７７…変換回路、４ＣＳ、４ＣＦ…ヒートシンク、２００…姿勢センサ、２１０…中央演算部（ＣＰＵ）、２２０…メモリ、２３０…駆動制御回路。

Claims (12)

  1. 　反射ミラーに対して拡大投写される映像光を照射するための光源部と、前記光源部からの光と外部からの電気信号に基づいて前記拡大投写される映像光を生成する映像処理部と、前記映像処理部からの映像光を拡大投射する投写光学系を備えた投写型映像表示装置であって、
    　前記光源部を、少なくとも、固体発光装置からなる赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源により構成すると共に、当該各固体光源には、それぞれの冷却手段が設けられており、
    　前記各固体光源は、その発光特性や当該冷却手段の状態に基づいて、入力される駆動電力が制御されることを特徴とする投写型映像表示装置。
  2. 　請求項１に記載した投写型映像表示装置において、前記赤色（Ｒ）固体光源に設けられた冷却手段の冷却特性が、他の固体光源に設けられた冷却手段の冷却特性よりも大きく設定したことを特徴とする投写型映像表示装置。
  3. 　請求項２に記載した投写型映像表示装置において、前記冷却手段はヒートパイプであり、前記赤色（Ｒ）固体光源に設けられたヒートパイプの径が、他の固体光源に設けられたヒートパイプの径よりも大きく設定したことを特徴とする投写型映像表示装置。
  4. 　請求項３に記載した投写型映像表示装置において、前記冷却手段は、更に、前記ヒートパイプの端部に取り付けられたヒートシンクを備えており、前記赤色（Ｒ）固体光源に設けられたヒートパイプの端部のヒートシンクは専用であり、他の固体光源に設けられたヒートパイプの端部のヒートシンクは共用であることを特徴とする投写型映像表示装置。
  5. 　請求項１に記載した投写型映像表示装置において、前記赤色（Ｒ）固体光源の発光特性を、前記緑色（Ｇ）固体光源及び前記青色（Ｂ）固体光源の発光特性に一致するよう、前記赤色（Ｒ）固体光源への駆動電力を調整することを特徴とする投写型映像表示装置。
  6. 　請求項１に記載した投写型映像表示装置において、前記赤色（Ｒ）固体光源に入力される駆動電力が所定の値に達した場合、当該駆動電力を所定の期間だけ低下させた後、再び、上昇されることを繰り返す制御を行うことを特徴とする投写型映像表示装置。
  7. 　請求項１に記載した投写型映像表示装置において、更に、当該装置の設置状態を検知する姿勢センサが一部に取り付けられており、検出された当該装置の設置状態に基づいて前記赤色（Ｒ）固体光源、前記緑色（Ｇ）固体光源、前記青色（Ｂ）固体光源へ入力される駆動電力を制御することを特徴とする投写型映像表示装置。
  8. 　反射ミラーに対して拡大投写される映像光を照射するための光源部と、前記光源部からの光と外部からの電気信号に基づいて前記拡大投写される映像光を生成する映像処理部と、前記映像処理部からの映像光を拡大投射する投写光学系を備えた投写型映像表示装置であって、
    　前記光源部は、固体発光装置からなる少なくとも赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源により構成すると共に、当該各固体光源には、それぞれの冷却手段が設けられており、
    　前記各固体光源に入力される駆動電力が投写型映像表示装置の姿勢に応じて制御されることを特徴とする投写型映像表示装置。
  9. 　請求項８に記載した投写型映像表示装置に姿勢センサを設け、投写型映像表示装置の設置状態に応じた検出出力に基づいて、赤色（Ｒ）固体光源、緑色（Ｇ）固体光源、青色（Ｂ）固体光源の入力電力を制御することを特徴とした投写型映像表示装置。
  10. 　請求項８に記載した投写型映像表示装置において、前記冷却手段はヒートパイプであり、前記赤色（Ｒ）固体光源に設けられたヒートパイプの径が、他の固体光源に設けられたヒートパイプの径よりも大きく設定したことを特徴とする投写型映像表示装置。
  11. 　請求項１０に記載した投写型映像表示装置において、前記冷却手段は、更に、前記ヒートパイプの端部に取り付けられたヒートシンクを備えており、前記赤色（Ｒ）固体光源に設けられたヒートパイプの端部のヒートシンクは専用であり、他の固体光源に設けられたヒートパイプの端部のヒートシンクは共用であることを特徴とする投写型映像表示装置。
  12. 　請求項８に記載した投写型映像表示装置において、前記赤色（Ｒ）固体光源の発光特性を、前記緑色（Ｇ）固体光源及び前記青色（Ｂ）固体光源の発光特性に一致するよう、前記赤色（Ｒ）固体光源への駆動電力を調整することを特徴とする投写型映像表示装置。
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