WO2024135062A1 - 投影表示装置 - Google Patents

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WO2024135062A1
WO2024135062A1 PCT/JP2023/037176 JP2023037176W WO2024135062A1 WO 2024135062 A1 WO2024135062 A1 WO 2024135062A1 JP 2023037176 W JP2023037176 W JP 2023037176W WO 2024135062 A1 WO2024135062 A1 WO 2024135062A1
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WO
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temperature
display element
temperature sensor
blue
control unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/037176
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬一 前野
直史 古川
Original Assignee
株式会社Ｊｖｃケンウッド
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Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2022203400A external-priority patent/JP2024088300A/ja
Application filed by 株式会社Ｊｖｃケンウッド filed Critical 株式会社Ｊｖｃケンウッド
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Definitions

  • This disclosure relates to a projection display device that uses a liquid crystal display element.
  • Projection display devices that use reflective liquid crystal display elements are generally known (see, for example, Patent Document 1).
  • white light is generated by irradiating a phosphor with blue laser light from a light source consisting of a single-wavelength blue laser, and this white light is then decomposed into red, blue, and green light, and each of these colors of light is then modulated by a reflective liquid crystal display element to produce an enlarged image that is projected onto a screen.
  • the liquid crystal display element is generally at a lower temperature than is appropriate for operation when it is first used. For this reason, the temperature distribution within the liquid crystal display element is non-uniform until the element warms up to an appropriate temperature.
  • a single-wavelength light source such as a laser
  • fringes interference patterns
  • the present disclosure aims to provide a projection display device that can appropriately suppress the occurrence of fringes.
  • the projection display device includes a light source that irradiates light in the blue wavelength band, liquid crystal display elements arranged corresponding to red, green, and blue, respectively, and generating image light corresponding to each color, a heating unit arranged via a heat sink on the back surface of the liquid crystal display element corresponding to at least blue, and a first temperature sensor provided on the heat sink, and the light source has multiple groups of blue lasers with different oscillation wavelengths, and is equipped with a heating control unit that operates the heating unit when the temperature detected by the first temperature sensor is lower than a predetermined first temperature.
  • the liquid crystal display element is heated by the operation of the heating unit, so the occurrence of fringes can be appropriately suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a display device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a control unit according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the procedure of the operation of the control unit according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the procedure of the operation of the step of acquiring temperature data shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a change in element temperature with respect to the environmental temperature.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a projection display device according to this embodiment.
  • the projection display device is a display device that generates white light by irradiating a phosphor with visible light (e.g., blue laser light), decomposes the white light into red, blue, and green light, and then modulates and synthesizes each of these colors to display an image.
  • the projection display device 100 according to this embodiment includes a display mechanism 10 and a control unit 12.
  • the display mechanism 10 includes a light source 101, a phosphor 103, polarizing plates 105R, 105G, and 105B, a first display element 106R, a second display element 106G, a third display element (liquid crystal display element corresponding to blue) 106B, a color synthesis prism 108, a projection lens 109, a ⁇ /4 plate 110, dichroic mirrors 120 to 122, reflecting mirrors 130 to 132, lenses 140 to 146, and a polarization conversion element 150.
  • the first display element 106R, the second display element 106G, and the third display element 106B are, for example, reflective liquid crystal display elements having a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a silicon substrate and a glass substrate, and are provided corresponding to each color described below.
  • Dichroic mirrors 120-122 have the property of separating incident light by reflection and transmission, with the separation wavelengths as the separation boundary.
  • Dichroic mirrors 120-122 can be fabricated by forming, for example, a dielectric multilayer film on a predetermined area of a transparent material such as a glass plate or a prism. The optical characteristics can be set according to the material and film thickness of the dielectric that makes up the dielectric multilayer film.
  • the light source 101 emits illumination light that is light in the wavelength band of visible light.
  • the light source 101 is a blue laser light source composed of a blue laser element, and emits blue illumination light in the wavelength band of, for example, 450 (nm) or more and 495 (nm) or less.
  • the light source 101 has three (multiple) groups with different oscillation wavelengths: a first blue laser light source 101 ⁇ , a second blue laser light source 101 ⁇ , and a third blue laser light source 101 ⁇ .
  • the groups, first blue laser light source 101 ⁇ to third blue laser light source 101 ⁇ are set to have oscillation wavelengths that differ by at least 10 (nm).
  • the oscillation wavelength of the first blue laser light source 101 ⁇ is set to 445 (nm)
  • the oscillation wavelength of the second blue laser light source 101 ⁇ is set to 455 (nm)
  • the oscillation wavelength of the third blue laser light source 101 ⁇ is set to 465 (nm).
  • this embodiment has a configuration that has three groups of first blue laser light source 101 ⁇ to third blue laser light source 101 ⁇ , each with an oscillation wavelength that differs by at least 10 (nm), so that the fringe spacing and the positions of the peaks and valleys change due to differences in oscillation wavelength, thereby reducing fringes in blue images in particular. This makes it possible to relax the standards for managing the thickness of the liquid crystal display element.
  • the oscillation wavelengths of the first blue laser light source 101 ⁇ to the third blue laser light source 101 ⁇ described above are examples, and can be changed as appropriate as long as they are included in the blue wavelength band.
  • the difference value of the oscillation wavelengths of each blue laser light source can be changed as appropriate, for example, within a range of 10 (nm) to 20 (nm).
  • the number of groups of blue laser light sources is not limited to three, as long as there are multiple groups.
  • the blue illumination light from the light source 101 is irradiated onto the dichroic mirror 120.
  • the dichroic mirror 120 has the property of reflecting the blue illumination light and transmitting the yellow illumination light.
  • the dichroic mirror 120 includes dichroic mirrors 120 ⁇ , 120 ⁇ , and 120 ⁇ arranged to correspond to the first blue laser light source 101 ⁇ to the third blue laser light source 101 ⁇ described above.
  • the blue illumination light emitted from each of the first blue laser light source 101 ⁇ to the third blue laser light source 101 ⁇ is reflected by each dichroic mirror 120 ⁇ to 120 ⁇ , and then collected by the lens 140 and irradiated onto the phosphor 103.
  • the phosphor 103 has a fluorescent layer and a reflective surface.
  • the fluorescent layer generates yellow illumination light containing red band components and green band components with an intensity according to the energy intensity of the blue illumination light irradiated from the first blue laser light source 101 ⁇ to the third blue laser light source 101 ⁇ .
  • the reflective surface reflects the blue illumination light that has passed through the fluorescent layer and the yellow illumination light generated by the fluorescent layer.
  • Dichroic mirrors 120 ⁇ , 120 ⁇ , and 120 ⁇ are formed so that their areas are smaller than the width of the beam of the reflected light (diffused light) from phosphor 103. Furthermore, these dichroic mirrors 120 ⁇ to 120 ⁇ are oriented so that the polarization direction of the laser light relative to dichroic mirrors 120 ⁇ , 120 ⁇ , and 120 ⁇ is s-polarized. Therefore, dichroic mirrors 120 ⁇ to 120 ⁇ have the property of reflecting s-polarized light and transmitting p-polarized light of the blue illumination light incident on them, and transmitting yellow illumination light regardless of the polarization direction.
  • the yellow illumination light (fluorescent light) containing red and green components due to wavelength excitation by the phosphor 103 and the blue illumination light that is not fluorescent are mixed and enter the dichroic mirrors 120 ⁇ to 120 ⁇ again.
  • the yellow illumination light containing red and green components, which is fluorescent light passes through the dichroic mirrors 120 ⁇ to 120 ⁇ and is emitted in its entirety.
  • the blue illumination light is reflected (diffused) by the phosphor 103, it becomes randomly polarized light in which multiple polarized lights are mixed.
  • the p-polarized component passes through the dichroic mirrors 120 ⁇ to 120 ⁇ and is emitted, but the s-polarized component is reflected by the dichroic mirrors 120 ⁇ to 120 ⁇ and returns to the first blue laser light source 101 ⁇ to the third blue laser light source 101 ⁇ .
  • the blue and yellow illumination lights transmitted through the dichroic mirrors 120 ⁇ to 120 ⁇ are reflected by the reflecting mirror 130 and enter the lens 141.
  • the lenses 141 and 142 are, for example, fly-eye lenses, and the ⁇ /4 plate 110 is disposed between these lenses 141 and 142.
  • the blue and yellow illumination lights reflected by the reflecting mirror 130 are uniformly distributed by the lenses 141, ⁇ /4 plate 110, and 142, and enter the polarization conversion element 150.
  • the polarization conversion element 150 has, for example, a polarizing beam splitter and a retardation plate.
  • the polarizing beam splitter reflects either s-polarized light or p-polarized light and transmits the other. In the example of FIG.
  • the polarizing beam splitter reflects s-polarized light and transmits p-polarized light.
  • the retardation plate converts either s-polarized light or p-polarized light into the other. In the example of FIG. 1, the retardation plate converts s-polarized light to p-polarized light.
  • the polarization conversion element 150 converts each illumination light into p-polarized light.
  • the illumination light that has been converted to p-polarized light by the polarization conversion element 150 is irradiated onto the dichroic mirror 121 via the lens 143.
  • the lens 143 is, for example, a focusing lens.
  • Dichroic mirror 121 separates the incident blue illumination light BL from the yellow illumination light YL.
  • the yellow illumination light YL separated by dichroic mirror 121 is reflected by reflecting mirror 131 and enters dichroic mirror 122.
  • the dichroic mirror 122 separates the incident yellow illumination light YL into red illumination light RL containing a red band component and green illumination light GL containing a green band component, using the intermediate wavelength between the red light band and the green light band as a separation boundary. Specifically, the dichroic mirror 122 reflects the green band component of the incident yellow illumination light YL to emit green illumination light GL, and transmits the red band component of the incident yellow illumination light YL to emit red illumination light RL.
  • the red illumination light RL is, for example, light in a wavelength band of 620 (nm) or more and 750 (nm) or less
  • the green illumination light GL is, for example, light in a wavelength band of 495 (nm) or more and 570 (nm) or less.
  • the red illumination light RL separated by the dichroic mirror 122 is irradiated onto the polarizing plate 105R via the lens 144.
  • the green illumination light GL separated by the dichroic mirror 122 is irradiated onto the polarizing plate 105G via the lens 145.
  • the blue illumination light BL separated by the dichroic mirror 121 is reflected by the reflecting mirror 132 and irradiated onto the polarizing plate 105B via the lens 146.
  • the polarizing plates 105R, 105G, and 105B have the property of reflecting either s-polarized light or p-polarized light and transmitting the other.
  • the example in FIG. 1 shows a state in which the polarizing plates 105R, 105G, and 105B reflect s-polarized light and transmit p-polarized light.
  • the polarizing plates 105R, 105G, and 105B are also called reflective polarizing plates.
  • the polarizing plates 105R, 105G, and 105B are, for example, wire grid polarizing plates.
  • the red illumination light RL which is p-polarized light, passes through the polarizing plate 105R and is irradiated to the first display element 106R.
  • the green illumination light GL which is p-polarized light, passes through the polarizing plate 105G and is irradiated to the second display element 106G.
  • the blue illumination light BL which is p-polarized light, passes through the polarizing plate 105B and is irradiated to the third display element 106B.
  • the first display element 106R optically modulates p-polarized red illumination light RL based on red component image data to generate s-polarized red image light RM.
  • the second display element 106G optically modulates p-polarized green illumination light GL based on green component image data to generate s-polarized green image light GM.
  • the third display element 106B optically modulates p-polarized blue illumination light BL based on blue component image data to generate s-polarized blue image light BM. That is, the first display element 106R functions as a red image optical modulation element, the second display element 106G functions as a green image optical modulation element, and the third display element 106B functions as a blue image optical modulation element.
  • the red image light RM which is s-polarized light generated by the first display element 106R, is reflected by the polarizing plate 105R and irradiated to the color synthesis prism 108.
  • the green image light GM which is s-polarized light generated by the second display element 106G, is reflected by the polarizing plate 105G and irradiated to the color synthesis prism 108.
  • the blue image light BM which is s-polarized light generated by the third display element 106B, is reflected by the polarizing plate 105B and irradiated to the color synthesis prism 108.
  • the color synthesis prism 108 reflects the red image light RM and the blue image light BM, transmits the green image light GM, and irradiates each image light onto the projection lens 109.
  • the red image light RM, green image light GM, and blue image light BM are projected onto a screen (not shown) or the like via a projection lens 109.
  • a visible light image is displayed by the red image light RM, green image light GM, and blue image light BM.
  • the display mechanism 10 includes three groups of first blue laser light source 101 ⁇ to third blue laser light source 101 ⁇ , which have oscillation wavelengths that differ by at least 10 (nm) as the light source 101. Therefore, the occurrence of fringes is suppressed due to the difference in oscillation wavelengths of the first blue laser light source 101 ⁇ to third blue laser light source 101 ⁇ .
  • fringes that are divided into bright and dark areas can occur when the device is first used.
  • the liquid crystal display element is generally at a temperature lower than the temperature appropriate for operation, so the temperature distribution within the liquid crystal display element is non-uniform until the temperature of the liquid crystal display element warms up to the appropriate temperature.
  • the liquid crystal display element is generally at a temperature lower than the temperature appropriate for operation, so the temperature distribution within the liquid crystal display element is non-uniform until the temperature of the liquid crystal display element warms up to the appropriate temperature.
  • fringes tend to occur easily in the blue image light BM.
  • the display mechanism 10 includes a heater (heating unit) 161 arranged via a heat sink 160 on the back surface (the surface opposite to the side irradiated with blue illumination light BL) of the third display element 106B corresponding to blue, and a temperature sensor (first temperature sensor) 162 provided on the heat sink 160.
  • the heat sink 160 is a plate-like member made of a metal with high thermal conductivity such as aluminum and has a certain thickness. The heat sink 160 is formed larger than the back surface of the third display element 106B, and the entire back surface comes into contact with the heat sink 160.
  • the heater 161 heats the third display element 106B via the heat sink 160, and may be, for example, a plate-shaped ceramic heater. By being disposed on the heat sink 160, the heater 161 can heat the entire heat sink 160, and thus heat the third display element 106B uniformly.
  • the temperature sensor 162 is attached to the heat sink 160, and can indirectly detect the temperature of the third display element 106B by measuring the temperature of the heat sink 160.
  • the third display element 106B also includes a bandgap temperature sensor (second temperature sensor) 163 in its element circuit.
  • the bandgap temperature sensor 163 is, for example, a semiconductor temperature sensor that measures temperature based on the voltage value across a diode in an electric circuit including the diode. Since the bandgap temperature sensor 163 is provided in the element circuit of the third display element 106B, it can directly and accurately measure the temperature of the third display element 106B. On the other hand, the bandgap temperature sensor 163 cannot measure the temperature unless power is supplied to the third display element 106B.
  • the detection data of the above-mentioned temperature sensor 162 is used.
  • the backs of the first display element 106R and second display element 106G corresponding to red and green may each be provided with a heat sink 160, a heater 161, a temperature sensor (first temperature sensor) 162, and a band gap type temperature sensor (second temperature sensor) 163.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of the control unit according to this embodiment.
  • the control unit 12 includes a first temperature acquisition unit 21, a second temperature acquisition unit 22, a heating control unit 23, and a fan control unit 24.
  • the heating control unit 23 and the fan control unit 24 may be configured as integrated circuits, which are hardware, or may be configured as a central processing unit (CPU) that is a computer's arithmetic device, and memory, and a computer program (software) stored in the memory is executed by the CPU. Note that in this embodiment, only the part related to the operation control of the heater 161 will be described, and other parts will not be described.
  • CPU central processing unit
  • the first temperature acquisition unit 21 acquires temperature data detected by the temperature sensor 162.
  • the temperature sensor 162 can detect the temperature of the third display element 106B regardless of whether or not power is supplied to the third display element 106B.
  • the first temperature acquisition unit 21 outputs the acquired temperature data to the heating control unit 23 and the fan control unit 24.
  • the second temperature acquisition unit 22 acquires temperature data detected by the bandgap temperature sensor 163.
  • the second temperature acquisition unit 22 outputs the acquired temperature data to the heating control unit 23 and the fan control unit 24. If there is no input of temperature data from the bandgap temperature sensor 163, the second temperature acquisition unit 22 may determine that power is not being supplied to the third display element 106B, and output this determination result to the heating control unit 23 and the fan control unit 24.
  • the heating control unit 23 controls the operation of the heater 161 based on the temperature data input from the first temperature acquisition unit 21 or the second temperature acquisition unit 22. In this embodiment, when temperature data is input only from the first temperature acquisition unit 21, the heating control unit 23 controls the operation of the heater 161 based on the input temperature data. When temperature data is input from both the first temperature acquisition unit 21 and the second temperature acquisition unit 22, the heating control unit 23 prioritizes the temperature data input from the second temperature acquisition unit 22 and controls the operation of the heater 161 based on this temperature data.
  • the heating control unit 23 uses the detection data of the temperature sensor 162, and after power is supplied to the third display element 106B, uses the detection data of the band gap type temperature sensor 163 instead of the temperature sensor 162. With this configuration, it is possible to use temperature data that directly and accurately measures the temperature of the third display element 106B.
  • the heating control unit 23 controls the heater 161 to be turned on (operated) when the temperature data input from the first temperature acquisition unit 21 or the second temperature acquisition unit 22 is lower than a predetermined first temperature.
  • This first temperature is set to a temperature lower than the temperature range suitable for the operation of the third display element 106B.
  • This control activates the heater 161, so that the third display element 106B is uniformly heated to a temperature suitable for operation via the heat sink 160.
  • the heating control unit 23 controls the heater 161 to be turned off (stopped).
  • This second temperature is set to a temperature included in the temperature range suitable for the operation of the third display element 106B. In this configuration, the third display element 106B is sufficiently heated to the temperature range suitable for operation, so the heater 161 is turned off to avoid excessive heating.
  • the fan control unit 24 controls the operation of the fan 164 based on the temperature data input from the first temperature acquisition unit 21 or the second temperature acquisition unit 22.
  • This fan 164 is, for example, an exhaust fan provided in a housing (not shown) that houses the display mechanism 10, and exhausts the air inside the housing to take in outside air into the housing and cool the display mechanism 10 (particularly the third display element 106B).
  • the fan control unit 24 uses the detection data of the temperature sensor 162 when power is not supplied to the third display element 106B, and uses the detection data of the band gap type temperature sensor 163 instead of the temperature sensor 162 after power is supplied to the third display element 106B.
  • the fan control unit 24 controls the operation of the fan 164. This makes it possible to prevent the temperature of the third display element 106B from rising excessively.
  • the fan 164 is configured to operate when the second temperature at which the heater 161 is turned off is reached, but the temperature at which the fan 164 operates may be changed as appropriate.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the procedure for the operation of the control unit according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for the operation of the step of acquiring temperature data in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the change in element temperature with respect to the environmental temperature.
  • the control unit 12 acquires temperature data of the third display element 106B (step S10). Specifically, the control unit 12 acquires temperature data of the third display element 106B by the first temperature acquisition unit 21 or the second temperature acquisition unit 22. When acquiring the temperature data, the control unit 12 determines whether or not power is being supplied to the third display element 106B by the second temperature acquisition unit 22 as shown in FIG. 4 (step S20). In this embodiment, the second temperature acquisition unit 22 of the control unit 12 determines whether or not there is input of temperature data from the band gap type temperature sensor 163, and if there is no input of temperature data from this temperature sensor 163, it determines that power is not being supplied to the third display element 106B.
  • the second temperature acquisition unit 22 outputs a determination result that power is not being supplied to the third display element 106B to the heating control unit 23 and the fan control unit 24.
  • a means for determining the presence or absence of power supply may be provided separately.
  • step S20 determines whether power is not being supplied to the third display element 106B (step S20; No). If this determination indicates that power is not being supplied to the third display element 106B (step S20; No), the control unit 12 acquires temperature data of the third display element 106B detected by the temperature sensor 162 through the first temperature acquisition unit 21 (step S21). If this determination indicates that power is being supplied to the third display element 106B (step S20; Yes), the control unit 12 acquires temperature data of the third display element 106B detected by the band gap temperature sensor 163 through the second temperature acquisition unit 22 (step S22). The acquired temperature data is output to the heating control unit 23 and the fan control unit 24, respectively.
  • the control unit 12 determines whether the acquired temperature data is equal to or lower than a predetermined first temperature t1 (step S11). More specifically, the control unit 12 determines whether the acquired temperature data is equal to or lower than a predetermined first temperature t1 by the heating control unit 23. In this determination, if the acquired temperature data is not equal to or lower than the predetermined first temperature t1 (step S11; No), the control unit 12 transitions the process to step S13.
  • step S11 if the acquired temperature data is equal to or lower than the predetermined first temperature t1 (step S11; Yes), the control unit 12 controls the heating control unit 23 to turn on (operate) the heater 161 (step S12). If the heater 161 is already on, the process proceeds to step S13 while maintaining that state. This control activates the heater 161, so that the third display element 106B is uniformly heated to a temperature appropriate for operation via the heat sink 160. For this reason, for example, even when the projection display device 100 is first used, the temperature of the third display element 106B can be quickly heated to a temperature appropriate for operation, and the occurrence of fringes at the start of use can be quickly suppressed.
  • control unit 12 determines whether the acquired temperature data has reached a second temperature t2 that is set higher than the first temperature t1 (step S13). More specifically, the control unit 12 determines whether the acquired temperature data has reached a second temperature t2 that is set higher than the first temperature t1 by the heating control unit 23. If it is determined that the acquired temperature data has not reached the second temperature t2 (step S13; No), the control unit 12 returns the process to step S10.
  • the control unit 12 controls the heating control unit 23 to turn off (stop) the heater 161 (step S14). Furthermore, the control unit 12 controls the fan control unit 24 to operate the fan 164 (step S15), and ends the process.
  • These controls prevent the temperature of the third display element 106B from rising excessively, and as shown in FIG. 5, the element temperature of the third display element 106B can be maintained at approximately the second temperature t2. As a result, the projection display device 100 can display a stable image with suppressed fringes.
  • the projection display device 100 includes a light source 101 that emits light in the blue wavelength band, a first display element 106R, a second display element 106G, and a third display element 106B that are arranged corresponding to red, green, and blue, respectively, and generate image light corresponding to each color, a heater 161 arranged via a heat sink 160 on the back surface of the third display element 106B corresponding to at least blue, and a temperature sensor 162 provided on the heat sink 160, and the light source 101 has multiple groups of blue laser light sources with different oscillation wavelengths, and is equipped with a heating control unit 23 that operates the heater 161 when the detected temperature of the temperature sensor 162 is lower than a predetermined first temperature t1.
  • the third display element 106B is heated to an appropriate temperature while reducing the temperature distribution of the third display element 106B, and different fringe states can be superimposed by using multiple laser oscillation wavelengths, thereby suppressing fringes. This allows the projection display device 100 to shorten the time it takes to become usable and display a stable image with reduced fringes.
  • the light source 101 includes three groups of first blue laser light source 101 ⁇ , second blue laser light source 101 ⁇ , and third blue laser light source 101 ⁇ , each of which has a different oscillation wavelength.
  • the fringe spacing and the positions of the peaks and valleys change depending on the difference in oscillation wavelength, so that fringes in the blue image in particular are reduced.
  • the oscillation wavelengths of the multiple groups differ from each other by at least 10 (nm). With this configuration, the occurrence of fringes can be effectively suppressed.
  • the third display element 106B in which the heater 161 is arranged includes a band gap type temperature sensor 163, and the heating control unit 23 uses the detection data of the temperature sensor 162 when power is not supplied to the third display element 106B, and uses the detection data of the band gap type temperature sensor 163 instead of the temperature sensor 162 after power is supplied to the third display element 106B.
  • the heating control unit 23 uses the detection data of the temperature sensor 162 when power is not supplied to the third display element 106B, and uses the detection data of the band gap type temperature sensor 163 instead of the temperature sensor 162 after power is supplied to the third display element 106B.
  • the heating control unit 23 stops the operation of the heater 161 when the temperature detected by the temperature sensor 162 or the band gap type temperature sensor 163 reaches a second temperature t2 set higher than the first temperature t1. This makes it possible to prevent the temperature of the third display element 106B from rising excessively, and to maintain the element temperature of the third display element 106B at a substantially constant temperature.
  • the embodiment is not limited to the contents of this embodiment.
  • the aforementioned components include those that a person skilled in the art can easily imagine, those that are substantially the same, and those that are within the so-called equivalent range. Furthermore, the aforementioned components can be combined as appropriate. Furthermore, various omissions, substitutions, or modifications of the components can be made without departing from the spirit of the aforementioned embodiment.
  • the projection display device of this embodiment can be used, for example, as a projection display device that uses a reflective liquid crystal display element.

Landscapes

  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

フリンジの発生を適切に抑制できる投影表示装置を提供する。本実施形態に係る投影表示装置（１００）は、青色の波長帯の光を照射する光源（１０１）と、赤色、緑色、および青色にそれぞれ対応して配置され、各色に対応する画像光を生成する第１表示素子（１０６Ｒ）、第２表示素子（１０６Ｇ）、第３表示素子（１０６Ｂ）と、少なくとも青色に対応した第３表示素子（１０６Ｂ）の背面にヒートシンク（１６０）を介して配置されたヒータ（１６１）と、ヒートシンク（１６０）に設けられた温度センサ（１６２）と、を含み、光源（１０１）は、発振波長の異なる複数のグループの青色レーザ光源を有し、温度センサ（１６２）の検出温度が所定の第１温度よりも低い場合には、ヒータ（１６１）を動作させる加熱制御部（２３）を備える。

Description

投影表示装置
　本開示は、液晶表示素子を使用した投影表示装置に関する。
　一般に、反射型の液晶表示素子を使用した投影表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の投影表示装置では、例えば、単一波長の青色レーザからなる光源から青色レーザ光を蛍光体に照射することにより白色光を生成し、この白色光を赤色、青色および緑色の各色光に分解した後、これら各色の光がそれぞれ反射型の液晶表示素子により変調された画像をスクリーンに拡大投影している。
特開２００５－２２７４８５号公報
　ところで、従来の投影表示装置においては、使用開始時の液晶表示素子が動作に適切な温度よりも低い温度であることが一般的である。このため、液晶表示素子の温度が適切な温度に温まるまでの間、該液晶表示素子内の温度分布は不均一となっている。この結果、レーザのように単一波長の光源の場合、例えば使用開始時に明るい領域と暗い領域に分かれるフリンジ（干渉縞）を生じることがあり、このフリンジの発生を適切に抑制できる投影表示装置が求められている。
　本開示は、上記課題を鑑み、フリンジの発生を適切に抑制できる投影表示装置を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本実施形態に係る投影表示装置は、青色の波長帯の光を照射する光源と、赤色、緑色、および青色にそれぞれ対応して配置され、各色に対応する画像光を生成する液晶表示素子と、少なくとも青色に対応した液晶表示素子の背面にヒートシンクを介して配置された加熱部と、ヒートシンクに設けられた第１温度センサと、を含み、光源は、発振波長の異なる複数のグループの青色レーザを有し、第１温度センサの検出温度が所定の第１温度よりも低い場合には、加熱部を動作させる加熱制御部を備える。
　本実施形態によれば、加熱部の動作により液晶表示素子が温められるため、フリンジの発生を適切に抑制できる。
図１は、本実施形態に係る表示装置の模式図である。 図２は、本実施形態に係る制御部の模式的なブロック図である。 図３は、本実施形態に係る制御部の動作の手順を示すフローチャートである。 図４は、図３の温度データを取得するステップの動作の手順を示すフローチャートである。 図５は、環境温度に対する素子温度の変化状態の一例を示す図である。
　以下に、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。
　（投影表示装置の構成）
　図１は、本実施形態に係る投影表示装置の模式図である。投影表示装置は、可視光（例えば青色レーザ光）を蛍光体に照射することにより白色光を生成し、この白色光を赤色、青色および緑色の各色光に分解した後、これら各色の光をそれぞれ変調して合成した画像を表示する表示装置である。図１に示すように、本実施形態に係る投影表示装置１００は、表示機構１０と制御部１２とを備える。表示機構１０は、光源１０１、蛍光体１０３、偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂ、第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子（青色に対応する液晶表示素子）１０６Ｂ、色合成プリズム１０８、投射レンズ１０９、λ／４板１１０、ダイクロイックミラー１２０～１２２、反射ミラー１３０～１３２、レンズ１４０～１４６、及び偏光変換素子１５０を備える。第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、及び第３表示素子１０６Ｂは、例えば液晶層をシリコン基板とガラス基板とで挟んだ構成を有し、後述する各色に対応して設けられる反射型の液晶表示素子である。
　ダイクロイックミラー１２０～１２２は、分離波長を分離境界として、入射した光を反射と透過によって分離する特性を有する。ダイクロイックミラー１２０～１２２は、ガラス板またはプリズム等の透明材料の所定の領域に例えば誘電体多層膜を形成することにより作製することができる。誘電体多層膜を構成する誘電体の材質及び膜厚に応じて光学特性を設定することができる。
　光源１０１は、可視光の波長帯の光である照明光を照射する。本実施形態では、光源１０１は、青色レーザ素子で構成された青色レーザ光源であり、例えば、４５０（ｎｍ）以上４９５（ｎｍ）以下の波長帯の青色照明光を照射する。
　本実施形態では、光源１０１は、発振波長の異なる３つ（複数）のグループの第１青色レーザ光源１０１α、第２青色レーザ光源１０１β、および第３青色レーザ光源１０１γを有する。これら第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γのグループは、それぞれ発振波長が少なくとも１０（ｎｍ）以上異なって設定されている。具体的には、第１青色レーザ光源１０１αの発振波長は４４５（ｎｍ）に設定され、第２青色レーザ光源１０１βの発振波長は４５５（ｎｍ）に設定され、第３青色レーザ光源１０１γの発振波長は４６５（ｎｍ）に設定されている。
　一般に、短波長である青色レーザ光源を単一波長光源として使用する場合、液晶表示素子の厚み（セル厚）のむらによって、明るい領域と暗い領域とに分かれるフリンジ（干渉縞）が発生し、このフリンジが表示される画像に重畳されることがあった。このため、液晶表示素子の厚みの厳しい管理が必要であった。これに対して、本実施形態では、上記したように、発振波長が少なくとも１０（ｎｍ）以上異なる３つのグループの第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γを有する構成としたため、発振波長の違いにより、フリンジの間隔や山谷の位置が変わることにより、特に青色画像のフリンジが低減される。これにより、液晶表示素子に対する厚みの管理の基準を緩和することができる。
　上記した第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γの発振波長は、例示であり、青色の波長帯に含まれる限りは適宜変更することができる。また、各青色レーザ光源の発振波長の差分値は、例えば１０（ｎｍ）以上２０（ｎｍ）以下の範囲で適宜変更することができる。さらに、青色レーザ光源のグループの数は、複数であれば３つに限るものではない。
　光源１０１からの青色照明光はダイクロイックミラー１２０に照射される。ダイクロイックミラー１２０は、青色照明光を反射し、黄色照明光を透過させる特性を有する。本実施形態では、ダイクロイックミラー１２０は、上記した第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γに対応して配置されたダイクロイックミラー１２０α、１２０β、１２０γを備える。
　第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γからそれぞれ射出された青色照明光は、各ダイクロイックミラー１２０α～１２０γにより反射され、更にレンズ１４０により集光されて蛍光体１０３に照射される。蛍光体１０３は蛍光層と反射面とを有する。蛍光層は、第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γから照射された青色照明光のエネルギ強度に応じた強度の赤色帯域の成分と緑色帯域の成分とを含む黄色照明光を生成する。反射面は、蛍光層を透過した青色照明光と蛍光層により生成された黄色照明光とを反射する。
　ダイクロイックミラー１２０α、１２０β、１２０γは、蛍光体１０３からの反射光（拡散光）の光束幅よりも小さい面積となるように形成されている。また、これらダイクロイックミラー１２０α～１２０γは、それぞれダイクロイックミラー１２０α、１２０β、１２０γに対するレーザ光の偏光方向がｓ偏光となるような向きに配置されている。このため、ダイクロイックミラー１２０α～１２０γは、該ダイクロイックミラー１２０α～１２０γに入射する青色照明光のうち、ｓ偏光を反射してｐ偏光を透過し、かつ黄色照明光は偏光方向によらず透過する特性となっている。
　従って、蛍光体１０３により波長励起されて赤色成分および緑色成分を含んだ黄色照明光（蛍光光）と、蛍光されない青色照明光とが混ざって、ダイクロイックミラー１２０α～１２０γに再び入射する。蛍光光である赤色成分および緑色成分を含んだ黄色照明光は、ダイクロイックミラー１２０α～１２０γを透過して全て出射される。一方、青色照明光は、蛍光体１０３で反射（拡散）される際に、複数の偏光が混ざり合ったランダム偏光となる。このため、ダイクロイックミラー１２０α～１２０γに当たる青色照明光の成分のうち、ｐ偏光成分は、ダイクロイックミラー１２０α～１２０γを透過して出射されるが、ｓ偏光成分は、ダイクロイックミラー１２０α～１２０γに反射して、第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γに戻る。
　ダイクロイックミラー１２０α～１２０γを透過した青色照明光と黄色照明光は、反射ミラー１３０にて反射され、レンズ１４１に入射する。レンズ１４１及びレンズ１４２は例えばフライアイレンズであり、これらレンズ１４１，１４２の間にλ／４板１１０が配置されている。反射ミラー１３０を反射した青色照明光、黄色照明光は、レンズ１４１、λ／４板１１０及びレンズ１４２によって照明分布が均一化され、偏光変換素子１５０に入射される。偏光変換素子１５０は、例えば偏光ビームスプリッタと位相差板とを有する。偏光ビームスプリッタは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。図１の例では、偏光ビームスプリッタはｓ偏光を反射してｐ偏光を透過させる。また、位相差板は、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を他方に変換する。図１の例では、位相差板はｓ偏光をｐ偏光に変換する。偏光変換素子１５０によって、各照明光はｐ偏光に揃えられる。
　偏光変換素子１５０によって、ｐ偏光に揃えられた各照明光は、レンズ１４３を介してダイクロイックミラー１２１に照射される。レンズ１４３は例えば集光レンズである。
　ダイクロイックミラー１２１は、入射した青色照明光ＢＬと、黄色照明光ＹＬとを分離する。ダイクロイックミラー１２１によって分離された黄色照明光ＹＬは、反射ミラー１３１を反射し、ダイクロイックミラー１２２に入射する。
　ダイクロイックミラー１２２は、赤色光帯域と緑色光帯域の中間の波長を分離境界とし、入射した黄色照明光ＹＬを、赤色帯域の成分を含む赤色照明光ＲＬと、緑色帯域の成分を含む緑色照明光ＧＬとに分離する。具体的には、ダイクロイックミラー１２２は、入射した黄色照明光ＹＬの、緑色帯域成分を反射して緑色照明光ＧＬを射出し、入射した黄色照明光ＹＬの、赤色帯域成分を透過して赤色照明光ＲＬを射出する。なお、赤色照明光ＲＬは、例えば、６２０（ｎｍ）以上７５０（ｎｍ）以下の波長帯の光であり、緑色照明光ＧＬは、例えば、４９５（ｎｍ）以上５７０（ｎｍ）以下の波長帯の光である。
　ダイクロイックミラー１２２によって分離された赤色照明光ＲＬは、レンズ１４４を介して偏光板１０５Ｒに照射される。ダイクロイックミラー１２２によって分離された緑色照明光ＧＬは、レンズ１４５を介して偏光板１０５Ｇに照射される。ダイクロイックミラー１２１によって分離された青色照明光ＢＬは、反射ミラー１３２により反射し、レンズ１４６を介して偏光板１０５Ｂに照射される。
　偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂは、ｓ偏光及びｐ偏光のいずれか一方を反射し、他方を透過させる特性を有する。図１の例では、偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂがｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過させる状態を示している。偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂを反射型偏光板とも称する。偏光板１０５Ｒ、１０５Ｇ、１０５Ｂは、例えばワイヤーグリッド偏光板である。
　ｐ偏光である赤色照明光ＲＬは、偏光板１０５Ｒを透過して第１表示素子１０６Ｒに照射される。ｐ偏光である緑色照明光ＧＬは、偏光板１０５Ｇを透過して、第２表示素子１０６Ｇに照射される。ｐ偏光である青色照明光ＢＬは、偏光板１０５Ｂを透過して、第３表示素子１０６Ｂに照射される。
　第１表示素子１０６Ｒは、赤色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の赤色照明光ＲＬを光変調し、ｓ偏光の赤色画像光ＲＭを生成する。第２表示素子１０６Ｇは、緑色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の緑色照明光ＧＬを光変調し、ｓ偏光の緑色画像光ＧＭを生成する。第３表示素子１０６Ｂは、青色の成分の画像データに基づいてｐ偏光の青色照明光ＢＬを光変調し、ｓ偏光の青色画像光ＢＭを生成する。即ち、第１表示素子１０６Ｒは赤色画像用光変調素子として機能し、第２表示素子１０６Ｇは緑色画像用光変調素子として機能し、第３表示素子１０６Ｂは青色画像用光変調素子として機能する。
　第１表示素子１０６Ｒによって生成された、ｓ偏光である赤色画像光ＲＭは、偏光板１０５Ｒを反射して色合成プリズム１０８に照射される。第２表示素子１０６Ｇによって生成された、ｓ偏光である緑色画像光ＧＭは、偏光板１０５Ｇを反射して色合成プリズム１０８に照射される。第３表示素子１０６Ｂによって生成された、ｓ偏光である青色画像光ＢＭは、偏光板１０５Ｂを反射して色合成プリズム１０８に照射される。
　色合成プリズム１０８は、赤色画像光ＲＭ、及び青色画像光ＢＭを反射し、緑色画像光ＧＭを透過させ、それぞれの画像光を投射レンズ１０９に照射する。
　赤色画像光ＲＭ、緑色画像光ＧＭ、及び、青色画像光ＢＭは、投射レンズ１０９を介して図示しないスクリーン等へ投射される。赤色画像光ＲＭと、緑色画像光ＧＭと、青色画像光ＢＭにより可視光画像が表示される。
　本実施形態では、表示機構１０は、光源１０１として、発振波長が少なくとも１０（ｎｍ）以上異なる３つのグループの第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γを備えている。このため、第１青色レーザ光源１０１α～第３青色レーザ光源１０１γの発振波長の違いにより、フリンジの発生が抑制されている。
　一方、この種の反射型の液晶表示素子を使用している投影表示装置では、使用開始時に明るい領域と暗い領域に分かれるフリンジ（干渉縞）を生じることがある。使用開始時の液晶表示素子は、動作に適切な温度よりも低い温度であることが一般的であるため、液晶表示素子の温度が適切な温度に温まるまでの間、該液晶表示素子内の温度分布は不均一となっている。この結果、発振波長の異なる複数のレーザ光源を用いた場合であっても、例えば使用開始時のフリンジの発生の抑制が求められている。特に、光源として青色レーザ光源を用いた構成では、青色画像光ＢＭにフリンジが発生しやすい傾向にある。
　本実施形態では、図１に示すように、表示機構１０は、青色に対応した第３表示素子１０６Ｂの背面（青色照明光ＢＬが照射される側と反対の面）にヒートシンク１６０を介して配置されたヒータ（加熱部）１６１と、ヒートシンク１６０に設けられた温度センサ（第１温度センサ）１６２とを備える。ヒートシンク１６０は、アルミニウムなどの熱伝導性の高い金属で形成され、一定の厚みを有する板状部材である。ヒートシンク１６０は、第３表示素子１０６Ｂの背面よりも大きく形成され、この背面全体がヒートシンク１６０と接触する。
　ヒータ１６１は、ヒートシンク１６０を介して、第３表示素子１０６Ｂを温めるものであり、例えば、板状のセラミックスヒータを用いることができる。ヒータ１６１は、ヒートシンク１６０に配置されることにより、このヒートシンク１６０全体を温めることができ、ひいては第３表示素子１０６Ｂを均一に温めることができる。温度センサ１６２は、ヒートシンク１６０に取り付けられており、このヒートシンク１６０の温度を測定することで第３表示素子１０６Ｂの温度を間接的に検出することができる。
　また、第３表示素子１０６Ｂは、この素子回路内にバンドギャップ型の温度センサ（第２温度センサ）１６３を含む。バンドギャップ型の温度センサ１６３は、例えば、ダイオードを含む電気回路におけるダイオードの両端の電圧値に基づき温度を測定する半導体温度センサである。このバンドギャップ型の温度センサ１６３は、第３表示素子１０６Ｂの素子回路内に設けられているため、第３表示素子１０６Ｂの温度を直接、かつ正確に測定することができる。一方、バンドギャップ型の温度センサ１６３は、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されないと温度を測定できない。このため、本実施形態では、例えば投影表示装置１００の使用開始時など、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていない場合には、上記した温度センサ１６２の検出データを使用する。なお、青色に対応した第３表示素子１０６Ｂだけでなく、赤色および緑色に対応した第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇの背面にもそれぞれ、ヒートシンク１６０、ヒータ１６１、温度センサ（第１温度センサ）１６２およびバンドギャップ型の温度センサ（第２温度センサ）１６３を備えた構成としてもよい。
　次に、制御部１２について説明する。図２は、本実施形態に係る制御部の模式的なブロック図である。制御部１２は、図２に示すように、第１温度取得部２１と、第２温度取得部２２と、加熱制御部２３と、ファン制御部２４とを備える。加熱制御部２３およびファン制御部２４は、ハードウェアである集積回路で構成されていてもよいし、コンピュータの演算装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）及びメモリで構成され、メモリに記憶されたコンピュータプログラム（ソフトウェア）をＣＰＵによって実行させる構成としてもよい。なお、本実施形態では、ヒータ１６１の動作制御に関する部分を説明し、その他については説明を省略する。
　第１温度取得部２１は、温度センサ１６２が検出した温度データを取得する。本実施形態では、温度センサ１６２は、バンドギャップ型の温度センサ１６３と異なり、第３表示素子１０６Ｂへの電源供給の有無に拘わらず第３表示素子１０６Ｂの温度を検出することができる。第１温度取得部２１は、取得した温度データを加熱制御部２３およびファン制御部２４に出力する。
　第２温度取得部２２は、バンドギャップ型の温度センサ１６３が検出した温度データを取得する。第２温度取得部２２は、取得した温度データを加熱制御部２３およびファン制御部２４に出力する。第２温度取得部２２は、バンドギャップ型の温度センサ１６３から温度データの入力が無い場合には、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていないと判定し、この判定結果を加熱制御部２３およびファン制御部２４に出力してもよい。
　加熱制御部２３は、第１温度取得部２１または第２温度取得部２２から入力された温度データに基づき、ヒータ１６１の動作を制御する。本実施形態では、加熱制御部２３は、第１温度取得部２１のみから温度データが入力された場合には、入力された温度データに基づき、ヒータ１６１の動作を制御する。また、加熱制御部２３は、第１温度取得部２１および第２温度取得部２２からそれぞれ温度データが入力された場合には、第２温度取得部２２から入力された温度データを優先し、この温度データに基づき、ヒータ１６１の動作を制御する。すなわち、加熱制御部２３は、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていないときには、温度センサ１６２の検出データを使用し、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給された後は、温度センサ１６２に代えてバンドギャップ型の温度センサ１６３の検出データを使用する。この構成によれば、第３表示素子１０６Ｂの温度を直接、かつ正確に測った温度データを使用することができる。
　加熱制御部２３は、第１温度取得部２１または第２温度取得部２２から入力された温度データが所定の第１温度よりも低い場合には、ヒータ１６１をオン（動作）させる制御を行う。この第１温度は、第３表示素子１０６Ｂの動作に適切な温度帯よりも低い温度に設定されている。この制御により、ヒータ１６１が作動するため、ヒートシンク１６０を介して、第３表示素子１０６Ｂが動作に適切な温度まで均一に温められる。また、加熱制御部２３は、第１温度取得部２１または第２温度取得部２２から入力された温度データが、第１温度よりも高い第２温度に達すると、ヒータ１６１をオフ（停止）させる制御を行う。この第２温度は、第３表示素子１０６Ｂの動作に適切な温度帯に含まれる温度に設定されている。この構成では、第３表示素子１０６Ｂは、動作に適切な温度帯まで十分に温められているため、過剰な加温を避けるためにヒータ１６１をオフにする。
　ファン制御部２４は、第１温度取得部２１または第２温度取得部２２から入力された温度データに基づき、ファン１６４の動作を制御する。このファン１６４は、例えば、表示機構１０を収容した筐体（不図示）内に設けられ、この筐体内の空気を排出することにより、外気を筐体内に取り入れて表示機構１０（特には第３表示素子１０６Ｂ）を冷却するための排気ファンである。ファン制御部２４は、上記した加熱制御部２３と同様に、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていないときには、温度センサ１６２の検出データを使用し、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給された後は、温度センサ１６２に代えてバンドギャップ型の温度センサ１６３の検出データを使用する。
　ファン制御部２４は、第１温度取得部２１または第２温度取得部２２から入力された温度データが、第１温度よりも高い第２温度に達すると、ファン１６４を動作させる制御を行う。これにより、第３表示素子１０６Ｂの温度が過剰に上がることを防止できる。本実施形態では、ヒータ１６１をオフさせる第２温度に達すると、ファン１６４を動作させる構成としたが、ファン１６４を動作させる温度は適宜変更してもよい。
　次に、制御部におけるヒータの制御動作について説明する。図３は、本実施形態に係る制御部の動作の手順を示すフローチャートである。図４は、図３の温度データを取得するステップの動作の手順を示すフローチャートである。図５は、環境温度に対する素子温度の変化状態の一例を示す図である。
　図３に示すように、制御部１２は、第３表示素子１０６Ｂの温度データを取得する（ステップＳ１０）。具体的には、制御部１２は、第１温度取得部２１または第２温度取得部２２により、第３表示素子１０６Ｂの温度データを取得する。温度データを取得するにあたり、制御部１２は、図４に示すように、第２温度取得部２２により、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されているか否かを判定する（ステップＳ２０）。本実施形態では、制御部１２の第２温度取得部２２は、バンドギャップ型の温度センサ１６３から温度データの入力があるか否かを判定し、この温度センサ１６３から温度データの入力が無い場合には、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていないと判定する。第２温度取得部２２は、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていない旨の判定結果を加熱制御部２３およびファン制御部２４に出力することが好ましい。なお、電源供給の有無を判定する手段を別途設けてもよいことは勿論である。
　この判定において、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていない場合（ステップＳ２０；Ｎｏ）には、制御部１２は、第１温度取得部２１により、温度センサ１６２が検出した第３表示素子１０６Ｂの温度データを取得する（ステップＳ２１）。また、この判定において、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されている場合（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）には、制御部１２は、第２温度取得部２２により、バンドギャップ型の温度センサ１６３が検出した第３表示素子１０６Ｂの温度データを取得する（ステップＳ２２）。取得された温度データは、加熱制御部２３およびファン制御部２４にそれぞれ出力される。
　再び図３に戻り、制御部１２は、取得した温度データが所定の第１温度ｔ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。より詳しくは、制御部１２は、加熱制御部２３により、取得した温度データが所定の第１温度ｔ１以下であるか否かを判定する。この判定において、取得した温度データが所定の第１温度ｔ１以下でない場合（ステップＳ１１；Ｎｏ）、制御部１２は、処理をステップＳ１３に移行する。
　一方、取得した温度データが所定の第１温度ｔ１以下である場合（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、制御部１２は、加熱制御部２３により、ヒータ１６１をオン（動作）させる制御を行う（ステップＳ１２）。ここで、ヒータ１６１がすでにオンされている場合には、その状態を維持したまま処理をステップＳ１３に移行する。この制御により、ヒータ１６１が作動するため、ヒートシンク１６０を介して、第３表示素子１０６Ｂが動作に適切な温度まで均一に温められる。このため、例えば投影表示装置１００使用開始時においても、第３表示素子１０６Ｂの温度を早急に動作に適切な温度まで温めることができ、使用開始時のフリンジの発生の迅速に抑制することができる。
　次に、制御部１２は、取得した温度データが第１温度ｔ１よりも高く設定された第２温度ｔ２に達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。より詳しくは、制御部１２は、加熱制御部２３により、取得した温度データが第１温度ｔ１よりも高く設定された第２温度ｔ２に達したか否かを判定する。この判定において、取得した温度データが第２温度ｔ２に達していない場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）、制御部１２は、処理をステップＳ１０に戻す。
　一方、取得した温度データが第２温度ｔ２に達している場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、制御部１２は、加熱制御部２３により、ヒータ１６１をオフ（停止）させる制御を行う（ステップＳ１４）。さらに、制御部１２は、ファン制御部２４により、ファン１６４を動作させる制御を行い（ステップＳ１５）、処理を終了する。これらの制御により、第３表示素子１０６Ｂの温度が過剰に上がることを防止できるとともに、図５に示すように、第３表示素子１０６Ｂの素子温度を、ほぼ第２温度ｔ２に保持することができる。このため、投影表示装置１００は、フリンジが抑制された安定画像を表示することができる。
　以上説明したように、本実施形態に係る投影表示装置１００は、青色の波長帯の光を照射する光源１０１と、赤色、緑色、および青色にそれぞれ対応して配置され、各色に対応する画像光を生成する第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂと、少なくとも青色に対応した第３表示素子１０６Ｂの背面にヒートシンク１６０を介して配置されたヒータ１６１と、ヒートシンク１６０に設けられた温度センサ１６２と、を含み、光源１０１は、発振波長の異なる複数のグループの青色レーザ光源を有し、温度センサ１６２の検出温度が所定の第１温度ｔ１よりも低い場合には、ヒータ１６１を動作させる加熱制御部２３を備える。この構成よれば、第３表示素子１０６Ｂの温度分布を減らした状態で、この第３表示素子１０６Ｂを適切な温度まで温めるとともに、レーザの発振波長を複数にすることで異なったフリンジの状態を重ね合わせることができ、フリンジを抑制することができる。これにより、投影表示装置１００は、使用可能となるまでの時間を短縮させることができるとともに、フリンジが抑制された安定画像を表示することができる。
　また、本実施形態に係る投影表示装置１００において、光源１０１は、発振波長の異なる３つのグループの第１青色レーザ光源１０１α、第２青色レーザ光源１０１βおよび第３青色レーザ光源１０１γを備える。この構成によれば、発振波長の違いにより、フリンジの間隔や山谷の位置が変わるため、特に青色画像のフリンジが低減される。
　また、本実施形態に係る投影表示装置１００において、複数のグループの発振波長は、それぞれ少なくとも１０（ｎｍ）異なっている。この構成によれば、フリンジの発生を効果的に抑制することができる。
　また、本実施形態に係る投影表示装置１００において、ヒータ１６１が配置された第３表示素子１０６Ｂは、バンドギャップ型の温度センサ１６３を含み、加熱制御部２３は、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていないときには、温度センサ１６２の検出データを使用し、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給された後は、温度センサ１６２に代えてバンドギャップ型の温度センサ１６３の検出データを使用する。この構成によれば、第３表示素子１０６Ｂの温度を直接、かつ正確に測った検出データを使用することができる。
　また、本実施形態に係る投影表示装置１００において、加熱制御部２３は、温度センサ１６２またはバンドギャップ型の温度センサ１６３の検出温度が第１温度ｔ１よりも高く設定された第２温度ｔ２に達するとヒータ１６１の動作を停止する。このため、第３表示素子１０６Ｂの温度が過剰に上がることを防止できるとともに、第３表示素子１０６Ｂの素子温度を、ほぼ一定温度に保持することができる。
　以上、本実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
　本実施形態の投影表示装置は、例えば反射型の液晶表示素子を使用した投影表示装置に利用することができる。
　１０　表示機構
　１２　制御部
　２１　第１温度取得部
　２２　第２温度取得部
　２３　加熱制御部
　２４　ファン制御部
　１００　投影表示装置
　１０１　光源
　１０１α　第１青色レーザ光源
　１０１β　第２青色レーザ光源
　１０１γ　第３青色レーザ光源
　１０６Ｒ　第１表示素子（赤色に対応する液晶表示素子）
　１０６Ｇ　第２表示素子（緑色に対応する液晶表示素子）
　１０６Ｂ　第３表示素子（青色に対応する液晶表示素子）
　１６０　ヒートシンク
　１６１　ヒータ（加熱部）
　１６２　温度センサ（第１温度センサ）
　１６３　温度センサ（第２温度センサ）
　１６４　ファン
　ｔ１　第１温度
　ｔ２　第２温度

Claims (5)

  1. 　青色の波長帯の光を照射する光源と、
    　赤色、緑色、および青色にそれぞれ対応して配置され、各色に対応する画像光を生成する液晶表示素子と、
    　少なくとも青色に対応した前記液晶表示素子の背面にヒートシンクを介して配置された加熱部と、
    　前記ヒートシンクに設けられた第１温度センサと、を含み、
    　前記光源は、発振波長の異なる複数のグループの青色レーザを有し、
    　前記第１温度センサの検出温度が所定の第１温度よりも低い場合には、前記加熱部を動作させる加熱制御部を備える投影表示装置。
  2. 　前記光源は、発振波長の異なる３つのグループの青色レーザを備える請求項１に記載の投影表示装置。
  3. 　複数の前記グループの発振波長は、それぞれ少なくとも１０（ｎｍ）異なっている請求項１または２に記載の投影表示装置。
  4. 　前記加熱部が配置された前記液晶表示素子は、バンドギャップ型の第２温度センサを含み、
    　前記加熱制御部は、該液晶表示素子に電源が供給されていないときには、前記第１温度センサの検出データを使用し、該液晶表示素子に電源が供給された後は、前記第１温度センサに代えて前記第２温度センサの検出データを使用する請求項１または２に記載の投影表示装置。
  5. 　前記加熱制御部は、前記第１温度センサまたは前記第２温度センサの検出温度が前記第１温度よりも高く設定された第２温度に達すると前記加熱部の動作を停止する請求項４に記載の投影表示装置。
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