JP5573464B2 - 投射型表示装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクター等の投射型表示装置及びその制御方法に関する。

周知の通り、プロジェクター等の投射型表示装置は、光源、光変調装置、及び投射レンズを備えており、光源から射出された光を光変調装置で変調し、変調した光を投射レンズでスクリーンに投射することにより、スクリーン上に画像を表示する装置である。従来のプロジェクターは、光源としてハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等のランプを備えるものが一般的であったが、近年ではＬＤ（Laser Diode：レーザダイオード）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の固体光源を備えるものの開発も盛んに行われている。

ここで、プロジェクターの光源として用いられている上記の各種ランプは、印加される電圧がある電圧を下回ると消灯してしまい、再点灯が可能になるまでに長時間（例えば、数分程度以上の時間）を要するという性質がある。このため、このようなランプを備える従来のプロジェクターは、電源の瞬停（瞬間的な電圧低下）が生じた場合であっても、ランプの点灯状態をある程度の間（例えば、１秒程度）維持するための回路が設けられている。

以下の特許文献１には、入力電圧が所定の値以下に低下した場合に、コンバータ回路に対するＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御を変えることによりコンバータ回路から出力される電流を減らし、内部に蓄電されたエネルギーの急速な消耗を回避してランプの放電を維持する装置が開示されている。また、以下の特許文献２には、電源の瞬断を検出する瞬断検出手段の検出結果に基づいて、コンデンサーから放電灯へ供給する電力を低減することにより瞬断対策を行う装置が開示されている。

特開２００４−３０３５０７号公報 特開２００２−３６７７９１号公報

ところで、固体光源は、上述した各種ランプとは異なり、印加される電圧が仮に０［Ｖ］に低下したとしても、固体光源を点灯させる所定の電流を供給すれば即座に再点灯が可能であるという性質がある。このため、光源として固体光源を備えるプロジェクターでは、上述した特許文献１，２のように瞬停が生じた場合に点灯に必要な最低限の電力をランプに供給し続けるといった制御が不要であり、ランプの点灯状態を維持するための回路が不要になるとも考えられる。

しかしながら、固体光源を備えるプロジェクターにおいて、点灯状態を維持するための回路を省いてしまうと、瞬停が生ずる度にスクリーンに対する画像の表示が停止されてしまい、プロジェクターが故障したとユーザが誤って判断してしまう虞がある。また、瞬停によって停止した画像を再びスクリーン上に表示するには、ユーザがプロジェクターの電源を再投入する必要があり、煩わしい操作をユーザに強いてしまう。これらを考慮すると、固体光源を備えるプロジェクターにおいても、瞬停が生じた場合に点灯状態を維持するための回路は備えている必要がある。

ここで、上述した特許文献１，２に開示された回路は、瞬停が生じた場合に点灯に必要な最低限の電力をランプに供給し続ける必要があることから効率が悪く、点灯を維持できる時間が制限されるという問題があった。また、ランプに供給する電力を上記の最低限以下の電力にすることができないため、細かな制御を行って点灯時間を長くするといった対策を施すことができないという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電源の瞬停が生じた場合に固体光源の点灯が可能である時間を従来よりも長くすることができる投射型表示装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の投射型表示装置は、固体光源と、該固体光源からの光を変調する光変調装置と、該光変調装置で変調された光をスクリーンに投射する投射光学系とを備える投射型表示装置において、電源から供給される電力を用いて前記固体光源を駆動する電力を生成する電源装置と、前記電源の瞬停を検出する瞬停検出装置と、前記瞬停検出装置で前記電源の瞬停が検出された場合に、前記電源の瞬停が検出されてから回復するまでの瞬停期間の少なくとも一部の期間において、前記固体光源を消灯させる制御を行う制御装置とを備えることを特徴としている。
この発明によると、瞬停検出装置によって電源の瞬停が検出されると、電源の瞬停が検出されてから回復するまでの瞬停期間の少なくとも一部の期間において固体光源を消灯させる制御が制御装置によって行われる。これにより、固体光源での消費電力が低減されて固体光源の点灯が可能である時間を従来よりも長くすることができる。
また、本発明の投射型表示装置は、前記制御装置が、前記瞬停期間の全期間に亘って前記固体光源を消灯させる制御を行うことを特徴としている。
この発明によると、電源の瞬停が生じると瞬停期間の全期間に亘って固体光源が消灯されるため、固体光源での消費電力をほぼ零にすることができる。ここで、任意のタイミングで固体光源を点灯させる制御を行えば、蓄積された電力によって固体光源を即座に再点灯させることができる。
また、本発明の投射型表示装置は、前記制御装置が、前記電源装置から前記固体光源に供給される電力をパルス幅変調により間欠的に停止して、前記固体光源を間欠消灯させる制御を行うことを特徴としている。
この発明によると、電源の瞬停が生じると電源装置から固体光源に供給される電力がパルス幅変調により間欠的に停止されて固体光源が間欠消灯され、固体光源から射出される光の平均的な光量が低下するため、固体光源での消費電力が低減されて固体光源の点灯が可能である時間を従来よりも長くすることができる。
また、本発明の投射型表示装置は、前記固体光源が、複数の固体光源素子を備えており、前記制御装置が、前記瞬停期間の少なくとも一部の期間において前記固体光源素子のうちの少なくとも１つを消灯させる制御を行うことを特徴としている。
ここで、前記制御装置は、前記瞬停期間の全期間に亘って、前記固体光源素子のうちの一部を消灯させ、前記固体光源のうちの残りの一部を間欠消灯させる制御を行うことを特徴としている。
或いは、前記制御装置は、前記固体光源素子のうちの消灯させる固体光源素子を、順次切り替える制御を行うことを特徴としている。
このとき、前記制御装置は、消灯させる固体光源素子の切り替えを、予め設定された数の固体光源素子を単位として行うことを特徴としている。
更に、前記制御装置は、前記瞬停期間のうちの前記固体光源を点灯させる期間において、前記前記固体光源に供給する電流を低減する制御を行うことを特徴としている。
これらの発明によると、固体光源に設けられた複数の固体光源素子の点灯・消灯を様々に制御することが可能であるため、必要に応じて固体光源の消費電力をより細かく制御することができる。
本発明の投射型表示装置の制御方法は、固体光源と、該固体光源からの光を変調する光変調装置と、該光変調装置で変調された光をスクリーンに投射する投射光学系とを備える投射型表示装置の制御方法であって、前記固体光源を駆動する電力の生成に用いられる電源の瞬停を検出する検出ステップと、前記検出ステップで前記電源の瞬停が検出された場合に、前記電源の瞬停が検出されてから回復するまでの瞬停期間の少なくとも一部の期間において、前記固体光源を消灯させる制御を行う制御ステップとを有することを特徴としている。
この発明によると、電源の瞬停が検出ステップで検出されると、電源の瞬停が検出されてから回復するまでの瞬停期間の少なくとも一部の期間において固体光源を消灯させる制御が制御ステップで行われる。これにより、固体光源での消費電力が低減されて固体光源の点灯が可能である時間を従来よりも長くすることができる。

本発明の一実施形態による投射型表示装置としてのプロジェクターの全体構成を示すブロック図である。 プロジェクターが備える固体光源アレイを模式的に示す図である。 プロジェクターが備える光源装置の駆動回路の要部構成を示すブロック図である。 プロジェクターで瞬停発生時に行われる動作の概要を示すフローチャートである。 プロジェクターが備える光源装置の瞬停発生時における光出力変化の一例を示す図である。 プロジェクターが備える光源装置の瞬停発生時における光出力変化の一例を示す図である。 プロジェクターが備える光源装置の瞬停発生時における光出力変化の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による投射型表示装置及びその制御方法について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態は、本発明の一部の態様を示すものであり、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。尚、以下では、投射型表示装置としてプロジェクターを例に挙げて説明を進める。

図１は、本発明の一実施形態による投射型表示装置としてのプロジェクターの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、プロジェクター１は、照明装置１０、色分離導光光学系２０、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ（光変調装置）、クロスダイクロイックプリズム４０、及び投射光学系５０を備えており、外部から入力される画像信号に応じた画像光をスクリーンＳＣＲに向けて投射することによりスクリーンＳＣＲ上に画像を表示する。

照明装置１０は、光源装置ＬＳ、第１レンズアレイ１６、第２レンズアレイ１７、偏光変換素子１８、及び重畳レンズ１９を備えており、赤色光、緑色光、及び青色光を含む白色光を射出する。光源装置ＬＳは、固体光源アレイ１１（固体光源）、コリメーターレンズアレイ１２、集光光学系１３、蛍光生成部１４、及びコリメーター光学系１５を備えており、全体として白色光を射出する。

図２は、プロジェクターが備える固体光源アレイを模式的に示す図である。図２に示す通り、固体光源アレイ１１は、基板ＳＢと複数の固体光源素子１１ａとを備えており、駆動回路６０（図３参照）により駆動されて青色光を射出する。基板ＳＢは、固体光源素子１１ａが搭載される略矩形形状の板状部材である。この基板ＳＢは、固体光源素子１１ａに対する電力供給を仲介するとともに、固体光源素子１１ａから発せられる熱を放出する機能を有する。

固体光源素子１１ａは、青色光（発光強度のピーク：約４６０ｎｍ）を射出する半導体レーザーであり、基板ＳＢ上にマトリクス状に配列されている。図２に示す例では、５６個の固体光源素子１１ａが基板ＳＢ上に７行８列のマトリクス状に配列されており、同じ列に配置された固体光源素子１１ａが直列接続されている。つまり、符号Ｃ１が付された列に配置された８個の固体光源素子１１ａが直列接続され、符号Ｃ２が付された列に配置された８個の固体光源素子１１ａが直列接続されている。符号Ｃ３〜Ｃ８が付された列に配列された固体光源素子１１ａについても同様である。

図２に示す固体光源アレイ１１は、基板ＳＢ上に配列された５６個の固体光源素子１１ａの点灯・消灯を、各列Ｃ１〜Ｃ８に配列された８個の固体光源素子１１ａ（直列接続された８個の固体光源素子１１ａ）を単位として制御することができる。勿論、各列Ｃ１〜Ｃ８に配列された固体光源素子１１ａに流す電流を可変すれば、射出される青色光の強度を連続的に可変することができる。この固体光源素子１１ａは、一旦消灯させても所定の電流を供給すれば即座に再点灯が可能である。尚、本実施形態では、５６個の固体光源素子１１ａが７行８列のマトリクス状に配列されており、同じ列に配置された固体光源素子１１ａが直列接続されている例について説明するが、固体光源素子１１ａの総数及び配列のさせ方、並びに接続の仕方は任意である。

コリメーターレンズアレイ１２は、固体光源アレイ１１に設けられた複数の固体光源素子１１ａの各々に対応する複数のコリメーターレンズを備えており、固体光源素子１１ａの各々から射出される青色光を略平行化する。具体的に、コリメーターレンズアレイ１２は、５６個の平凸レンズであるコリメーターレンズを、７行８列のマトリクス状に配列してなるものである。このコリメーターレンズアレイ１２は、コリメーターレンズの凸面を固体光源アレイ１１に向け、且つ、各コリメーターレンズを各固体光源素子１１ａにそれぞれ対応させた状態で配置されている。

集光光学系１３は、第１レンズ１３ａ及び第２レンズ１３ｂを備えており、コリメーターレンズアレイ１２で略平行化された青色光を蛍光生成部１４の近傍の位置に集光する。第１レンズ１３ａ及び第２レンズ１３ｂは、両凸レンズからなる。尚、第１レンズ１３ａ及び第２レンズ１３ｂは、コリメーターレンズアレイ１２からの青色光を蛍光生成部１４の近傍の位置に集光できるのであれば、両凸レンズ以外のレンズを用いることも可能である。また、集光光学系１３をなすレンズの数は、１つであってもよく、３つ以上であっても良い。

蛍光生成部１４は、集光光学系１３の集光位置の近傍に配設され、集光光学系１３で集光された青色光のうちの一部から赤色光及び緑色光を含む蛍光を生成する蛍光層（図示省略）と、この蛍光層を担持する透明部材（図示省略）とを有する。具体的に、蛍光生成部１４は、集光光学系１３で集光された青色光がデフォーカス状態で蛍光層に入射する位置に配設される。蛍光生成部１４は、蛍光の生成に関わることなく蛍光層を通過する青色光を蛍光とともに含み、全体として白色光となる光を射出する。

上記の蛍光層は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを含有する層からなる。尚、蛍光層は、（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ以外のＹＡＧ系蛍光体を含有する層からなるもの、シリケート系蛍光体を含有する層からなるもの、或いはＴＡＧ系蛍光体を含有する層からなるものであっても良い。また、主励起光を赤色光に変換する蛍光体（例えばＣａＡｌＳｉＮ_３赤色蛍光体）と、主励起光を緑色に変換する蛍光体（例えば、βサイアロン緑色蛍光体）との混合物を含有する層からなるものであっても良い。

蛍光層は、集光光学系１３で集光された青色光のうちの一部を、赤色光（発光強度のピーク：約６１０ｎｍ）及び緑色光（発光強度のピーク：約５５０ｎｍ）を含む蛍光に変換して射出する。尚、青色光のうち、蛍光の生成に関わることなく蛍光層を通過する一部の青色光は、蛍光とともに射出される。このとき、青色光は蛍光層中で散乱又は反射されるため、蛍光とほぼ同様の分布（いわゆるランバーシヤン分布）特性を有する光として蛍光層から射出される。尚、蛍光層を担持する透明部材は、例えば石英ガラス又は光学ガラスからなり、蛍光層の集光光学系１３側には、励起光を通過させて蛍光を反射する層（所謂、ダイクロイックコート）が形成されていてもよい。

コリメーター光学系１５は、第１レンズ１５ａ及び第２レンズ１５ｂを備えており、蛍光生成部１４からの光を略平行化する。第１レンズ１５ａ及び第２レンズ１５ｂは、両凸レンズからなる。尚、第１レンズ１５ａ及び第２レンズ１５ｂは、蛍光生成部１４からの光を略平行化できるのであれば、両凸レンズ以外のレンズを用いることも可能である。また、コリメーター光学系１５をなすレンズの数は、１つであってもよく、３つ以上であっても良い。

第１レンズアレイ１６は、複数の小レンズ１６ａを有しており、光源装置ＬＳからの光を複数の部分光束に分割する。具体的に、第１レンズアレイ１６が有する複数の小レンズ１６ａは、照明光軸ＡＸと直交する面内において、複数行及び複数列に亘ってマトリクス状に配列されている。尚、第１レンズアレイ１６が有する複数の小レンズ１６ａの外形形状は、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。

第２レンズアレイ１７は、第１レンズアレイ１６に設けられた複数の小レンズ１６ａに対応する複数の小レンズ１７ａを有する。つまり、第２レンズアレイ１７が有する複数の小レンズ１７ａは、第１レンズアレイ１６が有する複数の小レンズ１６ａと同様に、照明光軸ＡＸと直交する面内において、複数行及び複数列に亘ってマトリクス状に配列されている。この第２レンズアレイ１７は、重畳レンズ１９とともに、第１レンズアレイ１６が有する各小レンズ１６ａの像を液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。

偏光変換素子１８は、偏光分離層、反射層、及び位相差板（何れも図示省略）を有しており、第１レンズアレイ１６により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する。ここで、偏光分離層は、光源装置ＬＳからの光に含まれる偏光成分のうちの一方の直線偏光成分をそのまま透過させ、他方の直線偏光成分を照明光軸ＡＸに垂直な方向に反射する。また、反射層は、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸ＡＸに平行な方向に反射する。更に位相差板は、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する。

重畳レンズ１９は、その光軸が照明装置１０の光軸と一致するように配置されており、偏光変換素子１８からの各部分光束を集光して液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域近傍に重畳させる。尚、重畳レンズ１９は、１つのレンズで構成されていても良く、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていても良い。上述した第１レンズアレイ１６、第２レンズアレイ１７、及び重畳レンズ１９は、光源装置１０からの光を均一化するレンズインテグレーター光学系を構成している。尚、レンズインテグレーター光学系に代えてインテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系を用いることもできる。

色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１，２２、反射ミラー２３〜２５、リレーレンズ２６，２７、及び集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを備えており、照明装置１０からの光を赤色光、緑色光、及び青色光に分離して液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂにそれぞれ導光する。ダイクロイックミラー２１，２２は、所定の波長領域の光を反射して他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が透明基板上に形成されたミラーである。具体的に、ダイクロイックミラー２１は赤色光成分を反射して緑色光及び青色光成分を通過させ、ダイクロイックミラー２２は緑色光成分を反射して青色光成分を通過させる。

反射ミラー２３は赤色光成分を反射するミラーであり、反射ミラー２４，２５は青色光成分を反射するミラーである。リレーレンズ２６はダイクロイックミラー２２と反射ミラー２４との間に配設され、リレーレンズ２７は、反射ミラー２４と反射ミラー２５との間に配設される。これらリレーレンズ２６，２７は、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するために設けられる。集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂは、反射ミラー２３で反射された赤色光成分、ダイクロイックミラー２２で反射された緑色光成分、及び反射ミラー２５で反射された青色光成分を、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの画像形成領域にそれぞれ集光する。

ダイクロイックミラー２１で反射された赤色光は、反射ミラー２３で反射され、集光レンズ２８Ｒを介して赤色光用の液晶光変調装置３０Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１を通過した緑色光は、ダイクロイックミラー２２で反射され、集光レンズ２８Ｇを介して緑色光用の液晶光変調装置３０Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１，２２を通過した青色光は、リレーレンズ２６、反射ミラー２４、リレーレンズ２７、反射ミラー２５、及び集光レンズ２８Ｂを順に介して青色光用の液晶光変調装置３０Ｂの画像形成領域に入射する。

液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、入射された色光を外部から入力される画像信号に応じて変調して、赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光をそれぞれ生成する。尚、図１では図示を省略しているが、集光レンズ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂと液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとの間にはそれぞれ入射側偏光板が介在配置されており、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂとクロスダイクロイックプリズム４０との間にはそれぞれ射出側偏光板が介在配置されている。

液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂは、一対の透明なガラス基板の間に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、例えば、ポリシリコンＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスター）をスイッチング素子として備える。上述した不図示の入射側偏光板の各々を介した色光（直線偏光）の偏光方向が、液晶光変調装置３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂの各々に設けられたスイッチング素子のスイッチング動作によって変調されることにより、画像信号に応じた赤色の画像光、緑色の画像光、及び青色の画像光がそれぞれ生成される。

クロスダイクロイックプリズム４０は、上述した不図示の射出側偏光板の各々から射出された画像光を合成してカラー画像を形成する。具体的に、クロスダイクロイックプリズム４０は、４つの直角プリズムを貼り合わせてなる略立方体形状の光学部材であり、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。投射光学系５０は、クロスダイクロイックプリズム４０で合成されたカラー画像をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。

次に、光源装置ＬＳを駆動する駆動回路について説明する。図３は、プロジェクターが備える光源装置の駆動回路の要部構成を示すブロック図である。図３に示す通り、光源装置ＬＳの駆動回路６０は、電源装置６１及び制御装置６２を備えており、外部から供給される電源ＰＳを用いて光源装置ＬＳが備える固体光源アレイ１１の駆動制御を行う。尚、外部から供給される電源ＰＳは、電圧Ｖ１が例えば１００Ｖである商用電源である。

ここで、図３においては説明を簡単にするために、固体光源アレイ１１が備える複数の固体光源素子１１ａを、直列接続された８個を単位として固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８として図示している。つまり、図２中の列Ｃ１に配列されて直列接続されている８個の固体光源素子１１ａを固体光源素子Ｌ１として図示しており、図２中の列Ｃ２に配列されて直列接続されている８個の固体光源素子１１ａを固体光源素子Ｌ２として図示している。図２中の列Ｃ３〜Ｃ８の各々に配列されて直列接続されている固体光源素子１１ａについても同様に、固体光源素子Ｌ３〜Ｌ８として図示している。

固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８のカソードには、制御装置６２によってオン状態・オフ状態が制御されるスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８がそれぞれ接続されている。このスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８としては、例えばＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスター）を用いることができる。これらのスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８は、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯・消灯を制御するために設けられる。つまり、制御装置６２の制御によってスイッチＳＷ１〜ＳＷ８がオン状態にされれば固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８はそれぞれ点灯状態になり、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８がオフ状態にされれば固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８はそれぞれ消灯状態になる。

尚、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８のオン状態・オフ状態は個別に制御可能であるため、点灯・消灯の制御を固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８毎に行うことが可能である。また、スイッチＳＷ１〜ＳＷ８のオン状態のときに、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に供給する電流量を制御することもできる。固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に供給する電流量を制御することにより、固体光源アレイ１１から射出される青色光の光量を可変することができる。

電源装置６１は、電源ＰＳから供給される電力を用いて、固体光源アレイ１１を駆動する電力（例えば、電圧Ｖ２が３８０Ｖである直流電力）を生成して制御装置６２に供給する。この電源装置６１には、電源ＰＳの瞬停を検出する瞬停検出回路６１ａ（瞬停検出装置）が設けられており、瞬停検出回路６１ａの検出結果を示す検出信号Ｓ０が制御装置６２に出力される。尚、ここでは電源装置６１の内部に瞬停検出回路６１ａが設けられている例について説明するが、瞬停検出回路６１ａは電源装置６１の外部に設けられていても良い。

また、図３においては図示を省略しているが、電源装置６１には、ＰＦＣ（Power Factor Correction：力率改善）回路や、瞬停が生じた場合に固体光源アレイ１１の点灯を維持する電力を蓄えるコンデンサーが設けられている。電源装置６１に設けられるコンデンサーは、容量が増大することによる電源装置６１の大型化及び高コスト化のデメリットを考慮して、例えば瞬停が生じてから０．５秒程度の間、固体光源アレイ１１の点灯を維持できる程度の容量に設定される。

制御装置６２は、電源装置６１の出力電圧（電圧Ｖ２）を検出する電圧検出回路６２ａを備えており、電源装置６１から供給される電力を用いて固体光源アレイ１１の駆動を制御する。具体的には、固体光源アレイ１１の固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に接続されたスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８に対して制御信号Ｓ１〜Ｓ８をそれぞれ出力し、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８のオン状態・オフ状態を制御することにより固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯・消灯を個別に制御する。また、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に供給する電流量を制御することにより、固体光源アレイ１１から射出される青色光の光量制御を行う。

この制御装置６２は、瞬停検出回路６１ａから検出信号Ｓ０が出力された場合、或いは検出信号Ｓ０が出力されるとともに電圧検出回路６２ａでの検出電圧値が予め設定された閾電圧Ｖｔを下回った場合に、固体光源アレイ１１の消費電力を低減して固体光源アレイ１１からの点灯が可能である時間を長くするための制御を行う。前述した通り、電源装置６１に設けられるコンデンサー（瞬停が生じた場合に固体光源アレイ１１の点灯を維持する電力を蓄えるコンデンサー）は、容量の増大に伴うデメリットを考慮して容量が減じられる。よって、少ない容量のコンデンサーが電源装置６１に設けられている場合であっても、固体光源アレイ１１の点灯が可能である時間を極力長くするために固体光源アレイ１１の消費電力を低減する制御を行う。

具体的に、制御装置６２は、電源ＰＳの瞬停を示す検出信号Ｓ０が入力されてから瞬停が回復するまでの期間（瞬停期間）の少なくとも一部の期間において、固体光源アレイ１１を消灯させる制御を行う。ここで、固体光源アレイ１１は複数の固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８を備えており、これら固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯・消灯は制御装置６２によって個別に制御可能である。このため、制御装置６２による固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の制御方法は様々な方法が考えられるが、例えば以下の（１）〜（６）に示す制御方法を用いることができる。

（１）全間欠消灯制御
固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全てを一定のタイミングで間欠消灯させる制御方法である。具体的には、制御装置６２がスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８に対して制御信号Ｓ１〜Ｓ８を一定のタイミングで出力し、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８の全てを一定のタイミングで順次オン状態・オフ状態にすることにより、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯・消灯を繰り返す制御方法である。

（２）全間欠消灯ＰＷＭ制御
固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全てを間欠消灯させる期間をＰＷＭ制御する制御方法である。具体的には、上述した（１）の「全間欠消灯制御」と同様に、制御装置６２が固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全てを同じタイミングで間欠消灯させる制御を行うが、瞬停が生じてからの時間経過に伴って、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８を間欠消灯させる期間の長さを可変する（長くする）制御方法である。

（３）部分間欠消灯制御
固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部だけを一定のタイミングで間欠消灯させる制御方法である。具体的には、制御装置６２がスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８のうちの一部のみに対して制御信号を一定のタイミングで出力し、制御信号が出力されたスイッチ素子を一定のタイミングで順次オン状態・オフ状態にすることにより、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部だけの点灯・消灯を繰り返す制御方法である。

（４）部分間欠消灯ＰＷＭ制御
固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部だけを間欠消灯させる期間をＰＷＭ制御する制御方法である。具体的には、上述した（３）の「部分間欠消灯制御」と同様に、制御装置６２が固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部のみを同じタイミングで間欠消灯させる制御を行うが、瞬停が生じてからの時間経過に伴って、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部を間欠消灯させる期間の長さを可変する（長くする）制御方法である。

（５）全消灯制御
固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全てを瞬停期間の全期間に亘って消灯させる制御方法である。具体的には、検出信号Ｓ０が入力された時点で、制御装置６２がスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８に対して制御信号Ｓ１〜Ｓ８を出力し、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８の全てをオフ状態にすることにより、瞬停期間の全期間に亘って固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８を消灯させる制御方法である。

（６）部分消灯制御
固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部だけを瞬停期間の全期間に亘って消灯させる制御方法である。具体的には、検出信号Ｓ０が入力された時点で、制御装置６２がスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８の一部のみに対して制御信号を出力し、制御信号が入力されたスイッチ素子をオフ状態にすることにより、瞬停期間の全期間に亘って固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部だけを消灯させる制御方法である。

尚、以上の（１）〜（４），（５）の制御方法を組み合わせて、或いは変形してより細かな制御を行うことも可能である。例えば、上記（３）又は（４）の制御方法と（６）の制御方法とを組み合わせて、瞬停期間の全期間に亘って、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の一部を消灯させ、残りの一部を間欠消灯させる制御を行っても良い。また、上記（６）の制御方法を変形して、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８のうちの消灯させる固体光源素子を順次切り替える制御を行っても良い。例えば、時間経過に伴って固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の順で順次消灯させ、固体光源アレイ１１に設けられた５６個の固体光源素子１１ａのうちの８個を単位として順次消灯させるといった具合である。更に、以上の（１）〜（４），（５）の制御方法に加えて、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に供給する電流量の制御を行っても良い。

次に、上記構成におけるプロジェクター１の動作について説明する。図４は、プロジェクターで瞬停発生時に行われる動作の概要を示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートは、上記（４）の制御方法と（６）の制御方法とを組み合わせた制御が制御装置６２で行われる場合のフローチャートである。このフローチャートで示す処理は、駆動回路６０に設けられた制御装置６２から制御信号Ｓ１〜Ｓ８が出力されてスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８がオン状態になり、光源装置ＬＳが動作状態になる（固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８が点灯する）ことにより開始される。

まず、駆動回路６０に設けられた制御装置６２によって、電源ＰＳの瞬停が検出されたか否かが判断される（ステップＳ１１：検出ステップ）。具体的には、瞬停検出回路６１ａから瞬停が検出された旨を示す検出信号Ｓ０が出力されたか否かが制御装置６２で判断される。瞬停が検出されていないと判断した場合（判断結果が「ＮＯ」である場合）には、制御装置６２は、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ８をオン状態に維持するとともに固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に一定の電流を供給して、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯を継続させる（ステップＳ１２）。

これに対し、瞬停が検出されたと判断した場合（ステップＳ１１の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、制御装置６２は、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の各々について消灯させるべき固体光源素子であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここで、例えば固体光源素子Ｌ１〜Ｌ３が消灯させるべき固体光源素子として予め設定されているとすると、制御装置６２は制御信号Ｓ１〜Ｓ３を出力して、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ３に接続されたスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ３をオフ状態にして固体光源素子Ｌ１〜Ｌ３を消灯させる（ステップＳ１４：制御ステップ）。

次いで、制御装置６２は、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の各々について間欠消灯させるべき固体光源素子であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここで、例えば固体光源素子Ｌ４〜Ｌ６が間欠消灯させるべき固体光源素子として予め設定されているとすると、制御装置６２は、固体光源素子Ｌ４〜Ｌ６に接続されたスイッチ素子ＳＷ６〜ＳＷ７をＰＷＭ制御して固体光源素子Ｌ４〜Ｌ６を間欠的に消灯させる（ステップＳ１６：制御ステップ）。

以上の制御により、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８のうちの３つの固体光源素子Ｌ１〜Ｌ３に対して「部分消灯制御」が行われ、３つの固体光源素子Ｌ４〜Ｌ６に対して「部分間欠消灯ＰＷＭ制御」が行われる。尚、残りの２つの固体光源素子Ｌ７，Ｌ８は、制御装置６２から一定の電流が供給されて点灯が継続される。このように、瞬停が生じたときに、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８について、「部分消灯制御」や「部分間欠消灯ＰＷＭ制御」等が行われることにより固体光源アレイ１１の消費電力が低減され、固体光源アレイ１１の点灯が可能である時間を従来よりも長くすることができる。

尚、制御装置６２で上述した（１）〜（４）に示す制御の何れかが行われる場合には、ステップＳ１３の判断結果が「ＮＯ」、ステップＳ１５の判断結果が「ＹＥＳ」になり、ステップＳ１６において固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全て又は一部について間欠消灯制御或いは間欠消灯ＰＷＭ制御が行われる。また、制御装置６２で上述した（５），（６）に示す制御の何れかが行われる場合には、ステップＳ１３の判断結果が「ＹＥＳ」、ステップＳ１５の判断結果が「ＮＯ」になり、ステップＳ１４において固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全て又は一部について消灯制御が行われる。

次に、電源ＰＳの瞬停発生時における光源装置ＬＳの光出力の変化（青色光の強度変化）について幾つかの例を挙げて説明する。図５〜図７は、プロジェクターが備える光源装置の瞬停発生時における光出力変化の一例を示す図である。図５は、前述した（１）に示す「全間欠消灯制御」が行われたときの光源装置ＬＳの光出力の変化を示す図であり、図６は、前述した（２）に示す「全間欠消灯ＰＷＭ制御」が行われたときの光源装置ＬＳの光出力の変化を示す図である。また、図７は、前述した（２）に示す「全間欠消灯ＰＷＭ制御」と固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に供給する電流量の制御とが組み合わされた制御が行われたときの光源装置ＬＳの光出力の変化を示す図である。

まず、図５に示す例について説明する。この例では、図３に示す瞬停検出回路６１ａの検出結果に加えて、電圧検出回路６２ａの検出結果を用いて「全間欠消灯制御」が行われている。図５に示す通り、時刻ｔ１において電源ＰＳの瞬停が生じたとすると、瞬停検出回路６１ａから出力される検出信号Ｓ０がＨ（ハイ）レベルからＬ（ロー）レベルに変化する。検出信号Ｓ０がＬレベルに変化すると、電圧検出回路６２ａの検出電圧（即ち、電源装置６１の出力電圧Ｖ２）が予め設定された閾電圧Ｖｔを下回ったか否かが制御装置６２によって判断される。

電圧検出回路６２ａの検出電圧が閾電圧Ｖｔを下回っていない場合には、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯が継続される。これにより、電源装置６１に設けられた不図示のコンデンサーに蓄積された電力が徐々に消費され、電源装置６１の出力電圧Ｖ２が徐々に低下する。いま、図５に示す通り、時刻ｔ２において電圧検出回路６２ａの検出電圧が閾電圧Ｖｔを下回ったとする。すると、制御装置６２によって「全間欠消灯制御」が行われ、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全てが一定のタイミングで間欠消灯される。

固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８が間欠消灯されることで消費電力が低減され、符号Ｑ１１を付した曲線で示されている通り、出力電圧Ｖ２の低下率が緩やかになる。尚、図５において、符号Ｑ１２を付した曲線は、時刻ｔ２以降も固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯を継続した場合の出力電圧Ｖ２の変化を示す曲線である。このように、制御装置６２によって「全間欠消灯制御」が行われることにより、固体光源アレイ１１の点灯が可能である時間（出力電圧Ｖ２が零になるまでの時間）を長くすることができる。

次いで、図６に示す例について説明する。図６に示す通り、時刻ｔ１において電源ＰＳの瞬停が生じたとすると、瞬停検出回路６１ａから出力される検出信号Ｓ０がＨレベルからＬレベルに変化する。検出信号Ｓ０がＬレベルに変化すると、制御装置６２によって「全間欠消灯ＰＷＭ制御」が行われ、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の全てを間欠消灯する期間の長さが徐々に長くされる。

固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８が間欠消灯されることで消費電力が低減され、符号Ｑ２１を付した曲線で示されている通り、出力電圧Ｖ２の低下率が緩やかになる。尚、図６において、符号Ｑ２２を付した曲線は、時刻ｔ１以降も固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８の点灯を継続した場合の出力電圧Ｖ２の変化を示す曲線である。このように、制御装置６２によって「全間欠消灯ＰＷＭ制御」が行われることにより、固体光源アレイ１１の点灯が可能である時間（出力電圧Ｖ２が零になるまでの時間）を長くすることができる。

次いで、図７に示す例について説明する。図７に示す例においても、図６に示す例と同様に、電源ＰＳの瞬停が生じた時刻ｔ１以降に制御装置６２によって「全間欠消灯ＰＷＭ制御」が行われる。これに加えて、図７に示す例では、固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８が点灯している期間に固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８に供給される電流量が低減されている。このため、時刻ｔ１以降は、光源装置ＬＳの光出力が約半分程度に低下している。

固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８が間欠消灯されることに加えて電流量が低減されることで消費電力がより低減され、符号Ｑ３１を付した曲線で示されている通り、出力電圧Ｖ２の低下率がより緩やかになる。このように、制御装置６２によって「全間欠消灯ＰＷＭ制御」及び電流量の低減制御が行われることにより、固体光源アレイ１１の点灯が可能である時間（出力電圧Ｖ２が零になるまでの時間）を長くすることができる。

以上の通り、本実施形態では、電源ＰＳの瞬停が生じた場合に、制御装置６２が、瞬停の発生から回復するまでの瞬停期間の少なくとも一部の期間において、固体光源アレイ１１を消灯させる制御を行っている。このため、本実施形態では、固体光源アレイ１１の点灯が可能である時間を従来よりも長くすることができる。

ここで、瞬停期間の全期間に亘って固体光源アレイ１１を消灯させれば、固体光源アレイ１１での消費電力をほぼ零にすることができる。固体光源アレイ１１は、消灯させても再点灯が可能であるため、任意のタイミングで制御装置６２が固体光源アレイ１１を点灯させる制御を行えば、電源装置６１のコンデンサーに蓄積された電力によって固体光源アレイ１１を即座に再点灯させることができる。

以上、本発明の一実施形態による投射型表示装置及びその制御方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、以下に示す変形例が可能である。

（１）上記実施形態では、励起光としての青色光を射出する光源装置ＬＳと、光源装置ＬＳからの青色光の一部を赤色光及び緑色光に変換する蛍光生成部１４とを備える構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、励起光として紫色光又は紫外光を射出する光源装置と、紫色光又は紫外光から赤色光、緑色光、及び青色光を含む色光を生成する蛍光層とを備える構成であってもよい。また、上記実施形態においては、照明装置１０が全体として白色光を射出するように構成されている例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。照明装置１０は、白色光以外の光を射出するように構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、固体光源アレイ１１に配列された固体光源素子１１ａ（固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８）が半導体レーザーである場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、固体光源素子が発光ダイオードである固体光源アレイにも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、複数の固体光源素子を備える例について説明したが、本発明は１つの固体光源素子を備えるものにも適用可能である。

（３）上記実施形態では、光強度のピークが約４６０ｎｍである青色光を射出する半導体レーザーを固体光源素子１１ａ（固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８）として用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光強度のピークが４４０〜４５０ｎｍの青色光を射出する半導体レーザーを固体光源素子１１ａ（固体光源素子Ｌ１〜Ｌ８）として用いても良い。このような半導体レーザーを用いることにより、青色光から蛍光を生成する効率を向上させることができる。

（４）上記実施形態では、投射型表示装置として透過型のプロジェクターを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターにも本発明を適用することができる。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調装置が光を透過すものであることを意味し、「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調装置が光を反射するものであることを意味する。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。

（５）上記実施形態では、光変調装置として液晶光変調装置を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像信号に応じて入射光を変調するものであればよく、ライトバルブやマイクロミラー型光変調装置等を用いても良い。マイクロミラー型光変調装置としては、例えばＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

（６）上記実施形態では、３つの液晶光変調装置を用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１つ、２つ、又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。
（７）本発明は、投射画像を観察する側から投射するフロント投射型プロジェクターに適用することも、投射画像を観察する側とは反対の側から投射するリア投射型プロジェクターに適用することも可能である。

１…プロジェクター、１１…固体光源アレイ、１１ａ…固体光源素子、３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ…液晶光変調装置、５０…投射光学系、６１…電源装置、６１ａ…瞬停検出回路、６２…制御装置、Ｌ１〜Ｌ８…固体光源素子、ＰＳ…電源、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (8)

1. 固体光源と、該固体光源からの光を変調する光変調装置と、該光変調装置で変調された光をスクリーンに投射する投射光学系とを備える投射型表示装置において、
   電源から供給される電力を用いて前記固体光源を駆動する電力を生成する電源装置と、
   前記電源の瞬停を検出する瞬停検出装置と、
   前記電源装置から出力される電圧を検出する電圧検出回路と、
   前記瞬停検出装置で前記電源の瞬停が検出され、前記電圧検出回路による検出電圧が所定の値を下回った場合に、前記瞬停が回復するまでの少なくとも一部の期間において、前記固体光源を消灯させる制御を行う制御装置と
   を備えることを特徴とする投射型表示装置。
2. 前記制御装置は、前記電源装置から前記固体光源に供給される電力をパルス幅変調により間欠的に停止して、前記固体光源を間欠消灯させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の投射型表示装置。
3. 前記固体光源は、複数の固体光源素子を備えており、
   前記制御装置は、前記瞬停が回復するまでの少なくとも一部の期間において前記固体光源素子のうちの少なくとも１つを消灯させる制御を行う
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の投射型表示装置。
4. 前記制御装置は、前記固体光源素子のうちの一部を消灯させ、前記固体光源のうちの残りの一部を間欠消灯させる制御を行うことを特徴とする請求項３記載の投射型表示装置。
5. 前記制御装置は、前記固体光源素子のうちの消灯させる固体光源素子を、順次切り替える制御を行うことを特徴とする請求項３記載の投射型表示装置。
6. 前記制御装置は、消灯させる固体光源素子の切り替えを、予め設定された数の固体光源素子を単位として行うことを特徴とする請求項５記載の投射型表示装置。
7. 前記制御装置は、前記瞬停が回復するまでの前記固体光源を点灯させる期間において、前記固体光源に供給する電流を低減する制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の投射型表示装置。
8. 固体光源と、該固体光源からの光を変調する光変調装置と、該光変調装置で変調された光をスクリーンに投射する投射光学系とを備える投射型表示装置の制御方法であって、
   前記固体光源を駆動する電力の生成に用いられる電源の瞬停を検出する第１検出ステップと、
   前記固体光源を駆動する電力の電圧を検出する第２検出ステップと、
   前記第１検出ステップで前記電源の瞬停が検出され、前記第２検出ステップでの検出電圧が所定の値を下回った場合に、前記瞬停が回復するまでの少なくとも一部の期間において、前記固体光源を消灯させる制御を行う制御ステップと
   を有することを特徴とする投射型表示装置の制御方法。

Images