KR20080060125A - 투사형 화상 표시 장치 - Google Patents

투사형 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20080060125A
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히로미쯔 타케나카
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Abstract

투사형 화상 표시 장치에 있어서, 간단하면서도 효율적인 구성에 의해 양호한 색 밸런스를 유지할 수 있도록 한다.
고체 광원으로부터의 조명광을 투과형 화상 표시 소자에 조사(照射)하여 화상을 확대 투영하는 투사형 화상 표시 장치로서, 표시 모드 설정 수단과, 고체 광원을 각각 독립적으로 냉각하는 냉각부와, 표시 모드 설정 수단에서 설정된 표시 모드와, 각 고체 광원의 온도에 의한 휘도 변화율을 포함하는 광학적 특성 및 각 고체 광원의 발광시의 열 발생량을 포함하는 열적 특성에 따라서, 냉각부의 냉각 능력의 크기를 설정하는 냉각 능력 설정 수단과, 냉각 능력 설정 수단에서 설정된 냉각 능력의 크기에 기초하여 냉각부를 구동하는 냉각 구동 수단을 구비하는 구성으로 한다.

Description

투사형 화상 표시 장치{Projection-type image display apparatus}
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 투사형 화상 표시 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 투사형 화상 표시 장치의 동작에 대해서 설명하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 변형예에 따른 투사형 화상 표시 장치의 개략적인 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1R, 1G, 1B : 고체 광원(광원) 2R, 2G, 2B : 냉각부
3R, 3G, 3B : 투과형 화상 표시 소자(화상 표시 소자)
6 : 냉각 구동 수단 7 : 표시 모드 설정 수단
8, 9 : 냉각 능력 설정 수단 8a : 냉각 능력 산출 수단
8b : 특성 파라미터 기억 수단 9a : 냉각 능력 선택 수단
9b : 냉각 능력 설정값 기억 수단 30 : 반사형 표시 소자
100, 110 : 투사형 화상 표시 장치
본 발명은 투사형 화상 표시 장치에 관한 것이다.
종래, 풀컬러(Fullcolor) 화상을 표시하기 위해서, 예를 들면, 적색, 녹색, 청색의 LED 광원 등의 복수의 고체 광원에 의한 조명광에 의해 화상 표시 소자를 조명(照明)하고, 화상 표시 소자에 표시된 각 색의 화상광을 합성하여 확대 투영하는 투사형 화상 표시 장치가 알려져 있다.
이러한 투사형 화상 표시 장치에서는, 확대 투영하기 위해서 고체 광원을 고휘도로 점등할 필요가 있으나, 고체 광원은 외부 환경의 온도 변화나 고체 광원의 자기 발열 등에 의해 휘도 저하를 일으키기 때문에, 각 고체 광원은 냉각 수단에 의해 냉각되는 것이 일반적이다.
이러한 투사형 화상 표시 장치로서, 예를 들면, 일본특개 2005-257873호 공보에는 복수의 광원부마다 냉각부가 설치되고, 광원부가 기준 온도일 때의 조명광의 광량을 기준으로 하여 소정 범위의 광량이 되도록 광원부를 냉각하는 프로젝터가 기재되어 있다.
또 일본특개 2006-139245호 공보에는, 색마다 발열량이 다른 복수의 광원이, 냉각용 유체를 순환시켜 냉각하는 복수의 열전도부에 각각 당접하여 설치되고, 그들 열전도부가 대응되는 광원의 발열량이 큰 순서, 또는 열 열화(劣化)가 큰 순서대로, 냉각용 유체의 상류측에서 하류측으로 배치된 투사형 영상 표시 장치가 기재되어 있다.
하지만, 상기한 바와 같은 종래의 투사형 화상 표시 장치에는 이하와 같은 문제가 있었다.
일본특개 2005-257873호 공보에 기재된 기술에서는, 기준 온도에 있어서 소정 범위의 광량이 되도록 냉각을 하는데, 일반적으로 동작시에는 환경 온도의 변화나 광원부의 자기 발열 등의 영향에 의해 광원부의 온도가 변화된다. 또 광원부의 자기 발열은 표시 모드 등에 의해서도 변화된다.
한편, 광원부의 휘도의 온도 특성은, 고체 광원에서는 광원부의 색마다 크게 다르다. 이 때문에, 각 광원부 사이에서 온도가 변화되는 경우나, 환경 온도와 같이 각 광원부가 일정한 온도 변화를 일으키는 경우라도, 광원부의 온도가 기준 온도에서 벗어나면 색 밸런스가 변화되어 화질이 떨어진다는 문제가 있다.
온도 변화에 따라서 냉각 조건을 변화시키는 냉각 제어를 행하는 것도 생각할 수 있으나, 온도 검지 수단(溫度 檢知 手段)이나 냉각 제어 기구 등을 설치해야 하기 때문에 장치 구성이 복잡해질 수 있다.
일본특개 2006-139245호 공보에 기재된 기술에서는, 각 광원의 발열량의 크기에 따라서 냉각 능력을 배분하기 때문에, 발열량이 변화되지 않는다면, 열 평형이 실현되어 각 광원의 온도를 안정시킬 수 있다. 단, 상술한 바와 같이, 환경 온도가 변화되어 열수지가 변화되거나, 광원의 자기 발열에 의해 발열량이 변화되거나 하는 경우에는, 광원의 온도가 변화되어 색 밸런스가 무너지게 되는 문제가 있다.
또 일본특개 2006-139245호 공보에서는, 온도에 의한 휘도 변화가 적은 광원 도 발열량에 따라서 냉각되므로, 그러한 광원에 대해서는 불필요한 냉각을 하게 되어 장치의 소비 에너지가 증가하는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제에 감안하여 이루어진 것으로, 간단하면서도 효율적인 구성에 의해 양호한 색 밸런스를 유지할 수 있는 투사형 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 투사형 화상 표시 장치는, 서로 다른 파장광을 발생시키는 복수의 광원으로부터의 조명광을 화상 표시 소자에 조사(照射)하여, 상기 화상 표시 소자에 표시된 화상을 확대 투영하는 투사형 화상 표시 장치로서, 상기 복수의 광원의 휘도 설정이 다른 복수의 표시 모드를 전환할 수 있도록 하는 표시 모드 설정 수단과, 상기 복수의 광원을 각각 독립적으로 냉각하는 복수의 냉각부와, 상기 표시 모드 설정 수단에서 설정된 표시 모드와, 적어도 상기 각 광원의 온도에 의한 휘도 변화율을 포함하는 광학적 특성 및 적어도 상기 각 광원의 발광시의 열 발생량을 포함하는 열적 특성에 따라서, 상기 각 냉각부의 냉각 능력의 크기를 설정하는 냉각 능력 설정 수단과, 상기 냉각 능력 설정 수단에서 설정된 냉각 능력의 크기에 기초하여 상기 복수의 냉각부를 구동하는 냉각 구동 수단을 구비하는 구성으로 한다.
본 발명에 의하면, 표시 모드 설정 수단에 의해 표시 모드가 설정되면, 냉각 능력 설정 수단에 의해 각 냉각부의 냉각 능력의 크기가 설정된다. 그리고, 냉각 구동 수단에 의해, 냉각 능력 설정 수단에서 각각 설정된 냉각 능력의 크기에 의해 각 냉각부가 구동된다.
냉각 능력 설정 수단에서 설정되는 냉각 능력의 크기는, 표시 모드와, 적어도 각 광원의 온도에 의한 휘도 변화율을 포함하는 광학 특성 및 적어도 각 광원의 발광시의 열 발생량을 포함하는 열적 특성에 따라서 설정되므로, 색 밸런스나 냉각 효율이 양호해지도록 냉각 능력을 설정할 수 있다.
여기서, 냉각 능력의 크기란, 직접적으로는 단위 시간에 빼앗을 수 있는 열에너지의 크기를 의미하지만, 본 명세서에서는, 실질적인 냉각 능력의 크기의 의미로 사용한다. 즉, 냉각부의 구성에 따라서 실직적인 의미의 냉각 능력의 크기를, 간접적으로 설정 가능한 단수 또는 복수의 파라미터의 크기도, 냉각 능력의 크기로 칭하기로 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 모든 도면에서, 실시형태가 다른 경우라도, 동일 또는 해당되는 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시형태에 따른 투사형 화상 표시 장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 투사형 화상 표시 장치의 개략적인 구성도이다.
본 실시형태의 투사형 화상 표시 장치(100)는 풀컬러 화상을 스크린(미도시)에 확대 투영하는 것으로, 예를 들면, 비디오 프로젝터, 프로젝션 텔레비젼 등의 투사형 화상 표시 장치로서 바람직하게 사용할 수 있는 것이다.
투사형 화상 표시 장치(100)의 개략 구성은, 도 1에 도시한 바와 같이, 고체 광원(1R, 1G, 1B), 투과형 화상 표시 소자(3R, 3G, 3B), 색 합성 수단(4), 투영 광학계(5), 냉각부(2R, 2G, 2B), 냉각 구동 수단(6), 표시 모드 설정 수단(7), 및 냉각 능력 설정 수단(8)으로 이루어진다.
고체 광원(1R, 1G, 1B)은 도시하지 않은 전원으로부터 전류의 공급을 받아, 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)에 대응되는 파장광을 발생시키는 고체 광원으로, 예를 들면, 반도체 레이저나 LED 등으로 구성된다. 본 실시형태에서는 LED를 채용하고 있다.
투과형 화상 표시 소자(3R, 3G, 3B)는 각각, 고체 광원(1R, 1G, 1B)으로부터 조사된 조명광을 R, G, B로 색 분해된 화상 데이터에 기초하여 공간 변조하는 디바이스로서, 본 실시형태에서는 표시면상에 2차원 격자 모양으로 배치된 화소마다 빛(光)의 투과율를 가변하는 액정 패널을 채용하고 있다.
각 고체 광원(1R, 1G, 1B)과 각 투과형 화상 표시 소자(3R, 3G, 3B) 사이의 광경로(光經路))상에는, 특별히 도시하지는 않았으나, 필요에 따라서 조명광을 투과형 화상 표시 소자의 표시면상에 집광하는 조명 광학계나, 조명광의 광량의 분포를 균일화하는 균일화 광학계 등의 광학 소자를 구비할 수도 있다.
색 합성 수단(4)은 투과형 화상 표시 소자(3R, 3G, 3B)에서 공간 변조된 빛을 각각의 화소 위치를 대응시킨 상태에서 동일한 광경로에 합성하고, 풀컬러 화상을 표시하는 화상광으로서, 투영 광학계(5)에 입사시키는 광학 소자이다. 색 합성 수단(4)의 구성은 예를 들면, 색선별프리즘(dichroic prism) 등을 채용할 수 있다.
투영 광학계(5)는 색 합성 수단(4)에 의해 동일 광 경로상에 합성된 화상광을 투영면을 향해서 확대 투영하는 렌즈 또는 렌즈군이다.
냉각부(2R, 2G, 2B)는 각각, 고체 광원(1R, 1G, 1B)을 냉각 능력 가변으로 냉각하는 것으로, 본 실시형태에서는 일례로서, 고체 광원(1R, 1G, 1B)에 각각 열전도 가능하도록 장착된 펠티에소자(Peltier effect device)와 펠티에소자에 열전도 가능하도록 장착된 방열팬으로 이루어지는 구성을 채용하고 있다.
이 경우, 냉각 능력은 각 펠티에소자에 공급하는 전류량에 의해 각각 독립적으로 변화시킬 수 있다.
냉각부(2R, 2G, 2B)는 냉각 구동 수단(6)에 전기적으로 접속되고, 냉각 구동 수단(6)으로부터의 제어 신호나 전류 공급 등을 받아 냉각을 개시, 종료하거나, 냉각 능력의 조건을 변경할 수 있도록 되어 있다.
냉각부로는 그 밖에도, 예를 들면, 적당한 공랭 냉각 기구, 액체 냉매를 순환시키는 액체 냉각 기구 등을 채용할 수 있다.
예를 들면, 공랭 냉각 기구를 사용하는 경우, 각 고체 광원에 방열 팬에 장착하고, 각 방열 팬에 대해서 각각 독립적인 전동 팬 등에 의해 송풍하는 구성을 채용할 수 있다. 이 경우, 냉각 능력은 각 전동 팬의 회전수를 바꾸거나 하여 송풍량을 변화시킴으로써 변화시킬 수 있다.
또 액체 냉각 기구를 사용하는 경우, 펌프 등에 유체 냉매를 순환시키는 냉각 배관을 열전도 가능한 방열 베이스를 통해서 각 고체 광원에 장착하는 구성을 채용할 수 있다. 이 경우, 냉각 능력은 각 냉각 배관 유체 냉매의 유속을 바꾸거 나, 그들의 유체 냉매의 온도를 바꾸거나 함으로써 변화시킬 수 있다.
표시 모드 설정 수단(7)은, 조작자가 조작 입력하는 조작부를 구비하고, 투영 화상의 표시 모드를 설정 또는 전환하기 위한 것으로, 예를 들면, 투사형 화상 표시 장치(100)의 조작 패널이나, 리모콘 장치 등으로 이루어진다.
표시 모드로는, 적어도 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 각각의 휘도 설정을 변화시키는 복수의 표시 모드를 구비한다. 예를 들면, 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 각각의 설정 휘도를 1R, 1G, 1B 라고 하면, 이들 세트(1R, 1G, 1B)는 하나의 표시 모드를 구성하고 있다.
이들 IR, IG, IB는 적당한 수치로 정의할 수 있으나, 이하에서는 간략화를 위해서, 예를 들면, 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 표준 휘도로 무차원화하여 나타내는 것으로 한다. 그리고, 간략화를 위해서, 표준의 표시 모드가 (1, 1, 1)로 나타나는 것으로 한다. 일반적으로는, 각 색의 설정 휘도는 필요에 따라서 다른 값, 예를 들면 (1.05, 0.95, 1)과 같이 설정할 수 있다.
또한, 투사형 화상 표시 장치(100)의 표시 모드로서, 이러한 휘도 설정에 의존하지 않는 표시 모드가 있을 수도 있으나, 본 실시형태의 설명에서는 표시 모드를 이 의미로 한정하여 사용한다.
표시 모드의 설정을 변경하면, 예를 들면, 색 밸런스, 색 재현성, 밝기 등을 일정한 조건으로 바꿀 수 있다.
광원의 색 밸런스에 따른 표시 모드로서, 예를 들면, 화상 광의 색 온도를 높음, 중간, 낮음 등의 여러 단계로 바꾸는 「색 온도 변경 모드」나, 게임기용, 텔레비젼용, 영화용 등의 영상 종류에 따라서 색 밸런스를 바꾸는 「영상 모드」를 들 수 있다.
또 색 재현성에 따른 표시 모드로서, 영상 신호의 종류에 따라서, 예를 들면, PC용, SDTV(Standard Definition Television)용, HDTV(High Definition Television)용 영상 신호의 각각의 색 재현에 적합한 휘도 설정을 행하는 「영상 신호 모드」를 들 수 있다.
또 밝기에 따른 표시 모드로서, 소비 전력을 바꾸기 위해서, 각 광원의 휘도를 고휘도, 표준, 에너지 절약 등의 여러 단계로 변화시키는 「에너지 절약 모드」를 들 수 있다.
냉각 능력 설정 수단(8)은 표시 모드 설정 수단(7)에서 설정된 표시 모드와, 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 광학적 특성 및 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 열적 특성에 따라서 냉각부(2R, 2G, 2B)의 냉각 능력의 크기를 설정하는 것이다. 본 실시형태에서는 광학적 특성은 적어도 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 온도에 의한 휘도 변화율을 포함하고, 열적 특성은 적어도 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 발광시의 열 발생량을 포함한다.
냉각 능력 설정 수단(8)의 개략 구성은, 본 실시형태에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 특성 파라미터 기억 수단(8b), 냉각 능력 산출 수단(8a)으로 이루어진다.
구체적인 구성으로는, 본 실시형태에서는 CPU, 메모리, 입출력부, 기억 장치 등으로 구성된 컴퓨터를 사용하고 있다. 이 때문에, 특성 파라미터 기억 수단(8b)은 기억 장치에 의해 실현되고, 냉각 능력 산출 수단(8a)은 그 제어 기능, 연산 기능에 대응하여 작성된 프로그램을 CPU에서 실행함으로써 실현하고 있다.
특성 파라미터 기억 수단(8b)은 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 광학적 특성 및 열적 특성을 복수의 특성 파라미터로 나누어, 이들 특성 파라미터마다 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 특성 차이를 저감시키기 위해서 필요한 특성별 냉각 능력 설정값을 기억하는 것이다.
본 실시형태에서는, 특성 파라미터로서 발열량 파라미터(p1), 열저항 파라미터(p2), 밝기의 기울기 파라미터(p3)로 나누고 있다.
이들 특성 파라미터와, 각 고정 광원별의 특성별 냉각 능력 설정값의 일례를 표 1에 나타낸다. 표 1에서, 「발열량」, 「열저항」, 「밝기의 기울기」는 각각, 상기한 특성 파라미터를 의미한다.
광원색 발열량(p1) 열저항(p2) 밝기의 기울기(p3) p
적색(R) 1 1 0.8 0.8
녹색(G) 2 1.2 0.4 0.96
청색(B) 1 1 0.1 0.1
발열량 파라미터(p1)는 열적 특성의 일례이고, 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 발광시의 열 발생량의 특성 차이를 저감시키기 위한 것이다.
LED 등의 고체 광원은, 파장에 의해 발광 효율이 다르기 때문에, 표준 색 밸런스를 얻기 위한 휘도로 발광시키는 경우, 자기 발열에 의한 열 발생량은 일반적으로는 다르다. 그래서, 발열량 파라미터의 특성별 냉각 능력 설정값은, 열 발생량에 따라서 평형 온도가 대략 일정해지는 냉각 능력의 크기를 사용한다.
예를 들면, 고체 광원(1R, 1B)의 열 발생량이 같은 정도이고, 고체 광원(1G)의 열 발생량이 큰 경우, 냉각부(2G)의 냉각 능력이 보다 큰 값이 되도록 설정한다. 예를 들면, 표 1에 나타낸 바와 같이, R, G, B의 순서대로 1, 2, 1을 설정한다.
열저항 파라미터(p2)는 열적 특성의 일례이고, 고체 광원과 냉각부 사이의 각 열저항 특성 차이를 저감시키기 위한 것이다.
예를 들면, 각 색의 고체 광원과 각 냉각부 사이의 열저항은, 그들 사이의 열전도 경로의 구조나 특성에 따라서 각각 다르므로, 열저항의 크기에 따라서 냉각 능력이 커지도록 설정함으로써, 열저항의 차이에 의한 열적 특성의 차이를 저감시킬 수 있다.
예를 들면, 고체 광원(1G)과 냉각부(2G) 사이의 열저항이 다른 열저항에 비해 큰 경우, 냉각부(2G)의 냉각 능력이 보다 큰 값이 되도록 설정한다. 예를 들면, 표 1에 나타낸 바와 같이, R, G, B의 순서대로 1, 1.2, 1을 설정한다.
밝기의 기울기 파라미터(p3)는 광학적 특성의 일례이고, 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 온도에 의한 휘도 변화율의 특성 차이를 저감시키기 위한 것이다.
LED 등의 고체 광원은, 일정한 전류를 공급하더라도 발광부의 온도에 대략 비례하여 휘도 저하를 일으키지만, 그 때의 휘도 변화율, 즉 휘도 변화 그래프의 경사는 고체 광원(1R, 1G, 1B)에 따라서 크게 다르다.
휘도 변화율이 작은 경우, 온도 변화의 크기에 비해서는 휘도가 변화되지 않기 때문에, 휘도 변화율의 크기에 따라서 냉각 능력을 설정하는 것이 냉각 효율상 바람직하다.
본 실시형태의 고체 광원(1R, 1G, 1B)의 경우, 이 순서대로 휘도 변화율이 작아지기 때문에, 각각의 정도에 따른 크기로 설정한다. 예를 들면, 표 1에 나타낸 바와 같이, R, G, B의 순서대로 0.8, 0.4, 0.1을 설정한다.
또한, 특성 파라미터로는, 상기한 특성 파라미터와 같이, 환경 온도 변화에 대해서 의존하기 어려운 특성값을 채용하는 것이 바람직하다.
냉각 능력 산출 수단(8a)은 표시 모드마다, 특성 파라미터 기억 수단(8b)에 기억된 특성 파라미터(p1, p2, p3)로부터, 각 냉각부에 설정하는 냉각 능력의 크기를 산출하는 연산을 행하는 것이다.
본 실시형태에서는 다음 식 (1)∼(3)에 의해 각 냉각부에 대한 냉각 능력의 크기(pR, pG, pB)를 다음과 같이 산출하고 있다.
pR=IR·p1R·p2R·p3R
pG=IG·p1G·p2G·p3G
pB=IB·p1B·p2B·p3B
여기서, piR, piG, piB(i=1, 2, 3)는 각각 R, G, B의 고체 광원, 냉각부 등에 관한 특성별 냉각 능력 설정값이다.
표 1의 특성별 냉각 능력 설정값을 사용하면, 표준의 표시 모드, 즉 IR=IG=IB=1의 경우, 표 중의 p와 같이, R, G, B 순서로 냉각 능력의 pR=0.8, pG=0.96, pB=O.1이 산출된다.
다음으로, 투사형 화상 표시 장치(100)의 동작에 대해서, 냉각 능력 설정 동작을 중심으로 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 투사형 화상 표시 장치의 동작에 대해서 설명하는 흐름도이다.
먼저, 단계 S1에 의해 표시 모드의 선택이 행해진다. 초기값은 표준 표시 모드가 설정되는데, 조작자는 표시 모드 설정 수단(7)에 의해 언제라도 자유롭게 표시 모드를 전환할 수 있다.
단계 S1에서 선택된 표시 모드의 정보는 냉각 능력 산출 수단(8a)으로 송출된다. 예를 들면, 표준의 표시 모드가 선택되었음이 통지된다.
단계 S2에서는, 송출된 표시 모드의 정보에 기초하여, 냉각 능력 산출 수단(8a)에 의해 수학식 1∼3의 연산에 필요한, 특성별 냉각 능력 설정값의 데이터를 특성 파라미터 기억 수단(8b)으로부터 읽어 들인다.
단계 S3에서는, 수학식 1∼3에 의해 각 색에 대응되는 냉각 능력의 크기(pR, pG, pB)를 산출한다.
그리고, 이들 pR, pG, pB의 수치가, 냉각 능력 산출 수단(8a)에서 냉각 구동 수단(6)으로 송출된다.
냉각 구동 수단(6)에서는, 이들 pR, pG, pB의 수치에 대응되는 냉각 능력의 크기를 실현하도록 냉각부(2R, 2G, 2B)를 구동한다. 본 실시형태에서는, 각 펠티에 소자에 공급하는 전류값을 설정하여 냉각 능력을 설정한다.
단계 S4에서는, 냉각 구동 수단(6)에 의해 냉각 운전을 개시한다. 이와 병행하여, 고체 광원(1R, 1G, 1B)으로 화상 신호가 송출되고, 화상 표시, 화상 투영이 행해진다.
단계 S5, S6은, 냉각 동작 개시 후에 표시 모드 설정 수단(7)이 조작되고, 표시 모드의 변경이 지시되었는지의 여부를 확인하는 루프 처리를 구성하고 있다.
표시 모드 설정 수단(7)으로부터 표시 모드의 변경이 지시된 경우에는 단계 S2로 진행하여 상기한 동작을 반복한다.
예를 들면, 휘도를 똑같이 떨어뜨리는 에너지 절약 모드(0.8, 0.8, 0.8)가 선택된 경우, 단계 S3에서 pR, pG, pB를 산출하는 경우, 수학식 1∼3에서 IR=IG=IB=0.8을 사용하여 산출한다.
표시 모드 설정 수단(7)으로부터 표시 모드의 변경 지시가 없는 경우에는, 단계 S6으로 진행한다.
단계 S6에서는, 냉각 운전 종료가 지시되었는지의 여부를 판정하고, 종료 지시가 없는 경우에는 단계 S5로 되돌아 간다. 종료 지시가 있는 경우에는 냉각 운전을 종료한다.
본 실시형태의 투사형 화상 표시 장치(100)에 의하면, 표시 모드마다 냉각 구동 수단(6)에 일정한 냉각 능력의 크기가 설정되고, 그 냉각 능력의 크기로 냉각부(2R, 2G, 2B)가 구동된다. 이 때문에, 광원 온도의 피드백 제어를 행하는 경우에 비해, 예를 들면, 온도 검출 센서나 피드백 제어 회로 등이 불필요해지기 때문에, 구성이 간단해져 콤팩트화를 도모할 수 있다.
한편, 본 실시형태에서는, 고체 광원의 온도는 어느 정도의 온도폭으로 변동된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 냉각 능력의 크기를, 고체 광원의 온도에 의한 휘도 변화율에 따른 특성 파라미터와 함께, 각 고체 광원의 발광시의 열 발생량에 따른 특성 파라미터를 사용하여 산출하고 있다.
이것에 의해, 온도 변화에 의해 휘도 변화를 일으키기 쉬운 고체 광원에, 보다 큰 냉각 능력을 설정하기 때문에, 이러한 고체 광원에서는, 자기 발열에 의한 온도 변동폭이 작아지고, 각 고체 광원 사이에서 실질적인 휘도 변화량이 균일화되어, 양호한 색 밸런스를 유지할 수 있다. 또 환경 온도에 대부분 의존하지 않는 특성 파라미터를 사용하여 냉각 능력의 크기를 설정하고 있기 때문에, 환경 온도의 변화에 대해서도 색 밸런스를 안정시킬 수 있다.
또 냉각 능력이 열 발생량과, 색 밸런스와의 필요에 따라서 분배되기 때문 에, 냉각부 전체적인 냉각 효율을 향상시킬 수 있어, 소비전력을 저감시킬 수 있다.
예를 들면, 표 1의 예에서, 밝기의 기울기 파라미터에만 착안하여, pR=0.8, pG=0.4로 설정하면, 녹색의 열 발생량에 대해서 냉각 능력이 매우 부족하게 되어, 결국, 고체 광원(1G)에서는 자기 발열에 의해 온도가 상승하고, 휘도 변화율이 작더라도 녹색의 휘도 변화가 커져 색 밸런스가 무너져 버린다.
한편, 발열량 파라미터에만 착안하여 냉각 능력을 설정하는 경우, 휘도 변화율이 큰 고체 광원(1R)의 온도를 고체 광원(1G)에 비해 충분히 저감시킬 수 없기 때문에, 적색의 휘도 변화량이 커져 색 밸런스가 무너져 버린다.
이에 대해서, 본 실시형태에서는, 휘도 변화율과 열 발생량에 따라서 pR=0.8, pG=0.96으로 하므로, 색 밸런스를 유지할 수 있다.
또한, 발열량 파라미터에만 착안하여 냉각 능력을 설정하는 경우, 냉각부(2B, 2R)의 냉각 능력은 같은 정도로 해야 하는데, 휘도 변화율은 8배나 다르지만, 본 실시형태에서는 냉각부(2B)에 냉각부(2R)의 1/8의 냉각 능력을 설정하고 있다.
이 때문에, 냉각 능력이 효율적으로 배분되어, 냉각에 필요한 소비전력이 저감된다.
다음으로, 본 실시형태의 변형예에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은, 본 발명의 실시형태의 변형예에 따른 투사형 화상 표시 장치의 개략 적인 구성도이다.
본 변형예의 투사형 화상 표시 장치(110)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 실시형태의 투과형 화상 표시 소자(3R, 3G, 3B), 냉각 능력 설정 수단(8)을 대신하여 반사형 표시 소자(30), 냉각 능력 설정 수단(9)을 구비하고, 또 미러(mirror : 10)를 추가한 것이다. 이하, 상기 실시형태와 다른 점을 중심으로 설명하기로 한다.
반사형 표시 소자(30)는 표시 화소에 따라서, 표시면상에 2차원 격자 모양으로 배열된 복수의 표시 요소의 반사 방향을 제어함으로써, 조명광을 공간 변조하여 화상을 표시하는 것이다. 본 변형예에서는, 표시 요소로서 화상 신호에 따라서 경사각이 온(ON) 상태와 오프(OFF) 상태의 2종류의 경사각으로 변화되는 마이크로 미러(Micro mirror : 미도시)를 격자 모양으로 2차원 배열한 DMD(Digital Micro mirror Device)를 채용하고 있다.
그리고, 반사형 표시 소자(30)는 색 합성 수단(4)과 투영 광학계(5) 사이의 광로 상에, 투영 광학계(5)에 표시면을 대향(對向)하여 배치되어 있다.
이 때문에, 고체 광원(1R, 1G, 1B)으로부터 출사된 조명광은 색 합성 수단(4)에 의해 합성되고 나서 미러(10)에 의해 편향되고, 반사형 표시 소자(30)의 표시면상을 조사(照射)하도록 되어 있다.
그리고, 미러(10)의 편향 방향은, 반사형 표시 소자(30)의 온 상태의 마이크로 미러에 의해 반사된 광이, 투영 광학계(5)의 광축을 따라서 투영 광학계(5)에 입사할 수 있도록 설정되어 있다.
냉각 능력 설정 수단(9)은 상기 실시형태와 같은 연산식으로 미리 산출된 모든 냉각 능력의 크기, 즉 표시 모드마다의 pR, pG, pB를 기억해 놓은 냉각 능력 설정 기억 수단(9b)과, 표시 모드 설정 수단(7)에서 설정된 표시 모드에 대응되는 냉각 능력의 크기를 냉각 능력 설정 기억 수단(9b)으로부터 읽어 내어, 냉각 구동 수단(6)에서 설정하는 냉각 능력 선택 수단(9a)으로 이루어진다.
본 변형예는, 냉각 능력 설정 수단은 복수의 표시 모드와, 각 광원의 광학적 특성 및 열적 특성에 따라서 미리 산출된 복수의 냉각 능력 설정값을 기억하는 냉각 능력 설정값 기억 수단을 구비하고, 냉각 능력의 크기를, 냉각 설정값 기억 수단에 기억된 복수의 냉각 능력 설정값으로부터 선택하여 설정하는 것으로 되어 있다.
이 경우, 연산 처리를 생략할 수 있기 때문에, 냉각 능력의 절환(切換) 처리를 신속하게 행할 수 있다
또한, 상기한 설명에서는 특성 파라미터로서 3종류의 특성 파라미터를 예로 들었으나, 특성 파라미터는 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 열적 특성의 일례로서, 온도에 대한 수명 특성을 들 수 있다. 이 경우, 일정 온도의 환경하에서의 수명이 짧은 것일수록 냉각 능력이 커지도록 설정할 수 있다.
또 예를 들면, 광학적 특성으로는, 온도에 의해 발광량이 변화되는 다른 특성값을 사용할 수 있다. 이 일례로서, 온도에 광원이 LED인 경우의 온도에 의한 내 부 양자 효율의 변화율을 들 수 있다. 이 경우, 내부 양자 효율이 나빠지면 발광량이 저하되기 때문에, 냉각 능력을 크게 하도록 설정하면 된다.
또 상기한 설명에서는, 각 냉각부에 대한 냉각 능력을 설정하는 연산식으로서, 각 특성별 냉각 능력 설정값의 곱을 포함하는 수학식 1∼3을 사용한 경우를 예로 들어 설명했으나, 이들 연산식은 특성 파라미터의 종류나 조합에 따라서 적당한 연산식, 함수형을 선택할 수 있으며, 수학식 1∼3에 한정되는 것은 아니다.
또 상기한 실시형태 및 변형예에 기재된 구성 요소는, 기술적으로 가능하다면, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 적당히 조합하여 실시할 수 있다.
여기서, 상기 실시형태의 용어와 특허 청구 범위의 용어의 대응 관계에 대해서 명칭이 다른 경우에 대해서 설명하기로 한다.
고체 광원(1R, 1G, 1B)은 광원의 일실시형태이다. 투과형 화상 표시 소자(3R, 3G, 3B), 반사형 표시 소자(30)는 각각 화상 표시 소자의 일실시형태이다.
본 발명의 투사형 화상 표시 장치에 의하면, 광원의 광학적 특성 및 열적 특성을 함께 고려한 냉각 능력을 설정할 수 있으므로, 간단하면서도 효율적인 구성에 의해 양호한 색 밸런스를 유지할 수 있다는 효과를 나타낸다.

Claims (3)

  1. 서로 다른 파장광을 발생시키는 복수의 광원으로부터의 조명광을 화상 표시 소자에 조사하여, 그 화상 표시 소자에 표시된 화상을 확대 투영하는 투사형 화상 표시 장치로서,
    상기 복수의 광원의 휘도 설정이 다른 복수의 표시 모드를 절환(切換) 가능하도록 하는 표시 모드 설정 수단과,
    상기 복수의 광원을 각각 독립적으로 냉각하는 복수의 냉각부와,
    상기 표시 모드 설정 수단에서 설정된 표시 모드와, 적어도 상기 각 광원의 온도에 의한 휘도 변화율을 포함하는 광학적 특성 및 적어도 상기 각 광원의 발광시의 열 발생량을 포함하는 열적 특성에 따라서, 상기 각 냉각부의 냉각 능력의 크기를 설정하는 냉각 능력 설정 수단과,
    상기 냉각 능력 설정 수단에서 설정된 냉각 능력의 크기에 기초하여, 상기 복수의 냉각부를 구동하는 냉각 구동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 능력 설정 수단은,
    상기 복수의 표시 모드와, 상기 각 광원의 광학적 특성 및 열적 특성에 따라서 미리 산출된 복수의 냉각 능력 설정값을 기억하는 냉각 능력 설정값 기억 수단 을 구비하고,
    상기 냉각 능력의 크기를, 상기 냉각 설정값 기억 수단에 기억된 상기 복수의 냉각 능력 설정값으로부터 선택하여 설정하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 냉각 능력 설정 수단은,
    상기 각 광원의 광학적 특성 및 열적 특성을 복수의 특성 파라미터로 나누어, 그 복수의 특성 파라미터마다 상기 각 광원간의 특성 차이를 저감시키기 위해서 필요한 특성별 냉각 능력 설정값을 기억하는 특성 파라미터 기억 수단과,
    상기 특성 파라미터 기억 수단에 기억된 상기 특성별 냉각 능력 설정값을, 상기 표시 모드마다 설정된 연산식에 기초하여 연산함으로써, 상기 각 광원의 냉각 능력의 크기를 산출하는 냉각 능력 산출 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치.
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