特開 2024-120218 投影表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024120218

(43)【公開日】2024-09-05

(54)【発明の名称】投影表示装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20240829BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240829BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20240829BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20240829BHJP

   G03B 21/16 20060101ALI20240829BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALN20240829BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 Z

G03B21/00 E

G02F1/133 580

H04N5/74 K

G03B21/16

G02F1/1333

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023026865

(22)【出願日】2023-02-24

(71)【出願人】

【識別番号】308036402

【氏名又は名称】株式会社ＪＶＣケンウッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅賀 稔樹

【テーマコード（参考）】

2H189

2H193

2K203

5C058

【Ｆターム（参考）】

2H189AA87

2H189AA88

2H189MA07

2H189NA05

2H193ZE32

2H193ZE37

2H193ZG22

2H193ZH18

2H193ZH33

2H193ZH35

2H193ZH65

2H193ZH73

2H193ZH74

2H193ZP12

2H193ZP15

2H193ZP16

2H193ZR04

2K203FA03

2K203FA24

2K203FA34

2K203FA44

2K203FA45

2K203FA54

2K203FA62

2K203LA03

2K203LA22

2K203LA37

2K203LA46

2K203LA56

2K203MA21

5C058AA18

5C058BA35

5C058EA26

5C058EA54

(57)【要約】

【課題】起動直後に安定した画像性能を実現できる投影表示装置を提供すること。
【解決手段】本実施形態に係る投影表示装置１００は、バンドギャップ型の温度センサ１６３を内蔵している第３表示素子１０６Ｂと、ヒータ１６１と、温度センサ１６２と、ファンと、各温度センサ１６２、１６３の検出温度に基づき、第３表示素子１０６Ｂ、ヒータ１６１及びファンの動作を制御する制御部１２と、を含み、制御部１２は、投影表示装置１００がスタンバイ状態の場合、第３表示素子１０６Ｂに対して電源を供給せずに、温度センサ１６２の検出温度に基づき、ヒータ１６１を動作させて第３表示素子１０６Ｂを目標温度に制御し、投影表示装置１００が起動すると、第３表示素子１０６Ｂに対して電源を供給し、温度センサ１６３の検出温度に基づき、ヒータ１６１及びファンの少なくとも一方を動作させて第３表示素子１０６Ｂを目標温度に制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１温度センサを内蔵している液晶表示素子と、
前記液晶表示素子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配置される第２温度センサと、
前記ヒートシンクを空冷する送風ファンと、
前記第１温度センサ及び前記第２温度センサの検出温度に基づき、前記液晶表示素子、前記加熱部及び前記送風ファンの動作を制御する制御部と、を含む投影表示装置であって、
前記制御部は、前記投影表示装置がスタンバイ状態の場合、前記液晶表示素子に対して電源を供給せずに、前記第２温度センサの検出温度に基づき、前記加熱部を動作させて前記液晶表示素子を目標温度に制御し、
前記投影表示装置が起動すると、前記液晶表示素子に対して電源を供給し、前記第１温度センサの検出温度に基づき、前記加熱部及び前記送風ファンの少なくとも一方を動作させて前記液晶表示素子を前記目標温度に制御する投影表示装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記液晶表示素子に電源を供給したタイミングで前記第１温度センサと前記第２温度センサとの検出温度の差分値を取得し、
少なくとも次回の前記スタンバイ状態において、前記第２温度センサの検出温度を前記差分値で補正した補正温度に基づいて前記加熱部を制御する請求項１に記載の投影表示装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記投影表示装置を起動させる目標起動時刻と、この目標起動時刻よりも所定時間前に前記投影表示装置を前記スタンバイ状態とするスタンバイ時刻とをそれぞれ設定可能なタイマ制御部を有する請求項１または２に記載の投影表示装置。

【請求項4】

前記液晶表示素子は、赤色、緑色、及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し、
前記第２温度センサ及び前記加熱部は、少なくとも青色に対応した前記液晶表示素子に前記ヒートシンクを介して配置される、請求項１または２に記載の投影表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示素子を使用した投影表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、表示される画像性能を良好に保つために、液晶表示素子の温度を使用環境温度よりも高い温度でほぼ一定に保つことが重要となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－２２７４８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、この投影表示装置では、起動後すぐに画像性能を発揮することが求められている。このため、液晶表示素子を加熱するヒータを設けた構成が想定される。しかし、ヒータを設けた構成であっても、このヒータは、投影表示装置の起動後に動作するため、液晶表示素子が所望の温度まで昇温するまでに時間を要し、起動直後の画像性能が安定しない点で改善の余地があった。

【0005】

本発明は、上記課題を鑑み、起動直後に安定した画像性能を実現できる投影表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様にかかる投影表示装置は、第１温度センサを内蔵している液晶表示素子と、液晶表示素子にヒートシンクを介して配置された加熱部と、ヒートシンクに配置される第２温度センサと、ヒートシンクを空冷する送風ファンと、第１温度センサ及び第２温度センサの検出温度に基づき、液晶表示素子、加熱部及び送風ファンの動作を制御する制御部と、を含み、制御部は、投影表示装置がスタンバイ状態の場合、液晶表示素子に対して電源を供給せずに、第２温度センサの検出温度に基づき、加熱部を動作させて液晶表示素子を目標温度に制御し、投影表示装置が起動すると、液晶表示素子に対して電源を供給し、第１温度センサの検出温度に基づき、加熱部及び送風ファンの少なくとも一方を動作させて液晶表示素子を目標温度に制御する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、投影表示装置が起動する前のスタンバイ状態の場合に、第２温度センサの検出温度に基づき、加熱部を動作させて液晶表示素子を目標温度に制御するため、起動直後に安定した画像性能を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態に係る表示装置の模式図である。

【図2】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】図３は、本実施形態に係る温度センサとバンドギャップ型の温度センサの動作の一例を示すタイムチャートである。

【図4】図４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。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明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。

【0010】

（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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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。

【0014】

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、青色レーザ光源の数は適宜変更することができ、１つ（単一波長）としてもよい。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

ところで、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は、起動直後から安定した画像性能を発揮することが求められているが、起動直後、表示画像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。起動直後の液晶表示素子は、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。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り、例えばフリンジなどの不具合が発生しやすい。特に、光源として青色レーザ光源を用いた構成では、青色画像光にフリンジが発生しやすい傾向にある。

【0031】

上記した不具合を解消するために、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２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。

【0032】

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。

【0033】

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１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が動作している時、すなわち第３表示素子１０６Ｂに電源（電力）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がスタンバイ状態にある時など、投影表示装置１００が起動しておらず、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。

【0034】

ここで、スタンバイ状態とは、投影表示装置１００が待機状態にあることをいい、投影表示装置１００に電源が供給されているものの、画像光が照射されていない状態をいう。すなわち、スタンバイ状態では、光源１０１及び各色の表示素子（第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂ）に電源が供給されていない。一方、起動とは、投影表示装置１００が運転動作を開始して画像光が照射されている状態、すなわち通常の運転状態を開始することをいう。投影表示装置１００が起動すると、光源１０１及び各色の表示素子（第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂ）に電源が供給される。この電源は、一般には商用電源であるが、これ限らずバッテリ電源を用いることもできる。

【0035】

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２温度センサ）１６２およびバンドギャップ型の温度センサ（第１温度センサ）１６３を備えた構成としてもよい。

【0036】

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。図３は、図３は、本実施形態に係る温度センサとバンドギャップ型の温度センサの動作の一例を示すタイムチャートである。制御部１２は、図２に示すように、第１電源制御部２１と、第２電源制御部２２と、第１温度取得部２３と、第２温度取得部２４と、加熱制御部２５と、ファン制御部２６と、タイマ制御部２７とを備え、これらがそれぞれバス３０に接続されている。

【0037】

制御部１２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、主としてヒータ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。

【0038】

第１電源制御部２１は、投影表示装置１００がスタンバイ状態にある場合の電源供給を制御するものである。具体的には、投影表示装置１００がスタンバイ状態となると、第１電源制御部２１は、少なくともヒータ１６１と温度センサ１６２とに電源を供給して、ヒータ１６１と温度センサ１６２とが動作可能とする。この場合、第１電源制御部２１は、光源１０１及び各色の表示素子（第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂ）に電源を供給しない。この構成では、スタンバイ時に使用する電力を抑えることができる。

【0039】

第２電源制御部２２は、投影表示装置１００が起動した以降の通常運転を行う場合の電源供給を制御するものである。具体的には、投影表示装置１００が起動すると、第２電源制御部２２は、光源１０１及び各色の表示素子（第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂ）に電源を供給する。これにより、第３表示素子１０６Ｂに設けられたバンドギャップ型の温度センサ１６３にも電源が供給される。本実施形態では、第２電源制御部２２は、温度センサ１６２を除いたすべての電気部品に電源を供給する。

【0040】

第１温度取得部２３は、バンドギャップ型の温度センサ（第１温度センサ）１６３が検出した温度データを取得する。バンドギャップ型の温度センサ１６３は、第２電源制御部２２の制御の下、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されると該第３表示素子１０６Ｂの温度を検出する。第１温度取得部２３は、取得した温度データを加熱制御部２５およびファン制御部２６に出力する。第１温度取得部２３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２５およびファン制御部２６に出力してもよい。

【0041】

第２温度取得部２４は、温度センサ（第２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２電源制御部２２の制御の下、投影表示装置１００が少なくともスタンバイ状態にある場合に、第３表示素子１０６Ｂの温度を検出する。第２温度取得部２４は、取得した温度データを加熱制御部２５に出力する。

【0042】

加熱制御部２５は、第１温度取得部２３または第２温度取得部２４から入力された温度データ（検出温度）に基づき、ヒータ１６１の動作を制御する。本実施形態では、投影表示装置１００がスタンバイ状態にある場合、加熱制御部２５は、第２温度取得部２４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。すなわち、加熱制御部２５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て、第３表示素子１０６Ｂが所定の目標温度となるように、ヒータ１６１の動作を制御する。この目標温度は、例えば第３表示素子１０６Ｂが適切に動作する温度帯に含まれる温度である。

【0043】

また、加熱制御部２５は、投影表示装置１００が起動して通常の運転状態にある場合、第１温度取得部２３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。すなわち、加熱制御部２５は、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して、第３表示素子１０６Ｂが所定の目標温度となるように、ヒータ１６１の動作を制御する。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、第３表示素子１０６Ｂを目標温度に精度良く制御することができる。

【0044】

上記したように、温度センサ１６２は、ヒートシンク１６０に設けられているため、バンドギャップ型の温度センサ１６３と比べて検出温度に誤差が生じる。このため、この誤差を小さく抑えることにより、投影表示装置１００がスタンバイ状態にある場合にも、第３表示素子１０６Ｂを目標温度に精度良く制御することが望ましい。本実施形態では、例えば、投影表示装置１００が起動した際に、加熱制御部２５は、第１温度取得部２３及び第２温度取得部２４から入力された各温度データに基づき、温度センサ１６２とバンドギャップ型の温度センサ１６３との差分値（温度差）を算出して記憶する。そして、投影表示装置１００が少なくとも次回以降のスタンバイ状態にある場合、加熱制御部２５は、第２温度取得部２４から入力された温度データを記憶した差分値で補正した補正温度データに基づき、ヒータ１６１の動作を制御する。この差分値は、一度算出したものを記憶して継続使用しても良いし、毎回新たに算出したものを記憶して次回に使用しても良い。この構成によれば、二回目以降のスタンバイ状態において、第３表示素子１０６Ｂを目標温度に精度良く制御することができる。

【0045】

ファン制御部２６は、第２温度取得部２４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２６は、投影表示装置１００がスタンバイ状態にある場合、すなわち、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されていない場合には、第３表示素子１０６Ｂを冷却する必要がなく、ファン１６４を動作させない。一方、投影表示装置１００が起動して通常の運転状態にある場合、すなわち、第３表示素子１０６Ｂに電源が供給されている場合には、ファン制御部２６は、第２温度取得部２４から入力された温度データが、例えば目標温度よりも高くなると、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。

【0046】

タイマ制御部２７は、投影表示装置１００を起動させる起動時刻を制御する。タイマ制御部２７は、例えばユーザの操作により、投影表示装置１００を起動させる起動時刻（目標起動時刻）ＴＭ２（図３参照）を設定することができる。この起動時刻ＴＭ２は、投影表示装置１００を実際の使用開始を希望する時刻である。タイマ制御部２７は、起動時刻ＴＭ２が設定されると、この起動時刻ＴＭ２よりも所定時間前にスタンバイ開始時刻（スタンバイ時刻）ＴＭ１を設定する。この所定時間は、例えば第３表示素子１０６Ｂが適切に動作する目標温度近くまで該第３表示素子１０６Ｂを温めるのに十分な時間である。この所定時間は、事前に設定した時間を使用してもよいが、第３表示素子１０６Ｂの実際の温度と目標温度とヒータ１６１の能力から算出した時間を使用してもよい。

【0047】

本実施形態では、投影表示装置１００は、スタンバイ開始時刻ＴＭ１になると、タイマ制御部２７の制御により、スタンバイ状態となる。投影表示装置１００がスタンバイ状態となると、図３に示すように、第１電源制御部２１（図２）の制御により、温度センサ１６２とヒータ１６１（図１）に電源が供給され、この温度センサ１６２の検出温度に基づいてヒータ１６１の動作が制御される。また、投影表示装置１００は、起動時刻ＴＭ２になると、タイマ制御部２７の制御により、起動して通常の運転状態となる。投影表示装置１００が通常の運転状態となると、第２電源制御部２２（図２）の制御により、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に電源が供給され、この温度センサ１６３の検出温度に基づいてヒータ１６１の動作が制御される。このように、制御部１２は、投影表示装置１００を起動させる起動時刻ＴＭ２と、この起動時刻ＴＭ２よりも所定時間前に投影表示装置１００をスタンバイ状態とするスタンバイ開始時刻ＴＭ１とをそれぞれ設定可能なタイマ制御部２７を有するため、ユーザが所望の時刻に、例えば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。

【0048】

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４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に示すように、スタンバイ開始時刻ＴＭ１に達する（ステップＳ１１）と投影表示装置１００はスタンバイ状態となり、制御部１２は、第１電源制御部２１（図２）の制御により、温度センサ１６２とヒータ１６１に電源を供給する（ステップＳ１２）。この電源供給によって、ヒータ１６１への通電が開始され、第３表示素子１０６Ｂが温められる。

【0049】

次に、制御部１２は、検出温度の差分値を記憶しているか否かを判定する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部１２は、加熱制御部２５により、温度センサ１６２とバンドギャップ型の温度センサ１６３との検出温度の差分値を記憶しているか否かを判定する。この判定において、検出温度の差分値を記憶している場合（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）には、制御部１２は、加熱制御部２５により、温度センサ１６２の検出温度を差分値で補正した補正温度に基づいて、第３表示素子１０６Ｂが目標温度となるようにヒータ１６１の動作を制御する（ステップＳ１４）。この構成により、例えば、二回目以降のスタンバイ状態において、第３表示素子１０６Ｂを目標温度に精度良く制御することができる。

【0050】

一方、検出温度の差分値を記憶していない場合（ステップＳ１３；Ｎｏ）には、制御部１２は、加熱制御部２５により、温度センサ１６２の検出温度に基づいて、第３表示素子１０６Ｂが目標温度となるようにヒータ１６１の動作を制御する（ステップＳ１５）。この構成によれば、例えば、初めてのスタンバイ状態において、バンドギャップ型の温度センサ１６３と比べて精度は高くないものの、消費電力を抑えつつ、第３表示素子１０６Ｂをほぼ目標温度に制御することができる。

【0051】

次に、制御部１２は、起動時刻ＴＭ２に至ったか否かを判定する（ステップＳ１６）。具体的には、制御部１２は、タイマ制御部２７により、予め設定された起動時刻ＴＭ２に至ったか否かを判定する。この判定において、起動時刻ＴＭ２に至っていない場合（ステップＳ１６；Ｎｏ）には、制御部１２は、処理をステップＳ１３に戻し、ステップＳ１３～ステップＳ１６を繰り返し実行する。一方、起動時刻ＴＭ２に至った場合（ステップＳ１６；Ｙｅｓ）には、制御部１２は、投影表示装置１００を起動させて通常の運転状態とし、第２電源制御部２２により、温度センサ１６２を除いたすべての電気部品に電源を供給する（ステップＳ１７）。すなわち、制御部１２は、第２電源制御部２２により、光源１０１及び各色の表示素子（第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂ）に電源を供給し、これにより、温度センサ１６２に代えて、第３表示素子１０６Ｂに設けられたバンドギャップ型の温度センサ１６３に電源が供給される。

【0052】

次に、制御部１２は、温度センサ１６２とバンドギャップ型の温度センサ１６３との検出温度の差分値を算出して記憶する（ステップＳ１８）。投影表示装置１００が起動した際には、温度センサ１６２とバンドギャップ型の温度センサ１６３の両方がほぼ同時間に動作している。このため、制御部１２は、加熱制御部２５により、第１温度取得部２３及び第２温度取得部２４から入力された各温度データに基づき、温度センサ１６２とバンドギャップ型の温度センサ１６３との差分値を算出して記憶する。この記憶した差分値は、次回以降のスタンバイ状態において、検出温度を補正する際に使用される（例えばステップＳ１４）。

【0053】

制御部１２は、バンドギャップ型の温度センサ１６３の検出温度に基づいて、第３表示素子１０６Ｂが目標温度となるようにヒータ１６１及びファン１６４の動作を制御する（ステップＳ１９）。この構成によれば、バンドギャップ型の温度センサ１６３は、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ため、第３表示素子１０６Ｂを目標温度に精度良く制御することができる。

【0054】

制御部１２は、終了操作があったか否かを判定する（ステップＳ２０）。具体的には、ユーザによって、例えば運転停止ボタンが操作されたか否かを判定する。この判定において、終了操作がなければ（ステップＳ２０；Ｎｏ）、制御部１２は、処理をステップＳ１９に戻してステップＳ２０～ステップＳ２０の処理を繰り返し実行する。一方、終了操作があれば（ステップＳ２０；Ｙｅｓ）、制御部１２は、処理を終了する。

【0055】

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、バンドギャップ型の温度センサ１６３を内蔵している第３表示素子１０６Ｂと、第３表示素子１０６Ｂ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に配置される温度センサ１６２と、ヒートシンク１６０を空冷するファン１６４と、各温度センサ１６２、１６３の検出温度に基づき、第３表示素子１０６Ｂ、ヒータ１６１及びファン１６４の動作を制御する制御部１２と、を含む投影表示装置１００であって、制御部１２は、投影表示装置１００がスタンバイ状態の場合、第３表示素子１０６Ｂに対して電源を供給せずに、温度センサ１６２の検出温度に基づき、ヒータ１６１を動作させて第３表示素子１０６Ｂを目標温度に制御し、投影表示装置１００が起動すると、第３表示素子１０６Ｂに対して電源を供給し、温度センサ１６３の検出温度に基づき、ヒータ１６１及びファン１６４の少なくとも一方を動作させて第３表示素子１０６Ｂを目標温度に制御する。この構成によれば、投影表示装置１００のスタンバイ状態からヒータ１６１を動作させて第３表示素子１０６Ｂが目標温度となるように制御し、投影表示装置１００が起動すると、第３表示素子１０６Ｂに対して電源を供給し、温度センサ１６３の検出温度に基づき、ヒータ１６１及びファン１６４の少なくとも一方を動作させて第３表示素子１０６Ｂを目標温度に制御するため、起動直後に安定した画像性能を早急に実現できる。さらに、投影表示装置１００のスタンバイ状態では、第３表示素子１０６Ｂに対して電源を供給しないため、電力消費量を抑えることができる。

【0056】

本実施形態に係る投影表示装置１００において、制御部１２は、第３表示素子１０６Ｂに電源を供給したタイミングでバンドギャップ型の温度センサ１６３と温度センサ１６２との検出温度の差分値を取得し、少なくとも次回のスタンバイ状態において、温度センサ１６２の検出温度を差分値で補正した補正温度に基づいてヒータ１６１を制御する。この構成によれば、温度センサ１６２の検出誤差を差分値で補正することにより、スタンバイ状態における第３表示素子１０６Ｂを目標温度に精度良く制御することができる。

【0057】

本実施形態に係る投影表示装置１００において、制御部１２は、投影表示装置１００を起動させる起動時刻ＴＭと、この起動時刻ＴＭ２よりも所定時間前に投影表示装置１００をスタンバイ状態とするスタンバイ開始時刻ＴＭ１とをそれぞれ設定可能なタイマ制御部２７を有する。この構成によれば、ユーザが所望の時刻に、例えば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。

【0058】

本実施形態に係る投影表示装置１００において、第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂは、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し、温度センサ１６２及びヒータ１６１は、少なくとも青色に対応した第３表示素子１０６Ｂにヒートシンク１６０を介して配置される。この構成によれば、特に、青色に対応する第３表示素子１０６Ｂの温度を目標温度に精度良く制御することができるため、起動直後に安定した画像性能を実現できる。

【0059】

以上、本発明の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。例えば、本実施形態では、タイマ制御部２７の動作によって、投影表示装置１００をスタンバイ及び起動の状態に制御した構成としたが、これに限るものではなく、例えば、ユーザが運転開始ボタンを操作することで投影表示装置１００を起動させる前に、予めスタンバイボタンを操作することで、温度センサ１６２及びヒータ１６１に電源を供給して投影表示装置１００をスタンバイ状態としてもよい。

【0060】

なお、本実施形態では、スタンバイ状態における目標温度と起動後の目標温度とは、同じ温度として説明したが、これらの目標温度を異ならせてもよい。例えばスタンバイ状態の目標温度（第１目標温度）を起動後の目標温度（第２目標温度）よりも低く設定してもよい。投影表示装置１００が起動すると、例えば光源１０１などのヒータ１６１以外の熱源により過大な熱が、各色の表示素子（第１表示素子１０６Ｒ、第２表示素子１０６Ｇ、第３表示素子１０６Ｂ）に供給されることがある。このため、スタンバイ状態の目標温度を起動後の目標温度よりも予め低く設定しておくことで、起動後の目標温度への収束時間を短く制御することが可能となる。

【符号の説明】

【0061】

１０ 表示機構
１２ 制御部
２１ 第１電源制御部
２２ 第２電源制御部
２３ 第１温度取得部
２４ 第２温度取得部
２５ 加熱制御部
２６ ファン制御部
２７ タイマ制御部
１００ 投影表示装置
１０１ 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２温度センサ）
１６３ 温度センサ（第１温度センサ）
１６４ ファン（送風ファン）
ＴＭ１ スタンバイ開始時刻
ＴＭ２ 起動時刻

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】