表示装置
【課題】画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明時に十分な画面輝度を得ることができる表示装置を提供する。
【解決手段】表示装置１は、透過型スクリーンと、発光色の異なる複数のＬＥＤ１１〜１３からなる光源とを備え、ＬＥＤ１１〜１３を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を透過型スクリーンに表示する。表示装置１は、カラー画像を透過型スクリーンに表示する画像表示モードと、光源からの照射光により透過型スクリーンを介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するメインコントローラ３１と、画像表示モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１〜１３を時分割で点灯させ、照明モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１〜１３のうちの少なくとも２つのＬＥＤを所定期間同時に点灯させるＤＭＤコントローラ３２とを備える。
【解決手段】表示装置１は、透過型スクリーンと、発光色の異なる複数のＬＥＤ１１〜１３からなる光源とを備え、ＬＥＤ１１〜１３を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を透過型スクリーンに表示する。表示装置１は、カラー画像を透過型スクリーンに表示する画像表示モードと、光源からの照射光により透過型スクリーンを介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するメインコントローラ３１と、画像表示モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１〜１３を時分割で点灯させ、照明モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１〜１３のうちの少なくとも２つのＬＥＤを所定期間同時に点灯させるＤＭＤコントローラ３２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、より詳細には、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの固体発光素子を用いて、透過型スクリーンにカラー画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）やプラズマディスプレイ等の大画面平面ディスプレイが急速に普及しているが、大画面化に伴い重量や消費電力が大きくなることから、１００インチを超える大画面ではプロジェクタ方式が多く用いられている。このようなプロジェクタ方式としては、前方のスクリーンに対して画像を投影するフロントプロジェクション方式と、透過型スクリーンを用いて、スクリーン背面側から画像を投影するリアプロジェクション方式とが知られている。
【０００３】
フロントプロジェクション方式のプロジェクタ（以下、前面投射型プロジェクタという）は、スクリーンに反射する外光に打ち勝つ光量が必要となることから、明るい場所での使用には適さず、暗い場所での使用が前提となっていた。一方、リアプロジェクション方式のプロジェクタ（以下、背面投射型プロジェクタという）は、スクリーン正面を反射防止処理するとともに、光源の光が直接目に入らないようにフレネルレンズやレンチキュラレンズを配置した透過型スクリーンを用いることで、ＬＣＤやプラズマディスプレイのような薄型平面ディスプレイと同じ環境で使うことができるようになっている。
【０００４】
しかし、ＬＣＤやプラズマディスプレイ、背面投射型プロジェクタを屋外等の明るい環境で使用する場合、画面の明るさの確保が問題となる。ＬＣＤの場合、自己発光型ではないため、バックライトを必要とし、構造上偏光板とカラーフィルタを通すことから光量のロスが生じる。また、プラズマディスプレイの場合、自己発光型であるが、発光画素数に応じて点灯し、特に画像色が白の場合には全点灯となるため、長時間白もしくは明るい画像を表示することは発熱や焼き付け、消費電力の点で好ましくない。
【０００５】
これに対して、例えば、特許文献１には、屋外等の明るい環境での使用を考慮した背面投射型プロジェクタが記載されている。これによれば、前面投射型プロジェクタに使用される画像表示手段の投射距離を変更することで、画像を縮小し、透過型スクリーンの画面輝度を高めている。
【０００６】
また、上述の前面投射型プロジェクタを照明装置として使用する技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。この特許文献２に記載の技術によれば、ＤＶＤ再生手段による再生の一時停止が検出されたときに、ＤＶＤ再生手段から出力される画像データに基づく表示画像から切り替えて所定の切替画像を表示する切替画像表示部と、リモコンから出力される操作信号に基づいて切替画像の輝度を設定する切替画像輝度設定部とを備え、画像切替時に、適切な輝度に調整して、切替画像を表示させながら、室内を照明できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２７６４８８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の前面投射型プロジェクタを照明装置として使う場合、照明時の輝度、すなわち、切替画像表示時の輝度がＤＶＤ再生による画像投影時の白色以上の輝度にはならず、また、前面投射型であるため、暗い環境での照明用途に限られてしまうという問題がある。さらに、従来のプロジェクタでは、一般に光源として使われているランプの寿命が短いため、照明装置として長時間の使用には適さない。
【０００９】
また、特許文献１に記載されたような背面投射型プロジェクタにすることで、明るい環境において照明装置として使用できると考えられるが、この場合も、前面投射型と同様に、照明時の輝度を画像投影時の白色以上の輝度にすることはできない。この理由について以下に説明する。
【００１０】
上記のようなプロジェクタでは、１枚のＤＭＤ（Digital Micromirror Device）チップを用いてＲＧＢの３原色分の画像を時分割表示する単板式が主流となっている。この時分割表示の場合、光源の発光周期毎に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）が順次点灯（オン）され、Ｒ，Ｇ，Ｂが同時に点灯（オン）されることがない。そして、順次点灯されたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光がＤＭＤで反射されることで、各色の画像が順番に透過型スクリーンに投影され、カラー画像が形成される。このとき最大輝度となる白色を表示させる場合、Ｒ，Ｇ，Ｂが全てＤＭＤで反射される。
【００１１】
一方、照明時においても、時分割でＲ，Ｇ，Ｂを順次点灯させるため、画像投影時と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が全てＤＭＤで反射されたときの白色が最大輝度となる。従って、１枚のＤＭＤチップを用いた単板式のプロジェクタを照明装置とした場合、照明時の輝度を画像投影時の白色以上の輝度にすることはできず、明るい場所などで照明装置として使用する場合に十分な画面（スクリーン）輝度を得ることができない。
【００１２】
本発明は、上述のごとく実情に鑑みてなされたものであり、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明時に十分な画面輝度を得ることができる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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、透過型スクリーンと、発光色の異なる複数の固体発光素子からなる光源とを備え、前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を前記透過型スクリーンに表示する表示装置であって、前記カラー画像を前記透過型スクリーンに表示する画像表示モードと、前記光源からの照射光により前記透過型スクリーンを介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するモード設定手段と、前記画像表示モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させ、前記照明モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子のうちの少なくとも２つの固体発光素子を所定期間同時に点灯させる点灯制御手段とを備えたことを特徴としたものである。
【００１４】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を異なる点灯比率で点灯させることを特徴としたものである。
【００１５】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を連続的に点灯させることを特徴としたものである。
【００１６】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記照明モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値は、前記画像表示モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値よりも大きいことを特徴としたものである。
【００１７】
第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記複数の固体発光素子の発光色は、赤，緑，青の３種類であることを特徴としたものである。
【００１８】
第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記モード設定手段は、ユーザによる操作指示に従って、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００１９】
第７の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、人感センサを備え、前記モード設定手段は、前記人感センサにより人間が近づいたことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００２０】
第８の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、計時部を備え、前記モード設定手段は、前記計時部により所定の時間になったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００２１】
第９の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、明るさセンサを備え、前記モード設定手段は、前記明るさセンサにより周囲の明るさが暗くなったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００２２】
第１０の技術手段は、第１〜第９のいずれか１の技術手段において、前記表示装置は、前記透過型スクリーンと前記光源とを含むユニットを１つの表示ユニットとし、複数の該表示ユニットを一体的に配置してスクリーン集合体として構成され、該スクリーン集合体は、前記複数の表示ユニットのうちの少なくとも１つの表示ユニットが前記照明モードに設定されていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、透過型スクリーンと、光源としてＬＥＤ等の固体発光素子とを備え、各固体発光素子を時分割点灯させて、画像を表示する表示装置において、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明モードでは少なくとも２つの固体発光素子を同時に点灯させることができるため、照明時に十分な画面輝度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る表示装置の概略構成を模式的に示した図である。
【図２】図１に示した光学エンジンの構成例を示す図である。
【図３】図１に示した表示装置の制御系の要部構成例を説明するためのブロック図である。
【図４】表示装置が備える光源の発光タイミングの一例を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る表示装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の表示装置に係る好適な実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る表示装置の概略構成を模式的に示した図で、図中、１は表示装置を示す。表示装置１は、１枚のＤＭＤチップを用いた単板式の背面投射型プロジェクタにより画像表示を行うもので、透過型スクリーン２と、リフレクタミラー５と、光学エンジン１０とを備える。透過型スクリーン２は、視認者側に配置されるレンチキュラレンズ３と、光源側に配置されるフレネルレンズ４とが向かい合わせで配置される。レンチキュラレンズ３の視認者側表面には、透明保護シートを配置することもできる。レンチキュラレンズ３は、水平方向に伸びる黒色部と光源からの光が透過するレンズ部が交互に配置される。フレネルレンズ４は、光源よりの投射光軸中心に対応した同心円状のレンズで構成され、全ての方向からの投射光がレンチキュラレンズ３のレンズ部に入るように導光される。
【００２７】
光学エンジン１０から拡大投影される画像光は、透過型スクリーン２に対向して傾斜した状態で設けられたリフレクタミラー５に照射され、このリフレクタミラー５にて反射された画像光が、透過型スクリーン２の背面に投射される。透過型スクリーン２は、拡大投射される画像光によって、その前面に画像を表示する。
【００２８】
図２は、図１に示した光学エンジン１０の構成例を示す図である。光学エンジン１０は、光源として、発光色の異なる複数の固体発光素子の一例であるＬＥＤ１１，１２，１３を備える。ＬＥＤ１１の発光色は緑色（Ｇ）、ＬＥＤ１２の発光色は赤色（Ｒ）、ＬＥＤ１３の発光色は青色（Ｂ）である。表示装置１は、透過型スクリーン２と、ＬＥＤ１１，１２，１３からなる光源とを備え、ＬＥＤ１１，１２，１３を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を透過型スクリーン２に表示する。
【００２９】
より具体的に説明すると、光源であるＬＥＤ１１，１２，１３がそれぞれ所定のタイミングで順次点灯され、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの単色光が時分割で照射される。光源からのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光は、コリメータレンズ１４で平行光に変換され、対応する色のみが反射されるダイクロイックミラー１５，１６でＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光が同一光軸上に導光される。同一光軸上に導光された光は、ロッドレンズ１７、フライアイレンズ１８を通過し、ミラー１９で反射され、さらに、所定の拡散光となるように、凸レンズ２０を通過して、ＤＭＤ２１に入射される。
【００３０】
ＤＭＤ２１は、１つのマイクロミラーが１つの画素を構成し、画素数に応じて、多数のマイクロミラーが二次元的に配列されている。また、ＤＭＤ２１は、各マイクロミラーの振れ角が画像信号に応じて２値的（オン／オフ）に変化するように制御される。
【００３１】
すなわち、Ｒ光源，Ｇ光源，Ｂ光源の点灯に同期して、画像信号に応じてマイクロミラーの振れ角がオンされる。例えば、Ｒ光源が点灯した場合、これに同期して、画像信号のＲ成分を含む画素についてマイクロミラーがオンされ、マイクロミラーでＲ光源からの光を反射させる。この際、画像信号のＲ成分を含まない画素についてはマイクロミラーがオフされ、Ｒ光源からの光は図示しない光吸収板により吸収される。同様にして、Ｇ光源、Ｂ光源からの光についてもマイクロミラーで反射させる。
【００３２】
そして、マイクロミラーで順次反射されたＲ，Ｇ，Ｂの反射光（画像光）は拡大光学系で構成されるプロジェクションレンズ２２に入射され、プロジェクションレンズ２２で所定の拡散角で拡大され、透過型スクリーン２に投影される。このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の単色画像光を透過型スクリーン２に順次投影することで、１つのカラー画像を形成することができる。なお、Ｒ光源，Ｇ光源，Ｂ光源それぞれの点灯期間（発光期間）に対応して、マイクロミラーがＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応した単色画像光を透過型スクリーン２に形成するが、各光源の発光期間中において、マイクロミラーのオン時間、すなわち、透過型スクリーン２に向けて反射している時間を変えることにより画素単位で光量を変えることができる。
【００３３】
上記の説明では、光源の固体発光素子としてＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤを用いたが、ＬＥＤの代わりにレーザ光源を用いてもよい。また、１色あたり複数のＬＥＤやレーザを用いたり、ＬＥＤとレーザを組み合わせてもよい。
【００３４】
図３は、図１に示した表示装置１の制御系の要部構成例を説明するためのブロック図である。図中、３１はメインコントローラ、３２はＤＭＤコントローラ、３３はＬＥＤドライバ部、３４は操作部、３５は人感センサ、３６は計時部、３７は明るさセンサを示す。メインコントローラ３１は、表示装置１の制御を行うためのＣＰＵ，メモリなどで構成される制御部である。ＤＭＤコントローラ３２は、ＤＭＤ２１のマイクロミラーのオン／オフを制御すると共に、ＬＥＤドライバ部３３を制御して、ＬＥＤ１１，１２，１３からなる光源の点灯を制御する。操作部３４は、ユーザが表示装置１に対して各種操作を行うための操作ボタンなどで構成され、例えば、リモコンなどであってもよい。
【００３５】
本発明の主たる特徴部分は、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明時に十分な画面輝度を得ることにある。このための構成として、表示装置１は、カラー画像を透過型スクリーン２に表示する画像表示モードと、ＬＥＤ１１，１２，１３からなる光源からの照射光により透過型スクリーン２を介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するモード設定手段と、画像表示モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１，１２，１３を時分割で点灯させ、照明モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１，１２，１３のうちの少なくとも２つのＬＥＤを所定期間同時に点灯させる点灯制御手段とを備える。なお、モード設定手段はメインコントローラ３１により実現され、点灯制御手段はＤＭＤコントローラ３２により実現される。
【００３６】
上記において、メインコントローラ３１は、ユーザによる操作指示に従って、画像表示モードと照明モードの切り替えを行うことができる。例えば、ユーザが表示装置１で画像を表示させている場合、つまり、「画像表示モード」に設定されている場合について想定する。このときの画像は、表示装置１がチューナ機能を備えている場合にはテレビ画像であってもよいし、ＤＶＤなどの記録媒体から読み出した画像であってもよい。そして、ユーザが、リモコン等の操作部３４から「モード切替ボタン」を押下すると、「画像表示モード」から「照明モード」に切り替えられる。この場合、表示装置１は、画像表示を停止させ、透過型スクリーン２を介して外部を照明する照明装置として機能する。
【００３７】
すなわち、図３において、操作部３４からモード切替の操作信号を受信したメインコントローラ３１は、この操作信号に基づいて、「画像表示モード」または「照明モード」のいずれかのモードに切り替えて設定し、モード設定信号をＤＭＤコントローラ３２に送信する。そして、ＤＭＤコントローラ３２は、モード設定信号に基づいて、ＬＥＤ１１，１２，１３の点灯を制御し、ＤＭＤ２１のマイクロミラーのオン／オフを制御する。
【００３８】
なお、「照明モード」への切り替えは、上記例に限定されるものではなく、例えば、人間が近づいた場合や、所定の時間になった場合、あるいは、周囲の明るさが暗くなった場合、などをトリガとして、表示装置１を自動的に「照明モード」に移行させてもよい。具体的には、人感センサ３５により人間が近づいたことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に設定する。人感センサ３５は一般的な赤外線を用いたもので、表示装置１の前に位置する物体（人間）までの距離を検出し、これを電圧に変換して、メインコントローラ３１に供給する。そして、メインコントローラ３１は、この電圧値が閾値より大きい場合に、人間が近づいたと判定し、表示装置１を「照明モード」に移行させる。例えば、後述の図５に示すように複数画面で表示装置を構成し、この表示装置を券売機などに適用した場合を想定する。この券売機に人が近づいたことを検知すると、この人が操作する操作部近傍の画面を「照明モード」に移行させることで、操作性や視認性を改善することができる。
【００３９】
また、計時部３６により所定の時間になったことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に設定してもよい。この所定の時間としては、午後６時（１８時）などのように周囲が暗くなる時間に設定しておくことが考えられる。そして、メインコントローラ３１は、計時部３６が午後６時になったことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に移行させる。例えば、表示装置１を天井からの吊り下げテレビとした場合、周囲が暗いことを検知すると、表示装置１を「照明モード」に移行させ、表示装置１を保安灯（常夜灯）として用いることができる。
【００４０】
また、明るさセンサ３７により周囲の明るさが暗くなったことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に設定してもよい。明るさセンサ３７は周囲の明るさ（明度）を検出し、これを電圧に変換して、メインコントローラ３１に供給する。そして、メインコントローラ３１は、この電圧値が閾値より小さい（すなわち、暗い）場合に、周囲が暗くなったと判定し、表示装置１を「照明モード」に移行させる。
【００４１】
図３において、上記の「照明モード」では、ＤＭＤコントローラ３２が、ＤＭＤ２１を構成するマイクロミラーを全てオン状態とし、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光源のうちの少なくとも２つの光源を所定期間同時に点灯する。この際、３つの光源を異なる点灯比率で点灯させてもよいし、あるいは、３つの光源を連続的に点灯させるようにしてもよい。これにより、照明時に十分な画面輝度を得ることができる。つまり、「画像表示モード」では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を順次点灯させるという制約があるため、２色以上を同時に発光させることはできないが、「照明モード」では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を順次点灯させるという制約がないため、「画像表示モード」の場合と異なり２色以上を同時に点灯させることができる。これについて、図４に基づいて具体的に説明する。
【００４２】
図４は、表示装置１が備える光源の発光タイミングの一例を説明するための図である。図４（Ａ）は画像表示モードの場合の光源の発光タイミングを示し、図４（Ｂ）は照明モードの場合の光源の発光タイミングを示す。図４（Ａ）の「画像表示モード」において、光源の１発光周期をＴとし、Ｒ光源の点灯時間をＴ１、Ｇ光源の点灯時間をＴ２，Ｂ光源の点灯時間をＴ１とする。各光源の点灯時間に応じて各光源の光量が決定される。光源の発光周期Ｔ毎に、各光源が時分割で点灯されるが、この例では、Ｔ１：Ｔ２＝１：２の関係がある。つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂが１：２：１の比率で点灯されるため、この点灯比率で画像表示を行った場合、白色光を得ることができる。また、発光周期Ｔが、Ｒ，Ｇ，Ｂの点灯時間で時分割されているため、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間の積算値は、２Ｔ１＋Ｔ２＝４Ｔ１となり、これが発光周期Ｔと一致する。
【００４３】
一方、図４（Ｂ）の「照明モード」では、光源の１発光周期を「画像表示モード」の場合と同じＴとし、Ｒ光源の点灯時間をＴ１′、Ｇ光源の点灯時間をＴ２′，Ｂ光源の点灯時間をＴ１′とする。この「照明モード」では、少なくとも２つの光源を所定期間同時に点灯させるように制御される。この例では、Ｒ光源とＧ光源が時間Ｔ１′の間同時に点灯され、Ｇ光源とＢ光源も時間Ｔ１′の間同時に点灯される。なお、本例の場合、図４（Ａ）、（Ｂ）において、Ｔ１′＝１．５Ｔ１、Ｔ２′＝１．５Ｔ２の関係となっている。
【００４４】
この「照明モード」で通常の白色光を得たい場合、図４（Ａ）の「画像表示モード」の場合と同じようにＲ，Ｇ，Ｂを１：２：１の比率で点灯させる。この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間の積算値は、２Ｔ１′＋Ｔ２′＝３Ｔ１＋１．５Ｔ２＝６Ｔ１となる。図４（Ａ）における「画像表示モード」では点灯時間の積算値が４Ｔ１であるため、「照明モード」での積算点灯時間は「画像表示モード」での積算点灯時間の１．５倍となり、「画像表示モード」における光量に対して１．５倍の光量を得ることができる。
【００４５】
さらに、「照明モード」において、Ｒ，Ｇ，Ｂ全てを連続的に同時点灯した場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間の積算値が、４Ｔ１×３＝１２Ｔ１となり、「照明モード」での積算点灯時間は「画像表示モード」での積算点灯時間の３倍となり、「画像表示モード」における光量に対して３倍の光量を得ることができる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間を調整することで、白色のみならず、電球色や昼光色のような一般的な照明色を自在に再現することができる。
【００４６】
図４（Ｂ）において、ＲとＢの点灯時間を、Ｇの点灯時間より短くしているが、ＲとＢの点灯時間を、Ｇの点灯時間と同じにしてもよい。また、この例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの全てが点灯しないオフ期間を設けているが、全期間連続点灯させてもよい。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの点灯時間を適宜増減させることができるため、「照明モード」における色合いを所望の色合いに変更することができる。
【００４７】
このように、「照明モード」における光源それぞれの点灯時間の積算値が、「画像表示モード」における光源それぞれの点灯時間の積算値よりも大きくなるように制御することにより、照明時の輝度を画像投影時の白色以上の輝度にすることができるため、明るい場所などで照明装置として使用する場合に十分な画面（スクリーン）輝度を得ることができる。
【００４８】
図５は、本発明の他の実施形態に係る表示装置の構成例を示す図である。本例の表示装置１′は、図１に示した透過型スクリーン２とＬＥＤ１１，１２，１３とを含むユニットを１つの表示ユニットとし、複数の表示ユニット６ａ〜６ｄを一体的に配置してスクリーン集合体として構成される。具体的に言えば、表示装置１′は、１つの表示ユニットが図１の表示装置１に相当し、この表示装置１が一体的に４つ連結されたものである。従って、表示ユニット６ａ〜６ｄそれぞれは、「画像表示モード」あるいは「照明モード」を切り替えて設定することができる。
【００４９】
図５において、表示装置１′を構成するスクリーン集合体は、複数の表示ユニット６ａ〜６ｄのうちの少なくとも１つの表示ユニットが照明モードに設定される。この表示装置１′は、操作パネル７を備え、本例では、ユーザＵによる操作パネル７の操作性及び視認性を向上させるために、操作パネル７に最も近い表示ユニット６ｄが「照明モード」に設定されている。
【００５０】
勿論、全ての表示ユニット６ａ〜６ｄを「照明モード」にしてもよく、どの表示ユニットを「照明モード」にするかはユーザＵによる操作に基づいて適宜設定することができる。このように、スクリーン集合体の一部の面を「照明モード」にすることで、ユーザに対して適切な照明を行うことができる。また、スクリーン集合体の全面を「照明モード」にすることで、より広範な照明を行うことができる。
【００５１】
このように本発明によれば、透過型スクリーンと、光源としてＬＥＤ等の固体発光素子とを備え、各固体発光素子を時分割点灯させて、画像を表示する表示装置において、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明モードでは少なくとも２つの固体発光素子を同時に点灯させることができるため、照明時に十分な画面輝度を得ることができる。
【００５２】
また、画像表示モードでは、光源として各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のＬＥＤ等の固体発光素子を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂを順次点灯することでカラー画像を表示させ、さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂの少なくとも２つを同時点灯させる照明モードを設けることで、画像表示モードのときよりも明るい画面輝度を実現することができる。
【００５３】
また、光源として固体発光素子を用いたため、光源の寿命も従来のプロジェクタのランプ光源よりはるかに長く、また、照明用光源として一般に使用されている蛍光灯より長いことから、照明光源として長時間の使用を可能とする。そして、固体発光素子を用いることから、印加電圧が低く（１素子あたり数ボルト）なるため、バッテリ駆動の非常灯として使用することもできる。
【００５４】
また、特に、ドライブスルーや券売機のようにお金やカードを出すといったユーザの作業を必要とする場合、本発明の表示装置では表示画面を照明として使用できるため、ユーザの操作性及び視認性を向上させることができる。
【００５５】
また、ＬＣＤやプラズマディスプレイに比べて本発明での照明モードは光の利用効率が高く調光や色合いを自在に設定することができ、さらに、重量も軽いことから吊り下げ型のテレビとした場合においてテレビを見ていないときの照明や常夜灯として使うこともできる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１′…表示装置、２…透過型スクリーン、３…レンチキュラレンズ、４…フレネルレンズ、５…リフレクタミラー、６ａ〜６ｄ…表示ユニット、７…操作パネル、１０…光学エンジン、１１〜１３…ＬＥＤ（光源）、１４…コリメータレンズ、１５，１６…ダイクロイックミラー、１７…ロッドレンズ、１８…フライアイレンズ、１９…ミラー、２０…凸レンズ、２１…ＤＭＤ、２２…プロジェクションレンズ、３１…メインコントローラ、３２…ＤＭＤコントローラ、３３…ＬＥＤドライバ部、３４…操作部、３５…人感センサ、３６…計時部、３７…明るさセンサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、より詳細には、光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの固体発光素子を用いて、透過型スクリーンにカラー画像を表示する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置として、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）やプラズマディスプレイ等の大画面平面ディスプレイが急速に普及しているが、大画面化に伴い重量や消費電力が大きくなることから、１００インチを超える大画面ではプロジェクタ方式が多く用いられている。このようなプロジェクタ方式としては、前方のスクリーンに対して画像を投影するフロントプロジェクション方式と、透過型スクリーンを用いて、スクリーン背面側から画像を投影するリアプロジェクション方式とが知られている。
【０００３】
フロントプロジェクション方式のプロジェクタ（以下、前面投射型プロジェクタという）は、スクリーンに反射する外光に打ち勝つ光量が必要となることから、明るい場所での使用には適さず、暗い場所での使用が前提となっていた。一方、リアプロジェクション方式のプロジェクタ（以下、背面投射型プロジェクタという）は、スクリーン正面を反射防止処理するとともに、光源の光が直接目に入らないようにフレネルレンズやレンチキュラレンズを配置した透過型スクリーンを用いることで、ＬＣＤやプラズマディスプレイのような薄型平面ディスプレイと同じ環境で使うことができるようになっている。
【０００４】
しかし、ＬＣＤやプラズマディスプレイ、背面投射型プロジェクタを屋外等の明るい環境で使用する場合、画面の明るさの確保が問題となる。ＬＣＤの場合、自己発光型ではないため、バックライトを必要とし、構造上偏光板とカラーフィルタを通すことから光量のロスが生じる。また、プラズマディスプレイの場合、自己発光型であるが、発光画素数に応じて点灯し、特に画像色が白の場合には全点灯となるため、長時間白もしくは明るい画像を表示することは発熱や焼き付け、消費電力の点で好ましくない。
【０００５】
これに対して、例えば、特許文献１には、屋外等の明るい環境での使用を考慮した背面投射型プロジェクタが記載されている。これによれば、前面投射型プロジェクタに使用される画像表示手段の投射距離を変更することで、画像を縮小し、透過型スクリーンの画面輝度を高めている。
【０００６】
また、上述の前面投射型プロジェクタを照明装置として使用する技術が知られている（例えば、特許文献２を参照）。この特許文献２に記載の技術によれば、ＤＶＤ再生手段による再生の一時停止が検出されたときに、ＤＶＤ再生手段から出力される画像データに基づく表示画像から切り替えて所定の切替画像を表示する切替画像表示部と、リモコンから出力される操作信号に基づいて切替画像の輝度を設定する切替画像輝度設定部とを備え、画像切替時に、適切な輝度に調整して、切替画像を表示させながら、室内を照明できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２７６４８８号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の前面投射型プロジェクタを照明装置として使う場合、照明時の輝度、すなわち、切替画像表示時の輝度がＤＶＤ再生による画像投影時の白色以上の輝度にはならず、また、前面投射型であるため、暗い環境での照明用途に限られてしまうという問題がある。さらに、従来のプロジェクタでは、一般に光源として使われているランプの寿命が短いため、照明装置として長時間の使用には適さない。
【０００９】
また、特許文献１に記載されたような背面投射型プロジェクタにすることで、明るい環境において照明装置として使用できると考えられるが、この場合も、前面投射型と同様に、照明時の輝度を画像投影時の白色以上の輝度にすることはできない。この理由について以下に説明する。
【００１０】
上記のようなプロジェクタでは、１枚のＤＭＤ（Digital Micromirror Device）チップを用いてＲＧＢの３原色分の画像を時分割表示する単板式が主流となっている。この時分割表示の場合、光源の発光周期毎に、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）が順次点灯（オン）され、Ｒ，Ｇ，Ｂが同時に点灯（オン）されることがない。そして、順次点灯されたＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光がＤＭＤで反射されることで、各色の画像が順番に透過型スクリーンに投影され、カラー画像が形成される。このとき最大輝度となる白色を表示させる場合、Ｒ，Ｇ，Ｂが全てＤＭＤで反射される。
【００１１】
一方、照明時においても、時分割でＲ，Ｇ，Ｂを順次点灯させるため、画像投影時と同様に、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が全てＤＭＤで反射されたときの白色が最大輝度となる。従って、１枚のＤＭＤチップを用いた単板式のプロジェクタを照明装置とした場合、照明時の輝度を画像投影時の白色以上の輝度にすることはできず、明るい場所などで照明装置として使用する場合に十分な画面（スクリーン）輝度を得ることができない。
【００１２】
本発明は、上述のごとく実情に鑑みてなされたものであり、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明時に十分な画面輝度を得ることができる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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、透過型スクリーンと、発光色の異なる複数の固体発光素子からなる光源とを備え、前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を前記透過型スクリーンに表示する表示装置であって、前記カラー画像を前記透過型スクリーンに表示する画像表示モードと、前記光源からの照射光により前記透過型スクリーンを介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するモード設定手段と、前記画像表示モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させ、前記照明モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子のうちの少なくとも２つの固体発光素子を所定期間同時に点灯させる点灯制御手段とを備えたことを特徴としたものである。
【００１４】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を異なる点灯比率で点灯させることを特徴としたものである。
【００１５】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を連続的に点灯させることを特徴としたものである。
【００１６】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記照明モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値は、前記画像表示モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値よりも大きいことを特徴としたものである。
【００１７】
第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記複数の固体発光素子の発光色は、赤，緑，青の３種類であることを特徴としたものである。
【００１８】
第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記モード設定手段は、ユーザによる操作指示に従って、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００１９】
第７の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、人感センサを備え、前記モード設定手段は、前記人感センサにより人間が近づいたことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００２０】
第８の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、計時部を備え、前記モード設定手段は、前記計時部により所定の時間になったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００２１】
第９の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、明るさセンサを備え、前記モード設定手段は、前記明るさセンサにより周囲の明るさが暗くなったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴としたものである。
【００２２】
第１０の技術手段は、第１〜第９のいずれか１の技術手段において、前記表示装置は、前記透過型スクリーンと前記光源とを含むユニットを１つの表示ユニットとし、複数の該表示ユニットを一体的に配置してスクリーン集合体として構成され、該スクリーン集合体は、前記複数の表示ユニットのうちの少なくとも１つの表示ユニットが前記照明モードに設定されていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、透過型スクリーンと、光源としてＬＥＤ等の固体発光素子とを備え、各固体発光素子を時分割点灯させて、画像を表示する表示装置において、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明モードでは少なくとも２つの固体発光素子を同時に点灯させることができるため、照明時に十分な画面輝度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る表示装置の概略構成を模式的に示した図である。
【図２】図１に示した光学エンジンの構成例を示す図である。
【図３】図１に示した表示装置の制御系の要部構成例を説明するためのブロック図である。
【図４】表示装置が備える光源の発光タイミングの一例を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る表示装置の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の表示装置に係る好適な実施の形態について説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係る表示装置の概略構成を模式的に示した図で、図中、１は表示装置を示す。表示装置１は、１枚のＤＭＤチップを用いた単板式の背面投射型プロジェクタにより画像表示を行うもので、透過型スクリーン２と、リフレクタミラー５と、光学エンジン１０とを備える。透過型スクリーン２は、視認者側に配置されるレンチキュラレンズ３と、光源側に配置されるフレネルレンズ４とが向かい合わせで配置される。レンチキュラレンズ３の視認者側表面には、透明保護シートを配置することもできる。レンチキュラレンズ３は、水平方向に伸びる黒色部と光源からの光が透過するレンズ部が交互に配置される。フレネルレンズ４は、光源よりの投射光軸中心に対応した同心円状のレンズで構成され、全ての方向からの投射光がレンチキュラレンズ３のレンズ部に入るように導光される。
【００２７】
光学エンジン１０から拡大投影される画像光は、透過型スクリーン２に対向して傾斜した状態で設けられたリフレクタミラー５に照射され、このリフレクタミラー５にて反射された画像光が、透過型スクリーン２の背面に投射される。透過型スクリーン２は、拡大投射される画像光によって、その前面に画像を表示する。
【００２８】
図２は、図１に示した光学エンジン１０の構成例を示す図である。光学エンジン１０は、光源として、発光色の異なる複数の固体発光素子の一例であるＬＥＤ１１，１２，１３を備える。ＬＥＤ１１の発光色は緑色（Ｇ）、ＬＥＤ１２の発光色は赤色（Ｒ）、ＬＥＤ１３の発光色は青色（Ｂ）である。表示装置１は、透過型スクリーン２と、ＬＥＤ１１，１２，１３からなる光源とを備え、ＬＥＤ１１，１２，１３を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を透過型スクリーン２に表示する。
【００２９】
より具体的に説明すると、光源であるＬＥＤ１１，１２，１３がそれぞれ所定のタイミングで順次点灯され、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの単色光が時分割で照射される。光源からのＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光は、コリメータレンズ１４で平行光に変換され、対応する色のみが反射されるダイクロイックミラー１５，１６でＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの光が同一光軸上に導光される。同一光軸上に導光された光は、ロッドレンズ１７、フライアイレンズ１８を通過し、ミラー１９で反射され、さらに、所定の拡散光となるように、凸レンズ２０を通過して、ＤＭＤ２１に入射される。
【００３０】
ＤＭＤ２１は、１つのマイクロミラーが１つの画素を構成し、画素数に応じて、多数のマイクロミラーが二次元的に配列されている。また、ＤＭＤ２１は、各マイクロミラーの振れ角が画像信号に応じて２値的（オン／オフ）に変化するように制御される。
【００３１】
すなわち、Ｒ光源，Ｇ光源，Ｂ光源の点灯に同期して、画像信号に応じてマイクロミラーの振れ角がオンされる。例えば、Ｒ光源が点灯した場合、これに同期して、画像信号のＲ成分を含む画素についてマイクロミラーがオンされ、マイクロミラーでＲ光源からの光を反射させる。この際、画像信号のＲ成分を含まない画素についてはマイクロミラーがオフされ、Ｒ光源からの光は図示しない光吸収板により吸収される。同様にして、Ｇ光源、Ｂ光源からの光についてもマイクロミラーで反射させる。
【００３２】
そして、マイクロミラーで順次反射されたＲ，Ｇ，Ｂの反射光（画像光）は拡大光学系で構成されるプロジェクションレンズ２２に入射され、プロジェクションレンズ２２で所定の拡散角で拡大され、透過型スクリーン２に投影される。このようにして、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の単色画像光を透過型スクリーン２に順次投影することで、１つのカラー画像を形成することができる。なお、Ｒ光源，Ｇ光源，Ｂ光源それぞれの点灯期間（発光期間）に対応して、マイクロミラーがＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに対応した単色画像光を透過型スクリーン２に形成するが、各光源の発光期間中において、マイクロミラーのオン時間、すなわち、透過型スクリーン２に向けて反射している時間を変えることにより画素単位で光量を変えることができる。
【００３３】
上記の説明では、光源の固体発光素子としてＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤを用いたが、ＬＥＤの代わりにレーザ光源を用いてもよい。また、１色あたり複数のＬＥＤやレーザを用いたり、ＬＥＤとレーザを組み合わせてもよい。
【００３４】
図３は、図１に示した表示装置１の制御系の要部構成例を説明するためのブロック図である。図中、３１はメインコントローラ、３２はＤＭＤコントローラ、３３はＬＥＤドライバ部、３４は操作部、３５は人感センサ、３６は計時部、３７は明るさセンサを示す。メインコントローラ３１は、表示装置１の制御を行うためのＣＰＵ，メモリなどで構成される制御部である。ＤＭＤコントローラ３２は、ＤＭＤ２１のマイクロミラーのオン／オフを制御すると共に、ＬＥＤドライバ部３３を制御して、ＬＥＤ１１，１２，１３からなる光源の点灯を制御する。操作部３４は、ユーザが表示装置１に対して各種操作を行うための操作ボタンなどで構成され、例えば、リモコンなどであってもよい。
【００３５】
本発明の主たる特徴部分は、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明時に十分な画面輝度を得ることにある。このための構成として、表示装置１は、カラー画像を透過型スクリーン２に表示する画像表示モードと、ＬＥＤ１１，１２，１３からなる光源からの照射光により透過型スクリーン２を介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するモード設定手段と、画像表示モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１，１２，１３を時分割で点灯させ、照明モードが設定された場合、光源の発光周期毎にＬＥＤ１１，１２，１３のうちの少なくとも２つのＬＥＤを所定期間同時に点灯させる点灯制御手段とを備える。なお、モード設定手段はメインコントローラ３１により実現され、点灯制御手段はＤＭＤコントローラ３２により実現される。
【００３６】
上記において、メインコントローラ３１は、ユーザによる操作指示に従って、画像表示モードと照明モードの切り替えを行うことができる。例えば、ユーザが表示装置１で画像を表示させている場合、つまり、「画像表示モード」に設定されている場合について想定する。このときの画像は、表示装置１がチューナ機能を備えている場合にはテレビ画像であってもよいし、ＤＶＤなどの記録媒体から読み出した画像であってもよい。そして、ユーザが、リモコン等の操作部３４から「モード切替ボタン」を押下すると、「画像表示モード」から「照明モード」に切り替えられる。この場合、表示装置１は、画像表示を停止させ、透過型スクリーン２を介して外部を照明する照明装置として機能する。
【００３７】
すなわち、図３において、操作部３４からモード切替の操作信号を受信したメインコントローラ３１は、この操作信号に基づいて、「画像表示モード」または「照明モード」のいずれかのモードに切り替えて設定し、モード設定信号をＤＭＤコントローラ３２に送信する。そして、ＤＭＤコントローラ３２は、モード設定信号に基づいて、ＬＥＤ１１，１２，１３の点灯を制御し、ＤＭＤ２１のマイクロミラーのオン／オフを制御する。
【００３８】
なお、「照明モード」への切り替えは、上記例に限定されるものではなく、例えば、人間が近づいた場合や、所定の時間になった場合、あるいは、周囲の明るさが暗くなった場合、などをトリガとして、表示装置１を自動的に「照明モード」に移行させてもよい。具体的には、人感センサ３５により人間が近づいたことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に設定する。人感センサ３５は一般的な赤外線を用いたもので、表示装置１の前に位置する物体（人間）までの距離を検出し、これを電圧に変換して、メインコントローラ３１に供給する。そして、メインコントローラ３１は、この電圧値が閾値より大きい場合に、人間が近づいたと判定し、表示装置１を「照明モード」に移行させる。例えば、後述の図５に示すように複数画面で表示装置を構成し、この表示装置を券売機などに適用した場合を想定する。この券売機に人が近づいたことを検知すると、この人が操作する操作部近傍の画面を「照明モード」に移行させることで、操作性や視認性を改善することができる。
【００３９】
また、計時部３６により所定の時間になったことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に設定してもよい。この所定の時間としては、午後６時（１８時）などのように周囲が暗くなる時間に設定しておくことが考えられる。そして、メインコントローラ３１は、計時部３６が午後６時になったことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に移行させる。例えば、表示装置１を天井からの吊り下げテレビとした場合、周囲が暗いことを検知すると、表示装置１を「照明モード」に移行させ、表示装置１を保安灯（常夜灯）として用いることができる。
【００４０】
また、明るさセンサ３７により周囲の明るさが暗くなったことを検知した場合に、表示装置１を「照明モード」に設定してもよい。明るさセンサ３７は周囲の明るさ（明度）を検出し、これを電圧に変換して、メインコントローラ３１に供給する。そして、メインコントローラ３１は、この電圧値が閾値より小さい（すなわち、暗い）場合に、周囲が暗くなったと判定し、表示装置１を「照明モード」に移行させる。
【００４１】
図３において、上記の「照明モード」では、ＤＭＤコントローラ３２が、ＤＭＤ２１を構成するマイクロミラーを全てオン状態とし、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光源のうちの少なくとも２つの光源を所定期間同時に点灯する。この際、３つの光源を異なる点灯比率で点灯させてもよいし、あるいは、３つの光源を連続的に点灯させるようにしてもよい。これにより、照明時に十分な画面輝度を得ることができる。つまり、「画像表示モード」では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を順次点灯させるという制約があるため、２色以上を同時に発光させることはできないが、「照明モード」では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色を順次点灯させるという制約がないため、「画像表示モード」の場合と異なり２色以上を同時に点灯させることができる。これについて、図４に基づいて具体的に説明する。
【００４２】
図４は、表示装置１が備える光源の発光タイミングの一例を説明するための図である。図４（Ａ）は画像表示モードの場合の光源の発光タイミングを示し、図４（Ｂ）は照明モードの場合の光源の発光タイミングを示す。図４（Ａ）の「画像表示モード」において、光源の１発光周期をＴとし、Ｒ光源の点灯時間をＴ１、Ｇ光源の点灯時間をＴ２，Ｂ光源の点灯時間をＴ１とする。各光源の点灯時間に応じて各光源の光量が決定される。光源の発光周期Ｔ毎に、各光源が時分割で点灯されるが、この例では、Ｔ１：Ｔ２＝１：２の関係がある。つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂが１：２：１の比率で点灯されるため、この点灯比率で画像表示を行った場合、白色光を得ることができる。また、発光周期Ｔが、Ｒ，Ｇ，Ｂの点灯時間で時分割されているため、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間の積算値は、２Ｔ１＋Ｔ２＝４Ｔ１となり、これが発光周期Ｔと一致する。
【００４３】
一方、図４（Ｂ）の「照明モード」では、光源の１発光周期を「画像表示モード」の場合と同じＴとし、Ｒ光源の点灯時間をＴ１′、Ｇ光源の点灯時間をＴ２′，Ｂ光源の点灯時間をＴ１′とする。この「照明モード」では、少なくとも２つの光源を所定期間同時に点灯させるように制御される。この例では、Ｒ光源とＧ光源が時間Ｔ１′の間同時に点灯され、Ｇ光源とＢ光源も時間Ｔ１′の間同時に点灯される。なお、本例の場合、図４（Ａ）、（Ｂ）において、Ｔ１′＝１．５Ｔ１、Ｔ２′＝１．５Ｔ２の関係となっている。
【００４４】
この「照明モード」で通常の白色光を得たい場合、図４（Ａ）の「画像表示モード」の場合と同じようにＲ，Ｇ，Ｂを１：２：１の比率で点灯させる。この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間の積算値は、２Ｔ１′＋Ｔ２′＝３Ｔ１＋１．５Ｔ２＝６Ｔ１となる。図４（Ａ）における「画像表示モード」では点灯時間の積算値が４Ｔ１であるため、「照明モード」での積算点灯時間は「画像表示モード」での積算点灯時間の１．５倍となり、「画像表示モード」における光量に対して１．５倍の光量を得ることができる。
【００４５】
さらに、「照明モード」において、Ｒ，Ｇ，Ｂ全てを連続的に同時点灯した場合は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間の積算値が、４Ｔ１×３＝１２Ｔ１となり、「照明モード」での積算点灯時間は「画像表示モード」での積算点灯時間の３倍となり、「画像表示モード」における光量に対して３倍の光量を得ることができる。また、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの点灯時間を調整することで、白色のみならず、電球色や昼光色のような一般的な照明色を自在に再現することができる。
【００４６】
図４（Ｂ）において、ＲとＢの点灯時間を、Ｇの点灯時間より短くしているが、ＲとＢの点灯時間を、Ｇの点灯時間と同じにしてもよい。また、この例では、Ｒ，Ｇ，Ｂの全てが点灯しないオフ期間を設けているが、全期間連続点灯させてもよい。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの点灯時間を適宜増減させることができるため、「照明モード」における色合いを所望の色合いに変更することができる。
【００４７】
このように、「照明モード」における光源それぞれの点灯時間の積算値が、「画像表示モード」における光源それぞれの点灯時間の積算値よりも大きくなるように制御することにより、照明時の輝度を画像投影時の白色以上の輝度にすることができるため、明るい場所などで照明装置として使用する場合に十分な画面（スクリーン）輝度を得ることができる。
【００４８】
図５は、本発明の他の実施形態に係る表示装置の構成例を示す図である。本例の表示装置１′は、図１に示した透過型スクリーン２とＬＥＤ１１，１２，１３とを含むユニットを１つの表示ユニットとし、複数の表示ユニット６ａ〜６ｄを一体的に配置してスクリーン集合体として構成される。具体的に言えば、表示装置１′は、１つの表示ユニットが図１の表示装置１に相当し、この表示装置１が一体的に４つ連結されたものである。従って、表示ユニット６ａ〜６ｄそれぞれは、「画像表示モード」あるいは「照明モード」を切り替えて設定することができる。
【００４９】
図５において、表示装置１′を構成するスクリーン集合体は、複数の表示ユニット６ａ〜６ｄのうちの少なくとも１つの表示ユニットが照明モードに設定される。この表示装置１′は、操作パネル７を備え、本例では、ユーザＵによる操作パネル７の操作性及び視認性を向上させるために、操作パネル７に最も近い表示ユニット６ｄが「照明モード」に設定されている。
【００５０】
勿論、全ての表示ユニット６ａ〜６ｄを「照明モード」にしてもよく、どの表示ユニットを「照明モード」にするかはユーザＵによる操作に基づいて適宜設定することができる。このように、スクリーン集合体の一部の面を「照明モード」にすることで、ユーザに対して適切な照明を行うことができる。また、スクリーン集合体の全面を「照明モード」にすることで、より広範な照明を行うことができる。
【００５１】
このように本発明によれば、透過型スクリーンと、光源としてＬＥＤ等の固体発光素子とを備え、各固体発光素子を時分割点灯させて、画像を表示する表示装置において、画像表示モードと照明モードとを切り替え可能とし、照明モードでは少なくとも２つの固体発光素子を同時に点灯させることができるため、照明時に十分な画面輝度を得ることができる。
【００５２】
また、画像表示モードでは、光源として各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のＬＥＤ等の固体発光素子を用いて、Ｒ，Ｇ，Ｂを順次点灯することでカラー画像を表示させ、さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂの少なくとも２つを同時点灯させる照明モードを設けることで、画像表示モードのときよりも明るい画面輝度を実現することができる。
【００５３】
また、光源として固体発光素子を用いたため、光源の寿命も従来のプロジェクタのランプ光源よりはるかに長く、また、照明用光源として一般に使用されている蛍光灯より長いことから、照明光源として長時間の使用を可能とする。そして、固体発光素子を用いることから、印加電圧が低く（１素子あたり数ボルト）なるため、バッテリ駆動の非常灯として使用することもできる。
【００５４】
また、特に、ドライブスルーや券売機のようにお金やカードを出すといったユーザの作業を必要とする場合、本発明の表示装置では表示画面を照明として使用できるため、ユーザの操作性及び視認性を向上させることができる。
【００５５】
また、ＬＣＤやプラズマディスプレイに比べて本発明での照明モードは光の利用効率が高く調光や色合いを自在に設定することができ、さらに、重量も軽いことから吊り下げ型のテレビとした場合においてテレビを見ていないときの照明や常夜灯として使うこともできる。
【符号の説明】
【００５６】
１，１′…表示装置、２…透過型スクリーン、３…レンチキュラレンズ、４…フレネルレンズ、５…リフレクタミラー、６ａ〜６ｄ…表示ユニット、７…操作パネル、１０…光学エンジン、１１〜１３…ＬＥＤ（光源）、１４…コリメータレンズ、１５，１６…ダイクロイックミラー、１７…ロッドレンズ、１８…フライアイレンズ、１９…ミラー、２０…凸レンズ、２１…ＤＭＤ、２２…プロジェクションレンズ、３１…メインコントローラ、３２…ＤＭＤコントローラ、３３…ＬＥＤドライバ部、３４…操作部、３５…人感センサ、３６…計時部、３７…明るさセンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過型スクリーンと、発光色の異なる複数の固体発光素子からなる光源とを備え、前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を前記透過型スクリーンに表示する表示装置であって、
前記カラー画像を前記透過型スクリーンに表示する画像表示モードと、前記光源からの照射光により前記透過型スクリーンを介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するモード設定手段と、
前記画像表示モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させ、前記照明モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子のうちの少なくとも２つの固体発光素子を所定期間同時に点灯させる点灯制御手段とを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を異なる点灯比率で点灯させることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を連続的に点灯させることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置において、前記照明モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値は、前記画像表示モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置において、前記複数の固体発光素子の発光色は、赤，緑，青の３種類であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、前記モード設定手段は、ユーザによる操作指示に従って、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、人感センサを備え、前記モード設定手段は、前記人感センサにより人間が近づいたことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、計時部を備え、前記モード設定手段は、前記計時部により所定の時間になったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、明るさセンサを備え、前記モード設定手段は、前記明るさセンサにより周囲の明るさが暗くなったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示装置において、該表示装置は、前記透過型スクリーンと前記光源とを含むユニットを１つの表示ユニットとし、複数の該表示ユニットを一体的に配置してスクリーン集合体として構成され、該スクリーン集合体は、前記複数の表示ユニットのうちの少なくとも１つの表示ユニットが前記照明モードに設定されていることを特徴とする表示装置。
【請求項１】
透過型スクリーンと、発光色の異なる複数の固体発光素子からなる光源とを備え、前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させることにより、画像信号に応じたカラー画像を前記透過型スクリーンに表示する表示装置であって、
前記カラー画像を前記透過型スクリーンに表示する画像表示モードと、前記光源からの照射光により前記透過型スクリーンを介して外部を照明する照明モードとを切り替え可能に設定するモード設定手段と、
前記画像表示モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子を時分割で点灯させ、前記照明モードが設定された場合、前記光源の発光周期毎に前記複数の固体発光素子のうちの少なくとも２つの固体発光素子を所定期間同時に点灯させる点灯制御手段とを備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を異なる点灯比率で点灯させることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、前記点灯制御手段は、前記照明モードが設定された場合、前記複数の固体発光素子を連続的に点灯させることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置において、前記照明モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値は、前記画像表示モードにおける前記複数の固体発光素子それぞれの点灯時間の積算値よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置において、前記複数の固体発光素子の発光色は、赤，緑，青の３種類であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、前記モード設定手段は、ユーザによる操作指示に従って、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、人感センサを備え、前記モード設定手段は、前記人感センサにより人間が近づいたことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、計時部を備え、前記モード設定手段は、前記計時部により所定の時間になったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、明るさセンサを備え、前記モード設定手段は、前記明るさセンサにより周囲の明るさが暗くなったことを検知した場合に、前記表示装置を前記照明モードに設定することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の表示装置において、該表示装置は、前記透過型スクリーンと前記光源とを含むユニットを１つの表示ユニットとし、複数の該表示ユニットを一体的に配置してスクリーン集合体として構成され、該スクリーン集合体は、前記複数の表示ユニットのうちの少なくとも１つの表示ユニットが前記照明モードに設定されていることを特徴とする表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２４９９７６（Ｐ２０１１−２４９９７６Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９１４９（Ｐ２０１０−１１９１４９）
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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