JP2010276737A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＵＶフィルタの経年劣化を検知してＵＶフィルタの交換時期を知らせる映像表示装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の映像表示装置は、ランプ３と、ランプ３からの光源光を変調するライトバルブ７と、ライトバルブ７の前段に設けられ、光源光のうち紫外光を抑制するＵＶフィルタ１１と、ＵＶフィルタ１１を透過する紫外光を検出する紫外光検出手段１２，４５と、紫外光検出手段１２，４５の検出結果に基づいて、所定の外部利用を可能にする回路基板２と、を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、光源光を液晶やＤＭＤ（Digital Micromirror Device,登録商標）などのライトバルブで変調して、映像を投影する映像表示装置に関する。

映像表示装置の経年劣化する部品として、放電ランプなどの光源と、光源光から紫外光を除去するＵＶフィルタがある。長時間装置を稼動すると、光源は光量が低下するし、ＵＶフィルタはコーティングが剥がれることによってＵＶ除去能力が低下するため、時期をみて交換しなければならない。

特許文献１には、光源光をフォトダイオードで受光し、フォトダイオードの出力電流変化によって光源の光量が低下していることを判断し、「要ランプ交換」等のメッセージを表示することによって使用者にランプ交換を促す構成の映像表示装置が開示されている。

特開平８−２９２４９５号公報

特許文献１の映像表示装置では、ランプの光量の低下を検知することにより、ランプの適切な交換時期を表示している。しかし、ＵＶフィルタについては触れられていない。

映像表示装置では、ライトバルブの前段に、光源光のうち紫外線を反射してライトバルブに入射させないようにするＵＶフィルタが設けられる。経年変化によってＵＶフィルタのコーティングが劣化し紫外光の抑制能力が低下すると、ライトバルブに照射する紫外光の光量が増加し、ライトバルブの寿命が著しく低下するという課題がある。

この点、特許文献１の映像表示装置では、フォトダイオードにより光源光の全波長の光量変化を一元的にモニターしているため、ＵＶフィルタが経年劣化したことによりライトバルブに入射する紫外光が増加していることを検出できず、ＵＶフィルタの適切な交換時期を使用者に告知できない。

本発明は上述の問題点に鑑み、ＵＶフィルタの経年劣化を検知してＵＶフィルタの交換時期を知らせる映像表示装置の提供を目的とする。

本発明の映像表示装置は、ランプと、ランプからの光源光を変調するライトバルブと、ライトバルブの前段に設けられ、光源光のうち紫外光を抑制するＵＶフィルタと、ＵＶフィルタを透過する紫外光を検出する紫外光検出手段と、紫外光検出手段の検出結果について、所定の外部利用を可能にする外部利用可能手段と、を備える。

本発明の映像表示装置は、光源光のうち紫外光を抑制するＵＶフィルタと、ＵＶフィルタを透過する紫外光を検出する紫外光検出手段と、紫外光検出手段の検出結果について、所定の外部利用を可能にする外部利用可能手段と、を備える。これにより、ＵＶフィルタの劣化を検出し、ＵＶフィルタを交換すべきことを外部に知らせることが出来る。

実施の形態１に係る映像表示装置の構成を示す要部断面図である。 実施の形態２に係る映像表示装置の構成を示す要部断面図である。

（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る映像表示装置の構成を示す要部断面図である。映像表示装置は、基台１と、映像信号を制御する回路基板２と、回路基板２をシールドするシールドケース２ａと、シールドケース２ａの上に固定された鏡室２ｂと、を備える。

又、映像表示装置は、アーク放電により白色光を発光するランプ３と、基台１に固定されランプ３の光源光を光軸５上に集光するコンデンサレンズ４ａと、コンデンサレンズ４ａの後段に設けられ紫外光のみ反射するＵＶフィルタ１１と、ＵＶフィルタ１１の後段で且つ光軸５上に設けられたリレーレンズ４ｂと、リレーレンズ４ｂの後段に設けられ、ライトバルブ７まで光源光を導入する反射ミラー９，１０及びプリズム６と、プリズム６の後段に設けられ映像信号に基づき強度変調を行うライトバルブ７と、ライトバルブ７の後段に設けられスクリーン（図示せず）に映像を投射する投射レンズ８と、を備える。

リレーレンズ４ｂは、ＵＶフィルタ１１を透過した光源光を反射ミラー９に導く。反射ミラー９はリレーレンズ４ｂからの光を反射ミラー１０に反射する。反射ミラー１０は、反射ミラー９からの光をプリズム６に反射する。プリズム６は、光の入射角度によって光を屈折、あるいは透過させる。ライトバルブ７は回路基板２に実装固定されており、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device、登録商標）素子等が用いられる。ＤＭＤは、回路基板２が生成する映像信号によって映像表示画素に対応したマイクロミラーの姿勢角度を変化させ、入射光の反射方向を変化させて映像を形成する。投射レンズ８は、鏡室２ｂ内に固定され、ライトバルブ７の映像光を拡大して、スクリーン(図示せず）に映像を投影する。

さらに、映像表示装置は、ＵＶセンサ１２と、反射筒４３と、輝度センサ４５と、制御基板４６と、を備える。ＵＶセンサ１２は反射ミラー１０の下方で回路基板２に実装され、紫外光の受光量によって出力電流が変化する。すなわち、ＵＶフィルタを透過する紫外光を検出する紫外光検出手段として機能する。反射筒４３はプリズム６の斜め後方上部に配置され、優れた光反射率と表面粗度を併せ持つ材料で内面が形成された中空反射筒である。輝度センサ４５は反射筒４３の下部に取り付けられており、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各受光輝度に応じて起電流が発生する。制御基板４６は、輝度センサ４５が実装された基板で、輝度センサ４５への入射光量からランプ３２の光量を検知する。

リレーレンズ４ｂ、反射ミラー９，１０、プリズム６、反射筒４３、輝度センサ４５、制御基板４６は、塵埃をさけるため鏡室２ｂの内部に固定されている。鏡室２ｂは光を透過するが、塵が内部に入らないよう遮蔽する構成になっている。輝度センサ４５が実装された制御基板４６は鏡室２ｂの底面に固着される。鏡室２ｂの制御基板４６が固着された部分には、制御基板４６より小さい穴部４９が形成されており、輝度センサ４５の出力電流は、制御基板４６の裏面に面実装されたコネクタ４７からリード線４８を通って、鏡室２ｂ外部の回路基板２に伝達される。

すなわち、実施の形態１の映像表示装置は、ＵＶフィルタ１１を通過した光源光をライトバルブ７へ導入する光学系（リレーレンズ４ｂ、反射ミラー９，１０、プリズム６）と、リレーレンズ４ｂ、反射ミラー９，１０、プリズム６及び輝度センサ４５を囲うように収容する収容室（鏡室２ｂ）をさらに備え、輝度センサ４５は、基板（制御基板４６）を介して鏡室２ｂの内壁に固着され、鏡室２ｂは、当該固着部分にこれよりも面積の小さい穴部４９を備え、輝度センサ４５は、穴部４９を通って制御基板４６に接続されるリード線４８により、検出結果を鏡室２ｂ外部に伝達する。このような構成によって穴部４９から塵埃が鏡室２ｂ内部に侵入することを防ぎ、塵埃が光学系の反射光量に影響を与えないようにする。

なお、映像表示装置はランプ３を自動交換する機構を備えている。

＜動作＞
次に、図１に基づき本実施の形態の映像表示装置の動作を説明する。図１において、ランプ３が出射した白色光はコンデンサレンズ４ａで光軸５上に集光される。光軸５上にはＵＶフィルタ１１が設けられており、ランプ３からの光源光のうち紫外光以外の波長の光はＵＶフィルタ１１を通過するが、紫外光は反射される。このように、ＵＶフィルタ１１は後段に設けられている光学系に紫外光を入射させないよう抑制する手段である。

ＵＶフィルタ１１を通過した光は、リレーレンズ４ｂ、反射ミラー９，１０を介してライトバルブ７に入射する。ライトバルブ７は回路基板２からの映像信号に応じて入射光の反射方向を制御して画像を生成し、投射レンズ８に出力する。具体的には、映像信号の解像度に応じた数だけマイクロミラーを備えており、各マイクロミラーの傾き角度を制御することにより画像を生成する。投射レンズ８は、ライトバルブ７が生成した画像を拡大し、スクリーン(図示せず）に投影する。

ライトバルブ７が画像を生成する際、画像の黒色に相当する部分のマイクロミラーは、入射光を投射レンズ８とは別の方向に反射する。この方向の反射光をＯＦＦ光という。ＯＦＦ光の一部は入射穴４４から反射筒４３に入り、その内部で反射を繰り返して輝度センサ４５に入射する。

制御基板４６は、輝度センサ４５への入射光量と映像信号の白と黒の比率から、ランプ３の光源光の光量を検知する。ランプ３が寿命によって暗くなり、あるいは点灯不能になれば、輝度センサ４５が受光する光量も低下するため、輝度センサ４５によってランプ３の輝度が低下したことを検知し、ランプを自動交換することが出来る。

＜ＵＶフィルタ＞
ＵＶフィルタ１１は、ランプ３から照射される紫外光を光軸５の斜め後方に反射させ、ライトバルブ７に紫外光が入射するのを抑制している。ＵＶフィルタ１１はガラス板に紫外光のみを反射するコーティングを施して生成されるが、コンデンサレンズ４ａで集光された強い光量を長時間受光するにつれ、経年変化によるコーティングのひび割れや、熱によるフィルタ特性の劣化が生じ、紫外光の反射能力が低下する。ＵＶフィルタ１１の紫外光反射能力が低下すると、紫外光は他の透過波長光と共にランプ３からＵＶフィルタ１１を透過し、ライトバルブ７に照射される。こうなると、マイクロミラー生成時に生じた微量の塵に紫外光が反応して化学変化を起こし、マイクロミラーの駆動に障害をきたす。

又、ライドバルブ７がＤＭＤではなく透過型液晶を使用する場合でも、液晶パネルと併用する偏向板が紫外光を受光すると寿命が著しく低下することが一般的に知られており、ＵＶフィルタ１１が劣化すれば交換しなければならない。

ランプ３の光量低下の判断の場合は、可視光であるから目視確認でおおよそ判断可能である。しかし、ＵＶフィルタ１１の劣化の判断は紫外光の増加量を判断するものであるから目視では不可能である。そこで、本実施の形態の映像表示装置では紫外光検出手段によってＵＶフィルタ１１の劣化を判断する。

すなわち、ＵＶフィルタ１１のコーティングが劣化すると、反射ミラー１０からわずかに透過する光の成分中の紫外光量も増加する。このときＵＶセンサ１２の紫外光受光量も増加するため、ＵＶセンサ１２の出力電流は初期の値よりも増加する。そこで、ライトバルブ７の寿命に影響しない紫外光の量で閾値電流を定め、その値を超えるＵＶセンサ１２の出力電流値を超えた場合、回路基板２に設けられた制御回路が映像表示画面に「ＵＶフィルタの交換が必要です」等のメッセージを表示する。あるいは、装置の定期点検の時にサービスマンが任意のコマンドを送ると画面にＵＶ受光量を表示し、サービスマンがその値の大小によってＵＶフィルタを交換すべきか否かを判断するようにしても良い。このように、回路基板２は紫外光の検出結果について外部利用を可能にする外部利用手段として機能する。

すなわち、実施の形態１の映像表示装置は、光源（ランプ３）と、ランプ３からの光源光を変調するライトバルブ７と、ライトバルブ７の前段に設けられ、光源光のうち紫外光を抑制するＵＶフィルタ１１と、ＵＶフィルタ１１を透過する紫外光を検出する紫外光検出手段と、ＵＶセンサ１２の検出結果について、所定の外部利用を可能にする外部利用手段（回路基板２）と、を備える。これにより、ＵＶフィルタ１１が劣化したことを検知することが出来る。

そして、外部利用手段（回路基板２）は、表示画面に紫外光検出手段の検出結果に応じたメッセージを表示することにより、前記所定の外部利用を行う。よって、このメッセージを読んだ使用者はＵＶフィルタ１１が劣化していることを知り、交換することが出来る。

あるいは、外部利用手段（回路基板２）は、表示画面に紫外光検出手段の検出結果に応じた数量を表示させることにより、前記所定の外部利用を行う。このような構成により、紫外光の輝度値等の表示からＵＶフィルタ１１の劣化を知り、交換することが出来る。

前記紫外光検出手段は、光源光の特定波長として紫外線成分の輝度を測定するＵＶセンサ１２である。このような構成により、紫外光の輝度からＵＶフィルタ１１の劣化を知り、交換することが出来る。

また、上記構成によれば、ランプ３が適正品ではないためＵＶフィルタ１１にて紫外光量を規定値以下にカットできない場合も検出することができるため、不正なランプ３を使用することによりライトバルブ７の寿命が短くなることを防止することもできる。

＜効果＞
実施の形態１の映像表示装置によれば、既に述べたように以下の効果を奏する。すなわち、実施の形態１の映像表示装置は、ＵＶフィルタ１１を透過する紫外光を検出する紫外光検出手段と、ＵＶセンサ１２の検出結果について、所定の外部利用を可能にする外部利用手段（回路基板２）と、を備えるので、ＵＶフィルタ１１が劣化したことを検知し外部に知らせることが出来る。

又、外部利用手段（回路基板２）は、表示画面に紫外光検出手段の検出結果に応じたメッセージを表示することにより、前記所定の外部利用を行う。よって、このメッセージを読んだ使用者はＵＶフィルタ１１が劣化していることを知り、交換することが出来る。

あるいは、外部利用手段（回路基板２）は、表示画面に紫外光検出手段の検出結果に応じた数量を表示させることにより、前記所定の外部利用を行う。このような構成により、紫外光の輝度値等の表示からＵＶフィルタ１１の劣化を知り、交換することが出来る。

又、紫外光検出手段は、光源光の特定波長として紫外線成分の輝度を測定するＵＶセンサ１２である。このような構成により、紫外光の輝度からＵＶフィルタ１１の劣化を知り、交換することが出来る。

（実施の形態２）
＜構成＞
実施の形態２の映像表示装置の構成を図２に示す。図１に示した実施の形態１と同様の構成要素には同一の番号を付している。実施の形態２の映像表示装置は、反射ミラー１０を透過する紫外光を測定するＵＶセンサ１２を備えず、輝度センサ４５を紫外光検出手段として用いる。この点以外は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

＜動作＞
輝度センサ４５は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各受光輝度に応じて起電流を発生するカラー輝度センサである。紫外光の受光量が増加すると、輝度センサ４５の青色受光量が増加する。したがって、青色受光量の測定値からＵＶフィルタ１１の劣化を検知することが可能である。例えば、ランプ３の経年劣化により輝度センサ４５ではＲ、Ｇ、Ｂの受光輝度が共に低下していくが、Ｂの輝度低下量がＲ，Ｇの輝度低下量に比べて少ない場合は、ＵＶフィルタ１１が劣化していると判断できる。

上記構成によれば、ＵＶセンサ１２を設けなくてもＵＶフィルタ１１の劣化を検知できるため、構成を簡略化できる。

すなわち、実施の形態２の映像表示装置において、紫外光検出手段は光源光の特定波長として青色成分の輝度を測定する輝度センサ４５である。これにより、新たにＵＶセンサ１２を設けることなくＵＶフィルタ１１の劣化を検知することができ、装置の構成が簡略化される。

又、輝度センサ４５は、光源光の赤色成分、緑色成分、青色成分の輝度を測定し、青色成分の輝度測定によって紫外光検出を行う。これにより、ＲＧＢを測定するカラー輝度センサを用いてＵＶフィルタ１１の劣化を検知することができ、装置の構成が簡略化される。

＜効果＞
実施の形態２の映像表示装置によれば、既に述べた通り以下の効果を奏する。すなわち、紫外光検出手段は光源光の特定波長として青色成分の輝度を測定する輝度センサ４５である。これにより、新たにＵＶセンサ１２を設けることなくＵＶフィルタ１１の劣化を検知することができ、装置の構成が簡略化される。

又、輝度センサ４５は、光源光の赤色成分、緑色成分、青色成分の輝度を測定し、青色成分の輝度測定によって紫外光検出を行う。これにより、ＲＧＢを測定するカラー輝度センサを用いてＵＶフィルタ１１の劣化を検知することができ、装置の構成が簡略化される。

本発明は、連続監視用等、長時間使用する業務用プロジェクタに適用できる。

２ 回路基板、２ｂ 鏡室、３ ランプ、６ プリズム、７ ライトバルブ、９，１０ 反射ミラー、１１ ＵＶフィルタ、１２ ＵＶセンサ、４５ 輝度センサ。

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源からの光源光を変調するライトバルブと、
   前記ライトバルブの前段に設けられ、前記光源光のうち紫外光を抑制するＵＶフィルタと、
   前記ＵＶフィルタを透過する紫外光を検出する紫外光検出手段と、
   前記紫外光検出手段の検出結果について、所定の外部利用を可能にする外部利用手段と、を備えることを特徴とする、映像表示装置。
2. 前記外部利用手段は、表示画面に前記紫外光検出手段の検出結果に応じたメッセージを表示することにより、前記所定の外部利用を行うことを特徴とする、請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記外部利用手段は、表示画面に前記紫外光検出手段の検出結果に応じた数量を表示させることにより、前記所定の外部利用を行うことを特徴とする、請求項１に記載の映像表示装置。
4. 前記紫外光検出手段は、前記光源光の特定波長として紫外線成分の輝度を測定するＵＶセンサである、請求項１又は２に記載の映像表示装置。
5. 前記紫外光検出手段は、前記光源光の特定波長として青色成分の輝度を測定する輝度センサである、請求項１又は２に記載の映像表示装置。
6. 前記輝度センサは、前記光源光の赤色成分、緑色成分、青色成分の輝度を測定し、前記青色成分の輝度測定によって前記紫外光検出を行う、請求項５に記載の映像表示装置。
7. 前記ＵＶフィルタを通過した前記光源光を前記ライトバルブへ導入する光学系と、
   前記光学系及び前記輝度センサを囲うように収容する収容室をさらに備え、
   前記輝度センサは、基板を介して前記収容室の内壁に固着され、
   前記収容室は、当該固着部分にこれよりも面積の小さい穴部を備え、
   前記輝度センサは、前記穴部を通って前記基板に接続されるリード線により、検出結果を前記収容室外部に伝達することを特徴とする、請求項５又は６に記載の映像表示装置。

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