JP2010282027A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空港、鉄道、商業施設などにおける映像サービス装置、宣伝公告媒体などの用途において開発の要望がある２４時間連続運転を可能とした投写型映像表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明に係る投写型映像表示装置は、光源として複数のランプを備えるとともに、複数のランプのうちの一部のランプからの光のみを出射するように光の出射経路を切り換える切換装置が設けられた照明装置と、映像の投影開始を指示するための運転スイッチＳｗと、複数のランプを切り換えて点灯又は消灯するためのランプ駆動部とを備えている。そして、運転スイッチＳｗが投入された場合には初期調整時間ｔ１を経た後にランプ駆動部及び切換装置を一定周期ｔ２毎に切り換えて、ランプを切り換えながら映像を連続投影運転するように構成されている。さらに、初期調整時間ｔ１及び前記一定周期ｔ２は調整可能に構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、投写型映像表示装置に関り、特に、２４時間連続投影運転を可能とした投写型映像表示装置に関する。

投写型映像表示装置（プロジェクタ）は、光源としてのランプから射出された光がライトバルブにより変調されて投写レンズによりスクリーンに投影される構造であって、大型の映像を得ることが容易である。このため、投写型映像表示装置は、会議、研修会、公共施設における広報手段などとして映像を提供する用途に多く使用されている。

このような投写型映像表示装置における欠点として、一般にランプの寿命が比較的短く、ランプ切れにより映像が中断されることがあると指摘されている。このような問題に対する対策として従来の投写型映像表示装置では、２個のランプを搭載し、ランプが切れるなどの故障を生じた場合に容易に他方のランプに切り換えるようにした投写型映像表示装置が開発されている。このような例としては、特許文献１、特許文献２などが知られている。

特開平２−２５７１９２号公報 特開平４−１０４５８３号公報

ところで、近年、空港、鉄道の駅、商業施設などにおける映像サービスとしての設備、宣伝公告媒体としての設備などの用途において２４時間連続投影運転したいという要望が増加してきている。しかしながら、従来の投写型映像表示装置では、一般に映像投影時間は一定の時間内であり連続投影運転を想定したものではなかった。上記従来の投写型映像表示装置も、２４時間より短い時間内の運転を前提としており、光源であるランプが切れるなどの故障を生じた場合にできるだけ素早くランプの切換を行えるようにしたものではあって、連続投影運転することを想定したものではない。なお、このような投写型映像表示装置を連続投影運転させた場合に最も問題になるのは、やはりランプの寿命である。一般に、ランプは２４時間点灯すると１時間程度消灯することが必要とされている。

このため、上記従来の投写型映像表示装置のように映像投影中にランプが故障した場合に、故障したランプを他方のランプに切り換えるという方式のものでは、２４時間連続投影運転の用途に対応することができない。また、ランプの切換周期が２４時間程度又はそれより短くなるので、手動切換とすると手間がかかり過ぎるという問題があった。さらに、ランプを切り換える場合においては、人の集まりが少ない深夜などの時間帯に行いたいという要望もあり、作業環境の点でも問題があった。

本発明は、このような背景に鑑み、２４時間の連続投影運転を可能とするとともに適切な時期にランプを自動的に切換できるようにした投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る投写型映像表示装置は、光源として複数のランプを備えるとともに、複数のランプのうちの一部のランプからの光のみを出射するように光の出射経路を切り換える切換装置が設けられた照明装置と、映像の投影開始を指示するための運転スイッチと、前記複数のランプを切り換えて点灯又は消灯するためのランプ駆動部とを備え、前記運転スイッチが投入された場合には初期調整時間を経た後に前記ランプ駆動部及び前記切換装置を一定周期で自動的に切り換えて、ランプを切り換えながら映像を連続投影運転するように構成され、さらに、前記初期調整時間及び前記一定周期がそれぞれ調整可能に構成されていることを特徴とする。

このように構成すると、ランプ駆動部及び切換装置を一定周期で自動的に切り換えて、ランプを切り換えながら映像を連続投影運転するように構成されているので、ランプを長期に使用可能としながら２４時間連続投影運転可能な投写型映像表示装置を提供することができる。また、連続投影運転に至るまでの初期調整時間及び連続投影運転における前記一定周期をそれぞれ調整可能としているので、連続投影運転の開始時刻及びランプの自動切換時刻を適切に設定することができる。

また、前記運転スイッチの投入から前記連続投影運転開始までの初期調整時間において、前記複数のランプのうちの何れかのランプを点灯させて映像を投影し、前記連続投影運転開始時には、ランプを他のランプに自動的に切り換えるように構成されていることが好ましい。このように構成すると、投写型映像表示装置を設置後直ちに投影運転させながら、ランプを一定周期で自動的に切り換える連続投影運転に円滑に移行することができる。

また、前記照明装置は、光軸を一致するように対向して配置された２個のランプを有するものであり、前記切換装置は、両ランプ間の中央部に配置された切換ミラーによりランプからの光の出射経路を切り換えるように構成され、前記連続投影運転時には、両ランプが自動的に切り換えられて交互に点灯されるように構成されていることが好ましい。このように構成すると、２個のランプを使用して２４時間連続投影運転に耐えることのできる投写型映像表示装置を提供することができる。

また、前記連続投影運転時における一定周期は２４時間とすることが好ましい。このようにすると、毎日定時刻にランプを自動切換することができる。一方、ランプの自動切換にはある程度の切換時間が必要でありその間は映像を中断せざるを得ない。このため、ランプの自動切換時期は真夜中などの人目に触れ難い時刻に設定されることが好ましい。したがって、前記連続投影運転時における一定周期を２４時間とすると、毎日のランプの自動切換時期を適切な同一時刻に容易に設定することができる。

本発明に係る投写型映像表示装置によれば、ランプを長期に使用可能としながら２４時間連続投影運転可能な投写型映像表示装置を提供することができる。また、連続投影運転におけるランプ切換時間を一定周期とするとともに、連続投影運転をスタートさせるまでの時間、すなわち、初期調整時間を調整可能としているので、連続点灯の開始時間及びランプの切換時間を適切に設定することができる。

実施の形態に係る投写型映像表示装置の光学系の系統図である。 同投写型映像表示装置の制御回路を示した機能ブロック図である。 同投写型映像表示装置における照明装置の制御フローチャートである。 同投写型映像表示装置における照明装置のタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態に係る投写型映像表示装置の光学系を示す。この図に示すように、この光学系は、光源を成す照明装置１０、照明装置１０から出射された光を輝度分布の安定した光に変換するインテグレータ光学系２０を備えている。また、この光学系は、輝度分布の安定した光を青色、緑色、赤色の各光成分に分離して各色光用の液晶ライトバルブ４１．４２．４３に供給する分離光学系３０、液晶ライトバルブ４１．４２．４３にて色光毎に画像信号に応じて変調し、変調された各色光を合成する合成光学系４０、合成された光を投写する投写光学系５０を備えている。

照明装置１０は、光軸を同一として対向するように配置された一対のランプ１１，１２と、この両ランプ１１，１２間に配置された切換装置１３とからなる。一対のランプ１１，１２は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどの放電型ランプが発光体として使用されるととともに、発光体からの照射光がリフレクタによって平行光となって、発光体の軸方向に出射されるように構成されている。

切換装置１３は、両ランプ１１，１２間の中央部に配置された切換ミラー１３ａにより光の出射経路を切り換えるものであって、切換ミラー１３ａの切換により選択された一方のランプ１１，１２からの光のみを出射するように構成されている。すなわち、図１において切換ミラー１３ａが実線で示された位置にあるときは、図示左方のランプ１１からの光のみを出射するように光の出射経路を切り換えた位置にある。また、図１において切換ミラー１３ａが破線の位置にあるときは、図示右方のランプ１２からの光のみを出射するように光の出射経路を切り換えている。この切り換えは、詳細は図示しないがモータ駆動により切り換えられるように構成されている。また、この切換装置１３の位置情報は、切換ミラー１３ａが実線位置に切り換えられている場合及び破線位置に切り換えられている場合の何れにおいても後述する制御部７０に伝達するように構成されている。

インテグレータ光学系２０は、インテグレータレンズ２１、偏光変換装置２２、コンデンサーレンズ２３などから構成されている。インテグレータレンズ２１は、一対のレンズ群（フライアイレンズ）から構成され、個々のレンズ部分がランプ１１，１２から出射された光を後述する液晶ライトバルブ４１．４２．４３の全面に導くように構成されている。これにより照明装置１０から出射された光に存在する部分的な輝度ムラを平均化し、画面中央と周辺部とでの光量差を低減する。

分離光学系３０は、ダイクロイックミラー３１，３２、全反射ミラー３３，３４，３５、コンデンサーレンズ３６，３７，３８、リレーレンズ３９ａ，３９ｂ，３９ｃなどから構成される。

合成光学系４０は、第１〜第３の変調手段である、青色光成分を変調する青色光用液晶ライトバルブ４１、緑色光成分を変調する緑色光用液晶ライトバルブ４２、及び赤色光成分を変調する赤色光用液晶ライトバルブ４３とを備え、さらに、クロスダイクロイックプリズム４４を備えている。また、青色光用液晶ライトバルブ４１は、液晶パネル４１ａと、液晶パネル４１ａの入射側に配置された入射側偏光板４１ｂ，液晶パネル４１ａの出射側に配置された出射側偏光板４１ｃとから構成されている。同様に緑色光用液晶ライトバルブ４２は、液晶パネル４２ａ，入射側偏光板４２ｂ，出射側偏光板４２ｃとから構成され、また、赤色光用液晶ライトバルブ４３は、液晶パネル４３ａ，入射側偏光板４３ｂ，出射側偏光板４３ｃとから構成されている。

コンデンサーレンズ２３から出射された白色光は、分離光学系３０において、緑色光成分及び赤色光成分が第１のダイクロイックミラー３１で反射され、青色光成分がこのダイクロイックミラー３１を透過する。また、ダイクロイックミラー３１で反射された緑色光成分及び赤色光成分のうち緑色光成分は、第２のダイクロイックミラー３２で反射され、他方の赤色光成分は第２のダイクロイックミラー３２を透過する。コンデンサーレンズ２３から出射された白色光は、このようにして分離される。

上記のように分離された各色光成分は、次のように分離光学系３０を経て合成光学系４０において合成される。ダイクロイックミラー３１を透過した青色光成分は、全反射ミラー３３で反射された後コンデンサーレンズ３６を介して青色光用液晶ライトバルブ４１に導かれる。また、第２のダイクロイックミラー３２で反射された緑色光成分は、コンデンサーレンズ３７を介して緑色光用液晶ライトバルブ４２に導かれる。また、第２のダイクロイックミラー３２を透過した赤色光成分はコンデンサーレンズ３８及びリレーレンズ３９ａ，３９ｂ，３９ｃを介するとともに、全反射ミラー３４，３５で反射されて赤色光用液晶ライトバルブ４３に導かれる。そして、これら液晶ライトバルブ４１，４２，４３で変調された青色光成分、緑色光成分、赤色光成分は、クロスダイクロイックプリズム４４で合成されて、投写光学系５０へ出射される。

一方、本実施の形態に係る投写型映像表示装置の制御回路は、図２に示すように構成されている。入力端子６１に入力された入力信号は、各種入力インターフェースを備えた入力信号処理部６２に入力される。入力信号処理部６２に入力された映像信号は、入力された映像信号に対応しＡ／Ｄ変換、デコード等の適宜の処理が施されて映像信号処理部６３へ出力される。映像信号処理部６３では、スケーリング処理、画質補正などの画像処理が行われる。映像信号処理部６３から出力された映像信号は、液晶パネル駆動部６４において各液晶ライトバルブ４１，４２，４３の各液晶パネル４１ａ，４２ａ，４３ａを駆動することができる信号形態に変換される。また、この液晶パネル駆動部６４において各液晶パネル４１ａ，４２ａ，４３ａを駆動のための駆動パルスが同時に生成される。各液晶パネル４１ａ，４２ａ，４３ａを駆動することができる信号形態に変換された映像信号及び各液晶パネル４１ａ，４２ａ，４３ａを駆動のための駆動パルスは、液晶パネル４１ａ，４２ａ，４３ａへと入力される。液晶パネル４１ａ，４２ａ，４３ａは、入力された映像信号に応じた回転角を持ち、分離光学系３０からの光を透過させることにより映像を作り出す。その表示映像は、投写光学系５０により所定距離離れた場所にあるスクリーン（図示せず）などに結像される。図２における制御部７０は、これら機器を含み投写型映像表示装置全体を制御している。

また、この投写型映像表示装置には、光源としての複数のランプ（この実施の形態においてはランプ１１，１２）の点灯及び切換制御を行うための制御回路が次のように構成されている。すなわち、この制御回路には、複数のランプ１１，１２の点灯及び切換制御を行うための操作指令を入力する操作部７１、複数のランプ１１，１２を切り換えて点灯又は消灯するためのランプ駆動部７２、ランプを切り換える際に切換ミラー１３ａを回転させて切り換えるためのミラー駆動部７３が設けられている。操作部７１には、ランプ１１，１２を点灯して映像の投影開始を指示するための運転スイッチＳｗ、運転スイッチＳｗの投入から連続投影運転開始までの初期調整時間ｔ１を設定するための初期タイマＴａ、初期タイマＴａによる初期調整時間ｔ１のカウント完了後にスタートさせる一定周期ｔ２を設定するための切換タイマＴｂなどが設けられている。

また、操作部７１において運転スイッチＳｗ、初期タイマＴａ及び切換タイマＴｂから入力された操作指令は制御部７０に送信される。そして、制御部７０からの制御信号に基づきランプ駆動部７２及びミラー駆動部７３が制御され、これによりランプ１１，１２の点灯及び切換制御が行われている。なお、切換ミラー１３ａが図１における何れの側に位置しているかの情報は切換ミラー１３ａの動作毎に制御部７０にフィードバックされている。したがって、制御部７０からランプ駆動部７２及びミラー駆動部７３への制御信号にはこの位置情報が加味されている。また、制御部７０は、上記のランプ制御に合わせて前記映像信号処理を開始又は停止するように制御している。

次に以上のように構成された投写型映像表示装置におけるランプ１１，１２の点灯及び切換制御の動作について説明する。
図３のフローチャートに示すように、投写型映像表示装置の運転開始に際し運転スイッチＳｗを投入すると（ステップＳ１）、当初点灯ランプ（ランプ１１）が点灯される（ステップＳ２）。このときに映像信号処理が開始される。当初点灯ランプは、最初に点灯するランプのことであり、この実施の形態においてはランプが２個であるので何れか一方のランプ１１，１２となる。ここではランプ１１を当初点灯ランプとして最初に点灯するものとする。このとき切換ミラー１３ａは図１における実線位置にある。

次いで、初期タイマＴａにより初期調整時間ｔ１を設定するとともに（ステップＳ３）、切換タイマＴｂにより一定周期ｔ２を設定する（ステップＳ４）。一定周期ｔ２が設定されると、所定のプログラムに従い、初期タイマＴａがスタートし、初期調整時間ｔ１がカウント開始される（ステップＳ５）。初期調整時間ｔ１が経過すると（ステップＳ６）、当初点灯ランプ（ランプ１１）が消灯され、ランプ切換が行われる（ステップＳ７）。ランプの切換は、ランプ駆動部７２を切り換えて点灯するランプを切り換えるとともに、ミラー駆動部７３を作動させて切換ミラー１３ａを切り換えて、切換ミラー１３ａが図１における破線位置に切り換えられる。

切換ミラー１３ａの切換が完了すると、切換完了検出センサ（図示せず）から切換完了の信号が制御部７０に送信される。制御部７０は、これにより切換完了を確認した後次のランプに切り換えて点灯する。切換後のランプは、この実施の形態ではランプが２個であるので他方のランプ１２であり、ランプ１２が点灯される（ステップＳ８）。また、このようにして切換後のランプが点灯されるとともに切換タイマＴｂがスタートし、切換タイマＴｂにより一定周期ｔ２がカウントされる（ステップＳ８）。そして、この一定周期ｔ２が経過すると（ステップＳ９）、切換後のランプ（この場合ランプ１２）が消灯され、ランプ駆動部７２及びミラー駆動部７３が前記と同様に切り換えられてランプの切換操作が行われる（ステップＳ１０）。また、切換タイマＴｂがリセットされ（ステップＳ１１）、切換後のランプ（この場合はランプ１１となる）が点灯されるととともに、切換タイマＴｂが再度スタートする（ステップＳ８）。以降このようにステップＳ８〜ステップＳ１１が繰り返されて、２４時間連続投影運転が行われる。なお、この実施の形態においては、ランプが２個であるので、２個のランプ１１，１２が交互に点灯されるようになる。

図４は、上記フローチャートに基づく動作をタイムチャートに示したものである。この実施の形態においては、図４のタイムチャートに示すように、最初にランプ１１を初期調整時間ｔ１点灯して映像を投影し、その後は交互にランプを一定周期ｔ２で切り換えている。なお、ランプ切換のためには、前述のようにランプ駆動部７２を切り換えるのみならず、切換ミラー１３ａの切換を要するため短時間ではあるが切換時間ｔ３が必要となる。このため、投影される映像は、最初にｔ１時間投影された後、その後は切換時間ｔ３を挟んでｔ２時間毎にランプを切り換えながら２４時間連続運転される。なお、上記切換時間ｔ３は、一定周期ｔ２に含まれる時間であり、その間は映像信号処理が中断されている。

上記において、初期調整時間ｔ１、一定周期ｔ２及び切換時間ｔ３の設定は次のように行われることが好ましい。
すなわち、このようにランプを切り換えながら連続投影運転させる場合、ランプの切換に要する短い切換時間ｔ３を人目に付き難い真夜中の時間帯に設定することが好ましい。例えば、切換時刻を毎日午前３時とする場合には、一定周期ｔ２を２４時間とすればよい。この場合ランプ１１，１２が実際に点灯される時間はｔ２−ｔ３となる。また、初期調整時間ｔ１を、投写型映像表示装置の現地据え付け時間から算出する。例えば、午後２時に設置が完了し、同時に運転開始する場合には、午後２時から最初の切換時間である午前３時までの時間が１３時間となるので、これを初期調整時間ｔ１とすればよい。

本実施の形態に係る投写型映像表示装置は、以上のように構成されているので次のような効果を奏することができる。
（１）実施の形態１によれば、ランプ駆動部７２及び切換装置１３を一定周期ｔ２毎に切り換えて、複数のランプ（この例では２個のランプ１１，１２）を自動的に切り換えながら映像を連続投影運転するように構成されているので、ランプ１１，１２を長期に使用可能としながら２４時間連続投影運転可能な投写型映像表示装置を提供することができる。また、連続投影運転に至るまでの初期調整時間ｔ１及び連続投影運転におけるランプ１１，１２を切り換える一定周期ｔ２を調整可能としているので、連続投影運転の開始時刻及びランプの切換時刻を適切に設定することができる。

（２）運転スイッチＳｗの投入から連続投影運転をスタートさせるまでの初期調整時間ｔ１において、複数のランプの内の何れかのランプ、すなわちこの例では２個のランプ１１，１２のうちの何れか一方のランプを点灯させるようにしている。したがって、投写型映像表示装置を設置後直ちに投影運転させながら、ランプ１１，１２を一定周期ｔ２で自動的に切り換える連続投影運転へ円滑に移行することができる。

（３）照明装置１０は、光軸を一致するように対向して配置された２個のランプ１１，１２を有するものであり、切換装置１３は、両ランプ１１，１２間の中央部に配置された切換ミラー１３ａによりランプ１１，１２からの光の出射経路を切り換えるように構成されている。そして、連続投影運転時には、両ランプ１１，１２が切り換えられて交互に点灯されるように構成されている。したがって、２個のランプ１１，１２により２４時間連続運転に耐えることのできる投写型映像表示装置を提供することができる。

（４）連続投影運転時における一定周期ｔ２を２４時間としているので、毎日定時刻にランプ１１，１２を自動切換することができる。すなわち、ランプの自動切換の際には、ランプ１１，１２の切り換えに必要な切換時間ｔ３の間映像が中断される。このため、ランプの自動切換の時期は真夜中などの人目に触れにくい時刻に設定されることが好ましい。したがって、連続投影運転時における一定周期ｔ２を２４時間とすると、毎日のランプ１１，１２の自動切換時期を適切な同一時刻に容易に設定することができる。

（変形例）
本発明は、上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・前述の実施の形態においては、ランプが２個であったが３個以上とし、この３個のランプを１個ずつ順次切り換えて使用するようにしてもよい。

・また、前記実施の形態においては、点灯するランプは１個であったが、これを複数個同時に点灯するようにしたものでもよい。例えば、前記実施の形態におけるランプ１１，１２それぞれを、２個のランプが一組にセットされた一組のランプに置き換えたものとしてもよい。このようにすると、２個のランプが一組となった２組のランプセットが切換ミラー１３ａを挟んで対向して配置されることになり、一組ずつ交互に点灯されることになる。

・前述の実施の形態においては、運転スイッチＳｗの投入当初から映像を投影するようにしているが、初期調整時間ｔ１においてランプ１１，１２を点灯させないようにしたものでもよい。この場合は、運転スイッチＳｗを投入してから初期調整時間ｔ１が経過した後に連続投影運転が直接開始され、一定周期ｔ２毎にランプ１１，１２が切り換えられることになる。

・前述の一定周期ｔ２は、２４時間に限られるものではない。例えば、１日に２回切り換えるように設定するようにしてもよい。このように一定周期ｔ２を短くするとランプ１１，１２の寿命をさらに長期化することができる。

本発明に係る投写型映像表示装置は、各種施設の映像表示システムとして利用することができるが、特に、連続運転が必要な場合に有効である。

ｔ１…初期調整時間、ｔ２…一定周期、Ｓｗ…運転スイッチ、１０…照明装置、１１，１２…ランプ、１３…切換装置、１３ａ…切換ミラー、４１…青色光用液晶ライトバルブ、４２…緑色光用液晶ライトバルブ、４３…赤色光用液晶ライトバルブ、７０…制御部、７２…ランプ駆動部。

Claims (4)

1. 光源として複数のランプを備えるとともに、複数のランプのうちの一部のランプからの光のみを出射するように光の出射経路を切り換える切換装置が設けられた照明装置と、映像の投影開始を指示するための運転スイッチと、前記複数のランプを切り換えて点灯又は消灯するためのランプ駆動部とを備え、
   前記運転スイッチが投入された場合には初期調整時間を経た後に前記ランプ駆動部及び前記切換装置を一定周期で自動的に切り換えて、ランプを自動的に切り換えながら映像を連続投影運転するように構成され、
   さらに、前記初期調整時間及び前記一定周期がそれぞれ調整可能に構成されている
   ことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 前記運転スイッチの投入から前記連続投影運転開始までの初期調整時間において、前記複数のランプのうちの何れかのランプを点灯させて映像を投影し、
   前記連続投影運転開始時には、ランプを他のランプに自動的に切り換えるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の投写型映像表示装置。
3. 前記照明装置は、光軸を一致するように対向して配置された２個のランプを有するものであり、
   前記切換装置は、両ランプ間の中央部に配置された切換ミラーによりランプからの光の出射経路を切り換えるように構成され、
   前記連続投影運転時には、両ランプが自動的に切り換えられて交互に点灯するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の投写型映像表示装置。
4. 前記連続投影運転時における前記一定周期は２４時間であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の投写型映像表示装置。

Images