JP2011118072A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源から装置までに長距離の電源延長ケーブルが必要な場合には、電源延長ケーブルによる電圧降下の要因により、装置への供給電源が不足し、シャットダウンを引き起こす可能性がある。特に、エアコン等の機器を使用し、消費電力が大きい場合には、電源延長ケーブルの電圧降下が大きくなるため、シャットダウンする可能性が更に大きくなる。
【解決手段】ＡＣ電圧伝送部（電源ケーブル）１１と、ＡＣコンセント部の電圧を測定するＡＣ電源電圧測定器１２、電源ケーブルの長さと導体断面積のデータの入力部であるリモコン受光部７、ランプ光源３１ａ、３１ｂ、及びランプ光源を駆動する光源駆動部３７を備え、電圧降下に応じてランプ光源の輝度を調整する画像表示装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、屋外に設置する画像表示装置に関するもので、詳しくは、イベント、広告等の目的で屋外に使用する画像表示装置において、電源を供給できる場所から、電源ケーブル等で長距離離れた場所で、装置を駆動させる状況においても、シャットダウンする可能性を低下させ、画像を表示し続ける画像表示装置に関わる。

近年、画像表示装置の大型化、高輝度化、高精細化の進展とネットワーク環境の普及に伴って、従来の街灯ポスターなどに代わり、映像媒体による電子広告の配信ビジネスが急速に拡大している。街頭ポスターでは広告内容を変更するたびにポスターの貼り替え作業等が発生するが電子広告では配信サーバのコンテンツを変更するのみで瞬時に広告内容の変更が可能となり有用な広告媒体として注目されている。

電子広告では不特定多数の視聴者を対象に、大型の画像表示装置を屋外の公共の場所などに設置して使用する。映像を室内で利用する場合と異なり、屋外広告に利用する場合には、高精細度かつ高輝度の表示画像が不可欠の要件であるなど、大型画面における表示品質の確保が最も重要な課題となる。

大型画面を表示する場合には、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ、ＬＥＤなどの表示装置により直接大画面表示を行う方法と、プロジェクタにより画像情報を拡大投写して表示する方法を利用することができる。

このうち、ＬＥＤを用いた表示装置は、高輝度の画像を提供することができるが、画素ピッチが粗いため、高精細にしようとすると、画面サイズを大きくしなければならず、結果として高コストになっていた。また、画面の大画面化に伴い、消費電力も増加する。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイを使用する方法は、高精細の画像を提供することができるが、通常、屋外用ディスプレイでは輝度が不十分であり、高輝度を得ようとすると消費電力が極めて大きくなるという問題がある。さらにこれらの直視型のディスプレイは、パネル部分が直射日光に曝されると、パネル内部に近接して配置されているディスプレイ構成素子の温度が上昇し、性能が劣化する。

一方、プロジェクタを利用する方法は、ミラーを介して映像を透過型スクリーンへ投写する背面投写型(リア型)プロジェクタまたは、映像を直接反射型スクリーンに投写する前面投写型(フロント方式)プロジェクタの２つの方式が利用可能であり、投写ユニットがスクリーンから離れて設置されるため、直視型のディスプレイに比べて、直射日光の影響を低減することが可能である。

プロジェクタをスクリーンを備えた可動式の筺体内に収納したリア型プロジェクタは、設置が容易であり、イベントでの電子広告用途として一時的に使用するといった状況に効果的である。

しかし、光源をＵＨＰランプとするプロジェクタは、寿命が約２０００時間と短く、ランプの寿命により、画像表示ができず、シャットダウンする可能性が高い。特に、広告用途等で使用する場合、システムがシャットダウンせず、継続的に動作する仕組みが重要である。

システムがシャットダウンせずに、継続的に動作させる仕組みの例として、特許文献１には、光源の寿命を把握し、光源が故障する前に、光源の交換を可能とする投射型映像再生装置の例が開示されている。

一方、プロジェクタをスクリーンを備えた筺体内に収納したリア型プロジェクタを屋外で使用する場合、日射及び、プロジェクタの排気熱により、筺体内で温度が上昇しやすく、筺体内を冷却するためにエアコン等の冷却装置の搭載が必要となり、画像表示装置としての消費電力が大きくなるという欠点がある。

特許文献２には、画像表示装置の光源の明るさを表示画像に応じて操作することで、装置の省電力化を実現する投射型映像再生装置の例が開示されている。

特開平６−１７８３３６号公報 特開２００６−２６７９９５号公報

しかしながら、上記特許文献に示された従来技術では、装置に供給される電源電圧が様々な要因で低下することによるシャットダウンを防止する十分な検討はなされていなかった。

例えば、電源から装置までに長距離の電源延長ケーブルが必要な場合には、電源延長ケーブルによる電圧降下の要因により、装置への供給電源が不足し、シャットダウンを引き起こす可能性がある。特に、エアコン等の機器を使用し、消費電力が大きい場合には、電源延長ケーブルの電圧降下が大きくなるため、シャットダウンする可能性が大きくなる。

また、画像表示装置に供給する電源に、別途、冷蔵庫等の外部機器が接続されている場合、上記外部機器が駆動することにより、装置への供給電圧が降下し、装置がシャットダウンする恐れがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ＡＣコンセントから装置までを接続する電源ケーブルによる電圧降下及び、外部接続機器の駆動によるＡＣコンセント部の電圧降下を考慮し、装置がシャットダウンしないよう、電源ケーブルの電流値を操作することが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、
交流電圧伝送部と、前記交流電圧伝送部の長さに応じて、前記交流電圧伝送部に流れる電流値を操作する電流制御手段を具備したことを特徴とする画像表示装置である。

このような構成により、電源ケーブル等の交流電圧伝送部が長くなることにより装置に供給される電圧が小さくなっても、電流量を操作することで、供給電圧の低下量を減少できるため、装置がシャットダウンせずに、継続した画像表示が可能である。

また、前記電流制御手段は、電圧を測定する電圧測定手段を具備し、前記交流電圧伝送部の一部を前記電圧測定手段が測定し、その測定電圧に応じて前記交流電圧伝送部に流れる電流量を操作することを特徴とする画像表示装置である。

このような構成により、画像表示装置に供給される推定電圧を画像表示装置が把握できるため、さらに、細かく電流量を操作でき、装置がシャットダウンせずに、継続した画像表示が可能である。

また、前記電流制御手段は、前記交流電圧伝送部の抵抗値を取得でき、前記抵抗値に応じて、前記交流電圧伝送部に流れる電流量を操作することを特徴とする画像表示装置である。

このような構成により、画像表示装置に供給される推定電圧を画像表示装置が把握できるため、細かく電流量を操作でき、装置がシャットダウンせずに、継続した画像表示が可能である。

また、前記画像表示装置は光源及び、前記光源を駆動する光源駆動回路を具備し、前記電流制御手段は、前記光源駆動回路によって、前記光源の明るさを制御することを特徴とする画像表示装置である。

このような構成により、装置への供給電圧が低い場所では、出力画像を暗くして駆動し、装置への供給電圧が高い場所では、出力画像を明るくするといった制御が可能であり、装置への供給電圧が低い場所での、シャットダウンを防ぐことが可能である。

本発明によれば、長距離の電源ケーブルが必要な状況や、供給電源部の電圧が低い状態においても、シャットダウンすることなく継続して画像表示させることが可能な画像表示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１における画像表示装置の外観を示す斜視図 同画像表示装置の構成図 同画像処理装置のＡＣ電圧伝送部１１の詳細構造を示すブロック図 同画像表示装置の内部構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１における光源駆動部内のフローチャート 本発明の実施の形態１におけるシャットダウン確率を低下させる光源制御のフローチャート 本発明の実施の形態１における光源の光出力と、本装置の供給電圧の関係を示すグラフ

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における画像表示装置１（以下、単に「本装置１」と略記する）の外観を示す斜視図、図２は、本装置１の構成を示す図である。

本装置１は、図１に示すように筺体２の前面にスクリーン６を備える。

また本装置１は、図２に示すように筺体２の内部に投射型のプロジェクタユニット３（以下、「プロジェクタ３」と略記する）、窓４、ミラー５、透過型のスクリーン６、リモコン受光部７、エアコン８、電源ケーブルソケット挿入口９を備え、筺体２の外部にＡＣ電源コンセント１０、ＡＣ電圧伝送部１１及び、ＡＣ電源電圧測定器１２を備える。

プロジェクタ３から出力された画像情報を窓４およびミラー５を経由してスクリーン６に投射することにより、画像を大画面で表示する機能を発揮することができる。プロジェクタ３にはパソコンなどの情報処理装置（図示せず）が接続されて、情報提供サービスに必要な画像情報を蓄積し、または通信回線を介して外部から画像情報を入手することができる。

筺体２内部のプロジェクタ３、及びエアコン８の電源は、ＡＣ電源コンセント１０から、ＡＣ電圧伝送部１１、電源ケーブルソケット挿入口９を通じて供給されており、プロジェクタ３は、筺体２内部の温度が高温にならないように、プロジェクタ３の命令でＯＮ／ＯＦＦの制御が可能な、エアコン８を備えている。

図３（ａ）はＡＣ電圧伝送部１１の詳細構造を示す図である。ＡＣ電圧伝送部１１は、ソケット部１３、プラグ部１４、電源ケーブル部１５で構成され、電源ケーブル部１５の断面構造は、図３（ｂ）に示すように銅線１６が複数連なって構成されている。このような構成において、以下の説明では、ソケット部１３〜プラグ部１４までを繋ぐ電源ケーブル部１５の長さをＬ（ｍ）、本装置駆動時のソケット部１３の電圧実効値をＶｉｎ、プラグ部１４の電圧実効値をＶｐ、電源ケーブル部１５の断面の導体面積をＳ（ｍ²）とする。

図４は、プロジェクタ３の内部構成を示すブロック図である。

プロジェクタ３は、光源駆動部３７によって、駆動される２個の光源ランプ３１ａ、３１ｂからの出力光を合成する光合成部３０、ＤＭＤ（ディジタル マイクロミラー デバイス）などの画像表示素子を備えた表示デバイス部３５、光合成部３０からの出力光を表示デバイス部３５に伝搬する集光部３４、集光部３４によって集光された光を画像信号により変調するデバイス駆動部３８、各種フォーマット（コンポジットビデオ、Ｓビデオ、ＹＰｂＰｒ、ＲＧＢ）の入力画像信号を画像処理に適したフォーマット（３原色ＲＧＢ）に変換処理等を行う画像入力部３９、画像入力部３９からの３原色ＲＧＢ信号を受けて表示デバイス３５を駆動するための所定の画像処理を実行する画像処理部４０、表示デバイス部３５からの出力光をミラー５を経由してスクリーン６に投写する投写部３６を備えている。

それぞれの光源３１ａ、３１ｂは断面形状が楕円面である凹面鏡の内部に配設されている。光源には超高圧水銀灯を使用し、凹面鏡には、ガラス製機材の内面に赤外光を透過させ可視光を反射させる誘電体光学多層膜が形成されている。

光源ランプ３１ａ、３１ｂからの出力光は、凹面鏡によってそれぞれ集光され、合成プリズム３２で合成された後、集光レンズ３３を経由して集光部３４に入射する。

集光部３４は、集光レンズ（図示せず）およびミラー（図示せず）などを備え、光合成部３０からの出力光の進行径路を整えて表示デバイス部３５に伝搬する。

表示デバイス部３５は、全反射プリズム（図示せず）および画像表示素子としての反射型ライトバルブであるＤＭＤ（図示せず）を備え、投写画像を形成する。ＤＭＤは、画素ごとにミラー素子がマトリックス状に配列され、映像信号に応じて光の進行方向を変調し、反射角の変化として光学画像を形成することができる。

表示デバイス部３５で形成された光学画像は投写部３６に出力され、投写部３６の投射レンズにより、ミラー５で屈曲されスクリーン６に投写される。

次に、本実施の形態における本装置１が、供給される電源電圧の低下によるシャットダウンを防止する動作を図５、図６、図７、表１を用いて説明する。

光源駆動部３７は、本装置１のシャットダウンを防ぐために、電源ケーブルソケット挿入口９における電圧実効値Ｖｉｎを導出し、導出値に応じて、光源ランプ３１ａ、３１ｂの点灯／消灯を制御する。すなわち、Ｖｉｎが低い時には、光源ランプ３１ａ、３１ｂの総発光量を落とすことで、消費電力値を下げてＶｉｎを高くし、Ｖｉｎが十分高い時には、光源ランプ３１ａ、３１ｂの総発光量を一定に保つよう制御する。

図５は、プロジェクタ３が起動後、光源ランプ３１a、３１ｂが駆動するまでの光源駆動部３７の内部処理のフローチャートを示す図である。

プロジェクタ３を起動後、リモコン（図には記述していない）入力により、リモコン受光部７を通じてＳ（ｍ²）及び、Ｌ（ｍ）の情報を取得（ステップＳ１、Ｓ２）し、ＡＣ電圧伝送部１１の抵抗値Ｒ（Ω）を導出する（ステップＳ３）。その導出した結果をもとに、光源ランプ３１a、３１ｂの輝度調整処理（ステップＳ４）を行う。

図６は、光源ランプ駆動及び輝度調整処理（ステップＳ４）の処理内容を詳細に示したものである。

ステップＳ５、Ｓ６では、本装置１が光源ランプ３１ａのみ点灯した場合（以下「ランプ１灯モード」と記述する）のＡＣ電圧伝送部１１の電圧降下値Ｖｃ１、及び光源ランプ３１ａ、３１ｂを駆動した場合（以下「ランプ２灯モード」と記述する）のＡＣ電圧伝送部１１の電圧降下値Ｖｃ２を導出する。

導出結果の例を表１に示す。

表１に示すように、光源駆動部３７には本装置１の消費電力の内訳を登録してあり、ランプ１灯モード（ｂ）、ランプ２灯モード（ａ）時の消費電力を参照することができる。つまり、ステップＳ５、Ｓ６では、表１に示す各デバイスの消費電力から、ＡＣ電圧伝送部１１に流れる電流量を導出し、ステップＳ３で導出したＡＣ電圧伝送部１１の抵抗値により、ＡＣ電圧伝送部１１での電圧降下値を導出する。

次にプラグ部１４の電圧値Ｖｓ、すなわちＡＣ電源コンセント１０の電圧値をＡＣ電源電圧測定器１２により測定し、２３２Ｃ等のシリアル通信手段により、測定電圧を取得する（ステップＳ７）。

ステップＳ８では、ステップＳ５及び、ステップＳ７の結果から、電源ケーブルソケット側電圧ＶｉｎをＶｓ−Ｖｃ１により求め、ステップＳ９では、その結果が、本装置１が動作不可能となる電圧である９０Ｖ以下であるかどうかを識別する。９０以下の場合は、本装置１は起動不可能（ステップＳ１０）となる。９０Ｖ以上であるならば、ランプ１灯モードで本装置の光源ランプ３１ａを起動する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１２〜Ｓ１７は、図７に示すグラフに基づき光源ランプ３１ａ、３１ｂの点灯・消灯を制御する。

図７はソケット部１３の電圧Ｖｉｎと、集光部３４の光出力量との関係を示すグラフである。

本実施の形態では、ランプ１灯モードから２灯モードへの遷移は、Ｖｉｎが９４Ｖ以上となった時、ランプ２灯モードから１灯モードへの遷移は、Ｖｉｎが９０Ｖ以下となった時とし、ヒステリシス特性を持たしている。このようにヒステリシス特性を持たすことで、冷蔵庫等の外部機器の駆動によってＶｓが微小に変動しても、ランプ１灯モードとランプ２灯モードの切り替えが少なくなり、スクリーン輝度のちらつきを抑える効果がある。

ステップＳ１２で再度、ＡＣ電源コンセント１０の電圧値をＡＣ電源電圧測定器１２によりＶｓを測定し、ステップＳ１３、Ｓ１４で、ランプ２灯モードで駆動した場合に予想されるＶｉｎ（＝Ｖｓ−Ｖｃ２）がランプ１灯モードから２灯モードへの遷移の閾値である９４Ｖ以上であるかを判別する。

９４Ｖ以上であれば、ランプ２灯モードに切り替え（ステップＳ１５）、ステップＳ１２からの処理を繰り返す。９４Ｖ未満であれば、ランプ１灯モードで駆動した場合に予想されるＶｉｎ（＝Ｖｓ−Ｖｃ１）が９０Ｖ以上であるかの判別を行い（ステップＳ１６、Ｓ１７）、９０Ｖ以上であれば、ステップＳ１１からの処理を繰り返す。９０Ｖ未満であれば、装置停止状態となる（ステップＳ１８）。

このような制御により、電源電圧が低い環境においても、光源の輝度を制御することで、本装置１がシャットダウンすることなく、より継続的に画像を表示することが可能になる。

なお、光源の制御だけでなく、エアコン等の別の装置のＯＮ／ＯＦＦの制御を行うことで、電源ケーブル部１５の電圧降下を抑えてもよい。

また、プロジェクタ３は、ＡＣ電圧伝送部１１の伝送長、導体部面積の情報を、リモコン受光部７を通じてリモコンの入力から取得することができるとともに、ＡＣ電源電圧測定器１２によって、計測されたＡＣ電源コンセント１０の電圧情報を取得できる。

具体的には、リモコン受光部７を通じて得られるＡＣ電圧伝送部１１の伝送長、導体部面積の情報と、ＡＣ電源電圧測定器１２によって計測されたＡＣ電源コンセント１０の電圧情報及び、光源ランプ３１ａ、３１ｂの消費電力をもとに、電源ケーブルソケット挿入口９における電圧値を導出し、光源ランプ３１ａ、３１ｂの点灯／消灯の制御や、光源ランプ３１ａ、３１ｂの発光強度を制御する。すなわち、電源ケーブルソケット挿入口９における電圧値が低い時には、光源ランプ３１ａ、３１ｂの発光量を落とすことで、消費電力値を下げ、高い時には、光源ランプ３１ａ、３１ｂの発光量を落とさず、一定に保つよう制御する。

本発明は、例えば、屋外で使用する画像表示装置で、長い電源ケーブルを必要とする場所や、電源電圧が低い場所で、画像表示装置を設置する場合に有用である。

１ 画像表示装置
２ 筐体
３ プロジェクタユニット
４ 窓
５ ミラー
６ スクリーン
７ リモコン受光部
８ エアコン
９ 電源ケーブルソケット挿入口
１０ ＡＣ電源コンセント
１１ ＡＣ電圧伝送部
１２ ＡＣ電源電圧測定器
１３ ソケット部
１４ プラグ部
１５ 電源ケーブル部
１６ 銅線
３０ 光合成部
３１ａ，３１ｂ 光源ランプ
３２ 合成プリズム
３３ 集光レンズ
３４ 集光部
３５ 表示デバイス部
３６ 投写部
３７ 光源駆動部
３８ デバイス駆動部
３９ 画像入力部
４０ 画像処理部

Claims (4)

1. 交流電圧伝送部と、前記交流電圧伝送部の長さに応じて、前記交流電圧伝送部に流れる電流値を操作する電流制御手段を具備したことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記電流制御手段は、電圧を測定する電圧測定手段を具備し、前記交流電圧伝送部の一部を前記電圧測定手段が電圧を測定し、その測定電圧に応じて前記交流電圧伝送部に流れる電流量を操作することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記電流制御手段は、前記交流電圧伝送部の抵抗値を取得でき、前記抵抗値に応じて、前記交流電圧伝送部に流れる電流量を操作することを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
4. 前記画像表示装置は光源及び、前記光源を駆動する光源駆動回路を具備し、前記電流制御手段は、前記光源駆動回路によって、前記光源の明るさを制御することを特徴とする請求項１、２または３に記載の画像表示装置。

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