JP4128155B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、液晶プロジェクタなどの投写型映像表示装置に関する。

液晶プロジェクタの利用の仕方として、パーソナルコンピュータから出力された映像信号を受け取って映像投写することが行われる。すなわち、プレゼンテーションを行う者がパーソナルコンピュータを操作して参加者に見せたい映像をパーソナルコンピュータのディスプレイに表示させると、その映像と同じ映像が液晶プロジェクタによってスクリーン上に拡大投写され、参加者全員が当該映像を見ることができる。一方、プレゼンテーションを行う者にとっては、操作途中に現れる映像が参加者に見られるのを望まない場合がある。なお、コントラスト向上のために光源の光出射側にシャッタを備える液晶プロジェクタがある（特許文献１参照）。
特開２００２−３６５６０７号公報

ランプを点灯したままで、どのような映像も投影したくないといった要求に対応するために、ランプからの光を遮断するメカニカルなシャッタ装置を設けることが考えられる。しかしながら、上記シャッタ装置によってランプの光が遮断された場合、全く光が外部に漏れず、ユーザは液晶プロジェクタが電源ＯＦＦになっていると勘違いし、ランプ点灯状態が続いて液晶プロジェクタの耐久性を低下させてしまうことが予想される。

この発明は、上記の事情に鑑み、シャッタ装置を備える構成とした場合に予想される不具合を防止することができる投写型映像表示装置を提供することを目的とする。

また、この発明の投写型映像表示装置は、ランプから出射された光をライトバルブにて光変調して映像を投写する投写型映像表示装置において、機械的に開閉し、閉状態にて前記映像が投写されないように前記光を遮断するシャッタ装置と、シャッタ装置が閉状態のままユーザにより電源ＯＦＦ操作又はランプＯＦＦ操作がなされたときに、シャッタ装置を強制的に開状態とする手段とを備えたことを特徴とする。かかる構成において、電源ＯＦＦ操作後に電源ＯＮ操作がなされた時又はランプＯＦＦ操作後にランプＯＮ操作がなされた時に、前記シャッタ装置を元の閉状態に復帰させるか否かをユーザにより設定できるように構成されていてもよい。

この発明によれば、ランプ点灯状態でシャッタ装置が閉じられる状態が長時間続くなどして生じる不具合を防止することができるという効果を奏する。

以下、この発明の実施形態の液晶プロジェクタを図１乃至図３に基づいて説明する。

図１はこの実施形態の４灯３板式液晶プロジェクタを示した図である。照明装置１は、４つの光源１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、光源１ａ，１ｂ間に配置されたミラー２と、光源１ｃ，１ｄ間に配置されたミラー３とから成る。各光源は、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタによって平行光となって出射され、インテグレータレンズ４へと導かれる。

インテグレータレンズ４は一対のフライアイレンズ４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ対が照明装置１から出射された光を後述する液晶表示パネルの全面に導くようになっており、照明装置１において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。インテグレータレンズ４を経た光は、偏光変換装置５、及び集光レンズ６を経た後、第１ダイクロイックミラー７へと導かれることになる。

偏光変換装置５は、偏光ビームスプリッタアレイ（以下、ＰＢＳアレイと称する）によって構成されている。ＰＢＳアレイは、偏光分離膜と位相差板（１／２λ板）とを備える。ＰＢＳアレイの各偏光分離膜は、インテグレータレンズ４からの光のうち例えばＰ偏光を通過させ、Ｓ偏光を９０°光路変更する。光路偏光されたＳ偏光は隣接の偏光分離膜にて反射されてそのまま出射される。一方、偏光分離膜を透過したＰ偏光はその前側（光出射側）に設けてある前記位相差板によってＳ偏光に変換されて出射される。すなわち、この場合には、ほぼ全ての光はＳ偏光に変換されるようになっている。

第１ダイクロイックミラー７は、赤色波長帯域の光を透過し、シアン（緑＋青）の波長帯域の光を反射する。第１ダイクロイックミラー７を透過した赤色波長帯域の光は、凹レンズ８を経て反射ミラー９にて反射されて光路を変更される。反射ミラー９にて反射された赤色光はレンズ１０を経て赤色光用の透過型の液晶表示パネル３１を透過することによって光変調される。一方、第１ダイクロイックミラー７にて反射したシアンの波長帯域の光は、凹レンズ１１を経て第２ダイクロイックミラー１２に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１２は、青色波長帯域の光を透過し、緑色波長帯域の光を反射する。第２ダイクロイックミラー１２にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１３を経て緑色光用の透過型の液晶表示パネル３２に導かれ、これを透過することで光変調される。また、第２ダイクロイックミラー１２を透過した青色波長帯域の光は、リレーレンズ１４、全反射ミラー１５、リレーレンズ１６、反射ミラー１７、及びリレーレンズ１８を経て青色光用の透過型の液晶表示パネル３３に導かれ、これを透過することで光変調される。

各液晶表示パネル３１，３２，３３は、入射側偏光板３１ａ，３２ａ，３３ａと、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部３１ｂ，３２ｂ，３３ｂと、出射側偏光板３１ｃ，３２ｃ，３３ｃとを備えて成る。

液晶表示パネル３１，３２，３３を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、クロスダイクロイックプリズム１８によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１９によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投写表示される。

シャッタ装置２１は、図２にも示しているように、複数のシャッタ部２２から成り、各シャッタ部２２は偏光変換装置５側に位置するフライアイレンズ４ｂの近傍であって有効照明光の通過を阻害しない位置に設けられている。各シャッタ部２２は、縦方向に配置された軸と当該軸に固着された遮光板とから成る。遮光板は受けた光を吸収するように黒色の光吸収体を樹脂や金属の部材に塗布して成る。前記軸を９０°回動させることで遮光板が回動し、照明光の遮断状態（これをシャッタ装置の閉状態という）と通過状態（これをシャッタ装置の開状態という）とを切り替えることができる。

この構成のシャッタ装置２１であれば、一対のフライアイレンズ４ａ・４ｂ間で照明光の遮断が行われることになるから、映像投写を一時的に停止する場合に液晶表示パネル３１，３２，３３への光入射を阻止することができる。シャッタ装置２１におけるシャッタ部２２の駆動はソレノイド等のアクチュエータによって行うこととしている。シャッタ部２２の駆動情報（開閉情報）は、検出部４７（図３参照）によって、後述するシステム制御回路２０に通知されるようにしている。検出部４７はソレノイドに連結されたスイッチや近接して設けられた近接スイッチ、ソレノイドの動作をシャッタ部２２に伝える機構中に設けられたスイッチ等から成る。また、システム制御回路４０が前記ソレノイドへ開閉の信号を出力するのであれば、システム制御回路４０が検出部４７として機能することもできる。

図３は投写型映像表示装置における映像処理系とランプ制御系と冷却ファン制御系等を示したブロック図である。映像信号処理回路２１は映像信号を入力して周波数変換（走査線数変換）や、液晶パネルの印加電圧−光透過特性に鑑みたガンマ補正処理等を行い、この補正後の映像信号（映像データ）を液晶駆動回路４２に与える。液晶駆動回路４２は、前記映像信号に基づいて液晶表示パネル（３１，３２，３３）を駆動する。システム制御回路４０は、ランプ電源４４やランプ冷却電源４５等の動作を制御する。その詳細は後述する。ランプ電源４４はランプ１への給電／停止及び電力量調整を行う回路であり、ランプ冷却電源４５はランプ冷却ファン４６への給電／停止及び電力量調整を行う回路である。温度センサ４９はランプ１の温度又はランプ１の周囲温度を計測し、この計測情報をシステム制御回路４０に与える。以下、この発明にかかるシステム制御回路４０の処理について説明していく。

（１）システム制御回路４０は、シャッタ装置２１が閉状態であるとの情報を検出部４７から受け取ったときには、ＬＥＤ（発光ダイオード）４３（装置筐体の露呈面に設けられる）を点灯させる。この点灯により、ユーザはシャッタ閉状態であることを知ることになる。

（２）システム制御回路４０は、シャッタ装置２１が閉状態であるとの情報を検出部４７から受け取ったときにタイマー４８を始動させて時間情報を取得し、所定時間が経過したときに、アラーム処理を行う。アラーム処理は、前記ＬＥＤ５０の明滅、図示しないブザー等を用いた音警報などから成る。また、システム制御回路４０は、シャッタ装置２１が閉状態であるとの情報を検出部４７から受け取り且つ温度センサ４９にて所定温度以上となったことを知得したときに、アラーム処理を行うこととしてもよい。

（３）システム制御回路４０は、シャッタ装置２１が閉状態であるとの情報を検出部４７から受け取ったときにタイマー４８を始動させて時間情報を取得し、所定時間が経過したときに、保護処理を行う。保護処理は、ランプ電源４４の処理によるランプ１の発光停止又はランプ供給電力低減、シャッタ装置２１を強制的に開く処理、ランプ冷却ファン４６による冷却処理（通常時よりもファン回転速度大等）などから成る。また、システム制御回路４０は、シャッタ装置２１が閉状態であるとの情報を検出部４７から受け取り且つ温度センサ４９にて所定温度以上となったことを知得したときに、上記保護処理を行うこととしてもよい。

（４）上記保護処理としてシャッタ装置２１を強制的に開くときには、液晶表示パネルには黒映像等の本来の画像とは異なる画像を表示することとしてもよい。また、前記シャッタ装置２１を強制的に開状態とすると共にランプ発光を停止させることとしてもよい。この場合、前記発光を停止されたランプ１が発光を再開する際に、前記シャッタ装置２１を元の閉状態に復帰させるかどうかをユーザにより設定できるように構成しておいてもよい。設定情報は例えば、ＥＥＰＲＯＭ等に保持しておけばよい。ランプ１の発光停止やランプ電力低減の状態ではシステム制御回路４０はユーザによる操作（例えば、リモコン送信機に対する操作等）を検出しており、何らかの操作（キータッチ等）があったときに、ランプ１の発光開始やランプ電力を元の電力に戻す処理を行うこととしてもよい。

（５）システム制御回路４０は、前述したアラーム処理を行い、その後の所定時間の間にユーザによる何の操作も無かったときに、上述した保護処理を行うようになっていてもよい。

（６）システム制御回路４０は、シャッタ装置２１が閉じられたままユーザ操作で電源ＯＦＦ操作或いはランプＯＦＦ操作がなされたときに、前記シャッタ装置２１を強制的に開状態にする処理を行ってもよい。また、その後に電源ＯＮ操作又はランプＯＮ操作がなされときに前記シャッタ装置２１を元の閉状態に復帰させるかどうかをユーザにより設定できるようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、液晶表示パネルを用いた３板式の液晶プロジェクタを示したが、他の映像光生成系を備える投写型映像表示装置においても本発明を適用できる。また、シャッタ装置は一対のフライアイレンズ４ａ・４ｂ間に設けられるものを示したが、これに限られるものではない。

この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学系を示した構成図である。 シャッタ装置の詳細を示した図であって、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。 液晶プロジェクタ映像処理系及びランプ制御系及びランプファン制御系を示したブロック図である。

符号の説明

１ ランプ
２１ シャッタ装置
３１，３２，３３ 液晶表示パネル
４０ システム制御回路
４３ ＬＥＤ
４４ ランプ電源
４５ ランプ冷却電源
４６ ランプ冷却ファン
４７ 検出部
４９ 温度センサ

Claims (2)

1. ランプから出射された光をライトバルブにて光変調して映像を投写する投写型映像表示装置において、機械的に開閉し、閉状態にて前記映像が投写されないように前記光を遮断するシャッタ装置と、シャッタ装置が閉状態のままユーザにより電源ＯＦＦ操作又はランプＯＦＦ操作がなされたときに、シャッタ装置を強制的に開状態とする手段とを備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、電源ＯＦＦ操作後に電源ＯＮ操作がなされた時又はランプＯＦＦ操作後にランプＯＮ操作がなされた時に、前記シャッタ装置を元の閉状態に復帰させるか否かをユーザにより設定できるよう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。

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