JP2005077890A - 投写型映像表示装置及び照度検査調整方法 - Google Patents

Abstract

【目的】 検査者を煩わせずに自動的に規格内の照度を設定することができる投写型映像表示装置を提供する。
【構成】 検査場に設けられたスクリーン４２の略中央には照度センサ４１が設けられている。照度センサ４１は液晶プロジェクタの検査用投写映像（例えば白１００％映像）を受けて照度値を出力する。パーソナルコンピュータ４０は照度センサ４１から照度値を入力し、前記照度値が検査対象である液晶プロジェクタにおいて求められている照度範囲から外れた場合に液晶プロジェクタにランプ電力制御情報を与える。液晶プロジェクタのマイコン２５は、前記ランプ電力制御情報に基づいてランプドライバ２６に対して基準駆動電力を設定する。
【選択図】 図２

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及び照度検査調整方法に関する。

従来技術として、プロジェクタの周囲光量を検出して光源の調光制御を行う技術が知られている（特許文献１参照）。また、映像の平均的な明るさ（ＡＰＬ：Average Picture Lever ）に基づいて調光制御を行うプロジェクタが提案されている（特許文献２参照）。
特開２０００−１３１６６８号公報 特開平３−１７９８８６号公報

ところで、プロジェクタに使用される部品には、明るさに対してばらつきが大きいものが多く存在する。例えば、ランプであれば出射光量に±１５％程度のばらつきがあり、液晶パネルであれば光透過特性に±８％程度のばらつきがあり、ダイクロイックミラーであれば光透過特性に±４％程度のばらつきがあるため、規格範囲内の照度が得られない場合がある。規格の下限はユーザに対する保証のために設けられ、規格の上限は液晶パネルにおける液晶や偏光板等の光学部品の信頼性確保のために設けられる。

プロジェクタを出荷するにあたっては、照度検査工程を設けて実際に映像投写を行い、スクリーン上の照度が規格内に納まっているかどうかを調べる。前述のごとく光学部品のばらつきが大きいと、規格値から外れることが生じ、ランプなどの光学部品の交換が頻繁に生じてしまう。

この発明は、上記の事情に鑑み、検査者を煩わせずに自動的に規格内の照度を設定することができる投写型映像表示装置及びその照度検査調整方法を提供することを目的とする。

この発明の投写型映像表示装置は、上記課題を解決するために、光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、前記光源の駆動電力を調節する機能を備えた光源ドライバと、外部機器から入力された駆動電力増減指令に基づいて前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする（以下、この項において第１構成という）。

また、この発明の投写型映像表示装置は、光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、前記光源の駆動電力を調節する機能を備えた光源ドライバと、外部照度センサから入力された照度情報に基づいて前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする（以下、この項において第２構成という）。

また、この発明の投写型映像表示装置は、光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、前記光源の駆動電力を調節する機能を備えた光源ドライバと、内蔵照度センサから入力された照度情報に基づいて前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする（以下、この項において第３構成という）。

これらの構成であれば、外部機器からの駆動電力増減指令や照度情報に基づく制御手段の制御によって自動的に光源ドライバに対して基準駆動電力が設定されることになり、検査者を煩わせずに自動的に規格内の照度が設定される。

第２構成や第３構成において、前記制御手段は照度範囲情報が登録された記憶手段を備え、入力された照度情報が照度範囲から外れた場合に前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定するように構成されていてもよい。また、前記照度範囲情報は標準照度値に対して±１０％の範囲に設定されていてもよい。

また、この発明の照度検査調整方法は、第１構成の投写型映像表示装置における照度検査調整方法であって、検査対象となる投写型映像表示装置にてスクリーン上に映像投写を行い、外部機器である情報処理装置は、スクリーン上に配置された照度センサから照度情報を入力し、この照度情報に基づいて投写型映像表示装置に駆動電力増減指令を与える段階を含むをことを特徴とする。かかる方法において、前記情報処理装置は照度範囲情報が登録された記憶手段を備え、入力された照度情報が照度範囲から外れた場合に投写型映像表示装置に駆動電力増減指令を与えるのがよい。また、前記照度範囲情報は検査対象となる投写型映像表示装置の標準照度値に対して±１０％の範囲に設定されていてもよい。

以上説明したように、この発明によれば、検査者を煩わせずに自動的に規格内の照度を設定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及び図２に基づいて説明する。

図１はこの実施形態の３板式液晶プロジェクタの光学系を示した図である。光源１における発光部は、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は一対のレンズ群（フライアイレンズ）４ａ・４ｂから構成されており、個々のレンズ部分が光源１から出射された光を後述する液晶ライトバルブの全面に導くようになっており、光源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、反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。反射ミラー８にて反射された赤色光はレンズ９を経て赤色光用の透過型の液晶ライトバルブ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、第２ダイクロイックミラー１０に導かれる。

第２ダイクロイックミラー１０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１０にて反射した緑色波長帯域の光は、レンズ１１を経て緑色光用の透過型の液晶ライトバルブ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１０を透過した青色波長帯域の光は、全反射ミラー１２、全反射ミラー１３、レンズ１４を経て青色光用の透過型の液晶ライトバルブ３３に導かれ、これを透過することで光変調される。

各液晶ライトバルブ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。

液晶ライトバルブ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１５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１６によって拡大投写され、スクリーン上に投写表示される。

図２は液晶プロジェクタの映像処理系及び光源制御系を示すと共に検査調整装置であるパーソナルコンピュータ（パソコン）４０を示した説明図である。液晶プロジェクタの映像信号処理回路２３は映像信号を入力して周波数変換（走査線数変換）等の処理を行う。ガンマ補正回路２４は液晶ライトバルブ（ＬＣＤ）の印加電圧−光透過特性に鑑みた補正処理を行い、この補正後の映像信号（映像データ）を液晶ライトバルブ３１，３２，３３に与える（駆動する）。液晶プロジェクタのマイコン（マイクロコンピュータ）２５は、液晶プロジェクタにおける全体制御を行う他、出荷段階の検査モード時において、ポート（例えば、ソフトウェア書換等のために設けられたサービスポートを用いる）２５ａから入力されたランプ電力制御情報（駆動電力増減指令）を入力し、ランプドライバ（調光機能付きバラスト）２６に基準駆動電力情報を与える。ランプドライバ２６は、前記基準駆動電力情報を受け取って光源（ランプ）１の基準駆動電力を設定し、出射光量を制御する。出荷段階の検査モードは、例えば、液晶プロジェクタに検査調整ボタンを設けておき、このボタンを押下することでマイコン２５に検査モードであることを認識させることができる。或いは、前記ポート２５ａを介したマイコン２５とパーソナルコンピュータ４０との通信にてマイコン２５に検査モードであることを認識させることもできる。

検査場に設けられたスクリーン４２の略中央には照度センサ４１が設けられている。照度センサ４１は液晶プロジェクタの検査用投写映像（例えば白１００％映像）を受けて照度値を出力する。パーソナルコンピュータ４０は照度センサ４１から照度値を入力し、Ａ／Ｄ変換を行い、照度データを生成する。パーソナルコンピュータ４０の図示しないメモリには、照度範囲データ（機種ごと）が登録されている。この照度範囲データは、例えば、検査対象となる液晶プロジェクタの標準照度値に対して±１０％の範囲に設定されている。

パーソナルコンピュータ４０は、前記照度データ（実機照度値）と照度範囲データとの比較処理を行い、前記照度データが照度範囲データから外れている場合に液晶プロジェクタにランプ電力制御情報（駆動電力増減指令）を与える。パーソナルコンピュータ４０は、例えば、標準照度値がＡであるとし、照度データをＢとし、補正値Ｃを、Ｃ＝Ａ／Ｂの除算処理にて求める。また、パーソナルコンピュータ４０は、補正値と駆動電力設定値との対応テーブルを機種ごと備える。機種情報はパーソナルコンピュータ４０のキーボード等から入力することができる。前記駆動電力設定値は、例えば、スイッチ番号情報とすることができる（後述参照）。パーソナルコンピュータ４０は、算出した補正値Ｃに基づいて前記対応テーブルから駆動電力設定値を読み出し、これをランプ電力制御情報（駆動電力増減指令）として液晶プロジェクタに与える。

液晶プロジェクタのマイコン２５は、前記ランプ電力制御情報（駆動電力増減指令）に基づいてランプドライバ２６に対して基準駆動電力を設定する。ランプドライバ２６における電源部には、例えば、複数の抵抗を直列に接続して各抵抗の接続点に生じる電圧降下にて所望の電圧を取り出せるようにした回路が設けられている。すなわち、各抵抗の各接続点にそれぞれスイッチを接続しておき、どのスイッチをＯＮにするかによって、光源駆動電力を切り替えることができるようになっている。検査段階においては、例えば最大電力の８０％程度の電力で光源が駆動されるように所定のスイッチ（初期スイッチ）をＯＮさせておく。そして、ランプドライバ２６は、駆動電力増減指令としてスイッチ番号情報を受け取ると、初期スイッチに替えて前記番号に対応するスイッチをＯＮし、以後、この状態を基準駆動電力として（マイコン２５が前記スイッチ番号を基準設定値としてメモリに記憶保持しておけばよい）、光源１を駆動する。これにより、液晶プロジェクタは規定内の照度を持つものとして出荷可能な状態となる。

上記構成においては、パーソナルコンピュータ４０が、照度範囲データを格納したメモリ、照度情報入力部、補正値生成部、及びテーブルを備えることで、照度情報に基づく駆動電力設定値指令を液晶プロジェクタに与えることとしたが、液晶プロジェクタが上記のメモリ、照度情報入力部、補正値生成部、及びテーブルを備えることで、照度センサ４１から照度情報を直接受け取り、この照度情報に基づく駆動電力設定値を自ら生成することが可能となる。

更には、液晶プロジェクタが照度センサを内蔵する場合、スクリーン４２上の照度を直接には検出できないものの、前記内蔵の照度センサ（スクリーンに向けられる）にて、スクリーン４２上の照度に対応した照度情報を生成することができる。従って、前述したパーソナルコンピュータ４０及び照度センサ４１を用いることなしに、検査調整の工程を行うことも可能となる。

なお、以上の説明では、液晶ライトバルブを用いる投写型映像表示装置を示したが、他のライトバルブを用いる構成にも適用できる。また、上記の例では、マイコン２５のポートとしてサービスポートを例示したが、これに限るものではなく、ＵＳＢポートなどの他のポートを用いることもできる。また、上述した抵抗とスイッチによる電力制御に限らず、位相制御やスイッチング電源制御などによって消費電力制御を行う回路を用いてもよいものである。例えば、従来項目で示した特許文献１（特開２０００−１３１６６８号公報）に記載されているごとく、電力制御手段（２）やランプ駆動回路（３）を設け、マイコン（２４）からの制御信号（電圧の高低）を基準駆動電力として電力制御手段（２）のトランジスタ（２３）に与えて電力制御を行うようにしてもよい。この場合、本願構成においては、マイコン２５が前記制御信号（電圧の高低）をディジタル値に変換し、これを基準設定値としてメモリに格納しておき、液晶プロジェクタの電源ＯＮ時に、前記ディジタル値をメモリから読み出してアナログ変換して得た電圧値を制御信号として電力制御手段（２）に与えることとすることにより、この検査以後、前記制御信号にて光源１が駆動され、液晶プロジェクタは規定内の照度を持つものとして出荷可能な状態となる。

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。 この発明の実施形態の液晶プロジェクタの制御系及び検査調整装置であるパーソナルコンピュータを示した説明図である。

符号の説明

１ 光源
４ インテグレータレンズ
２５ マイコン（マイクロコンピュータ）
２５ａポート
２６ ランプドライバ
３１，３２，３３ 液晶ライトバルブ
４０ パーソナルコンピュータ（パソコン）
４１ 照度センサ

Claims (8)

1. 光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、前記光源の駆動電力を調節する機能を備えた光源ドライバと、外部機器から入力された駆動電力増減指令に基づいて前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、前記光源の駆動電力を調節する機能を備えた光源ドライバと、外部照度センサから入力された照度情報に基づいて前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 光源から出射された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置において、前記光源の駆動電力を調節する機能を備えた光源ドライバと、内蔵照度センサから入力された照度情報に基づいて前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定する制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の投写型映像表示装置において、前記制御手段は照度範囲情報が登録された記憶手段を備え、入力された照度情報が照度範囲から外れた場合に前記光源ドライバに対して基準駆動電力を設定するように構成されたことを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項４に記載の投写型映像表示装置において、前記照度範囲情報は標準照度値に対して±１０％の範囲に設定されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
6. 請求項１に記載の投写型映像表示装置における照度検査調整方法であって、検査対象となる投写型映像表示装置にてスクリーン上に映像投写を行い、外部機器である情報処理装置は、スクリーン上に配置された照度センサから照度情報を入力し、この照度情報に基づいて投写型映像表示装置に駆動電力増減指令を与える段階を含むをことを特徴とする照度検査調整方法。
7. 請求項６に記載の照度検査調整方法において、前記情報処理装置は照度範囲情報が登録された記憶手段を備え、入力された照度情報が照度範囲から外れた場合に投写型映像表示装置に駆動電力増減指令を与えることを特徴とする照度検査調整方法。
8. 請求項７に記載の照度検査調整方法において、前記照度範囲情報は検査対象となる投写型映像表示装置の標準照度値に対して±１０％の範囲に設定されていることを特徴とする照度検査調整方法。

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