JP5247268B2 - 投射型映像表示装置 - Google Patents

Description

投射型映像表示装置の光源ユニット又は、フィルターにかかる純正品、非純正品を使用した際のプロジェクタ制御手法に関する。

光源用のランプとこれを包囲するように配置された反射傘からなるプロジェクタ光源において、光源用のランプは種類の異なるランプに交換可能で、当初使用していた反射傘と組合すことでランプ交換可能なプロジェクタの構成は特許文献１及び特許文献２により知られている。

その際、交換したランプの種類に応じた情報を取得し、取得結果に基づいてランプの異なった仕様に合わせ駆動電圧制御、冷却制御を行うことができる。

また、この構成により、ランプに応じた照明部の情報を取得できるので、どのような定格を有するランプも駆動することが可能となる。
特開２０００−１３１７５８号公報 特開２０００−１３１７５９号公報

先行技術で開示されているように素性の明らかな部品スペックや冷却の安全性を満足しているメーカ純正品の部品であれば特許文献１及び特許文献２に記載の制御手法は、有効である。しかしながら、現在では製造メーカが関与できない、非純正品の部品も市場に出回っている。

当然、このような非純正の光源又は、非純正フィルターにおいては、メーカも十分な検証をすることが出来ない可能性もあり、ユーザが非純正光源又は、非純正フィルターを使用することにより、予期せぬ不利益を被る可能性がある。

このように、着脱自在な光源又は、フィルターを具備する投射型映像表示装置において、非純正光源又は、非純正フィルターを使用した場合、ユーザに不利益を与えないようにすることを課題とする。

本願発明の投射型映像表示装置は、着脱自在な光源ユニットと、前記光源ユニットからの光を変調する光変調部と、該光変調部からの光を拡大投射する投射レンズと、を備えた投射型映像表示装置であって、前記光源ユニットに具備され、前記光源ユニットが純正品であるという情報を予め記憶させている記憶手段と、前記記憶手段に記憶された情報と照合して前記光源ユニットが純正品であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記光源ユニットが純正品でないと判断された場合には、純正品光源ユニットの仕様と照らし合わせ、最低出力レベルと推定される光量となるように前記光源ユニットの出力を下げる光源制御手段と、前記判断手段により前記光源ユニットが純正品でないと判断された場合には、純正品で無い旨のＯＳＤ表示をするＯＳＤ表示手段とを備える。

また、本発明の投射型映像表示装置は、光源ユニットと、少なくとも該光源ユニットを冷却する空気の流路に配された着脱自在なフィルターと、前記光源ユニットからの光を変調する光変調部と、該光変調部からの光を拡大投射する投射レンズと、を備えた投射型映像表示装置であって、前記フィルターに具備され、前記フィルターが純正品であるという情報を予め記憶させている記憶手段と、該記憶手段に記憶された情報と照合して前記フィルターが純正品であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段の結果によりＯＳＤ表示を行うＯＳＤ表示手段とを備える。

着脱自在な光源ユニット又は、フィルターを具備する投射型映像表示装置において、非純正光源又は、非純正フィルターを使用した場合、ユーザに不利益を与えないようにすることができる。

以下、本発明の各実施形態に係る投射型映像表示装置を図１乃至図１０を参照して説明する。

尚、本発明の図に関しては模式的な図であり、詳細な形状、寸法、比率は異なることに留意すべきである。また図面相互間においても詳細な形状、寸法、比率は異なる部分が含まれている。

また、異なる図面番号に対して同一又は類似の部分に関しては同一符番を付して重複する説明は省略している。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る投射型映像表示装置を図１乃至図６を参照して説明する。

図１は第１実施形態の３板式液晶光学エンジン１を示した図である。光源２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３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２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２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度光路変更する。光路変更された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、全反射ミラー８にて反射されて光路を変更される。全反射ミラー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、を備えて成る光変調部である。

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、投射レンズ１６によって拡大投射され、図示しないスクリーン上に表示される。

図２は、本発明の第１実施形態に係る投射型映像表示装置であるプロジェクタ２０の斜視図である。

また、図２（ａ）は、バックケース２１を手前に引き出したプロジェクタ２０の図を示したものであり、図２（ｂ）は、バックケース２１内にある光源ユニット２２を取り外した際のプロジェクタ２０を示したものである。

プロジェクタ２０の筐体２８には、光学エンジン１、メイン基盤（不図示）、冷却用ファン４５（図４参照）、通風孔２３や２４、外部機器コネクタ部２５及び、操作パネル２６、などが備えられている。

メイン基盤（不図示）は、ユーザにより電源が入れられることにより作動し、光学エンジン１による光変調機能、ユーザが実施した操作内容の実行、外部機器コネクタ部２５からの入出力信号の送受信や変換、等プロジェクタ２０の様々な制御を行う。

冷却用ファン４５は、外気を通風孔２３や２４等から取り込み、光源２等の発熱部位を冷却し、冷却後の空気をプロジェクタ２０外へ排出する。

外部機器コネクタ部２５は、外部映像機器とのインターフェイス部であり、様々な規格に対応できるように種々なコネクタが配されている。

筐体２８の一部であるバックケース２１は、ビス２７を外し開口させることにより、光源ユニット２２を容易に露出させることができる。

図３は、本発明の第１実施形態に係る光源ユニット２２の斜視図である。光源ユニット２２は、光源２、ランプハウス３０、取り出し摘み３１、保護ガラス３２、光源コネクタ３３、認証用ＩＣ３４、認証用ＩＣコネクタ３５が備えられている。

光源２は、ランプハウス３０の内部に配され、光源コネクタ３３から電力を供給されることにより、高輝度の発光が行える。また、光源２は、使用を繰り返すことにより輝度が低下し、寿命となる。その為、光源２は、ある一定期間使用後に新しい光源と交換する必要がある。

ランプハウス３０は、光源２の位置決めをするために形成されており、高温化する光源２の熱に耐えうる、且つ、熱伝導性の低い、熱耐性樹脂を用いるのが好ましい。

取り出し摘み３１は、ランプハウス３０の上面に備えられ、バックケース２１を開口させた際に、容易に光源ユニット２２を保持し、取り出すことができるよう形成されている。

保護ガラス３２は、発熱した光源２に手が触れることを防止する。

光源コネクタ３３は、メイン基盤と光源２を電気的に接続するもので、光源コネクタ３３を接続することにより、光源２への電源供給を可能とする。

認証用ＩＣ３４は、光源コネクタ３３の近傍に配され、認証用ＩＣ３４用の電源ラインと２本の通信ラインから成る認証用ＩＣコネクタ３５によりIIC Bus等でメイン基盤に組み込まれているホストＣＰＵ４０（図４参照）に接続され、光源ユニット２２の認証を行う。

尚、光源コネクタ３３及び認証用ＩＣコネクタ３５は、図示しないガイド機構により光源ユニット２２をプロジェクタ２０へ挿入すると同時にメイン基盤に配されるコネクタへ接続されることとなる。

図４は、本発明の第１実施形態に係る純正品光源か否かを検出する構成をブロック図で示した図である。

プロジェクタ２０が、電源をＯＮされ、起動されることによりメイン基盤に配されたホストＣＰＵ４０は、同時に起動されることになる。

ホストＣＰＵ４０は、光変調部４１、光源ドライバ４２、ファンドライバ４３、ＯＳＤ生成部４４の通常運転時の予め決められた動作を実行するよう制御を行う。

ここでＯＳＤとはon screen displayの略語であり、機器の情報等をユーザーへ通知するため、映像スクリーン上に文字又は記号などを表示させるための総称として用い、以下同様とする。

また、ホストＣＰＵ４０は、起動されるとまず認証用ＩＣ３４へ、乱数値の配列を伝送する。乱数値の配列を受信すると、認証用ＩＣ３４は、暗号化の為、受信した乱数値の配列に暗号キー数列との排他的論理和を計算し、ホストＣＰＵ４０へ返送する。ホストＣＰＵ４０は、暗号化された返送信号を受信すると、再び暗号キー数列との排他的論理輪計算して返送信号を復元化する。

その結果、最初の乱数値の配列と復元化した数値の配列を比較して、両者が一致していればホストＣＰＵ４０は、使用している光源ユニット２２が純正品であると判断する事ができる為、光変調部４１、光源ドライバ４２及び、ファンドライバ４３へ通常運転を行う指令を伝送する。

逆に、最初の乱数値の配列と復元化した数値の配列を比較して、両者が一致していなければホストＣＰＵ４０は、使用している光源が非純正品であると判断する事ができる為、光源ドライバ４２に光源２の光量を低下させるように指令を出し、ファンドライバ４３に冷却ファン４５が最大の出力レベルとなるように指令を出し、ＯＳＤ生成部４４にメーカ純正品でない旨のＯＳＤを生成するよう指令を出す。好ましくは、純正品光源ユニットの仕様と照らし合わせ、最低出力レベルと推定される光量となるように光源ドライバ４２へ指令を出す。

また、認証用ＩＣ３４は、非純正品が容易に模倣出来ないように、例えば非汎用品のＩＣであることが好ましい。

ＯＳＤ生成部４４は、プロジェクタ２０に係るユーザへ通知をすることが好ましい場面で、予め定められたフレーズや記号を生成し、光変調部４１へ生成内容を伝送し、映像と共に又は、単独でフレーズや記号を投射レンズ１６を介してＯＳＤ表示させる。（図５参照）
図６は、本発明の第１実施形態に係る動作の流れをフローチャートで示したものである。

プロジェクタ２０の電源をＯＮすると（Ｓ１）、光源ユニット２２が純正品か非純正品かを認証される（Ｓ３）。

光源ユニット２２が純正品であれば（Ｓ３のＹＥＳ）、不具合を生じる可能性が少ない為、プロジェクタ２０を構成する各部品を通常運転させる（Ｓ５）。逆に、光源ユニット２２が非純正品であれば（Ｓ３のＮＯ）、光源ドライバ４２は、光源が予期せぬ不具合を生じる可能性がある為、光源２の出力を低下させる。（Ｓ７）。

Ｓ７の後、上記同様、予期せぬ光源２の発熱に備え、ファンドライバ４３は、冷却用ファン４５の出力が最大となるように調整をする（Ｓ９）。

Ｓ９の後、さらにユーザに使用中の光源ユニット２２が非純正品であることを通知させるため、ＯＳＤ表示を行う（Ｓ１１）。

尚、図６のフローチャートでは、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１の順で処理を行ったがこの処理に関しては順不同であっても良いものとし、又同時処理を実施しても良いものとする。
（第１実施形態の効果）
部品スペックや冷却の安全性を満足しているメーカの純正品である光源を使用すれば良いが、メーカの非純正品であると、メーカも十分な安全性の検証やそのランプに合わせて制御を行うことができない。その中で非純正品を使用することは予期せぬ不具合を誘発させることになりかねなく、詳述するならば、光源の異常発熱の問題、光源の異常発熱による光源以外の光学部品や機構部品に損傷を与える可能性もある。

従って、第１実施形態の構成にすることによって、光源の異常発熱の問題、光源の異常発熱による光源以外の光学部品や機構部品を損傷するという２次的な被害を与える可能性も低減させることができる。

また、非純正品を使えなくすることも可能ではあるがユーザが一時的にどうしても非純正品を使用しなければならない時でも使用することができ、ユーザへの不利益を最低限、回避することができる。
（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態に係る投射型映像表示装置を図７乃至図１０を参照して説明する
第１実施形態では、純正品か非純正品かを判定する部品は、光源ユニット２２であったが、第２実施形態では、光源ユニット２２に代わりにフィルター６０を純正品か非純正品かを判定するものである。

使用しているフィルター６０が純正品である場合には、部品スペックや冷却の安全性を満足させている為、通常運転を行っても問題が生じる可能性が低い。

逆に使用しているフィルター６０が非純正品である場合に、一つは、発熱部位を冷却する為の十分な空気の流入性能を備えていない可能性もあり、フィルター６０が非純正品であることを通知させるため、ＯＳＤ表示を行う。他方は、集塵するだけの十分な性能を備えていない可能性もあり、フィルター６０が非純正品であることを通知させるため、ＯＳＤ表示を行う。

図７は、本発明の第２実施形態に係る投射型映像表示装置であるプロジェクタ２０の斜視図である。

また、図７（ａ）は、フィルター６０が収納されているサイドカバー６１を開口させたプロジェクタ２０の図を示したものであり、図７（ｂ）は、フィルター６０を取り外した際のプロジェクタ２０を示したものである。

フィルター６０は、通風孔６２と発熱部品とを繋ぐ通風路上に着脱自在に配されており、流路を塞ぐようにフィルター膜６３が備えている。フィルター膜６３は、微細な埃などは通過させずに空気を通過させる作用を備えている。

従って、通風孔６２から流入してくる外気に含まれる微細な埃などは取り除かれ、光学部品などに埃が付着するのを防止することができ、且つ発熱部品を冷却することができる。

またフィルター６０は、埃などを取り除くという機能上、長時間の使用により、埃などが堆積するものであり、堆積した埃が外気の流入の障害となり、外気の流入量が低下する。その為、発熱部品を保護すると言う観点から定期的にフィルター６０は、交換する必要がある。

図８は、本発明の第２実施形態に係る純正品フィルターか否かを検出する構成をブロック図で示した図である。

第１実施形態とは異なり、フィルター６０とフィルター６０に設けられた認証用ＩＣ３４配されている。

ホストＣＰＵ４０は、起動されるとまず認証用ＩＣ３４へ、乱数値の配列を伝送する。乱数値の配列を受信すると、認証用ＩＣ３４は、暗号化の為、受信した乱数値の配列に暗号キー数列との排他的論理和を計算し、ホストＣＰＵ４０へ返送する。ホストＣＰＵ４０は、暗号化された返送信号を受信すると、再び暗号キー数列との排他的論理輪計算して返送信号を復元化する。

その結果、最初の乱数値の配列と復元化した数値の配列を比較して、両者が一致していればホストＣＰＵ４０は、使用しているフィルター６０が純正品であると判断する事ができる為、光変調部４１及び、光源ドライバ４２へ通常運転を行う指令を伝送する。

逆に、最初の乱数値の配列と復元化した数値の配列を比較して、両者が一致していなければホストＣＰＵ４０は、使用しているフィルター６０が非純正品であると判断する事ができる為、ＯＳＤ生成部４４にメーカ純正品でない旨のＯＳＤを生成するよう指令を出し、ＯＳＤ表示をおこなう。（図９参照）
また、認証用ＩＣ３４は、非純正品が容易に模倣出来ないように、例えば非汎用品のＩＣであることが好ましい。

図１０は、本発明の第１実施形態に係る動作の流れをフローチャートで示したものである。

プロジェクタ２０の電源をＯＮすると（Ｓ２１）、フィルター６０が純正品か非純正品かを認証される（Ｓ２３）。

フィルター６０が純正品であれば（Ｓ２３のＹＥＳ）、不具合を生じる可能性が少ない為、プロジェクタ２０を構成する各部品を通常運転させる（Ｓ２５）。逆に、フィルター６０が非純正品であれば（Ｓ２３のＮＯ）、ユーザに使用中のフィルター６０が非純正品であることを通知させるため、ＯＳＤ表示を行う（Ｓ２７）。
（第２実施形態の効果）
部品スペックや冷却の安全性を満足しているメーカの純正品であるフィルターを使用すれば良いが、メーカの非純正品であると、予期せぬ不具合を誘発させることになりかねなく、詳述するならば、光源の異常発熱の問題、光源の異常発熱による光源以外の光学部品や機構部品に損傷、又は光学部品への埃の付着の可能性がある。

従って、第２実施形態の構成にすることによって、光源の異常発熱の問題、光源の異常発熱による光源以外の光学部品や機構部品を損傷するという２次的な被害、又は光学部品への埃の付着という不具合の前にユーザに知らせ、未然に防止する機会を与えることができる。

また、非純正品を使えなくすることも可能ではあるがユーザが一時的にどうしても非純正品を使用しなければならない時でも使用することができ、ユーザへの不利益を最低限、回避することができる。

尚、本第１実施形態では、光源ユニット２２が非純正品であるときに光源２の出力レベルを低下させたが、光源２を完全に消灯させても良いものとする。このときでも光源の異常発熱の問題、光源の異常発熱による光源以外の光学部品や機構部品を損傷するという２次的な被害を与える可能性を低減させることができる。

また、本第１又は第２実施形態では、光源ユニット２２又はフィルター６３が非純正品であるときに非純正品である旨のＯＳＤ表示を行ったが光源コネクタ３３又はフィルターコネクタの接続が不十分である事も考えられその旨のＯＳＤ表示を行っても良いものとする。

また、本第１又は第２実施形態は、液晶表示パネルを用いた投射型映像表示装置を示したが、これに限定されるものではなく他の映像光生成系を備える投射型映像表示装置においても本発明を適用でき、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（テキサス・インスツルメンツ（ＴＩ）社の登録商標）方式、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）方式でも適用することができる。

第１実施形態に係る投射型映像表示装置の光学エンジン構成図 第１実施形態に係る投射型映像表示装置の着脱自在な光源の斜視図 第１実施形態に係る光源の斜視図 第１実施形態に係る純正品光源か否かを検出する構成をブロック図 第１実施形態に係るＯＳＤ表示例 第１実施形態に係る動作の流れを示すフローチャート 第２実施形態に係る投射型映像表示装置の着脱自在なフィルターの斜視図 第２実施形態に係る純正品光源か否かを検出する構成をブロック図 第２実施形態に係るＯＳＤ表示例 第２実施形態に係る動作の流れを示すフローチャート

符号の説明

プロジェクタ（投射型映像表示装置）・・・２０、光源ユニット・・・２２、認証用ＩＣ（記憶手段）・・・３４、ホストＣＰＵ（判断手段）・・・４０、光源ドライバ（光源制御手段）・・・４２、冷却用ファン（冷却手段）・・・４５、ファンドライバ（冷却制御手段）・・・４３、光変調部・・・４１、投射レンズ・・・１６、ＯＳＤ生成部（ＯＳＤ表示手段）・・・４４、フィルター・・・６０

Claims (2)

1. 着脱自在な光源ユニットと、前記光源ユニットからの光を変調する光変調部と、該光変調部からの光を拡大投射する投射レンズと、を備えた投射型映像表示装置であって、前記光源ユニットに具備され、前記光源ユニットが純正品であるという情報を予め記憶させている記憶手段と、前記記憶手段に記憶された情報と照合して前記光源ユニットが純正品であるか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記光源ユニットが純正品でないと判断された場合には、純正品光源ユニットの仕様と照らし合わせ、最低出力レベルと推定される光量となるように前記光源ユニットの出力を下げる光源制御手段と、前記判断手段により前記光源ユニットが純正品でないと判断された場合には、純正品で無い旨のＯＳＤ表示をするＯＳＤ表示手段と、を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。
2. 光源ユニットと、少なくとも該光源ユニットを冷却する空気の流路に配された着脱自在なフィルターと、前記光源ユニットからの光を変調する光変調部と、該光変調部からの光を拡大投射する投射レンズと、を備えた投射型映像表示装置であって、前記フィルターに具備され、前記フィルターが純正品であるという情報を予め記憶させている記憶手段と、該記憶手段に記憶された情報と照合して前記フィルターが純正品であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段の結果によりＯＳＤ表示を行うＯＳＤ表示手段と、を備えることを特徴とする投射型映像表示装置。