JP2005181412A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 プロジェクタ筐体内の状況を複数のセンサによって統合的に判断し、ランプへの供給電力やファンの回転数を制御できるプロジェクタを提供する。
【解決手段】 液晶プロジェクタ１はR、G、Bの各色にそれぞれ液晶パネル１３を対応して備える３枚方式の液晶プロジェクタである。プロジェクタ筐体の中には電子部品１１、ランプ１２、液晶パネル１３、ダイクロイックプリズム１４、および投射レンズ１５が内蔵されている。ファン１６がプロジェクタ筐体の背面に設けた排気孔１９に取り付けられている。排気孔１９のファン１６の排気側に圧力センサー１７が設置され、その出力信号によってプロジェクタ筐体内の気圧を監視している。圧力センサー１７により圧力に異常があるかを判定し、そのセンサー出力値に応じて、ランプの明るさを減ずるためにランプへの供給電力を低下させたり、ランプへの供給電力を絶って強制的に消灯したりする。
【選択図】 図１

Description

本発明はプロジェクタに関し、特にプロジェクタ筐体内の状況を監視し、使用部品を制御する制御系を有するプロジェクタに関する。

OHP、液晶プロジェクタ、DLPプロジェクタなどのプロジェクタは発熱を伴うランプを使用しているため、プロジェクタ筐体内の熱を排出するためのファンによる冷却機構を備えるのが一般的である。このように冷却機構を備えることで、電子部品および、液晶パネルもしくはＤＭＤに挙げられるライトバルブなどの熱に弱い部品を熱から守ることができる。

従来、プロジェクタ筐体内の冷却の際にはファンを冷却に十分な回転数で一定に回転させるか、あるいは特許文献１，２，３のプロジェクタのように温度センサーにより筐体内の冷却に必要な回転数にファンを制御している。後者の方法はファンによる騒音を低減させることができる。特に特許文献２のプロジェクタのように温度センサーに加えて外気圧を検出する気圧センサーを備えることで、プロジェクタが使用されている地域の気圧に応じてファンの回転数を制御することができる。

また、プロジェクタはランプを用い、文字、図形などの画像を投射レンズを通してスクリーンに拡大表示するものであるため、スクリーン上の明るさが画像表示中ほぼ一定に維持される必要がある。このため、ランプに加わる電力が一定になるような定電力制御が一般に行われている。例えば特許文献４のプロジェクタのように、ランプから出射された光の輝度を検出する輝度センサを備え、この輝度センサから出力された検出信号が予め設定された基準値になるようにランプへの供給電力を制御し、ランプ寿命による輝度劣化を補正する方法がある。しかし、特許文献３のプロジェクタのようにプロジェクタ筐体内の温度上昇を抑制する目的で、温度センサーによる検出結果に応じてファンの回転数とともにランプへの供給電力を可変する方法もある。また、ランプが所定の温度に到達するとサーモスタットが働いてランプへの電力供給が途絶えるプロジェクタもある。
特開２００１−２３５７９７号公報（図１、段落番号［００１３］〜［００１６］参照） 特開２００２−２５８２３７号公報（図１、段落番号［０００６］、［０００７］参照） 特開２００３−４３５８５号公報（図３、段落番号［００２９］参照） 特開２００１−１１７１６４号公報（図２、段落番号［００１７］参照）

上記の従来例では、プロジェクタ筐体内の温度、ランプから出射された光の輝度、またはランプへの供給電力を監視することが行われている。

しかしながら、上記の従来例では、プロジェクタ筐体内の空気の導入口や排出口を塞いだ場合、たとえ温度センサーによりファンの回転を制御していてもプロジェクタ筐体内の温度は上がりつづけ、熱に弱い電子部品および液晶パネルもしくはDMDなどが熱により壊れることがある。このことは、温度センサーによりファンの回転数が最高速まであがった場合でも同じである。また、プロジェクタ筐体内においてランプが破裂した場合は、ランプの破裂に関係なくランプへの電力供給が継続するので故障や出火の原因になる。

また、上記の従来例において、ランプへの供給電力を監視するために電力センサー、輝度（光量）センサーあるいは温度センサーを単独に使用するものがあるが、複数のセンサーの出力情報からプロジェクタ筐体内の状況を統合的に判断し、ランプへの供給電力やファンの回転数を制御する制御系を備えるものはない。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、プロジェクタ筐体内の状況を複数のセンサによって統合的に判断し、ランプへの供給電力やファンの回転数を制御できるプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、発熱を伴う光源とファンとを筐体の内部に備え、該筐体の内部の熱気を、前記ファンを駆動することで発生する気流により排出するプロジェクタにおいて、前記気流を排出する排気孔に空気圧を検出する圧力検出手段が設けられたことを特徴とする。

このプロジェクタは、前記圧力検出手段により検出した圧力値に応じて、前記光源への供給電力を低減または停止する制御手段をさらに備えるものであってもよい。

また、本発明は、発熱を伴う光源とファンとを筐体の内部に有し、該筐体の内部の熱気を、前記ファンを駆動することで発生する気流により排出するプロジェクタにおいて、前記気流を排出する排気孔に風速を検出する風速検出手段が設けられたことを特徴とする。

このプロジェクタは、前記風速検出手段により検出した圧力値に応じて、前記光源への供給電力を低減または停止する制御手段をさらに備えるものであってもよい。

上記のようなプロジェクタは、前記筐体の内部に温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記制御手段は前記温度検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御する。

さらに、前記筐体の内部に前記光源の光量を検出する光量検出手段を備え、前記制御手段は前記光量検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御するプロジェクタであってもよい。

さらに、前記筐体の内部に前記光源に供給する電力を検出する電力検出手段を備え、前記制御手段は前記電力検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御するプロジェクタであってもよい。

さらに、前記筐体の内部に、前記光源が壊れたときの衝撃を検出する衝撃検出手段を備え、前記制御手段は前記衝撃検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御するプロジェクタであってもよい。

上記のような構成では、排気孔に設けられた圧力検出手段または風速検出手段の出力結果から、プロジェクタ筐体内の圧力値または風速値が異常値であると判定されると、その出力値に応じて、ランプの明るさを減ずるためにランプへの供給電力を低下させたり、ランプへの供給電力を絶って強制的に消灯したりする。このため、排気孔を障害物で塞がれていて排気気流がとどまり、これによってプロジェクタ筐体内の温度が上昇してプロジェクタ筐体内の光学部品や電子部品に熱のダメージを与えるという問題が生じない。

さらに、プロジェクタ筐体内に配置した圧力検出手段もしくは風速検出手段の検出結果に、温度検出手段、電力検出手段、衝撃検出手段、光量検出手段のうちの一つ又は２以上からの検出結果を踏まえてランプへの供給電力が制御される。

本発明によれば、排気孔に圧力検出手段または風速検出手段を設けることにより、プロジェクタ筐体内の圧力上昇または風速低下を検出することができる。このため、排気孔を障害物で塞がれていて排気気流がとどまり、これによってプロジェクタ筐体内の温度が上昇してプロジェクタ筐体内の光学部品や電子部品に熱のダメージを与えるという問題を未然に防ぐことができる。

さらに、ランプへの供給電力を制御する際、プロジェクタ筐体内に配置した圧力検出手段もしくは風速検出手段の検出結果に、温度検出手段、電力検出手段、衝撃検出手段、光量検出手段のうちの一つ又は２以上からの検出結果を踏まえて実施するので、プロジェクタ筐体内の様々な実状況に正確に対応することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。また、本実施形態のプロジェクタとしては液晶プロジェクタを例に挙げるが、本発明はこれに限定しない。

図１は本発明の実施の形態によるプロジェクタの内部構造を模式的に示す断面図である。

図１に示す形態の液晶プロジェクタ１はR、G、Bの各色にそれぞれ液晶パネル１３を対応して備える３枚方式の液晶プロジェクタである。プロジェクタ筐体の中には電子部品１１、ランプ１２、液晶パネル１３、ダイクロイックプリズム１４、および投射レンズ１５が内蔵されている。

このような液晶プロジェクタは、プロジェクタ筐体内のランプ２２からの光をR、G、Bに分光し、R、G、Bの各色光をそれぞれに対応する液晶パネル１３を通し、各液晶パネル１３のR、G、Bの画像をダイクロイックプリズム１４で色合成した後、カラー画像を投射レンズ１５によりスクリーン（不図示）に拡大投影する構成である。

投射レンズ１５はプロジェクタ筐体の正面に配置され、ファン１６がプロジェクタ筐体の背面に設けた排気孔１９に取り付けられている。また、空気の取り込み口２７がプロジェクタ筐体の正面に設けられている。

ファン１６はプロジェクタ筐体内の部品をランプ１２による熱から守る為に配置されている。ファン１６を駆動するとプロジェクタ筐体正面の空気取り込み口２７から空気が筐体内に取り込まれ、電子部品１１、液晶パネル１３およびランプ１２などを通って排気孔１９より排出される。このようにプロジェクタ筐体内は風洞構造になっており、空気取り込み口２７から排気孔１９へと流れる気流により、電子部品１１、液晶パネル１３およびランプ１２が冷却される。

排気孔１９のファン１６の排気側に圧力センサー１７が設置され、その出力信号によってプロジェクタ筐体内の気圧を監視している。

ここで、排気孔１９を障害物でふさいだ場合を考える。本実施形態では圧力センサー１７の出力を監視し、この出力結果に応じてプロジェクタ筐体内の圧力の異常を判別する。図３に示すように排気孔１９を障害物２０でふさいだ直後からプロジェクタ筐体内の圧力が上がり、圧力センサー１７の出力結果により圧力に異常があるかを判定する。このとき、圧力センサー１７の出力値に応じて、スクリーンに警告表示、例えば「排気孔がふさがっている恐れがあります。」という警告を表示する。また、圧力センサーの出力値に応じて、ランプの明るさを減ずるためにランプへの供給電力を低下させたり、ランプへの供給電力を絶って強制的に消灯したりするなどの対処が可能となる。この結果、プロジェクタ筐体内の電子部品１１や光学部品（液晶パネル１３、ダイクロイックプリズム１４など）を熱のダメージから守り、プロジェクタの故障や出火などの事故を未然に防ぐことができる。

また、図１とは別の形態として、図２に示すように風速センサー１８を使用する方法もある。風速センサー１８は、排気孔１９におけるファン１６の排気側の天井部に板（フラップ）を蝶番により取り付けて天井部からぶら下げ、その板の可動部に可変抵抗器を設けた機構である。その板の傾きが風速によって変わると、可変抵抗器の値が変わる為、可変抵抗の値から風速を予測することができる。

図２に示す形態では、排気孔１９をふさぐとプロジェクタ筐体内の気流がとどまり、プロジェクタ筐体内の温度が上昇し、プロジェクタ筐体内の部品に熱のダメージを与えるため、風速センサー１８の出力結果から、排気孔１９を流れる気流の風速が異常値であるかを判定する。異常値である場合、風速センサー１８の出力値に応じて警告表示、ランプ電力制御、またはランプ強制消灯のいずれかを行う。

さらに、図４を参照し、別の実施の形態について説明する。図４には上述した実施形態のプロジェクタに使用した部品と同一の部品に同一符号を用いている。

図４に示す形態では、排気孔１９のファン１６の排気側に、プロジェクタ筐体内の圧力を検出する圧力センサー２１が配置されている。ランプ１２の電力入力部にランプ１２に供給している電力を検出する電力センサー２３が取り付けられている。ランプ１２の近傍にはランプ１２が割れたときの衝撃を検出する衝撃センサー２２と、ランプ１２の光量を検出する光量センサー２４とが配置されている。各色の液晶パネル１３には温度を検出する温度センサー２５が配置されている。

上記の各種のセンサーは制御装置２６に接続され、制御装置２６は各種センサーの出力を監視するとともに各種センサーの出力に基づく判断結果を統合してランプを制御する。

図５は図４に示したプロジェクタにおけるランプ制御の一例を説明するための図である。この図に示すように、圧力センサー２１の出力によってプロジェクタ筐体内の圧力が異常値に上昇していると判断すると、まずランプ１２への電力供給を低減する。さらに、検出した圧力値が異常値からさらに所定の値を超えた場合、ランプ１２への電力供給を停止し、ランプ１２を強制的に消灯させる。

衝撃センサー２２が大きな衝撃を感知した場合は、ランプ１２が破裂したと判断し、ランプ１２への電力供給を停止する。この衝撃センサーに代えて音量センサーを用い、所定値を超える音量を検出した場合にランプ１２への電力供給を停止する構成にしてもよい。

ランプ１２を定電力駆動するため、電力センサー２３の出力値が所定の電力値よりも増加した場合はランプ１２への電圧または電流を制御して所定の電力値になるようランプ１２への供給電力を低減する。逆に、所定の電力値よりセンサー出力値が減少した場合はランプ１２への供給電力を増加する。

一般にランプの光量（輝度）は、ランプの使用時間が長くなると、ある時急激に低下する傾向にある。このため、光量センサー２４によって、初期設定時の電力でのランプ光量を検出しおき、この初期の検出光量よりも光量が減少した場合、定格電力内でランプ１２への電力供給を増やし光量を増やす。

温度センサー２５により液晶パネル１３の温度を検出し、この検出温度が異常値であると判断した場合、ランプ１２への供給電力を低減する。さらに、上記の検出温度が異常値よりもさらに所定の値を超え、液晶パネル１３が壊れるおそれがある場合はランプ１２を強制的に消灯する。

以上のような各種センサーの出力に基づいた動作は制御装置２６により統合的に行われる。例えば、以下のように各種のセンサー出力を統合的に判断してランプ制御を実行する。図６は図４及び図５に示した各種センサーの出力結果を統合的に判断してランプを制御する場合の一例を示すフローチャートである。

ランプ１２への供給電力が所定の電力値に制御する（ステップS１）。このとき、電力センサー２３によりランプ１２への供給電力を検出し（ステップS２）、所定の電力値であるかを判定する（ステップS３）。所定の電力値でない場合はステップS１に戻り、ランプ１２が所定の電力値になるようにランプ１２への電圧または電流値を調整する。

ランプ１２への供給電力が所定の電力値である場合は光量センサー２４でランプ光量を検出し（ステップS４）、所定の光量より低いかを判定する（ステップS５）。ステップS５でランプ光量が所定の光量から減少していると判断した場合は、ランプ１２への供給電力を増やし（ステップS６）、ランプ１２の光量を所定の光量に戻す。

このようにランプ制御して所定の光量に達した場合、次に、圧力センサー２１でプロジェクタ筐体内の圧力を検出し（ステップS７）、その検出した圧力値が異常値であるかを判定する（ステップS８）。

圧力センサー２１で検出した圧力値が異常値でない場合はステップS1に戻り、電力センサー２３を用いたランプ１２の定電圧制御を継続する。一方、圧力センサー２１の出力結果によってプロジェクタ筐体内の圧力が異常値に上昇していると判断した場合、ランプ１２の定電圧制御を止めてランプ１２への電力供給を低減する（ステップS９）。

さらに、温度センサー２５によりプロジェクタ筐体内の温度を検出し（ステップS１０）、その検出した温度が、液晶パネル１３が壊れるような異常値であるかを判定する（ステップS１１）。このとき、液晶パネル１３が壊れるような異常温度であると判定した場合、ランプ１２を強制消灯する（ステップS１２）。しかし、上記の異常温度でない場合はランプの強制消灯までは実行せずにランプ電力の低減にとどめておく。

但し、図６には示していないが上記のようにランプ制御を実行している間に衝撃センサー２２の出力があった場合、他のセンサーによる動作に優先してランプ１２への供給電力を停止する。

図５及び図６にはランプ１２への供給電力を制御する方法を示したが、制御装置２６は各種のセンサー２１，２２，２３，２４，２５から得た情報からプロジェクタ筐体内の状況を統合的に判断し、ファン１６の回転数または、不図示の光学絞り機構や防爆シャッターを制御してもよい。

光学絞り機構は照明系に設けられ、コントラストを変更できるものである。各種センサからの情報を統合的に判断して光学絞り機構を制御する一例としては、電力センサー２３を用いてランプ１２の定電力制御を実施しているとき、光量センサー２４の検出結果から光量が減少したと判断すると、絞りを小さくしコントラストを高くして明るくする。

また、防爆シャッターは、ランプ１２が破裂した際の破片が飛散しないようにランプ１２の近傍に設けるものである。各種のセンサー出力の結果を統合して防爆シャッターを制御する一例としては、電力センサー２３を用いてランプ１２の定電力制御を行い、光量センサー２４によってランプ光量を一定に維持する。このようにランプ制御しているとき、圧力センサー２１または温度センサー２５の出力結果によりプロジェクタ筐体内の気圧または温度が異常値であると判定された場合、ランプ１２への供給電力を低減もしくは停止するとともに、防爆シャッターを閉じ、ランプ１２が破裂した際のガラスの粉や破片などがプロジェクタの外に噴出されるのを防ぐ。

本発明の実施の形態によるプロジェクタの模式的断面図である。 本発明の別の実施の形態によるプロジェクタの模式的断面図である。 図１に示した圧力センサーの出力結果により圧力異常と判定した場合の対処を説明するための図である。 本発明の別の実施の形態によるプロジェクタの模式的断面図である。 図４に示した複数のセンサーからの出力結果に基づくランプ制御を説明するための図である。 図４及び図５に示した各種センサーの出力結果を統合的に判断してランプを制御する場合の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 液晶プロジェクタ
１１ 電子部品
１２ ランプ
１３ 液晶パネル
１４ ダイクロイックプリズム
１５ 投射レンズ
１６ ファン
１７、２１ 圧力センサー
１８ 風速センサー
１９ 排気孔
２０ 障害物
２２ 衝撃センサー
２３ 電力センサー
２４ 光量センサー
２５ 温度センサー
２６ 制御装置

Claims (8)

1. 発熱を伴う光源とファンとを筐体の内部に備え、該筐体の内部の熱気を、前記ファンを駆動することで発生する気流により排出するプロジェクタにおいて、
   前記気流を排出する排気孔に空気圧を検出する圧力検出手段が設けられたことを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記圧力検出手段により検出した圧力値に応じて、前記光源への供給電力を低減または停止する制御手段をさらに備えた請求項１に記載のプロジェクタ。
3. 発熱を伴う光源とファンとを筐体の内部に有し、該筐体の内部の熱気を、前記ファンを駆動することで発生する気流により排出するプロジェクタにおいて、
   前記気流を排出する排気孔に風速を検出する風速検出手段が設けられたことを特徴とするプロジェクタ。
4. 前記風速検出手段により検出した圧力値に応じて、前記光源への供給電力を低減または停止する制御手段をさらに備えた請求項３に記載のプロジェクタ。
5. 前記筐体の内部に温度を検出する温度検出手段をさらに備え、前記制御手段は前記温度検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御する請求項２または４に記載のプロジェクタ。
6. 前記筐体の内部に前記光源の光量を検出する光量検出手段をさらに備え、前記制御手段は前記光量検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御する請求項２、４または５に記載のプロジェクタ。
7. 前記筐体の内部に前記光源に供給する電力を検出する電力検出手段をさらに備え、前記制御手段は前記電力検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御する請求項２、４、５または６に記載のプロジェクタ。
8. 前記筐体の内部に、前記光源が壊れたときの衝撃を検出する衝撃検出手段をさらに備え、前記制御手段は前記衝撃検出手段の検出結果も踏まえて前記光源への供給電力を制御する請求項２、４、５、６または７に記載のプロジェクタ。

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