JP2006091610A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【目的】 様々な姿勢での使用において最適な冷却制御が行える投写型映像表示装置を提供する。
【構成】 システム制御回路４０は、テーブル格納部４０ａを備える。テーブル格納部４０ａには、床置き／天吊り用テーブルと上向き用テーブルと下向き用テーブルとが格納されている。各テーブルは外気温度と各ファン電源への供給電圧とを対応付けている。システム制御回路４０は、姿勢検出センサ４７から床置き状態（角度＝０度）を示す情報を受け取ったときには、床置き／天吊り用テーブルを選択する。また、システム制御回路４０は、温度センサ４９から計測温度データを取得する。そして、この計測温度データを読出アドレスとして前記選択テーブルに与える。すると、各ファン電源についての電圧値が選択テーブルから読み出される。システム制御回路４０は、各ファン電源に対して前記読み出された電圧値によるファン駆動を指令する。
【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に関する。

投写型映像表示装置は、光源から出射された光を液晶パネル等のライトバルブにより変調して投写する構成であるため、高輝度の光源を備える必要がある。このため、前記高輝度の光源自体から発生する熱や液晶パネルの偏光板あるいは各種光学部品に光が吸収されるときに発生する熱の対策が必要になる。従来より、モーターで冷却ファンを回転させて吸気や排気を行ない、熱を装置外に放出するようにしていた（特許文献１参照）。
特開２００１−２２２０６５号

しかしながら、従来の冷却ファン制御においては、投写型映像表示装置を床置き状態で使用することを前提としており、他の姿勢での使用において最適な冷却制御を実現するものではなかった。

この発明は、上記の事情に鑑み、様々な姿勢での使用において最適な冷却制御が行える投写型映像表示装置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、上記の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、この光変調により得られた映像光を投写する投写型映像表示装置において、装置内の冷却を行う冷却手段と、当該装置の姿勢を判定する姿勢センサと、各姿勢に対応して前記冷却手段の制御内容が規定されたテーブル群と、前記姿勢センサの出力に基づいて前記テーブル群からテーブルを選択し、この選択したテーブルにて前記冷却手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

上記の構成であれば、投写型映像表示装置の姿勢に応じてテーブルを選択し、このテーブルで規定されている制御内容で冷却手段が制御されるので、様々な姿勢での使用において最適な冷却制御が可能となる。

上記構成の投写型映像表示装置において、前記冷却手段はファンと当該ファンを駆動するファン駆動部とから成っていてもよい。また、この構成において、前記ファンとして外気を装置内に供給するファン及び装置内の空気を外部に排出するファンを備えていてもよい。

これら構成の投写型映像表示装置において、前記姿勢センサは加速度センサを備えていてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、前記テーブルは外気温度及び気圧の少なくとも一方と前記冷却手段に供給する駆動電圧とを対応付けたテーブルであってもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、前記テーブルは通常用のテーブルとエコノミー用のテーブルとを備えていてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、前記テーブルは少なくとも第１電力による光源駆動時のテーブルと第２電力による光源駆動時のテーブルとを備えていてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、前記光源として複数の光源を備え、前記テーブルは少なくとも全部の光源が点灯されるときのテーブルと一部の光源が点灯されるときのテーブルとを備えていてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、一つのテーブルが二つの姿勢について共用される構成としてもよい。また、これら構成の投写型映像表示装置において、投写映像の歪みを補正するために装置の傾きを検出するセンサを備えており、このセンサが前記姿勢センサを兼ねる構成としてもよい。

この発明によれば、様々な姿勢での使用において最適な冷却制御が行え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４に基づいて説明する。

図１はこの実施形態の液晶プロジェクタ３０の光学系等を示した図である。照明装置１は、第１ランプ１ａと、第２ランプ１ｂと、ランプ１ａ，１ｂ間に配置されたミラー２とから成る。各ランプは、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フルカラー映像光となる。このフルカラー映像光は、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。

第１ランプ１ａの近傍には第１ランプ冷却ファン４６Ａが設けられており、第２ランプ１ｂの近傍には第２ランプ冷却ファン４６Ｂが設けられている。各冷却ファンは外気を筐体外から取り入れて冷却風を生成し、この冷却風を各ランプに供給する。また、液晶プロジェクタ３０は排気ファン４６Ｃを備える。この排気ファン４６Ｃは筐体内の空気を筐体外に排出する。

図２は液晶プロジェクタ３０における映像処理系とファン制御系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、第１ファン電源４５Ａ、第２ファン電源４５Ｂ、排気ファン電源４５Ｃ等の動作を制御する。第１ファン電源４５Ａは、第１ランプ冷却ファン４６Ａに電力を供給する。第２ファン電源４５Ｂは、第２ランプ冷却ファン４６Ｂに電力を供給する。排気ファン電源４５Ｃは、排気ファン４６Ｃに電力を供給する。

温度センサ４９（図１も参照）は、筐体外から取り入れた外気の温度を計測する。計測温度データはシステム制御回路４０に入力される。姿勢検出センサ４７は、重力方向に対する自身の傾きを検出する加速度センサなどから成り、液晶プロジェクタ３０の姿勢を検出する。すなわち、姿勢検出センサ４７は、液晶プロジェクタ３０が、図３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、床置き状態（角度＝０度）と、天吊り状態（角度＝１８０度）と、上向き状態（角度＝９０度）と、下向き状態（角度＝２７０度）のどの状態であるかを示す情報をシステム制御回路４０に与える。加速度センサの種類或いは設ける個数によっては、床置き状態（角度＝０度）なのか天吊り状態（角度＝１８０度）かの判別が行えない場合がある。このような場合、補助センサ４９ａを設ければよい。補助センサ４９ａは、筒内に金属ボールを有し、筒の一端側に第１端子を有し、他端側に第２端子を有して成る。この補助センサ４９ａは、床置き状態で垂直となるように配置される。各端子は前記金属ボールの接触によって導通する。従って、第１端子と第２端子のどちら側が導通しているのかを検出することにより、前記判別が行える。前記金属ボールに代えて水銀を用いてもよい。

システム制御回路４０は、テーブル格納部（メモリ）４０ａを備える。このテーブル格納部４０ａには、図４に示すように、（ａ）の床置き／天吊り用テーブルと、（ｂ）の上向き用テーブルと、（ｃ）の下向き用テーブルとが格納されている。各テーブルは、外気温度と各ファン電源への供給電圧とを対応付けている。また、各テーブルはノーマル用テーブルとエコノミー用テーブルとから成る。なお、この図４の各テーブルにおいて、”ａ”及びＡ乃至Ｆは電圧値を示しており、ａ＜Ａ＜Ｂ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆであるとする。この実施例における液晶プロジェクタでは、床置き状態と天吊り状態とで冷却の行われ方（冷却風の流れ方、熱の分布等）に違いがないため、図４における（ａ）のテーブルを床置きと天吊りで共用したが、床置き状態と天吊り状態とで冷却の行われ方に違いが在る液晶プロジェクタであれば、床置きと天吊りを区別するセンサと、床置き用のテーブルと天吊り用のテーブルをそれぞれ用意する。

システム制御回路４０は、姿勢検出センサ４７から床置き状態（角度＝０度）を示す情報を受け取ったときには、図４（ａ）の床置き／天吊り用テーブルを選択する。また、システム制御回路４０は、温度センサ４９から温度データを受け取る。そして、この温度データを読出アドレスとして前記選択テーブルに与える。すると、各ファン電源についての電圧データが選択テーブルから読み出される。システム制御回路４０は、各ファン電源に対して前記読み出された電圧データによるファン駆動を指令する。例えば、温度センサ４９により検出された温度が３５℃であるとき、ノーマルモードであれば、第１ファン電源４５Ａによって第１ランプ冷却ファン４６Ａは電圧値Ｃで駆動され、第２ファン電源４５Ｂによって第２ランプ冷却ファン４６Ｂは電圧値Ｄで駆動され、排気ファン電源４５Ｃによって排気ファン４６Ｃは電圧値Ｄで駆動される。

システム制御回路４０は、姿勢検出センサ４７から上向き状態（角度＝９０度）を示す情報を受け取ったときには、図４（ｂ）の上向き用テーブルを選択して上述した処理と同様の処理を行い、下向き状態（角度＝２７０度）を示す情報を受け取ったときには、図４（ｃ）の下向き用テーブルを選択して上述した処理と同様の処理を行う。

上述したテーブルでは、外気温度と各ファン電源への供給電圧とを対応付けているが、これに替えて或いはこれと共に気圧を加味したテーブルを採用してもよい。例えば、在る気圧値のときには、外気温度と各ファン電源への供給電圧とを対応付けた第１テーブルが選択され、他の気圧値のときには、外気温度と各ファン電源への供給電圧とを対応付けた第２テーブルが選択される。勿論、この場合、気圧センサを設け、気圧データをシステム制御回路４０に供給する。また、前記テーブルとして、少なくとも第１電力（例えば、３００Ｗ）による光源駆動時のテーブルと第２電力（例えば、２４０Ｗ）による光源駆動時のテーブルとを備えていてもよい。また、前記テーブルとして、少なくとも全てのランプが点灯されるときのテーブルと一部のランプが点灯されるときのテーブルとを備えていてもよい。

また、上記実施形態では、装置内を冷却する手段としてファン（空冷式）を示したが、液冷式の機構を備える場合にも同様の制御が可能である。液冷式においては、例えば、ポンプへの供給電圧を規定するテーブルを備えればよい。

また、投写型映像表示装置においては、装置の傾きを検出するセンサを備え、このセンサの出力にて投写映像の歪み（台形歪み）を自動補正することが考えられる。このような補正のためのセンサを備える投写型映像表示装置において、上記センサを前述した姿勢センサとして利用してもよいものである。

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液晶プロジェクタにおいても本発明を適用できる。

この発明の実施形態の液晶プロジェクタの光学系等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ファン制御系を示したブロック図である。 液晶プロジェクタの姿勢の種類を示した説明図である。 この発明の実施形態の液晶プロジェクタが格納しているテーブルを示した説明図である。

符号の説明

１ 照明装置
１ａ，１ｂ ランプ
３１，３２，３３ 液晶表示パネル
４０ システム制御回路
４５Ａ 第１ファン電源
４５Ｂ 第２ファン電源
４５Ｃ 排気ファン電源
４６Ａ 第１ランプ冷却ファン
４６Ｂ 第２ランプ冷却ファン
４６Ｃ 排気ファン
４７ 姿勢検出センサ
４９ 温度センサ

Claims (10)

1. 光源から出射された光をライトバルブにて光変調し、この光変調により得られた映像光を投写する投写型映像表示装置において、装置内の冷却を行う冷却手段と、当該装置の姿勢を判定する姿勢センサと、各姿勢に対応して前記冷却手段の制御内容が規定されたテーブル群と、前記姿勢センサの出力に基づいて前記テーブル群からテーブルを選択し、この選択したテーブルにて前記冷却手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
2. 請求項１に記載の投写型映像表示装置において、前記冷却手段はファンと当該ファンを駆動するファン駆動部とから成ることを特徴とする投写型映像表示装置。
3. 請求項２に記載の投写型映像表示装置において、前記ファンとして外気を装置内に供給するファン及び装置内の空気を外部に排出するファン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１乃至請求項３のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記姿勢センサは加速度センサを備えて成ることを特徴とする投写型映像表示装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記テーブルは外気温度及び気圧の少なくとも一方と前記冷却手段に供給する駆動電圧とを対応付けたテーブルであることを特徴とする投写型映像表示装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記テーブルは通常用のテーブルとエコノミー用のテーブルとを備えていることを特徴とする投写型映像表示装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記テーブルは少なくとも第１電力による光源駆動時のテーブルと第２電力による光源駆動時のテーブルとを備えていることを特徴とする投写型映像表示装置。
8. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、前記光源として複数の光源を備え、前記テーブルは少なくとも全部の光源が点灯されるときのテーブルと一部の光源が点灯されるときのテーブルとを備えていることを特徴とする投写型映像表示装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、一つのテーブルが二つの姿勢について共用されることを特徴とする投写型映像表示装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の投写型映像表示装置において、投写映像の歪みを補正するために装置の傾きを検出するセンサを備えており、このセンサが前記姿勢センサを兼ねることを特徴とする投写型映像表示装置。

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