JP2006145898A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 適切な冷却条件で装置内部を冷却することのできるプロジェクタの提供。
【解決手段】装置内部を冷却する冷却装置を制御する制御手段３０を備えたプロジェクタは、温度検出手段２７、計時手段２６を備え、制御手段３０は、予め測定された基準設定状態における装置内部の起動直後から装置内部の温度が飽和するまでの温度変化を記憶する温度変化記憶部４１１と、検出された温度変化、及び、温度変化に要した時間に基づいて、温度上昇率を演算する温度上昇率演算部３１７と、検出された温度変化に基づいて、温度変化記憶部４１１に記憶された温度変化を取得する温度変化取得部３１３と、両者の温度変化の対比判定を行う対比判定部３１８と、対比の結果、演算された温度上昇率が、取得された温度変化よりも悪い条件であると判定されたら、警報情報を報知する警報報知部２５とを備えている
【選択図】 図５

Description

本発明は、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光源及び光変調装置を内部に収納する筐体と、この筐体の外部から空気を導入し、光源及び光変調装置を含む装置内部を冷却する冷却装置と、光源、光変調装置、及び冷却装置を制御する制御手段とを備えたプロジェクタに関する。

近年、ホームシアター用途や、パブリックスペースにおける大画面表示用途として、定置型のプロジェクタが利用されている。このプロジェクタは、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光源及び光変調装置を収納する筐体とを備えて構成されている。
プロジェクタの光源には、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等の高出力の光源が用いられ、プロジェクタの起動に伴い、この光源が点灯されると、装置内部は、光源から発生する熱や、電源回路、ランプ駆動回路から発生する熱等によって加熱される。

このため、従来、この種のプロジェクタにおいては、外部の空気を装置内部に導入し、光変調装置等の光学部品を冷却する冷却装置が装置内部に設けられている。
この冷却装置は、筐体に形成された吸気口から外部空気を導入する吸気ファンと、筐体に形成された排気口から冷却後の空気を排出する排気ファンとを備えて構成されている。
そして、プロジェクタを起動すると、光源が点灯されるとともに、冷却装置の吸気ファン及び排気ファンが駆動して、吸気ファンで取り込んだ外部の空気によって、光変調装置、光変調装置を制御する制御基板、光源を冷却した後、排気ファンによって冷却後の熱風を外部に排出する。
ここで、定置式のプロジェクタにあっては、簡単には位置を変更することができないため、設置位置によっては、プロジェクタの観察者に熱風を吹き付けることがあるので、排気口に空気の排出方向を自由に変更することのできるダクトを接続したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−３１９００７号公報（図１、〔０００８〕段落）

しかしながら、前記特許文献１記載のプロジェクタは、基本的にプロジェクタが設置された居室や会議場等の空気を吸気口から取り込んで装置内部を冷却するものであり、吸気口から取り込まれる空気がどのような温度になっているか判らないので、居室、会議場内の環境条件によって冷却条件が変動することがあり、理想的な状態で装置内部の冷却を行うことができない可能性がある。例えば、室内のプロジェクタの観察者の人数やプロジェクタの設置位置によっては、吸気口から導入された空気の温度が初めから高くなってしまい、装置内部を適切に冷却できないという問題がある。

本発明の目的は、適切な冷却条件で装置内部を冷却することのできるプロジェクタを提供することにある。

本発明のプロジェクタは、光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光源及び前記光変調装置を内部に収納する筐体と、この筐体の外部から空気を導入し、前記光源及び前記光変調装置を含む装置内部を冷却する冷却装置と、この冷却装置の冷却制御を行う制御手段とを備えたプロジェクタであって、前記制御手段の指令に基づいて、装置内部の温度を検出する温度検出手段と、前記制御手段の指令に基づいて、時間計測を開始又は終了する計時手段とを備え、前記制御手段は、予め測定された基準設定状態における装置内部の起動直後から装置内部の温度が飽和するまでの温度変化を記憶する温度変化記憶部と、前記温度検出手段により検出された温度変化、及び、前記計時手段により計測された温度変化に要した時間に基づいて、単位時間当たりの温度上昇率を演算する温度上昇率演算部と、前記温度検出手段により検出された温度変化に基づいて、前記温度変化記憶部に記憶された温度変化を取得する温度変化取得部と、演算された温度上昇率と、取得された温度変化の対比判定を行う対比判定部と、対比の結果演算された温度上昇率が、取得された温度変化よりも悪い条件であると判定されたら、警報情報を報知する警報報知部とを備えていることを特徴とする。

ここで、温度変化記憶部に記憶された基準設定状態における温度変化とは、例えば、室温２５℃、湿度６５％等の理想的な使用環境で測定されたプロジェクタ内部の温度変化をいう。
この発明によれば、冷却装置を制御する制御手段が、温度変化記憶部、温度上昇率演算部、温度変化取得部、及び対比判定部を備えていることにより、ある環境下にプロジェクタを設置して、起動すると装置内部の冷却状態を判定することができるので、冷却条件が悪い場合に、プロジェクタの設置位置を変更して、より適切な冷却条件を選択することが可能となる。

本発明では、前述した温度変化記憶部には、基準設定状態における起動直後から飽和に至る装置内部の温度に応じた温度上昇率が複数記憶され、温度上昇率演算部は、起動時に温度検出手段で検出された温度を記憶しておき、起動時に予め設定された計測時間を計時手段に計測させ、計測時間経過後に温度検出手段により装置内部の温度を検出し、起動時から計測時間経過後における温度変化を、計測時間で除して温度上昇率を演算するのが好ましい。
ここで、温度変化記憶部に記憶される複数の温度上昇率は、プロジェクタの起動後、上昇する装置内部の温度に応じた温度上昇率を意味し、起動直後は温度上昇率が大きく、飽和に至るに従って温度上昇率が小さくなっていき、飽和した段階では、温度上昇率が略０となるものである。尚、このような温度上昇率は、装置内部の温度に対応した温度上昇率を記録したルックアップテーブルのような形で記憶しておけばよい。

また、温度検出手段で検出された温度に対応する温度上昇率がルックアップテーブル上にない場合は、温度変化記憶部に記憶された検出温度よりも高い温度における温度上昇率を採用すればよい。
この発明によれば、温度変化記憶部に複数の温度に応じた温度上昇率が記憶されているので、対比判定部は、温度上昇率演算部で演算された温度上昇率と、温度変化記憶部に記憶された温度上昇率とを対比するだけで、冷却条件の良否を判定することができるため、判定の容易化が図られる。

本発明では、計測時間をプロジェクタの初期起動時には長く設定し、再起動時には短く設定する計測時間設定部を備えているのが好ましい。
この発明によれば、計測時間設定部により、初期起動時のバラツキの大きな温度上昇率を、計測時間を長く設定することで、バラツキの影響を少なくすることでプロジェクタが設置された環境における冷却条件を正確に測定、演算することができる。一方、再起動時は、既に装置内部は光源点灯により昇温しており、安定状態に近いと考えられるので、短い計測時間であっても、正確な冷却条件を測定することができる。

本発明では、前述した警報報知部は、筐体外面に設けられたインジケータであるのが好ましい。
この発明によれば、プロジェクタを設置した位置での冷却条件の良否判定を、プロジェクタの設置作業者がインジケータ上で確認することが簡単にできるので、冷却条件が悪いと判定されたら、設置位置を変更することができ、定置式のプロジェクタを最適な冷却条件となる位置に設置することができる。

本発明では、前述した筐体には、外部空気を装置内部に導入する吸気口と、装置内部を冷却装置によって冷却した後の空気を装置外部に排出する排気口とが形成され、吸気口及び／又は排気口に接続される外付けダクトを備えているのが好ましい。
ここで、外付けダクトはプロジェクタが設置された会議室等の部屋の外まで引き回せる程度の長さを有しているのが好ましい。
この発明によれば、外付けダクトを備えていることにより、定置位置式のプロジェクタであっても、外付けダクトの吸気位置、排気位置を変更することができるので、より冷却条件のよいところから冷却用の空気を取り込み、冷却後の空気を排出することができ、より適切な冷却条件でプロジェクタを動作させることができる。
また、外付けダクトが部屋外まで引き回せるようにすることにより、室内の環境条件によらず、外部の新鮮な空気で冷却することが可能となるため、冷却条件の最適化を図りやすい。

本発明では、外付けダクトには、ダクト内を流れる空気を強制的に導入及び／又は排出するダクトファンが設けられ、制御手段は、温度検出手段で検出された温度に応じてファンの制御を行うダクトファン制御部を備えているのが好ましい。
この発明によれば、ダクトファン制御部を備えていることにより、通常の装置内部のファンの制御に加えて、ダクトファンの制御も行うことため、通常の冷却制御の他に補足的にダクトファンを利用することができ、装置内部の温度に応じて冷却効率を向上することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１〕全体構成
図１には、本発明の実施形態に係るプロジェクタ１が設置された会議室、講習会場等の部屋Ｒの模式レイアウト図が示されている。部屋Ｒには、スクリーンＳが壁面に沿って配置され、スクリーンＳの手前には、観察者用の座席Ｃが複数設置されている。
プロジェクタ１は、複数の座席Ｃを挟んでスクリーンＳとは反対側の後方位置の天井部分に天吊り金具等で取り付けられており、一度取り付けると基本的には、取り外さない定置式のプロジェクタとなっている。

この定置式のプロジェクタ１には、ダクトＤ１、Ｄ２が取り付けられ、部屋Ｒの天井面に沿って引き回され、部屋Ｒの外部にダクトＤ１、Ｄ２の開口端が露出しており、プロジェクタ１の冷却は、吸気側ダクトＤ１から部屋Ｒ外部の空気を取り込んで、装置内部を冷却した後、排気側ダクトＤ２から部屋Ｒの外部に冷却後の空気を排出するようになっている。
このようにダクトＤ１、Ｄ２を部屋Ｒの外部まで延ばすことにより、プロジェクタ１内部は部屋Ｒ内の環境条件の影響を受けることなく、良好な冷却条件で冷却されることとなる。

〔２〕プロジェクタ１の内部構造
(2-1)光学系の構造
図２には、部屋Ｒに設置されたプロジェクタ１の光学系を表す模式図が示されている。
このプロジェクタ１は、インテグレータ照明光学系１１と、色分離光学系１２と、リレー光学系１３と、光変調光学系１４と、色合成光学系１５と、投射光学系１６とを含んで構成され、これらの各光学系１１〜１７は、所定の照明光軸Ｘ上に配置される。
インテグレータ照明光学系１１は、詳しくは後述するが、光変調光学系１４の３枚の液晶パネル１４１（赤、緑、青の色光毎にそれぞれ液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂと示す）の画像形成領域をほぼ均一に照明するための光学系であり、光源装置１１１と、第１レンズアレイ１１２と、第２レンズアレイ１１３と、偏光変換素子１１４と、重畳レンズ１１５とを備えている。

光源装置１１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ１１６と、この光源ランプ１１６から射出された放射光を反射する楕円面鏡１１７と、光源ランプ１１６から射出され楕円面鏡１１７により反射された光を平行光とする平行化凹レンズ１１８とを備える。なお、平行化凹レンズ１１８の平面部分には、図示しないＵＶフィルタが設けられている。
また、光源ランプ１１６としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。さらに、楕円面鏡１１７および平行化凹レンズ１１８の代わりに、放物面鏡を用いてもよい。

第１レンズアレイ１１２は、光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源ランプ１１６から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。各小レンズの輪郭形状は、液晶パネル１４１の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
第２レンズアレイ１１３は、第１レンズアレイ１１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ１１３は、重畳レンズ１１５とともに、第１レンズアレイ１１２の各小レンズの像を液晶パネル１４１上に結像させる機能を有している。

偏光変換素子１１４は、第２レンズアレイ１１３と重畳レンズ１１５との間に配置されている。このような偏光変換素子１１４は、第２レンズアレイ１１３からの光を１種類の直線偏光に変換するものであり、これにより、光変調光学系１４での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子１１４によって１種類の直線偏光に変換された各部分光は、重畳レンズ１１５によって、光変調光学系１４の液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ上にほぼ重畳される。直線偏光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の直線偏光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ１１６からの光のほぼ半分を利用することができない。
そこで、偏光変換素子１１４を用いることにより、光源ランプ１１６からの射出光をほぼ１種類の直線偏光に変換し、光変調光学系１４での光の利用効率を高めている。

色分離光学系１２は、２枚のダイクロイックミラー１２１，１２２と、反射ミラー１２３とを備え、ダイクロイックミラー１２１，１２２によりインテグレータ照明光学系１１から射出された複数の部分光束を赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
この際、色分離光学系１２のダイクロイックミラー１２１では、インテグレータ照明光学系１１から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透過する。

ダイクロイックミラー１２１によって反射した青色光は、反射ミラー１２３で反射し、フィールドレンズ１２４を通って青色用の液晶パネル１４１Ｂに達する。
このフィールドレンズ１２４は、第２レンズアレイ１１３から射出された各部分光束をその照明光軸Ｘに対して平行な光束に変換する。他の液晶パネル１４１Ｇ，１４１Ｒの光入射側に設けられたフィールドレンズ１２４も同様である。
ダイクロイックミラー１２１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイックミラー１２２によって反射し、フィールドレンズ１２４を通って緑色用の液晶パネル１４１Ｇに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー１２２を透過してリレー光学系１３に達する。

リレー光学系１３は、入射側レンズ１３１、リレーレンズ１３３、および反射ミラー１３２、１３４を備え、色分離光学系１２で分離された色光、赤色光を液晶パネル１４１Ｒまで導く機能を有している。このリレー光学系１３が赤色光の光路に用いられているのは、赤色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ１３１に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ１２４を介して液晶パネル１４１Ｒに伝えるためである。
なお、リレー光学系１３には、３つの色光のうち、赤色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、青色光を通す構成としてもよい。

光変調光学系１４は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この光変調光学系１４は、色分離光学系１２で分離された各色光が入射する３つの入射側偏光板１４２と、この入射側偏光板１４２の後段に配置される光変調素子としての３枚の液晶パネル１４１（１４１Ｒ，１４１Ｇ，１４１Ｂ）と、３つの射出側偏光板１４３とを備えて構成される。
液晶パネル１４１は、入射する光束を画像信号に応じて変調する光変調素子として機能し、一対の透明な基板に電気光学物質となる液晶が密閉封入された構成を具備している。

一対の基板のうち、一方の基板は、液晶封入面にＩＴＯ膜等の共通電極が形成された構成を備えている。他方の基板は、互いに並行に配列形成される複数のデータ線と、この複数のデータ線と直交する方向に配列形成される複数の走査線と、隣り合う２つのデータ線及び２つの走査線の間の矩形状の領域に設けられる画素電極及びスイッチング素子となるＴＦＴとを備えている。
そして、プロジェクタ１に画像信号が入力されると、後述する制御手段により、各画素を駆動する駆動信号に変換され、この駆動信号に応じてスイッチング素子がオンオフされ、入力された画像信号に応じた光学像がパネルの画像形成領域上に形成される。

入射側偏光板１４２は、入射された光束のうち、一方向の直線偏光のみ透過させ、その他の光束を吸収する。この入射側偏光板１４２は、例えば、サファイアガラスまたは水晶等の透光性基板上に偏光膜が設けられた構成を有している。
射出側偏光板１４３は、液晶パネル１４１から射出された光束のうち、入射側偏光板１４２における光束の透過軸と直交する偏光軸を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この射出側偏光板１４３は、入射側偏光板１４２と同様の構造である。

色合成光学系１５は、クロスダイクロイックプリズムであり、各射出側偏光板１４３から射出された各色光の変調光束を合成してカラー画像を形成する。
この色合成光学系１５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。
これら誘電体多層膜は、液晶パネル１４１Ｒ，１４１Ｂから射出された色光を反射し、液晶パネル１４１Ｇから射出され射出側偏光板１４３を介した色光を透過し、射出された光束は、赤、青、緑が重畳されたカラー画像となる。
投射光学系１６は、色合成光学系１５で合成されたカラー画像をスクリーンＳ上に拡大投射するものであり、内部に光軸が設定された鏡筒と、この鏡筒内に光軸に沿って配列される複数のレンズとを備えて構成される。

(2-2)装置内部の冷却系の構造
図３には、前述した光学系を有するプロジェクタ１の冷却系の構造が示されている。
プロジェクタ１は、前述した光学系を筐体となる外装ケース２の内部に収納し、この外装ケース２には、この他に、入力した画像信号の画像処理や、装置全体の制御を行うためのメインボード３、メインボード３等に電源を供給するための電源回路や、光源装置１１１を駆動するためのランプ駆動回路等の回路ブロック４が収納されている。
プロジェクタ１を起動すると、光源装置１１１の発光の他、メインボード３、回路ブロック４も発熱するため、装置内部が加熱してしまうが、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂは、熱に弱いので、装置内部を積極的に冷却しなければならない。

このため、プロジェクタ１の外装ケース２には、プロジェクタ１の底面に吸気口２Ａ、２Ｂが形成され、背面に排気口２Ｃが形成され、装置内部には、吸気口２Ａ、２Ｂから外部空気を取り込んで冷却する冷却装置が設けられている。
吸気口２Ａは、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの直下の外装ケース２の底面に開口され、吸気口２Ａと液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの間には、冷却装置を構成する軸流ファンからなる吸気ファン２１が設けられている。
吸気口２Ｂは、光源装置１１１の光束射出方向後段部分の外装ケース２の底面に開口され、この吸気口２Ｂには、冷却装置を構成する吸気ファン２２が設けられている。
排気口２Ｃは、光源装置１１１の側方に位置する背面で開口され、この排気口２Ｃには、冷却装置を構成する排気ファン２３が設けられている。

この冷却装置は、プロジェクタ１を起動すると、吸気ファン２１、２２、排気ファン２３が回転駆動し、吸気口２Ａ、２Ｂから外部空気を取り込んで装置内部の冷却を開始する。
吸気口２Ａから吸気ファン２１によって取り込まれた空気は、直上の液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを冷却した後、そのうちの一部がメインボード３の回路素子実装面に沿って流れ、実装された回路素子を冷却しながら、光源装置１１１に到達する（冷却流路Ｆ１）。

一方、他の一部は、電源回路等の回路ブロック４に供給され、電源回路を構成する素子を冷却した後、光源装置１１１に到達する（冷却流路Ｆ２）。
吸気口２Ｂから吸気ファン２２によって取り込まれた空気は、直接光源装置１１１に供給される（冷却流路Ｆ３）。
各冷却流路Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３を通った冷却後の空気は、すべて光源装置１１１に集められ、光源装置１１１を冷却した後、排気ファン２３によって排気口２Ｃから外装ケース２の外部に排出される。
尚、本実施形態はプロジェクタ１内部の冷却系の構造の一例を表したに過ぎず、回路ブロック４を他と独立して冷却したり、装置内部にダクトを設け、シロッコファンを用いて冷却することも可能である。

(2-3)インジケータパネル２５の構造
このような装置内部の冷却構造を有するプロジェクタ１の外装ケース２の外面には、温度表示機能を有するインジケータパネル２５が設けられている。
このインジケータパネル２５は、図３では図示を略したが、排気口２Ｃ近傍に設けられた温度センサの検出結果に基づいて、装置内部の温度状況を表示する部分であり、図４に示すように、複数の温度発光部２５１、警告発光部２５２、異常発光部２５３、安定発光部２５４を備えて構成される。すなわち、インジケータパネル２５は、本発明の警告報知部として機能する他、プロジェクタ１の内部温度を表示する温度表示部としても機能する。
温度発光部２５１は、緑色発光ダイオードを、光拡散処理を施したカバー部材で覆ったものであり、点灯すると発光部全体が緑色を呈する。複数の温度発光部２５１のうち、中央部の「基準温度」と表示された温度発光部２５１が点灯すると、装置内部が理想的な温度状況にあることを示すことであり、図４において左に向かう程、装置内部が基準温度よりも低温に、右に向かう程基準温度よりも高温になっていることを表している。

警告発光部２５２は、緑色発光ダイオード及び赤色発光ダイオードを、光拡散処理を施したカバー部材で覆ったものであり、点灯すると発光部全体が橙色を呈する。この警告発光部２５２が点灯すると、装置内部の温度状況が予め設定された閾値温度の近傍に近づいていると判定され、設置作業者は現在の設置位置は不適当であると判断する。
異常発光部２５３は、赤色発光ダイオードを、光拡散処理を施したカバー部材で覆ったものであり、点灯すると発光部全体が赤色を呈する。この異常発光部２５３が点灯すると、装置内部はかなり高温の状況となっていると判定され、後述する制御手段は、光源装置１１１を直ちにシャットダウンして、プロジェクタ１による投射表示を停止する。
安定発光部２５４は、後述する制御手段による設置位置判定に際し、装置内部の温度がほぼ飽和した状態にあると判定された場合に点灯する。

(2-4)ダクトＤ１、Ｄ２の構造
このようなプロジェクタ１の外装ケース２には、図３に示すように、ダクトＤ１、Ｄ２が設けられている。
ダクトＤ１は、開口部の一端がプロジェクタ１の吸気口２Ａに接続され、他端が部屋Ｒの外部で開口するように配置され、ダクト途中には、軸流ファンからなるダクトファンＤ１１が設けられている。
ダクトＤ２は、開口部の一端がプロジェクタ１の排気口２Ｃに接続され、他端はダクトＤ１と同様に部屋Ｒの外部で開口し、ダクト途中には、軸流ファンからなるダクトファンＤ２１が設けられている。

また、図示を略したが、各ダクトＤ１、Ｄ２には、ダクト延出方向に沿って電源ケーブルが配線されており、電源ケーブルの一端はダクトファンＤ１１、Ｄ２１に接続されている。
ダクトＤ１、Ｄ２をプロジェクタ１に装着した際には、この電源ケーブルの他端が、垂直同期信号、水平同期信号確認用のトリガアウト端子に接続され、メインボード３上の制御手段からの制御信号によって、トリガアウト端子からダクトファンＤ１１、Ｄ２１に電力が供給されるようになっている。

〔３〕制御手段３０の構造
プロジェクタ１のメインボード３には、演算処理装置、メモリ等の各種回路素子が実装され、これらは、入力した画像信号に基づいて、画像処理、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂの駆動制御等を行う他、冷却制御を行う制御手段として機能する。
図５には、制御手段３０の冷却制御に係る機能ブロック図が示されている。
制御手段３０は、演算処理装置３１及びメモリ４１を備えて構成され、入力側がタイマ２６、温度センサ２７、起動スイッチ２８と接続され、出力側が吸気ファン２１、２２、排気ファン２３、吸気側ダクトファンＤ１１、排気側ダクトファンＤ２１、インジケータパネル２５と接続されている。

尚、タイマ２６はメインボード３に設けられたタイマ回路であり、計時手段として機能する。温度センサ２７は、プロジェクタ１の排気口２Ｃの近傍に配置され、排気ファン２３によって冷却後外部に排出される空気の温度を計測し、温度検出手段として機能する。また、起動スイッチ２８は、操作者が押圧操作するボタン型のスイッチであり、起動スイッチ２８が押圧されると、プロジェクタ１が起動するようになっている。

演算処理装置３１は、入力データを演算処理して制御信号を生成して出力する部分であり、プログラムとして実行される、計測時間判定部３１１、温度取得部３１２、温度変化取得部３１３、起動判定部３１４、内部ファン制御部３１５、ダクトファン制御部３１６、温度上昇率演算部３１７、対比判定部３１８、警報出力部３１９、温度表示出力部３２０、及び計測時間設定部３２１を備えて構成される。
メモリ４１は、演算処理装置３１で生成したデータ等を記憶保存する部分であり、フラッシュメモリ等の書換可能な記憶媒体から構成され、温度変化記憶部４１１及び計測時間記憶部４１２を備えて構成される。

計測時間判定部３１１は、タイマ２６で計測された経過時間が計測時間に相当する判定する部分であり、定期的に入力する時間信号を検出し、計測時間に到達したかを判定する。
温度取得部３１２は、温度センサ２７から入力する温度信号を検出して、温度データに変換する部分である。温度センサ２７としては、例えば、熱電対のようなものを用いることができる。
温度変化取得部３１３は、詳しくは後述するが、メモリ４１の温度変化記憶部４１１に記憶されたプロジェクタ１の内部の理想状態における温度変化の状態を取得し、対比判定部３１８に出力する部分である。
起動判定部３１４は、起動スイッチ２８のオンオフを検出する部分である。

内部ファン制御部３１５は、温度取得部３１２で取得されたプロジェクタ１内部の温度変化に基づいて、吸気ファン２１、２２、排気ファン２３の回転制御を行う部分である。
ダクトファン制御部３１６は、温度取得部３１２で取得されたプロジェクタ１内部の温度変化に基づいて、吸気側ダクトファンＤ１１、排気側ダクトファンＤ２１の回転制御を行う部分である。尚、内部ファン制御部３１５は、印加電圧をリニアに変更してファンの回転数を制御することも可能となっているが、ダクトファン制御部３１６は、ダクトファンＤ１１、Ｄ２１がトリガアウト端子に接続されているため、オンオフ制御しかしない。

温度上昇率演算部３１７は、計測時間判定部３１１で計測された計測時間と、温度取得部３１２で取得された温度変化とに基づいて、部屋Ｒ内のある位置に設置されたプロジェクタ１を起動させたときに、どのような温度変化をするのかを演算する部分である。温度上昇率の計算は、例えば、計測時間をΔＴ（ｓ）、この計測時間ΔＴ中の装置内部の温度変化をΔＫ（℃）とすると、温度上昇率は、ΔＫ／ΔＴ（℃／ｓ）で算出される。
対比判定部３１８は、温度変化取得部３１３で取得された温度変化と、温度上昇率演算部３１７で算出された温度上昇率とを対比して、その設置条件が適切か否かを判定する部分であり、対比判定の結果は、警報出力部３１９及び温度表示出力部３２０に出力される。

警報出力部３１９は、対比判定部３１８の判定結果で設置条件が悪いと判定された場合に、警報信号を生成して、インジケータパネル２５に出力する部分であり、これにより、インジケータパネル２５の警告発光部２５２が点灯する。
温度表示出力部３２０は、対比判定部３１８の判定結果で設置条件がよいと判定された場合、温度取得部３１２で取得されたプロジェクタ１内部の温度表示信号をインジケータパネル２５に出力する部分であり、取得された温度に応じた温度発光部２５１を点灯させる。尚、以後、温度取得部３１２による温度取得の度に、温度表示出力部３２０は、温度表示信号をインジケータパネル２５に出力して、装置内部の温度に応じて温度発光部２５１の表示を変更させる。

メモリ４１に記憶された温度変化記憶部４１１には、室温２５℃、湿度６５％等の理想的な使用条件下において、プロジェクタ１にダクトＤ１、Ｄ２を接続しない状態で装置内部の温度変化のデータが記憶されている。
具体的には、理想条件における室温Ｋ０の部屋にプロジェクタ１を設置して起動すると、内部の光源装置１１１等の発熱によって、装置内部は、図６に示されるグラフＧ１のような昇温過程をたどり、飽和温度Ｋｎに限りなく近づいていく。
このグラフＧ１のカーブの昇温過程において、時間０（ｓ）、Ｔ１（ｓ）、Ｔ２（ｓ）…における温度Ｋ０（℃）、Ｋ１（℃）、Ｋ２（℃）…と、その際のグラフＧ１の接線の傾きＡ０（℃／ｓ）、Ａ１（℃／ｓ）、Ａ２（℃／ｓ）…を実験により、予め求めておく。
すると、図７に示されるように、温度Ｋ０（℃）、Ｋ１（℃）、Ｋ２（℃）…と、傾きＡ０（℃／ｓ）、Ａ１（℃／ｓ）、Ａ２（℃／ｓ）…とが対応したテーブルＴ１が作成され、このテーブルＴ１が温度変化記憶部４１１に記憶される。つまり、各温度におけるグラフＧ１の接線の傾きは、理想状態における各温度の温度上昇率として記憶される。

計測時間記憶部４１２には、前述した計測時間設定部３２１が計測時間を設定する場合の計測時間データが記憶されている。具体的には、この計測時間記憶部４１２には、図８のグラフＧ２に示されるように、プロジェクタ１を初期起動した際、室温ＫＬで計測を開始した場合の計測時間ＴＬと、図９のグラフＧ３に示されるように、一度プロジェクタ１を起動した後、一旦停止して、プロジェクタ１の内部温度が十分下がっていない温度ＫＳで再度冷却条件の測定を行うために再起動した場合の計測時間ＴＳとが記憶され、通常は、初期起動の際の計測時間ＴＬよりも再起動の際の計測時間ＴＳの方が短くなっている。再起動時の方が、既に装置内部が暖められており、飽和に近い状態となっていて、外部の影響によるバラツキが少ないと考えられるからである。

〔４〕制御手段３０の作用
次に、前述した制御手段３０の作用について説明する。
(4-1)冷却条件の判定
まず、部屋Ｒ内のいずれかにプロジェクタ１を設置して、冷却条件の判定を行った場合の前記制御手段３０の作用を、図１０に示されるフローチャートに基づいて説明する。
(1)設置作業者がプロジェクタ１を部屋Ｒのいずれかの位置に設置し、ダクトＤ１、Ｄ２をプロジェクタ１に取り付けダクトＤ１、Ｄ２を部屋Ｒ外に開口させた後、起動スイッチ２８を押すと、制御手段３０の起動判定部３１４はこれを検出し、これをトリガとして温度取得部３１２は、温度センサ２７により起動時の温度ＫＳ１を検出・取得し（処理Ｓ１）、その値を演算処理装置３１に内蔵された作業領域としてのＲＡＭにストアする（処理Ｓ２）。

(2)計測時間設定部３２１は、検出された温度ＫＳ１に基づいて、初期起動であるか否かを判定する（処理Ｓ３）。具体的には、計測時間設定部３２１は、計測時間記憶部４１２に記憶された温度ＫＬ、ＫＳを読み出して、検出されたＫＳ１がどちらに近いかによって初期起動であるか否かを判定する。
(3)判定の結果、初期起動であると判定されたら、計測時間設定部３２１は、計測時間をＴＬに設定する（処理Ｓ４）。一方、再起動であると判定されたら、計測時間設定部３２１は、計測時間をＴＳに設定する（処理Ｓ５）。

(4)計測時間の設定が終了したら、計測時間判定部３１１は、タイマ２６のカウント値を監視して（処理Ｓ６）、計測時間Ｔが経過したか否かを判定する（処理Ｓ７）。計測時間判定部３１１により計測時間Ｔが経過したと判定されたら、温度取得部３１２は、計測時間Ｔ経過時の温度ＫＳ２を検出、取得する（処理Ｓ８）。
(5)温度ＫＳ２が取得されたら、温度上昇率演算部３１７は、ＲＡＭ上にストアした起動時の検出温度ＫＳ１とともに、温度上昇率を演算する（処理Ｓ９）。温度上昇率の演算は、前述したように、単位時間当たりの上昇温度として与えられるから、この際の温度上昇率ＡＳは、（ＫＳ２−ＫＳ１）／Ｔ（℃／ｓ）で求めることができる。

(6)温度上昇率の演算が終了したら、温度変化取得部３１３は、温度変化記憶部４１１に記憶された図７に示されるテーブルＴ１を参照して、起動時の検出温度ＫＳ１に応じた傾きＡを取得して（処理Ｓ１０）、対比判定部３１８に出力する。テーブルＴ１には、検出温度ＫＳ１に応じた温度変化の傾きがないことがあるので、この場合には、検出温度ＫＳ１よりも高い温度における傾きＡを取得する。
(7)対比判定部３１８は、演算された温度上昇率ＡＳと、取得された傾きＡとを対比して、ＡＳ＞Ａでありかつその差が予め設定された閾値よりも高いか低いかを判定する（処理Ｓ１１）。

(8)低いと判定された場合は、温度表示出力部３２０は、インジケータパネル２５に制御信号を出力して安定発光部２５４を点灯させるとともに、その際の検出温度ＫＳ２に応じた温度発光部２５１を点灯させて検出温度ＫＳ２をインジケータパネル２５上に表示させる（処理Ｓ１２）。これを見た設置作業者は、プロジェクタ１の冷却条件が問題ないと判断して、設置作業を終了することができる。
(9)一方、高いと判定されたら、警報出力部３１９は、インジケータパネル２５に制御信号を出力して警告発光部２５２又は異常発光部２５３を点灯させる（処理Ｓ１３）。これを見た設置作業者は、プロジェクタ１の冷却条件に問題があると判断して、プロジェクタ１を消灯停止して、新たな設置位置で起動から冷却条件に至る判定を再度行う。

(4-2)冷却制御
次に、設置が終了した後、制御手段３０によるプロジェクタ１内部の冷却制御を、図１１に示されるフローチャートに基づいて説明する。
(1)起動スイッチ２８を押してプロジェクタ１を起動すると、起動判定部３１４がこれを検出し、この検出に基づいて、内部ファン制御部３１５は、吸気ファン２１、２２及び排気ファン２３の回転制御を開始する（処理Ｓ１４）。
(2)温度取得部３１２は、プロジェクタ１の内部の温度を温度センサ２７によって検出、取得する（処理Ｓ１５）。内部ファン制御部３１５は、予め設定された警告温度以上であるか否かを判定し（処理Ｓ１６）、警告温度以下の場合には、吸気ファン２１、２２、排気ファン２３のみでの内部冷却を行う。

(3)検出された温度が警告温度を超えた場合には、内部ファン制御部３１５は、ダクトファン制御部３１６に制御開始トリガ信号を出力し、ダクトファン制御部３１６は、前述したトリガアウト端子から電圧を供給して、ダクトファンＤ１１、Ｄ２１を駆動させる（処理Ｓ１７）。
(4)ダクトファンＤ１１、Ｄ２１駆動後、ダクトファン制御部３１６は、温度取得部３１２で検出される検出温度を監視し、ダクトファンＤ１１、Ｄ２１の駆動により、プロジェクタ１の内部が警告温度未満となったかを判定する（処理Ｓ１８）。警告温度未満となったら、ダクトファン制御部３１６は、ダクトファンＤ１１、Ｄ２１への電圧供給を停止して、ダクトファンＤ１１、Ｄ２１を停止させる（処理Ｓ１９）。

〔５〕実施形態の変形
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、外付けのダクトＤ１、Ｄ２が取り付けられたプロジェクタ１に本発明を採用していたが、これに限られず、外付けダクトが設けられていないプロジェクタに本発明を採用してもよい。
前記実施形態では、温度変化取得部３１３は、検出温度ＫＳに応じた傾きＡがない場合、検出温度ＫＳ近傍でＫＳよりも高い温度の際の傾きＡを取得していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、統計的手法を用いて温度変化記憶部４１１に記憶された傾きＡの補正処理を行って温度条件を合わせた後、両者の温度上昇率を比較してもよい。

前記実施形態では、液晶パネル１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂを備えたプロジェクタ１に本発明を採用していたが、これに限らず、ＤＬＰ等の変調方式の異なる光変調装置を備えたプロジェクタに本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、警報出力部３１９による設置作業者への警報報知は、インジケータパネル２５を構成する警告発光部２５２を点灯させるように構成していたが、本発明はこれに限られない。例えば、プロジェクタ起動中の投射画面上にメッセージ表示するようにしても、ブザー等の音声による警報報知であってもよい。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。

本発明は、放電発光型の光源を用いたプロジェクタ等の光学機器に好適に利用することができる。

本発明の実施形態に係るプロジェクタの部屋内での設置位置を示す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタの光学系の構造を表す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタの冷却系の構造を表す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタに設けられたインジケータパネルの構造を表す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクタの制御手段の構造を表す模式図。 前記実施形態における温度変化記憶部に記憶された温度上昇率を説明するためのグラフ。 前記実施形態における温度変化記憶部を構成するテーブル構造を表す模式図。 前記実施形態における計測時間設定部による計測時間設定を説明するための模式図。 前記実施形態における計測時間設定部による計測時間設定を説明するための模式図。 前記実施形態における制御手段の作用を説明するためのフローチャート。 前記実施形態における制御手段の作用を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…プロジェクタ、２…外装ケース（筐体）、１４１Ｒ、１４１Ｇ、１４１Ｂ…液書パネル（光変調装置）、３０…制御手段、２７…温度センサ（温度検出手段）、２６…タイマ（計時手段）、４１２…温度変化記憶部、３１７…温度上昇率演算部、３１３…温度変化取得部、３１８…対比判定部、２５…インジケータ（警報報知部）、３２１…計測時間設定部、Ｄ１、Ｄ２…ダクト（外付けダクト）、Ｄ１１、Ｄ２１…ダクトファン

Claims (6)

1. 光源と、この光源から射出された光束を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光源及び前記光変調装置を内部に収納する筐体と、この筐体の外部から空気を導入し、前記光源及び前記光変調装置を含む装置内部を冷却する冷却装置と、この冷却装置の冷却制御を行う制御手段とを備えたプロジェクタであって、
   前記制御手段の指令に基づいて、装置内部の温度を検出する温度検出手段と、
   前記制御手段の指令に基づいて、時間計測を開始又は終了する計時手段とを備え、
   前記制御手段は、
   予め測定された基準設定状態における装置内部の起動直後から装置内部の温度が飽和するまでの温度変化を記憶する温度変化記憶部と、
   前記温度検出手段により検出された温度変化、及び、前記計時手段により計測された温度変化に要した時間に基づいて、単位時間当たりの温度上昇率を演算する温度上昇率演算部と、
   前記温度検出手段により検出された温度変化に基づいて、前記温度変化記憶部に記憶された温度変化を取得する温度変化取得部と、
   演算された温度上昇率と、取得された温度変化の対比判定を行う対比判定部と、
   対比の結果、演算された温度上昇率が、取得された温度変化よりも悪い条件であると判定されたら、警報情報を報知する警報報知部とを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記温度変化記憶部には、基準設定状態における起動直後から飽和に至る装置内部の温度に応じた温度上昇率が複数記憶され、
   前記温度上昇率演算部は、
   起動時に前記温度検出手段で検出された温度を記憶しておき、
   起動時に予め設定された計測時間を前記計時手段に計測させ、計測時間経過後に前記温度検出手段により装置内部の温度を検出し、
   起動時から前記計測時間経過後における温度変化を、前記計測時間で除して温度上昇率を演算することを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記制御手段は、
   前記計測時間を、当該プロジェクタの初期起動時には長く設定し、再起動時には短く設定する計測時間設定部を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記警報報知部は、前記筐体外面に設けられたインジケータであることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記筐体には、外部空気を装置内部に導入する吸気口と、装置内部を前記冷却装置によって冷却した後の空気を装置外部に排出する排気口とが形成され、
   前記吸気口及び／又は前記排気口に接続される外付けダクトを備えていることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項５に記載のプロジェクタにおいて、
   前記外付けダクトには、ダクト内を流れる空気を強制的に導入及び／又は排出するダクトファンが設けられ、
   前記制御手段は、前記温度検出手段で検出された温度に応じて、このファンの制御を行うダクトファン制御部を備えていることを特徴とするプロジェクタ。

Images