JP2014085392A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】光源装置の信頼性と各種光学部品の性能および信頼性との双方を満足できるプロジェクターを提供する。
【解決手段】本発明のプロジェクター１は、光を射出する光源装置５１と、光源装置５１から射出される光を画像信号に基づいて変調する光変調装置５５と、光変調装置５５により変調された光を投射する投射光学装置５６と、光源装置５１、光変調装置５５、および投射光学装置５６を収容する筐体６と、筐体６の内部の空気を外部に排出する排気ファン３（第１のファン）と、排気ファン３を制御するファン制御部と、を備えている。ファン制御部は、光源装置５１が画像の通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき、排気ファン３を間欠的に動作させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

従来から、プロジェクターは、筐体内の空気を排出するための排気ファンを備えている。その理由は、高出力ランプの使用により筐体内の温度が上昇すると、液晶パネル、偏光変換光学系、色分離・色合成光学系などを構成する光学部品の性能が低下するからである。例えば、下記の特許文献１に、排気ファンと吸気ファンとを備え、温度センサーが検出する吸入外気の温度に応じて吸気ファンおよび排気ファンの回転速度を制御するプロジェクターが開示されている。

特開２００３−５２８９号公報

近年、プロジェクターの低消費電力化が進んでいる。これに伴い、非表示時にランプへの供給電力を定格値の２〜３割程度に低減するモード、いわゆる省電力モードを備えたプロジェクターが提供されている。プロジェクターを省電力モードで動作させると、ランプの輝度は低下し、ランプの温度は定常動作時よりも低くなる。そのため、冷却用ファンを定常動作時と同じ回転数で駆動すると、ランプが過冷却される場合がある。その場合、ランプ内の蒸気が凝縮し、ランプの信頼性が低下するという問題が生じる。

そこで、プロジェクターが省電力モードで動作している間、冷却用ファンの回転数を十分に低くすることが好ましい。冷却用ファンを完全に停止させることは、各種光学部品の温度が上昇し、性能や信頼性が確保できなくなるおそれがあり、好ましくないからである。しかしながら、一般に、冷却用ファンの仕様は高温時の冷却能力（高回転側の使用可能限界）で決まる。プロジェクターの設計者が高温時の冷却能力を考慮して冷却用ファンの仕様を決めると、冷却用ファンの低回転側の使用可能限界は自ずと決まる。そのため、設計者は、冷却用ファンの低回転側の仕様を自由に設定することができない。したがって、設計者が、ランプ等の光源装置の信頼性と各種光学部品の性能および信頼性との双方を確保するように、冷却用ファンの低回転側の回転数を設定するのは困難であった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光源装置の信頼性の確保と各種光学部品の性能および信頼性の確保との双方を満足できるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、光を射出する光源装置と、前記光源装置から射出される光を画像信号に基づいて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、前記光源装置、前記光変調装置、および前記投射光学装置を収容する筐体と、前記筐体の内部の空気を外部に排出する第１のファンと、前記第１のファンを制御するファン制御部と、を備え、前記ファン制御部は、前記光源装置が画像の通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき、前記第１のファンを間欠的に動作させることを特徴とする。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいては、光源装置が画像の通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき、ファン制御部が第１のファンを間欠的に動作させる。これにより、第１のファンによる筐体内部の冷却の度合いは、第１のファンを通常表示のときよりも低い回転数で動作させたのと同等になる。第１のファンを低い回転数で動作させることは難しいとしても、間欠動作時の回転／停止のタイミングを最適化すれば、光源装置の温度が低くなり過ぎず、かつ、光学部品の温度が高くなり過ぎないように筐体内部の温度調整を行うことができる。これにより、光源装置の信頼性の確保と各種光学部品の性能および信頼性の確保との双方を満足できるプロジェクターを実現することができる。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記光源装置を冷却する第２のファンを備え、前記ファン制御部は、前記光源装置が前記通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき、前記第２のファンを停止させる構成としてもよい。

この構成によれば、通常表示のときには第２のファンを動作させることによって光源装置が確実に冷却される。一方、光源装置が通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するときには第２のファンを停止させることによって光源装置の過冷却を確実に抑えることができる。これにより、光源装置の信頼性をより高めることができる。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記光源装置が前記通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するときとは、前記光源装置へ供給される電力が前記通常表示のときに供給される電力よりも低い低電力モードであってもよい。

この構成によれば、光源装置へ供給される電力が通常表示のときに供給される電力よりも低い低電力モードにおいて、光源装置の輝度が低下する。これにより、光変調装置の信頼性を高められ、低消費電力のプロジェクターを実現できる。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記光源装置が前記通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するときとは、前記光変調装置を非表示状態とするＡＶミュートモードであってもよい。

この構成によれば、光変調装置を非表示状態とするＡＶミュートモードにおいて光源装置に供給する電力が低下し、光源装置の輝度が低下する。これにより、光変調装置の信頼性を高めることができる。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記光源装置の温度を検出する第１の温度センサーと、前記筐体の内部の光学部品の温度を検出する第２の温度センサーと、を備え、前記ファン制御部は、前記第１のファンが間欠的に動作するとき、前記第２の温度センサーにより検出される温度が前記光学部品の許容温度範囲における上限域に対応する場合に前記第１のファンを動作させ、前記第１の温度センサーにより検出される温度が前記光源装置の許容温度範囲における下限域に対応する場合に前記第１のファンを停止させる構成であってもよい。

この構成によれば、第１の温度センサーが光源装置の温度を検出し、第２の温度センサーが筐体内部の光学部品の温度を検出する。第２の温度センサーの検出温度が光学部品の許容温度範囲の上限域に対応する場合に第１のファンを動作させるため、光学部品の温度が許容温度範囲の上限を越えないように的確な温度制御を行うことができる。第１の温度センサーの検出温度が光源装置の許容温度範囲の下限域に対応する場合に第１のファンを停止させるため、光源装置の温度が許容温度範囲の下限を下回らないように的確な温度制御を行うことができる。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、一つの温度センサーであってもよい。

この構成によれば、温度センサーの数を減らすことができ、部品点数の削減が図れる。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記ファン制御部は、前記第１のファンの動作の切り替えプログラムに基づいて、前記第１のファンを間欠的に動作させる構成であってもよい。

この構成によれば、動作の切り替えプログラムを予め用意しておけば、第１のファンの間欠動作が可能となる。プロジェクターは、温度検出を行わないため、温度センサーを備える必要がない。あるいは、プロジェクターが温度センサーを備えていたとしても、温度センサーの温度検出結果を第１のファンの制御に用いる必要がない。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記第１のファンが間欠的に動作するときの最大回転数が、前記通常表示のときの前記第１のファンの回転数よりも低い構成であってもよい。

この構成によれば、通常表示のときの第１のファンの回転数で間欠動作を行った場合に比べて、回転数の振幅が小さくなる。これにより、温度変化が緩やかになり、回転／停止の切り替えの頻度を低減することができる。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成を示す平面図である。 本実施形態のプロジェクターのファン制御系の構成を示すブロック図である。 本実施形態のファンの制御手順を示すフローチャートである。 本実施形態において、（Ａ）ランプおよび光学部品の温度変化を示すタイムチャートであり、（Ｂ）排気ファンの回転数変化を示すタイムチャートである。 第２実施形態のファンの制御手順を示すフローチャートである。 本実施形態において、（Ａ）ランプおよび光学部品の温度変化を示すタイムチャートであり、（Ｂ）排気ファンの回転数変化を示すタイムチャートである。 第１比較例において、（Ａ）ランプおよび光学部品の温度変化を示すタイムチャートであり、（Ｂ）排気ファンの回転数変化を示すタイムチャートである。 第２比較例において、（Ａ）ランプおよび光学部品の温度変化を示すタイムチャートであり、（Ｂ）排気ファンの回転数変化を示すタイムチャートである。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、３組の液晶ライトバルブを備えた、いわゆる３板式の液晶プロジェクターの例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、光学ユニット２と、排気ファン３と、ランプファン４と、温度センサー５と、筐体６と、ファン制御部７（図２参照）と、を備えている。光学ユニット２は、照明装置８と、色分離光学装置５３と、光変調装置５５と、色合成光学装置５５４と、投射光学装置５６と、を備える。照明装置８は、光源装置５１と、均一照明光学装置５２と、から構成されている。
本実施形態の排気ファン３は、特許請求の範囲の「第１のファン」に相当する。本実施形態のランプファン４は、特許請求の範囲の「第２のファン」に相当する。

以下、光学ユニット２について説明する。
光源装置５１は、均一照明光学装置５２に向けて光を射出する。光源装置５１は、光源装置本体５１Ａと、平行化レンズ５１３と、ハウジング部材５１４と、を備える。光源装置本体５１Ａは、ランプ５１１と、リフレクター５１２と、を備える。ランプ５１１、リフレクター５１２、および平行化レンズ５１３は、ハウジング部材５１４の内部に収納されている。図１中の符号「Ａ」は、ランプ５１１から射出された光の中心軸を示し、以下の説明では照明光軸と称する。

ランプ５１１は、リフレクター５１２の第１焦点近傍に発光中心を有する。ランプ５１１は、管球部と、一対の封止部と、を有する。一対の封止部は、管球部の両側に延びている。管球部は、石英ガラス製の球体で構成されている。管球部は、球体内に配置された一対の電極と、球体内に封入された水銀、希ガスおよび少量のハロゲンと、を有する。ランプ５１１としては、例えば超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等を採用できる。リフレクター５１２は、筒状の首状部と、反射面と、を有する。首状部には、ランプ５１１の一方の封止部が挿通され、固着される。反射面は、ランプ５１１から放射された光のうち、リフレクター５１２側に向けて進む光をリフレクター５１２の第２焦点位置に向けて反射する。

均一照明光学装置５２は、光源装置５１から射出された光を液晶ライトバルブ５５１の画像形成領域に略均一に照明するための光学系である。均一照明光学装置５２は、第１レンズアレイ５２１と、第２レンズアレイ５２２と、偏光変換素子５２３と、重畳レンズ５２４と、を備える。

第１レンズアレイ５２１は、複数の小レンズが照明光軸Ａと直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。第１レンズアレイ５２１は、平行化レンズ５１３からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有する。図示による説明は省略するが、小レンズの外形形状は、液晶ライトバルブ５５１の画像形成領域の外形形状と相似形である。

第２レンズアレイ５２２は、第１レンズアレイ５２１と同様、複数の小レンズが照明光軸Ａに直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。第２レンズアレイ５２２は、重畳レンズ５２４とともに、第１レンズアレイ５２１の各小レンズの像を液晶ライトバルブ５５１の画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。

偏光変換素子５２３は、第１レンズアレイ５２１により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する。偏光変換素子５２３は、偏光分離層と、反射層と、位相差板と、を有する。偏光分離層は、ランプ５１１からの照明光のうち、一方の偏光（例えばＰ偏光）を透過し、他方の偏光（例えばＳ偏光）を照明光軸Ａに垂直な方向に向けて反射する。反射層は、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を有する光を照明光軸Ａに平行な方向に反射する。位相差板は、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する。

重畳レンズ５２４は、第１レンズアレイ５２１、第２レンズアレイ５２２および偏光変換素子５２３を経た複数の部分光束を集光して液晶ライトバルブ５５１の画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ５２４は、重畳レンズ５２４の光軸と照明装置８の照明光軸Ａとが略一致するように配置されている。重畳レンズ５２４は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離光学装置５３は、第１のダイクロイックミラー５３１と、第２のダイクロイックミラー５３２と、反射ミラー５３３と、を備えている。第１のダイクロイックミラー５３１および第２のダイクロイックミラー５３２は、均一照明光学装置５２から射出された複数の部分光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する機能を有している。第１のダイクロイックミラー５３１は、赤色光および緑色光を透過し、青色光を反射する。第２のダイクロイックミラー５３２は、第１のダイクロイックミラー５３１を透過した光のうち、赤色光を透過し、緑色光を反射する。

第１のダイクロイックミラー５３１では、赤色光および緑色光と青色光とが分離される。青色光は、反射ミラー５３３で反射されて青色光用液晶ライトバルブ５５１Ｂへ導かれる。第２のダイクロイックミラー５３２では、緑色光と赤色光とが分離される。緑色光は、緑色光用液晶ライトバルブ５５１Ｇへ導かれる。色分離光学装置５３は、さらにリレー光学装置５４を備えている。リレー光学装置５４は、入射側レンズ５４１、リレーレンズ５４３、反射ミラー５４２、および反射ミラー５４４を備えている。リレー光学装置５４は、他の色光と比べて光路の長い赤色光の損失を防ぐため、色分離光学装置５３で分離された赤色光を赤色光用液晶ライトバルブ５５１Ｒまで導く機能を有している。フィールドレンズ５２５は、第２レンズアレイ５２２から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。

光変調装置５５は、３組の液晶ライトバルブ５５１（赤色光用液晶ライトバルブ５５１Ｒ、緑色光用液晶ライトバルブ５５１Ｇ、青色光用液晶ライトバルブ５５１Ｂ）と、液晶ライトバルブ５５１の光入射側および光射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板５５２および射出側偏光板５５３と、を備える。光変調装置５５は、照明装置８から射出され入射される光を画像信号に基づいて変調する。

色合成光学装置５５４は、クロスダイクロイックプリズムによって構成される。色合成光学装置５５４は、各色の液晶ライトバルブ５５１で変調された光を合成する。クロスダイクロイックプリズムは、各色光を合成し、カラー画像を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズムは、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ている。直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面に誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は青色光を反射し、他方の界面に形成された誘電体多層膜は赤色光を反射する。これらの誘電体多層膜によって青色光および赤色光の光路は折り曲げられ、緑色光の光路と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

投射光学装置５６は、色合成光学装置５５４により合成された光が入射する複数の投射レンズと、複数の投射レンズを収容する投射レンズ筐体と、を含んでいる。

図１に示すように、照明装置８の照明光軸Ａと投射光学装置５６の投射光軸Ｂとは、互いに直交している。排気ファン３は、照明装置８と投射光学装置５６とにより囲まれた領域に設置されている。排気ファン３は、例えばシロッコファンにより構成される。図１に示すように、排気口１０は、下部ケース１１の側面のうち、投射光学装置５６の側方に設けられている。排気ファン３は、排気口１０を通して筐体６の内部の高温の空気を外部に排出する。熱風の流れを符号ＦＥの矢印で示す。

図２に示すように、ランプファン４は、均一照明光学装置５２および第１のダイクロイックミラー５３１との近傍に設置されている。ランプファン４は、例えばシロッコファンにより構成される。ランプファン４は、例えば筐体６の外部の空気を取り込んで光源装置５１に向けて冷却風として送り出すことで、ランプ５１１を含む光源装置５１を冷却する。冷却風の流れを符号ＦＬの矢印で示す。

図１に示すように、温度センサー５は、光源装置５１と排気ファン３との間に配置されている。温度センサー５が検出する検出温度とランプ５１１、液晶ライトバルブ５５１等の各種光学部品の温度との相関関係は予め調べられている。相関データは、例えばルックアップテーブルの形で格納されている。プロジェクター１のファン制御部７は、温度センサー５の検出温度とルックアップテーブルとに基づき、ランプ５１１、液晶ライトバルブ５５１等の各種光学部品の温度を把握できる構成となっている。

以下、本実施形態におけるファンの制御について説明する。
ファンの制御には、図２に示すように、ファン制御部７、モード切替スイッチ１３、温度センサー５、排気ファン駆動部１４、ランプファン駆動部１５等が係わる。モード切替スイッチ１３は、後述するモード信号をファン制御部７に出力する。温度センサー５は、温度検出結果をファン制御部７に出力する。ファン制御部７は、排気ファン制御信号を排気ファン駆動部１４に出力する。ファン制御部７は、ランプファン制御信号をランプファン駆動部１５に出力する。

ファン制御部７は、排気ファン３およびランプファン４を制御する。排気ファン駆動部１４は、ファン制御部７からの排気ファン制御信号を受けて排気ファン３に供給する電圧を生成し、排気ファン３を駆動する。排気ファン駆動部１４は、例えば電圧生成部、排気ファンモーター等を備える。ランプファン駆動部１５は、ファン制御部７からのランプファン制御信号を受けてランプファン４に供給する電圧を生成し、ランプファン４を駆動する。ランプファン駆動部１５は、例えば電圧生成部、ランプファンモーター等を備える。

本実施形態のプロジェクター１は、排気ファン３、ランプファン４以外にも複数のファンを備えている。ただし、ここでは本発明に係る排気ファン３、ランプファン４についてのみ説明し、他のファンに関する説明を省略する。

モード切替スイッチ１３は、定常モード、ＡＶミュートモードのいずれかを使用者が選択し、使用者がその選択結果を入力するためのスイッチである。モード切替スイッチ１３は、上記の選択結果をモード信号としてファン制御部７に出力する。モード切替スイッチ１３は、使用者が操作しやすいように、例えば筐体６の外面等に設置されている。

定常モードは、光変調装置５５が表示状態であり、例えばスクリーン上に通常の表示が行なわれるモードである。ＡＶミュートモードは、光変調装置５５が非表示状態であり、例えばスクリーン上に表示が行なわれないモードである。このとき、ランプ５１１への供給電力を減らし、ランプ５１１の輝度を低下させる。ＡＶミュートモードにおいて、光変調装置５５は黒表示状態となっているため、ランプ５１１の輝度を低下させると、光変調装置５５に照射される光の照度が低下し、光変調装置５５の信頼性を高められる。使用者は、例えば会議の場で資料のプレゼンテーションを行う場合、スクリーン上の表示を見ながら説明を行う際に定常モードとし、表示を一旦消して説明を中断する場合にＡＶミュートモードに切り替える。定常モードでのランプ５１１への供給電力は例えば２００Ｗであるのに対し、ＡＶミュートモードでのランプ５１１への供給電力は例えば６０〜７０Ｗ程度である。

排気ファン３の制御の手順について説明する。
図３に示すように、最初に定常モードで排気ファン３が運転されているものとする（図３のステップＳ１）。
次に、ファン制御部７は、モード切替スイッチ１３からのモード信号を受けて、動作モードが定常モードからＡＶミュートモードに切り替わったか否かを判断する（図３のステップＳ２）。ＡＶミュートモード信号が入力されない場合（図３のステップＳ４）、定常モードでの運転を続行する。

ＡＶミュートモード信号が入力された場合（図３のステップＳ３）、ファン制御部７は、ランプファン駆動部１５にランプファン制御信号を出力し、ランプファン４を停止させる（図３のステップＳ５）。
次に、ファン制御部７は、排気ファン駆動部１４に排気ファン制御信号を出力し、排気ファン３を間欠駆動する（図３のステップＳ６）。
その後、動作モードがＡＶミュートモードにある間は上記のステップＳ５〜Ｓ６の動作を続行する。動作モードが定常モードに切り替わったら、定常運転に切り替える。

すなわち、ファン制御部７は、ランプ５１１が通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき、排気ファン３を間欠的に動作させる。「ランプ５１１が通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき」とは、ランプ５１１へ供給される電力が通常表示のときに供給される電力よりも低い低電力モードのことである。さらに本実施形態の場合、「ランプ５１１が通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき（低電力モード）とは、光変調装置５５を非表示状態とするＡＶミュートモードのことである。

本発明者は、本実施形態のプロジェクター１の効果を実証するための各部の温度の実測を行った。
図４（Ａ）は、本実施形態のプロジェクター１において、ランプ５１１および光学部品の温度変化を示すタイムチャートの一例である。図４（Ａ）の横軸は時間（分）を示し、図４（Ａ）の右側の縦軸はランプ５１１の温度（℃）を示し、左側の縦軸は光学部品の温度（℃）を示す。ここで言う「光学部品」は、筐体６内の多数の光学部品のうち、最も耐熱性（使用許容温度）の低い光学部品を指す。光学部品の一例として、例えば有機偏光板、筐体６を構成する樹脂製部品等が挙げられる。
本例では、ランプ５１１の温度下限規格を７００℃とする。光学部品の温度上限規格を８５℃とする。

図４（Ｂ）は、排気ファン３の回転数変化を示すタイムチャートの一例である。図４（Ｂ）の横軸は時間（分）を示し、図４（Ｂ）の縦軸は排気ファン３の回転数（rpm（回転／分））を示す。本例では、排気ファン３の使用回転数の下限規格を１５００ｒｐｍとする。

本実施形態の場合、ファン制御部７が、予め設定された排気ファン３の動作（回転／停止）の切り替えプログラムに基づいて、排気ファン３を間欠的に動作させる。切り替えプログラムは、図４（Ｂ）のパターンをプログラムとしたものである。したがって、本実施形態の場合、プロジェクター１は温度センサー５を備えているが、温度センサー５の温度検出結果は排気ファン３の制御には用いられない。

図４（Ｂ）の例によれば、定常モードでは、排気ファン３の回転数を２０００ｒｐｍとして定常運転を行う。基準時刻（０分）から５分後に動作モードがＡＶミュートモードに切り替わったとする。ここで、１分間で排気ファン３の回転数を１５００ｒｐｍまで直線的に低下させ、その状態で２分間運転する。すなわち、本実施形態の場合、ＡＶミュートモードにおける排気ファン３の最大回転数は、定常モードにおける排気ファン３の回転数よりも低くなっている。次に、１分間で排気ファン３の回転数を０ｒｐｍまで直線的に低下させ、排気ファン３の回転を２分間停止させる。次に、１分間で排気ファン３の回転数を１５００ｒｐｍまで直線的に増加させ、再度排気ファン３の回転数を１５００ｒｐｍとして２分間運転する。ＡＶミュートモードの間、この動作を繰り返す。

このとき、図４（Ａ）に示すように、ランプ５１１の温度は、排気ファン３の回転に伴って低下し、排気ファン３の停止に伴って上昇するという動きを繰り返す。同様に、光学部品の温度は、排気ファン３の回転に伴って低下し、排気ファン３の停止に伴って上昇するという動きを繰り返す。ただし、ランプ５１１の温度が温度下限規格である７００℃を下回らないように、かつ、光学部品の温度が温度上限規格である８５℃を上回らないように、排気ファン３の動作の切り替えプログラムが予め設定されている。

図７（Ａ）は、後述する第１比較例のプロジェクターにおいて、ランプおよび光学部品の温度変化を示すタイムチャートの一例である。図７（Ｂ）は、第１比較例のプロジェクターにおいて、排気ファンの回転数変化を示すタイムチャートの一例である。
図８（Ａ）は、後述する第２比較例のプロジェクターにおいて、ランプおよび光学部品の温度変化を示すタイムチャートの一例である。図８（Ｂ）は、第２比較例のプロジェクターにおいて、排気ファンの回転数変化を示すタイムチャートの一例である。
以上、図７（Ａ）、（Ｂ）、図８（Ａ）、（Ｂ）のタイムチャートの横軸、縦軸は、図４（Ａ）、（Ｂ）と同一である。

一般に、排気ファンを例えば１００〜２００ｒｐｍといった低速で安定して回転させるのは難しい。そのため、排気ファンの使用下限回転数は、例えば１５００ｒｐｍと決められている。ここで、動作モードが定常モードからＡＶミュートモードに切り替わった場合、ランプへの供給電力が低下する。これに伴って、図７（Ｂ）に示すように、排気ファンの回転数を２０００ｒｐｍから１５００ｒｐｍに低下させて連続運転することが考えられる。これを比較例１のプロジェクターとする。

比較例１のプロジェクターの場合、ＡＶミュートモードでは排気ファンの回転数を低下させてはいるが、排気ファンは、定常モードと同様、依然として連続的に回転している。そのため、筐体内の熱気が常時排出され、筐体内は冷却され続ける。その結果、ランプは過冷却状態となり、図７（Ａ）に示すように、ランプの温度は、例えば１３分後に下限規格である７００℃を下回った。これでは、ランプ内の蒸気が凝縮するおそれがあり、ランプの信頼性を確保することができない。

あるいは、ランプが過冷却されないように、図８（Ｂ）に示すように、排気ファンを完全に停止させる（排気ファンの回転数を０ｒｐｍとする）ことが考えられる。これを比較例２のプロジェクターとする。

比較例２のプロジェクターの場合、排気ファンが停止しているため、筐体内に熱気がこもり、筐体内の温度が上昇する。その結果、光学部品の温度は上昇し、図８（Ａ）に示すように、光学部品の温度は、例えば１３分後に上限規格である８５℃を上回った。これでは、光学部品の性能や信頼性を確保することができない。

これに対して、本実施形態のプロジェクター１においては、図４（Ａ）、（Ｂ）に示したように、排気ファン３を間欠駆動したことにより筐体６内の熱気が適度に排出される。その結果、ランプ５１１の温度が低下し過ぎたり、光学部品の温度が上昇し過ぎたりすることがない。これにより、ランプ５１１の信頼性と光学部品の性能および信頼性の双方を確保できる。また、定常モードではランプファン４を動作させることによってランプ５１１が確実に冷却される。一方、ＡＶミュートモードではランプファン４を停止させることによってランプ５１１の過冷却を確実に抑えることができる。これにより、ランプ５１１の信頼性をより高めることができる。

本実施形態の場合、ＡＶミュートモードにおいて、排気ファン３を間欠駆動する際、排気ファン３の最大回転数を１５００ｒｐｍとし、定常モードの回転数である２０００ｒｐｍから低下させた。この方法に代えて、間欠駆動時の排気ファン３の最大回転数を定常モードと同じく２０００ｒｐｍとしてもよい。ただし、本実施形態の方法によれば、定常モードでの最大回転数で間欠動作を行った場合に比べて回転数の振幅（０ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍ）が小さくなる。これにより、ランプ５１１や光学部品の温度変化が緩やかになり、回転／停止の切り替えの頻度を低減することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図５、図６を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態のプロジェクターと同一である。排気ファンの制御方法が第１実施形態と異なるのみである。
したがって、本実施形態では、プロジェクターの各部の構成に関する説明を省略し、排気ファンの制御方法についてのみ説明する。

第１実施形態では、ファン制御部７が、排気ファン３の動作の切り替えプログラムに基づいて、排気ファン３を間欠的に動作させていた。これに対し、本実施形態では、ファン制御部７が、温度センサー５が検出する温度検出結果に基づき、排気ファン３を間欠的に動作させる。すなわち、第１実施形態では、温度センサー５が検出する温度検出結果が排気ファン３の制御に使われていなかったのに対し、本実施形態では、温度センサー５が検出する温度検出結果が排気ファン３の制御に使われている。

排気ファン３の制御の手順について説明する。
最初に、定常モードで排気ファン３が運転されているものとする（図５のステップＳ１）。
次に、ファン制御部７は、モード切替スイッチ１３からのモード信号を受けて、動作モードが定常モードからＡＶミュートモードに切り替わったか否かを判断する（図５のステップＳ２）。ＡＶミュートモード信号が入力されない場合（図５のステップＳ４）、定常モードの運転を続行する。

ＡＶミュートモード信号が入力された場合（図５のステップＳ３）、ファン制御部７は、ランプファン駆動部１５にランプファン制御信号を出力し、ランプファン４を停止させる（図５のステップＳ５）。
次に、ファン制御部７は、排気ファン駆動部１４に排気ファン制御信号を出力し、排気ファン３の回転数を一旦１５００ｒｐｍに低下させて所定時間運転した後、排気ファン３を停止させる（図５のステップＳ６）。

次に、排気ファン３が停止したことで筐体６内の温度が上昇し始める。ファン制御部７は、温度センサー５の温度検出結果から光学部品の温度を求め、光学部品の温度が使用許容温度範囲の上限域に達したか否かを判断する（図５のステップＳ７）。使用許容温度範囲の上限域は、温度上限規格値から所定の温度マージンを考慮した範囲の領域である。例えば光学部品の温度上限規格値が８５℃であり、温度マージンを２℃とした場合、光学部品の温度が８３〜８５℃の範囲に入ったとき、ファン制御部７は、光学部品の温度が使用許容温度範囲の上限域にあると判断する。

光学部品の温度が使用許容温度範囲の上限域に達した場合（図５のステップＳ８）、ファン制御部７は、排気ファン駆動部１４に排気ファン制御信号を出力し、排気ファン３を駆動する（図５のステップＳ１０）。一方、光学部品の温度が使用許容温度範囲の上限域に達していない場合（図５のステップＳ９）、排気ファン３を停止したままとする。

次に、排気ファン３を駆動すると、筐体６内の温度が低下し始める。ファン制御部７は、温度センサー５の温度検出結果からランプ５１１の温度を求め、ランプ５１１の温度が使用許容温度範囲の下限域に達したか否かを判断する（図５のステップＳ１１）。使用許容温度範囲の下限域は、温度下限規格値から所定の温度マージンを考慮した範囲の領域である。例えばランプ５１１の温度下限規格値が７００℃であり、温度マージンを５℃とした場合、光学部品の温度が７００〜７０５℃の範囲に達したとき、ランプ５１１の温度が使用許容温度範囲の下限域に達したと判断する。

ランプ５１１の温度が使用許容温度範囲の下限域に達した場合（図５のステップＳ１２）、ファン制御部７は、排気ファン駆動部１４に排気ファン制御信号を出力し、排気ファン３を再度停止させる（図５のステップＳ６）。一方、ランプ５１１の温度が使用許容温度範囲の下限域に達していない場合（図５のステップＳ１３）、排気ファン３を駆動したままとする。
動作モードがＡＶミュートモードにある間は上記の図５のステップＳ５〜Ｓ１３の動作を続行する。動作モードが定常モードに切り替わったら、排気ファン３、ランプファン４ともに定常運転に切り替える（図５のステップＳ１）。

本発明者は、本実施形態のプロジェクター１の効果を実証するための各部の温度の実測を行った。
図６（Ａ）は、本実施形態のプロジェクター１において、ランプ５１１および光学部品の温度変化を示すタイムチャートの一例である。図６（Ａ）の横軸は時間（分）を示し、図６（Ａ）の右側の縦軸はランプ５１１の温度（℃）を示し、左側の縦軸は光学部品の温度（℃）を示す。「光学部品」は、第１実施形態と同様、筐体内の多数の光学部品のうち、最も耐熱性（使用許容温度）の低い光学部品である。

図６（Ｂ）は、排気ファン３の回転数変化を示すタイムチャートの一例である。図６（Ｂ）の横軸は時間（分）を示し、図６（Ｂ）の縦軸は排気ファンの回転数（rpm（回転／分））を示す。本例では、排気ファン３の使用回転数の下限規格を１５００ｒｐｍとする。

図６（Ａ）、（Ｂ）の例によれば、定常モードでは、排気ファン３の回転数を２０００ｒｐｍとして定常運転を行う。基準時刻（０分）から５分後に動作モードがＡＶミュートモードに切り替わったとする。ここで、１分間で排気ファン３の回転数を直線的に低下させ、排気ファン３を停止させる。すると、図６（Ａ）に示す通り、光学部品の温度は上がり始める。一方、ランプファン４、排気ファン３がともに停止してもランプ５１１への供給電力が低下するため、ランプ５１１の温度は低下し続ける。１０分の時点で光学部品の温度は約８３℃に上がり、光学部品の温度が使用許容温度範囲の上限域に達する。そこで、１分間で排気ファン３の回転数を１５００ｒｐｍまで直線的に増加させ、この状態で排気ファン３を運転する。

次に、排気ファン３を運転開始したことで光学部品の温度が下がり始め、使用許容温度範囲の上限域から脱する。一方、ランプ５１１への供給電力が低下したことに加え、排気ファン３を運転開始したことで、ランプ５１１の温度はさらに低下する。１４分の時点でランプ５１１の温度は約７０５℃に下がり、ランプ５１１の温度が使用許容温度範囲の下限域に達する。そこで、１分間で排気ファン３の回転数を０ｒｐｍまで直線的に減少させ、排気ファン３を停止する。ＡＶミュートモードの間、この動作を繰り返す。

本実施形態のプロジェクター１においても、排気ファン３を間欠駆動したことにより、ランプ５１１の信頼性と光学部品の性能および信頼性の双方を確保できる低消費電力のプロジェクターを実現できる、という第１実施形態の同様の効果が得られる。

特に本実施形態の場合、ファン制御部７が、温度センサー５によりランプ５１１の温度および光学部品の温度を把握するため、排気ファン３をきめ細かく、かつ的確に制御することができる。また、ランプ５１１の温度検出用センサーと光学部品の温度検出用センサーとを１つの温度センサー５で兼ねているため、温度センサーの数を減らすことができ、部品点数の削減が図れる。ただし、ランプ５１１の温度検出用センサーと光学部品の温度検出用センサーが別個に備えられていてもよい。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態のプロジェクターにおける光学ユニットの構成は適宜変更が可能である。また、上記実施形態では、３板式の液晶プロジェクターに本発明を適用した例を示したが、本発明のプロジェクターは必ずしも３板式の液晶プロジェクターに限る必要はない。例えばカラーシーケンシャル方式の単板式の液晶プロジェクターに本発明を適用してもよい。また、デジタルマイクロミラー（ＤＭＤ、米国Texas Instruments社の登録商標）等、液晶ライトバルブ以外の光変調装置を用いたプロジェクターに本発明を適用してもよい。

１…プロジェクター、３…排気ファン（第１のファン）、４…ランプファン（第２のファン）、５…温度センサー（第１の温度センサー、第２の温度センサー）、６…筐体、７…ファン制御部、８…照明装置、５１…光源装置、５１１…ランプ、５５…光変調装置、５６…投射光学装置。

Claims (8)

1. 光を射出する光源装置と、
   前記光源装置から射出される光を画像信号に基づいて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
   前記光源装置、前記光変調装置、および前記投射光学装置を収容する筐体と、
   前記筐体の内部の空気を外部に排出する第１のファンと、
   前記第１のファンを制御するファン制御部と、を備え、
   前記ファン制御部は、前記光源装置が画像の通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき、前記第１のファンを間欠的に動作させることを特徴とするプロジェクター。
2. 請求項１に記載のプロジェクターであって、
   前記光源装置を冷却する第２のファンを備え、
   前記ファン制御部は、前記光源装置が前記通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するとき、前記第２のファンを停止させることを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記光源装置が前記通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するときとは、前記光源装置へ供給される電力が前記通常表示のときに供給される電力よりも低い低電力モードであることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記光源装置が前記通常表示のときに対応する輝度よりも低い輝度で発光するときとは、前記光変調装置を非表示状態とするＡＶミュートモードであることを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記光源装置の温度を検出する第１の温度センサーと、
   前記筐体の内部の光学部品の温度を検出する第２の温度センサーと、を備え、
   前記ファン制御部は、前記第１のファンが間欠的に動作するとき、前記第２の温度センサーにより検出される温度が前記光学部品の許容温度範囲における上限域に対応する場合に前記第１のファンを動作させ、前記第１の温度センサーにより検出される温度が前記光源装置の許容温度範囲における下限域に対応する場合に前記第１のファンを停止させることを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項５に記載のプロジェクターであって、
   前記第１の温度センサーおよび前記第２の温度センサーは、一つの温度センサーであることを特徴とするプロジェクター。
7. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記ファン制御部は、前記第１のファンの動作の切り替えプログラムに基づいて、前記第１のファンを間欠的に動作させることを特徴とするプロジェクター。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記第１のファンが間欠的に動作するときの最大回転数が、前記通常表示のときの前記第１のファンの回転数よりも低いことを特徴とするプロジェクター。

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