CN104345529A - 图像投影设备和控制方法 - Google Patents

Abstract

一种图像投影设备，包括：光源，其中发光材料通过电极之间的放电来发光；成像单元，调制从光源发射的光的强度以形成图像；用于冷却光源的冷却风扇；输入单元，接收输入的用于切断图像投影设备电源的指令信号；电压检测器，检测点亮时光源的电压值；电压值确定单元，当输入单元接收指令信号时，确定由电压检测器检测的电压值是否小于预设阈值；以及冷却风扇控制器，当电压值确定单元确定了电压值小于所述阈值时，进行驱动冷却风扇冷却光源的冷却操作。

Description

图像投影设备和控制方法

技术领域

本发明涉及投影图像的图像投影设备和图像投影设备的控制方法。

背景技术

通常，在广泛用作投影仪光源的高压水银灯中，利用设置在电弧管中的一对电极之间的电弧放电，以使包括在电弧管内部的水银蒸汽(发光材料)发光。在投影仪的电源切断后当水银蒸汽回归液态时，存在这样的情况：液态水银在回归时粘附到该对电极，从而在电极之间造成短路(分流)。这种现象称为“水银桥”，会导致投影仪的灯不能点亮。

产生水银桥是由两个特性造成的，这两个特性是：液态水银容易粘附到低温的部位；以及，电极部分比灯管部分(发光管)更容易改变温度，在投影仪的电源切断之后，电极部分的温度容易变得比灯管部分的温度低。尤其是，由于电极温度与灯功率(供应到电极的功率)之间的相关性，当投影仪的电源从灯功率低的状态切断时，电极部分和灯管部分之间的温差变大，所以水银桥出现的可能性急剧增大。

另外，已经知道有进行后冷却操作的技术，这种技术是：在投影仪的电源切断之后，灯保持冷却一定时间周期，使电极和灯管部分之间的温差小，因而水银桥出现的可能性低。例如，日本专利4070420公开了一种技术，在切断投影仪电源时，将灯功率保持在低水平一定时间周期之后切断电源，以防止水银桥。

但是，在日本专利4070420中，因为通过降低灯功率防止水银桥，那么在切断电源的操作之后，将灯管部分的温度降到等于或小于水银的沸点，液化在灯管部分中的水银，所以，存在电源切断之后到关闭灯要花费很长时间的问题。

因此，需要能够缩短关闭灯所需时间并防止水银桥的图像投影设备及其控制方法和计算机可读存储介质。

发明内容

本发明之目的是至少部分地解决传统技术中存在的问题。

根据一个实施例，提供一种图像投影设备，其包括光源，其中发光材料通过电极之间的放电发光；成像单元，调制从光源发射的光的强度，以形成图像；冷却风扇，用于冷却光源；输入单元，接收输入的用于切断图像投影设备电源的指令信号；电压检测器，检测点亮时光源的电压值；电压值确定单元，当输入单元接收指令信号时，确定由电压检测器检测的电压值是否小于预设阈值；以及冷却风扇控制器，当电压值确定单元确定了电压值小于所述阈值时，进行驱动冷却风扇冷却光源的冷却操作。

根据另一实施例，提供一种在图像投影设备中进行的控制方法，所述图像投影设备包括：光源，其中发光材料通过电极之间的放电发光；成像单元，调制从光源发射的光的强度，以形成图像；以及，冷却风扇，用于冷却光源。控制方法包括：接收输入的用于切断图像投影设备电源的指令信号；检测光源点亮时的电压值；当接收指令信号时，确定检测的电压值是否小于预设的阈值；以及，当确定了电压值小于所述阈值时，进行驱动冷却风扇冷却光源的后冷却操作。

结合附图阅读本发明目前优选实施例的下列详细描述，可以更好地理解本发明的上述和其它目的、特征、优点以及技术和产业意义。

附图说明

图1是根据一个实施例的投影仪的透视图。

图2是根据该实施例的投影仪的侧视图。

图3是根据该实施例的投影仪所设置的光学装置和光源装置的内部剖视图。

图4是根据该实施例的投影仪所设置的光学装置和光源装置的透视图。

图5是根据该实施例的高压水银灯的剖视图。

图6表示传统投影仪的电极和灯管部分的每一个的温度时间变化的示例。

图7表示传统投影的电极和灯管部分的每一个的温度时间变化的另一示例。

图8是根据该实施例的投影仪硬件结构示例的框图。

图9是根据该实施例的投影仪光源切断操作示例的流程图。

具体实施方式

下面参照附图详细解释根据本发明的图像投影设备及其控制方法和程序的实施例。

图1是作为根据该实施例图像投影设备的投影仪1的透视图。图2是投影仪1的侧视图。这里，图2表示从投影仪1的投影透镜10照射投影光到作为接收投影的表面的屏幕2上的状态。

图3是投影仪1所设置的光学装置3和光源装置4的内部剖视图。图4是投影仪1所设置的光学装置3和光源装置4的透视图。

图3和4中所示的光学装置3设有照明机构3a和投影结构3b。光学装置3还设有色轮5、光通道6、中继透镜7、平面镜8、凹面镜9和成像单元11。

色轮5为碟状，将来自光源装置4的白光转换成每单位时间各个RGB颜色的光，并将转换的光照向光通道6。

光通道6通过将平板玻璃放在一起而形成管状，并将从色轮5照射的光导向中继透镜7。

中继透镜7通过组合至少两个透镜而形成，会聚从光通道6照射的光，同时校正照射光的轴向色差。

平面镜8和凹面镜9反射从中继透镜7照射的光，并会聚从中继透镜7照射的光，导向成像单元11。

成像单元11利用DMD元件构成，DMD具有由多个微镜形成的矩形反射镜表面，通过基于图片和图像的数据以时分方式独立地驱动微镜，处理和反射投影光以形成预定图像数据。

光源装置4设有后面要解释的高压水银灯作为光源。光源装置4朝光学装置3的照明机构3a照射白光。在照明机构3a中，把从光源装置4照射的白光分散成RGB并导向成像单元11。然后，成像单元11调制从光源装置4照射的光的强度，以形成图像。通过成像单元11形成的图像通过投影机构3b放大并投影在屏幕2上。尽管在本实施例中由DMD元件形成成像单元11，但该结构不限于此，例如，成像单元11可以由液晶光阀形成。本质上，只需要成像单元11包括调制从光源装置4照射的光的强度来形成图像的功能，成像单元11的类型可以任意改变。

在图3所示成像单元11的竖直方向上侧，即，附近侧，设有接收多余光的空闲光平板(OFF-light plate)，多余光是入射到成像单元11的光中不用作投影光的光。当光入射时，成像单元11基于图片数据根据DMD元件的功能以时分方式操作多个微镜，由微镜将要用的光反射到投影透镜10，而要放弃的光反射到空闲光平板。成像单元11将用于投影图像的光反射到投影机构3b。反射到投影机构3b的光通过多个投影透镜10放大并投影成图像光。

接下来，解释用作光源装置4的光源的高压水银灯30。图5是光源装置4用作光源的高压水银灯30的剖视图。

图5所示的高压水银灯30设有灯管部分31、水银32、一对电极33和反射器34，水银32在高压状态下包含在灯管31内部，用作发光材料，一对电极33设置在灯管部分31内部。水银32由于在电极33之间放电而发光，使得高压水银灯30具有光源作用。

下面做更具体的解释。该对电极33例如由钨形成。当电极33之间施加高压时，形成电弧放电，由于在高压状态下与包含在灯管部分31内部的水银32相互作用，出现明亮线状光谱和连续光谱，从而产生光。从灯管部分31发射的光被反射器34反射并会聚到给定点。在灯管部分31内部，除了水银之外，包括启辉器(starter)惰性气体和其它卤素。当该对电极33被液化水银32连接(分流)出现水银桥时，电极33之间不能施加电压，因而不会形成电弧放电，导致点亮失败。当电极33之间的距离变短时，水银32容易连接电极33，从而增加水银桥出现的可能性。因为灯电压取决于电极33之间的距离，所以电极33之间的距离越短，灯电压越低。

这里，在高压水银灯30点亮过程中，根据卤素循环效应，通常，电极33之间的距离反复地变长和变短。而且，电极33之间的距离在高压水银灯30寿命的开始阶段最短，在长时间内，电极33之间的距离随着高压水银灯30的寿命消耗而逐渐变长。因此，在高压水银灯30寿命的开始阶段，水银桥最容易出现。因此，在高压水银灯30寿命的开始阶段，需要处理水银桥。

这里，假定传统投影仪中上述高压水银灯30用作光源。图6表示当投影仪的电源切断之后(停止给投影仪供电之后)不进行后冷却操作时，电极33和灯管部分31的每一个的温度时间变化示例。在图6中，水平轴表示消逝的时间(t)，垂直轴表示温度(℃)。图6中，曲线P1表示电极33的温度时间变化，曲线Q1表示灯管部分31的温度时间变化。

如图6所示，在投影仪的电源切断之后的时间(时间点t₀)，电极33的温度T₁明显高于灯管部分31的温度T₂。但是，因为电极33的比热(specificheat)低于灯管部分31的比热，电极33比灯管部分31更容易降低温度。因此，电极33在时间点t₁与灯管部分31达到相同温度T₃。在时间点t₁之后，电极33的温度降到灯管部分31的温度之下，并且随着时间的过去，两者之间的温差越大。当时间点t₁之后水银32开始回归液态时，因为电极33的温度低于灯管部分31的温度，水银32容易粘附到电极33上，从而水银桥出现的可能性增大。

图7表示当投影仪的电源切断之后进行后冷却操作时，电极33和灯管部分31的每一个的温度时间变化示例。在图7中，水平轴表示消逝的时间(t)，垂直轴表示温度(℃)。图7中，曲线P2表示电极33的温度时间变化，曲线Q2表示灯管部分31的温度时间变化。

如图7所示，当投影仪的电源切断之后进行后冷却操作时，与图6中不进行后冷却操作的情况相比，灯管部分31的温度T₄迅速下降。相比而言，因为电极33的温度受后冷却操作的影响不如灯管部分31的温度受后冷却操作的影响大，所以与图6不进行后冷却操作的情况相比，电极33的温度在温度下降速度方面几乎不变。因此，电极33和灯管部分31的温度颠倒的时间点t₂比图6中的时间点t₁晚，电极33的温度低于灯管部分31的温度的时间周期变短。换言之，通过在投影仪的电源切断之后进行后冷却操作，能够降低水银桥出现的可能性。

当接收到本实施例中的投影仪1电源切断的指令信号输入时，检测高压水银灯30点亮过程中高压水银灯的电压值，进行预定时间周期的冷却高压水银灯30的后冷却操作。换言之，因为电极33之间的距离与高压水银灯30的电极33之间电压(灯电压)相关，所以通过检测灯电压能够间接地估计电极33之间的距离。为了防止当本实施例中的电极33之间的距离短时出现水银桥，在高压水银灯30关闭之后，用冷却风扇进行后冷却操作。因此，能够缩短关闭高压水银灯30所需的时间，防止水银桥。

图8是实现本发明所需的投影仪1的最低限度必要硬件结构的框图。如图8所示，投影仪1设有成像单元11、高压水银灯30、冷却风扇40、电源按钮50、灯电压检测器60、使用时间检测器70、记录单元80和控制装置90。

成像单元11调制从高压水银灯30(光源装置4)照射的光强度，以形成上述图像。由成像单元11形成的图像被投影机构3b(在图8中未示出)放大并投影在屏幕2(未示出)上。

高压水银灯30是光源，其中如上所述，电极33之间的放电使水银32发光。

冷却风扇40是冷却高压水银灯30的风扇，并且在控制装置90的控制下被驱动。

电源按钮50是命令是否给投影仪1供电的操作装置。电源按钮50接收指令信号输入，通过外部按压停止给投影仪1供电。在本实施例中，电源按钮50用作输入单元。

灯电压检测器60检测点亮高压水银灯30时高压水银灯的灯电压，并将检测结果输出到控制装置90。

使用时间检测器70检测高压水银灯30的使用时间，并将检测结果输出到控制装置90。具体地说，使用时间检测器70检测开始使用高压水银灯30的使用时间。

记录单元80记录驱动高压水银灯30的灯功率的设定信息以及冷却风扇40的后冷却操作的时间，基于灯功率和灯电压检测器60检测的电压值设定后冷却操作的时间。此外，记录单元80记录驱动投影仪1的各种程序、表格等。这里，灯功率的设定信息表示灯功率的最大值和灯功率的步宽之间的相应关系。步宽是给定值，用该给定值确定对于投影仪1中设置的多个功率模式的每一个是否从灯功率最大值降低。

控制装置90完全控制投影仪1的整个操作。控制装置90设有接收单元91、电源控制器92、电压值确定单元93、后冷却操作时间设定单元94和冷却风扇处理器95.

接收单元91接收从电源按钮50输入的指令信号。

电源控制器92根据从电源按钮50输入的指令信号控制给投影仪1的供电。例如，当切断电源的指令信号经由接收单元91从电源按钮50输入时，电源控制器92进行停止给投影仪1供电的控制。

当切断投影仪1电源的指令信号从电源按钮50输入时，电压值确定单元93确定由灯电压检测器60检测的电压值是否小于预定阈值。这里，根据高压水银灯30的电极33之间的距离和水银桥出现的可能性设定阈值。

当切断投影仪1电源的指令信号从电源按钮50输入时，基于记录单元80中记录的灯功率的设定值和灯电压检测器60检测的电压值，后冷却操作时间设定单元94设定后冷却操作时间。

冷却风扇控制器95控制冷却风扇40的驱动。具体地说，当接收单元91从电源按钮50接收到切断投影仪1电源的指令信号时，冷却风扇控制器95驱动冷却风扇40进行后冷却操作。当电压值确定单元93确定电压值小于阈值时，冷却风扇控制器95驱动冷却风扇40进行后冷却操作。

尽管本实施例中由设有CPU、ROM、RAM等的计算机装置形成控制装置90，当CPU执行ROM等中存储的程序时，实现接收单元91、电源控制器92、电压值确定单元93和冷却风扇控制器95的各种功能，但是，该结构不限于此。例如，通过专用硬件电路，可以实现接收单元91、电源控制器92、电压值确定单元93、后冷却操作时间设定单元94和冷却风扇控制器95各种功能的至少部分功能。

由控制装置90执行的程序可以由存储在计算机可读介质中的可安装格式文件或可执行格式文件提供，其中计算机可读介质诸如有CD-ROM、软盘(FC)、CD-R和数字化视频光盘(DVD)。而且，由控制装置90执行的程序可以存储在连接网络诸如互联网的计算机上和经由网络下载提供。此外，由控制装置90执行的程序可以经由网络诸如互联网提供或发布。

接下来，参照图9解释投影仪1切断电源的操作示例。图9是切断投影仪1电源的操作示例的流程图。

如图9所示，用户首先按压电源按钮50。然后，当电源按钮50按下时，冷却风扇控制器95从记录单元80获取灯功率设置的设定值(步骤S101)。冷却风扇控制器95获取高压水银灯30点亮时的灯电压，该灯电压由灯电压检测器60检测(步骤S102)。

接下来，电压值确定单元93确定由灯电压检测器60检测的灯电压是否小于阈值(S103)。当电压值确定单元93确定由灯电压检测器60检测的灯电压小于阈值时(步骤S103为是)，投影仪1移到后面将解释的步骤S104。另一方面，当电压值确定单元93确定由灯电压检测器60检测的灯电压不小于阈值时(步骤S103为否)，投影仪1移到后面将解释的步骤S108。

在步骤S104中，基于从记录单元80获取的灯功率值和从灯电压检测器60获取的电压值，后冷却操作时间设定单元94从记录单元80中记录的后冷却操作的表中设定高压水银灯30的后冷却操作时间。

然后，电源控制器92停止给高压水银灯30供电，关闭高压水银灯30(步骤S105)。

然后，冷却风扇控制器95根据从记录单元80获取的后冷却操作时间驱动冷却风扇40，对高压水银灯30执行后冷却操作(步骤S106)。因此，即使当高压水银灯30的电极33之间的距离变短，具有引起水银桥的高可能性，也能够迅速降低灯管部分31的温度，从而防止水银桥。

在后冷却操作之后，电源控制器92停止给投影仪的各个单元供电，切断投影仪1的电源(步骤S107)。在步骤S107之后，投影仪1结束处理。

在步骤S108，电源控制器92停止给高压水银灯30供电，关闭高压水银灯30。在步骤S108之后，投影仪1移到步骤S107。

根据上述实施例，当电压值确定单元93确定电压小于阈值时，冷却风扇控制器95驱动冷却风扇40进行后冷却操作。由此，能够缩短关闭灯所需的时间，从而防止水银桥。

在本实施例中，与点亮高压水银灯30时相比，冷却风扇控制器95可以在后冷却操作中增加冷却风扇40的转数。因此，能够缩短后冷却操作时间。

在本实施例中，高压水银灯30的灯电压在寿命最后阶段变高，水银桥出现的可能性变低。因此，当由使用时间检测器70检测的使用时间超过预定时间时，例如，对应于寿命最后阶段的时间，冷却风扇控制器95可不进行后冷却操作。因此，能够防止灯电压检测器60的灯电压值错误检测的故障。

在本实施例中，由于高压水银灯30的个体差异，灯电压和电极33之间的距离之间的关系出现变化。因此，基于开始使用投影仪1时由灯电压检测器60检测的电压值和关闭高压水银灯30时由灯电压检测器60检测的电压值，后冷却操作时间设定单元94可以设定后冷却操作时间。在这种情况下，冷却风扇根据后冷却操作时间设定单元94设定的时间进行后冷却操作。因此，能够抑制由于开始的变量可以用作参数造成的故障。

根据本实施例，能够缩短关闭灯所需的时间，从而防止水银桥。

尽管为了完整和清楚地公开而通过具体实施例描述了本发明，但是，所附的权利要求并不应因此而受到限制，请注意，权利要求应被解释为包含本领域技术人员容易想到的所有变型和可替换结构，这些变型和可替换结构完全落入在此阐述的基本教导之内。

Claims (5)

1.一种图像投影设备，包括：

光源，其中发光材料通过电极之间的放电发光；

成像单元，调制从光源发射的光的强度，以形成图像；

冷却风扇，用于冷却光源；

输入单元，接收输入的用于切断图像投影设备电源的指令信号；

电压检测器，检测点亮时光源的电压值；

电压值确定单元，当输入单元接收指令信号时，确定由电压检测器检测的电压值是否小于预设阈值；和

冷却风扇控制器，当电压值确定单元确定了电压值小于所述阈值时，进行驱动冷却风扇冷却光源的冷却操作。

2.如权利要求1所述的图像投影设备，其中，与光源点亮时冷却风扇的转数相比，冷却风扇控制器增加后冷却操作时的冷却风扇的转数。

3.如权利要求1所述的图像投影设备，还包括使用时间检测器，检测光源的使用时间，

其中，在使用时间检测器检测的使用时间超过预定时间时，冷却风扇控制器不进行后冷却操作。

4.如权利要求1-3任一项所述的图像投影设备，还包括后冷却操作时间设定单元，基于在开始使用图像投影设备时由电压检测器检测的电压值和在切断电源时由电压检测器检测的电压值，设定进行后冷却操作的时间周期，

其中，冷却风扇控制器根据后冷却操作时间设定单元设定的时间周期，进行后冷却操作。

5.一种在图像投影设备中进行的控制方法，所述图像投影设备包括：光源，其中发光材料通过电极之间的放电发光；成像单元，调制从光源发射的光的强度，以形成图像；以及冷却风扇，用于冷却光源，该控制方法包括：

接收输入的用于切断图像投影设备电源的指令信号；

检测光源点亮时的电压值；

当接收指令信号时，确定检测的电压值是否小于预设的阈值；和

当确定了电压值小于所述阈值时，进行驱动冷却风扇冷却光源的后冷却操作。