JP2005181400A

JP2005181400A - 照明装置及びその動作方法

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Publication number: JP2005181400A
Application number: JP2003418016A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kono; 勝河野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】外気の意図しない流入によって液晶ライトバルブ等にゴミが付着して投射画像が劣化することを防止できるプロジェクタを提供すること。
【解決手段】主制御装置９０の制御下で吸気装置５１，５２や排気装置６１を適宜で動作させることにより、ケーシング１２内を陽圧に維持しつつも、プロジェクタ１０の各部を適宜冷却することができる。具体的には、ケーシング１２の内外圧力差が所定の基準値以下である場合、すなわち圧力センサ１３の出力信号がＯＦＦである場合、内部圧が低すぎると判断して、吸気ファン５４の駆動電圧を１ステップ上げて吸気ファン５４の回転数を上昇させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ライトバルブその他の光変調装置を用いて画像を投射するプロジェクタ及びかかるプロジェクタの動作方法に関する。

公知のプロジェクタとして、照明用の光源ランプの周辺に排気ファンを設けて筐体内の空気を排気しつつ光源ランプを冷却するものが存在する（特許文献１参照）。

別のプロジェクタとして、照明用の光源ランプの周辺に吸気ファン及び排気ファンを設けて筐体内に外気を流通させつつ光源ランプを効率的に冷却するものが存在する（特許文献２参照）。
特開平１０−１９７９５３号公報特開平７−２９５０９７号公報

しかしながら、前者のようなプロジェクタでは、筐体内の空気圧が負圧になるので、筐体の隙間から空気が内部に流入する。このような意図しない外気はゴミやほこり等を伴うため、筐体内の光学部品等、特に液晶ライトバルブに対し上述の外気によって運ばれたゴミやほこりが付着し易くなって投射画像を劣化させてしまう場合がある。特に大画面を楽しむ用途において液晶ライトバルブにゴミ等が付着した場合、かかるゴミ等の影が投射されて極めて見苦しいものとなる。なお、光源冷却用の排気ファンの他に、液晶ライトバルブの周辺にフィルタ付の吸気ファンを設けて液晶ライトバルブを冷却することも考えられるが、光源や液晶ライトバルブをそれぞれ適度に冷却する場合、排気ファンと吸気ファンとを別個独立に動作させることになり、やはり筐体内が負圧になる場合が生じるので、液晶ライトバルブ等の光学部品にゴミが付着する可能性がある。

また、後者のようなプロジェクタでは、吸気ファンと排気ファンとの間に固定的な風量差を設けているだけであるので、光源を収容する回転側キャビネットを陽圧にしたとしても、光源ランプ等を所望の状態に制御しつつ冷却することは困難である。上述のプロジェクタにおいて、例えば回転側キャビネットを陽圧にした場合、キャビネットに光源を冷却した空気が溜まりやすく他の光学部品に悪影響を及ぼす可能性がある。

そこで、本発明は、外気の意図しない流入によって液晶ライトバルブ等にゴミが付着して投射画像が劣化することを防止できるプロジェクタ及びかかるプロジェクタの動作方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）筐体内の空気を外部に排出する排気ファンを有する排気装置と、（ｂ）外気を筐体内に取り入れるための吸気ファンを有する吸気装置と、（ｃ）吸気装置による吸気風量を排気装置による排気風量に対して調節することによって、筐体内を外気圧以上の圧力に保つ内圧制御手段とを備える。

上記プロジェクタでは、内圧制御手段が吸気装置による吸気風量を排気装置による排気風量に対して調節することによって筐体内を外気圧以上の圧力に保つので、外気が隙間等の意図しない箇所を介して筐体内に流入することを防止できる。つまり、排気装置と吸気装置との一方又は双方を動作させて筐体内部の必要箇所を適宜冷却しつつも、ゴミ等の異物を伴う外気が吸気装置以外の意図しない箇所を介して筐体内に侵入することを防止することができるので、液晶ライトバルブ等の精密な光学部品にゴミ等の異物が付着することを防止できる。これにより、長期間に亘ってプロジェクタの結像性能を安定して維持することができる。なお、内圧制御手段は、吸気装置による吸気風量と、排気装置による排気風量とを動的かつ積極的に制御するものであり、プロジェクタ内の冷却対象に応じた適切な温度管理が可能になる。

また、本発明の別の具体的態様では、上記プロジェクタにおいて、吸気装置が、吸い込み口に粒子状の異物を除去するフィルタを備える。この場合、吸気装置からゴミ等の異物が侵入することを防止でき、吸気装置自体が異物侵入の原因となることを防止できる。

本発明の具体的態様では、内圧制御手段が、冷却対象の温度状態に応じて排気装置及び吸気装置を個別に動作させて、排気風量及び吸気風量をそれぞれ制御する。つまり、筐体内圧を外気圧以上の圧力に保つという条件のものとで、排気風量及び吸気風量が個別に最適化され得る。

また、本発明の別の具体的態様では、内圧制御手段が、吸気装置による吸気風量を排気装置による排気風量に対して所定以上に大きく保つ。この場合、吸気風量と排気風量との流量差に対応して、筐体内に陽圧を形成することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、照明用の光源と、当該光源によって照明される光変調装置とをさらに備え、排気装置は、光源の周囲の空気を排気するとともに、吸気装置は、取り込んだ外気を光変調装置の周囲に通過させる。この場合、主な発熱源である光源の空冷によって過熱された比較的高温の空気をそのまま筐体外に排出することができる。また、比較的発熱量の少ない光変調装置の空冷によって過熱された比較的低音の空気を筐体内の他の部位の冷却に流用することができる。なお、「光変調装置」は、透過型若しくは反射型の液晶ライトバルブ、デジタルミラーデバイス、自発光型の表示素子等を含む概念である。

また、本発明の別の具体的態様では、光源若しくはその周辺の温度を検出する第１センサをさらに備え、内圧制御手段は、第１センサの計測値が第１所定許容範囲を超えない範囲で排気装置及び吸気装置を動作させる。この場合、光源の温度について所望の管理を達成しつつ、筐体の隙間等から外気が流入することを防止できる。

また、本発明の別の具体的態様では、光変調装置若しくはその周辺の温度を検出する第２センサをさらに備え、内圧制御手段は、第２センサの計測値が第２所定許容範囲を超えない範囲で排気装置及び吸気装置を動作させる。光変調装置の温度について所望の管理を達成しつつ、筐体の隙間等から外気が流入することを防止できる。

また、本発明に係るプロジェクタの動作方法は、（ａ）排気装置によって筐体内の空気を外部に排出する工程と、（ｂ）吸気装置によって外気を筐体内に取り入れる工程と、（ｃ）吸気装置による吸気風量を排気装置による排気風量に対して調節することによって、筐体内を外気圧以上の圧力に保つ工程とを備える。

上記プロジェクタの動作方法では、吸気装置による吸気風量を排気装置による排気風量に対して調節することによって、筐体内を外気圧以上の圧力に保つので、外気が隙間等の意図しない箇所を介して筐体内に流入することを防止できる。つまり、排気装置と吸気装置の一方又は両方を動作させて筐体内部の必要箇所を冷却しつつも、外気がゴミ等の異物を伴って吸気装置以外の意図しない箇所を介して筐体内に侵入することを防止することができるので、液晶ライトバルブ等の精密な光学部品にゴミ等の異物が付着することを防止できる。これにより、長期間に亘ってプロジェクタの結像性能を安定して維持することができる。

また、本発明の具体的態様では、冷却対象の温度状態に応じて前記排気装置及び吸気装置を個別に動作させて、前記排気風量及び前記吸気風量をそれぞれ制御する。つまり、筐体内圧を外気圧以上の圧力に保つという条件のものとで、排気風量及び吸気風量が個別に最適化され得る。

また、本発明の別の具体的態様では、上記プロジェクタの動作方法において、吸気装置による吸気風量を排気装置による排気風量に対して所定以上に大きく保つ。この場合、吸気風量と排気風量との流量差に対応して、筐体内に陽圧を形成することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、前記排気装置によってプロジェクタに設けた照明用の光源の周囲の空気を排気することによって当該光源を冷却するとともに、前記吸気装置によって取り込んだ外気を前記光源によって照明される光変調装置の周囲に通過させることによって当該光変調装置を冷却する。この場合、主な発熱源である光源の空冷によって過熱された比較的高温の空気をそのまま筐体外に排出することができる。また、比較的発熱量の少ない光変調装置の空冷によって過熱された比較的低音の空気を筐体内の他の部位の冷却に利用することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る照明装置を組み込んだプロジェクタについて説明する。

図１は、プロジェクタ１０の内部を示す平面図である。このプロジェクタ１０は、外観を構成するケーシング１２中に、光学系として、光源装置２０と、色分割変調光学系３０と、投射レンズ４０とを内蔵している。また、ケーシング１２中には、その他の部品として、吸気装置５１，５２と、排気装置６１と、光源駆動装置７１とが組み込まれている。なお、図示を省略しているが、これらの装置部分２０，３０上に重なるように、制御用の主要回路、各種駆動回路等を実装した回路基板が配置されている。

光源装置２０は、光源ランプ２１と、一対のフライアイ２２，２３と、偏光変換素子２４と、重畳レンズ２５とを備える。この光源装置２０において、光源ランプ２１からの光源光は、一対のフライアイ２２，２３を経て波面分割されるとともに２次光源の形成によって均一化され、さらに、偏光変換素子２４によって特定偏光方向の光源光に変換される。このように波面分割された偏光光は、重畳レンズ２５を経て適宜収束され、色分割変調光学系３０における液晶ライトバルブ（後述）の重畳照明を可能にする。なお、光源ランプ２１は、コリメート用の凹面鏡２１ａを備える高圧水銀ランプからなり、安定した状態で発光するために、後に詳述する排気装置６１によって適当なタイミングで強制的に空冷される。

色分割変調光学系３０は、第１及び第２のダイクロイックミラー３１，３２と、３つのフィールドレンズ３３ａ〜３３ｃと、光変調装置である３つの液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃと、クロスダイクロイックプリズム３５とを備える。この色分割変調光学系３０において、第１ダイクロイックミラー３１で反射されたＲ光は、反射ミラーＭ１及びフィールドレンズ３３ａを経て液晶ライトバルブ３４ａに入射する。第１ダイクロイックミラー３１を透過して第２ダイクロイックミラー３２で反射されたＧ光は、フィールドレンズ３３ｂを経て液晶ライトバルブ３４ｂに入射する。第１及び第２ダイクロイックミラー３１，３２を透過したＢ光は、反射ミラーＭ２，Ｍ３等を経た後、フィールドレンズ３３ｃを介して液晶ライトバルブ３４ｃに入射する。各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃにそれぞれ入射したＲＧＢの各色の光は、これらでそれぞれ変調された後、クロスダイクロイックプリズム３５で合成されて、その一側面から射出する。クロスダイクロイックプリズム３５から射出した合成光は、投射レンズ４０に入射する。なお、クロスダイクロイックプリズム３５から射出した像光は、投射レンズ４０を経ることにより、プロジェクタ１０外部に設けたスクリーン（不図示）に適当な拡大率で投影される。

吸気装置５１，５２は、プロジェクタ１０の筐体であるケーシング１２中に冷却用の外気を取り込むためのものである。各吸気装置５１，５２は、ケーシング１２下面に形成された開口を塞ぐように配置された防塵フィルタ５３と、防塵フィルタ５３を介して外気をケーシング１２中に吸引する吸気ファン５４とをそれぞれ備える。吸気装置５１，５２によってケーシング１２中に吸引された冷却用の外気ＣＡ１は、空気通路ＡＰによって３つの液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの下方に導かれて各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの周辺を上昇するように流通する。各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの周辺を上昇して各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃを冷却した空気ＣＡ２は、ケーシング１２中の全体に亘って拡散してケーシング１２中の各部を冷却する。なお、各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃを実質的に最初に冷却するのは、各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの冷却を優先するためである。つまり、液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの動作は温度変化に比較的敏感であることから、各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの温度上昇を最小限とすることによって、プロジェクタ１０による投射画像の特性変化や劣化を防止することとしている。

排気装置６１は、プロジェクタ１０のケーシング１２中の空気を排気するためのものであり、光源ランプ２１に対向配置されて主に光源ランプ２１の周辺の冷却後の空気ＣＡ３をケーシング１２の外部に排出する排気ファン６３を備える。なお、光源ランプ２１が安定した状態で発光するためには、その発光部の温度が所定の許容範囲に保たれる必要がある。このように発光部を一定の範温度囲に保つことは、光源ランプ２１の周囲温度を一定温度以下に保つことによって達成されるから、光源ランプ２１の温度を監視しつつ比較的低温の空気を光源ランプ２１の周囲に適当な流量で供給することによって、光源ランプ２１を適宜空冷する必要がある。このような目的で、主に排気装置６１を動作させているが、排気装置６１によってケーシング１２中の空気ＣＡ３を外部に排気することによってケーシング１２中の他の部分も併せて冷却することになる。なお、光源ランプ２１を排気装置６１に近接させてケーシング１２中の空気の通路の最も下流に配置しているのは、光源ランプ２１が最も加熱することを考慮したものであり、光源ランプ２１の冷却後の空気によってケーシング１２中の他の部分が加熱されることを防止したものである。

ケーシング１２は、内外の圧力差を検出する圧力センサ１３を備える。圧力センサ１３は、ケーシング１２内の気圧を管理するために設けられており、例えばケーシング１２に設けた小さな開口を塞ぐとともに内外の圧力差に応じて変位する微小な隔壁と、このような隔壁を支持するとともにこの隔壁の所定以上の変位を検出するスイッチとからなるものとすることができる。この場合、ケーシング１２内外の圧力差が所定以上になった場合には、圧力センサ１３の検出出力がＯＦＦからＯＮに切り替わるようにようにする。具体的には、ケーシング１２内の空気圧が外気圧よりも例えば１０ｈＰａ程度高くなった場合には、圧力センサ１３からＯＮ信号を取り出すことができ、それ以下の場合には、圧力センサ１３からＯＦＦ信号を取り出すことができる。なお、ケーシング１２の側壁に圧力センサ１３を設けておけば、プロジェクタ１０を上下反転（裏返）させて使用する用途においても、圧力センサ１３の検出結果に誤差が生じない。つまり、上述のように圧力センサ１３がメカニカル動作する場合、その隔壁等の可動部がケーシング１２の姿勢を反映した重力の作用を受けて検出レベルについてシフトが生じる可能性がある。このような場合であっても、ケーシング１２の側壁に圧力センサ１３を設けておけば、ケーシング１２が上下反転しても圧力センサ１３を設けた側壁の姿勢が実施的に変化しないことになる。この結果、ケーシング１２の側壁に圧力センサを設けた場合、ケーシング１２の上面又は下面に圧力センサを設けた場合に比較して、圧力検出精度が増す。

図２は、プロジェクタ１０のうち冷却動作に関連する要素のブロック図である。光源駆動装置７１と液晶ライトバルブ駆動装置７２とは、主制御装置９０に制御された状態でそれぞれ動作する。光源駆動装置７１は、光源ランプ２１への通電を調節することによって光源ランプ２１の動作状態を調節し、液晶ライトバルブ駆動装置７２は、外部から入力された画像信号に基づいて各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの動作状態を調節して各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃに透過率分布としての画像を形成する。同様に主制御装置９０に制御されている吸気ファン駆動装置７５は、各吸気装置５１，５２に設けた吸気ファン５４を適当なタイミング及び回転数で回転させるモータ及び駆動回路からなる。また、排気ファン駆動装置７６は、排気装置６１に設けた排気ファン６３を適当なタイミング及び回転数で回転させるモータ及び駆動回路からなる。

主制御装置９０は、これに接続されたランプ温度センサ８１の出力を検出するとともに、液晶温度センサ８２の出力を検出する。ここで、ランプ温度センサ８１は、光源ランプ２１に組み込まれて光源ランプ２１の温度を検出する。また、液晶温度センサ８２は、各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの近傍に配置されて各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの温度を検出する。ランプ温度センサ８１や液晶温度センサ８２で検出された温度は、圧力センサ１３の検出結果を参照しつつ、排気ファン駆動装置７６の動作状態や吸気ファン駆動装置７５の動作状態の制御に利用される。

以上において、圧力センサ１３、ランプ温度センサ８１、液晶温度センサ８２、及び主制御装置９０は、吸気装置５１，５２による吸気風量と排気装置６１による排気風量とを調節することによって、ケーシング１２内を外気圧以上の圧力に保つための内圧制御手段を構成する。

以下、本実施形態に係るプロジェクタ１０の動作について説明する。光源装置２０からの光源光は、色分割変調光学系３０に設けた第１及び第２ダイクロイックミラー３１，３２によって色分割され、対応する液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃに照明光としてそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃは、照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃで変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム３５で合成された後投射レンズ４０に入射する。投射レンズ４０に入射した像光は、不図示のスクリーンに投影される。この際、主制御装置９０の制御下で吸気装置５１，５２や排気装置６１を適宜で動作させることにより、ケーシング１２内を陽圧に維持しつつも、プロジェクタ１０の各部を適宜冷却することができる。つまり、ケーシング１２内を陽圧することによって、ケーシング１２の隙間から外気が侵入することが防止され、ケーシング１２内にゴミ等が溜まることを防止できる。一方で、排気装置６１によって光源ランプ２１を排気直前の空気によって冷却することができ、光源ランプ２１の熱によって他の部分が加熱されることを防止できる。さらに、吸気装置５１，５２によって各液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃを新鮮な外気で効率的に冷却することができる。

図３は、プロジェクタ１０の冷却に関する動作を説明する図である。まず、吸気装置５１，５２や排気装置６１の動作を初期設定する（ステップＳ１）。具体的には、吸気装置５１，５２の吸気ファン５４の駆動電圧を予め定めた初期値（例えば上限電圧の１／２）に設定する。これにより、吸気ファン５４が初期値に対応する標準的な回転数で適宜回転して、液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃ等のケーシング１２内の各部が冷却される。同様に、排気装置６１の排気ファン６３の駆動電圧を予め定めた初期値（例えば上限電圧の１／２）に設定する。これにより、排気ファン６３が初期値に対応する標準的な回転数で適宜回転して、光源ランプ２１が冷却される。

次に、光源ランプ２１の温度が目標値と比較され、その結果に応じて以後の処理が切り替えられる（ステップＳ２）。すなわち、光源ランプ２１の温度が目標値よりも大きい場合、排気ファン６３の駆動電圧を１ステップ上げて排気ファン６３の回転数を上昇させる（ステップＳ３）。これにより、目標値よりも上昇した光源ランプ２１の温度を降下させることができる。一方、光源ランプ２１の温度が目標値よりも小さい場合、排気ファン６３の駆動電圧を１ステップ下げて排気ファン６３の回転数を下降させる（ステップＳ４）。これにより、目標値よりも降下した光源ランプ２１の温度を上昇させることができる。さらに、光源ランプ２１の温度が目標値と一致する場合、排気ファン６３の駆動電圧をそのままに維持する。なお、ステップＳ３で排気ファン６３の駆動電圧を１ステップ上げることができない場合、すなわち排気ファン６３の駆動電圧が既に上限に達している場合、光源ランプ２１が異常に加熱したエラー状態と判断して（ステップＳ５）、光源ランプ２１を消灯して警告信号を発生する（ステップＳ６）。これにより光源ランプ２１の異常加熱による破損を未然に防止できる。

排気ファン６３の駆動電圧が変更されたり維持された（ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４）後、液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの平均温度が目標値と比較され、その結果に応じて以後の処理が切り替えられる（ステップＳ１１）。すなわち、液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの平均温度が目標値よりも大きい場合、吸気ファン５４の駆動電圧を１ステップ上げて吸気ファン５４の回転数を上昇させる（ステップＳ１２）。これにより、目標値よりも上昇した液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの温度を降下させることができる。一方、液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの平均温度が目標値以下の場合、さらに、ケーシング１２の内外圧力差が所定の基準値と比較される（ステップＳ１３）。ケーシング１２の内外圧力差が所定の基準値よりも大きい場合、すなわち圧力センサ１３の出力信号からＯＮである場合、内部圧が正常（吸気風量の方が排気風量よりも十分大きな適正陽圧状態）と判断して、吸気ファン５４の駆動電圧を１ステップ下げて吸気ファン５４の回転数を降下させる（ステップＳ１４）。一方、ケーシング１２の内外圧力差が所定の基準値以下である場合、すなわち圧力センサ１３の出力信号がＯＦＦである場合、内部圧が低すぎる（負圧状態或いは不十分な陽圧状態）と判断して、吸気ファン５４の駆動電圧を１ステップ上げて吸気ファン５４の回転数を上昇させる（ステップＳ１２）。以上のように、吸気ファン５４の回転数を昇降させた後には、電源スイッチのオンオフが判断される（ステップＳ２１）。電源スイッチのオンであれば、最初に戻って上述の処理（ステップＳ２〜Ｓ１４）が適当な周期で繰り返される。

以上の動作において、光源ランプ２１の温度を目標値と比較する際には、一定の許容範囲を設定することができる。例えば、比較値ＤＥ（ＤＥ＝ランプ温度−目標値）が−２０℃から＋２０℃までの範囲の場合、排気ファン６３の回転数を維持してステップＳ１１に進み、比較値ＤＥが＋２０℃より大きい場合、排気ファン６３の回転数を上昇させ（ステップＳ３）、比較値ＤＥが−２０℃より小さい場合、排気ファン６３の回転数を降下させる（ステップＳ４）。

また、ステップＳ１３で判断する基準値は、通常は０以上の適当な値とすることができるが、ケーシング１２が隙間の多いものである場合や、吸気ファン５４の吸引力が低い場合あまり大きな値とすることができない。さらに、高地では、空気が希薄になるので、ケーシング１２の隙間を減らし吸気ファン５４をパワーアップしてでもケーシング１２内の陽圧を高めることが、空冷効率の観点からは望ましい。このため、ステップＳ１３で判断する基準値は、ケーシング１２の隙間や、吸気ファン５４の能力、プロジェクタ１０を使用する地域の高度等に応じて適宜経験的に設定する。

また、以上の説明から明らかなように、吸気装置５１，５２の最大吸気能力は、排気装置６１の最大排気能力よりも高める必要がある。これにより、ケーシング１２中を常に陽圧に保ちつつ排気装置６１を最大限動作させて光源ランプ２１を確実に空冷することができる。

図４は、図３に示すプロジェクタ１０の動作の変形例を説明する図である。この場合、液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの平均温度を目標値と比較した差が正の場合とゼロの場合とで処理を変更する（ステップＳ１１１）。液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの平均温度が目標値と一致している場合、ケーシング１２の内外圧力差が所定の基準値と比較される（ステップＳ１１３）。ここで、ケーシング１２の内外圧力差が所定の基準値以下である場合、すなわち圧力センサ１３の出力信号がＯＦＦである場合、吸気ファン５４の駆動電圧を１ステップ上げて吸気ファン５４の回転数を上昇させるが（ステップＳ１２）、ケーシング１２の内外圧力差が所定の基準値を超える場合、すなわち圧力センサ１３の出力信号がＯＮである場合、吸気ファン５４の駆動電圧をそのまま維持してステップＳ２１に進む。

以上実施形態に即して本発明を説明したが本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、圧力センサ１３にケーシング１２内外の圧力差を検出させて、このような圧力差が所定以上になった場合、圧力センサ１３の出力がＯＮに切り替わるようにしているが、圧力センサ１３を気圧の絶対値を計測するものとすることもできる。この場合、図３及び図４のステップＳ１３等においてプロジェクタ１０が使用される環境において最大の高気圧となる場合よりもさらに数十ｈＰａ程度高くなった場合においてステップＳ１４に進むものとする。

また、上記実施形態では、圧力センサ１３の検出結果に基づいて、吸気装置５１，５２の吸引量と排気装置６１の排気量とを制御しているが、吸気装置５１，５２の吸引量と排気装置６１の排気量とを直接制御することもできる。具体的には、吸気装置５１，５２における吸気ファン駆動装置７５の動作量すなわち吸気ファン５４の駆動電圧と、吸気装置５１，５２による吸気風量との関係を予め記憶装置に記憶しておく。同様に、排気装置６１における排気ファン駆動装置７６の動作量すなわち排気ファン６３の駆動電圧と、排気装置６１による排気風量との関係を予め記憶装置に記憶しておく。この場合、まず排気装置６１を適宜動作させることによって光源ランプ２１を常時所望の温度に保持することができ、その際の排気風量は、記憶装置を参照すれば見積もることができる。一方、この排気風量を上回るように吸気装置５１，５２を動作させることによって、ケーシング１２の内を陽圧に保つことができる。この際の吸気装置５１，５２の動作量は、記憶装置を参照すれば見積もることができる。ただし、吸気装置５１，５２による吸気風量は、ケーシング１２の内を陽圧に保つための下限より大きければ良いので、液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの温度が目標値よりも高い場合、吸気装置５１，５２の吸気風量を下限以下の適当な量に設定して液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃを目標温度まで冷却する。

また、上記実施形態では、３つの液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃをＲＧＢの各色で照明しているが、単一の液晶ライトバルブ等であって各画素にＲＧＢのフィルタを配列したタイプのカラー表示パネルを白色光源で照明するタイプのプロジェクタにおいても、図３等に示す処理で空冷を行うことによってケーシング内を陽圧に保つことができる。つまり、この種のプロジェクタにおいても、意図しない隙間から外気が進入することを防止できるので、液晶ライトバルブ等に外気によって導かれたゴミ、ほこり等が付着して投射画像が劣化することを防止できる。

また、上記実施形態では、吸気装置５１，５２によって導入した空冷用の外気を液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃ近傍に直接導いているが、外気を液晶ライトバルブ３４ａ〜３４ｃの周辺に間接的に導くこともできる。

また、吸気装置５１，５２や排気装置６１は、一箇所ではなく複数箇所に配置することができる。

第１実施形態に係るプロジェクタの内部構造を示す平面図である。図１のプロジェクタのうち冷却に関連する要素のブロック図である。プロジェクタの冷却に関する動作を説明するフローチャートである。図３に示す動作の変形例を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０…プロジェクタ、１２…ケーシング、１３…圧力センサ、２０…光源装置、２１…光源ランプ、３０…色分割変調光学系、３１，３２…ダイクロイックミラー、３４ａ〜３４ｃ…液晶ライトバルブ、３５…クロスダイクロイックプリズム、４０…投射レンズ、５１，５２…吸気装置、５３…防塵フィルタ、５４…吸気ファン、６１…排気装置、６３…排気ファン、７５…吸気ファン駆動装置、７６…排気ファン駆動装置、８１…ランプ温度センサ、８２…液晶温度センサ、９０…主制御装置

Claims

筐体内の空気を外部に排出する排気ファンを有する排気装置と、
外気を前記筐体内に取り入れるための吸気ファンを有する吸気装置と、
前記吸気装置による吸気風量を前記排気装置による排気風量に対して調節することによって、前記筐体内を外気圧以上の圧力に保つ内圧制御手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
前記吸気装置は、吸い込み口に粒子状の異物を除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
前記内圧制御手段は、冷却対象の温度状態に応じて前記排気装置及び吸気装置を個別に動作させて、前記排気風量及び前記吸気風量をそれぞれ制御することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
前記内圧制御手段は、前記吸気装置による吸気風量を前記排気装置による排気風量に対して所定以上に大きく保つことを特徴とする請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
照明用の光源と、当該光源によって照明される光変調装置とをさらに備え、前記排気装置は、前記光源の周囲の空気を排気するとともに、前記吸気装置は、取り込んだ外気を前記光変調装置の周囲に通過させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項記載のプロジェクタ。
前記光源若しくはその周辺の温度を検出する第１センサをさらに備え、前記内圧制御手段は、前記第１センサの計測値が第１所定許容範囲を超えない範囲で前記排気装置及び前記吸気装置を動作させることを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
前記光変調装置若しくはその周辺の温度を検出する第２センサをさらに備え、前記内圧制御手段は、前記第２センサの計測値が第２所定許容範囲を超えない範囲で前記排気装置及び前記吸気装置を動作させることを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
排気装置によって筐体内の空気を外部に排出する工程と、
吸気装置によって前記外気を筐体内に取り入れる工程と、
前記吸気装置による吸気風量を前記排気装置による排気風量に対して調節することによって、前記筐体内を外気圧以上の圧力に保つ工程と
を備えるプロジェクタの動作方法。
冷却対象の温度状態に応じて前記排気装置及び吸気装置を個別に動作させて、前記排気風量及び前記吸気風量をそれぞれ制御することを特徴とする請求項８記載のプロジェクタの動作方法。
前記吸気装置による吸気風量を前記排気装置による排気風量に対して所定以上に大きく保つことを特徴とする請求項９記載のプロジェクタの動作方法。
前記排気装置によってプロジェクタに設けた照明用の光源の周囲の空気を排気することによって当該光源を冷却するとともに、前記吸気装置によって取り込んだ外気を前記光源によって照明される光変調装置の周囲に通過させることによって当該光変調装置を冷却することを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項記載のプロジェクタの動作方法。