JP2007531057A - 投写装置の熱管理 - Google Patents

Abstract

固体光源のあり領域の熱的状態を監視するための関連するか一体化されたセンサーを備えた固体光源を使用している投写装置が形成されている。センサーは、前記監視されている領域の熱的状態を示す信号を出力するために設けられている。種々の実施形態においては、少なくとも部分的に前記信号によって指示される領域の熱的状態に基づいて１以上の熱管理作用を条件付きで開始させるためにコントローラもまた設けられている。

Description

発明の分野

本発明は投写装置の熱管理に関する。

歴史的には、投写システムの投写エンジンは、高強度放電ランプを使用するように設計されて来た。これらの従来技術による投写エンジン／システムは多くの欠点を有している。例えば、ランプは、典型的には、寿命が比較的短く且つ初期の使用期間の後に輝度が低下する。更に、投写エンジン／システムが最初にオンされるとランプが暖まるのに適切な待ち時間が存在する。この期間中は、像が利用できないか又は利用できる像の品質が低い。

結果的に大規模の投写エンジン及び投写システムの固体光源を使用している大規模の投写エンジン及び投写システムの開発及び製造に大きな関心が示されて来ている。このような開発された投写エンジン／システムは、典型的には上記の欠点の程度が比較的低い。しかしながら、これらの問題は依然として解決されなければならない。

好ましい実施形態の説明

本発明の実施形態を添付図面によって説明する。添付図面において同様の参照符号は同様の部材を示している。
本発明の実施形態は、限定的ではないが熱的に管理された投写エンジン及び投写システムを含んでいる。

以下の説明においては、本発明の実施形態の種々の特徴を説明する。しかしながら、他の実施形態が、ここに記載された特徴の幾らか又は全てによって実施することができることが当業者に明らかとなるであろう。

説明の目的のために、実施形態の完全な理解を提供するように、特別な数字、材料及び形状が記載されている。しかしながら、他の実施形態も特定の細部を設けることなく他の実施形態を実施できることが当業者に明らかであろう。他の例においては、説明を不明瞭にしないように、公知の特徴は省略され又は簡素化されている。

種々の動作を、実施形態の理解に最も有用である方法で、順に多数の別個の動作として説明するが、説明の順序は、これらの動作が必ず順序に依存することを暗示していると解釈されるべきではない。特に、これらの動作は提示順に行われる必要はない。

“一実施形態における”という文言が繰り返し使用されるが、この文言は、一般的には、同じ実施形態を示していないが同じ実施形態であっても良い。“含む”、“有する”及び“備えている”という用語は、本明細書が別な意味を指示していない限り同義である。

図１は、本発明の一実施形態による投写エンジン（投写システムの一部分であっても良い）のブロック図である。図示されているように、この実施形態においては、投写エンジン／システム１００は、図示されているように、光学的に相互に結合されている光源１０２、光弁１０４、映写レンズ１０６を含んでいる。更に、この実施形態においては、投写エンジン／システム１００は、図示されているように、光源１０２に熱的に結合されたセンサー１１２及び能動冷却装置１１６を備えている。更に、この実施形態においては、投写エンジン／システム１００は、図示されているように光源１０２及び光弁１０４に電気的に接続されているプロセッサと、図示されているようにセンサー１１２及び能動冷却装置１１６に電気的に接続されている熱管理コントローラ１１４とを備えている。

多数の原色の光束を提供するための光源１０２が使用されている。種々の実施形態においては、原色の光束は、レッド、ブルー及びグリーンの光束を含んでいる。代替的な実施形態においては、他の原色の光束が代わりに設けられても良い。

種々の実施形態においては、光源１０２は、固体光源を含んでいる。より特別には、幾つかの実施形態においては光源１０２は発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、他の実施形態においては光源１０２はレーザーダイオードを含んでいる。

光弁１０４は、原色カラーの光束を投写レンズ１０６へと選択的に導くために採用されている。限定的ではないが、デジタルマイクロミラー装置を含んでいる広範囲の光弁がこれらの部材を付与するために使用することができる。

１以上の光源１０２の１以上の領域又は位置の１以上の熱的状態を監視するためにセンサー１１２が採用されている。種々の実施形態においては、センサー１１２は、外部であるがこれらのセンサーが監視する領域／位置の基端側に配置されている。例えば光源１０２が固体光源である他の実施形態においては、センサー１１２は、関心のある領域／位置に設けられる光源と一体化されている。必須ではないが、典型的には、これらのセンサーは、固体光源の多数の重大な結合部の熱的状態を監視するために一体化されている。

センサー１１２は、これらのセンサーが監視している対応する領域／位置の熱的状態を示す信号を出力するように設計されている。種々の実施形態においては、出力信号はアナログ信号とすることができ、アナログ信号をデジタル信号に変換するためにアナログデジタル変換器を採用することができる。

光源１０２を能動的に冷却するために能動冷却装置１１６が使用されている。種々の実施形態においては、光源１０２を冷却するための種々の空気の流れを提供するために種々の回転速度で作動することができるファンとすることができる。他の実施形態においては、能動冷却装置１１６は、光源１０２を冷却するための種々の速度の熱除去を提供するために種々のレベルで作動することができるＴＥ（熱電気の）冷却装置とすることができる。更に別の実施形態においては、能動冷却装置１１６は、光源１０２を冷却するための種々の速度の流体の流れを提供するために種々のレベルで作動することができるパイプ及びポンプを備えた液体冷却装置とすることができる。

少なくとも部分的にセンサー１１２によって出力される信号に基づいて能動冷却装置１１６の作動を制御するために、熱管理コントローラ１１４が採用されている。一般的には、熱管理コントローラ１１４は、能動冷却装置１１６に、光源の熱冷却が作動閾値の上端を超えたときに光源１０２により大きな冷却を付与し且つ光源の熱的状態が作動閾値の下端より低下したときに光源１０２により少ない冷却を付与させるように設計されている。種々の実施形態においては、センサーが現在の作動状態が所望の設定点から離れていることを示しているときに冷却レベルを更に高く又は低くするために付加的な閾値を採用しても良い。

種々の実施形態においては、閾値及び応答は、多数の装置目的のうちの１以上を達成するように設計することができる。これらの装置の目的としては、限定的ではないが、固体光源の作動寿命を延ばすこと、装置の音響を減らすこと、輝度を増大させるか又は最大化すること等がある。

閾値及び応答は、依存性すなわち光源の熱的特性及び能動冷却装置の冷却能力に依存する適応性である。光源と能動冷却装置との特別な組み合わせのための閾値及び適応性は、実験的に決定することができる。

更に図１を参照すると、光源１０２及び光弁１０４を制御し且つ受け取った像のピクセルデータに基づいて像を映写するためにプロセッサ１０８か採用されている。幾つかの実施形態においては、ピクセルデータは、例えば、外部計算／メディアデバイス又は集積ＴＶチューナー（例えば、入力インターフェースによる）によって提供される。プロセッサ１０８を提供するために広範囲の一般的な又は特別目的のプロセッサを使用することができる。

種々の実施形態においては、プロセッサ１０８と熱管理コントローラ１１４とは結合しても良い。
種々の実施形態においては、映写システム１００はプロジェクタである。他の実施形態においては、映写システムは投射テレビジョンである。

図２は、本発明の別の実施形態による別の投写エンジン／システムのブロック図である。エンジン／システム１００と同様に、既に説明したように、エンジン／システム２００、光源１０２、相互に光学的に結合されている光弁１０４及び映写レンズ１０６並びに光源１０２に熱的に結合されたセンサー１１２を含んでいる。同様に、エンジン／システム２００は、センサー１１２に対して電気的に接続された熱管理コントローラ１２４及びプロセッサ１０８並びに光源／弁１０２／１０４を含んでいる。

しかしながら、エンジン／システム２００の熱管理コントローラ１２４は、エンジン／システム１００の熱管理コントローラ１１４とは異なり、光源１０２の駆動回路に電気的に接続されている。更に、熱管理コントローラ１２４は、光源１０２の駆動回路に、光源１０２を駆動するために適用する電圧又は電流の量を変えさせることによって、光源１０２の熱的状態を管理するように設計されている。種々の実施形態においては、熱管理コントローラ１２４は、駆動回路が変化させるべき電圧又は電流の量を光源１０２の駆動回路に指示することができる。

図１の実施形態のように、熱管理コントローラ１２４は、少なくとも部分的にセンサー１１２によって出力される信号によって指示された熱的状態に基づいて光源１０２の熱的状態を管理する。同様に、熱管理コントローラ１２４は、以前に述べたシステムの目的のうちの１以上を達成するために熱的状態を管理することができる。

図３は、本発明の更に別の実施形態による更に別の投写エンジン／システムのブロック図である。エンジン／システム３００は、エンジン／システム１００とエンジン／システム２００との一体化物である。すなわち、エンジン／システム１００及び２００と同様に、エンジン／システム３００は、既に説明したように、光源１０２、相互に光学的に結合された光弁１０４及び映写レンズ１０６並びに光源１０２に熱的に結合されたセンサー１１２を含んでいる。エンジン／システム３００は、各々、センサー１１２及び光源１０２／１０４に電気的に接続された熱管理コントローラ１３４及びプロセッサ１０８を備えている。更に、エンジン／システム３００は、同じく光源１０２の駆動回路に電気的に結合されている熱管理コントローラ１３４に電気的に結合されている能動冷却装置１１６を備えている。

この実施形態においては、熱管理コントローラ１３４は、能動冷却装置１１６によって付与される冷却量のみならず光源１０２を駆動するために光源１０２の駆動回路１２２によって適用される電圧又は電流の量を選択的に管理することによって光源１０２の熱的状態を管理するように設計されている。

図１乃至２の実施形態のように、熱管理コントローラ１３４は、少なくとも部分的にセンサー１１２によって出力される信号によって指示される熱的状態に基づいて光源１０２の熱的状態を管理することができる。同様に、熱管理コントローラ１３４は、以前に述べたシステムの目的のうちの１以上を達成するために熱的状態を管理することができる。熱管理コントローラ１３４は、能動冷却装置１１６及び光源１０２の駆動回路の動作を連携して又は連続して変えることができる。

このようにして、上記の説明から、熱的に管理されたエンジン／システムが記載されたことがわかる。以上、実施形態によって本発明を説明したが、本発明は記載された実施形態に限定されないことを当業者は認識するであろう。特許請求の範囲の精神及び範囲に含まれる変形及び変更によって他の実施形態を実行することができる。従って、本発明は、限定的ではなく代替的な例示であると考えられるべきである。

図１は、本発明の一実施形態による投写エンジン／システムのブロック図である。 図２は、本発明のもう一つ別の実施形態によるもう一つ別の投写エンジン／システムのブロック図である。 図３は、本発明の更に別の実施形態による更に別の投写エンジン／システムのブロック図である。

Claims (20)

1. 固体光源と、
   前記固体光源のある領域の熱的状態を監視し且つ当該監視された領域の熱的状態を示す信号を出力するように前記固体光源に接続されるか一体化されているセンサーと、
   少なくとも部分的に前記信号によって指示される前記領域の熱的状態に基づいて１以上の熱管理作用を条件付きで開始させるために前記センサーに接続されているコントローラとを含んでいる投写システム。
2. 請求項１に記載の投写システムであり、
   前記固体光源が発光ダイオードとレーザーダイオードとのうちから選択されたものである投写システム。
3. 請求項１に記載の投写システムであり、
   当該投写システムが、前記固体光源に熱的に結合された能動冷却装置を更に含んでおり、前記コントローラがその動作を制御するために前記能動冷却装置に接続されていて少なくとも部分的に前記信号によって指示される領域の熱的状態に基づいて前記能動冷却装置が前記固体光源に対して付与する冷却量を変化させるようになされている投写システム。
4. 請求項３に記載の投写システムであり、
   前記能動冷却装置がファンを備えており、前記コントローラが前記ファンの回転速度を制御して、当該ファンが前記固体光源を通過するように駆動する空気の流量を変化させるようになされているファン投写システム。
5. 請求項３に記載の投写システムであり、
   前記能動冷却装置が冷却パイプを含んでおり、前記コントローラが前記冷却パイプの流速を制御して前記ファンが前記固体光源を通過する流体の流量を変化させるようになされている投写システム。
6. 請求項３に記載の投写システムであり、
   前記能動冷却装置が熱電気冷却装置を含んでおり、前記コントローラが前記熱電気冷却装置の動作レベルを制御して前記固体光源から除去される熱量を変化させるようになされている投写システム。
7. 請求項３に記載の投写システムであり、
   当該投写システムは、前記固体光源を駆動するために当該固体光源に接続された駆動回路を更に含んでおり、前記コントローラが更に、その動作に影響を及ぼすために前記駆動回路に接続されていて、少なくとも部分的に前記信号によって指示される熱的状態に基づいて前記駆動回路が前記固体光源に適用する駆動電圧又は駆動電流の量を変化させることを前記駆動回路に指示するようになされている投写システム。
8. 請求項１に記載の投写システムであり、
   前記固体光源を駆動するために前記固体光源に接続されている駆動回路を更に備えており、前記コントローラがその動作に影響を及ぼすために前記駆動回路に接続されていて、少なくとも部分的に前記信号によって指示される熱的状態に基づいて前記固体光源に適用される駆動電圧又は駆動電流の量を変化させるように前記駆動回路に指示するようになされている投写システム。
9. 請求項１に記載の投写システムであり、
   像を投写するために前記光源を制御するように当該光源に接続されているプロセッサと、
   前記像のピクセルデータを前記プロセッサに入力する助けとするために当該プロセッサに接続されている入力インターフェースとを更に備えている投写システム。
10. 請求項８に記載の投写システムであり、
    前記プロセッサが前記コントローラを備えている投写システム。
11. 請求項８に記載の投写システムであり、
    前記入力インターフェースに接続されたテレビジョンチューナを備えている投写システム。
12. 投写装置における作動方法であり、
    前記投与装置の固体光源の領域の熱的状態を監視し且つ前記監視領域の熱的状態を示す信号を出力させることと、
    少なくとも部分的に前記信号によって指示される領域の熱的状態に基づいて１以上の熱管理作用を条件付きで開始させることとを含む方法。
13. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記１以上の熱管理作用を条件付きで開始させる前記ステップが、能動冷却装置を条件付きで制御して、少なくとも部分的に前記信号によって指示される領域の熱的状態に基づいて前記固体光源に対して前記能動冷却装置が付与する冷却量を変化させることを含んでいる方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記能動冷却装置を条件付きで制御するステップが、ファンの回転速度を制御して当該ファンが前記固体光源を通過する空気の流量を変化させるようにしたことを含んでいる方法。
15. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記能動冷却装置を条件付きで制御するステップが、熱電冷却装置の作動レベルを制御して前記固体光源から除去される熱量を変化させることを含んでいる方法。
16. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記能動冷却装置を条件付きで制御するステップが、冷却パイプの流速を制御して前記固体光源を通過する流体の流量を変化させることを含んでいる方法。
17. 請求項１３に記載の方法であって、
    前記固体光源を駆動するために電圧及び電流のうちの選択された方の量を適用することを更に含み、前記１以上の熱管理作用を条件付きで開始させるステップが更に、少なくとも部分的に前記信号によって指示された熱的状態に基づいて適用されるべき電圧及び電流のうちの選択された方の量に対する変更を条件付きで指示することを含んでいる方法。
18. 請求項１２に記載の方法であって、
    前記固体光源を駆動するためにある量の電圧及び電流のうちの選択された方を適用することを更に含み、前記条件付きで１以上の熱管理作用を開始させるステップが、少なくとも部分的に前記信号によって指示される熱的状態に基づいて適用されるべき前記電圧及び電流のうちの選択された方の量に対する変更を条件付きで指示することを含んでいる方法。
19. 光を付与するための固体光源手段と、
    前記固体光源手段のある領域の熱的状態を監視し且つ当該監視された領域の熱的状態を示す信号を出力するための手段と、
    少なくとも部分的に前記信号によって指示された前記領域の熱的状態に基づいて１以上の熱管理作用を条件付きで開始させるための手段とを含む投写装置。
20. 請求項１９に記載の投写装置であり、
    前記固体光源手段を冷却するための能動冷却手段を更に含み、コントローラ手段はまた、少なくとも部分的に前記信号によって指示される領域の熱的状態に基づいて前記能動冷却手段の動作を制御するためのものである投写装置。

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