JP2009042331A - 画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の消灯後における余熱の影響による光源の再点灯時における保護機能の誤作動や不作動を回避する。
【解決手段】画像投射装置は、該装置の内部の温度を検出する温度検出手段Ｓ２と、該温度検出手段による検出温度が所定温度より高い場合に保護動作を行う制御手段３６とを有する。制御手段は、光源が点灯してからの経過時間を計測し、該経過時間に応じて該所定温度Ａ，Ｂを変更する。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に関し、さらに詳しくは、装置内部の過熱状態を回避する機能を有する画像投射装置に関する。

画像投射装置（以下、プロジェクタという）には、光源や電源系等の発熱部品が搭載されている一方。樹脂材料で形成された光学部品や電気素子等、熱に弱い部品も多く用いられている。このため、プロジェクタは、冷却ファンにより生じさせた空気流によって発熱部品を冷却し、発熱部品から熱を奪った空気流を排気口から外部に排出する排熱（冷却）構造を有する。

ただし、プロジェクタが、その排気口を室内の壁等の障害物に近づけて設置された状態（排気口が塞がれた状態）で使用されると、排熱効率が低下し、プロジェクタ内部の過度の温度上昇を招く。これにより、熱に弱い部品に熱的ダメージが生じ、プロジェクタの性能や寿命の劣化に繋がるおそれがある。

特許文献１には、プロジェクタ内部に設けられた温度センサによる検出温度が所定温度を超えたことで温度異常を判断し、保護機能が作動するプロジェクタが開示されている。

また、特許文献２には、光源ランプの温度上昇率が所定上昇率を超えたことで温度異常を判断し、保護機能が作動するプロジェクタが開示されている。
特開２００１−３１２０００号公報 特許第３８９５８８９号公報

しかしながら、プロジェクタでは、光源ランプを消灯した後、ランプの余熱によって温度センサ（例えば、ランプ近傍に配置された温度センサ）の周辺の温度が高くなっている状態で再度光源ランプを点灯するような使い方がされる場合がある。このような場合において、特許文献１にて開示されたプロジェクタでは、ランプ再点灯時における温度センサの周辺の温度が保護動作を行う閾値温度としての所定温度を超えていると、本来は問題がないにもかかわらず保護機能が誤作動してしまう場合が生ずる。

一方、温度センサの周辺の温度が高い状態からランプの再点灯によりさらに温度が上昇する場合と、温度センサの周辺の温度が低い状態からランプの点灯により温度が上昇する場合とでは、前者の場合の方が温度上昇率は小さい。このため、前者の場合において、特許文献２にて開示されたプロジェクタがその排気口が塞がれた状態で使用されても、温度センサにより検出される温度の上昇率が所定上昇率を超えないため、保護機能が作動しないおそれがある。

本発明は、光源の消灯後における余熱の影響による光源の再点灯時における保護機能の誤作動や不作動を回避することができるようにした画像投射装置を提供する。

本発明の一側面としての画像投射装置は、該装置の内部の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段による検出温度が所定温度より高い場合に保護動作を行う制御手段とを有する。そして、制御手段は、光源が点灯してからの経過時間を計測し、該経過時間に応じて該所定温度を変更することを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としての画像投射装置は、該装置の内部の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段による検出温度が所定温度より高い場合に保護動作を行う制御手段とを有する。そして、制御手段は、光源が消灯してから次に点灯するまでの経過時間を計測し、該経過時間に応じて所定温度を変更することを特徴とする。

なお、上記画像投射装置と、該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有する画像表示システムも本発明の他の側面を構成する。

本発明では、光源が点灯してからの経過時間又は光源が消灯してから次に点灯するまでの経過時間、すなわち光源の余熱の影響が残っているか否かに応じて保護動作を行う閾値となる所定温度を変更する。このため、本発明によれば、光源の消灯後における余熱の影響による光源の再点灯時における保護機能の誤作動や不作動を回避することができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

（プロジェクタの全体構成）
図１には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタ（画像投射装置）の構成を示している。

この図において、１は光源ランプ（以下、単にランプという）であり、本実施例では、高圧水銀放電ランプが用いられている。ただし、光源ランプ１として、高圧水銀放電ランプ以外の放電型ランプ（例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ）を用いてもよい。

２はランプ１を保持するランプホルダ、３は防爆ガラス、４はガラス押えである。αはランプ１からの光束を均一な明るさ分布を有する平行光束に変換する照明光学系、βは照明光学系αからの光を色分解して、後述するＲＧＢの３色用の液晶パネルに導き、さらに該液晶パネルからの光を色合成する色分解合成光学系である。

５は色分解合成光学系βからの光（画像）を図示しないスクリーン（被投射面）に投射する投射レンズ鏡筒である。投射レンズ鏡筒５内には、後述する投射光学系が収納されている。

６はランプ１、照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納するとともに、投射レンズ鏡筒５が固定される光学ボックスである。該光学ボックス６には、ランプ１の周囲を囲むランプケース６ａが形成されている。

７は光学ボックス６内に照明光学系α及び色分解合成光学系βを収納した状態で蓋をする光学ボックス蓋である。８は商用電源から各基板へのＤＣ電源を作り出すＰＦＣ電源基板、９は電源フィルタ基板、１０はＰＦＣ電源基板８とともに動作してランプ１を点灯駆動するバラスト電源基板である。

１１はＰＦＣ電源基板８からの電力により、液晶パネルの駆動とランプ１の点灯制御を行う制御基板である。１２Ａ，１２Ｂはそれぞれ、後述する下部外装ケース２１の吸気口２１ａから空気を吸い込むことで、色分解合成光学系β内の液晶パネルや偏光板等の光学素子を冷却するための第１及び第２光学系冷却ファンである。１３は両光学系冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの風を、色分解合成光学系β内の光学素子に導く第１ＲＧＢダクトである。

１４はランプ１に対して吹き付け風を送り、ランプ１を冷却するランプ冷却ファンである。１５はランプ冷却ファン１４を保持しつつ、冷却風をランプ１に導く第１ランプダクトである。１６はランプ冷却ファン１４を保持して、第１ランプダクト１５とともにダクトを構成する第２ランプダクトである。

１７は下部外装ケース２１に設けられた吸気口２１ｂから空気を吸い込み、ＰＦＣ電源基板８とバラスト電源基板１０内に風を流通させることで、これらを冷却するための電源冷却ファンである。１８は排気ファンであり、ランプ冷却ファン１４からランプ１に送られてこれを冷却した後の熱風を、後述する第２側板２４に形成された排気口２４ａから排出する。

下部外装ケース２１は、ランプ１、光学ボックス６及び電源系基板８〜１０及び制御基板１１等を収納する。２２は下部外装ケース２１に光学ボックス６等を収納した状態で蓋をするための上部外装ケースである。２３は第１側板であり、第２側板２４とともに外装ケース２１，２２により形成される側面開口を閉じる。下部外装ケース２１には、上述した吸気口２１ａ，２１ｂが形成されており、第２側板２４には上述した排気口２４ａが形成されている。下部外装ケース２１、上部外装ケース２２、第１側板２３及び第２側板２４によって、該プロジェクタの筐体が構成される。

２５は各種信号を取り込むためのコネクタが搭載されたＩＦ基板であり、２６は第１側板２３の内側に取り付けられたＩＦ補強板である。

２７はランプ１からの排気熱を排気ファン１８まで導き、筐体内に排気風を拡散させないようにするための排気ダクトである。

２８はランプ蓋である。ランプ蓋２８は、下部外装ケース２１の底面に着脱可能に配置され、不図示のビスにより固定される。また、２９はセット調整脚である。セット調整脚２９は、下部外装ケース２１に固定されており、その脚部２９ａの高さを調整可能となっている。脚部２９ａの高さ調整により、プロジェクタの傾斜角度を調整できる。

３０は下部外装ケース２１の吸気口２１ａの外側に取り付けられる不図示のフィルタを保持するＲＧＢ吸気プレートである。

３１は色分解合成光学系βを保持するプリズムベースである。３２は色分解合成光学系β内の光学素子と液晶パネルを冷却するために、第１及び第２光学系冷却ファン１２Ａ，１２Ｂからの冷却風を導くダクト形状部を有するボックスサイドカバーである。３３はボックスサイドカバー３２と合わさってダクトを形成する第２ＲＧＢダクトである。

３４は色分解合成光学系β内に配置される液晶パネルから延びたフレキシブル基板が接続され、制御基板１１に接続されるＲＧＢ基板である。

（光学構成）
次に、前述したランプ１、照明光学系α、色分解合成光学系β及び投射レンズ鏡筒（投射光学系）５により構成される光学系の構成について図２を用いて説明する。図２において、（Ａ）は光学系の水平断面を、（Ｂ）は垂直断面をそれぞれ示す。

同図において、４１は連続スペクトルで白色光を発光する放電発光管（以下、単に発光管という）である。４２は発光管４１からの光を所定の方向に集光する凹面鏡を有するリフレクタである。発光管４１とリフレクタ４２により光源ランプ１が構成される。

４３ａは図２（Ａ）に示す水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第１シリンダアレイである。４３ｂは第１シリンダアレイ４３ａの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズセルを複数有する第２シリンダアレイである。４４は紫外線吸収フィルタ、４５は無偏光光を所定の偏光光に変換する偏光変換素子である。

４６は図２（Ｂ）に示す垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたフロントコンプレッサである。４７はランプ１からの光軸を、ほぼ９０度（より詳しくは８８度）折り曲げるための反射ミラーである。

４３ｃは垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズセルを複数配列した第３シリンダアレイである。４３ｄは第３シリンダアレイ４３ｃの個々のレンズセルに対応したシリンドリカルレンズアレイを複数有する第４シリンダアレイである。

５０は色座標を所定値に調整するために特定波長域の色をランプ１に戻すためのカラーフィルタである。４８はコンデンサーレンズである。４９は垂直方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されたリアコンプレッサである。以上により、照明光学系αが構成される。

５８は青（Ｂ：例えば４３０〜４９５ｎｍ）と赤（Ｒ：例えば５９０〜６５０ｎｍ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ：例えば５０５〜５８０ｎｍ）の波長領域の光を透過するダイクロイックミラーである。５９は透明基板に偏光素子を貼り付けたＧ用の入射側偏光板であり、Ｐ偏光光のみを透過する。６０は多層膜により構成された偏光分離面においてＰ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する第１偏光ビームスプリッタである。

６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂはそれぞれ、入射した光を反射するとともに画像変調する光変調素子（若しくは画像形成素子）としての赤用反射型液晶パネル、緑用反射型液晶パネル及び青用反射型液晶パネルである。６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂはそれぞれ、赤用１／４波長板、緑用１／４波長板及び青用１／４波長板である。

６４ａはＲ光の色純度を高めるためにオレンジ光をランプ１に戻すトリミングフィルタである。６４ｂは透明基板に偏光素子を貼り付けたＲＢ用入射側偏光板であり、Ｐ偏光のみを透過する。

６５はＲ光の偏光方向を９０度変換し、Ｂ光の偏光方向は変換しない色選択性位相差板である。６６は偏光分離面においてＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する第２偏光ビームスプリッタである。

６８ＢはＢ用射出側偏光板（偏光素子）であり、Ｂ光のうちＳ偏光成分のみを整流する。６８ＧはＧ光のうちＳ偏光成分のみを透過させるＧ用出側偏光板である。６９はＲ光及びＢ光を透過し、Ｇ光を反射するダイクロイックプリズムである。

以上のダイクロイックミラー５８〜ダイクロイックプリズム６９により、色分解合成光学系βが構成される。

本実施例において、偏光変換素子４５はＰ偏光をＳ偏光に変換するが、ここでいうＰ偏光とＳ偏光は、偏光変換素子４５における光の偏光方向を基準として述べている。一方、ダイクロイックミラー５８に入射する光は、第１及び第２偏光ビームスプリッタ６０，６６での偏光方向を基準として考え、Ｐ偏光光であるとする。すなわち、本実施例では、偏光変換素子４５から射出された光をＳ偏光光とするが、同じＳ偏光光をダイクロイックミラー５８に入射する場合はＰ偏光光として定義する。

（光学的作用）
次に、光学的な作用を説明する。

発光管４１から発した光はリフレクタ４２により所定の方向に集光される。リフレクタ４２は放物面形状の凹面鏡を有し、放物面の焦点位置からの光は該放物面の対称軸に平行な光束となる。但し、発光管４１からの光源は理想的な点光源ではなく、有限の大きさを有しているので、集光する光束には放物面の対称軸に平行でない光の成分も多く含まれている。これらの光束は、第１シリンダアレイ４３ａに入射する。第１シリンダアレイ４３ａに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、垂直方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。そして、これら複数の分割光束は、紫外線吸収フィルタ４４及び第２シリンダアレイ４３ｂを経て、複数の光源像を偏光変換素子４５の近傍に形成する。

偏光変換素子４５は、偏光分離面と反射面と１／２波長板とを有する。複数の光束は、それぞれの列に対応した偏光分離面に入射し、これを透過するＰ偏光成分とここで反射するＳ偏光成分とに分割される。反射されたＳ偏光成分は反射面で反射し、Ｐ偏光成分と同じ方向に射出する。一方、偏光分離面を透過したＰ偏光成分は、１／２波長板を透過してＳ偏光成分と同じ偏光成分に変換される。こうして、同じ偏光方向を有する複数の光束が射出する。

偏光変換された複数の光束は、偏光変換素子４５から射出した後、フロントコンプレッサ４６で圧縮され、反射ミラー４７によって８８度反射され、第３シリンダアレイ４３ｃに入射する。

第３シリンダアレイ４３ｃに入射した光束は、シリンダレンズセルの数に応じた複数の光束に分割されて集光され、水平方向に並ぶ帯状の複数の光束となる。該複数の分割光束は、第４シリンダアレイ４３ｄ及びコンデンサーレンズ４８を介してリアコンプレッサ４９に入射する。

フロントコンプレッサ４６、コンデンサーレンズ４８及びリアコンプレッサ４９の光学作用によって、複数の光束によって形成される矩形像は互いに重なり合い、矩形の均一な明るさの照明エリアを形成する。この照明エリアに、反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂが配置される。

偏光変換素子４５によってＳ偏光とされた光は、ダイクロイックミラー５８に入射する。以下、ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光の光路について説明する。

ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光は、入射側偏光板５９に入射する。Ｇ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光（偏光変換素子４５を基準とする場合はＳ偏光）となっている。そして、Ｇ光は入射側偏光板５９から射出した後、第１偏光ビームスプリッタ６０に対してＰ偏光として入射し、その偏光分離面を透過してＧ用反射型液晶パネル６１Ｇへと至る。

ここで、該プロジェクタのＩＦ基板２５には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、テレビチューナ等の画像供給装置８０が接続されている。制御基板１１は、画像供給装置８０から入力された画像情報に基づいて反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂを駆動し、これらに各色用の原画を形成させる。これにより、各反射型液晶パネルに入射した光は、反射されるとともに原画に応じて変調（画像変調）される。画像供給装置８０とプロジェクタとにより画像表示システムが構成される。

Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇにおいては、Ｇ光が画像変調されて反射される。画像変調されたＧ光のうちＰ偏光成分は、再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＧ光のうちＳ偏光成分は、第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面で反射され、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、すべての偏光成分をＰ偏光に変換した状態（黒を表示した状態）において、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇとの間に設けられた１／４波長板６２Ｇの遅相軸を所定の方向に調整する。これにより、第１偏光ビームスプリッタ６０とＧ用反射型液晶パネル６１Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。

第１偏光ビームスプリッタ６０から射出したＧ光は、ダイクロイックプリズム６９に対してＳ偏光として入射し、該ダイクロイックプリズム６９のダイクロイック膜面で反射して投射レンズ鏡筒５へと至る。

一方、ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４aに入射する。Ｒ光とＢ光はダイクロイックミラー５８によって分解された後もＰ偏光となっている。そして、Ｒ光とＢ光は、トリミングフィルタ６４aでオレンジ光成分がカットされた後、入射側偏光板６４ｂを透過し、色選択性位相差板６５に入射する。

色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転させる作用を有し、これによりＲ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射され、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、該第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過してＢ用反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＲ光のうちＳ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＲ光のうちＰ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

また、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、画像変調されて反射される。画像変調されたＢ光のうちＰ偏光成分は、再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、画像変調されたＢ光のうちＳ偏光成分は、第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射して、投射光としてダイクロイックプリズム６９に向かう。

このとき、第２偏光ビームスプリッタ６６とＲ用，Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｒ，６１Ｂとの間に設けられた１／４波長板６２Ｒ，６２Ｂの遅相軸を調整することにより、Ｇ光の場合と同じように、Ｒ，Ｂ光それぞれの黒表示状態での調整を行うことができる。

こうして１つの光束に合成されて第２偏光ビームスプリッタ６６から射出したＲ光とＢ光は、射出側偏光板６８Ｂで検光されてダイクロイックプリズム６９に入射する。また、Ｒ光はＰ偏光のまま射出側偏光板６８Ｂを透過して、ダイクロイックプリズム６９に入射する。

射出側偏光板６８Ｂで検光されることにより、Ｂ光は、該Ｂ光が第２偏光ビームスプリッタ６６、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂ及び１／４波長板６２Ｂを通ることによって生じた無効な成分がカットされた光となる。

そして、ダイクロイックプリズム６９に入射したＲ光とＢ光は、ダイクロイック膜面を透過して、該ダイクロイック膜面にて反射したＧ光と合成されて投射レンズ５に至る。

そして、合成されたＲ，Ｇ，Ｂ光は、投射レンズ５によってスクリーンなどの被投射面に拡大投影される。

以上説明した光路は、反射型液晶パネルが白表示状態の場合である。以下では、反射型液晶パネルが黒表示状態の場合での光路について説明する。

まず、Ｇ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８を透過したＧ光のＰ偏光光は、入射側偏光板５９に入射し、その後第１偏光ビームスプリッタ６０に入射してその偏光分離面で透過され、Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇへと至る。しかし、反射型液晶パネル６１Ｇが黒表示状態であるため、Ｇ光は画像変調されずに反射される。このため、Ｇ用反射型液晶パネル６１Ｇで反射された後も、Ｇ光はＰ偏光光のままである。したがって、Ｇ光は再び第１偏光ビームスプリッタ６０の偏光分離面を透過し、入射側偏光板５９を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。

次に、Ｒ光とＢ光の光路について説明する。ダイクロイックミラー５８で反射したＲ光とＢ光のＰ偏光光は、入射側偏光板６４ｂに入射する。そして、入射側偏光板６４ｂから射出した後、色選択性位相差板６５に入射する。色選択性位相差板６５は、Ｒ光の偏光方向のみを９０度回転する作用を持つため、Ｒ光はＳ偏光として、Ｂ光はＰ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射する。

Ｓ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＲ光は、その偏光分離面で反射され、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒへと至る。また、Ｐ偏光として第２偏光ビームスプリッタ６６に入射したＢ光は、その偏光分離面を透過してＢ用反射型液晶パネル６１Ｂへと至る。

ここで、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒは黒表示状態であるため、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒに入射したＲ光は画像変調されないまま反射される。このため、Ｒ用反射型液晶パネル６１Ｒで反射された後も、Ｒ光はＳ偏光光のままである。したがって、Ｒ光は再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面で反射し、入射側偏光板６４ｂを通過して光源側に戻され、投射光から除去される。これにより、黒表示がなされる。

一方、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂに入射したＢ光は、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂが黒表示状態であるため、画像変調されないまま反射される。このため、Ｂ用反射型液晶パネル６１Ｂで反射された後も、Ｂ光はＰ偏光光のままである。したがって、Ｂ光は再び第２偏光ビームスプリッタ６６の偏光分離面を透過し、色選択性位相差板６５によりＰ偏光に変換され、入射側偏光板６４ｂを透過して、光源側に戻され、投射光から除去される。

（冷却構造）
次に、本実施例のプロジェクタにおける冷却構成について、図３を用いて説明する。前述したように、本プロジェクタ内には、５つのファン１２Ａ，１２Ｂ，１４，１７，１８が収納されており、以下に示す複数の流路に空気流を流してそれぞれの冷却対象を冷却する。

図３中に実線矢印で示す流路Ｂでは、ランプ冷却ファン１４によって吸い込まれた筐体内の空気が、ダクト１５，１６を介して冷却風としてランプ１まで送られる。ランプ１を冷却した空気流は、排気ボックス２７に導かれ、排気ファン１８によって筐体外部に排気される。

図３中に点線矢印で示す流路Ａでは、投射レンズ鏡筒５の下側の吸気口２１ａから第１及び第２冷却ファン１２Ａ，１２Ｂ（１２Ｂは投射レンズ鏡筒５の下側に配置されている）によって筐体外部から吸い込まれた空気が流入する。該空気流による冷却風は、光学ボックス６内に配置された色分解合成系βの光学素子を冷却する。そして、その冷却風の多くは、光学ボックス６に隣接するＰＦＣ電源基板８及びバラスト電源基板１０に向かって流れ、該基板９，１０に実装された電気部品を冷却した後、排気ファン１８及び電源冷却ファン１７によって筐体外部に排出される。

さらに、図３中に一点鎖線矢印で示す流路Ｃでは、下部外装ケース２１の吸気口２１ｂ（図３中には示していない）から吸い込まれた空気が流入する。該空気流による冷却風は、筐体内の空気とともに電源冷却ファン１７もしくは排気ファン１８による吸い込み力によってバラスト電源基板１０及びＰＦＣ電源基板８に導かれる。そして、これら基板８，１０を冷却した後、電源冷却ファン１７及び排気ファン１８によって筐体外部に排出される。

以上のように構成されるプロジェクタにおけるランプ１の周辺の冷却構造について、図４を用いて詳細に説明する。

発熱部材としてのランプ１及びランプ１を保持するランプホルダ２等で構成されるランプユニット１０１は、断熱部材としてのランプ収納部材であるランプケース６ａの内部に収納される。ランプケース６ａには排熱用の開口が設けられ、排気ダクト２７の一方の開口に連結されている。排気ダクト２７の他方の開口は、排気ファン１８の吸気面に対向配置されている。これにより、ランプケース６ａ内の空気は排気ダクト２７の内部を通過して排気ファン１８に至り、排気ファン１８の下流側に設けられた排気口２４ａから排気される。排気口２４ａは、前述したように、プロジェクタの外装面の一部を構成する第２側板２４に形成されている。

このような構成において、ランプ１は点灯状態において多くの熱を発生するため、ランプケース６ａの内部は２００℃近い高温になる。このため、ランプ１を冷却した後の熱風に冷たい外気を混合しても、排気口２４ａからの排出空気は高温となってしまう。

ランプケース６ａには、該ランプケース６ａの内部の温度を検出するための第１温度センサＳ１が設けられている。また、吸気口２４ｂの近傍（ランプケース６ａの外面と吸気口２４ｂとに面した領域）には、吸気口２４ｂから流入した空気（外部空気）の温度（雰囲気温度）を検出する第２温度センサＳ２が配置されている。第２温度センサＳ２は、「温度検出手段」に相当する。

排気口２４ａが後述する障害物によって覆われていない状態では、第２温度センサＳ２は、ランプケース６ａの近傍に配置されているものの、外気温度（プロジェクタが設置された室内の温度等）と同等な温度を検出することができる。

ここで、第１温度センサＳ１は、他の温度センサが故障してもランプ１を保護することができるように、バイメタル等を利用したメカニカルセンサである。そして、第１温度センサＳ１は、その検出温度がある温度（他の温度センサの検出温度範囲よりも高い温度）を超えた場合にランプ１を点灯させている電流を遮断する機能を持つ。

これに対し、第２温度センサＳ２は、ＩＣ素子を利用した温度センサであり、温度の変化に応じた電気信号を出力する。このため、第２温度センサＳ２の出力に応じた電気的制御を行うことが可能である。

次に、本実施例における制御系の構成について、図５を用いて説明する。制御系は、冷却ファン制御系とランプ制御系と表示制御系とを含む。

図５において、３６は制御手段としての制御部であり、３７は排気ファン電源である。これら制御部３６及び排気ファン電源３７は、図１に示した制御基板１１に実装されている。

また、３８はランプ電源であり、図１に示したバラスト電源基板１０に実装されている。

３９はＬＣＤ等により構成された表示部であり、上部外装ケース２２に設けられている。

制御部３６は、第２温度センサＳ２によって検出された温度情報に基づいて、排気ファン電源３７、ランプ電源３８及び表示部３９の動作を制御する。また、制御部３６は、ＣＰＵと、該ＣＰＵで実行されるコンピュータプログラムを記憶した不揮発性メモリと、ワークメモリと、タイマ３６ａとを含む。

排気ファン電源３７は、排気ファン１８に駆動電力を供給して、ランプ１の冷却を行わせる。

表示部３９は、制御部３６に電気的に接続されており、制御部３６からの表示信号に応じて各種表示を行う。具体的には、制御部３６は、第２温度センサＳ２によって検出された温度が所定温度（以下、警告基準温度という）を超えている場合には、表示部３９に対して警告表示信号を出力する。表示部３９は該警告表示信号に応じて、温度異常をユーザに警告するための警告表示を行う。

このような構成において、発熱部材であるランプ１の消灯と点灯に伴う、第２温度センサＳ２により検出されるプロジェクタの筐体（装置）の内部の温度推移を図６に示す。

ｔ０は前回のランプ１の消灯時刻を、ｔ１は今回（次）の点灯開始時刻を示す。ランプ１を消灯させた後、排気ファン１８の駆動によって筐体内は強制冷却され、温度が若干低下する。ところが、強制冷却が終了した（時刻ｔｓ）直後から、ランプ１の余熱によって筐体内の温度が上昇し、ある程度長い時間にわたって上昇した温度を維持する。

このような状態においてランプ１を再点灯させた場合、排気ファン１８の駆動の再開によって筐体内の温度は低下する。しかし、従来のプロジェクタと同様に、警告基準温度がランプ再点灯時（時刻ｔ１）における第２温度センサＳ２による検出温度よりも低く設定されていると、本来は正常な温度推移であるにも関わらず、警告表示が行われてしまう。

そこで、本実施例では、図７に示すように、ランプ１の点灯してからの経過時間を計測し、該経過時間に応じて警告基準温度を変更する。図７には、制御部３６による筐体内の温度異常に対する処理動作を示している。この動作は、制御部３６が前述した不揮発性メモリに格納されたコンピュータプログラムに従って実行する。

プロジェクタに設けられた電源スイッチ（又はランプ点灯スイッチ）が操作されてランプ１が点灯すると、制御部３６は、内部のタイマ３６ａを動作させて、ランプ１が点灯してからの経過時間（以下、点灯後経過時間という）の計測を開始する。

ステップＳ０１では、制御部３６は、タイマ３６ａにより計測された点灯後経過時間を取得し、内部のワークメモリに記憶させる。

次にステップＳ０２では、制御部３６は、ステップＳ０１で取得及び記憶した点灯後経過時間が、所定時間（以下、基準時間という）Ｔに達したか否かを判別する。基準時間Ｔは、制御部３６内の不揮発性メモリに予め記憶されている。

点灯後経過時間が基準時間Ｔに達していない場合は、ステップＳ０３に進み、制御部３６は、第２温度センサＳ２よる検出温度（以下、センサ温度という）を取得する。そして、ステップＳ０４にて、センサ温度が警告基準温度Ａ以上か否かを判別する。ここで、警告基準温度Ａは、後述する警告基準温度Ｂよりも高く設定され、不揮発性メモリに予め記憶されている。

ステップＳ０４において、センサ温度が警告基準温度Ａよりも低い場合には、筐体内部に温度異常は生じていないものとして、ステップＳ０１からの処理に戻る。このようにステップＳ０１〜Ｓ０４の処理を繰り返し実行することで、点灯後経過時間が基準時間Ｔに達する前における筐体内部での温度異常の有無を、警告基準温度Ａを閾値として判別し続ける。

一方、ステップＳ０４において、センサ温度が警告基準温度Ａ以上である（警告基準温度Ａより高い）場合には、ステップＳ０８に進み、制御部３６は、保護動作として、表示部３９に温度異常を示す警告表示を行わせる。

また、ステップＳ０２において、点灯後経過時間が基準時間Ｔに達した場合は、ステップＳ０５に進み、制御部３６は、センサ温度を取得する。そして、ステップＳ０６にて、取得したセンサ温度ワークメモリに記憶させる。

次に、ステップＳ０７では、制御部３６は、センサ温度が警告基準温度Ｂ以上であるか否かを判別する。警告基準温度Ｂは、不揮発性メモリに予め記憶されている。

センサ温度が警告基準温度Ｂより低い場合は、筐体内部に温度異常は生じていないものとして、ステップＳ０５からの処理に戻る。このようにステップＳ０５〜Ｓ０７の処理を繰り返し実行することで、点灯後経過時間が基準時間Ｔに達した後における筐体内部での温度異常の有無を、警告基準温度Ｂを閾値として判別し続ける。

一方、ステップＳ０７において、センサ温度が警告基準温度Ｂ以上である（警告基準温度Ｂより高い）場合には、ステップＳ０８に進み、制御部３６は、表示部３９に温度異常を示す警告表示を行わせる。

なお、図７のフローチャートでは、ステップＳ０８において、保護動作の１つとしての警告表示を行う場合について示したが、警告表示に代えて又は警告表示とともに少なくとも１つの他の保護動作を行ってもよい。他の保護動作として、例えば、スピーカーから警告音を発生したり、排気ファン１８の回転数増加を行ったり、ランプ電源３８への電力供給を遮断してランプ１を消灯させたりしてもよい。このことは、後述する実施例２でも同じである。

図８には、制御部３６によって点灯後経過時間に応じて変更される警告基準温度Ａ，Ｂを示している。点灯開始時刻ｔ１からの経過時間である点灯開始経過時間が基準時間Ｔに達する前は警告基準温度はＡに設定される。そして、点灯開始経過時間が基準時間Ｔに達した後は、警告基準温度はＡより低いＢに変更される。

図９には、警告基準温度Ａ，Ｂとランプ１の消灯と点灯に伴って変化するセンサ温度との関係を示している。

図中の太線は、ランプ１が消灯された（時刻ｔ０）後に再点灯される場合のセンサ温度の推移を示しており、図６で説明したものと同じである。また、細線は警告基準温度Ａ，Ｂを示す。

ランプ１が消灯された後、点灯後経過時間（時刻ｔ１からの経過時間）が基準時間Ｔに達する前までは、警告基準温度はＡに設定されている。この警告基準温度Ａは、ランプ１の余熱によって上昇したセンサ温度が超えないように高めに設定されている。

そして、点灯後経過時間が基準時間Ｔに達した後は、警告基準温度はＡよりも低いＢに変更される。これは、ランプ１の再点灯に伴って再駆動された排気ファン１８によって、ランプ１の余熱を含む筐体内部の熱が外部に排出されるため、センサ温度も低下するためである。警告基準温度Ｂは、その後、プロジェクタの動作（画像投射）中において維持され、排気口２４ａが壁等の障害物で塞がれることによる筐体内部の温度異常を判別するための閾値として用いられる。

以上のように、本実施例では、ランプ１の点灯直後（基準時間Ｔが経過するまで）は、筐体内のランプ余熱の影響による誤った保護動作が行われないように、基準時間Ｔを経過した後の警告基準温度Ｂよりも高い警告基準温度Ａを設定する。これにより、ランプ１の消灯後、短時間のうちにランプ１を再点灯したような場合に、不要な保護動作が行われてしまうことを回避できる。

図１０には、本発明の実施例２である液晶プロジェクタにおける制御部３６による筐体内の温度異常に対する処理動作を示している。

なお、本実施例の処理動作は、実施例１で説明したプロジェクタにおいて行われる。このため、本実施例において、実施例１と共通する構成要素又は共通する機能を有する構成要素には、実施例１と同符号を付す。

プロジェクタに設けられた電源スイッチ（又はランプ点灯スイッチ）が操作されてランプ１が消灯すると、制御部３６は、タイマ３６ａ内の第１タイマを動作させて、ランプ１が消灯してからの経過時間（以下、消灯後経過時間という）の計測を開始する。その後、電源スイッチ（又はランプ点灯スイッチ）が操作されてランプ１が点灯すると、制御部３６は、タイマ３６ａ内の第２タイマを動作させて、ランプ１が点灯してからの経過時間（以下、点灯後経過時間という）の計測を開始する。

ステップＳ１１では、制御部３６は、第２タイマにより計測された点灯後経過時間を取得し、内部のワークメモリに記憶させる。

次に、ステップＳ１２では、制御部３６は、ステップＳ１１で取得及び記憶した点灯後経過時間が、第２の所定時間としての基準時間Ｔ２に達したか否かを判別する。基準時間Ｔ２は、制御部３６内の不揮発性メモリに予め記憶されている。点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達していない場合は、ステップＳ１３に進み、制御部３６は、第１タイマにより計測された前回のランプ１の消灯から今回の点灯までの消灯後経過時間を取得し、内部のワークメモリに記憶する。

そして、ステップＳ１４では、制御部３６は、ステップＳ１３で取得及び記憶した消灯後経過時間が、第１の所定時間としての基準時間Ｔ１に達したか否かを判別する。基準時間Ｔ１は、制御部３６内の不揮発性メモリに予め記憶されている。消灯後経過時間が基準時間Ｔ１に達していない場合は、ステップＳ１５に進み、制御部３６は、第２温度センサＳ２より検出された温度（センサ温度）を取得する。

次に、ステップＳ１６では、制御部３６は、センサ温度を内部の不揮発性メモリに記憶し、センサ温度が警告基準温度Ａ以上か否かを判別する。ここで、警告基準温度Ａは、後述する警告基準温度Ｂ，Ｃよりも高く設定され、不揮発性メモリに予め記憶されている。センサ温度が警告基準温度Ａより低い場合は、筐体内部に温度異常は生じていないものとして再びステップＳ１１からの処理に戻る。

このようにステップＳ１１〜Ｓ１６の処理を繰り返し実行することで、消灯後経過時間が基準時間Ｔ１に達する前であって、かつ点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達する前における筐体内部での温度異常の有無を、警告基準温度Ａを閾値として判別し続ける。

一方、ステップＳ１６において、センサ温度が警告基準温度Ａ以上である（警告基準温度Ａより高い）場合には、ステップＳ１７に進み、制御部３６は、保護動作として、表示部３９に温度異常を示す警告表示を行わせる。

また、ステップＳ１４において、消灯後経過時間が基準時間Ｔ１に達した場合は、ステップＳ１８に進み、制御部３６は、センサ温度を取得する。さらに、ステップＳ１９に進み、取得したセンサ温度をワークメモリに記憶させる。

次に、ステップＳ２０では、制御部３６は、センサ温度が警告基準温度Ｂ以上であるか否かを判別する。ここで、警告基準温度Ｂは、後述する警告基準温度Ｃよりも低く設定され、不揮発性メモリに予め記憶されている。

センサ温度が警告基準温度Ｂより低い場合は、筐体内部に温度異常は生じていないものとして、ステップＳ１１からの処理に戻る。このようにステップＳ１１〜Ｓ１４とＳ１８〜Ｓ２０の処理を繰り返し実行することで、消灯後経過時間が基準時間Ｔ１に達した後で、かつ点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達する前の筐体内部での温度異常の有無を、警告基準温度Ｂを閾値として判別し続ける。

一方、ステップＳ２０において、センサ温度が警告基準温度Ｂ以上である（警告基準温度Ｂより高い）場合には、ステップＳ２４に進み、制御部３６は、保護動作として、表示部３９に温度異常を示す警告表示を行わせる。

また、ステップＳ１２において、点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達した場合は、ステップＳ２１に進み、制御部３６は、センサ温度を取得する。そして、ステップＳ２２では、取得したセンサ温度をワークメモリに記憶させる。

次に、ステップＳ２３では、制御部３６は、センサ温度が警告基準温度Ｃ以上であるか否かを判別する。警告基準温度Ｃは、不揮発性メモリに予め記憶されている。センサ温度が警告基準温度Ｃよりも低い場合は、筐体内部に温度異常は生じていないものとして、再びステップＳ２１からの処理に戻る。

このようにステップＳ２１〜２３の処理を繰り返し実行することで、点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達した後における筐体内部での温度異常の有無を、警告基準温度Ｃを閾値として判別し続ける。

一方、ステップＳ２３において、センサ温度が警告基準温度Ｃ以上である（警告基準温度Ｃより高い）場合には、ステップＳ２４に進み、制御部３６は、表示部３９に温度異常を示す警告表示を行わせる。

図１１及び図１２には、消灯後経過時間及び点灯後経過時間に応じて警告基準温度が変更される様子を示す。ｔ０は前回のランプ１の消灯時刻を、ｔ１は今回（次）のランプ１の点灯開始時刻を示す。

図１１に示すように、前回のランプ消灯から今回のランプ点灯までの消灯後経過時間（ｔ１−ｔ０）が基準時間Ｔ１に達していない場合は、今回のランプ点灯からの点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達するまで、警告基準温度はＡに設定される。つまり、前回のランプ消灯後、まだランプ１の余熱の影響により筐体内部の温度が高い状態でランプ１が再点灯された場合には、実施例１と同様に、警告基準温度を高めのＡに設定することで、不要な保護動作が行われることを回避する。

また、図１２に示すように、消灯後経過時間（ｔ１−ｔ０）が基準時間Ｔ１に達している場合は、点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達するまで、警告基準温度はＢに設定される。つまり、前回のランプ消灯後、ランプ１が冷えて筐体内部の温度が低い状態でランプ１が再点灯された場合には、警告基準温度を低めのＢに設定することで、ランプ１の点灯後、早い段階で温度異常が生じた場合に、迅速にこれを検出して保護動作を行う。

このように、本実施例では、ランプ１が消灯してから次に点灯するまでの経過時間（消灯後経過時間）を計測し、該経過時間に応じて所定温度としての警告基準温度を変更する。

そして、図１１及び図１２のいずれに示す場合も、点灯後経過時間が基準時間Ｔ２に達した後は、警告基準温度はＣに変更される。警告基準温度Ｃは、その後、プロジェクタの動作（画像投射）中において維持され、排気口２４ａが壁等の障害物で塞がれることによる筐体内部の温度異常を判別するための閾値として用いられる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。例えば、上記各実施例では、ランプ冷却構造内に設けられた温度センサによる温度異常検出の閾値設定について説明したが、同様の閾値設定を、ランプ以外の発熱部材の冷却構造内に設けた温度センサに適用してもよい。

また、反射型液晶パネルに代えて、透過型液晶パネルやデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いてもよい。

本発明の実施例１であるプロジェクタの分解斜視図。 実施例１のプロジェクタの光学構成を示す平面図及び側面図。 実施例１のプロジェクタの冷却風の流れを示す平面図。 実施例１のプロジェクタにおけるランプ冷却構造を示す斜視図。 実施例１のプロジェクタの制御系の構成を示すブロック図。 実施例１における保護動作の処理を示すフローチャート。 プロジェクタの筐体内部の温度の推移を示すグラフ。 実施例１における警告基準温度の推移を示すグラフ。 実施例１における筐体内部の温度と警告基準温度との関係を示すグラフ。 本発明の実施例２であるプロジェクタの保護動作の処理を示すフローチャート。 実施例２における警告基準温度の推移を示すグラフ。 実施例２における警告基準温度の推移を示すグラフ。

符号の説明

１ 光源ランプ
１０ バラスト電源基板
１１ 制御基板
１８ 排気ファン
２２ 上部外装ケース
３６ 制御部
３７ 排気ファン電源
３８ ランプ電源
３９ 表示部
Ｓ２ 第２温度センサ

Claims (7)

1. 光源からの光を用いて画像を投射する画像投射装置であって、
   該装置の内部の温度を検出する温度検出手段と、
   該温度検出手段による検出温度が所定温度より高い場合に保護動作を行う制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記光源が点灯してからの経過時間を計測し、該経過時間に応じて前記所定温度を変更することを特徴とする画像投射装置。
2. 前記制御手段は、前記経過時間が所定時間に達する前の前記所定温度を、該所定時間に達した後よりも高く設定することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記制御手段は、前記経過時間が所定時間に達する前の前記所定温度を、該所定時間に達した後よりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
4. 前記制御手段は、前記光源が消灯してから次に点灯するまでの経過時間である第１の経過時間と、前記光源が点灯してからの経過時間である第２の経過時間と計測し、
   前記第１の経過時間が第１の所定時間に達する前は、前記第２の経過時間が第２の所定時間に達する前の前記所定温度を該第２の所定時間に達した後よりも高く設定し、
   前記第１の経過時間が前記第１の所定時間に達した後は、前記第２の経過時間が前記第２の所定時間に達する前の前記所定温度を該第２の所定時間に達した後よりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
5. 光源からの光を用いて画像を投射する画像投射装置であって、
   該装置の内部の温度を検出する温度検出手段と、
   該温度検出手段による検出温度が所定温度より高い場合に保護動作を行う制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記光源が消灯してから次に点灯するまでの経過時間を計測し、該経過時間に応じて前記所定温度を変更することを特徴とする画像投射装置。
6. 前記保護動作は、警告の表示、警告音の発生、光源ランプの消灯及びファンの回転数増加のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像投射装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の画像投射装置と、
   該画像投射装置に画像情報を供給する画像供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。