JP2009180903A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 プロジェクタを大きく傾けて使用する場合は、設置方法によっては、累積の点灯時間より前にランプの寿命が来てしまう恐れがあるという問題があった。
【解決手段】 投射により画像表示を行うプロジェクタに１おいて、光源ランプ５と、光源ランプ５を冷却する冷却ファン８と、この光源ランプ５について、傾斜角度毎の寿命データ時間を記憶したテーブル１２と、装置の設置傾斜角度を検出できる角度センサ１０と、この角度センサ１０により検出した角度により、前記テーブルの記憶されたランプの寿命時間のデータに基づき、ランプ使用残量時間を自動計算するランプタイマー１３と、計算されたランプ使用残量時間に基づいた報知を行う報知手段とを具備する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ランプ光源を用いて構成される画像を投射するプロジェクタに関し、特に、ランプ寿命を報知することができるプロジェクタに関する。

光源からの光をスクリーン上に投射することによって大画面で表示を行うフロントプロジェクターでは、光源として高輝度が得られる放電式ランプ（例えば、高圧水銀ランプや、ハライドランプ、キセノンランプ等）が用いられている。これらのランプは技術改良により高寿命化が図られてきているが、寿命が近づくと発光輝度が除々に低下してくるため、適切なタイミングでランプの交換が必要になっている。

このランプ交換のタイミングを報知する技術として、ランプの点灯状態が継続している時間、及び消灯時間を計時して、累積のランプ点灯時間がランプの寿命に達した判定されたときに、表示または警告を行うことが、行われている（例えば、特許文献１）。
特開２００６−１７１６０２公報

しかしながら、従来の構成では、単にランプの累積の点灯時間からランプの寿命を判断している。しかしながら、プロジェクタを大きく傾けて使用する場合は、点灯時の放熱が十分に行えないケースもあることから、設置方法によっては、累積の点灯時間より前にランプの寿命が来てしまう恐れがあるという問題があった。

本発明は、上記事情によりなされたもので、その目的は、傾けて設置している場合であっても、正確にランプの寿命を把握して、警告を行えるプロジェクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、投射により画像表示を行うプロジェクタにおいて、光源ランプと、光源ランプを冷却する冷却ファンと、この光源ランプについて、傾斜角度毎の寿命データ時間を記憶したテーブルと、装置の設置傾斜角度を検出できる角度センサと、この角度センサにより検出した角度により、前記テーブルの記憶されたランプの寿命時間のデータに基づき、ランプ使用残量時間を自動計算するランプタイマーと、計算されたランプ使用残量時間に基づいた報知を行う報知手段とを具備する。

このような構成を有することにより、装置を大幅に傾けて使用しても、ランプの使用残量時間を正確に計算して、ランプ使用残量時間に関する報知を行うことができる。

本発明は、プロジェクタを傾斜させた条件で使用した場合においても、その条件にてランプの寿命が正確に計算して、ユーザーに対して報知を行うことができるため、使い勝手が向上する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明のプロジェクタの全体構成を示す図である。
図において、プロジェクタ１は、図示していない映像信号供給装置（例えばＰＣ等）から、入力端子２を介して入力された映像信号は、映像信号処理部３で、例えばスケーリング処理や輪郭補正処理等の映像表示に必要な各種の処理を施した後、光学制御部４６に出力される。そして、光学制御部４では、供給されたデジタルの映像信号の、各色成分Ｒ、Ｇ、Ｂに対応したコントラスト調整処理等を施す。

この光源となるランプ５から出射した光束が、光学エンジン（例えば液晶ライトバルブやＤＭＤ素子等）６に照射される。そして、この光学エンジン６は、光学制御部から映像信号によって、ランプから照射される光束を光変調し、投射レンズ７を介してスクリーンに拡散投射され、ここに映像表示が行われる。

更に、ランプ５を冷却するために冷却ファン８が設けられており、この冷却ファン８の回転数は、制御部９によって制御されている。
また、制御部９には、装置全体の傾きを検出する傾きセンサ１０と、ランプ５の寿命表示等を行うための表示部１１が設けられている。なお、表示部１１は必ずしも必要ではなく、ランプ５の寿命に関する警告表示は、投射光にＯＳＤとして、重畳して表示するようにしてもよい。

更に、制御部９には、検出した傾きに応じた冷却ファン８の回転数と、傾斜角度毎のランプ５の寿命時間を記憶したファンテーブル１２と、ランプ５の点灯時間を計測し、その時点でのランプ寿命（ランプ使用残量時間）を記憶するランプタイマー１３を有している。

図２は、ランプ５の構成を説明するための図である。
ランプ５は、反射鏡２１と、反射鏡２１の内部に発光管２２を備えている。発光管２２の根元の部分には電極棒２３が収容された発光管球体部２４が設けられている。そして、発光管球体内２４に水銀が封入されている。

図３は、プロジェクタ１が水平設置状態時にランプ５を反射鏡開口側から見た図である。
ランプ５の発光管球体２４内の水銀は、消灯時には液体状態にあるが、ランプ５の点灯時は発光管球体部２４内がおよそ２千〜３千度に発熱し、水銀は気化する。やがて発光管２２内部では水銀を主成分とした内部ガスが、重力作用により自然対流を始める。したがって、図３に示すように、発光管球体部２４は一様温度とならず、通常、重力方向に対し上部に当たる部分が最高温度点、下部に当たる部分が最冷点となる。

一般に、ランプ５には使用温度条件として、発光管球体部２４における上限規定温度と下限規定温度が設けられている。ここで、上限規定温度は、発光管２２を構成する石英ガラスの耐熱温度を上回らない温度に規定されており、また下限規定温度は、ランプ５の寿命に作用する発光管球体部２４内のハロゲンサイクルを適正化するため温度に規定されている。このため、プロジェクタ１では、発光管球体部２４の最高温度点に対しては上限規定温度内、最冷点に対しては下限規定温度内に納まるように、冷却ファン８等で強制空冷をするようになっている。

図３に示すように、冷却ファン８からの冷却風は、吹き出し口から発光管２２に当たり、発光管２２の上方に向かう冷却風Ａと、発光管の下方に向かう冷却風Ｂとに分かれる。

このため、強制空冷条件を決めるに当たり、発光管２２の最高温度点がランプの上限規定温度を超えない範囲で、かつ発光管２２の最冷点がランプの下限規定温度を超えない範囲で、冷却ファン８の冷却風の風速、風量を設定する必要がある。

一方、図４は、図３の状態からプロジェクタ１を逆さにし、天吊り設置した場合のランプ５と冷却ファン８の配置を示す図である。
冷却ファン８とランプ５の位置関係は、水平設置の場合である図３の場合と変らないが、発光管２３の最高温度点、最冷点と冷却ファン８の位置関係は変化している。

通常、プロジェクタ１は、セットが机上に水平設置される場合、もしくは天井に設置された状態の両方を想定し、ランプ点灯時の温度が適正な範囲となるようにランプ５の仕様や冷却ファン８の風量といった温度設計を行う。このため、冷却風Ａ及び冷却風Ｂの風速、風量が適切に制御できていなければならず、一般的には冷却風ＡとＢがバランスよくランプ内に送り込まれる様に機構的な設計がなされている。

図５は、図３の状態からプロジェクタセットを右方向に任意の角度だけ傾けた場合の配置例である。
この場合では、発光管最高温度点は冷却風Ａにより冷却されるが、冷却ファン８の噴出し口から離れてしまい、冷却風Ａを直接受けにくい位置に移動しており、発光管上限温度を超えてしまう恐れがある。一方、発光管の最冷点は冷却風Ｂにより冷却されるが、冷却ファン８の噴出し口に近づくため、冷却風Ｂを直接受けやすい位置に移動しているため、発光管下限温度を下回る恐れがある。

この場合、ランプ５の上限規定温度と下限規定温度の余裕度に関するスペックを考慮し、冷却ファンの風量の調整が必要となる。
具体的には、上限規定温度に方にスペック上の余裕がある場合は、風量を減らす方向で調整される。この場合、最冷点については冷却風の風量が減少するため、発光管下限温度を超えることはないが、逆に発光管最高温度点は発光管上限温度を超える可能性が高くなる。

一方、下限規定温度風量の方にスペック上の余裕があれば、風量を増やすといった調整することになる。この場合、発光管最高温度点については冷却風の風量が増加するため、発光管上限温度を超えることはないが、逆に最冷点は、発光管下限温度を超える可能性が高くなる。

このため、プロジェクト１を傾けた状態では、発光管上限温度または発光管下限温度のいずれか一方が、超えた状態で使用されることになる。ランプ５の寿命時間は、ランプ５の温度が規定温度内で使用することを想定して決められている。このため、ランプの寿命が短くなってしまう。

図６は、図５とは反対方向に、図３の状態からプロジェクタセットが左側に任意の角度だけ傾いた状態を示す図である。
この場合は、発光管最高温度点は冷却風を直接受けやすい位置に移動しているのに対し、発光管最冷点が冷却風を直接受けにくい位置に移動している。
この場合も、図５の場合と同様に、ランプ５の上限規定温度と下限規定温度の余裕度に関するスペックを考慮し、冷却ファンの風量を増加または現状させる調整が必要となる。従って、この場合も、図５の場合と同様に、発光管上限規定温度または発光管下限温度のいずれか一方が、超えた状態で使用されることになり、ランプ５の寿命が短くなってしまう。

このように、図３のような水平設置、または図４のような天吊り設置では、発光管の温度が、発光管上限温度または発光管下限温度が規定内になるため、ランプ５の寿命について問題はない。しかしながら、図５、図６のように傾いた状態で使用する場合は、上限規定温度または下限規定温度から外れた温度で使用することになるため、ランプ５の寿命は、決められている寿命の時間より短い時間で、寿命がなくなる。

このため、本発明では、予め傾いた状態で使用する場合の冷却ファン８の風量と、この状況で使用し続けた場合のランプ５の寿命を測定しておき、ファンテーブル１２に記憶しておく。そして、プロジェクタ１に傾き検出センサ１０を搭載することによりプロジェクタ１の傾きを検出し、あらかじめプロジェクタ１のファンテーブル１２から冷却ファンの風量を求めるとともに、ファンテーブル１２のランプ寿命時間データからランプ使用残量時間を求め、ユーザーに報知を行うことが出来るようにするものである。

ここで、図７を用いて、ファンテーブル１２の一例を説明する。
図において、ファンテーブル１２は、傾斜角度毎に冷却ファン８の回転数とランプ寿命を対応させたものとなっている。ここで、ファンテーブル１２の角度は、０度を水平設置とし、右向きの傾斜角度により定義されている。このため、１８０度は天吊り状態を意味する。図３及び図４で説明したように、０度及び１８０度の場合は最も冷却を行いやすいため、冷却ファン８の回転数が最も低く、ランプ寿命も短くなっている。これに対して、０度、１８０度から角度が離れるほど、冷却ファンの回転数が高くなり、ランプ寿命も短くなっている。図７のファンテーブル１２では、角度を５度単位でデータを登録しているようにした例で説明しているがこれに限られず、傾き角度の間隔が大きい（例えば１５度単位等）場合でも、小さい場合（例えば、１度単位）でもよい。

次に、本発明の実施の形態に関する動作を、図８のフローチャートを用いて説明する。
図において、プロジェクタ１の電源投入が投入（ＳＴＥＰ１）されると、プロジェクタ１の制御部９は所定の立上動作を行ない、ランプ５が点灯を開始し、ランプタイマー１３がランプ点灯時間のカウントを始める。また、冷却ファン８も予め設定されている初期値の回転数で回転を開始する（ＳＴＥＰ２）。

次に、制御部９は、角度センサ１０によりプロジェクタ１の傾きを検出する（ＳＴＥＰ４）。
次に、制御部９は検出した角度に対応する冷却ファン８の回転数をファンテーブル１２から読み出す（ＳＴＥＰ５）。そして、冷却ファン８に対して回転数に対応する制御電圧を出力し、これに対応して、冷却ファン８の回転数が可変される（ＳＴＥＰ６）。

次に、制御部９は、ランプタイマー１３からその時点でのランプ使用残量時間を読み出す（ＳＴＥＰ６）。
そして、その時点でのランプ使用残量時間から、以下の計算式により新しいランプ使用残量時間を計算する。（ＳＴＥＰ７）
Ｌ＝Ｌｎ−Ｌ0／Ｌｄ×ｔ （１）
ここで、
Ｌ：現時点でのランプ使用残量時間（寿命）（ｈ）
Ｌｎ：点灯前時点でのランプ使用残量時間（寿命）（ｈ）
Ｌｄ：現状の角度で使用を続けた場合のランプ使用時間（寿命）（ｈ）
Ｌ０：定格のランプ使用時間（寿命）（ｈ）
ｔ：点灯時間（ｈ）
ここで、Ｌｄ：現状の角度で使用を続けた場合の寿命時間（ｈ）は、予めランプ５を製品試験等で角度毎の測定を行い、ファンテーブル１２に記憶してあるデータであり、当該ランプ使用残量時間の演算を行う際には、ファンテーブル１２から読み出した値を代入する。

ここで、点灯時間（ｔ）に対し、Ｌ0／Ｌｄを乗じているが、これは、プロジェクタ１の傾きの影響を反映するためである。つまり、０度と１８０度の場合はＬ0／Ｌｄ＝１となることから、ランプ５の点灯時間がそのまま、ランプ使用残量時間から減算されることになる。これに対して、０度と１８０度以外の場合には、Ｌ0／Ｌｄ＞１となることから、この係数を実際の点灯時間（ｔ）に乗ずることにより、多い時間がランプ使用残量時間（Ｌｎ）から減算されるため、ランプ使用残量時間の減り方が多くなり、実際の動作と対応している。

このような手順により、現時点でのランプ使用残量時間（寿命）（Ｌ）が求められると、ランプタイマー１３にＬ：現時点でのランプ使用残量時間（寿命）（Ｌｎ）として記憶するとともに、表示部１１等から必要に応じてランプ使用残量時間（寿命）に関する表示を行う（ＳＴＥＰ８）。

ここで、ランプ使用残量時間（寿命）に関する報知方法は、表示部１１に表示してもよいし、投射する映像信号に重畳して表示してもよい（投射する映像信号に重畳して表示する場合は、表示部１１を設けなくてもよい）。また、表示内容についても、具体的なランプ使用残量時間を表示してもよいし、予め決めた閾値の時間を切ったときに、アラームとして、その旨を示すアイコンやその他の表示方法でよい。またも、表示とともに、アラーム音を発生させるようにしてもよい（もちろん、表示は行わず、アラーム音だけでもよい）。

このように、プロジェクタ１の傾きを考慮してランプ５の残り使用残量時間（寿命）を計算して、表示等を行うようにしたため、ランプ交換時期が近づいていることをユーザーに知らしめることができ、使い勝手が向上する。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。

本発明のプロジェクタの全体構成を示す図。 ランプの構造を示す図。 プロジェクタを水平設置した場合のランプの冷却状態を説明するための図。 プロジェクタを天吊り設置した場合のランプの冷却状態を説明するための図。 プロジェクタを右斜めに傾斜して設置した場合のランプの冷却状態を説明するための図。 プロジェクタを左斜めに傾斜して設置した場合のランプの冷却状態を説明するための図。 本発明の実施例で用いられるファンテーブルの一例を示す図。 本発明の実施例の動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１・・・プロジェクタ
２・・・映像入力端子
３・・・映像信号処理部
４・・・光学制御部
５・・・ランプ
６・・・光学エンジン
７・・・投射レンズ
８・・・冷却ファン
９・・・制御部
１０・・・傾きセンサ
１１・・・表示部
１２・・・ファンテーブル
１３・・・ランプタイマー

Claims (3)

1. 投射により画像表示を行うプロジェクタにおいて、
   光源ランプと、
   光源ランプを冷却する冷却ファンと、
   この光源ランプについて、傾斜角度毎の寿命データ時間を記憶したテーブルと、
   装置の設置傾斜角度を検出できる角度センサと、
   この角度センサにより検出した角度により、前記テーブルの記憶されたランプの寿命時間のデータに基づき、ランプ使用残量時間を自動計算するランプタイマーと、
   計算されたランプ使用残量時間に基づいた報知を行う報知手段と
   を具備することを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記ランプタイマーは、
   現在までのランプ使用残量時間から、実際の使用時間を通常使用時の寿命時間と検出された角度における寿命時間の比率で補正したランプの点灯時間を減じることにより、演算を行うことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記報知手段は、
   演算されたランプ使用残量時間が、予め定めた閾値の時間よりも少なくなったときに、その旨の表示を行うことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。

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