JP2012215750A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の低下を抑制できるプロジェクターを提供する。
【解決手段】プロジェクターは、外装ケースと、外装ケース内に配置される電源装置と、外装ケース内に配置され、電源装置から供給される電力により作動する光源を含む照明光学系と、外装ケース内に配置され、照明光学系からの光を使って画像を形成する画像形成系と、外装ケース内の複数の位置にそれぞれ配置される複数の温度センサーと、複数の温度センサーの少なくとも一つの温度センサーの検出値に基づいて、電源装置を制御する制御装置と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクターに関する。

プロジェクターにおいては、高温環境の下でプロジェクターを使用し続けた場合、そのプロジェクターの寿命が低下したり、画像の質が低下したりする等、プロジェクターの信頼性が低下する可能性がある。その対策として下記特許文献に開示されているように、温度センサーをライトバルブ周辺または光源の周辺に配置し、センサーの出力が所定の値を超えた時には明るさを下げるプロジェクターが知られている。

特開２００３−０１５２２４号公報 特開２００３−０４３５８５号公報

しかしながら、プロジェクターにおいて、温度管理を行わなければならない箇所は複数あり、一つの温度センサーによる制御では不十分であり、プロジェクターの信頼性が低下する可能性がある。

本発明の態様は、信頼性の低下を抑制できるプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の一態様に従えば、外装ケースと、前記外装ケース内に配置される電源装置と、前記外装ケース内に配置され、前記電源装置から供給される電力により作動する光源を含む照明光学系と、前記外装ケース内に配置され、前記照明光学系からの光を使って画像を形成する画像形成系と、前記外装ケース内の複数の位置にそれぞれ配置される複数の温度センサーと、複数の前記温度センサーの少なくとも一つの温度センサーの検出値に基づいて、前記電源装置を制御する制御装置と、を備えるプロジェクターが提供される。

本発明の一態様によれば、外装ケース内において複数の位置のそれぞれに温度センサーが配置されることにより、それら複数の位置における温度を検出することができる。そのため、その温度センサーの検出値に基づいて制御装置が電源装置を制御することによって、プロジェクターの信頼性が低下してしまうような使用状況を回避することができる。したがって、プロジェクターの信頼性の低下を抑制することができる。

前記制御装置は、複数の前記温度センサーにはそれぞれ所定の閾値が設定され、複数の前記温度センサーの検出値が前記第１の閾値以下のとき、前記電源装置から前記光源に第１の電力を供給し、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第１の閾値を超えるとき、前記電源装置から前記光源に前記第１の電力よりも少ない第２の電力を供給する構成でもよい。これにより、温度センサーの検出値が第１の閾値以下の場合、光源に第１の電力を供給して、例えば通常モードで光を投射することができる。また、温度センサーの検出値が第１の閾値を超えるとき、光源に第２の電力を供給することによって、例えばプロジェクターの信頼性の低下を抑制しつつ、光を投射することができる。

前記制御装置は、複数の前記温度センサーの検出値が前記第１の閾値を超えて前記第２の電力を供給するように切り替えた後は、前記第１の閾値以下になっても前記第２の電力を供給する構成でもよい。これにより、第２の電力を供給し続けるようにすることで検出値が第１の閾値から上昇下降を繰り返しても投写される画像の明るさの切り替わりが頻繁に発生してしまうことを防止することができる。

前記制御装置は、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第１の閾値を超えるとき、警告表示を行うことなく前記光源に前記第２の電力を供給し、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えるとき、警告表示を行う構成でもよい。これにより、例えば温度センサーの検出値が第１の閾値と第２の閾値との間の場合、例えばプロジェクターの信頼性の低下を抑制しつつ、光を投射することができる。また、温度センサーの検出値が第２の閾値を超えるとき、警告表示を行うことによって、温度が異常であることを知らせることができる。

前記制御装置は、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第２の閾値よりも高い第３の閾値を超えるとき、前記電源装置から前記光源に対する電力の供給を停止する構成でもよい。これにより、高温環境の下でプロジェクターを使用し続けなくてすむ。したがって、プロジェクターの信頼性の低下を抑制することができる。

前記温度センサーは、少なくとも前記電源装置の温度を検出する第１温度センサー、及び前記画像形成系が有する光変調素子の温度を検出する第２温度センサーを含む構成でもよい。例えば高温になりやすい電源装置の温度を検出することによって、プロジェクターの寿命が短くなってしまうような使用状況を回避することができる。また、画像の質に影響を与える可能性が高い光変調素子の温度を検出することによって、画像の質が低下してしまうような使用状況を回避することができる。

前記外装ケースの外部空間の空気を前記外装ケース内に取り入れる吸気部と、前記外装ケース内の空気を前記外部空間に排出する排気部と、を備え、前記温度センサーは、前記吸気部の温度を検出する第３温度センサー、及び前記排気部の温度を検出する第４温度センサーを含む構成でもよい。吸気部の温度を検出することによって、例えば外装ケースの外部空間の温度に関する情報を取得することができる。また、排気部の温度を検出することによって、例えば外装ケースの外装ケース内全体の温度に情報を取得することができる。

本実施形態に係るプロジェクターの一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の一例を示す模式図である。図１において、プロジェクター１は、外装ケース１００と、外装ケース１００内に配置される電源装置２００と、外装ケース１００内に配置され、電源装置２００から供給される電力により作動する光源４０１を含む照明光学系４と、外装ケース１００内に配置され、照明光学系４からの光を使って画像を形成する画像形成系７と、外装ケース１００内の複数の位置にそれぞれ配置される複数の温度センサー５１〜５５と、プロジェクター１の動作を制御する制御装置ＣＴとを備える。また、プロジェクター１は、画像形成系７からの光を投射する投射光学系８を備える。

また、本実施形態において、プロジェクター１は、外装ケース１００の外部空間の空気を外装ケース１００の内部空間ＳＰに取り入れる吸気部１０と、内部空間ＳＰの空気を外部空間に排出する排気部３００とを備える。吸気部１０は、例えば吸気ファンを有する。排気部３００は、例えば排気ファンを有する。また、本実施形態において、プロジェクター１は、光源４０１に空気を供給する光源冷却用ファン８００を有する。なお、図１における矢印はプロジェクター１内部の空気の流れを示す。

本実施形態において、電源装置２００は、第１電源装置２００Ａと、第２電源装置２００Ｂとを含む。第１電源装置２００Ａは、例えば制御装置ＣＴ及び画像形成系７等に電力を供給する。第２電源装置２００Ｂは、例えば光源４０１に電力を供給する。なお、本実施形態においては、電源装置２００は、２つの電源装置を含むが、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

本実施形態において、温度センサー５１は、第１電源装置２００Ａの温度を検出する。温度センサー５２は、第２電源装置２００Ｂの温度を検出する。温度センサー５３は、画像形成系７の少なくとも一部の温度を検出する。温度センサー５３は、例えば画像形成系７が有する光変調素子（本実施形態においては液晶パネル）の温度を検出する。温度センサー５４は、吸気部１０の温度を検出する。温度センサー５５は、排気部３００の温度を検出する。

温度センサー５１〜５５の検出値は、制御装置ＣＴに出力される。本実施形態において、制御装置ＣＴは、複数の温度センサー５１〜５５の少なくとも一つの温度センサーの検出値に基づいて、電源装置２００を制御する。

次に、本実施形態に係るプロジェクター１が有する光学ユニット２について説明する。光学ユニット２は、照明光学系４と、色分離光学系５と、リレー光学系６と、光変調素子７００を含む画像形成系７と、色合成光学系７０４と、投射光学系８と、収容筐体９とを備える。

本実施形態において、光変調素子７００は、液晶パネルを含む。以下の説明において、光変調素子７００を適宜、液晶パネル７００、と称する。

本実施形態において、液晶パネル７００は、液晶パネル７００Ｒと、液晶パネル７００Ｇと、液晶パネル７００Ｂとを含む。以下の説明において、３つの液晶パネル７００Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂを総称して、液晶パネル７００、と称する場合がある。

照明光学系４は、光源装置４０１と、第１レンズアレイ４０２と、第２レンズアレイ４０３と、偏光変換素子４０４と、重畳レンズ４０５とを備えている。

光源装置４０１は、光源ランプ（光源）４０１Ａと、リフレクタ４０１Ｂとを有する。光源ランプ４０１Ａは、例えばハロゲンランプを含む。リフレクタ４０１Ｂは、例えば放物面鏡を含む。光源ランプ４０１Ａから射出された放射状の光は、リフレクタ４０１Ｂで反射する。リフレクタ４０１Ｂは、光源ランプ４０１Ａからの光を平行光に変換する。

第１、第２レンズアレイ４０２、４０３はそれぞれ、例えばマトリクス状に配置された複数のマイクロレンズを含む。第２レンズアレイ４０３は、重畳レンズ４０５とともに、光源装置４０１からの光を均一化して、液晶パネル７００を照明する。

偏光変換素子４０４は、第２レンズアレイ４０３と重畳レンズ４０５との間に配置される。偏光変換素子４０４は、第２レンズアレイ４０３からの光を一定方向の偏光光に変換する。偏光変換素子４０４からの光（偏光光）は、重畳レンズ４０５によって液晶パネル７００に重畳される。

色分離光学系５は、２つのダイクロイックミラー５０１、５０２と、反射ミラー５０３とを有する。色分離光学系５は、照明光学系４からの光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離する。以下の説明において、赤の色光を適宜、赤色光、と称し、緑の色光を適宜、緑色光、と称し、青の色光を適宜、青色光、と称する。

ダイクロイックミラー５０１は、照明光学系４からの光のうち、赤色光成分及び緑色光成分を透過し、青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー５０２は、ダイクロイックミラー５０１からの光のうち、赤色光成分を透過し、緑色光成分を反射する。反射ミラー５０３は、ダイクロイックミラー５０２からの光（赤色光）を反射する。

画像形成系７は、入射した光を画像情報に応じて変調して、合成する。画像形成系７は、色分離光学系５からの各色光が入射する３つの入射側偏光板７０２と、それら入射側偏光板７０２の後段に配置される３つの液晶パネル７００Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂと、各液晶パネル７００Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂの後段に配置される３つの射出側偏光板７０３と、色合成光学系７０４とを備えている。

入射側偏光板７０２は、色分離光学系５からの各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収する。 射出側偏光板７０３は、液晶パネル７００からの光のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光を吸収する。入射側偏光板７０２と射出側偏光板７０３とは、互いの偏光軸の方向が直交するように配置される。

本実施形態において、液晶パネル７００Ｒは、赤色光用の液晶パネルである。液晶パネル７００Ｇは、緑色光用の液晶パネルである。液晶パネル７００Ｂは、青色光用の液晶パネルである。

色分離光学系５からの青色光は、液晶パネル７００Ｂに供給される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー５０１で反射した青色光が、反射ミラー５０３で反射し、フィールドレンズ７０１及び入射側偏光板７０２を介して、液晶パネル７００Ｂに入射する。

色分離光学系５からの緑色光は、液晶パネル７００Ｇに供給される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー５０２で反射した緑色光が、フィールドレンズ７０１及び入射側偏光板７０２を介して、液晶パネル７００Ｇに入射する。

色分離光学系５からの赤色光は、液晶パネル７００Ｒに供給される。本実施形態においては、ダイクロイックミラー５０２を透過した赤色光は、リレー光学系６、フィールドレンズ７０１、及び入射側偏光板７０２を介して、液晶パネル７００Ｒに入射する。なお、リレー光学系６は、入射側レンズ６０１と、リレーレンズ６０３と、反射ミラー６０２、６０４とを有する。

色合成光学系７０４は、クロスダイクロイックプリズムを含み、射出側偏光板７０３から射出され、液晶パネル７００Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂによってそれぞれ変調された光を合成する。

投射光学系８は、色合成光学系７０４で合成された光を拡大してスクリーンに投射する。

収容筐体９は、照明光学系４、色分離光学系５、リレー光学系６、液晶パネル７００を含む画像形成系７、色合成光学系７０４、及び投射光学系８を保持する。収容筐体９は、照明光学系４、色分離光学系５、リレー光学系６、液晶パネル７００を含む画像形成系７、色合成光学系７０４、及び投射光学系８を収容する空間を形成する。収容筐体９は、例えば合成樹脂製である。

本実施形態において、光学ユニット２の少なくとも一部は、外装ケース１００に支持される。なお、光学ユニット２が、所定の支持部材を介して、外装ケース１００に支持されてもよい。

次に、プロジェクター１の動作の一例について説明する。制御装置ＣＴは、電源装置２００を制御して、その電源装置２００から光源４０１に電力を供給する。また、制御装置ＣＴは、電源装置２００を制御して、例えば液晶パネル７００に電力を供給する。また、制御装置ＣＴは、電源装置２００を制御して、吸気部１０（吸気ファン）、排気部３００（排気ファン）、及び光源ファン８００に電力を供給する。

照明光学系４の光源４０１から光が射出されると、その光は、色分離光学系５に入射する。色分離光学系５は、照明光学系４からの光を、赤色光、緑色光、及び青色光に分離する。赤色光は、液晶パネル７００Ｒに入射する。液晶パネル７００Ｒは、赤色光に基づいて画像を形成する。緑色光は、液晶パネル７００Ｇに入射する。液晶パネル７００Ｇは、緑色光に基づいて画像を形成する。青色光は、液晶パネル７００Ｂに入射する。液晶パネル７００Ｂは、青色光に基づいて画像を形成する。液晶パネル７００Ｒ、７００Ｇ、７００Ｂから射出された光は、色合成光学系２４４によって合成される。投射光学系３は、色合成光学系２４４からの光を投射する。

少なくとも電源装置２００が電力を供給している期間において、温度センサー５１〜５５が温度を検出する。少なくとも電源装置２００が電力を供給している期間において、温度センサー５１〜５５は、検出値を制御装置ＣＴに出力する。

本実施形態において、制御装置ＣＴは、複数の温度センサー５１〜５５の少なくとも一つの温度センサーの検出値に基づいて、電源装置２００を制御する。

本実施形態においては、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれの検出値に対する閾値が定められている。それら閾値に関する情報は、制御装置ＣＴ（又は制御装置ＣＴに接続された記憶装置）に記憶されている。

本実施形態においては、閾値は、三段階に定められている。以下の説明において、温度の検出値に関する三段階の閾値のうち、最も小さい（低い）閾値を適宜、第１の閾値ｔ１、と称し、第１の閾値ｔ１に次いで小さい（低い）閾値を適宜、第２の閾値ｔ２、と称し、最も大きい（高い）閾値を適宜、第３の閾値ｔ３、と称する。

すなわち、第１の閾値ｔ１、第２の閾値ｔ２、及び第３の閾値ｔ３のうち、第１の閾値ｔ１が最も小さい（低い）値であり、第３の閾値ｔ３が最も大きい（高い）値であり、第２の閾値ｔ２が第１の閾値ｔ１と第３の閾値ｔ３との間の値である。第１の閾値ｔ１、第２の閾値ｔ２、第３の閾値ｔ３は各温度センサー５１〜５５個別に設定される。

本実施形態においては、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値の全てが第１の閾値ｔ１以下の場合、制御装置ＣＴは、電源装置２００から光源４０１に第１の電力を供給する。

以下の説明において、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値の全てが第１の閾値ｔ１以下であり、電源装置２００から光源４０１に第１の電力が供給されるモードを適宜、通常モードＭ１、と称する。

本実施形態においては、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値のうち、少なくとも一つの検出値が第１の閾値ｔ１を超えた場合、制御装置ＣＴは、電源装置２００から光源４０１に第１の電力よりも少ない第２の電力を供給する。

以下の説明において、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値のうち、少なくとも一つの検出値が第１の閾値ｔ１を超え、電源装置２００から光源４０１に第１の電力よりも少ない第２の電力が供給されるモードを適宜、低電力モードＭ２、と称する。

本実施形態においては、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値のうち、少なくとも一つの検出値が第２の閾値ｔ２を超えた場合、制御装置ＣＴは、電源装置２００から光源４０１に第２の電力を供給する。また、制御装置ＣＴは、警告表示を投射された画像に表示させ、及び／又はプロジェクター１に設けられたインジゲーターの点滅表示等で行う。

以下の説明において、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値のうち、少なくとも一つの検出値が第２の閾値ｔ２を超え、電源装置２００から光源４０１に第２の電力が供給され、警告表示がなされるモードを適宜、低電力警告モードＭ３、と称する。

本実施形態においては、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値のうち、少なくとも一つの検出値が第３の閾値ｔ３を超えた場合、制御装置ＣＴは、電源装置２００から光源４０１に対する電力の供給を停止する。

以下の説明において、複数の温度センサー５１〜５５のそれぞれから出力される検出値のうち、少なくとも一つの検出値が第３の閾値ｔ３を超え、電源装置２００から光源４０１に対する電力の供給を停止するモードを適宜、強制終了モードＭ４、と称する。

なお、本実施形態においては、通常モードＭ１及び低電力モードＭ２においては、警告表示を行わない。低電力警告モードＭ３において警告表示を行う。なお、強制終了モードＭ４において、警告表示が行われてもよいし、行われなくてもよい。

また、制御装置ＣＴは、例えば低電力モードＭ２において温度センサー５１〜５５から出力された検出値が第１の閾値ｔ１以下であると判断した場合においても、低電力モードＭ２から通常モードＭ１には移行しない。通常モードＭ１に戻さないようにすることで検出値が第１の閾値ｔ１から上昇下降を繰り返しても電力が切り替わり投写された画像の明るさの切り替わりが頻繁に発生してしまうことを防止することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、内部空間ＳＰにおいて複数の位置のそれぞれに温度センサー５１〜５５が配置されることにより、それら複数の位置における温度を検出することができる。そのため、その温度センサー５１〜５５の検出値に基づいて、制御装置ＣＴがモードＭ１〜Ｍ４のいずれかになるように電源装置２００を制御することによって、プロジェクター１の信頼性が低下してしまうような使用状況を回避することができる。したがって、プロジェクター１の内部温度上昇による信頼性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態においては、複数の温度センサー５１〜５５の検出値が第１の閾値ｔ１以下のとき、電源装置２００から光源４０１に第１の電力を供給し、例えば温度センサー５１の検出値が第１の閾値ｔ１を超えるとき、電源装置２００から光源４０１に第２の電力を供給するため、例えば温度が第１の閾値ｔ１よりも高い高温環境の下で光源４０１が高輝度の光を発しなくてすむ。これにより、例えば光源４０１の寿命の低下が抑制される。また、温度が第１の閾値ｔ１を超えた場合でも、本実施形態においては、光源４０１が光を発し続けるため、プロジェクター１は画像を表示続けることができる。

また、本実施形態においては、温度が第２の閾値ｔ２を超えたとき、警告表示を行うため、例えば使用者に注意を促すことができる。

また、本実施形態においては、温度が第３の閾値ｔ３を超えたとき、光源４０１の発光を停止するようにしたので、高温環境の下で光源４０１を使用し続けてしまう不都合を回避でき、光源２１１の寿命の低下を抑制することができる。

１…プロジェクター、４…照明光学系、７…画像形成系、８…投射光学系、１０…吸気部、５１〜５５…温度センサー、１００…外装ケース、２００…電源装置、３００…排気部、ＣＴ…制御装置、ＳＰ…内部空間

Claims (7)

1. 外装ケースと、
   前記外装ケース内に配置される電源装置と、
   前記外装ケース内に配置され、前記電源装置から供給される電力により作動する光源を含む照明光学系と、
   前記外装ケース内に配置され、前記照明光学系からの光を使って画像を形成する画像形成系と、
   前記外装ケース内の複数の位置にそれぞれ配置される複数の温度センサーと、
   複数の前記温度センサーの少なくとも一つの温度センサーの検出値に基づいて、前記電源装置を制御する制御装置と、を備えるプロジェクター。
2. 前記制御装置は、複数の前記温度センサーにはそれぞれ所定の閾値が設定され、複数の前記温度センサーの検出値が前記第１の閾値以下のとき、前記電源装置から前記光源に第１の電力を供給し、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第１の閾値を超えるとき、前記電源装置から前記光源に前記第１の電力よりも少ない第２の電力を供給する請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記制御装置は、複数の前記温度センサーの検出値が前記第１の閾値を超えて前記第２の電力を供給するように切り替えた後は、前記第１の閾値以下になっても前記第２の電力を供給する請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記制御装置は、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第１の閾値を超えるとき、警告表示を行うことなく前記光源に前記第２の電力を供給し、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を超えるとき、警告表示を行う請求項２又は３に記載のプロジェクター。
5. 前記制御装置は、前記少なくとも一つの温度センサーの検出値が前記第２の閾値よりも高い第３の閾値を超えるとき、前記電源装置から前記光源に対する電力の供給を停止する請求項４に記載のプロジェクター。
6. 前記温度センサーは、少なくとも前記電源装置の温度を検出する第１温度センサー、及び前記画像形成系が有する光変調素子の温度を検出する第２温度センサーを含む請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
7. 前記外装ケースの外部空間の空気を前記外装ケース内に取り入れる吸気部と、前記外装ケース内の空気を前記外部空間に排出する排気部と、を備え、
   前記温度センサーは、前記吸気部の温度を検出する第３温度センサー、及び前記排気部の温度を検出する第４温度センサーを含む請求項５に記載のプロジェクター。

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