JP2017090801A - 画像投射装置および画像投射装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動作温度上限範囲を拡大することのできる画像投射装置を提供する。
【解決手段】光を出射するランプ１７と、ランプ１７からの光を用いて画像を形成する画像表示素子１０ａと、ランプ１７を冷却するランプファンと、ランプ１７、画像表示素子１０ａ、およびランプファン２５を制御する制御手段と、を備え、ランプ１７を所定の駆動電力未満で駆動させると、少なくとも所定の駆動電力まで駆動電力を上昇させるランプリカバリー処理が所定のタイミングで実行される画像投射装置１において、制御手段は、ランプ１７を所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、ランプリカバリー処理により所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、該画像投射装置１の昇温を抑制する制御をする。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像投射装置および画像投射装置の制御方法に関する。

パーソナルコンピュータなどの情報処理装置、ＤＶＤプレーヤーなどの映像再生機器等から送信される画像データに基づいて、光源から照射される光を用いて画像表示素子（光変調素子ともいう）が画像を生成し、生成された画像を複数のレンズ等を含む光学系を通してスクリーン等の被投射面に投射する画像投射装置（プロジェクタ）が知られている。

画像投射装置として、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を利用したＤＬＰ（Digital Light Processing）（登録商標）方式の画像投射装置が普及し、広く利用されるようになってきている。

ＤＬＰ方式の画像投射装置では、複数色のフィルタ（セグメント）を回転軸周りに配置させたカラーホイールを備え、光源からの光を回転するカラーホイールを通過させることにより、光源からの光を時分割で画像表示素子に投射し、各色の画像データに基づいて光変調して、カラー画像を生成している（色順次方式）。

また、画像投射装置の光源（ランプ）としては、例えば、高圧水銀ランプ（ＵＨＰランプ）が広く用いられている。ランプは、バラスト（制御部）によって、駆動電力（ランプ電力ともいう）が制御されるとともに、交流矩形波である駆動波形（ランプ波形ともいう）が投入されることで駆動している。

また、画像投射装置には環境温度の検知手段としてのセンサが備えられており、画像投射装置の各部品の保護のため、環境温度が所定の閾値に達した場合、画像投射装置をシャットダウンさせている。また、環境温度が高温になるとランプの電力を低下させることにより、各部品の温度を下げて、高温環境でも動作可能にすることが知られている。

これに関し、例えば、特許文献１には、光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度を検知し、検知結果に基づいて、光源の駆動電力の大きさを段階的に変更するプロジェクタが開示されている。

画像投射装置では、一般に、ランプの駆動電力を所定の電力以下まで下げようとしても、ランプの発光管の黒化防止のため、不定期にランプの駆動電力を上昇させる制御（ランプリカバリー処理という）が実行され、このランプリカバリー処理の実行は原則として回避することできない。

例えば、特許文献１に記載の技術において、ランプの駆動電力を下限電力まで下げても、ランプリカバリー処理により、所定の時間経過後にランプ電力が上昇してしまうことが考えられる。

このため、ランプの駆動電力を下限電力まで下げても、結局は、ランプリカバリーが発生しない電力分までしか、画像投射装置が動作可能な温度の上限（「動作温度上限範囲」という）を拡大することができなかった。

そこで本発明は、動作温度上限範囲を拡大することができる画像投射装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像投射装置は、光を出射する光源と、前記光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、前記光源を冷却する光源冷却手段と、前記光源、前記画像表示素子、および前記光源冷却手段を制御する制御手段と、を備え、前記光源を所定の駆動電力未満で駆動させると、少なくとも前記所定の駆動電力まで駆動電力を上昇させるリカバリー制御が所定のタイミングで実行される画像投射装置において、前記制御手段は、前記光源を前記所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、前記リカバリー制御により前記所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、該画像投射装置の昇温を抑制する制御をするものである。

本発明によれば、画像投射装置の動作温度上限範囲を拡大することができる。

本発明に係る画像投射装置の一実施形態を示す外観斜視図である。 画像投射装置の側面図であって、被投射面への投射状態を示した図である。 （Ａ）画像投射装置の外装カバーを外した状態を示す斜視図、（Ｂ）（Ａ）の丸囲み部分の拡大構成図である。 照明ユニット、投射ユニット、画像表示素子ユニット、および光源ユニットの断面図である。 カラーホイールの平面模式図である。 画像投射装置の構成を示すブロック図である。 ランプの構成の一例を示す断面図である。 ランプの駆動電力とランプファンの回転数との関係を示すグラフである。 ランプ波形の電流振幅比の一例を示す説明図である。 ランプリカバリー処理時のランプ波形変更の一例を示すフローチャートである。 入力信号レベルと出力信号レベルの変換の説明図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

［第１の実施形態］
本実施形態に係る画像投射装置は、光を出射する光源（ランプ１７）と、光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子（画像表示素子１０ａ）と、光源を冷却する光源冷却手段（ランプファン１６）と、光源、画像表示素子、および光源冷却手段を制御する制御手段（制御部２０〜２４）と、を備え、光源を所定の駆動電力（省エネモード電力、図７）未満で駆動させると、少なくとも所定の駆動電力まで駆動電力を上昇させるリカバリー制御（ランプリカバリー処理）が所定のタイミングで実行される画像投射装置（画像投射装置１）において、制御手段は、光源を所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、リカバリー制御により所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、該画像投射装置の昇温を抑制する制御をする（図８）ものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

図１は、画像投射装置１の一実施形態を示す外観斜視図である。また、図２は、画像投射装置１の側面図であって、被投射面であるスクリーン１５への投射状態を示した図である。

画像投射装置１は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置やビデオカメラなどの撮像装置等から入力される映像データを基に映像を生成し、その映像をスクリーン１５に投影表示する装置（プロジェクタ）である。

画像投射装置１は、装置内部に光源としてのランプや多数の電子基板を備えており、起動時には、装置の内部温度が上昇する。このため、画像投射装置１には、内部の構成部品が耐熱温度を超えないように、吸気口１１および排気口１２が設けられている。

図３（Ａ）は、画像投射装置１の外装カバー２を外した状態を示す斜視図である。また、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の丸囲み部分で示す光学エンジン３と光源ユニット４の拡大構成図である。図３に示すように、画像投射装置１は、光学エンジン３および光源ユニット４を備えている。また、図４は、照明装置である照明ユニット３ａ（照明光学系）、投射ユニット３ｂ（投射光学系）、画像表示素子ユニット１０、および光源ユニット４の上面から見た断面図である。光学エンジン３は、照明ユニット３ａ、画像表示素子ユニット１０、および投射ユニット３ｂからなる。

図３に示すように、吸気口１１、排気口１２の内側には、それぞれ吸気ファン１３、排気ファン１４が設けられており、吸気ファン１３から吸入した外気を排気ファン１４から排出することで、装置内の強制気流による空冷がなされる。

画像投射装置１においては、光源ユニット４の光源からの光（白色光）が光学エンジン３の照明ユニット３ａに照射される。照明ユニット３ａ内では、照射された白色光を分光した後、光学部材により画像表示素子ユニット１０へ導き、変調信号に応じて画像形成する画像表示素子ユニット１０とその画像を投射ユニット３ｂによりスクリーン１５へ拡大投射する構成となっている。

光源ユニット４の光源であるランプ１７としては、種々のランプを用いることができるが、例えば、一対の電極間の放電により発光物質が発光する高圧水銀ランプ、キセノンランプなどのアークランプを用いることができる。本実施形態では、高圧水銀ランプを例に説明する。

また、光源ユニット４の側面の一方向側には光源冷却手段としてのランプファン１６が設けられている。ランプファン１６は、光源ユニット４の各部が設定された定格温度範囲内の温度となるように、その回転数が制御される。また、光源ユニット４からの光の出射方向と投射ユニット３ｂからの映像光の出射方向は、図４に示すように、略９０°の関係となっている。

光学エンジン３の照明ユニット３ａは、光源から照射された光を時分割によって分光する色分割素子としてのカラーホイール５と、カラーホイール５から出射した光を導くライトトンネル６と、リレーレンズ７、平面ミラー８および凹面ミラー９と、を備えている。また、照明ユニット３ａ内には、画像表示素子ユニット１０が設けられる。

照明ユニット３ａでは、先ず、光源からの出射光である白色光が、防爆ガラスを透過し、次いで、円盤状のカラーホイール５で単位時間毎にＲＧＢ等の各色が繰り返す光に変換され出射される。

カラーホイール５から出射された色分離された光は、ライトトンネル６に導かれる。ライトトンネル６は、入射された光がその内部（内壁）で複数回反射され合成されることで均一化する照明均一変換光学部材である。ライトトンネル６は、例えば、ガラス板に銀コート、誘電体多層膜など蒸着した反射コート面を内側にして４面または多面で対向するように配置されている。

図５にカラーホイール５の平面模式図を示す。カラーホイール５は、回転モータ５１の回転周上に複数のカラーフィルタ５２を固定した部材である。カラーフィルタ５２は、カラーホイール５の回転中心からずらした位置に配置される形状を有しており、回転モータ５１の駆動により、例えば、１２０Ｈｚで高速回転し、ランプ１７から発光された光が回転中のカラーフィルタ５２を順に透過する。カラーホイール５を透過した光は、順次各色のセグメントが切り替わるため、肉眼では全てのセグメントの色が積算された映像として目視することができる。

カラーホイール５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の透過特性を持ったカラーフィルタ５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂを有するものの他、図５に示すように、明るさ重視、色味重視などを実現するために、白（Ｗ）、シアン（Ｃ）、黄色（Ｙ）などの補色カラーフィルタ５２Ｗ，５２Ｃ，５２Ｙを設けたものも知られている。また、カラーブレーキングを防ぐため、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のセグメントを２つ設けたものも知られている。

次いで、ライトトンネル６から出射された光は、２枚のレンズを組み合わせてなるリレーレンズ７により、光の軸上色収差を補正しつつ集光される。また、リレーレンズ７から出射される光は、平面ミラー８および凹面ミラー９によって反射されて、画像表示素子ユニット１０に集光される。画像表示素子ユニット１０は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像データに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投射光を加工して反射する画像表示素子１０ａ（光変調素子）を備えている。

画像表示素子１０ａとしてのＤＭＤは、例えば、１辺が１０μｍ程度のマイクロミラーが５０万〜１０００万程度配列されてなり、各マイクロミラーは、±１２°傾斜可能となっている。

画像表示素子ユニット１０は、入力信号に応じてマイクロミラーのオンオフを切り替えることで投射ユニット３ｂへ光を出力する光を選別するとともに階調を表現する。また、時分割された各色の映像を重畳させることで、一つのカラー画像を生成する。

すなわち、画像表示素子１０ａにより、時分割で映像データに基づいて、複数のマイクロミラーが使用する光は投射レンズへ反射され、捨てる光（オフ光）は光学エンジン３内に吸収される。画像表示素子ユニット１０で使用する光は投射ユニット３ｂへ反射し、投射ユニット３ｂ内の複数の投射レンズを通り拡大された映像光はスクリーン１５上へ拡大投影される。

図６は、本実施形態に係る画像投射装置１の一例を示す機能ブロック図である。

画像投射装置１は、主制御部２０、画像表示素子制御部２１、ランプ制御部２３、ファン２５、不揮発性メモリ２６、電源ユニット２７、本体操作部２８、リモコン受信部２９、映像信号入力部３０、入力端子３１、ランプ１７、照明ユニット３ａ、画像表示素子ユニット１０、投射ユニット３ｂ、等を備え、スクリーン１５に画像を投射する画像投射装置１である。また、遠隔操作手段としてのリモコン３２を備えている。

主制御部２０は、画像投射装置１の全体の制御を行う。主制御部２０は、入力された映像信号に対して、コントラスト調整、明るさ調整、シャープネス調整、スケーリング処理などの画像処理や、メニュー情報などの重畳画面（ＯＳＤ：On Screen Display）の表示制御、その他各種制御をおこなう。

また、主制御部２０は、カラーホイール５の回転駆動等を制御するカラーホイール制御部２２、画像投射装置１内の温度やランプ１７の温度が所定の温度となるようにファン２５を制御するファン制御部２４を備えている。なお、各制御部２２，２４は主制御部２０とは別途設けられていてもよい。

また、主制御部２０は、リモコン受信部２９、本体操作部２８、映像信号入力部３０、不揮発性メモリ２６、と接続されており、これらの各機能部を制御する。

画像表示素子制御部２１は、入力される映像信号の信号レベル（入力信号レベル）を出力信号レベルに変換し、画像表示素子１０ａのマイクロミラーのオン／オフ等を制御する。

ランプ制御部２３（光源制御手段）は、ランプ１７のオン／オフや点灯パワー（駆動電力）、駆動波形等を制御する。

主制御部２０、および各制御部２１，２３は、例えば、マイクロコントローラ（マイコン）で構成され、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの演算部および記憶部を有し、ＣＰＵがＲＡＭと協働してＲＯＭに記憶されているプログラムを実行することで、各部の機能が実現される。

主制御部２０は、映像信号入力部３０から映像信号を受け取ると、画像表示素子１０ａ、カラーホイール５、ランプ１７を同期させて駆動させることにより、時分割で各色の映像を生成する。

入力端子３１は、映像信号を入力するインタフェースであって、Ｄ−Ｓｕｂコネクタ等のＶＧＡ（Video Graphics Array）入力端子やＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）端子、Ｓ−ＶＩＤＥＯ端子、ＲＣＡ端子等のビデオ入力端子等である。入力端子３１に接続されたケーブルを介してコンピュータやＡＶ機器などの映像供給装置から映像信号を受信する。また、複数の入力端子３１を備える場合もある。

映像信号入力部３０は、入力端子３１に入力された映像信号を処理するものであって、例えば、当該映像信号にシリアル−パラレル変換や電圧レベル変換などの種々の処理を施す。また、映像信号の解像度や周波数などを解析する信号判定機能を有する。

不揮発性メモリ２６は、映像信号に対する画像処理やその他各種処理において、データを記憶する。不揮発性メモリ２６としては、例えば、ＥＰＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性半導体メモリを採用することができる。画像投射装置１は、電源オフ後も前回の設定内容（言語設定など）を保存しておくことができる。

本体操作部２８は、画像投射装置１を操作するインタフェースであって、ユーザからの種々の操作要求を受け付ける。本体操作部２８は、操作要求を受け付けると、当該操作要求を主制御部２０に通知する。本体操作部２８は、画像投射装置１の外面に設けられる操作キー（操作ボタン）等によって構成される。

リモコン受信部２９は、リモコン３２からの操作信号を受信する。リモコン受信部２９は、操作信号を受信すると、当該操作信号を主制御部２０に通知する。

ユーザは、本体操作部２８またはリモコン３２を操作することにより、各種設定等を行うことができる。例えば、メニュー画面等の表示指示、画像投射装置１の設置状態の選択、投射画像のアスペクト比の変更要求、画像投射装置１の電源ＯＦＦ要求、ランプ１７の光量を変更するランプパワー変更要求、投射画像の画質（高輝度や標準、ナチュラル等）を変更する映像モード変更要求、投射画像を停止するフリーズ要求、などを実行することができる。

電源ユニット２７は、画像投射装置１内の各デバイスに接続されており、コンセントなどから入力されたＡＣ（交流）電源をＤＣ（直流）に変換して、画像投射装置１内の各デバイスに電源を供給する。

ファン２５は、吸気ファン１３、排気ファン１４、ランプファン１６等で構成される。吸気ファン１３から吸入した外気を排気ファン１４から排出することで、画像投射装置１に気流を発生させて空冷がなされる。また、ランプ１７の近傍にはランプファン１６が設けられており、ランプ１７の温度に基づいて冷却ファンの回転量が制御される。

ランプ１７は、交流矩形波で駆動しており、ランプ電力（駆動電力）およびランプ波形（駆動波形）はランプ制御部２３により制御されている。ランプ波形はランプ制御部２３に複数記録されており、その中から所定のランプ波形が選択されて、ランプ１７が駆動される。一般的には、カラーホイール５のセグメントに対応させるように、ランプ波形の電流振幅比が設定されている。各セグメントの駆動電流を変化させることで、光の色バランスを変えることが可能となっている。

図７は、ランプ１７の構成例を示す断面図である。ランプ１７は、供給されるランプ電力に応じた明るさの光を発する。ランプ１７は、管球部１７１と、管球部１７１内に高圧で封入された水銀１７２と、管球部１７１内に設けられた一対の電極１７３と、リフレクタ１７４とを含む。ランプ１７は、一対の電極１７３間の放電により水銀１７２が発光することで、光源として機能する。

電極１７３は、一般にタングステンで作られており、ハロゲンサイクルによって一度溶解しても再度電極に付着して、ランプ１７を長寿命化させる仕組みとなっている。しかしながら、管球部１７１が過冷却になっていると、管球部１７１の中で低温になっている下側にタングステンが付着し、黒化が発生する。管球部１７１が黒化すると、その部分は光を透過しないため、熱を発生させてしまう。そして、管球部１７１のガラスを再結晶化させ、白濁を引き起こすため、ランプ１７の寿命を短くしてしまう。

図８は、ランプ１７の駆動電力とランプファン１６の回転数との関係を示すグラフである。ランプ１７には上限電力、下限電力の他に、省エネモード電力が設定されている。上限電力は、例えば、通常の投影状態でのランプ電力である。また、省エネモード電力は、例えば、投射画像の明るさを抑えた省エネモードでのランプ電力である。また、下限電力〜省エネモード電力の駆動例として、例えば、ランプ１７の近傍が高温となった場合にランプ電力を下げる場合のランプ電力や、省エネモード以下の電力で駆動するエコモードを有する場合のランプ電力などがある。

ランプ１７を冷却するランプファン１６は、省エネモード〜上限電力まではその電力に応じたランプファン１６の回転数で冷却を行うが、下限電力〜省エネモード電力では、ランプファン１６の回転数は略一定としている。これは、ランプファン１６の回転数を都度対応させるのは困難であり、また、ランプファン１６からの騒音を抑えることによる。

このため、省エネモード電力未満の電力では、管球部１７１は過冷却となる。そのため、省エネモード電力未満の電力でランプ１７を点灯させる際は、不定期に省エネモード電力まで電力を上昇させてリカバリーを行い、ランプ１７の黒化を防止している（ランプリカバリー処理）。

すでに述べたように、環境温度が高温の場合、ランプ１７の電力を低下させて、画像投射装置１内の各部品が熱によって劣化するのを防ぐことが知られているが、省エネモード電力未満の電力では、所定のタイミングでランプリカバリー処理により電力が上昇してしまうため、画像投射装置１の動作温度範囲の上限は、省エネモード電力で各部品が耐久可能な環境温度までになってしまっていた。

環境温度の検知方法は、特に限られるものではないが、画像投射装置１の装置内や装置外気に触れる位置に設けたセンサ（環境温度検知手段）などで温度等を検知して、該検知結果に基づいて、環境温度の検知がなされる。

環境温度は、例えば、以下の（ａ）〜（ｊ）のいずれか、または複数の組み合わせによる検知結果から算定するものであればよい。各温度、風量等の検知には、公知の温度検知手段、風量検知手段等を用いることができる。
（ａ）画像投射装置１の吸気温度
（ｂ）光学エンジン３の温度
（ｃ）光学エンジン３の光学部品の温度
（ｄ）電源ユニット２７の温度
（ｅ）ランプ１７の温度
（ｆ）ランプ１７の電源の温度
（ｇ）画像投射装置１の内部の任意の位置の雰囲気温度
（ｈ）吸気口１１、排気口１２での風量
（ｉ）画像投射装置１の内部の任意の位置での風量
（ｊ）排気口１２に設置されたフィルタの目詰まり具合

画像投射装置１では、上記のいずれかの手段またはその組み合わせにより検知した環境温度と閾値とを比較し、所定の温度以上となった場合、ランプ１７の電力を省エネモード電力未満に設定する。その上で、ランプ１７の電力を検知し、省エネモード電力未満の電力から省エネモード電力に上昇した際、ランプリカバリー処理に入ったと判断する。そして、この場合には、画像投射装置１の昇温を抑制する制御をするものである。

本実施形態では、ランプリカバリー処理を検知した際、ランプ１７のランプ波形を変更するものである。

ランプ波形について説明する。図９は、ランプ波形の電流振幅比の一例を示す説明図である。図９に示すように、ランプ波形は、カラーホイール５の各セグメントに電流振幅比が設定されており、ランプ制御部２３は、ランプ１７のランプ電力を各セグメントに応じた電流振幅比に設定し、出力を制御する。このとき、図５に示すカラーホイール５の回転周期と、図８に示すランプ波形の１ターンは、同期制御がされている。

電流振幅比は、リアルタイムで設定することはできないため、ランプ制御部２３は、予め図９に示すようなランプ波形を複数パターン記憶しており、ランプ波形を切り替えることにより、単色の明るさ比や混色の色合いのバランスを調整することができる。

また、１ターン分のパワー（電力量）は決まっているため、平均の電流振幅比は１００％となる。また、１つのセグメントに対して１つの電流振幅比が設定されることが一般的であるが、１つのセグメントに対して複数の電流振幅比を設定するものであってもよい。

そして、本実施形態では、ランプ１７のランプ波形を、変更後のランプ波形が、変更前のランプ波形よりも、カラーホイール５の通過後の光のエネルギーが低くなるランプ波形に変更するものである。

例えば、図５に示したカラーホイール５では、赤セグメント５２Ｒ、青セグメント５２Ｂ、を通過した光は暗くなるのに対し、白セグメント５２Ｗ、緑セグメント５２Ｇ、シアンセグメント５２Ｃ、黄セグメント５２Ｙを通過した光は明るくなる。

このため、白セグメント５２Ｗ、緑セグメント５２Ｇ、シアンセグメント５２Ｃ、黄セグメント５２Ｙの少なくとも１つの電流振幅比を下げるとともに、赤セグメント５２Ｒ、青セグメント５２Ｂの少なくとも１つの電流振幅比を上げることにより、カラーホイール５の通過後の光エネルギーを低下させることができる。例えば、図９に示すランプ波形から、白セグメント５２Ｗの電流振幅比を下げるとともに、赤セグメント５２Ｒの電流振幅比を上げたランプ波形に変更することにより、ランプ電力が同じであっても、カラーホイール５の通過後の光のエネルギーを低下させることができる。

このように、カラーホイール５の通過後の光エネルギーを低下させるランプ波形に変更することで、画像表示素子１０ａや光学エンジン３の各光学系等が、過昇温により劣化することを防ぐことができる。

以上説明したランプリカバリー処理時のランプ波形変更について、図１０のフローチャートを参照して説明する。図１０はランプリカバリー処理時のランプ波形変更の一例を示すフローチャートである。

画像投射装置１の電源がオンでランプ１７が点灯している場合、ランプ１７は予め設定されたランプ電力で駆動している（Ｓ１０１：通常駆動）。

画像投射装置１は、環境温度検知手段で断続的に環境温度を検知しており、検知結果は主制御部２０に入力される（Ｓ１０２）。そして、環境温度が予め設定した所定温度（閾値）以上の温度であった場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ランプ制御部２３は、ランプ電力を省エネモード未満の電力に低下させる（Ｓ１０４）。一方、環境温度が、所定温度（閾値）未満の場合は通常駆動を継続する（Ｓ１０３：ＮＯ）。

ランプ電力を省エネモード未満の電力に低下させた後、ランプ電力を断続的に検知する（Ｓ１０５）。そして、ランプ電力が省エネモード電力まで上昇している場合は（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ランプリカバリー処理が実行されていると判断できる。したがって、この場合、ランプ波形を、変更後のランプ波形が、変更前のランプ波形よりも、カラーホイール５の通過後の光のエネルギーが低くなるランプ波形に変更する（Ｓ１０７）。変更後は、環境温度の検知に戻る（Ｓ１０２）。

一方、ランプ電力が省エネモード電力まで上昇していない場合は（Ｓ１０６：ＮＯ）、まだランプリカバリー処理が実行されていないので、ランプ波形の変更はせず、環境温度の検知に戻る（Ｓ１０２）。

以上説明した本実施形態に係る画像投射装置１では、環境温度が所定以上の温度となった場合、ランプ電力を省エネモード未満のランプ電力に低下させる。この状態では、ランプリカバリー処理が発生するが、ランプリカバリー処理が発生しても、その際に、ランプ波形を変更して、光エネルギーを減少させることにより、光学部品が過昇温となってしまうことを抑えることができる。

本実施形態は、カラーホイール５の後段での光エネルギーを減少させることができるので、ランプ１７からの光の光路において、カラーホイール５の下流にある照明ユニット３ａの各光学系（ライトトンネル６など）や、画像表示素子１０ａ、投射ユニットの各光学系の温度が、上昇してしまうことを抑えることができる。特に、筐体内に保護される光学部品は、ファンを用いた冷却が困難であるので、本実施形態のように、光エネルギーを減少させることにより過昇温を抑えることが好ましい。

よって、画像投射装置１の動作温度上限範囲を拡大することができる。すなわち、環境温度が従来は使用不可である程度に高い場合であっても、各部品の過昇温を抑えることで、画像投射装置１を使用可能とすることができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明に係る画像投射装置の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。

第１の実施形態では、ランプリカバリー処理が発生した際にランプ波形を変更する（図１０のＳ１０７）ことで、光学部品の温度上昇を抑制したが、第２の実施形態では、ランプリカバリー処理が発生した際に画像表示素子制御部２１での入力信号レベル−出力信号レベルの変換の際の変換方法（変換関数）を変更するものである。すなわち、図１０のＳ１０７の処理に替えて、入力信号レベル−出力信号レベルの変換関数の変更処理を実行するものである。

図１１は、画像表示素子制御部２１での入力信号レベルと出力信号レベルの変換の説明図である。

画像表示素子制御部２１は、映像信号入力部３０から入力される映像信号のレベル（入力信号レベル）を出力信号レベルに変換し、画像表示素子１０ａのマイクロミラーのオンオフを決定している。この入力信号レベル−出力信号レベルの変換には、一般に、ガンマカーブで表される変換関数等が用いられるが、ここでは説明を簡易にするため、直線状の変換関数（１）を基準として説明する。

ランプリカバリー処理が発生した際において、画像表示素子制御部２１は、例えば、（２）に示されるように、全体的に出力信号レベルを下げることで、投射ユニット３ｂに向かう光を減少させることができ、投射ユニット３ｂの光学部品の過昇温を防止して、劣化を防止することができる。

また、（２）に示すような変換では、諧調性が悪化してしまうため、（３）に示すように、白に近い輝度についての一部のみ諧調を無くし、最大出力信号レベルを低下させるように変換してもよい。この場合も、投射ユニット３ｂに向かう光を減少させることができ、投射ユニット３ｂの光学部品の過昇温を防止して、劣化を防止することができる。

また、（４）に示すように、黒を浮かせるように変換させてもよい。すなわち、黒が多い場合、画像表示素子１０ａの温度が高くなるので、これを回避するために、入力信号レベルの輝度が低い範囲では、出力信号レベルを全体的に底上げして、投射ユニット３ｂに光を多く向けるものである。この場合、コントラストは低下するが、画像表示素子１０ａが過昇温となることを防いで、劣化を防止することができる。

第２の実施形態では、ランプリカバリー処理が発生しても、その際、入力信号レベル−出力信号レベルの変換関数を変更して、光エネルギーを減少させることにより、画像表示素子１０ａの後段の投射ユニット３ｂの各光学部品の温度上昇を抑える（上記（２），（３）の例）、または、画像表示素子１０ａ自体の温度上昇（上記（４）の例）を抑えることができる。よって、画像投射装置１の動作温度上限範囲を拡大することができる。

［第３の実施形態］
第１の実施形態では、ランプリカバリー処理が発生した際にランプ波形を変更する（図１０のＳ１０７）ことで、光学部品の温度上昇を抑制したが、第３の実施形態では、ランプリカバリー処理が発生した際に、ランプファン１６以外のファン２５の回転数を上昇させ、各部品の温度を低下させるものである。すなわち、図１０のＳ１０７の処理に替えて、ランプファン１６以外のファン２５の回転数を上昇させる処理を実行するものである。

ファン２５としては、ランプファン１６以外に吸気ファン１３、排気ファン１４があり、これらの少なくとも一方の回転数を上昇させることで、空冷を促進し、画像投射装置１の装置内の温度を低下させるものである。また、ファン２５として、画像表示素子ユニット１０に設けられたヒートシンク用の冷却ファンや、その他、電源用の冷却ファンなどを有する場合は、これらの回転数を上昇させることで、各部材および装置内の温度を低下させるものである。本実施形態は、ファンでの冷却が可能な装置内の部材に好適である。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、第１〜第３の実施形態で説明した各処理を適宜組み合わせて実行してもよいのは勿論である。

なお、上記実施形態において、環境温度を検知した画像投射装置１の部品、部位と、実際に冷却する部品、部位とは、一致している、または近傍にあることが好ましいが、これに限られるものではなく、装置内において、光エネルギーを減少させる、または、任意の位置での冷却量をあげることは、装置全体にも影響を及ぼすものであるため、環境温度を検知した画像投射装置１の部品、部位と、実際に冷却する部品、部位とは、対応していなくともよい。

なお、上記実施形態では、画像投射装置１は、ＤＬＰ方式、色順次方式のプロジェクタを例に説明したが、これに限られるものではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）等を用いた空間分割方式の画像投射装置１にも適用可能である。

１ 画像投射装置
２ 外装カバー
３ 光学エンジン
３ａ 照明ユニット
３ｂ 投射ユニット
４ 光源ユニット
５ カラーホイール
６ ライトトンネル
７ リレーレンズ
８ 平面ミラー
９ 凹面ミラー
１０ 画像表示素子ユニット
１０ａ 画像表示素子
１１ 吸気口
１２ 排気口
１３ 吸気ファン
１４ 排気ファン
１５ スクリーン
１６ ランプファン
１７ ランプ
２０ 主制御部
２１ 画像表示素子制御部
２２ カラーホイール制御部
２３ ランプ制御部
２４ ファン制御部
２５ ファン
２６ 不揮発性メモリ
２７ 電源ユニット
２８ 本体操作部
２９ リモコン受信部
３０ 映像信号入力部
３１ 入力端子
３２ リモコン

特開２００３−４３５８５号公報

Claims (9)

1. 光を出射する光源と、
   前記光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
   前記光源を冷却する光源冷却手段と、
   前記光源、前記画像表示素子、および前記光源冷却手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記光源を所定の駆動電力未満で駆動させると、少なくとも前記所定の駆動電力まで駆動電力を上昇させるリカバリー制御が所定のタイミングで実行される画像投射装置において、
   前記制御手段は、
   前記光源を前記所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、前記リカバリー制御により前記所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、該画像投射装置の昇温を抑制する制御をすることを特徴とする画像投射装置。
2. 前記制御手段は、
   前記光源を前記所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、前記リカバリー制御により前記所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、
   前記光源の駆動波形を変更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. 前記光源からの光を、円周方向に沿って配置された複数のセグメントから順に透過させるカラーホイールを備え、
   前記制御手段は、
   前記光源を前記所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、前記リカバリー制御により前記所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、
   前記セグメントに応じて電流振幅比が設定された前記光源の駆動波形を、前記カラーホイールを透過する光のエネルギーが低下する駆動波形に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
4. 前記制御手段は、
   前記光源を前記所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、前記リカバリー制御により前記所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、
   該制御手段に入力される映像信号の入力信号レベルから前記画像表示素子へ出力する出力信号レベルに変換する変換関数を変更することを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の画像投射装置。
5. 前記光源冷却手段に加え、該画像投射装置の任意の位置を冷却する他の冷却手段を少なくとも１つ備え、
   前記制御手段は、
   前記光源を前記所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、前記リカバリー制御により前記所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、
   前記他の冷却手段による冷却量を上げることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の画像投射装置。
6. 前記光源冷却手段は、前記光源が前記所定の駆動電力で駆動する場合と前記所定の駆動電力未満で駆動する場合との冷却量が略等しいことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の画像投射装置。
7. 環境温度を検知する環境温度検知手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記環境温度検知手段による前記環境温度が所定の温度以上の場合に、前記光源を所定の駆動電力未満で駆動させることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像投射装置。
8. 前記環境温度検知手段は、（ａ）〜（ｊ）の少なくとも１つを検知可能であって、検知結果に基づいて前記環境温度を算出することを特徴とする請求項７に記載の画像投射装置。
   （ａ）該画像投射装置の吸気温度
   （ｂ）該画像投射装置の光学エンジンの温度
   （ｃ）該画像投射装置の光学エンジンの光学部品の温度
   （ｄ）該画像投射装置の電源ユニットの温度
   （ｅ）前記光源の温度
   （ｆ）前記光源の電源の温度
   （ｇ）該画像投射装置の内部の任意の位置の雰囲気温度
   （ｈ）該画像投射装置の吸気口、排気口での風量
   （ｉ）該画像投射装置の内部の任意の位置での風量
   （ｊ）該画像投射装置の排気口に設置されたフィルタの目詰まり具合
9. 光を出射する光源と、
   前記光源からの光を用いて画像を形成する画像表示素子と、
   前記光源を冷却する光源冷却手段と、を備えた画像投射装置の制御方法において、
   前記光源を所定の駆動電力未満で駆動させている場合に、所定のタイミングで、少なくとも前記所定の駆動電力まで駆動電力を上昇させるリカバリー処理と、
   前記光源を前記所定の駆動電力未満で駆動させるとともに、前記リカバリー処理により前記所定の駆動電力まで駆動電力が上昇したことを検知した際に、該画像投射装置の昇温を抑制する処理と、を行うことを特徴とする画像投射装置の制御方法。