JP3471772B2 - プロジェクタ - Google Patents
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- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
- H05K7/20209—Thermal management, e.g. fan control
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3111—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
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- H04N9/3141—Constructional details thereof
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- H04N9/3141—Constructional details thereof
- H04N9/315—Modulator illumination systems
- H04N9/3155—Modulator illumination systems for controlling the light source
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクタ（以
下、「ＰＪ」と称す）の冷却構造とその制御方法に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、ＰＪの冷却はファンの駆動電圧を
固定（例えば１２Ｖ）して行っていた。しかし、最近で
は騒音の低減の要求が高く、周囲の環境温度を監視しな
がらその周囲環境温度が実装部品の許容温度付近になっ
たら、ファンの回転数を低下させることが一般的になっ
ている。具体例には可変速ファンの採用がある。可変速
ファンは周囲の温度を検知するセンサを備え、周囲の温
度に合わせてファンの回転数を変更している。 【０００３】一方、可変速ファンのように回転数の変更
をファン自身で行うのではなく、ＰＪ本体がその役割を
担う構成もある。この構成は本体内に温度センサを設置
し、検出した温度を用いてファンの駆動電圧を設定し、
ファンの回転数を変更している。 【０００４】これらいずれの従来技術も、ファンの回転
数を変更することで実装部品の冷却と低騒音の両立を実
現している。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファン
に印加できる電圧には制約がある。例えば一般的なＤＣ
ファンでは、７Ｖ〜１３Ｖ付近が使用電圧範囲であり、
ファンの回転数の変更範囲もこれに応じた回転数範囲と
なる。それゆえ、ＰＪを設置できる環境温度の上限の設
定は、ファンを最高回転数としたときに、実装部品の温
度が許容温度を超えないことが条件である。一方、設置
できる環境温度の上限を高くしようとすれば、自ずと冷
却能力の高いファンすなわち径の大きなものか、高回転
のファンを採用せねばならず、ＰＪの小型・低騒音化を
阻む大きな要因となっていた。 【０００６】本発明の目的は、上記の従来技術の問題を
解決し、小型・低騒音かつ信頼性を大きく向上したプロ
ジェクタの冷却構造およびその制御方法を提供すること
にある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電気的な手段で発光する光源と、画像信号
をもとに駆動する電子デバイスと光学的な手段とで画像
を生成する光学エンジンと、該光学エンジンで生成した
画像を拡大する投写レンズと、前記電子デバイスに画像
信号を送る電気回路と、前記電気回路および前記光源へ
電力を供給する電源部と、印加電圧に応じて回転数が変
わる冷却ファンとを備えたプロジェクタにおいて、前記
光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度を検出す
る温度検出手段と、前記光源への電力を変更する光源電
力変更手段と、前記冷却ファンへの印加電圧を変更する
ファン電圧変更手段と、前記光源電力変更手段と前記フ
ァン電圧変更手段を前記温度検出手段で検出した温度情
報に基づいて制御する制御手段とを備え、前記制御手段
は、前記光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度
の上昇を前記温度検出手段で検出したとき、前記冷却フ
ァンの印加電圧を上げることができると判断した場合は
前記ファン電圧変更手段に前記冷却ファンへの印加電圧
を上げるように働きかけて前記冷却ファンの回転数を増
加させ、前記冷却ファンへの印加電圧が上限であると判
断した場合は前記光源電力変更手段により前記光源への
電力の大きさを段階的に低減することを特徴とする。 【０００８】 【０００９】上記の発明によれば、光学エンジンの部品
温度または周囲の空気温度を検出する温度検出手段によ
って、光学エンジンの部品温度を直接検出または周囲の
空気温度を検出し、許容温度までの余裕を知ることがで
きる。この余裕が小さい場合、光源電力変更手段によっ
て光源への電力を低下させる。一方、余裕が大きい場合
は同手段によって光源への電力の大きさを増加させる。
この事により、プロジェクタを設置する環境温度を見越
して冷却能力の高い高回転あるいは大径のファンを採用
する必要がないため、小型で低騒音なプロジェクタを実
現することができる。 【００１０】また、検出した温度情報に基づいて光源へ
の電力の大きさを変更するとき、光源への電力の大きさ
の変更は瞬時に切り替えるのではなく、時間をかけて徐
々に変更することによって、投写映像の急激な明るさ変
化を回避し、鑑賞者の目に優しい明るさの変更を行うこ
とができる。 【００１１】なお、特開平０９−１５２５７５号公報
は、冷却装置と光源に異常状態を検出する回路を設け、
光源への電力を低減する過熱防止装置を開示している。
一方、本発明は周囲環境温度の上昇分を冷却ファンで冷
却しきれない場合に光源の電力を低減する。この点にお
いては、過熱防止装置であるが、上記公報と異なる点は
周囲環境温度が低減すれば再び光源への電力を上昇させ
て明るさを復帰できる冷却装置であることである。 【００１２】また、上記のプロジェクタにおいて、検出
した温度情報に基づいて光源への電力の大きさを変更す
るとき、光源への電力の大きさの変更状態または投写映
像の明るさの変化状態を、文章または視覚的な手段で投
写映像内に映し出すことが好ましい。 【００１３】このように電力の変更状態または投写映像
の明るさの変化状態を投写映像へ映し出すことによっ
て、映像の鑑賞者に明るさの調整が行われていることを
知らせることができる。鑑賞者は、プロジェクタを設置
した環境温度が高く、設置場所として不適切であること
を知ると同時に、投写映像の明るさがプロジェクタによ
って自動的に変更されたことを知ることができる。 【００１４】なお、光学エンジンの方式には液晶を利用
した透過型や反射型、またＤＭＤ（Digital Micromirro
r Device）を利用した反射型などがあるが、本発明は光
学エンジンの方式を問わず適用することができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 【００１６】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態である３板式液晶プロジェクタの構成を示す模
式図、図２は図１に示した液晶パネル部の拡大図であ
る。 【００１７】本実施形態のプロジェクタは、図１に示す
ように、超高圧水銀ランプ１と、超高圧水銀ランプ１の
光をもとに光学的手段と液晶パネル６を用いて画像を生
成する光学エンジン２と、生成した画像を拡大する投写
レンズ１６と、電子デバイスである液晶パネル６に画像
信号８を送る電気回路部１７と、電気回路部１７および
超高圧水銀ランプ１へ電力を供給する電源部１０と、液
晶パネル１６を含む光学エンジンの部品を冷却する冷却
ファン１５と、周囲の空気温度を検出する温度センサ１
３とを備えている。 【００１８】電源部１０は超高圧水銀ランプ１への供給
電力を安定させるバラスト１１を有し、バラスト１１に
は、温度センサ１３による検出温度に基づいて超高圧水
銀ランプ１への電力を変更するランプ出力制御回路１８
が設けられている。 【００１９】光学エンジン２内の光学的手段は、光イン
テグレータ３、偏光変換光学系４、ダイクロイックミラ
ー５及びクロスダイクロプリズム７を用いている。 【００２０】電気回路部１７は、映像信号８をもとに液
晶パネル６を駆動する駆動回路９を有する。 【００２１】次に、本実施形態のプロジェクタの制御方
法を説明する。 【００２２】外部より電源１２へ供給された電力は、超
高圧水銀ランプ１を発光させるバラスト１１と電気回路
部１７へと送出される。超高圧水銀ランプ１から発した
光は光学エンジン２内へ進入し、光インテグレータ３で
均質化された後、偏光変換光学系４によって光の偏光方
向が揃えられる。次に、その光はダイクロイックミラー
５で赤(R)、青(B)、緑(G)の３原色に分光され、各色光
はそれぞれ光路(赤)３１，光路(緑)３２，光路(青)３３
に沿って各色に対応した液晶パネル６（図２）へと送ら
れる。液晶パネル６は、映像信号８を入力とする液晶パ
ネルの駆動回路９によって、各色に応じた画像を形成
し、各画像はダイクロイックプリズム７で合成され投写
レンズ１６でスクリーン２１（図５）へと投写される。 【００２３】これらのプロセスの中で、光学エンジンの
部品は光の吸収や自己発熱によって温度上昇が起こる。
中でも液晶パネル６（特に、青に対応する液晶パネル）
の冷却は重要であり、液晶パネル６の上部に設けた冷却
ファン１５で冷却している。一方、筐体内に設置した温
度センサ１３は、バラスト１１内に設けたランプ出力制
御回路１８へと検出した温度情報を送り、ランプ出力制
御回路１８はその温度情報をもとに、ランプへの供給電
力の大きさを変更する。ランプへの供給電力の大きさの
変更はON/OFF切り替えによる瞬時動作ではなく、電力の
大きさを一定時間内で少しずつ変化させる。つまり、ラ
ンプ出力制御回路１８は、周囲の空気温度が所定の値Ｔ
より高いと判断すると、超高圧水銀ランプ１への供給電
力の大きさを除々に低下させる。また、周囲の空気温度
が所定の値Ｔより低いと判断すれば、超高圧水銀ランプ
１へ供給電力の大きさを除々に増加する。これら一連の
フィードバック制御によって、液晶パネル６の温度は許
容温度内に納められる。 【００２４】なお、温度センサ１３で検出した温度と液
晶パネル６の許容温度との関係や、温度センサ１３で検
出した温度と周囲の環境温度（空気温度）との関係を予
め求めておくことで、より正確なタイミングでランプ出
力制御回路１８は超高圧水銀ランプ１への供給電力の大
きさを変更することができる。 【００２５】このように本実施形態では、冷却ファン１
５により液晶パネル６を冷却するが、冷却ファン１５で
は液晶パネル６の許容温度まで冷却しきれない場合は超
高圧水銀ランプ１への供給電力を低下させ、液晶パネル
６の温度が再び許容温度内に納まったと推定されたら超
高圧水銀ランプ１への供給電力を増加している。この事
により、光学エンジンの部品の冷却のために冷却ファン
１５の回転数を高回転に変更することがないので、低騒
音なＰＪを実現することができる。 【００２６】（第２の実施形態）図３は本発明の第２の
実施形態である３板式液晶プロジェクタの構成を示す模
式図である。 【００２７】本実施形態はＰＪを設置した環境温度に合
わせてファンの回転数を変更する従来一般のＰＪ（図
８）に、光源への電力の大きさを変更する機能を付加し
た例である。図３に示すように超高圧水銀ランプ１から
投写レンズ１６に至る光学経路および電源部１０内の構
成は第１の実施形態（図１）と同様であるので、以下で
は第１の実施形態と異なる構成を述べる。 【００２８】本実施形態では図３に示すように温度セン
サ１３が液晶パネル近傍に配置されている。特に、温度
影響を最も受ける光学部品（例えば、青に対応する液晶
パネル）近傍に温度センサを設けることが好ましい。電
気回路部１７には、冷却ファン１５への印加電圧を変更
するファン電圧制御回路２０と、ファン電圧制御回路２
０及び電源部１０内のランプ出力制御回路１８を温度セ
ンサ１３からの温度情報をもとに制御する主制御回路１
９とが備えられている。 【００２９】このような構成では、温度センサ１３で検
出された温度情報は、電気回路部１７内の主制御回路１
９に送られる。主制御回路１９では、冷却ファン１５へ
の印加電圧を上げることができると判断するとファン電
圧制御回路２０に電圧を上げるように働きかけて、ファ
ンの回転数を増加させ、液晶パネル６の温度を下げる。
一方、冷却ファン１５の印加電圧が上限であると判断し
た場合は、バラスト１１内のランプ出力制御回路１８
に、超高圧水銀ランプ１への供給電力の大きさを下げる
ように働きかける。超高圧水銀ランプ１の明るさは、電
力の大きさの低下に応じて低減し、液晶パネル６の温度
が低下する。これら一連のフィードバック制御によっ
て、液晶パネル６の温度は許容温度内に納めることがで
きる。 【００３０】万一、冷却ファン１５にトラブルが発生
し、所要の回転数が維持できなくなった場合でも、ファ
ン電圧制御回路２０に電圧を上げるように働きかけたの
ち、ファンの印加電圧が上限であると判断されるので、
バラスト１１内のランプ出力制御回路１８に、超高圧水
銀ランプ１への供給電力の大きさを下げるように働きか
けられる。その結果、超高圧水銀ランプ１への供給電力
の大きさは段階的に低下され、液晶パネル６の温度は下
がる。 【００３１】次に、本実施形態のプロジェクタによる効
果を図４を参照して説明する。 【００３２】図４は、ＰＪを設置した環境温度を徐々に
上昇させたときの、液晶パネル(青)の温度を示すグラフ
であり、横軸は周囲環境温度、縦軸は液晶パネル(青)の
温度を示している。 【００３３】主制御回路１９は、周囲環境温度が２８℃
までは、ファン電圧制御回路２０に印加電圧を上昇する
ように働きかけ、ファンの回転数上昇によってパネル温
度が６８℃付近に抑えられている。 【００３４】周囲環境温度が３３℃を越えると、主制御
回路１９は、予め求めていた周囲環境温度とファン電圧
の関係からファンへの印加電圧が上限であると判断し、
ランプ出力制御回路１８に超高圧水銀ランプ１への供給
電力の大きさを低下するよう働きかける。 【００３５】超高圧水銀ランプ１への供給電力の大きさ
を低下させることによって明るさが低下、液晶パネルの
温度が低下して許容温度までの余裕は約１０℃に拡大し
ている。さらに、周囲環境温度が上昇すると、液晶パネ
ル６の温度上昇も起こり始めるが、許容温度に達するの
は環境温度が４４℃のときである。 【００３６】本実施形態のプロジェクタの冷却構造とそ
の制御方法によって、ファンを大型・高回転化すること
なく、環境温度の上限を３３℃から４４℃にまで大きく
拡大することができた。また、検出した温度に応じて超
高圧水銀ランプ１への電力の大きさを変更するため、液
晶パネルを代表とする、許容温度をもつ光学部品の信頼
性を大きく高め、環境温度が大きく変化する場所への設
置も可能となり、ＰＪの使用シーンを大きく拡大するこ
とができた。 【００３７】（第３の実施形態）ここでは第１及び第２
の実施形態の液晶プロジェクタに適用できる追加機能に
ついて説明する。 【００３８】図５は本発明の第３の実施形態である液晶
プロジェクタの特徴部を示す図である。この図に示すス
クリーン２１には図１や図３に示した液晶プロジェクタ
の投写レンズ１６で投写映像２２が映し出されている。 【００３９】本実施形態では、スクリーン２１への投写
映像２２内に、明るさの変化状況を表示するコメント
（文章）２４と、明るさの変化状況を鑑賞者に視覚的に
表示する明るさ変化状況の表示バー２３とが写し出され
ている。これらにより、鑑賞者にＰＪが明るさ調整を自
動的に行ったことを知らせている。 【００４０】図６は、明るさ変化状況の表示バー２３
の、明るい状態２５から暗い状態２６へ移行する変化を
表した詳細であり、図７は暗い状態２７から明るい状態
２８へ移行する変化を表した詳細である。明るさの変化
状況を表示バー２３で視覚的に表示することによって、
鑑賞者に分かりやすく伝えることができる。 【００４１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度を検出す
る温度検出手段によって、光学エンジンの部品温度を直
接検出または周囲の空気温度を検出し、許容温度までの
余裕を知ることができる。この余裕が小さい場合、光源
電力変更手段によって光源への電力を低下させる。一
方、余裕が大きい場合は同手段によって光源への電力の
大きさを増加させる。この事により、プロジェクタを設
置する環境温度を見越して冷却能力の高い高回転あるい
は大径のファンを採用する必要がないため、小型で低騒
音なプロジェクタを実現することができる。 【００４２】また、検出した温度情報に基づいて光源へ
の電力の大きさを変更するとき、光源への電力の大きさ
の変更は瞬時に切り替えるのではなく、時間をかけて緩
やかに光源への電力を変化させることによって、投写映
像の急激な明るさ変化を回避し、鑑賞者の目に優しい明
るさの変更を行うことができる。 【００４３】また、検出した温度情報に基づいて光源へ
の電力の大きさを変更するとき、電力の変更状態または
投写映像の明るさの変化状態を投写映像へ映し出すこと
によって、映像の鑑賞者に明るさの調整が行われている
ことを知らせることができる。鑑賞者は、プロジェクタ
を設置した環境温度が高く、設置場所として不適切であ
ることを知ると同時に、投写映像の明るさがプロジェク
タによって自動的に変更されたことを知ることができ
る。
下、「ＰＪ」と称す）の冷却構造とその制御方法に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、ＰＪの冷却はファンの駆動電圧を
固定（例えば１２Ｖ）して行っていた。しかし、最近で
は騒音の低減の要求が高く、周囲の環境温度を監視しな
がらその周囲環境温度が実装部品の許容温度付近になっ
たら、ファンの回転数を低下させることが一般的になっ
ている。具体例には可変速ファンの採用がある。可変速
ファンは周囲の温度を検知するセンサを備え、周囲の温
度に合わせてファンの回転数を変更している。 【０００３】一方、可変速ファンのように回転数の変更
をファン自身で行うのではなく、ＰＪ本体がその役割を
担う構成もある。この構成は本体内に温度センサを設置
し、検出した温度を用いてファンの駆動電圧を設定し、
ファンの回転数を変更している。 【０００４】これらいずれの従来技術も、ファンの回転
数を変更することで実装部品の冷却と低騒音の両立を実
現している。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファン
に印加できる電圧には制約がある。例えば一般的なＤＣ
ファンでは、７Ｖ〜１３Ｖ付近が使用電圧範囲であり、
ファンの回転数の変更範囲もこれに応じた回転数範囲と
なる。それゆえ、ＰＪを設置できる環境温度の上限の設
定は、ファンを最高回転数としたときに、実装部品の温
度が許容温度を超えないことが条件である。一方、設置
できる環境温度の上限を高くしようとすれば、自ずと冷
却能力の高いファンすなわち径の大きなものか、高回転
のファンを採用せねばならず、ＰＪの小型・低騒音化を
阻む大きな要因となっていた。 【０００６】本発明の目的は、上記の従来技術の問題を
解決し、小型・低騒音かつ信頼性を大きく向上したプロ
ジェクタの冷却構造およびその制御方法を提供すること
にある。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電気的な手段で発光する光源と、画像信号
をもとに駆動する電子デバイスと光学的な手段とで画像
を生成する光学エンジンと、該光学エンジンで生成した
画像を拡大する投写レンズと、前記電子デバイスに画像
信号を送る電気回路と、前記電気回路および前記光源へ
電力を供給する電源部と、印加電圧に応じて回転数が変
わる冷却ファンとを備えたプロジェクタにおいて、前記
光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度を検出す
る温度検出手段と、前記光源への電力を変更する光源電
力変更手段と、前記冷却ファンへの印加電圧を変更する
ファン電圧変更手段と、前記光源電力変更手段と前記フ
ァン電圧変更手段を前記温度検出手段で検出した温度情
報に基づいて制御する制御手段とを備え、前記制御手段
は、前記光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度
の上昇を前記温度検出手段で検出したとき、前記冷却フ
ァンの印加電圧を上げることができると判断した場合は
前記ファン電圧変更手段に前記冷却ファンへの印加電圧
を上げるように働きかけて前記冷却ファンの回転数を増
加させ、前記冷却ファンへの印加電圧が上限であると判
断した場合は前記光源電力変更手段により前記光源への
電力の大きさを段階的に低減することを特徴とする。 【０００８】 【０００９】上記の発明によれば、光学エンジンの部品
温度または周囲の空気温度を検出する温度検出手段によ
って、光学エンジンの部品温度を直接検出または周囲の
空気温度を検出し、許容温度までの余裕を知ることがで
きる。この余裕が小さい場合、光源電力変更手段によっ
て光源への電力を低下させる。一方、余裕が大きい場合
は同手段によって光源への電力の大きさを増加させる。
この事により、プロジェクタを設置する環境温度を見越
して冷却能力の高い高回転あるいは大径のファンを採用
する必要がないため、小型で低騒音なプロジェクタを実
現することができる。 【００１０】また、検出した温度情報に基づいて光源へ
の電力の大きさを変更するとき、光源への電力の大きさ
の変更は瞬時に切り替えるのではなく、時間をかけて徐
々に変更することによって、投写映像の急激な明るさ変
化を回避し、鑑賞者の目に優しい明るさの変更を行うこ
とができる。 【００１１】なお、特開平０９−１５２５７５号公報
は、冷却装置と光源に異常状態を検出する回路を設け、
光源への電力を低減する過熱防止装置を開示している。
一方、本発明は周囲環境温度の上昇分を冷却ファンで冷
却しきれない場合に光源の電力を低減する。この点にお
いては、過熱防止装置であるが、上記公報と異なる点は
周囲環境温度が低減すれば再び光源への電力を上昇させ
て明るさを復帰できる冷却装置であることである。 【００１２】また、上記のプロジェクタにおいて、検出
した温度情報に基づいて光源への電力の大きさを変更す
るとき、光源への電力の大きさの変更状態または投写映
像の明るさの変化状態を、文章または視覚的な手段で投
写映像内に映し出すことが好ましい。 【００１３】このように電力の変更状態または投写映像
の明るさの変化状態を投写映像へ映し出すことによっ
て、映像の鑑賞者に明るさの調整が行われていることを
知らせることができる。鑑賞者は、プロジェクタを設置
した環境温度が高く、設置場所として不適切であること
を知ると同時に、投写映像の明るさがプロジェクタによ
って自動的に変更されたことを知ることができる。 【００１４】なお、光学エンジンの方式には液晶を利用
した透過型や反射型、またＤＭＤ（Digital Micromirro
r Device）を利用した反射型などがあるが、本発明は光
学エンジンの方式を問わず適用することができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 【００１６】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態である３板式液晶プロジェクタの構成を示す模
式図、図２は図１に示した液晶パネル部の拡大図であ
る。 【００１７】本実施形態のプロジェクタは、図１に示す
ように、超高圧水銀ランプ１と、超高圧水銀ランプ１の
光をもとに光学的手段と液晶パネル６を用いて画像を生
成する光学エンジン２と、生成した画像を拡大する投写
レンズ１６と、電子デバイスである液晶パネル６に画像
信号８を送る電気回路部１７と、電気回路部１７および
超高圧水銀ランプ１へ電力を供給する電源部１０と、液
晶パネル１６を含む光学エンジンの部品を冷却する冷却
ファン１５と、周囲の空気温度を検出する温度センサ１
３とを備えている。 【００１８】電源部１０は超高圧水銀ランプ１への供給
電力を安定させるバラスト１１を有し、バラスト１１に
は、温度センサ１３による検出温度に基づいて超高圧水
銀ランプ１への電力を変更するランプ出力制御回路１８
が設けられている。 【００１９】光学エンジン２内の光学的手段は、光イン
テグレータ３、偏光変換光学系４、ダイクロイックミラ
ー５及びクロスダイクロプリズム７を用いている。 【００２０】電気回路部１７は、映像信号８をもとに液
晶パネル６を駆動する駆動回路９を有する。 【００２１】次に、本実施形態のプロジェクタの制御方
法を説明する。 【００２２】外部より電源１２へ供給された電力は、超
高圧水銀ランプ１を発光させるバラスト１１と電気回路
部１７へと送出される。超高圧水銀ランプ１から発した
光は光学エンジン２内へ進入し、光インテグレータ３で
均質化された後、偏光変換光学系４によって光の偏光方
向が揃えられる。次に、その光はダイクロイックミラー
５で赤(R)、青(B)、緑(G)の３原色に分光され、各色光
はそれぞれ光路(赤)３１，光路(緑)３２，光路(青)３３
に沿って各色に対応した液晶パネル６（図２）へと送ら
れる。液晶パネル６は、映像信号８を入力とする液晶パ
ネルの駆動回路９によって、各色に応じた画像を形成
し、各画像はダイクロイックプリズム７で合成され投写
レンズ１６でスクリーン２１（図５）へと投写される。 【００２３】これらのプロセスの中で、光学エンジンの
部品は光の吸収や自己発熱によって温度上昇が起こる。
中でも液晶パネル６（特に、青に対応する液晶パネル）
の冷却は重要であり、液晶パネル６の上部に設けた冷却
ファン１５で冷却している。一方、筐体内に設置した温
度センサ１３は、バラスト１１内に設けたランプ出力制
御回路１８へと検出した温度情報を送り、ランプ出力制
御回路１８はその温度情報をもとに、ランプへの供給電
力の大きさを変更する。ランプへの供給電力の大きさの
変更はON/OFF切り替えによる瞬時動作ではなく、電力の
大きさを一定時間内で少しずつ変化させる。つまり、ラ
ンプ出力制御回路１８は、周囲の空気温度が所定の値Ｔ
より高いと判断すると、超高圧水銀ランプ１への供給電
力の大きさを除々に低下させる。また、周囲の空気温度
が所定の値Ｔより低いと判断すれば、超高圧水銀ランプ
１へ供給電力の大きさを除々に増加する。これら一連の
フィードバック制御によって、液晶パネル６の温度は許
容温度内に納められる。 【００２４】なお、温度センサ１３で検出した温度と液
晶パネル６の許容温度との関係や、温度センサ１３で検
出した温度と周囲の環境温度（空気温度）との関係を予
め求めておくことで、より正確なタイミングでランプ出
力制御回路１８は超高圧水銀ランプ１への供給電力の大
きさを変更することができる。 【００２５】このように本実施形態では、冷却ファン１
５により液晶パネル６を冷却するが、冷却ファン１５で
は液晶パネル６の許容温度まで冷却しきれない場合は超
高圧水銀ランプ１への供給電力を低下させ、液晶パネル
６の温度が再び許容温度内に納まったと推定されたら超
高圧水銀ランプ１への供給電力を増加している。この事
により、光学エンジンの部品の冷却のために冷却ファン
１５の回転数を高回転に変更することがないので、低騒
音なＰＪを実現することができる。 【００２６】（第２の実施形態）図３は本発明の第２の
実施形態である３板式液晶プロジェクタの構成を示す模
式図である。 【００２７】本実施形態はＰＪを設置した環境温度に合
わせてファンの回転数を変更する従来一般のＰＪ（図
８）に、光源への電力の大きさを変更する機能を付加し
た例である。図３に示すように超高圧水銀ランプ１から
投写レンズ１６に至る光学経路および電源部１０内の構
成は第１の実施形態（図１）と同様であるので、以下で
は第１の実施形態と異なる構成を述べる。 【００２８】本実施形態では図３に示すように温度セン
サ１３が液晶パネル近傍に配置されている。特に、温度
影響を最も受ける光学部品（例えば、青に対応する液晶
パネル）近傍に温度センサを設けることが好ましい。電
気回路部１７には、冷却ファン１５への印加電圧を変更
するファン電圧制御回路２０と、ファン電圧制御回路２
０及び電源部１０内のランプ出力制御回路１８を温度セ
ンサ１３からの温度情報をもとに制御する主制御回路１
９とが備えられている。 【００２９】このような構成では、温度センサ１３で検
出された温度情報は、電気回路部１７内の主制御回路１
９に送られる。主制御回路１９では、冷却ファン１５へ
の印加電圧を上げることができると判断するとファン電
圧制御回路２０に電圧を上げるように働きかけて、ファ
ンの回転数を増加させ、液晶パネル６の温度を下げる。
一方、冷却ファン１５の印加電圧が上限であると判断し
た場合は、バラスト１１内のランプ出力制御回路１８
に、超高圧水銀ランプ１への供給電力の大きさを下げる
ように働きかける。超高圧水銀ランプ１の明るさは、電
力の大きさの低下に応じて低減し、液晶パネル６の温度
が低下する。これら一連のフィードバック制御によっ
て、液晶パネル６の温度は許容温度内に納めることがで
きる。 【００３０】万一、冷却ファン１５にトラブルが発生
し、所要の回転数が維持できなくなった場合でも、ファ
ン電圧制御回路２０に電圧を上げるように働きかけたの
ち、ファンの印加電圧が上限であると判断されるので、
バラスト１１内のランプ出力制御回路１８に、超高圧水
銀ランプ１への供給電力の大きさを下げるように働きか
けられる。その結果、超高圧水銀ランプ１への供給電力
の大きさは段階的に低下され、液晶パネル６の温度は下
がる。 【００３１】次に、本実施形態のプロジェクタによる効
果を図４を参照して説明する。 【００３２】図４は、ＰＪを設置した環境温度を徐々に
上昇させたときの、液晶パネル(青)の温度を示すグラフ
であり、横軸は周囲環境温度、縦軸は液晶パネル(青)の
温度を示している。 【００３３】主制御回路１９は、周囲環境温度が２８℃
までは、ファン電圧制御回路２０に印加電圧を上昇する
ように働きかけ、ファンの回転数上昇によってパネル温
度が６８℃付近に抑えられている。 【００３４】周囲環境温度が３３℃を越えると、主制御
回路１９は、予め求めていた周囲環境温度とファン電圧
の関係からファンへの印加電圧が上限であると判断し、
ランプ出力制御回路１８に超高圧水銀ランプ１への供給
電力の大きさを低下するよう働きかける。 【００３５】超高圧水銀ランプ１への供給電力の大きさ
を低下させることによって明るさが低下、液晶パネルの
温度が低下して許容温度までの余裕は約１０℃に拡大し
ている。さらに、周囲環境温度が上昇すると、液晶パネ
ル６の温度上昇も起こり始めるが、許容温度に達するの
は環境温度が４４℃のときである。 【００３６】本実施形態のプロジェクタの冷却構造とそ
の制御方法によって、ファンを大型・高回転化すること
なく、環境温度の上限を３３℃から４４℃にまで大きく
拡大することができた。また、検出した温度に応じて超
高圧水銀ランプ１への電力の大きさを変更するため、液
晶パネルを代表とする、許容温度をもつ光学部品の信頼
性を大きく高め、環境温度が大きく変化する場所への設
置も可能となり、ＰＪの使用シーンを大きく拡大するこ
とができた。 【００３７】（第３の実施形態）ここでは第１及び第２
の実施形態の液晶プロジェクタに適用できる追加機能に
ついて説明する。 【００３８】図５は本発明の第３の実施形態である液晶
プロジェクタの特徴部を示す図である。この図に示すス
クリーン２１には図１や図３に示した液晶プロジェクタ
の投写レンズ１６で投写映像２２が映し出されている。 【００３９】本実施形態では、スクリーン２１への投写
映像２２内に、明るさの変化状況を表示するコメント
（文章）２４と、明るさの変化状況を鑑賞者に視覚的に
表示する明るさ変化状況の表示バー２３とが写し出され
ている。これらにより、鑑賞者にＰＪが明るさ調整を自
動的に行ったことを知らせている。 【００４０】図６は、明るさ変化状況の表示バー２３
の、明るい状態２５から暗い状態２６へ移行する変化を
表した詳細であり、図７は暗い状態２７から明るい状態
２８へ移行する変化を表した詳細である。明るさの変化
状況を表示バー２３で視覚的に表示することによって、
鑑賞者に分かりやすく伝えることができる。 【００４１】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度を検出す
る温度検出手段によって、光学エンジンの部品温度を直
接検出または周囲の空気温度を検出し、許容温度までの
余裕を知ることができる。この余裕が小さい場合、光源
電力変更手段によって光源への電力を低下させる。一
方、余裕が大きい場合は同手段によって光源への電力の
大きさを増加させる。この事により、プロジェクタを設
置する環境温度を見越して冷却能力の高い高回転あるい
は大径のファンを採用する必要がないため、小型で低騒
音なプロジェクタを実現することができる。 【００４２】また、検出した温度情報に基づいて光源へ
の電力の大きさを変更するとき、光源への電力の大きさ
の変更は瞬時に切り替えるのではなく、時間をかけて緩
やかに光源への電力を変化させることによって、投写映
像の急激な明るさ変化を回避し、鑑賞者の目に優しい明
るさの変更を行うことができる。 【００４３】また、検出した温度情報に基づいて光源へ
の電力の大きさを変更するとき、電力の変更状態または
投写映像の明るさの変化状態を投写映像へ映し出すこと
によって、映像の鑑賞者に明るさの調整が行われている
ことを知らせることができる。鑑賞者は、プロジェクタ
を設置した環境温度が高く、設置場所として不適切であ
ることを知ると同時に、投写映像の明るさがプロジェク
タによって自動的に変更されたことを知ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である３板式液晶プロ
ジェクタの構成を示す模式図である。 【図２】図１に示した液晶パネル部の拡大図である。 【図３】本発明の第２の実施形態である３板式液晶プロ
ジェクタの構成を示す模式図である。 【図４】本発明の第２の実施形態によるプロジェクタを
設置した環境温度を徐々に上昇させたときの、液晶パネ
ル(青)の温度を示すグラフである。 【図５】本発明の第３の実施形態である液晶プロジェク
タの特徴部を示す図である。 【図６】図１や図３に示した液晶プロジェクタで投写さ
れる映像に付与した、明るさ変化状況の表示バーの詳細
図である。 【図７】図１や図３に示した液晶プロジェクタで投写さ
れる映像に付与した、明るさ変化状況の表示バーの詳細
図である。 【図８】プロジェクタを設置した環境温度に合わせてフ
ァンの回転数を変更する従来一般の液晶プロジェクタを
示す模式図である。 【符号の説明】 １ 超高圧水銀ランプ ２ 光学エンジン ３ 光インテグレータ ４ 偏光変換光学系 ５ ダイクロイックミラー ６ 液晶パネル ７ クロスダイクロプリズム ８ 映像信号 ９ 液晶パネルの駆動回路 １０ 電源部 １１ バラスト １２ 電源 １３ 温度センサ １４ ファン電圧制御回路 １５ 冷却ファン １６ 投写レンズ １７ 電気回路部 １８ ランプ出力制御回路 １９ 主制御回路 ２０ ファン電圧制御回路 ２１ スクリーン ２２ 投写映像 ２３ 明るさ変化状況の表示バー ２４ 明るさ変化状況のコメント ２５ 明るさ変化前の明るい状態 ２６ 明るさ変化後の暗い状態 ２７ 明るさ変化前の暗い状態 ２８ 明るさ変化後の明るい状態
ジェクタの構成を示す模式図である。 【図２】図１に示した液晶パネル部の拡大図である。 【図３】本発明の第２の実施形態である３板式液晶プロ
ジェクタの構成を示す模式図である。 【図４】本発明の第２の実施形態によるプロジェクタを
設置した環境温度を徐々に上昇させたときの、液晶パネ
ル(青)の温度を示すグラフである。 【図５】本発明の第３の実施形態である液晶プロジェク
タの特徴部を示す図である。 【図６】図１や図３に示した液晶プロジェクタで投写さ
れる映像に付与した、明るさ変化状況の表示バーの詳細
図である。 【図７】図１や図３に示した液晶プロジェクタで投写さ
れる映像に付与した、明るさ変化状況の表示バーの詳細
図である。 【図８】プロジェクタを設置した環境温度に合わせてフ
ァンの回転数を変更する従来一般の液晶プロジェクタを
示す模式図である。 【符号の説明】 １ 超高圧水銀ランプ ２ 光学エンジン ３ 光インテグレータ ４ 偏光変換光学系 ５ ダイクロイックミラー ６ 液晶パネル ７ クロスダイクロプリズム ８ 映像信号 ９ 液晶パネルの駆動回路 １０ 電源部 １１ バラスト １２ 電源 １３ 温度センサ １４ ファン電圧制御回路 １５ 冷却ファン １６ 投写レンズ １７ 電気回路部 １８ ランプ出力制御回路 １９ 主制御回路 ２０ ファン電圧制御回路 ２１ スクリーン ２２ 投写映像 ２３ 明るさ変化状況の表示バー ２４ 明るさ変化状況のコメント ２５ 明るさ変化前の明るい状態 ２６ 明るさ変化後の暗い状態 ２７ 明るさ変化前の暗い状態 ２８ 明るさ変化後の明るい状態
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(56)参考文献 特開 平９−152575（ＪＰ，Ａ)
特開2001−21999（ＪＰ，Ａ)
特開2000−352708（ＪＰ，Ａ)
特開2003−15224（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−92633（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03B 21/00 - 21/30
G02F 1/1335 - 1/13363
H04N 5/74
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 電気的な手段で発光する光源と、画像信
号をもとに駆動する電子デバイスと光学的な手段とで画
像を生成する光学エンジンと、該光学エンジンで生成し
た画像を拡大する投写レンズと、前記電子デバイスに画
像信号を送る電気回路と、前記電気回路および前記光源
へ電力を供給する電源部と、印加電圧に応じて回転数が
変わる冷却ファンとを備えたプロジェクタにおいて、 前記光学エンジンの部品温度または周囲の空気温度を検
出する温度検出手段と、前記光源への電力を変更する光
源電力変更手段と、前記冷却ファンへの印加電圧を変更
するファン電圧変更手段と、前記光源電力変更手段と前
記ファン電圧変更手段を前記温度検出手段で検出した温
度情報に基づいて制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記光学エンジンの部品温度または周
囲の空気温度の上昇を前記温度検出手段で検出したと
き、前記冷却ファンの印加電圧を上げることができると
判断した場合は前記ファン電圧変更手段に前記冷却ファ
ンへの印加電圧を上げるように働きかけて前記冷却ファ
ンの回転数を増加させ、前記冷却ファンへの印加電圧が
上限であると判断した場合は前記光源電力変更手段によ
り前記光源への電力の大きさを段階的に低減する ことを
特徴とするプロジェクタ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001225783A JP3471772B2 (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | プロジェクタ |
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| DE10234143A DE10234143A1 (de) | 2001-07-26 | 2002-07-26 | Projektor mit Einrichtung zum schrittweisen Ändern der einer Lichtquelle zugeführten elektrischen Energie basierend auf erfaßten Temperaturinformationen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001225783A JP3471772B2 (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | プロジェクタ |
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|---|---|
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| JP3471772B2 true JP3471772B2 (ja) | 2003-12-02 |
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ID=19058718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001225783A Expired - Lifetime JP3471772B2 (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | プロジェクタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3471772B2 (ja) |
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