JP3914545B2 - デジタルプロジェクタの制御方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルプロジェクタの光源および冷却デバイスの制御に関する。

コンピュータで生成されたプレゼンテーションを表示するために用いられる可搬型ビデオプロジェクタなどのデジタルプロジェクタ（以下、プロジェクタと呼ぶ）は、ビジネス会議および他の行事において多く用いられる。これらのプロジェクタが明るい画像を表示すること、およびプロジェクタの容易な可搬性は、その有用性の重要な局面である。明るい画像を得るために、これらのプロジェクタは、高輝度で高温の特殊な光源を用いる。これらの光源は、高い動作温度であるために、プロジェクタの内部にあるファンなどの冷却デバイスからの強制的な冷却を必要とする。このような光源の典型的な例としては、２００気圧の内圧および１０００℃の動作温度を有する高圧水銀放電ランプが挙げられる。

これらの光源はまた、通常の白熱ランプの制約を上回る動作制約を受ける。具体的には、水銀放電ランプが動作温度に到達した後停止されると、即座に電源を再び投入する、すなわち「点灯する（struck）」（ランプ内のプラズマアーク灯の点灯を指す）ことはできない。ランプ内のアーク灯は、液体水銀を蒸発させ、強烈な光を放たせる。ランプは、再び点灯できるようになる前に、蒸気水銀が凝結して再び液体状態となる約４５０℃未満（すなわち、水銀の沸点）に冷却されなければならない。液体水銀は、アーク灯を点灯させるために必要である。なぜなら、蒸気水銀は、効率的な導電体ではないからである。

上記の動作制約に対処するために、プロジェクタ製造者は、プロジェクタを停止した後、冷却ファンを一定期間強制的に作動させる。これは、オペレータがプロジェクタに再び電源を投入したい場合に備え、できるだけ迅速に光源を冷却するために行われる。

しかし、実際には、プロジェクタは一旦停止されると、他の会議で再び必要になるまで通常は停止されたままである。確かに、プロジェクタの停止は、会議の終了を合図し得るものであり、そのとき、参加者は、次の約束へと急がなければならない場合がある。たとえば、プレゼンテーションを行った人が、飛行機に乗るためまたは他のスケジュールに間に合わせるために急がなければならない場合がある。

プロジェクタが停止されているのにファンが作動し続けているということは、オペレータに混乱を生じさせることが頻繁にある。人々は、プロジェクタが通常の機器のように動作する、すなわち、スイッチを切ったときに、作動し続けないことを直観的に期待する。さらに、次の約束に向けて急いでいるビジネスマンは、ファンが作動している間にプロジェクタの電源コードのプラグを抜いても安全であるのかどうかが分からずイライラしてしまう場合がある。残念なことに、このような状況に陥った人の多くは、プロジェクタの冷却デバイスが作動し続けている間、待たなければならないと感じる。

本発明の１つの態様は、電源がオフにされるプロジェクタを制御する方法を特徴とする。電源投入要求を入力した後、光源に関連する温度が検知され、所定の閾値と比較される。温度が閾値未満である場合、プロジェクタ光源には電源が投入される。あるいは、温度が閾値未満でない場合、プロジェクタの冷却デバイスに電源が投入され、光源の電源投入は、温度が閾値未満に低下するまで遅延される。

本発明の他の態様は、電源がオンにされるデジタルプロジェクタを制御する方法を特徴とする。停止要求を受取った後、冷却デバイスは、光源の温度に関係なく、光源と同時に停止される。

様々な図面における同様の参照符号および名称は同様の要素を指す。

本発明の実施態様は、キセノンランプまたは高圧水銀放電ランプなどの特殊な高輝度光源を用いるデジタルプロジェクタに関する。高圧水銀放電ランプなどのランプは、２つの電極間で最初に点灯する電気プラズマアーク灯を用いて、アーク灯が維持され得る高温水銀放電環境を形成することによってその強烈な輝度を実現する。これらのランプは、一般に、通常の白熱ランプよりも過酷な動作制約を受ける。具体的には、アーク灯が一旦水銀放電ランプにおいて点灯され、動作温度（通常、１０００℃）に到達すると、アーク灯は、ランプが水銀の沸点（約４５０℃）未満に冷却されるまで、（電源遮断時に要求されるように）再び点灯することはできないようになっており、それによって、蒸気水銀は、液体状態に凝結し得る。ランプが熱すぎる間にアーク灯を点灯させようとすると、電極は劣化してしまう。本発明の実施態様は、プロジェクタのオペレータに対する不便を避けると同時に、このようなプロジェクタランプを保護する。

本発明の態様は、少なくとも１つまたは複数の以下の方法においてさらに有利である。

本発明は、プロジェクタの冷却デバイスを、プロジェクタの光源と同時に停止させる。これにより、オペレータは、プロジェクタシステムが完全に停止したことを確認し、プロジェクタが停止した後でもファンが作動し続けることによって生じる混乱が避けられる。オペレータは、プロジェクタが停止された後、所定期間、プロジェクタのファンが作動している間待つ必要はなくなるという利点がある。従って、オペレータは、即座にプロジェクタのプラグを抜いて、プロジェクタを片付けるか、またはそれを他の場所に移動させることができる。

本発明の他の利点は、システムに電源が投入されている間に光源の温度を検知し、電源が投入される（光源に通電する）前に冷却されるべきかどうかを決定することを含むことである。このように、光源の温度を検知することにより、高価なプロジェクタ光源は損傷から保護される。たとえば、蒸気水銀が凝結点まで冷却される前に高圧水銀放電ランプ内でアーク灯を再び点灯させようと何度も試みると、ランプの電極は侵食され、ランプの寿命は短くなる。通常、本発明のこの態様は、プロジェクタのプラグが偶然抜けたり、プロジェクタが使用中に停止されたりした場合に動作するように呼び出される。

図１は、本発明の１つの実施態様による、プロジェクタ電源投入要求に関する動作のフローチャート図１００である。プロジェクタ上に取付けられたリモート制御ユニットまたは簡単なオン／オフスイッチは、プロジェクタのシステムコントローラによって受取られる電源投入要求を生成する（１０２）ために用いられることができる。

プロジェクタに電源が投入された後、光源温度は、温度センサから入力される（１０４）。実際には、この温度は、光源のすぐ近傍にあるセンサから入力されるか、またはプロジェクタの内部動作温度を検知することによって推測されることができる。たとえば、センサは、ランプの近傍の光源コンパートメント内に取付けられ、そこで温度が直接検知されることができる。あるいは、センサは、プロジェクタの本体内にある回路基板に取付けられることができる。

光源温度が入力されると、所定の閾値と比較される（１０６）。高圧水銀放電ランプでは、この閾値は約４５０℃である。この温度は、水銀の沸点に相当する。このため、この温度未満になると、蒸気水銀は再び液体となり、ランプの電極間のアーク灯を点灯させても安全となる。水銀が蒸気の状態である間にアーク灯を点灯させようとすると、ランプ電極は侵食され、ランプの寿命は短くなる。

温度が閾値以下になると（１０８）、ランプに電源を投入することができる（１１０）。通常、プロジェクタが室温である場合、プロジェクタは、電源投入要求に応答して遅延せずに（光源に）電源が投入される。上記のように、高圧水銀放電光源の電源投入は、液体水銀の存在下で２つの電極間のアーク灯を点灯することによって行われる。電気アーク灯の強烈な熱によって、水銀は蒸発する。蒸気水銀と電極間の電界との組み合わせによってプラズマが生成され、約１０００℃の動作温度で強烈な光が生成される。

温度が閾値未満ではない場合、光源の温度を低下させるために冷却デバイスに電源を投入する（１１２）。通常、このような状況は、プロジェクタの正常な使用中に電力が遮断される場合に起こる。たとえば、プロジェクタの電源コードが偶然プラグから抜けたり、またはプロジェクタが意図せずに停止されたりすることがある。この場合、オペレータは、できるだけ迅速にプレゼンテーションを再開したいと望むであろう。この保護機能が設けられていなければ、プロジェクタのランプは、電源を投入するのに適切な温度を超えている間にオペレータがランプに繰り返し電源を投入しようとすることによって損傷する可能性がある。

図２は、本発明の１つの実施態様による、プロジェクタ電源オフ要求に関する動作のフローチャート図２００である。プロジェクタがオンであり、画像が表示されている通常の動作中には（２０２）、プロジェクタのランプは、正常な動作温度に到達可能なほど、十分に長い間オンとなっているであろう。高圧水銀放電ランプでは、この温度は約１０００℃である。

上記のように、ビジネス会議におけるプロジェクタの通常の使用では、プロジェクタは電源が投入され、会議中オンにされたままにされる。事実、プロジェクタを停止することは、大抵の場合、会議の終了を合図するものであり、このとき、会議の参加者は、次の約束へと急ぐであろう。プロジェクタを停止するために、オペレータは、プロジェクタの本体に設けられたスイッチを操作するか、またはリモート制御部によってプロジェクタを停止するように要求することができる。いずれにしても、プロジェクタのシステムコントローラは、停止要求を受取る（２０４）。従来のプロジェクタにおいては、このときにプロジェクタの冷却ファンを所定期間作動させる。この目的は、オペレータがプロジェクタに再び電源を投入したい場合に、できるだけ迅速にランプを冷却することである。しかし、通常の効果としては、急いでその場を去ろうとしており、ファンがまだ作動している間にプロジェクタのプラグを抜くことが安全であるかどうかがその時分からないオペレータにとって不都合であるということである。大抵の人は、プロジェクタのランプが、使用後強制的に冷却されなければならないと誤って想定してしまう。むしろ、強制的に冷却せずにランプを自然に冷却させた方が、ランプへのストレスは一般に少ない。

停止要求に対する従来の応答とは対照的に、本発明の動作では、光源を停止する（電源を切る）（２０６）とともに、時間フレーム内で、光源温度に関係なく冷却デバイスを停止する（電源を切る）（２０８）ことである。この時間フレームは、例えば、即座、数秒、またはオペレータによって都合のよい期間として認識されることができる。このように動作することは、プロジェクタが、通常の機器として挙動し、停止要求に直接応答して完全に停止するという点で、オペレータにとっては混乱が少ない。他の利点は、不必要な冷却動作を行うプロジェクタによって、荷物をまとめてその場を去ろうと急いでいるオペレータが引き留められる可能性がないことである。つまり、上記の「オペレータにとって都合のよい期間」とは、「荷物をまとめてその場を去ろうと急いでいるオペレータが引き留められてストレスを感じ始めることのない期間」と定義することができる。さらに他の利点は、プロジェクタのランプの受動的な冷却（自然冷却）は、一般に、ランプへのストレスが少ないため、ランプの寿命が長くなることである。

図３は、本発明の１つの実施態様に従って設計されたプロジェクタシステム３００を示すブロック図である。プロジェクタシステム３００は、オン／オフ制御部３０２と、システムコントローラ３０４と、冷却装置３０６と、温度センサ３０８と、光源３１０とを有する。

通常の実施態様では、オン／オフ制御部３０２は、プロジェクタ上に設けられたスイッチであり得るか、またはリモート制御部の受信回路の一部として実施されることができる。いずれにしても、オン／オフ制御部３０２は、電源投入要求および停止要求をシステムコントローラ３０４に送信するように作用する。

システムコントローラ３０４は、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、専用のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または中央処理装置、ランダムアクセスメモリ、大容量記憶装置、および外部ネットワークへのアクセスを含むプロジェクタの一体化されたコンピュータシステムの一部として様々に実施されることができる。上記のデジタル機器に加えて、システムコントローラ３０４の機能もまた、光源温度を所定の温度と比較する比較器を用いるアナログ回路として実施されることができる。システムコントローラ３０４の動作は、冷却装置３０６および光源３１０を停止要求に応答して直接停止させることである。電源投入要求が受取られると、光源３１０に電源を投入しても安全かどうかを調べるために、温度センサ３０８から入力される温度が所定の閾値温度と比較される。温度が閾値以下であると、光源３１０に電源が投入される。温度が閾値を越していると、冷却装置３０６に電源が投入され、光源３１０の温度は急速に低下する。

通常、冷却装置３０６はファンとして実施される。冷却装置の目的は、通常の動作中、および光源３１０に電源を投入する準備をしている間に光源３１０が電源を投入しても安全な温度（の上限）を依然として上回っているときに、光源３１０の温度を低下させることである。

温度センサ３０８は、光源３１０の温度をシステムコントローラ３０４に送る。温度センサ３０８は光源にじかに接して設けられることができ、光源３１０の温度を直接測定することができる。温度センサ３０８はまた、プロジェクタの本体内にも設けられることができ、光源３１０の温度は、プロジェクタの内部温度に応じて推定することができる。センサの抵抗が温度に応じて変化する抵抗センサを含めて、温度センサ３０８として様々な実施態様がある。温度センサ３０８の他の実施態様は、シリコンＰＮ接合間の電圧の低下が、温度に応じて変化するシリコンセンサを含む。

光源３１０は、通常、高圧水銀放電ランプとして実施される。上記のように、このタイプのランプは、通常の白熱ランプの制約を上回る動作制約を受ける。たとえば、これらのランプは、白熱ランプのように容易に電源投入および停止することができない。これは、ランプが、蒸気水銀の環境内でプラズマアーク灯によって強烈な光を生成するからである。アーク灯を点灯させる（すなわち、開始する）ためには、水銀は、液体状態でなければならない。これは、ランプが室温にあるときには問題にならない。なぜなら、水銀は約４５０℃で沸騰する（すなわち、蒸気になる）からである。アーク灯が一旦点灯すると、プラズマは、最終的には、約１０００℃の通常の動作温度に到達する。この極度の熱によって、通常の動作中に、冷却装置３０６による強制的な冷却が必要になる。強制的な冷却では、通常の動作中において電力が遮断された場合にアーク灯を点灯させるために、ランプの温度を水銀の沸点未満にする必要がある。これは、蒸気水銀が良好な導電体ではなく、この状態でアーク灯を点灯させようとすると、ランプの電極が侵食されるためである。

実施例および実施態様を記載したが、これらは、本発明の任意の局面を限定するものではない。従って、本発明の変形形態(versions)は、デジタルもしくはアナログ電子回路、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実施されることができる。

さらに、具体的な実施形態を、本明細書において、例示を目的として記載したが、様々な変更を、本発明の精神および範囲から逸脱しない範囲で行うことができる。たとえば、本発明の実施態様は、デジタルプロジェクタにおいて用いられるものとして前述されているが、代替の実施態様は、ビデオプロジェクタ、オーバーヘッドプロジェクタ、投射型テレビ、およびシネマプロジェクタにおいて用いられることができる。したがって、本発明は、上記の実施態様には限定されず、等価物の全範囲に鑑みて添付の特許請求の範囲によって規定される。

本発明の一実施の形態に係るプロジェクタの電源投入要求に関連する動作を示すフローチャート図である。 本発明の一実施の形態に係るプロジェクタの停止要求に関連する動作を示すフローチャート図である。 本発明の一実施の形態に係るプロジェクタの光源制御および冷却装置制御のシステム構成を例示するブロック図である。

符号の説明

３００ プロジェクタシステム
３０２ オン／オフ制御部
３０４ システムコントローラ
３０６ 冷却装置
３０８ 温度センサ
３１０ 光源

Claims (11)

1. デジタルプロジェクタを制御する方法であって、
   前記デジタルプロジェクタに電源を投入する要求を入力することと、
   温度センサから光源に関連する温度データを入力することと、
   前記温度データを水銀の沸点に相当する温度である所定の閾値と比較することと、
   前記温度データが前記所定の閾値を上回り、かつ電源投入要求が入力された場合に、冷却装置に電源を投入することと、
   前記温度データが前記所定の閾値以下であり、かつ電源投入要求が入力された場合に、前記光源に電源を投入することと、
   を有することを特徴とするデジタルプロジェクタを制御する方法。
2. 前記デジタルプロジェクタは、オーバーヘッドプロジェクタ、ビデオプロジェクタ、投射型テレビ、およびシネマプロジェクタを含むプロジェクタのセットから選択されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルプロジェクタを制御する方法。
3. 前記光源は、キセノンランプおよび高圧水銀放電ランプのセットから選択されることを特徴とする、請求項１に記載のデジタルプロジェクタを制御する方法。
4. 前記光源を用い、前記デジタルプロジェクタによって画像を表示することと、
   前記デジタルプロジェクタを停止する要求を入力することと、
   入力した前記停止する要求に応答して前記光源を停止することと、
   前記停止する要求に応答して前記光源の温度によらず、時間フレーム内で冷却装置を停止することと、
   を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のデジタルプロジェクタを制御する方法。
5. 前記冷却装置を、前記停止する要求の入力と同時、前記停止する要求から数秒内、および前記停止する要求からユーザに都合のよい期間内のいずれか一つに停止することを特徴とする請求項４に記載のデジタルプロジェクタを制御する方法。
6. 前記停止する要求を入力すると受動的に前記光源を冷却することをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載のデジタルプロジェクタを制御する方法。
7. 前記冷却装置はファンであることを特徴とする請求項４に記載のデジタルプロジェクタを制御する方法。
8. デジタルプロジェクタ用の光源制御装置であって、
   画像を投射する光源と、
   前記光源の温度を測定する温度センサと、
   前記光源の温度を低下させる冷却装置と、
   前記光源を点灯するためのオン／オフ制御部と、
   温度データを処理し、前記光源の制御および前記冷却装置の制御を決定するための制御装置と、
   を備え、
   前記光源は、水銀の沸点に相当する温度である温度閾値未満のときに点灯開始されることを特徴とするデジタルプロジェクタ用の光源制御装置。
9. 前記冷却装置は、前記温度データが前記所定の閾値を上回り、かつ電源投入要求が入力されると電源が投入され、
   前記光源は、前記温度データが前記所定の閾値以下であり、かつ電源投入要求が入力されると電源が投入される、
   ことを特徴とする請求項８に記載のデジタルプロジェクタ用の光源制御装置。
10. 前記光源は、入力された停止の要求に応答して停止され、前記冷却装置は、前記停止の要求に応答して前記光源の温度によらず時間フレーム内で停止されることを特徴とする請求項８に記載のデジタルプロジェクタ用の光源制御装置。
11. 前記光源は高圧水銀ランプを含むことを特徴とする請求項８に記載のデジタルプロジェクタ用の光源制御装置。

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