JP6070786B2 - プロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクターに関するものである。

従来、展示会や学会、会議等のプレゼンテーションに、あるいはホームシアター等にプロジェクターが用いられている。近年では、店頭広告などにもプロジェクターの使用用途が広がっている。プロジェクターを用いると、ディスプレイなどの直視型表示装置よりも大画面表示が容易であるため、より多人数に対して同じ画像を見せることが可能であり利便性が高い。近年では、高品質な投写画像を求める市場要求に対して、様々な開発がなされている。

また、プロジェクターの設置状態は、設置環境や用途に合わせてより制限のないものになりつつある。据置姿勢や天吊姿勢、上方投写姿勢、下方投写姿勢等、自由な設置形態を可能とするプロジェクターが開発されている（特許文献１）。

特開２００４−３２５７６８号公報

しかしながら、いかなる設置形態であっても一定の駆動制御で表示が行われるとすると、以下のような不都合が生じる。
例えば、設置姿勢によっては、外装筐体内の投写光学系から光束を射出させるための投写窓の近傍に異物が載置されるおそれがあり、この場合には、外装筐体内に熱がこもって光学部品に影響を与えてしまうばかりか、光束によって異物が加熱されて発煙してしまう心配もある。

また、設置姿勢によっては、被投写面との距離が非常に近くなることがあり、この場合には、被投写面の近傍にてユーザーが視認することが多い。一般的に、高輝度で表示を行うことが良好とされているが、被投写面の近くでユーザーが視認するような投写形態である場合はかえって明るすぎて見難くなってしまう。このため、設置姿勢に応じて輝度制御を行う必要がある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、設置姿勢（投写方法）に適した駆動制御を行うことで、ユーザーにとって使いやすいプロジェクターを提供することを目的の一つとしている。

本発明のプロジェクターは、光束を射出する光源と、前記光源からの前記光束を画像情報に応じて変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光束を投写する投写光学系と、プロジェクター本体の設置姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記プロジェクター本体の動作を駆動制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記姿勢検出手段が縦置設置状態であることを検知した時に、前記姿勢検出手段からの検出結果に応じて投写される前記光束の輝度を低下させる機能を有することを特徴とする。

この構成によれば、姿勢検出面が投写光学系の光軸に沿うように配置されていることにより、姿勢検出が容易に正確にできるようになり、姿勢検出手段からの検出結果に応じて各投写方向に適した制御を行うことによって、ユーザーにとって使いやすいプロジェクターとなる。

また、前記投写光学系の射出側における前記光束の光路上の異物を検出する異物検出手段をさらに備え、前記制御部は、前記姿勢検出手段において、前記光路上に異物が載置されるおそれのある姿勢以外の姿勢が検出されると、前記異物検出手段の動作を停止させる機能を備える構成としてもよい。

この構成によれば、姿勢検出手段によって、投写窓の近傍に異物が載置されるおそれのある第１姿勢以外の姿勢であることが検出された場合には、異物の検出が不要になる。このため、異物検出手段の動作を停止させることによって他の検出手段に影響が及ぶのを防止することができる。これにより、プロジェクターの誤作動を抑制することができる。

また、前記外装筐体内に外気を取り込むとともに当該外装筐体内の空気を外部へ排出する冷却装置と、前記外装筐体内に配置された温度検出手段と、を備え、前記制御部は、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記冷却装置の駆動制御を行う機能を有する構成としてもよい。

この構成によれば、温度検出手段による検出結果に応じて冷却装置の駆動制御を行うことによって、外装筐体内の温度上昇を抑えて内部に設置された光学部品の劣化等を防止することが可能である。

また、前記制御部は、前記温度検出手段において検出された検出温度と、前記設置姿勢に応じて予め設定された基準温度とを比較して、前記検出温度が前記基準温度以上である場合に前記冷却装置の出力を高めるよう駆動制御する機能を有する構成としてもよい。

この構成によれば、温度検出手段によって外装筐体内の温度を監視し、検出温度が例えば基準温度以上になった場合に冷却装置の出力を高めるような制御を行うことによって、外装筐体内の冷却効率を高めることが可能となり、外装筐体内に配置された光学部品の寿命を長くすることが可能となる。

また、前記姿勢検出手段が４方向センサーである構成としてもよい。
この構成によれば、姿勢検出手段として４方向センサーを使用することによって、プロジェクター本体の４方向の設置姿勢を検出することが可能となる。例えば、外装筐体の一面が上方に向けられた状態で側方投写される第１姿勢（据置姿勢）、外装筐体の一面が下方に向けられた状態で側方投写される第２姿勢（壁吊姿勢）、光束が上方に向けて射出される第３姿勢（机上姿勢）、光束が下方に向けて射出される第４姿勢（机下姿勢）が挙げられる。

また、前記投写光学系が、前記光変調素子からの前記光束を反射させる反射ミラーを有する構成としてもよい。

この構成によれば、短焦点投写型のプロジェクターとなり、投写距離が短くなることで、被投写面に近づけて使用することが可能となる。その結果、部屋を広く使ったり、机の上が広くなるなど、スペースユーティリティーを最大限に活用した投写を実現することが可能となる。

本発明のプロジェクターは、光束を射出する光源と、前記光源からの前記光束を画像情報に応じて変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光束を投写する投写光学系と、プロジェクター本体の設置姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記プロジェクター本体の動作を駆動制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記姿勢検出手段からの検出結果に応じて投写される前記光束を低下させる機能を有することを特徴とする。

プロジェクターの設置姿勢に応じて光束の輝度を低下させるように制御することによって、近距離表示を行う短焦点タイプのプロジェクターであっても良好な表示を行うことができる。例えば、被投写面に近い位置において表示を行う設置姿勢であることが検出された場合に光束の輝度を低下させることにより、被投写面に近い位置において画像を視認するユーザーの眼に負担を与えることのない表示が行える。

また、前記制御部は前記姿勢検出手段が縦置設置状態であることを検知した時に投写される前記光束を低下させる機能を有する構成としてもよい。

プロジェクターを縦置設置状態とした場合には被投写面に近い位置において表示を行うこととなるため、投写される光束を低下させることにより、画像を視認するユーザーの眼に負担を与えることのない表示が行える。

実施形態のプロジェクターの構成を示す斜視図。 プロジェクターの概略構成を模式的に示す図。 プロジェクターの内部構成を示す図。 各種インターフェース端子を備えるインターフェース基板とメイン回路基板との接続状態を示す斜視図。 外装筐体内におけるインターフェース基板の位置を示す斜視図。 一般的な４方向センサーの原理を説明するための図。 （ａ）〜（ｃ）は、プロジェクターの設置状態の一例を説明するための図、（ａ）は、据置設置された状態、（ｂ）は、壁面設置（壁吊設置）された状態、（ｄ）は、縦置設置（下投写設置）された状態。 プロジェクターにおける異物の監視制御を行うフローチャート図。 姿勢検出センサーの結果に応じて輝度制御を行う場合のフローチャート図。 設置姿勢に応じたファン駆動制御を行う場合のフローチャート図。 直線光学系を備えた通常のプロジェクターにおける設置姿勢例を説明するための図。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［プロジェクター］
以下、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光束を形成し、その光束を拡大投写する。
図１は、本実施形態のプロジェクターの構成を示す斜視図であり、ケーブルカバーを取り外した図である。図２は、プロジェクターの概略構成を模式的に示す図である。

図１に示すように、プロジェクター１は、本体（プロジェクター本体）１Ａが外装筐体２で囲まれた構成になっている。外装筐体２は、合成樹脂製であり、筐体上部を構成するアッパーケース（第１ケース）２１、筐体下部を構成するロアーケース（第２ケース）２２等を備えており、これらは、ネジ等により固定されている。

また、外装筐体２内には、図２に示すように、制御部１０、光学ユニット３（図２）、電源ユニット４、冷却ファン５１、および排気ファン５２等が配置されている。光学ユニット３は、平面視略Ｌ字状に構成され、光源３１１を有する光源装置３１、電気光学装置３５、および投写光学装置（投写光学系）３６を備えている。光学ユニット３は、制御部１０による制御の下、光源３１１から射出された光束を画像情報に応じて電気光学装置３５にて変調し、この変調された光束を投写光学装置３６によってスクリーン等に投写して画像を表示させる。

光源装置３１は、外装筐体２の端部に配置され、投写光学装置３６は、外装筐体２の略中央部に配置される。なお、以下においては、説明の便宜上、光源装置３１から光束が射出される方向を＋Ｘ方向、電気光学装置３５から光束が射出される方向を＋Ｙ方向とし、外装筐体２の各ケース２１，２２の組み合わせ方向をＺ方向とする。

制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等が実装された回路基板として構成される。制御部１０は、コンピューターとして機能するものであり、プロジェクター１の動作の制御、例えば、投写に関わる制御等を行う。なお、図２中に示す制御部１０の位置は模式的に示すものであって実際の位置とは異なっている。詳しくは後述するが、実際に制御部１０は光学ユニット３を覆うようにして配置される。
また、制御部１０には、後述する異物検出センサー（異物検出手段）８５および姿勢検出センサー（姿勢検出手段）８９等が接続されており、これら各センサーの検出結果に基づいて駆動制御を行う。

そして、図１に戻り、上記各部品を収容している外装筐体２のアッパーケース２１の上面２１Ａには、Ｙ方向に傾斜面２１０ａ、２１０ｂを有する凹部２１０が形成され、この凹部２１０を構成する一方の傾斜面２１０ａ側には、さらに平面視矩形状の凹部２１１が形成されている。そして、この凹部２１１の底面には投写窓２０１が設けられており、投写光学装置３６から射出された光束は、この投写窓２０１から外装筐体２の後方（図２のランプカバー２４側）に向かって射出される。ここで、投写光学装置３６の光路上である投写窓２０１上に光束を遮る物がユーザーによって置かれた場合には、上記した異物検出センサー８５によって検出できるようになっている。制御部１０は、異物検出センサーから異物検出信号が入力されるとユーザーへ警告する。

アッパーケース２１の上面２１Ａの前方面２１１ａには、プロジェクター１の各種設定を行うための複数の操作キー２３Ａによって構成される操作部２３が設けられている。また、アッパーケース２１の上面２１Ａの後方面２１１ｂには、光源装置３１の交換用の開口部２１２が形成されており、この開口部２１２は、ランプカバー２４（図２）がアッパーケース２１に装着されることによって閉塞される。

外装筐体２の側面２Ｂには、外気を取り込むための吸気口２２０が設けられている。吸気口２２０は、複数の矩形状のスリット孔で形成されており、この吸気口２２０の内側には、図示しない、防塵フィルターが配置されている。そして、光学ユニット３は、この吸気口２２０から取り込まれて防塵フィルターを通過した空気によって冷却される。

外装筐体２の側面２Ｃには、内部の暖気を排出するための排気口２２２が設けられている。排気口２２２は、複数のスリット孔で形成されており、光源３１１（図２）の点灯等によって温まった外装筐体２内の空気は、この排気口２２２から外部に排出される。ロアーケース２２には、排気口２２２の前方に矩形状の凹部２１１が形成されており、この凹部２１１によって形成される空間内にプロジェクター１に接続される複数のケーブル等が収容されている。

［光学ユニット］
次に、光学ユニットの各構成要素について詳しく説明する。
図２に示すように、光学ユニット３は、光源装置３１、照明光学装置３２、色分離光学装置３３、リレー光学装置３４、電気光学装置３５、投写光学装置３６、およびこれら各光学装置（光学部品）３１〜３６を所定位置に配置する光学部品用筐体３７を備える。

光源装置３１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源３１１およびリフレクター３１２等を備える。そして、光源装置３１は、光源３１１から射出された光束をリフレクター３１２によって射出方向を揃え、照明光学装置３２に向けて射出する。

照明光学装置３２は、第１レンズアレイ３２１、第２レンズアレイ３２２、偏光変換素子３２３、重畳レンズ３２４および調光装置３２５を備える。
第１レンズアレイ３２１は、光源３１１から射出された光束の光軸Ｌ方向から見て略矩形の輪郭を有する小レンズがマトリックス状に配列された構成を有しており、光源装置３１から射出された光束を複数の部分光束に分割する。第２レンズアレイ３２２は、第１レンズアレイ３２１と略同様の構成を有しており、重畳レンズ３２４とともに、部分光束を後述する液晶パネル（光変調素子）３５２の表面に略重畳させる。偏光変換素子３２３は、第２レンズアレイ３２２から射出されたランダム偏光光を液晶パネル３５２で利用可能な略１種類の偏光光に揃える機能を有する。

調光装置３２５は、光源３１１から射出された光束の一部を遮光する遮光部材を備え、光束の通過光量を調整する機能を有している。調光装置３２５は、遮光部材が第１レンズアレイ３２１と第２レンズアレイ３２２との間に配設され、制御部１０による制御のもと、この遮光部材の位置が変更される。つまり、調光装置３２５は、光源３１１から射出され、第１レンズアレイ３２１を透過した光束の一部を遮光部材にて遮光して第２レンズアレイ３２２に入射する光量、ひいては、電気光学装置３５に入射する光量を調整し、投写画像のコントラスト向上に寄与する。

色分離光学装置３３は、２枚のダイクロイックミラー３３１，３３２、および反射ミラー３３３を備え、照明光学装置３２から射出された光束を赤色光（以下「Ｒ光」という）、緑色光（以下「Ｇ光」という）、青色光（以下「Ｂ光」という）の３色の色光に分離する機能を有する。

リレー光学装置３４は、入射側レンズ３４１、リレーレンズ３４３、および反射ミラー３４２，３４４を備え、第２のダイクロイックミラー３３２を透過したＲ光をＲ光用の液晶パネル３５２Ｒまで導く機能を有する。なお、光学ユニット３は、リレー光学装置３４がＲ光を導く構成としているが、これに限らず、例えば、Ｂ光を導く構成としてもよい。

電気光学装置３５は、入射側偏光板３５１、光変調装置としての液晶パネル３５２、射出側偏光板３５３、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム３５４を備え、色分離光学装置３３から射出された各色光を画像情報に応じて変調する。

投写光学装置３６は、複数のレンズを組み合わせた組レンズと、非球面形状の反射ミラー３８を有して構成されている。投写光学装置３６は、電気光学装置３５にて変調された光束を組レンズから反射ミラー３８に射出し、反射ミラー３８によって光束を広角化するように反射して投写する。このような構造とすることにより、投写距離の短い、いわゆる短焦点プロジェクターとして構成することができる。なお、組レンズから反射ミラー３８に射出する光束の方向を投写光学装置３６内の投写方向という。

電源ユニット４は、外部の商用電源から供給された交流電力を整流、平滑化し、光源３１１および制御部等に出力する。電源ユニット４は、図２に示すように、光源装置３１の下方に配設されている。具体的には、ロアーケース２２の底部に装着される電源ケース２０内に収容されている。

冷却ファン５１は、回転軸方向から吸入した空気を回転接線方向に吐出するシロッコファンで構成され、図２に示すように、吸気口２２０の内側であって、リレー光学装置３４の近傍に配置されている。この冷却ファン５１は、外気を吸入する吸入口５１１が吸気口２２０側を向き、空気を吐出する吐出口５１２がリレー光学装置３４側に向くように配置される。そして、冷却ファン５１は、吸入口５１１が取り込んだ外気を発熱するリレー光学装置３４に向けて吐出することによって、リレー光学装置３４を冷却する。

排気ファン５２は、軸流ファンで構成され、図２に示すように、排気口２２２の内側であって、光源装置３１との間に配置される。この排気ファン５２は、光源装置３１等を冷却して温められた空気を、排気口２２２を介して外装筐体２の外部に排出する。

上記した冷却ファン５１および排気ファン５２には、それぞれ温度センサー（温度検出手段）７１，７２が接続されており、各温度センサー７１，７２において検出した温度データが制御部１０に出力されるようになっている。冷却ファン５１および排気ファン５２で冷却装置が構成される。

制御部１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等が実装されたメイン回路基板５３およびドライバー基板５４を備えて構成され、使用者の操作に応じて、或いは、自律的に、プロジェクター１を制御する。

例えば、制御部１０は、前述の光源装置３１の点灯を制御するほか、操作部２３を介して入力される画像信号に応じた画像を生成し、当該画像に応じた駆動信号を照明光学装置３２に出力する。この画像生成の際に、制御部１０は、使用者により設定されたパラメーターに応じた画質調整等の処理を実行する。このような制御部１０は、例えば、記憶部、情報取得部、画像生成部、駆動制御部及び情報保存部等を備える。

図３は、プロジェクターの内部構成を示す図であり、図４は、各種インターフェース端子を備えるインターフェース基板とメイン回路基板との接続状態を示す斜視図である。図５は、外装筐体内におけるインターフェース基板の位置を示す斜視図である。図６は、一般的な４方向センサーの原理を説明するための図である。

図３および図４に示すように、メイン回路基板５３には、プロジェクター１と画像出力装置等の外部機器とを接続するための複数のインターフェース端子が、直接あるいはインターフェース基板５５を介して接続されている。

メイン回路基板５３に直接実装されるオンボード端子としては、ＬＡＮ端子８０、ＵＳＢ端子８１（Ａ）、ＵＳＢ端子８１（Ｂ）、ＨＤＭＩ端子８２等があり、拡張カード等を必要としないことから、拡張カードの接続不良による動作不良の減少や、部品点数の減少および製造工程の簡略化による低価格化などのメリットが得られる。これら複数の端子をメイン回路基板５３の裏面側に実装することで、各端子に接続されるケーブル７５が邪魔にならないようにまとめやすくなっている。

インターフェース基板５５は、メイン回路基板５３の基板面に対して垂直に起立するようにしてメイン回路基板５３の一端側に固定されている。このインターフェース基板５５には各種端子が設けられており、各端子それぞれに各種ケーブルが接続される。
インターフェース端子としては、Ｄ−ＳＵＢ端子８３ａ，８３ｂ，８３ｃ、ＲＳ−２３２Ｃ端子８４、ＲＣＡ端子（画像音声入力端子）８５Ｒ，８５Ｗ，８５Ｙ、Ｓ端子８６、フォーン端子（音声入力端子）８７ａ〜８７ｃ、マイク入力端子８８などがある。これら端子をインターフェース基板５５に設けることで、各端子に各種ケーブルを抜き差しする際の衝撃がメイン回路基板５３に影響を与えるのを抑えることができる。

上記した複数のインターフェース端子は、メイン回路基板５３の側方においてインターフェース基板５５の表面を覆うようにして取り付けられた化粧基板５６の各貫通孔５５ａから接続側が露出している。

ここで、図５に示すように、本実施形態のインターフェース基板５５には、プロジェクター１の取り付け姿勢を検出する姿勢検出センサー８９が実装されている。この姿勢検出センサー８９は、プロジェクター１の上下左右の姿勢を検出する４方向センサーであって、その検出結果を制御部１０に出力する。制御部１０は、姿勢検出センサー８９の検出結果に基づいて、光学ユニット３からの投写画像を回転させてスクリーンに投影させる。

本実施形態において姿勢検出センサー８９をインターフェース基板５５に実装したのは、このインターフェース基板５５が外装筐体２の上下方向（ケース２１，２２の組み合わせ方向）に沿うようにして起立状態で設置されているとともに、その基板面が投写光学装置３６の投写方向と平行して設置されているからである。これにより、投写光学装置３６の上下左右の姿勢を検出することが可能となり、投写状態を判別し得る。

この姿勢検出センサー８９は、図６に示すように、センサー本体内部の空間ＫにＬＥＤ７２、２つのフォトトランジスター７３Ａ，７３Ｂ、および遮蔽ボール７４が設けられた既存の４方向センサーであって、遮蔽ボール７４が転がり収まる場所によってプロジェクター１が上下左右の姿勢を検出するというものである。
つまり、姿勢検出センサー８９を遮蔽ボール７４の転がり平面（姿勢検出面：ＹＺ平面）がプロジェクター１の回転平面に平行するように設置する必要がある。これにより、プロジェクター１の設置姿勢に応じて空間Ｋ内で遮蔽ボール７４が重力方向下方へ転動することになるため、その停止場所に応じてプロジェクター１の姿勢を検出することが可能である。
このため、必ずしもインターフェース基板５５に姿勢検出センサー８９を設置する必要はなく、上記作用を得ることができれば他の場所に実装しても構わない。例えば、姿勢検出センサー８９を設置するための専用の基板を別途設けるようにしてもよい。

図７（ａ）〜（ｃ）は、プロジェクターの設置状態の一例を説明するための図である。
図７（ａ）は、据置設置された状態であり、床面や机上に設置されたプロジェクター１から壁面やスクリーン１９に向かって、破線で示す如く光束が投写される。
図７（ｂ）は、吊下げ設置（壁吊設置）された状態であり、壁面または天面に設置される取付け治具を介して吊下げ状態で設置され、壁面やスクリーン１９に向けて投写される。
図７（ｃ）は、縦置設置（上投写設置）された状態であって、被照射面とされた机１１０の天板１１１の表面に向かって下向きに光束が投写される（テーブル投写）。ユーザーは、天板１１１の表面に映し出された画像をその上方から視認する。
図７（ｄ）は、縦置設置（下投写設置）された状態であり、透明な天板１１２のリア側から上向きに光束が投写され（テーブルリア投写）、ユーザーは、天板１１２に映し出された画像をその上方から視認する。

このように、本実施形態のプロジェクター１にはいくつかの設置方法があり、この設置姿勢を姿勢検出センサー８９によって検出することによって、複数の制御を行う。
まず１つ目は、姿勢検出センサー８９によって据置姿勢と検出された場合に、異物検出センサーによって光路上に「異物あり」と判断されると、制御部１０は、その検出結果に基づいて、プロジェクター１の温度上昇を抑制するための適切な措置を講ずる。反射式投写レンズを備えたプロジェクター１においては、投写窓２０１付近に本やノートなどが投写光を遮るように置かれた場合、熱がこもり、発煙してしまう可能性がある。このため、制御部１０は、異物検出センサーから「異物あり」の信号が入力されると、例えばユーザーに向かって警告表示を行う等の措置を講ずるようになっている。

２つ目は、姿勢検出センサー８９による検出結果に基づいて投写画像の輝度を調整することである。通常、デフォルトの明るさは高輝度に設定されている。据置姿勢や天吊姿勢の場合、投写画像はユーザーから離れた壁面やスクリーン等に映し出されることになるため高輝度表示であってなんら問題はないが、テーブル投写やテーブルリア投写の場合には、ユーザーは投写画像を近い位置で視認することになるため、低輝度モードに変更するように制御される。これにより、明る過ぎて見にくいなどの不都合を解消することができる。

特に、テーブルに対してリア投写する場合には、プロジェクター１の投写窓２０１が上側に向くように設置されるため、ユーザーの眼に投写光が直接入射しやすい。このため、テーブルリア投写の場合には、より投写画像の輝度を低下させてユーザーにまぶしさを感じさせることのない表示を行うようにする。

３つ目は、姿勢検出センサー８９の検出結果に基づいて（プロジェクター１の設置姿勢に応じて）、冷却ファン５１や排気ファン５２の駆動制御を行う。上述したようにプロジェクター１は、設置場所によってその姿勢が異なる。光源３１１の点灯等によって温まった外装筐体２内の空気は上方へと対流するため、光学ユニット３において鉛直上方は鉛直下方よりも高温になる。つまり、光学ユニット３で高温になる部位が設置姿勢に応じて変化する。すると、冷却条件が光学ユニット３の温度分布と整合しなくなり、光源装置３１が効果的に冷却されず短寿命になってしまうおそれがある。そこで、プロジェクター１の設置姿勢に応じて冷却ファン５１や排気ファン５２の回転数を制御することとした。

（制御方法）
次に、プロジェクターの制御方法について述べる。
［異物監視制御］
最初に、姿勢検出センサーの検出結果に応じて異物検出センサーのＯＮ／ＯＦＦを制御する方法について述べる。
図８は、プロジェクターにおける異物の監視制御を行うフローチャートである。
図８に示すように、プロジェクター１が起動されると同時に異物検出センサー８５および姿勢検出センサー８９がＯＮになり（ステップＳ１）、まず、姿勢検出センサー８９においてプロジェクター１の姿勢検出を行う。

そして、制御部１０において姿勢検出センサー８９からの検出結果が据置姿勢か否かを判断し（ステップＳ２）、据置姿勢でない（ＮＯ）と判断された場合には、異物検出センサー８５をＯＦＦにする（ステップＳ３）。ステップＳ２において姿勢検出センサー８９からの検出結果が据置姿勢である（ＹＥＳ）と判断された場合には、ステップＳ４へ移行して、異物検出センサー８５をＯＮにする。

次に、制御部１０において、異物検出センサー８５からの検出結果がプロジェクター１の投写窓２０１上に異物があるか否かを判断し、異物なし（ＮＯ）と判断された場合には、ステップＳ２に戻り、姿勢検出センサー８９において据置姿勢以外の信号が検出されるまで異物の有無の監視を行う。姿勢検出センサー８９において、プロジェクター１の姿勢が据置以外の姿勢に変化したことが検出されると、異物検出センサー８５をＯＦＦにする。

一方、異物検出センサー８５において異物有り（ＹＥＳ）と検出された場合には、制御部１０はユーザーに対する警告表示を行う（ステップＳ６）。そして、異物検出センサー８５において異物有り（ＹＥＳ）と検出されている間は、ステップＳ６へ戻って警告表示を続行する。制御部１０は、異物検出センサー８５から異物なし（ＮＯ）の検出結果が出力されるまで、警告表示を継続し、ユーザーに対して異物の除去を促すようにしている。
このように、警告表示を実施している間、ステップＳ６とステップＳ７のルーチンを繰り返し、異物検出センサー８５において異物の有無を常時監視する。

そして、異物検出センサー８５から異物なし（ＮＯ）との検出結果が出力されると、制御部１０は警告表示をＯＦＦにする（ステップＳ８）。

［輝度調整制御］
次に、姿勢検出センサーの検出結果に応じてプロジェクターの輝度を制御する方法について述べる。
図９は、姿勢検出センサーの結果に応じて輝度制御を行うフローチャート図である。
図９に示すように、制御部１０は、プロジェクター１が起動されると同時に姿勢検出センサー８９をＯＮにして（ステップＳ１）、姿勢検出を行う。そして、姿勢検出センサー８９からの検出結果が据置姿勢や縦置姿勢であるかを判断し、いずれの姿勢でもない（ＮＯ）と判断した場合には、通常輝度モードでの駆動を実施し（ステップＳ３）、予め設定された高輝度なデフォルト表示を行う。

また、ステップＳ２において、姿勢検出センサー８９からの検出結果からプロジェクター１の設置姿勢が据置姿勢および縦置姿勢のいずれかである（ＹＥＳ）と判断された場合には、ステップＳ４へ移行して、その姿勢が具体的に据置姿勢であるのか縦置姿勢であるのかをさらに判断する。そして、据置姿勢である（ＹＥＳ）ことが判明すると、制御部１０は第１低輝度モードに設定を切り替える。一方、縦置姿勢である（ＮＯ）と判明した場合には、制御部１０は第２低輝度モードへ設定を切り替える。

［ファン駆動制御］
図１０は、設置姿勢に応じたファン駆動制御を行う場合のフローチャート図である。
図１０に示すように、制御部１０は、プロジェクター１が起動されると同時に姿勢検出センサー８９をＯＮにして（ステップＳ１）、姿勢検出を行う。
次に、冷却ファン５１および排気ファン５２を第１出力で駆動する（ステップＳ２）。
次に、光学ユニット３の温度分布の監視を行う。制御部１０の記憶領域には、プロジェクター１の姿勢に応じて予め設定された各ファン５１，５２の基準温度が格納されている。制御部１０は、この設置姿勢に応じて予め設定された冷却ファン５１および排気ファン５２の基準温度と、各ファン５１，５２に接続された温度センサー７１，７２から入力される実際の検出温度とを比較する（ステップＳ３）。温度センサー７１，７２における検出温度が基準温度以上である（ＹＥＳ）と判断されると、制御部１０は、冷却ファン５１および排気ファン５２を、第１出力よりも回転数の高い第２出力で駆動させる。

そして、温度センサー７１，７２による検出温度が基準温度よりも低下した（ＹＥＳ）と判断されると（ステップＳ５）、ステップＳ２へ戻って制御部１０は、冷却ファン５１および排気ファン５２の出力を第１出力へと変更する。なお、ステップＳ５において各温度センサー７１，７２における検出温度の方が基準温度よりも高い場合には、継続して各ファン５１，５２を第２出力で駆動させる。

本制御ルーチンは、少なくともプロジェクター１に外部装置から映像信号が入力されている間は実施される。

本実施形態のプロジェクター１によれば、姿勢検出センサー８９を具備することによって自動的に投写方向の検知を行い、各投写方向に適した制御を行うことによって、ユーザーによってより使用しやすいプロジェクター１となる。
本実施形態では、姿勢検出センサー８９における検出平面（遮蔽ボールの転がり平面）が、外装筐体２の上下方向に倣うとともに投写光学装置３６の投写軸に平行するように、姿勢検出センサー８９を設置していることから、プロジェクター１の設置姿勢を正確に捉えることが可能である。姿勢検出センサー８９として採用した４方向センサーは安価で実装も簡単である。

プロジェクター１が据置姿勢で設置された場合には、異物検出センサー８５により光路上における異物の有無を常時監視して、異物が検出されるとすぐさまユーザーへの警告表示を行うこととしたので、光路上に載置された異物が光束によって発熱および発煙するような問題が生じるのを回避することが可能である。ここで、警告表示のみならず警告音も同時に発生する設定にしてもよい。これにより、ユーザーは、異物の存在を直ぐに認識することができるため、異物をプロジェクター１上から迅速に除去することが可能となる。

あるいは、プロジェクター１が据置姿勢で設置された場合には、自動的に電源がＯＦＦになるような制御にしてもよい。上述したように、据置姿勢とされたプロジェクター１の投写窓２０１上に何らかの物体が載置されてしまうと、光束の熱によって物体が加熱されて発煙などが起こるおそれがある。このような問題を根本的になくすために、姿勢検出センサー８９において据置姿勢であることが検出された場合には自動的にプロジェクター１の電源が切れるような設定にしておき、据置姿勢では使用できないようにしてもよい。これにより、上記問題は確実に解決される。

また、プロジェクター１の電源を切る設定以外にも、据置姿勢で設置された場合には表示輝度を極端に低下させるようにしてもよい。例えば、表示画像全体を黒表示にすることで異物が加熱されてしまうことを防止できる。ここで、据置設置された場合には黒表示にする設定にしておいてもいいし、据置設置された状態で異物が検出された場合に黒表示にする設定にしておいてもよい。

このような制御は、異物検出センサー８５を備えていないプロジェクター１にも応用することが可能である。つまり、異物検出センサー８５を備えていなくても、低輝度にすることで、据置姿勢で設置されたプロジェクター１の投写窓２０１の近傍に置かれた物が加熱されてしまうのを防止することが可能である。またこの場合、異物検出センサー８５が不要になることで部品点数が削減されるとともにこれに伴うコスト低減が図れ、さらには制御が容易になる。

さらに、本実施形態のプロジェクター１は、据置姿勢以外の姿勢で、投写窓２０１の近傍に異物が載置されるおそれのない姿勢で設置された場合に異物検出センサーをＯＦＦにすることで省電力化を図る構成となっている。
また、据置姿勢以外のときに異物検出センサー８５をＯＦＦにしておくことで、例えば、投写窓２０１上に不意に手をかざしてしまった場合などにこれが異物として検知されてしまって、プロジェクター１の輝度制御が実行されてしまうようなことを防止することができる。
さらに、赤外線を検出する他のセンサーとの光の干渉を避けるために不要なセンサーは極力ＯＦＦにして、誤動作等を防止することが好ましい。

また、プロジェクター１としては投写画像が高輝度で表示されることが好ましいが、例えば、縦置姿勢で設置された場合、つまり、基本的に表示領域が小さいテーブル投写を行う場合は被投写面に非常に近い位置でユーザーが視認することになるため、デフォルトの高輝度表示では明るすぎてかえって見難くなってしまう。そのため、プロジェクター１がテーブル投写姿勢、つまり縦置姿勢で設置された場合には、低輝度モードに移行するように制御する。これにより、投写画像を近距離で視認するユーザーの眼に負担を与えることのない最適な輝度で表示を行うことが可能である。

プロジェクター１において、光源３１１によって温められた空気は上方へと対流することから、プロジェクター１内の温度分布は設置姿勢によって変わってくる。例えば、据置設置と壁吊設置、あるいは、机上設置と机下設置では、その姿勢が鉛直方向で反転する。
発熱する光学ユニット３において、その鉛直上方は鉛直下方よりも高温になるため、高温になる部位が設置状態によって変化する。すると、冷却ファン５１および排気ファン５２による冷却条件が光学ユニット３（プロジェクター１内）の温度分布と整合しなくなり、光学ユニット３（光源装置３１）が効果的に冷却されなくなって、短寿命になってしまうおそれがある。

そこで、プロジェクター１の設置姿勢ごとに設定された基準温度と、温度センサー７１，７２によって検出された実際の温度とを比較して、検出温度が基準温度以上である場合に冷却ファン５１や排気ファン５２の出力を高めるよう駆動制御することとしている。このように、検出温度に応じて、冷却ファン５１や排気ファン５２の回転数を制御することによって、光学ユニット３に対する冷却効率を高めることが可能となり、外装筐体２内に設置された光学部品の寿命を長くすることが可能となる。これにより、プロジェクター１内部の温度分布が均一になり、光源３１１が短寿命になるのを可能となる。

このように、一定の出力でしか各ファン５１，５２を駆動制御できない場合、外装筐体２内の光学部品の寿命が短くなってしまう可能性があるが、それぞれの投写方向（設置姿勢）に適したファン駆動制御を行えば、どのような設置状態であっても光学部品の寿命を長くすることが可能である。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、先の実施形態では、被照射面に対して近距離から映像光を投写する短焦点光学系を備えた近接照射型プロジェクターの構成について述べたが、一般的なプロジェクターにも応用することが可能である。
図１１は、通常のプロジェクター２００における設置姿勢例を説明するための図である。図１１（ａ）は据置姿勢、図１１（ｂ）は天吊姿勢であって、それぞれスクリーン１９や壁面に投写する。図１１（ｃ）は第１縦置姿勢であって例えば天井面１２０ａに投写する。図１１（ｄ）は第２縦置姿勢であって例えば床面１２０ｂに投写する。このような各設置姿勢を検出し、それぞれの投写方向に応じてプロジェクター２００の駆動制御を実施することによって、良好な表示を実現できるとともに、上記したような不具合をなくすことが可能となる。これにより、高品質なプロジェクター２００を得ることができる。

１…プロジェクター、１Ａ…本体（プロジェクター本体）、２…外装筐体、Ｌ…光軸、１０…制御部、２１…アッパーケース（第１ケース）、２２…ロアーケース（第２ケース）、３６…投写光学装置（投写光学系）、３８，３３３，３４２…反射ミラー、５１…冷却ファン（冷却装置）、５２…排気ファン（冷却装置）、７１…温度センサー（温度検出手段）、７５…平面（姿勢検出面）、８５…異物検出センサー（異物検出手段）、８９…姿勢検出センサー（姿勢検出手段）、２０１…投写窓、３１１…光源、３５２…液晶パネル（光変調素子）

Claims (7)

1. 光束を射出する光源と、
   前記光源からの前記光束を画像情報に応じて変調する光変調素子と、
   前記光変調素子によって変調された光束を投写する投写光学系と、
   プロジェクター本体の設置姿勢を検出する姿勢検出手段と、
   前記プロジェクター本体の動作を駆動制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記姿勢検出手段が縦置設置状態であることを検知した時に、前記姿勢検出手段からの検出結果に応じて投写される前記光束の輝度を低下させる機能を有することを特徴とするプロジェクター。
2. 前記光源を内部に収容するとともに、互いに対向配置された第１ケースと第２ケースとを組み合わせることによって構成される外装筐体と、
   前記外装筐体を構成する前記第１ケースおよび前記第２ケースの組み合わせ方向に沿うとともに前記投写光学系の光軸に沿うように実装面を有する基板とをさらに備え、
   前記姿勢検出手段は、前記基板の実装面に実装されていることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記外装筐体内に外気を取り込むとともに当該外装筐体内の空気を外部へ排出する冷却装置と、
   前記外装筐体内に配置された温度検出手段と、を備え、
   前記制御部は、前記温度検出手段の検出結果に応じて前記冷却装置の駆動制御を行う機能を有することを特徴とする請求項２に記載のプロジェクター。
4. 前記制御部は、前記温度検出手段において検出された検出温度と、前記設置姿勢に応じて予め設定された基準温度とを比較して、前記検出温度が前記基準温度以上である場合に前記冷却装置の出力を高めるよう駆動制御する機能を有することを特徴とする請求項３に記載のプロジェクター。
5. 前記姿勢検出手段が４方向センサーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプロジェクター。
6. 前記投写光学系が、前記光変調素子からの前記光束を反射させる反射ミラーを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプロジェクター。
7. 前記縦置設置状態は、前記投写光学系によって、テーブルの透明な天板の一方側から前記光束を投写するとともに、ユーザーは、前記天板の他方側から前記天板に映し出された画像を視認することを特徴とする請求項１記載のプロジェクター。

Images