JPH079136Y2

JPH079136Y2 - 液晶プロジェクタ

Info

Publication number: JPH079136Y2
Application number: JP14008989U
Authority: JP
Inventors: 義彦横尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2004-12-01
Also published as: JPH0380485U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、液晶プロジェクタに係り、特には、その温度
管理技術に関する。

〈従来の技術〉第２図に液晶プロジェクタの概略的な構造を示す。

同図に示すように、ケーシング１に、光源ランプ２、コ
ンデンサレンズ３およびマトリクス方式の液晶表示パネ
ル４が内蔵されているとともに、前部に投射レンズ５が
取り付けられている。光源ランプ２、コンデンサレンズ
３および投射レンズ５の光軸は互いに一致し、その光軸
に液晶表示パネル４の中心が一致している。液晶表示パ
ネル４に対応してケーシング１の天板に第１の空冷ファ
ン６が設けられ、光源ランプ２に対応してケーシング１
の後部に第２の空冷ファン７が設けられている。

そして、液晶表示パネル４の近傍に第１の温度センサS₁
が設けられ、光源ランプ２の近傍に第２の温度センサS₂
が設けられている。両温度センサS₁，S₂にはサーミスタ
が使用されている。

液晶表示パネル４にはビデオ信号による映像が映し出さ
れている。光源ランプ２からの強力な光がコンデンサレ
ンズ３で集束されて液晶表示パネル４を透過し、液晶表
示パネル４上の映像を投射レンズ５を通してスクリーン
８に投影する。

スクリーン８上に投影された映像の品質を良くするため
に、光源ランプ２には強力な光を出射する高輝度のメタ
ルハライドランプ（出力数百ワット）が使用されてい
る。この光源ランプ２が高熱を発生するため、ケーシン
グ１内が高温度となり、液晶表示パネル４や光源ランプ
２自身に熱的影響を及ぼす。

そこで、第１の空冷ファン６により外気をケーシング１
内に取り込むとともに、ケーシング１内での熱交換によ
って昇温した空気を第２の空冷ファン７によって外部に
排出することにより、液晶表示パネル４や光源ランプ２
を冷却している。なお、矢印は冷却用空気の流れを示
す。

液晶プロジェクタが仕切られた狭い空間内に置かれた
り、第１の空冷ファン６の空気取込み口や第２の空冷フ
ァン７の空気排出口が何らかの物によって塞がれたりす
ると、ケーシング１内が異常昇温し、液晶表示パネル４
や光源ランプ２、その他電気系統や機械系統を劣化させ
たり破損したり、場合によっては火災を起こす危険性が
ある。

そこで、第1,第２の温度センサS₁，S₂によって温度を検
出し、異常昇温を検出すると、電源を自動的にカットオ
フして安全を確保するように構成してある。

以下、従来例の場合の温度管理の動作を第５図に基づい
て説明する。この第５図は３つの状態を示している。

電源を投入すると、光源ランプ２が点灯するとともに空
冷ファン6,7が起動する。第５図の左側の波形で示すよ
うに、光源ランプ２の温度が次第に上昇するのに伴っ
て、第1,第２の温度センサS₁，S₂が検出する温度T₁，T₂
も次第に上昇していき、ある段階で空冷ファン6,7によ
る冷却作用とのバランスで検出温度T₁，T₂が平衝状態に
達する。

第１の温度センサS₁が検出するのは液晶表示パネル４の
近傍の温度T₁であり、第２の温度センサS₂が検出するの
は光源ランプ２の近傍の温度T₂であるから、通常は、T₁
＜T₂となる。また、平衝状態においては、両検出温度
T₁，T₂の差ΔＴ＝T₂−T₁は、液晶プロジェクタの周囲温
度に関係なく一定となる。

異常昇温の検出は、次の２つのケースに分けられる。

（ｉ）第５図の左側の波形で示すように、何らかの原因
によって第１の温度センサS₁が検出した液晶表示パネル
４の近傍の温度T₁が所定のスレッショルドレベルTth₁に
達すると異常検出信号ａが出力され、この異常検出信号
ａを入力したマイクロコンピュータ（図示せず）は液晶
プロジェクタにおける電源を自動的にカットオフする。
この電源カットオフにより、光源ランプ２への通電は瞬
時に断たれるが、ケーシング１内部にこもる熱を排出す
るため空冷ファン6,7は所定時間t₁にわたって運転を継
続し、その後に通電が断たれる。

（ii）第１の空冷ファン６または第２の空冷ファン７の
風路が塞がれると、ケーシング１内の冷却空気の流れが
悪くなり、第５図の中央の波形で示すように、ケーシン
グ１内部の温度が上昇する。その温度上昇の程度は、光
源ランプ２の熱容量が大きいため、第２の温度センサS₂
による検出温度T₂の方が大きく、第１の温度センサS₁に
より検出温度T₁の方が小さい。その結果、両検出温度
T₁，T₂の温度差ΔＴが増大する。

温度差ΔＴが所定のスレッショルドレベルTth₂に達する
と、異常検出信号ｂが出力され、この異常検出信号ｂを
入力したマイクロコンピュータは前記と同様に電源をカ
ットオフする。この場合も、空冷ファン6,7は所定時間t
₁だけ遅延して停止する。

空冷ファン6,7のいずれか一方または両方が故障によっ
て停止したり、風量が減少した場合にも同様の動作が行
われる。

空冷ファン6,7の風路塞ぎや不測の停止または風量減少
の場合に、両温度センサS₁，S₂の検出温度T₁，T₂の温度
差ΔＴで異常昇温を検出するようにしているのは、次の
理由による。

空冷ファン6,7の風路塞ぎ等が生じると、第１の温度セ
ンサS₁による検出温度T₁が上昇することは確かである
が、液晶プロジェクタの周囲温度が低い場合には、その
上昇した検出温度T₁がスレッショルドレベルTth₁にまで
達しないことがある。したがって、第１の温度センサS₁
による検出温度T₁のみでは異常昇温を検出することがで
きない。

これに対して、第1,第２の温度センサS₁，S₂の検出温度
T₁，T₂の温度差ΔＴは、液晶プロジェクタの周囲温度の
いかんにかかわらず、空冷ファン6,7の風路塞ぎ等によ
って次第に増大しスレッショルドレベルTth₂まで達する
ことになるから、異常昇温を検出することができるので
ある。

このような理由から、液晶表示パネル４の近傍の温度セ
ンサS₁に加えて光源ランプ２の近傍に第２の温度センサ
S₂を設け、両検出温度T₁，T₂の温度差ΔＴに基づいて空
冷ファン6,7の風路塞ぎ等による異常昇温を検出するよ
うに構成してある。

〈考案が解決しようとする課題〉しかし、上記従来の液晶プロジェクタにおける温度管理
には、次のような問題点がある。

第５図の右側の波形で示すように、操作者が任意に電源
を切ると、光源ランプ２は直ちに消灯するが、空冷ファ
ン6,7は所定時間t₁にわたって運転を継続するので両温
度センサS₁，S₂の検出温度T₁，T₂が次第に低下してい
く。

ところが、光源ランプ２の熱容量が大きいために、空冷
ファン6,7の停止後においても光源ランプ２にはかなり
の熱量が残存している。その残存した熱量のために、空
冷ファン6,7の停止直後から光源ランプ２より放熱が行
われ、両温度センサS₁，S₂の検出温度T₁，T₂が再び上昇
する。

その温度変化は図示のように山形となり、光源ランプ２
に近い第２の温度センサS₂による検出温度T₂の上昇の程
度が高いのに対して、光源ランプ２から離れた第１の温
度センサS₁による検出温度T₁の上昇の程度は低い。その
結果、再び温度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に達
することになる。

このような状況のもとで、操作者が再度電源を投入した
場合、直ちに温度差ΔＴ＞Tth₂による異常検出信号ｂが
出力されて、マイクロコンピュータが電源を自動的にカ
ットオフしてしまう。すなわち、液晶プロジェクタを運
転停止直後に運転再開することができない。

しかしながら、上述した空冷ファン6,7の停止後の温度
差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に達する状況は、第
２の温度センサS₂による検出温度T₂が運転中の平衝レベ
ルT₀以下の条件下で起こっているものであるから、本来
の異常昇温とは全く異なるものである。電源を自動的に
カットオフするための異常昇温の検出は、検出温度T₂が
平衡レベルT₀以上のときに温度差ΔＴがスレッショルド
レベルTth₂を超えたときに限られるべきである。

それにもかかわらず、従来の液晶プロジェクタの温度管
理システムでは、空冷ファン6,7の風路塞ぎ等に起因し
て温度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に達したこと
（すなわち本来の異常昇温）と、光源ランプ２の残存熱
量に起因して温度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に
達したこととを識別することができなかった。

そして、その結果として、前述のように運転停止直後に
運転再開をすることができないという問題が生じてい
た。

なお、光源ランプ２の消灯から空冷ファン6,7の停止ま
での遅延時間t₁を、通常の１〜２分程度から10分程度ま
で延長すれば、光源ランプ２の残存熱量に起因した上記
のような問題は生じないが、その場合には長い時間にわ
たって運転再開ができない。このような方式は、液晶プ
ロジェクタに限らず熱源および空冷ファンを備えた機器
一般において、使い勝手が著しく悪化することから採用
されないのが普通である。

本考案は、このような事情に鑑みて創案されたものであ
って、２つの温度センサが検出した温度の差がスレッシ
ョルドレベルに達したときに、その原因がファンの風路
塞ぎや故障による停止または風量減少等の異常事態にあ
るのか、それとも光源ランプの残存熱量にあるのかを明
確に識別できるようにし、後者の場合には電源を投入し
たときにその電源オン状態を保持できるようにすること
を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉本考案は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

すなわち、本考案の液晶プロジェクタは、液晶表示パネ
ルと、この液晶表示パネルを透過させる光を出射する光
源ランプと、前記液晶表示パネルと光源ランプとを空冷
するファンと、前記液晶表示パネルの近傍に設けた第１
の温度センサと、前記光源ランプの近傍に設けた第２の
温度センサと、前記両温度センサによる検出温度の差が
スレッショルドレベルに達したと判定したときに自動的
に電源をカットオフする温度差判定手段とを備えた液晶
プロジェクタにおいて、電源投入時から所定時間にわた
って前記温度差判定手段による温度差等の判定情報をミ
ュートするミューティング手段を設けたことを特徴とす
るものである。

〈作用〉本考案の上記構成による作用は、次のとおりである。

電源を切った後、光源ランプにまだ残存熱量があり、そ
のために第１の温度センサによる検出温度と第２の温度
センサによる検出温度との温度差がスレッショルドレベ
ルに達している状況下において、再度電源を投入した場
合、ミューティング手段は、電源投入時から所定時間に
わたって温度差判定手段による温度差判定をミュートす
るから、温度差がスレッショルドレベルに達していても
温度差判定手段は電源カットオフ動作を行わない。

温度差判定のミュート時間が経過した後、温度差がスレ
ッショルドレベルに達したときには、従来の場合と同様
に温度差判定手段は電源を自動的にカットオフする。

このような制御を行うことによって、温度差がスレッシ
ョルドレベルに達したことの原因が光源ランプの残存熱
量にある場合と、ファンの風路塞ぎや故障による停止ま
たは風量減少等の異常事態にある場合とを明確に識別し
た状態の温度管理が行われる。

〈実施例〉以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

本実施例に係る液晶プロジェクタの機械的構造について
は、第２図に示した従来例と同様であるので、改めて図
示することは省略し、この第２図をもって本実施例の液
晶プロジェクタの概略構成を示すものとする。

第１図は本実施例に係る液晶プロジェクタの温度管理の
ための電気的構成例を示す。

液晶表示パネル４の近傍に設けられた第１の温度センサ
S₁の出力端子に増幅器９が接続され、増幅器９の出力端
子がスレッショルドレベルTth₁をもつ第１のコンパレー
タ10の非反転入力端子（＋）に接続され、このコンパレ
ータ10の出力端子がマイクロコンピュータ11の入力ポー
トP₁に接続されている。光源ランプ２の近傍に設けられ
た第２の温度センサS₂の出力端子に増幅器12が接続さ
れ、増幅器12の出力端子が差動増幅器13の非反転入力端
子（＋）に接続され、第１の温度センサS₁に接続された
増幅器９の出力端子が差動増幅器13の反転入力端子
（−）に接続されている。差動増幅器13の出力端子はス
レッショルドレベルTth₂をもつ第２のコンパレータ14の
非反転入力端子（＋）に接続され、このコンパレータ14
の出力端子がマイクロコンピュータ11の入力ポートP₂に
接続されている。

マイクロコンピュータ11は、電源スイッチ15および電源
回路16に接続されているとともに、光源ランプ２を駆動
するランプドライバ17、第1,第２の空冷ファン6,7を駆
動するファンドライバ18、液晶表示パネル４を駆動する
パネルドライバ19およびビデオ信号処理回路20に接続さ
れている。ビデオ信号処理回路20は液晶表示パネル４に
ビデオ信号を送出するようになっている。

次に、上記構成の液晶プロジェクタの動作を第３図のフ
ローチャートに基づいて説明する。なお、パネルドライ
バ19およびビデオ信号処理回路20の制御については、考
案の要旨からはずれるので、ここでは説明を省略する。

電源スイッチ15をオン操作すると、マイクロコンピュー
タ11は電源回路16を接続して起動する。マイクロコンピ
ュータ11は、パワーオンによってステップS1からの動作
を開始する。ステップS1でタイマをスタートさせ、ステ
ップS2でランプドライバ17を制御して光源ランプ２を点
灯し、ステップS3でファンドライバ18を制御して第1,第
２の空冷ファン6,7を駆動する。

ステップS4でタイマが所定のミュート時間t₀（１〜２分
程度に設定される）をカウントしてタイムアップするの
を待ち、タイムアップするとステップS5でタイマをリセ
ットする。

そして、ステップS6で両温度センサS₁，S₂による検出温
度T₁，T₂の温度差ΔＴ（＝T₂−T₁）がスレッショルドレ
ベルTth₂に達したかどうかを判定する。この判定は、実
際には次のように行う。

第１図に示すように、第１の温度センサS₁は液晶表示パ
ネル４の近傍の温度を感知して電気信号に変換し、その
信号が増幅器９によって増幅され検出温度T₁を示す電圧
として差動増幅器13の反転入力端子（−）に入力され
る。一方、第２の温度センサS₂は光源ランプ２の近傍の
温度を感知して電気信号に変換し、その信号が増幅器12
によって増幅され検出温度T₂を示す電圧として差動増幅
器13の非反転入力端子（＋）に入力される。差動増幅器
13は、両検出温度T₁，T₂の差（T₂−T₁）である温度差Δ
Ｔを示す電圧を第２のコンパレータ14に出力する。

第２のコンパレータ14の出力端子すなわちマイクロコン
ピュータ11の入力ポートP₂は、温度差ΔＴがスレッショ
ルドレベルTth₂未満であるときは“L"レベルであり、温
度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂以上になると“H"
レベルに反転する。マイクロコンピュータ11は、この入
力ポートP₂の“L"レベルから“H"レベルへの反転に基づ
いて、温度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に達した
と判定する。

この温度差判定は、タイマがミュート時間t₀をカウント
アップした後において初めて行われる。

ステップS7で第１の温度センサS₁による検出温度T₁がス
レッショルドレベルTth₁に達したかどうかを判定する。
この判定は、実際には次のように行う。

検出温度T₁を示す電圧が第１のコンパレータ10の非反転
入力端子（＋）に入力される。第１のコンパレータ10の
出力端子すなわちマイクロコンピュータ11の入力ポート
P₁は、検出温度T₁がスレッショルドレベルTt₁未満であ
るときは“L"レベルであり、検出温度T₁がスレッショル
ドレベルTth₁以上になると“H"レベルに反転する。マイ
クロコンピュータ11は、この入力ポートP₁の“L"レベル
から、“H"レベルへの反転に基づいて、検出温度T₁がス
レッショルドレベルTth₁に達したと判定する。

ステップS8で電源スイッチ15がオフされたかどうかを判
断し、オフされていないときにはステップS6に戻って、
検出温度T₁および温度差ΔＴの監視を継続する。電源ス
イッチ15がオフされたときはステップS9に進んでランプ
ドライバ17を制御し光源ランプ２を消灯させる。そし
て、ステップS10で所定時間t₁のアイドリングを行った
後、ステップS11でファンドライバ18を制御して空冷フ
ァン6,7を停止させる。

ステップS6において、温度差ΔＴがスレッショルドレベ
ルTth₂に達したと判定したときには、ステップS9→S10
→S11と進み、直ちに光源ランプ２を消灯し、所定時間t
₁の経過後に空冷ファン6,7を停止する。

ステップS7において、検出温度T₁がスレッショルドレベ
ルTth₁に達したと判定したときにも、同様に、直ちに光
源ランプ２を消灯し、所定時間t₁の経過後に空冷ファン
6,7を停止する。

次に、第４図のタイムチャートに基づいて、電源オフ直
後の電源再投入の場合の動作を説明する。

電源スイッチ15がオフされて光源ランプ２が直ちに消灯
し、所定時間t₁の経過後に空冷ファン6,7が停止した結
果、光源ランプ２の残存熱量によって光源ランプ２に近
い第２の温度センサS₂による検出温度T₂が高い山形の波
形で上昇し、光源ランプ２から遠い第１の温度センサS₁
による検出温度T₁が低い山形の波形で上昇している過程
において、再び電源スイッチ15をオンしたとする。

この電源スイッチ15のオンによって、直ちに、光源ラン
プ２が点灯するとともに空冷ファン6,7が起動する。

電源スイッチ15をオンして電源を投入した時点から所定
のミュート時間t₀が経過するまでは、マイクロコンピュ
ータ11は、両検出温度T₁，T₂の温度差ΔＴ（＝T₂−T₁）
がスレッショルドレベルTth₂に達したかどうかの判定を
ミュートするため、前記の光源ランプ２の残存熱量に起
因して温度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に達して
いても、マイクロコンピュータ11が電源をカットオフす
ることはない。

ミュート時間t₀が経過するまでの間に温度差ΔＴが次第
に小さくなり、ミュート時間t₀が経過したときには平衝
状態に達しているか、または、スレッショルドレベルTt
h₂よりも低いレベルまで減少している。平衝状態から、
空冷ファン6,7のいずれか一方または両方の風路塞ぎや
故障による停止または風量減少等の異常事態が生じ、そ
の結果、温度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に達し
たとする。前記のミュート時間t₀が経過した後は、マイ
クロコンピュータ11は温度差ΔＴの監視を行うサンプリ
ング期間に入っているため、直ちに光源ランプ２を消灯
するとともに、所定時間t₁にわたって空冷ファン6,7の
駆動を継続することにより、液晶表示パネル４を過熱か
ら保護する。

また、平衝状態から、第１の温度センサS₁による液晶表
示パネル４の近傍の検出温度T₁がスレッショルドレベル
Tth₁に達した場合にも、直ちに光源ランプ２を消灯し、
所定時間t₁の経過後に空冷ファン6,7を停止する。

以上のように、光源ランプ２として高輝度のメタルハラ
イドランプのような大きな熱容量をもつものを採用して
も、また、光源ランプ２の消灯から空冷ファン6,7の停
止までの遅延時間t₁を１〜２分程度の短い時間に設定し
ても、温度差ΔＴがスレッショルドレベルTth₂に達した
ことの原因が、空冷ファン6,7の風路塞ぎ等の異常事態
にあるのか、それとも光源ランプ２の残存熱量にあるの
かを明確に識別して、後者の場合には電源を再投入した
ときにその電源オン状態を保持することができるのであ
る。

〈考案の効果〉本考案によれば、次の効果が発揮される。

すなわち、電源投入から所定のミュート時間が経過する
までは、ミューティング手段によって温度差判定手段に
よる温度差判定をミュートするように構成してあるの
で、その電源投入時に光源ランプの残存熱量に起因して
温度差がスレッショルドレベルに達していてもその状態
をネグレクトすることができる。

したがって、温度差がスレッショルドレベルに達したこ
との原因が光源ランプの残存熱量にある場合と、ファン
の風路塞ぎや故障による停止または風量減少等の異常事
態にある場合とを明確に識別した状態で、高精度な温度
管理を行うことができる。

そして、原因が光源ランプの残存熱量にある場合には、
電源オフ直後の再電源投入時にその電源オン状態を保持
できるため、使い勝手を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例に係り、第１図
は液晶プロジェクタの温度管理のための電気的構成を示
すブロック回路図、第２図は従来例とも共通な液晶プロ
ジェクタの概略的な構造を示す一部破断の側面図、第３
図は動作説明に供するフローチャート、第４図は動作説
明に供するタイムチャートである。第５図は従来例の温
度管理のタイムチャートである。２……光源ランプ、４……液晶表示パネル、６……第１
の空冷ファン、７……第２の空冷ファン、11……マイク
ロコンピュータ（温度差判定手段，ミューティング手
段）、15……電源スイッチ、16……電源回路、S₁……第
１の温度センサ、S₂……第２の温度センサ、T₁……第１
の温度センサによる検出温度、T₂……第２の温度センサ
による検出温度、ΔＴ……温度差、Tth₂……温度差に対
するスレッショルドレベル、t₀……所定のミユート時間

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを
透過させる光を出射する光源ランプと、前記液晶表示パ
ネルと光源ランプとを空冷するファンと、前記液晶表示
パネルの近傍に設けた第１の温度センサと、前記光源ラ
ンプの近傍に設けた第２の温度センサと、前記両温度セ
ンサによる検出温度の差がスレッショルドレベルに達し
たと判定したときに自動的に電源をカットオフする温度
差判定手段とを備えた液晶プロジェクタにおいて、電源投入時から所定時間にわたって前記温度差判定手段
による温度差等の判定情報をミュートするミューティン
グ手段を設けたことを特徴とする液晶プロジェクタ。