JPWO2012025989A1 - プロジェクタおよびフィルタの交換時期予測方法 - Google Patents

Abstract

本発明は設置環境に応じてフィルタの交換時期を予測することを目的とし、プロジェクタは、筺体に設けられたフィルタと、光を出射することにより発熱するランプと、筺体外の外部温度を検出する外部検出手段と、ランプ近傍の内部温度を検出する内部検出手段と、を含み、計算手段は、所定期間ごとに限界温度Ｔｌｍと外部温度との限界温度差ΔＴｌｍを算出し、その所定期間ごとに内部温度と外部温度との温度差ΔＴを取得し、取得した温度差ΔＴと算出した限界温度差ΔＴｌｍとに基づいて、フィルタの交換時期を示す第１の時間を計算し、その後、以前に取得した温度差ΔＴを用いて所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が閾値を超えている場合には、その時間変化率と、最後に取得した温度差ΔＴと、最後に算出した限界温度差ΔＴｌｍとに基づいて、フィルタの交換時期を示す第２の時間を計算して出力する。

Description

本発明は、プロジェクタに関し、特には、フィルタを備えるプロジェクタおよびフィルタの交換時期予測方法に関する。

特許文献１には、フィルタ装置を備えるプロジェクタが記載されている。特許文献１に記載のプロジェクタは、筺体と、筺体内を冷却するファンとフィルタとを有するフィルタ装置と、フィルタ装置の稼動時間を積算して稼動時間積算結果を算出する積算手段と、表示手段と、を備えている。
特許文献１に記載のプロジェクタでは、積算手段が算出した稼動時間積算結果に基づいて、フィルタの交換時期が表示手段に示される。

特開２００３−１５６７９５号公報

特許文献１に記載のプロジェクタでは、フィルタ装置の稼動時間積算結果に基づいて、フィルタの交換時期が表示手段に示されることとなる。

しかしながら、フィルタの交換時期は、プロジェクタ周辺に浮遊している塵の大きさやその量によって変わる。

例えば、フィルタに存在する孔の孔径よりも小さな塵がプロジェクタ周辺に多数浮遊している環境でフィルタ装置が稼働する状況では、孔の壁面に塵が徐々に堆積していくので、堆積した塵で孔が密閉されるまでに時間を要する。

一方、フィルタの孔径と略同じ大きさの塵が多数浮遊している環境でフィルタ装置が稼働する状況では、１つの塵で１つの孔が密閉されることになるので、フィルタの孔径よりも小さな塵が浮遊している環境よりも短時間で多数の孔が密閉され易くなる。

このため、フィルタの孔径と略同じ大きさの塵が多数浮遊している環境でフィルタ装置が稼働するプロジェクタの方が、フィルタの孔径よりも小さな塵が多数浮遊している環境でフィルタ装置が稼働するプロジェクタよりも、フィルタが目詰まりを起こす時期が早くなることが多い。

よって、特許文献１に記載のプロジェクタにおいて、フィルタの孔径よりも小さな塵がプロジェクタ周辺に多数浮遊している環境を想定して、所定の寿命時間が定められた状況と、フィルタの孔径と略同じ大きさの塵が多数浮遊している環境でフィルタ装置が稼動する状況とでは、フィルタの目詰まり状態が異なり、表示手段が示すフィルタの交換時期よりも前に、フィルタが目詰まりを起こしてしまうことがある。

表示手段が示すフィルタの交換時期よりも前にフィルタが目詰まりを起こしてしまうと、フィルタの交換時期には、プロジェクタ内の温度が許容上限温度を超えてしまい、最悪の場合、プロジェクタが故障してしまうことがある。

このため、特許文献１に記載のプロジェクタ装置では、プロジェクタ周辺に浮遊している塵の大きさやその量によっては、フィルタの目詰まりを起こす時期が正しく予測されない場合があり、最悪の場合、フィルタが目詰まりを起こし、プロジェクタ内の温度が許容上限温度を超えてしまい、プロジェクタが故障してしまうことがある。

本発明の目的は、上述した課題を解決するプロジェクタおよびフィルタの交換時期予測方法を提供することにある。

本発明のプロジェクタは、筺体と、前記筺体に設けられたフィルタと、前記筺体内に設けられた、処理手段と、光を出射することにより発熱するランプと、を有するプロジェクタであって、前記筺体外の外部温度を検出する外部検出手段を含み、前記処理手段は、前記ランプ近傍の内部温度を検出する内部検出手段と、前記ランプの温度異常を回避するための所定の限界温度Ｔ_ｌｍを有し、所定期間ごとに前記所定の限界温度Ｔ_ｌｍと前記外部検出手段が検出した外部温度との限界温度差ΔＴ_ｌｍを算出し、当該所定期間ごとに前記内部検出手段が検出した内部温度と前記外部温度との温度差ΔＴを取得し、前記取得した温度差ΔＴと、前記算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第１の時間を計算し、その後、以前に取得した温度差ΔＴを用いて前記所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が、所定の閾値を超えたかどうかを確認し、時間変化率が所定の閾値を超えていない場合には前記第１の時間を出力し、時間変化率が所定の閾値を超えている場合には、前記所定の閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した温度差ΔＴと、最後に算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第２の時間を計算して出力する計算手段と、前記計算手段が出力した第１の時間もしくは第２の時間をフィルタの交換時期として通知する通知手段と、を含む。

本発明のフィルタの交換時期予測方法は、筺体と、前記筺体に設けられたフィルタと、前記筺体内に設けられ、光を出射することにより発熱するランプと、前記筺体外の外部温度を検出する外部検出手段と、前記ランプ近傍の内部温度を検出する内部検出手段と、を有するプロジェクタにおけるフィルタの交換時期予測方法であって、前記ランプの温度異常を回避するための所定の限界温度Ｔ_ｌｍを有し、所定期間ごとに前記所定の限界温度Ｔ_ｌｍと前記外部検出手段が検出した外部温度との限界温度差ΔＴ_ｌｍを算出し、当該所定期間ごとに前記内部検出手段が検出した内部温度と前記外部温度との温度差ΔＴを取得し、前記取得した温度差ΔＴと、前記算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第１の時間を計算する計算ステップと、前記計算ステップの後、以前に取得した温度差ΔＴを用いて前記所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が、所定の閾値を超えたかどうかを確認し、時間変化率が所定の閾値を超えていない場合には前記第１の時間を出力し、時間変化率が所定の閾値を超えている場合には、前記所定の閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した温度差ΔＴと、最後に算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第２の時間を計算して出力する再計算ステップと、前記再計算ステップにて出力された第１の時間もしくは第２の時間をフィルタの交換時期として通知する通知ステップと、を含む。

本発明によれば、プロジェクタの設置環境に応じてフィルタの交換時期を予測することが可能になる。

本発明の実施形態におけるプロジェクタを示すブロック図である。 プロジェクタ１０に用いられる冷却機構を示す図である。 制御部２３による温度差の取得手法を説明するための図である。 フィルタ３の交換時期の計算手法を説明するための図である。 最小二乗法を用いて直線近似式を求める例を示す図である 複数の２点直線を用いて直線近似式を求める例を示す図である。 フィルタ３の目詰まりの種類を説明するための図である。 フィルタ３の目詰まりの種類ごとの温度特性を示す図である。 近似直線式の計算手法例を説明するための図である。 温度特性３４と温度特性３４の接線の傾きとの関係を示す図である。 フィルタ３の交換時期予測方法を示すフローチャートである。 温度差の上昇率の急激な変化を検出してファン２の回転数を上げたときの温度特性を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態におけるプロジェクタを示すブロック図である。

プロジェクタ１０は、信号回路９０から、画像を示す画像信号を受け付けると、その画像信号に示される画像をスクリーンに表示する投射型表示装置である。

プロジェクタ１０は、吸気口と排気口とを有する筺体１と、筺体１に設けられるフィルタ３と、ランプ１１と、表示デバイス１２と、レンズ１３と、処理部２０と、を有する。ランプ１１と、表示デバイス１２と、レンズ１３と、処理部２０と、は、筺体１内に設けられる。

ランプ１１は、光を出射する光源である。ランプ１１は、光を出射することにより発熱する。ランプ１１は、例えば、高圧水銀ランプにより実現される。ランプ１１は、表示デバイス１２に光を出射する。

表示デバイス１２は、信号回路９０から画像信号を受け付けると、ランプ１１から出射された光を、その画像信号に基づいて変調する。表示デバイス１２は、例えば、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル（Liquid Crystal On Silicon：ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）パネルなどの空間光変調パネルにより実現される。表示デバイス１２は、ランプ１１から出射された光を変調すると、その変調した光を、レンズ１３に出力する。

レンズ１３は、表示デバイス１２から出力された光を、画像としてスクリーンに投射する。

処理部２０は、一般的に処理手段と呼ぶことができる。

処理部２０は、フィルタ３の交換時期を予測して表示する。処理部２０は、温度センサ２１と、制御部２３と、表示部２５と、を備える。制御部２３は、メモリ２４を備える。

図２は、プロジェクタ１０に用いられる冷却機構を示す図である。

プロジェクタ１０に用いられる冷却機構は、ファン２と、フィルタ３と、温度センサ２１と、温度センサ２２と、を備える。

ファン２は、ランプ１１を冷却するために用いられる。ファン２は、フィルタ３を介して筺体１の有する吸気口から空気を吸気して、その空気をランプ１１に送風する。図１に示すように、ランプ１１に送風された空気は、筺体１の有する排気口から排気される。

フィルタ３は、交換可能なフィルタである。フィルタ３は、筺体１の有する吸気口を覆うように設けられる。フィルタ３は、筺体１外に浮遊する塵や埃を捕捉する。

温度センサ２１は、一般的に内部検出手段と呼ぶことができる。

温度センサ２１は、ランプ１１近傍の内部温度を検出する。図１に示すように、温度センサ２１は、内部温度を検出して、内部温度を示す内部検出信号を、制御部２３に供給する。

温度センサ２２は、一般的に外部検出手段と呼ぶことができる。

温度センサ２２は、筺体１に設けられ、筺体１外の外部温度（外気温）を検出する。温度センサ２２は、例えば、ランプ１１による発熱の影響が小さな場所に設けられる。図１に示すように、温度センサ２２は、外部温度を検出して、外部温度を示す外部検出信号を、制御部２３に供給する。

図１に戻り、メモリ２４は、ランプ１１の温度異常を回避するための所定の限界温度Ｔ_ｌｍを示すランプ温度情報を保持する。

制御部２３は、一般的に計算手段と呼ぶことができる。

制御部２３は、所定期間ごとに、ランプ温度情報に示される所定の限界温度Ｔ_ｌｍと、温度センサ２２が検出した外部温度と、の差分である限界温度差ΔＴ_ｌｍを算出する。制御部２３は、限界温度差ΔＴ_ｌｍが算出される所定期間ごとに、温度センサ２１が検出した内部温度と、温度センサ２２が検出した外部温度と、の温度差ΔＴを取得する。

制御部２３は、所定期間に取得した温度差ΔＴと、算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍと、に基づいて、フィルタ３の交換時期を示す第１の時間を計算する。

具体的には、制御部２３は、所定期間に取得した温度差ΔＴを用いて、温度差ΔＴと時間との関係を表す第１の直線近似式を求める。制御部２３は、第１の直線近似式を求めると、所定期間に取得した限界温度差ΔＴ_ｌｍとの関係で第１の直線近似式により表される時間を算出して第１の時間を計算する。

フィルタ３の交換時期を示す第１の時間を計算した後、制御部２３は、以前に取得した温度差ΔＴを用いて、所定期間ごとの温度差の時間変化率を求める。

制御部２３は、所定期間ごとの温度差の時間変化率を求めると、時間変化率が、所定の閾値を超えたかどうかを確認する。所定の閾値は、第１の直線近似式の傾きの大きな変化を検出するための閾値であり、例えば、最初または直前に求めた時間変化率に所定値を加算した値である。所定の閾値は、本実施形態では、検出閾値と称される。

制御部２３は、時間変化率が検出閾値を超えていない場合には、第１の時間を表示部２５に出力する。

一方、制御部２３は、時間変化率が検出閾値を超えている場合には、検出閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した限界温度差と、最後に取得した温度差とに基づいて、フィルタ３の交換時期を示す第２の時間を計算して表示部２５に出力する。例えば、制御部２３は、検出閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した限界温度差から最後に取得した温度差を減算した値と、を乗算して、第２の時間を計算する。

本実施形態では、制御部２３は、ファン２の累積使用時間を計測する。制御部２３は、所定期間ごとに、ランプ１１の限界温度Ｔ_ｌｍから温度センサ２２が検出した外部温度を減算した限界温度差ΔＴ_ｌｍを算出し、その所定期間ごとに、温度センサ２１が検出した内部温度から温度センサ２２が検出した外部温度を減算した温度差ΔＴを取得する。

制御部２３は、温度差を取得するたびに、温度差と、その温度差を取得した時に計測した累積使用時間と、を互いに対応付けてメモリ２４に記憶する。

温度差とその温度差を取得した時に計測した累積使用時間とを記憶すると、制御部２３は、メモリ２４に記憶された累積使用時間と、その累積使用時間の温度差ΔＴとを用いて、累積使用時間と温度差ΔＴとの関係を表す第１の直線近似式を求める。

制御部２３は、第１の直線近似式を求めると、その第１の直線近似式によって限界温度差ΔＴ_ｌｍとの関係で表される累積使用時間を算出する。制御部２３は、第１の直線近似式によって表された累積使用時間を算出すると、その累積使用時間から、最後に温度差を取得した時に計測した累積使用時間を減算した第１の時間を、フィルタ３の交換時期として計算する。

制御部２３は、第１の時間を計算すると、その第１の時間を表す第１の交換時期情報を生成し、その交換時期情報を、表示部２５に供給する。その後、制御部２３は、温度差を取得するたびに、温度差と、その温度差の取得時に計測した累積使用時間と、を互いに対応付けてメモリ２４に記憶する。

制御部２３は、温度差とその温度差の取得時に計測した累積使用時間とを記憶すると、メモリ２４に記憶された累積使用時間とその累積使用時間の温度差とを用いて、所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が検出閾値を超えたかどうかを確認する。

制御部２３は、時間変化率が検出閾値を超えていない場合には、第１の時間を表す第１の交換時間情報を、表示部２５に出力する。

制御部２３は、時間変化率が検出閾値を超えている場合には、検出閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した限界温度差から最後に取得した温度差を減算した値とを乗算して、フィルタ３の交換時期を示す第２の時間を計算する。制御部２３は、フィルタ３の交換時期を示す第２の時間を計算すると、第２の時間を表す第２の交換時間情報を、表示部２５に出力する。

また、制御部２３は、時間変化率が検出閾値を超えている場合には、フィルタ３の交換時期が第１の時間から第２の時間に変更となった旨を指示する通知情報を、表示部２５に出力する。

表示部２５は、一般的に通知手段と呼ぶことができる。

表示部２５は、制御部２３が出力した第１の時間もしくは第２の時間を、フィルタの交換時期として通知する。

また、表示部２５は、制御部２３にて時間変化率が検出閾値を超えていると確認された場合には、フィルタ３の交換時期が第１の時間から第２の時間に変更となった旨を通知する。

本実施形態では、表示部２５として、例えば、液晶画面が用いられる。表示部２５は、制御部２３から第１の交換時期情報を受け付けると、第１の交換時期情報に示された第１の時間をフィルタ３の交換時期として表示する。

表示部２５は、制御部２３から通知情報を受け付けると、フィルタ３の交換時期が早まった旨を表示する。表示部２５は、制御部２３から第２の交換時期情報を受け付けると、第２の交換時期情報に示された第２の時間をフィルタ３の交換時期として表示する。

なお、本実施形態では、表示部２５が、フィルタ３の交換時期、および、フィルタ３の交換時期が早まった旨を表示する例について説明したが、音声を使用して使用者に通知するようにしてもよい。

図３は、制御部２３による温度差の取得手法を説明するための図である。

図３には、プロジェクタ１０の起動後の内部温度と外部温度との検出差の温度特性を示す図である。図３では、縦軸が、温度センサ２１が検出した内部温度と温度センサ２２が検出した外部温度との検出差であり、横軸は、プロジェクタ１０が起動（ＯＮ）してからの使用時間である。

図３には、新しいフィルタ３を使用したときの温度特性３ａが、実線で示され、目詰まりがある程度進行しているフィルタ３を使用したときの温度特性３ｂが、点線で示されている。また、温度特性３ａの飽和温度差ΔＴ１と、温度特性３ｂの飽和温度差ΔＴ２と、が示されている。

図３に示すように、温度特性３ｂの飽和温度差ΔＴ２は、温度特性３ａの飽和温度差ΔＴ１よりも大きくなる。したがって、フィルタ３の目詰まりが進行するにつれて、飽和温度差ΔＴは大きくなるので、飽和温度差ΔＴを取得することにより、フィルタ３の目詰まり状態を把握することが可能になる。

図３では、制御部２３は、内部温度信号と外部温度信号とを受け付けると、内部温度信号に示される内部温度と、外部温度信号に示される外部温度との温度差を取得する。温度差ΔＴの取得手法を以下に説明する。

本実施形態では、制御部２３は、プロジェクタ１０の起動後に内部温度と外部温度との差分である検出差ΔＴ_ｄが安定状態となったか否かを判定するための飽和閾値を有する。

制御部２３は、プロジェクタ１０の起動後に内部温度と外部温度との検出差ΔＴ_ｄを取得し、検出差ΔＴ_ｄと、その検出差を取得してから所定検出期間Δｔ後に取得した検出差ΔＴ_ｄと、の変動量ΔＴ_ｍが、飽和閾値未満となったかどうかを確認する。

制御部２３は、変動量ΔＴ_ｍが飽和閾値未満になったことを確認すると、所定検出期間Δｔ後に取得した検出差ΔＴ_ｄを、内部温度と外部温度との温度差ΔＴ（以下「飽和温度差」と称する。）として取得する。

よって、制御部２３は、フィルタ３の目詰まりに応じた温度差を正確に取得することが可能となる。

図４は、フィルタ３の交換時期の計算手法を説明するための図である。

図４には、飽和温度差ΔＴと、プロジェクタ１０の累積使用時間ｔと、の関係が示されている。図４では、縦軸が、飽和温度差ΔＴであり、横軸は、プロジェクタ１０の累積使用時間である。

図４には、飽和温度差点ｐ１〜ｐ７と、近似直線ｌｎと、飽和温度差ΔＴ１およびΔＴ２と、ランプ１１の限界温度差ΔＴ_ｌｍと、フィルタ３の交換時期ｔ０と、が示されている。

飽和温度差点ｐ１〜ｐ７は、制御部２３が所定期間に取得した飽和温度差を示す。すなわち、飽和温度差点ｐ１〜ｐ７は、メモリ２４に記憶された飽和温度差を示す。飽和温度差点ｐ１は、累積使用時間ｔ１に取得した飽和温度差ΔＴ１であり、飽和温度差点ｐ７は、累積使用時間ｔ２に取得した飽和温度差ΔＴ２である。

近似直線ｌｎは、フィルタ３の交換時期を計算するための直線近似式の直線を示す。

限界温度差ΔＴ_ｌｍは、式１に基づいて算出される値である。限界温度差ΔＴ_ｌｍは、例えば、ランプ１１の発熱の影響を抑えるため、プロジェクタ１０の起動時に取得される。

ΔＴ_ｌｍ ＝ Ｔ_ｌｍ − 外部温度 ・・・式１
なお、Ｔ_ｌｍは、ランプ１１の異常温度を回避するための所定の限界温度であり、ランプ１１の許容上限温度に、予め定められた値（マージン）を加算した値である。外部温度は、温度センサ２２が検出した温度である。

式１では、外部温度が変動するたびに、限界温度差ΔＴ_ｌｍが変動して、フィルタ３の交換時期ｔ０が変動することになる。よって、プロジェクタ１０の使用者に混乱を与える恐れがある。本実施形態では、限界温度差ΔＴ_ｌｍの算出に用いる外部温度として、所定期間ごとに温度センサ２２が検出した外部温度のうち、１番高い外部温度が用いられる。

図４では、制御部２３は、所定期間に取得した飽和温度差点ｐ１〜ｐ７を用いて、累積使用時間と飽和温度差との関係を表す近似直線ｌｎの直線近似式を求め、近似直線ｌｎの直線近似式によって限界温度差ΔＴ_ｌｍとの関係で表わされる交換時期ｔ０を計算する。そして、制御部２３は、交換時期ｔ０から使用累積時間ｔ２を減算して、フィルタ３の交換時期を示す第１の時間を算出する。

なお、プロジェクタ１０の周辺に浮遊している塵の量が多く、フィルタ３の目詰まりの進行が早くなると、近似直線ｌｎの傾きが大きくなって、フィルタ３の使用可能残時間が減少することになる。

図５は、最小二乗法を用いて近似直線ｌｎの直線近似式を求める例を説明するための図である。図５には、飽和温度差点ｐ１１〜ｐ１７と、近似直線ｌｎと、飽和温度差点ｐ１１〜ｐ１７と近似直線ｌｎとの差ｄ１〜ｄ７と、が示されている。

図５では、制御部２３は、最小二乗法を用いて第１の直線近似式を求める。具体的には、制御部２３は、式２に示す最小二乗誤差εを算出する。制御部２３は、近似直線ｌｎの傾きまたは切片を変化させるたびに、最小二乗誤差εを算出し、最小二乗誤差εが最小となる近似直線ｌｎを特定する。

ε＝（ｄ１）^２＋（ｄ２）^２＋（ｄ３）^２＋（ｄ４）^２
＋（ｄ５）^２＋（ｄ６）^２＋（ｄ７）^２＋・・・（ｄｎ）^２
＝ Σｄ_i ² ・・・式２
図６は、複数の２点直線式を用いて近似直線ｌｎの直線近似式を求める例を説明するための図である。図６には、飽和温度差点ａ１〜ａ８と、２点直線ｌａ１〜ｌａ４と、近似直線ｌｎと、が示されている。

点ａ１と点ａ５とにより特定された直線ｌａ１は、次式で表わされる。

ｙ ＝ Ａ_１ｘ＋Ｂ_１
点ａ２と点ａ６とにより特定された直線ｌａ２は、次式で表わされる。

ｙ ＝ Ａ_２ｘ＋Ｂ_２
点ａ３と点ａ７とにより特定された直線ｌａ３は、次式で表わされる。

ｙ ＝ Ａ_３ｘ＋Ｂ_３
点ａ４と点ａ８とにより特定された直線ｌａ４は、次式で表わされる。

ｙ ＝ Ａ_４ｘ＋Ｂ_４
制御部２３は、２点直線ｌａ１〜ｌａ４の傾きの平均値と、２点直線ｌａ１〜ｌａ４の切片の平均値と、を算出し、式３に示すように、近似直線ｌｎの傾きを、直線ｌａ１〜ｌａ４の傾きの平均値とし、近似直線ｌｎの切片を、直線ｌａ１〜ｌａ４の切片の平均値として、近似直線ｌｎを特定する。

ｙ＝｛（Ａ_１＋Ａ_２＋Ａ_３＋Ａ_４）／４｝ｘ
＋｛（Ｂ_１＋Ｂ_２＋Ｂ_３＋Ｂ_４）／４｝ ・・・式３
このため、制御部２３は、飽和温度差ΔＴを取得するたびに、飽和温度差（例えば、点ａ８）と、その飽和温度差から３（所定）回前に取得した飽和温度差（例えば、点ａ４）とを用いて、飽和温度差と時間との関係を表す２点直線式ｌａ１〜ｌａ４を求める。制御部２３は、所定期間ごとに、所定期間の２点直線式ｌａ１〜ｌａ４の傾きＡ_１〜Ａ_４の平均値と、所定期間の２点直線式ｌａ１〜ｌａ４の切片Ｂ_１〜Ｂ_４の平均値とを用いて、近似直線ｌｎの第１の直線近似式を求める。

次に、フィルタ３の目詰まりの種類ごとのプロジェクタ１０の温度特性を説明する。

図７は、フィルタ３の目詰まりの種類を説明するための図である。また、図８は、フィルタ３の目詰まりの各種類による温度特性を示す図である。

図７には、ケーキ形成３１と、標準閉塞３２と、完全閉塞３３と、が示されている。

ケーキ形成３１では、フィルタの平均孔径よりも大きな粒子（例えば、埃）が、フィルタの表面に堆積することによって、ケーキ（固まり）が形成される。このため、図８に示すように、飽和温度差ΔＴは、フィルタ３の累積使用時間に比例して大きくなる。

標準閉塞３２では、フィルタの孔径よりも小さな粒子が孔の壁面に付着することによって、孔径が小さくなる。このため、図８に示すように、飽和温度差ΔＴは、フィルタ３の累積使用時間が一定時間までは殆ど変化しないが、一定時間を超えると、殆どの孔が閉塞状態となって、急激に飽和温度差ΔＴが大きくなる。

完全閉塞３３では、フィルタの孔径と略同じ大きさの粒子が、孔を密閉することによって、利用可能な孔の数が減少する。このため、図８に示すように、飽和温度差ΔＴは、ケーキ形成３１および標準閉塞３２に比べて短い累積使用時間で急激に大きくなる。

フィルタ３の目詰まりは、一般に、ケーキ形成３１と標準閉塞３２と完全閉塞３３とが同時に発生すると考えられる。このため、フィルタ３の使用による温度特性は、一般的には、図８で示した温度特性の組合せによって求められる。

図９は、直線近似式の計算手法例を説明するための図である。

図９には、温度特性３４と、近似直線ｌｎ１と、近似直線ｌｎ２と、が示されている。

温度特性３４は、図８で示した、ケーキ形成３１の温度特性と、標準閉塞３２の温度特性と、完全閉塞３３の温度特性と、の総和を示す温度特性である。

近似直線ｌｎ１の場合、制御部２３は、プロジェクタ１０の使用を初めてから所定期間に飽和温度差ΔＴを取得し、その取得した複数の飽和温度差ΔＴを用いて、累積使用時間と飽和温度差ΔＴとの関係を表す近似直線ｌｎ１の第１の直線近似式を求め、近似直線ｌｎ１の近似式から、フィルタ３の交換時期を示す第１の時間として、累積使用可能時間ｔ０を計算する。

近似直線ｌｎ２の場合は、制御部２３が、累積使用時間ｔ３で温度特性の傾き（時間変化率）の変化を検出すると、その傾きと、最後に取得した飽和温度差ΔＴ３とそのときの累積使用時間ｔ３と、を用いて近似直線ｌｎ２の第２の直線近似式を求め、その第２の直線近似式から、フィルタ３の交換時期を示す第２の時間として累積使用可能時間ｔ０を計算する。

図１０は、温度特性３４と、温度特性３４の接線の傾きと、の関係を示す図である。

図１０には、図９で示した温度特性３４と、温度特性３４の接線の傾きの特性を表す傾き特性３６と、が示されている。図１０では、横軸が、温度特性３４および傾き特性３６の共通の時間であり、温度特性３４の縦軸は、飽和温度差の大きさであり、傾き特性３６の縦軸が、温度特性３４の接線の傾きである。

累積使用時間ｔ１１からｔ１２までは、温度特性３４に示すように、ケーキ形成による影響が支配的となり、傾き特性３６に示すように、接線の傾きが、ほぼ一定となる。よって、直線近似を行うことが可能となる。

累積使用時間ｔ１３からｔ１４では、標準閉塞または完全閉塞の影響が支配的となり、傾き特性３６に示すように接線の傾きが急激に変化することになる。よって、本実施形態では、制御部２３が、所定期間ごとの飽和温度差の時間変化率を求め、求めた時間変化率（傾き）に基づいて、温度上昇率の急激な変化を検出する。制御部２３は、温度上昇率の急激な変化を検出すると、フィルタ３の交換時期が早まった旨を表示部２５に表示し、フィルタ３の交換時期を示す第２の時間を計算する。

次にプロジェクタ１０の動作について説明する。

図１１は、フィルタ３の交換時期予測方法の処理手順例を示すフローチャートである。図１１では、プロジェクタ１０がフィルタ３の交換時期を示す第１の時間を計算した後の処理手順が示されている。

まず、制御部２３は、飽和温度差ΔＴを取得するたびに、その取得した飽和温度差ΔＴと、その飽和温度差ΔＴの取得時の積算使用時間と、を互いに対応付けてメモリ２４に記憶し、メモリ２４内の積算使用時間とその飽和温度差ΔＴとを用いて、飽和温度差の時間変化率（傾き）を求める（ステップＳ５１）。

制御部２３は、飽和温度の時間変化率を求めると、その時間変化率が、検出閾値を超えたかどうか、すなわち、飽和温度差ΔＴの特性の傾きが一定であるか否かを確認する（ステップＳ５２）。そして、表示部２５は、求めた時間変化率が検出閾値を超えている場合には、フィルタ３の交換時期が早まった旨を表示して、フィルタ３の交換時期の変更を通知する（ステップＳ５４）。

さらに、制御部２３は、求めた時間変化率が検出閾値を超えている場合には、検出閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した限界温度差から、最後に取得した温度差を減算した値と、を乗算してフィルタ交換時期を示す第２の時間ｔ０を計算する（ステップＳ５４）。または、制御部２３は、検出閾値を超えている時間変化率を用いる代わりに、予め定められた直線計算期間で取得した飽和温度差によって求めた時間変化率を用いるようにしても良い。

制御部２３は、フィルタ３の交換時期を示す第２の時間ｔ０を計算すると、その第２の時間ｔ０を、表示部２５に表示する（ステップＳ５５）。

また、ステップ５２において、制御部２３は、求めた時間変化率が検出閾値を超えていない、すなわち、傾きが一定であると場合には、フィルタ３の交換時期を示す第１の時間ｔ０を、表示部２５に出力する（ステップＳ５５）．
ステップ５５の処理が終了すると、プロジェクタ１０は、フィルタ３の交換時期予測方法の一連の処理手順を終了する。

本実施形態によれば、プロジェクタ１０は、筺体１と、筺体１に設けられたフィルタ３と、光を出射することにより発熱するランプ１１と、ランプ１１近傍の内部温度を検出する温度センサ２１と、筺体１外の外部温度を検出する温度センサ２２と、を含む。制御部２３は、ランプ１１の温度異常を回避するための所定の限界温度Ｔ_ｌｍを有し、所定期間ごとに所定の限界温度Ｔ_ｌｍと温度センサ２２が検出した外部温度との限界温度差ΔＴ_ｌｍを算出する。さらに、制御部２３は、所定期間ごとに温度センサ２１が検出した内部温度と、温度センサ２２が検出した外部温度との温度差ΔＴを取得する。制御部２３は、所定期間に取得した温度差ΔＴと、その所定期間に算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、フィルタ３の交換時期を示す第１の時間を計算する。

このため、プロジェクタ１０は、温度センサ２１が検出した内部温度と温度センサ２２が検出した外部温度との温度差の時間特性に基づいて、フィルタ３の交換時期を予測することができる。

さらに、本実施形態では、制御部２３は、第１の時間を計算した後、以前に取得した温度差を用いて所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が所定の閾値を超えたかどうかを確認する。そして、制御部２３は、時間変化率が所定の閾値を超えていない場合には第１の時間を出力し、時間変化率が所定の閾値を超えている場合には、所定の閾値を超えている時間変化率と所定の限界温度差と新たに取得した温度差とに基づいてフィルタ３の交換時期を示す第２の時間を計算して出力する。

よって、プロジェクタ１０は、温度センサ２１が検出した内部温度と温度センサ２２が検出した外部温度との温度差の時間特性を取得し、その温度差の時間特性に応じて、段階的にフィルタ３の交換時期を補正することができる。

一般に、プロジェクタ１０周辺に浮遊している塵の種類やその量によって、プロジェクタ１０の温度差の時間特性が変化し、最終的にフィルタ３の目詰まりを起こす時期が変わる。

このため、プロジェクタ１０は、プロジェクタ１０周辺に浮遊している塵の種類やその量が異なる環境に設置されても、温度差の時間特性を取得することによって、フィルタ３の目詰まりを起こす時期を正確に予測することが可能となる。

したがって、プロジェクタ１０は、プロジェクタ１０の設置環境に応じて、フィルタ３の交換時期を正確に予測することが可能となる。

例えば、フィルタ３に存在する多数の孔の平均孔径と略同じ大きさの塵が多数浮遊している環境で使用されるプロジェクタ１０は、新しいフィルタ３に交換されてから比較的短時間で温度差の時間変化率についての大きな変化を検出し、その時間変化率に応じてフィルタ３の交換時期を補正する。

一方、フィルタ３の孔径よりも小さな塵が多数浮遊している環境で使用されるプロジェクタ１０は、フィルタ３の孔径と略同じ大きさの塵が浮遊している環境で使用されるプロジェクタが予測するフィルタ３の交換時期よりも後に、温度差の時間変化率についての大きな変化を検出し、その温度差の時間変化率に応じてフィルタ３の交換時期を補正する。

よって、プロジェクタ１０は、温度差の時間特性に応じて段階的にフィルタ３の交換時期を補正することにより、フィルタ３が目詰まりを起こす時期を正しく予測することが可能となる。

また、本実施形態では、プロジェクタ１０は、内部温度と外部温度との温度差ΔＴに基づいて、フィルタ３の交換時期を予測する。

プロジェクタ１０では、外部温度が高くなるほど、内部温度が高くなって、ランプ１１の限界温度Ｔ_ｌｍと内部温度との差が小さくなる。また、ランプ１１の限界温度Ｔ_ｌｍと内部温度との温度差が小さくなるほど、フィルタ３の交換時期は短くなる。このため、フィルタ３の交換時期は、外部温度によっても変化する。

このため、プロジェクタ１０は、内部温度を検出するだけでなく、外部温度を検出し、内部温度と外部温度との温度差ΔＴを用いてフィルタ３の交換時期を計算することで、フィルタ３の交換時期をさらに正確に予測することが可能となる。

また、本実施形態では、制御部２３は、温度差ΔＴと限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいてフィルタの交換時期を計算する。このため、プロジェクタ１０は、内部温度が、ランプ１１の温度異常を起こす状態を正確に予測することができる。

なお、フィルタ３の目詰まりが起こり難い環境でプロジェクタ１０が使用される状況では、一般的な設置環境を想定して定期的にフィルタ３の交換が行われる状況と比較して、プロジェクタ１０がフィルタ３の使用可能時間を正確に予測することで、フィルタ３の使用時間を長くすることが可能となる。したがって、フィルタ３の交換回数を減らすことが可能となり、フィルタ３の購入コストを抑制することが可能となる。

また、本実施形態では、表示部２５が、制御部２３にて時間変化率が所定の閾値を超えていると確認された場合にはフィルタ３の交換時期が第１の時間から第２の時間に変更となった旨を通知する。

このため、プロジェクタ１０は、フィルタ３の交換時期が早まった旨を、プロジェクタ１０の使用者に知らせることができる。

また、本実施形態では、制御部２３が、所定期間に取得した温度差ΔＴを用いて、温度差ΔＴと時間との関係を表す直線近似式を最小二乗法により求め、その直線近似式と、所定期間に算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、フィルタ３の交換時期を示す第１の時間を計算する。

このため、プロジェクタ１０は、内部温度と外部温度との温度差の時間特性を精度良く近似することができる。

また、本実施形態では、制御部２３が、所定期間に温度差を取得するたびに、温度差と、当該温度差から所定回数前に取得した温度差と、を用いて２点直線式を求める。そして、制御部２３は、所定期間の２点直線式の傾きの平均値と、その所定期間の２点直線式の切片の平均値と、を用いて直線近似式を求め、直線近似式と、所定期間に算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、フィルタ３の交換時期を示す第１の時間を計算する。

このため、プロジェクタ１０は、内部温度と外部温度との温度差の時間特性を精度良く近似することができる。

また、本実施形態では、制御部２３が、所定の限界温度Ｔ_ｌｍと、所定期間ごとに温度センサ２２が検出した外部温度のうち最も高い外部温度との差分を、限界温度差として算出する、
このため、外部温度の変動が大きな環境でプロジェクタ１０が使用される状況でも、外部温度の変動に起因して、内部温度と外部温度との温度差が変動し、フィルタ３の交換時期の再計算が行われてしまうことを減らすことができる。よって、プロジェクタ１０の使用者の混乱を抑えることができる。

また、本実施形態では、制御部２３が、プロジェクタ１０の起動後に、温度センサ２１が検出した内部温度と、温度センサ２２が検出した外部温度との検出差が安定状態となったか否かを判定するための飽和閾値を有する。制御部２３は、検出差を取得し、検出差とその検出差を取得してから所定検出期間後に取得した検出差との変動量が、飽和閾値未満になったかどうかを確認し、変動量が飽和閾値未満になったことを確認すると、所定検出期間後に取得した検出差を、温度差ΔＴとして取得する。

このため、プロジェクタ１０は、内部温度と外部温度との検出差の変動が安定した状態で温度差ΔＴを取得することによって、フィルタ３の目詰まり状態が正しく反映された温度差の時間特性を取得することが可能となる。

また、本実施形態では、プロジェクタ１０が、ファン２の回転数を制御することによって、フィルタ３の交換時期を延長することも可能である。ファン２の回転数を制御する場合、制御部２３は、以前に取得した温度差を用いて所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が検出閾値を超えたかどうかを確認し、時間変化率が検出閾値を超えている場合には、ファン２の回転数を、第１の回転数から第１の回転数よりも高い第２の回転数にする。

図１２は、温度差の特性の傾きの変化を検出して、ファン２の回転数を上げたときの温度特性を示す図である。図１２には、図９に示した温度特性３４が実線で示され、温度特性３５が破線で示されている。

温度特性３５は、ファン２の回転数が、第１の回転数から、第１の回転数よりも高い第２の回転数に切り替えられた後の温度特性を示す。なお、図１２では、累積使用時間ｔ３で時間変化率が検出閾値を超えるものとする。

図１２では、制御部２３が、累積使用時間ｔ３で温度差の時間変化率が、検出閾値を超えるため、制御部２３は、第２の回転数を示す回転信号をファン２に供給して、ファン２の回転数を高くする。

ファン２の回転数が上げられると、ランプ１１の近傍の内部温度の温度上昇率が、温度特性３４と比較して低下する。よって、図１２に示すように、温度特性３５での累積使用時間ｔ０は、温度特性３４での累積使用時間ｔ０よりも長くなる。

このため、プロジェクタ１０は、制御部２３にて取得された温度差の時間変化率が大きく変化したときに、ファン２の回転数を、第２の回転数にすることによって、フィルタ３の交換時期ｔ０を延長することが可能になる。

なお、本実施形態では、ランプ１１を冷却する例について説明しが、プロジェクタ１０に用いられるＣＰＵ（Central Processing Unit）などにも適用することが可能である。

以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

１ 筺体
２ ファン
３ フィルタ
１０ プロジェクタ
１１ ランプ
１２ 表示デバイス
１３ レンズ
２０ 処理部
２１、２２ 温度センサ
２３ 制御部
２４ メモリ
２５ 表示部

Claims (9)

1. 筺体と、前記筺体に設けられたフィルタと、前記筺体内に設けられた、処理手段と、光を出射することにより発熱するランプと、を有するプロジェクタであって、
   前記筺体外の外部温度を検出する外部検出手段を含み、
   前記処理手段は、
   前記ランプ近傍の内部温度を検出する内部検出手段と、
   前記ランプの温度異常を回避するための所定の限界温度Ｔ_ｌｍを有し、所定期間ごとに前記所定の限界温度Ｔ_ｌｍと前記外部検出手段が検出した外部温度との限界温度差ΔＴ_ｌｍを算出し、当該所定期間ごとに前記内部検出手段が検出した内部温度と前記外部温度との温度差ΔＴを取得し、前記取得した温度差ΔＴと、前記算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第１の時間を計算し、その後、以前に取得した温度差ΔＴを用いて前記所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が、所定の閾値を超えたかどうかを確認し、時間変化率が所定の閾値を超えていない場合には前記第１の時間を出力し、時間変化率が所定の閾値を超えている場合には、前記所定の閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した温度差ΔＴと、最後に算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第２の時間を計算して出力する計算手段と、
   前記計算手段が出力した第１の時間もしくは第２の時間をフィルタの交換時期として通知する通知手段と、を含む、プロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記通知手段は、前記計算手段にて時間変化率が所定の閾値を超えていると確認された場合には前記フィルタの交換時期が前記第１の時間から前記第２の時間に変更となった旨を通知する、プロジェクタ。
3. 請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記計算手段は、前記取得した温度差ΔＴを用いて、温度差ΔＴと時間との関係を表す直線近似式を最小二乗法により求め、前記直線近似式と、前記算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第１の時間を計算する、プロジェクタ。
4. 請求項１または２に記載のプロジェクタにおいて、
   前記計算手段は、前記所定期間に温度差ΔＴを取得するたびに、温度差ΔＴと、当該温度差ΔＴから所定回数前に取得した温度差ΔＴと、を用いて２点直線式を求め、当該所定期間の２点直線式の傾きの平均値と、当該所定期間の２点直線式の切片の平均値と、を用いて直線近似式を求め、前記直線近似式と、前記算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第１の時間を計算する、プロジェクタ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記計算手段は、前記所定の限界温度Ｔ_ｌｍと、前記所定期間ごとに前記外部検出手段が検出した外部温度のうち最も高い外部温度との差分を、限界温度差ΔＴ_ｌｍとして算出する、プロジェクタ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記計算手段は、前記プロジェクタの起動後に、前記内部検出手段が検出した内部温度と前記外部温度との検出差が安定状態となったか否かを判定するための飽和閾値を有し、検出差を取得し、検出差と当該検出差を取得してから所定検出期間後に取得した検出差との変動量が前記飽和閾値未満になったかどうかを確認し、変動量が前記飽和閾値未満になったことを確認すると、前記所定検出期間後に取得した検出差を、前記内部検出手段が検出した内部温度と前記外部温度との温度差ΔＴとして取得する、プロジェクタ。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のプロジェクタにおいて、
   前記筺体内に設けられ、前記ランプを冷却するためのファンをさらに含み、
   前記計算手段は、前記以前に取得した温度差を用いて前記所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が所定の閾値を超えたかどうかを確認し、時間変化率が所定の閾値を超えている場合には、前記ファンの回転数を、第１の回転数から当該第１の回転数よりも高い第２の回転数にする、プロジェクタ。
8. 筺体と、前記筺体に設けられたフィルタと、前記筺体内に設けられ、光を出射することにより発熱するランプと、前記筺体外の外部温度を検出する外部検出手段と、前記ランプ近傍の内部温度を検出する内部検出手段と、を有するプロジェクタにおけるフィルタの交換時期予測方法であって、
   前記ランプの温度異常を回避するための所定の限界温度Ｔ_ｌｍを有し、所定期間ごとに前記所定の限界温度Ｔ_ｌｍと前記外部検出手段が検出した外部温度との限界温度差ΔＴ_ｌｍを算出し、当該所定期間ごとに前記内部検出手段が検出した内部温度と前記外部温度との温度差ΔＴを取得し、前記取得した温度差ΔＴと、前記算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第１の時間を計算する計算ステップと、
   前記計算ステップの後、以前に取得した温度差ΔＴを用いて前記所定期間ごとの温度差の時間変化率を求め、時間変化率が、所定の閾値を超えたかどうかを確認し、時間変化率が所定の閾値を超えていない場合には前記第１の時間を出力し、時間変化率が所定の閾値を超えている場合には、前記所定の閾値を超えている時間変化率と、最後に取得した温度差ΔＴと、最後に算出した限界温度差ΔＴ_ｌｍとに基づいて、前記フィルタの交換時期を示す第２の時間を計算して出力する再計算ステップと、
   前記再計算ステップにて出力された第１の時間もしくは第２の時間をフィルタの交換時期として通知する通知ステップと、を含む、フィルタの交換時期予測方法。
9. 請求項８に記載のフィルタの交換時期予測方法において、
   前記通知ステップでは、前記再計算ステップにて時間変化率が所定の閾値を超えていると確認された場合には前記フィルタの交換時期が前記第１の時間から前記第２の時間に変更となった旨を通知する、フィルタの交換時期予測方法。

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