(57)【要約】【課題】複数の光源を使用した投写型表示装置において、光源の温度管理に関し確実な制御を行い、光源の白化、寿命の低下、黒化、輝度低下などを抑制し、高品質で信頼性の高い、多様な用途に使用可能な投写型表示装置を提供する。【解決手段】複数の光源２１ａ、２１ｂと、表示デバイス部５と、複数の光源の出力光を合成する光合成部と、光合成部の出力光を表示デバイスに伝搬する集光部と、表示デバイス部の出力光により映像を投写する投写部とを備えた投写型表示装置１であって、複数の光源２１ａ、２１ｂにそれぞれ配設された冷却ファンと、冷却ファンの吹き出し位置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂを制御する制御部とを備え、冷却ファンの吹き出し位置Ｓ１ａ、Ｓ１ｂを切り替え可能に構成し、制御部は、複数の光源２１ａ、２１ｂの光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかに関する情報に基づき、冷却ファンの吹き出し位置を切り替える。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、表示デバイスと、前記複数の光源の出力光を合成する光合成手段と、前記光合成手段の出力光を前記表示デバイスに伝搬する集光手段と、前記表示デバイスの出力光により映像を投写する投写手段とを備えた投写型表示装置であって、前記複数の光源にそれぞれ配設されたファンを備えた冷却手段と、前記ファンの吹き出し位置を制御する制御手段とを備え、前記ファンの吹き出し位置を切り替え可能に構成し、前記制御手段は、前記複数の光源の光軸廻りの回転および前記光軸の傾斜の少なくともいずれかに関する情報に基づき、前記ファンの吹き出し位置を切り替えることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】
前記複数の光源は前記光軸を共有する少なくとも一組の対向する光源を含み、前記制御手段は、前記対向する光源の前記光軸廻りの回転および前記光軸の傾斜の少なくともいずれかに関する情報に基づき、前記対向する光源に配設された前記ファンの吹き出し位置を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記複数の光源の前記光軸廻りの回転および前記光軸の傾斜の少なくともいずれかを検知する検知手段をさらに備え、前記検知手段から出力される情報に基づき、前記制御手段は、前記ファンの吹き出し位置を切り替えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記検知手段は、前記複数の光源の前記光軸廻りの回転および前記光軸の傾斜の少なくともいずれかを、０度、９０度、１８０度、２７０度の４段階に区分して検知し、前記制御手段は、前記検知手段から出力される情報に基づき、前記ファンの吹き出し位置を切り替えることを特徴とする請求項３に記載の投写型表示装置。
【請求項５】
前記ファンの吹き出し口に、吹き出し位置の異なる複数の開口部を切り替え可能に設けたシャッターをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
【請求項６】
スライド部材を使用して前記シャッターを構成することを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
【請求項７】
回転可能な円板を使用して前記シャッターを構成することを特徴とする請求項５に記載の投写型表示装置。
【請求項８】
前記シャッターにより前記一組の対向する光源のそれぞれに配設された前記ファンの吹き出し位置を同時に切り替え可能に構成することを特徴とする請求項７に記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光体としての光源を冷却する冷却手段を備えたプロジェクターなどの投写型表示装置に関し、特に複数の光源を使用した投写型表示装置において、光源を適切に冷却できる投写型表示装置の技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、大画面の映像を得るための装置として、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）や液晶などの画像表示デバイスを使って光源ランプからの光を映像信号で変調して光学像を形成して照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写するプロジェクターなどの投写型表示装置が知られている。
【０００３】
光源ランプ内には、水銀、希ガス、ハロゲン化金属などが封入されており、光源ランプの電極に所定の電圧を印加すると、放電アークが発生し、内部に封入されているガスが対流する。放電アークは封入ガスの対流により山なりのアーチ状になり、光源ランプの上部に近づき、光源ランプ上部の温度が上昇する。光源ランプの温度が過度に上昇すると、白化、寿命の低下などが発生し、逆に光源ランプの温度が低すぎる場合には、黒化や光源の輝度低下などが発生する原因となる。したがって、光源の温度管理の良否が、投写型表示装置の品質および信頼性に重要な影響を与えることとなる。
【０００４】
特に、高輝度な投写画像を実現する目的で複数の光源を使用した装置（例えば、特許文献１、２参照）では、一つの光源に不具合が発生して不点灯となった場合でも、ほかの光源の点灯が維持されれば、投写画像が途切れないという利点がある反面、光源の点灯に係わる条件が複雑になるという新たな課題が発生する。特に、装置の設置方向に係わる光源の温度管理についての検討が重要であるが、従来、この点については、単一の光源を備えた装置に関し、限られた特定の設置方向における冷却ファンの効率検討ついての開示例に止まっている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３５８１５６８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７１９０１号公報
【特許文献３】特開平１０−１０６３０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、複数の光源を備えた投写型表示装置の用途の拡大に伴い、設置条件が多様化し、様々な姿勢で設置される可能性が高くなっている。光源ランプは性能保証のために、所定の温度範囲（例えば、９００℃〜１１５０℃など）を維持する必要があり、近年、多様な設置条件に対応した適切な光源の温度管理が求められている。特に、光源ランプが発熱した場合、光源ユニットの内部は空気の対流により、上側（重力と反対方向）の温度が上昇するため、装置の設置姿勢の差異により、光源ユニットの内部の温度分布が様々に変化する。したがって、光源に冷却ファンにより一律に特定の吹き出し口から冷風を供給する方法では、光源ユニット内部の温度分布の変化に対応することができず、冷却効率が低下する。この結果、光源の温度を適正な範囲に維持することが困難となり、故障の可能性が高くなる。また、これを防止するためには、冷却手段の規模を大きくする必要があり、装置が大型化し、コスト面での課題が発生する。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するものであり、複数の光源を使用した投写型表示装置において、確実かつ効率的な光源の温度管理を可能にすることにより、光源の白化、寿命の低下、黒化、輝度低下などを抑制し、高品質で信頼性の高い、多用途の投写型表示装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の投写型表示装置は、複数の光源と、表示デバイスと、複数の光源の出力光を合成する光合成手段と、光合成手段の出力光を表示デバイスに伝搬する集光手段と、表示デバイスの出力光により映像を投写する投写手段とを備えた投写型表示装置であって、複数の光源にそれぞれ配設されたファンを備えた冷却手段と、ファンの吹き出し位置を制御する制御手段とを備え、ファンの吹き出し位置を切り替え可能に構成し、制御手段は、複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかに関する情報に基づき、ファンの吹き出し位置を切り替えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成により、複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかに関する情報に基づき、制御手段によりファンの吹き出し位置を切り替えることが可能となる。したがって、投写型表示装置が複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜した状態で設置された場合であっても、ファンの吹き出し位置を切り替えることにより、光源ユニット内部の温度分布の変化に対して、適切な対応を行うことができる。これにより、光源の温度を所定の範囲に効率良く維持することができ、光源の白化、寿命の低下、黒化や輝度低下を抑制することが可能となり、多用途に使用可能な信頼性の高い投写型表示装置を実現することができる。
【０００９】
また、本発明の投写型表示装置では、複数の光源は光軸を共有する少なくとも一組の対向する光源を含み、制御手段は、対向する光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかに関する情報に基づき、対向する光源に配設されたファンの吹き出し位置を切り替える。このような構成により、複数の光源は光軸を共有する少なくとも一組の対向する光源を使用した投写型表示装置に適用することができ、コンパクトで効率の良い投写型表示装置を実現することができる。
【００１０】
また、本発明の投写型表示装置では、複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかを検知する検知手段をさらに備え、検知手段から出力される情報に基づき、制御手段は、ファンの吹き出し位置を切り替える。
【００１１】
このような構成により、複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかを検知手段により検知することができる。したがって、正確かつ確実な検出を効率良く実現することができる。
【００１２】
また、本発明の投写型表示装置では、検知手段は、複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかを、０度、９０度、１８０度、２７０度の４段階に区分して検知し、制御手段は、検知手段から出力される情報に基づき、ファンの吹き出し位置を切り替える。このような構成により、ファンの吹き出し位置の切り替えを４段階に区分して行うことができる。したがって、簡略化された構成により、実用的な機能の装置を実現することができる。
【００１３】
また、本発明の投写型表示装置では、ファンの吹き出し口に、吹き出し位置の異なる複数の開口部を切り替え可能に設けたシャッターをさらに備え、スライド部材または回転可能な円板を使用してシャッターを構成する。これにより、簡単な構成によりシャッターを構成し、ファンの吹き出し口において開口部の位置を切り替えることができる。光源ユニット内部の温度分布に変化に対して、確実かつ迅速に対応することができる。
【００１４】
また、本発明の投写型表示装置では、シャッターにより一組の対向する光源のそれぞれに配設されたファンの吹き出し位置を同時に切り替え可能に構成する。これにより、構成を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の構成によれば、複数の光源を使用した投写型表示装置を多様な設置姿勢で使用した場合であっても、光源の温度管理に関し高精度で確実な制御が可能となり、光源の白化、寿命の低下、黒化、輝度低下などを抑制し、高品質で信頼性の高い、多用途の投写型表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図９を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態）
まず、図１および図２により、本発明の実施の形態における投写型表示装置における光学システムの概要について簡単に説明する。図１は、本発明の実施の形態における投写型表示装置（以下、本装置１と略記する）の光学システム２の概略の構成を示す斜視図、図２は、本実施の形態における本装置１の２灯合成光学システム２の基本構成図である。
【００１８】
本装置１における光学システム２は、２個の光源ランプ２１ａ、２１ｂからの出力光を合成する光合成手段としての光合成部３、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの画像表示素子を備えた表示デバイス部５、光合成部３からの出力光を表示デバイス部５に伝搬する集光手段としての集光部４、および表示デバイス部５からの出力光により映像を投写する投写手段としての投写部６を備えている。
【００１９】
光学システム２は光軸を共有する一組の対向する２個の光源ランプ２１ａ、２１ｂを備え、それぞれの光源ランプ２１ａ、２１ｂは断面形状が楕円面である凹面鏡２２ａ、２２ｂの内部に配設されている。光源ランプ２１ａ、２１ｂには超高圧水銀灯を使用し、凹面鏡２２ａ、２２ｂには、ガラス製機材の内面に赤外光を透過させ可視光を反射させる誘電体光学多層膜が形成されている。
【００２０】
以下、光学システム２の主要な構成および機能について述べる。
【００２１】
光源ランプ２１ａ、２１ｂからの出力光は、凹面鏡２２ａ、２２ｂによってそれぞれ集光され、光源像が合成プリズム２３ａのミラー面に結像されて、集光レンズ２４ａに反射される。
【００２２】
合成プリズム２３ａを出射した光は、一旦、発散した後、集光レンズ２４ａ、２５ａを経由することにより、再び収束光となって、合成プリズム２６のミラー面で再び発散光として反射され、集光レンズ２７を経由して集光部４に至る。
【００２３】
合成プリズム２３ａおよび合成プリズム２６は断面が二等辺三角形の三角柱状であり、光が入射する面には、低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に積層した誘電体多層膜ミラーが形成されている。また、光源ランプ２１ａ、２１ｂからの出力光が微小な面積に集光されるため、ミラー面を形成する多層膜に用いる材料には、耐熱性、耐紫外線に優れた材料を使用する。
【００２４】
集光部４は、集光レンズ（図示せず）およびミラー（図示せず）などを備え、光合成部３からの出力光の進行径路を整えて表示デバイス部５に伝搬する。
【００２５】
表示デバイス部５は、全反射プリズム（図示せず）および画像表示素子としての反射型ライトバルブ（図示せず）を備え、投写画像を形成する。反射型ライトバルブは、画素毎にミラー素子がマトリックス状に配列され、映像信号に応じて光の進行方向を変調し、反射角の変化として光学画像を形成することができる。
【００２６】
表示デバイス部５で形成された光学画像は投写部６に出力され、投写部６の投写レンズにより、スクリーン（図示せず）に投写される。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、ライトバルブとして、光の進行方向を変調する反射型のライトバルブを使用しているが、光の偏光方向や散乱状態を変調するタイプのライトバルブや、透過型ライトバルブのタイプを用いた場合でも同様の効果を発揮することができる。
【００２８】
つぎに、本装置１の概略の構成について、図３〜図６を用いて説明する。
【００２９】
図３は、本実施の形態における本装置１に搭載された光学システム２を構成する主要な機構部品に関する配置図であり、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面図、図３（ｃ）は側面図である。また、図４は、本実施の形態における本装置１の設置姿勢に関する説明図、図５は、図３の一部拡大断面図、図６は、本実施の形態における本装置１の光合成部３に関する要部斜視図をそれぞれ示す。
【００３０】
本装置１は、筺体１０の内部に光学システム２を構成する主要な機構部品である光合成部３および投写部６が、図３に示すように配置されている。また、本装置１は、通常、図４（ａ）に示すように、水平の姿勢で使用するが、図４（ｂ）、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示すように、天井に取り付けた姿勢、垂直の姿勢で真上または真下に向けて設置し、表示画像の投写を行うことができる。
【００３１】
図５に、本装置１に搭載される光合成部３において、対向する二つの光源ランプ２１ａおよび光源ランプ２１ｂの相互関係、および光源ランプ２１ａ、２１ｂに配設された冷却手段の構成例を示す。
【００３２】
凹面鏡２２ａ、２２ｂの内部にそれぞれ配設された光源ランプ２１ａ、２１ｂは光軸４１ａ、４１ｂを共有し、光軸４１ａ、４１ｂ（図２）が一致するように構成されている。また、光源ランプ２１ａには、内部に風量制御弁１３ａを備えた導風ダクト１２ａを介して、渦巻き型の送風機（以下、冷却ファンと略記する）１１ａが接続されている。同様に光源ランプ２１ｂには風量制御弁１３ｂを備えた導風ダクト１２ｂを介して、冷却ファン１１ｂが接続されている。図６に、一組の対向する光源ランプ２１ａ、２１ｂを使用した場合の光合成部３の構成事例を示す。
【００３３】
これにより、光源ランプ２１ａ、２１ｂからの出力光は凹面鏡２２ａ、２２ｂによって反射した後、光軸ＸＸが揃った（光軸ＸＸを共有する）状態で導光管内を進行し、合成プリズム２３ａで再度反射して集光レンズ２４ａ、２５ａを経由して合成プリズム２６に至る。
【００３４】
図７は、本実施の形態における本装置１の光源ランプが点灯した場合の出力光の光学特性を示す説明図である。図７（ａ）に示すように、光源Ａからの出力光は凹面鏡ＭＡおよびプリズムＰにおいて反射して、発散光ａ、ｂとなり、光径路上を有効光として進行する。一方、図７（ｂ）に示すように、発散光ａ、ｂのほかに、プリズムＰから外れる光束ｃ、ｄがあり、この光束は対向する光源Ｂの凹面鏡ＭＢにより反射して光源Ｂに至る。したがって、光源Ａ、Ｂが同時に点灯すると、相互に出力光の一部の照射を受けることとなり、光源を一つだけ点灯する場合に較べて、光源の温度上昇が大きくなる。以上の通り、複数の光源を使用し、それぞれの光源からの出力光を合成して表示デバイスに照射し、映像を投写する場合には、合成されて有効光として使用される出力光の有効成分のほかに、散逸または不要な照射を行う無効成分があることに注意が必要である。例えば、複数の光源からの出力光を合成する装置において、対向する光源を照射し、照射された光源の温度を過度に上昇させる。これが光源の白化、寿命の低下などの問題を発生させる原因となる。
【００３５】
これに対し、光源ランプ２１ａ、２１ｂは、それぞれ冷却ファン１１ａ、１１ｂを備えており、点灯時の発熱に対して送風を行い、冷却することができる。さらに、風量制御弁１３ａ、１３ｂを動作させることにより、冷却ファン１１ａ、１１ｂから供給される風量を調節することができる。
【００３６】
つぎに、本発明の構成上の特徴である冷却ファンによる光源ランプの冷却方法について、図８〜図１７を用いて説明する。
【００３７】
本装置１では、光源ランプが発熱した場合、光源ユニットの内部が空気の対流により、上側（重力と反対方向）の温度が上昇するため、装置の設置姿勢の差異により、光源ユニットの内部の温度分布が様々に変化することに対して、必要な措置を講じている。特に、光源に冷却ファンにより一律に特定の吹き出し口から冷風を供給する方法では、光源ユニット内部の温度分布の変化に対応することができず、冷却効率が低下するため、本装置１では、装置の設置姿勢により、光源ユニット内部の空気の対流の条件が変化することによる冷却効率の低下を防止するための措置を講じている。
【００３８】
図６において、ＸＸ軸、ＹＹ軸およびＺＺ軸を回転軸として設置方向が変化した場合について、対策の検討を行う。ＹＹ軸廻りに関しては、上下方向の流れを対象とする空気の対流の条件は変わらない。また、ＸＸ軸廻りの上下２方向は、ＺＺ廻りの上下２方向と条件が同じである。これに基づき、本実施の形態では、ＸＸ軸廻りの４方向（回転角が０度、９０度、１８０度、２７０度の場合）とＺＺ軸廻りの２方向（回転角が９０度および２７０度）に関する措置を講じており、以下に説明する。
【００３９】
図８は、図６において光源を点灯した場合の光源ユニット内部の温度分布を示す要部断面図である。例えば、図８において、光源ランプ２１ｂが点灯すると、光源ユニットＵｂの内部の空気が加熱されて空気の対流Ａ、Ｂが発生し、光源ユニットＵａの上側Ｐ１の温度が下側Ｐ２より高くなる。したがって、光源ユニットＵｂの側面部に冷却ファンの吹き出し口（冷却空気の吸気口）Ｓ１を設け、上下位置に排気口Ｓ２、Ｓ３を設けた場合には、冷却ファンの吹き出し位置が光源ユニットＵｂの温度分布の高温位置から外れるため、冷却効率が低下する。
【００４０】
これに対し、図５および図９に示すように、本装置１では、一組の対向する光源ランプ２１ａおよび光源ランプ２１ｂに対して冷却ファンの吹き出し制御板（以下、シャッターと略記する）１０１を備えている。シャッター１０１は、４５度毎の８段階で回転可能な円板により構成されており、それぞれの角度毎に開口部８１〜８８が設けられている。また、開口部８１〜８８は、８段階の回転角度において、光源ユニットＵａ、Ｕｂに設けられた冷却ファンの吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂと同じ形状・寸法で対応する領域であり、それぞれの領域の一部が塞がれた状態の寸法・形状に構成されている。例えば、光軸ＸＸが水平な場合（本装置１の天面が上方向である場合）、開口部８１は、上半分が開口部となり、下半分が塞がれている。開口部８３、８５、８７も同様である。この状態で開口部８１および開口部８５から冷風を吹き出すことにより、光源ユニットＵａ、Ｕｂの上側の高温部を集中して冷却することができる。したがって、冷却効率を高めることができる。また、開口部８２、８６および開口部８４、８８を使用することにより、冷風の吹き出し位置をＹ方向の上下に移動させることができる。
【００４１】
図１０〜図１２を用いて、本装置１の設置姿勢に対応するシャッター１０１の開口部８１〜８８の位置を示す。図１０は、吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂがＸＹ面（図６：垂直面）にある場合で、図１０（ａ）は、光源ランプの光軸ＸＸの傾斜が０度の場合（図４（ａ）の場合）を示し、図１０（ｂ）は、傾斜が１８０度の場合（図４（ｂ）の場合）を示す。図１１は、吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂが光軸ＸＸ廻りに回転した場合を示す。図１１（ａ）は、回転角度が９０度の場合で、吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂがＸＺ面（図６：水平面）にある場合（図４（ｃ）および図４（ｄ）の場合）を示し、図１１（ｂ）は、回転角度が４５度の場合を示す。また、図１２は、光源ランプの光軸ＸＸが９０度傾斜した場合（本装置１を正面からみて左右に倒した場合）を示す。
【００４２】
以上の構成および機能により、本装置１は、吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂが光源ユニットＵａ、Ｕｂを側面から冷却する場合は、常に上側の高温部に対して、冷風の吹き出しを行い、吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂが光源ユニットＵａ、Ｕｂを上面または下面（水平面）から冷却する場合は、吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂの中央部から光源ユニットＵａ、Ｕｂの高温部に集中して冷風を吹き出すことができる。これにより、冷却効率を高めることができる。
【００４３】
図１３は、シャッター１０１の配設に係わる応用事例を示す。この事例では、一組の対向する光源ユニットＵａ、Ｕｂのそれぞれの吹き出し口Ｓ１ａおよび吹き出し口Ｓ１ｂに対して、シャッター１０２ａおよびシャッター１０２ｂを配設している。この構成により、シャッター１０２ａ、１０２ｂの寸法を小さくすることができ、本装置１の寸法の低減に寄与する効果を発揮することができる。
【００４４】
図１４は、シャッター１０１の構成に係わる応用事例を示す。この事例では、図１４（ａ）に示すように、シャッター１４１に設けられた吹き出し口１４２に対して、スライド部材１３３ａ〜１３３ｄをそれぞれ矢印Ｄ１〜Ｄ４の方向にスライド可能に構成している。これにより、図１４（ｂ）〜図１４（ｅ）に示すように、シャッター１４１において、スライド部材１３３ａ〜１３３ｄをそれぞれ矢印Ｄ１〜Ｄ４の方向にスライドさせることにより、吹き出し位置の異なる開口部１４２ａ〜１４２ｄを構成することができる。
【００４５】
図１５は、シャッター１０１の構成に係わる別の応用事例を示す。この事例では、図１５（ａ）に示すように、吹き出し口１５２ａ、１５２ｂをそれぞれ備えた同じ寸法・形状の平板１５１ａ、１５１ｂによりシャッター１５１を構成している。これにより、一方の平板、例えば、平板１５１ｂをＥ１〜Ｅ４のいずれかの方向にスライドさせることにより、図１５（ｂ）〜図１５（ｅ）に示すように、吹き出し位置の異なる開口部１５３ａ〜１５３ｄを構成することができる。
【００４６】
以下、シャッター１０１の吹き出し位置の切り替えプロセスについて、図１６を用いて説明する。図１６は本実施の形態における本装置１のシャッター１０１の吹き出し位置の切り替えプロセスを示すフローチャートである。
【００４７】
本装置１では、設置姿勢について、光源ランプの光軸ＸＸ（図６）の傾斜角度および光軸ＸＸ廻りの回転の二つの情報に基づいてシャッター１０１の回転角度を判定し、吹き出し位置の切り替えを行う。本装置１は設置姿勢を検知する姿勢センサー（図示せず）を備えており、冷却ファンの吹き出し口の切り替えのプロセスがスタートすると、姿勢センサーの検知情報を取得し（ステップ１：図１６では「Ｓ１」と略記する。以下、同様とする）、検知情報に基づき、光源ランプの光軸ＸＸの傾斜の有無の判定を行う（ステップ２）。所定の閾値と比較して光軸の傾斜があると判定された場合は、つぎに、傾斜角度の区分について、０度、９０度、１８０度および２７０度の４段階で判定を行う（ステップ３）。判定結果が９０度または２７０度の場合は、シャッター１０１の位置をＥ（図１２（ａ））またはＦ（図１２（ｂ））とし、吹き出し位置の切り替えを行う（ステップ４）。一方、判定結果が１８０度の場合は、つぎに、光軸ＸＸ廻りの回転の有無の判定を行い（ステップ５）、光軸ＸＸ廻りの回転がない場合は、シャッター１０１の位置をＢ（図１０（ｂ））とし、吹き出し位置の切り替えを行う（ステップ６）。
【００４８】
また、ステップ２において、光源ランプの光軸ＸＸの傾斜がないと判定された場合は、つぎに、光軸ＸＸ廻りの回転の有無の判定を行い（ステップ７）、光軸ＸＸ廻りの回転がない場合は、シャッター１０１の吹き出し位置の切り替えは行わず、シャッター１０１の位置をＡ（図１０（ａ））とし（ステップ８）、光軸ＸＸ廻りの回転がある場合は、光軸ＸＸ廻りの回転角度の判定を行い（ステップ９）、シャッター１０１の位置をＣまたはＤに割り当てる（図１１（ａ）または図１１（ｂ））（ステップ１０）。なお、ステップ５において、光軸ＸＸ廻りの回転があると判定した場合は、ステップ９に移行し、以後の手順を実行する。
【００４９】
また、ステップ４、６、８、１０のいずれかを実行することにより、本プロセスを終了する。
【００５０】
つぎに、シャッター１０１の吹き出し位置の切り替えプロセスを実行するために、本装置１が備える構成およびその機能について、図１７を用いて説明する。
【００５１】
図１７は、本実施の形態におけるシャッター１０１の吹き出し位置の切り替えおよび制御に係わる本装置１の構成を示すブロック図である。
【００５２】
本装置１は、シャッター１０１の吹き出し位置の切り替えおよび制御を行うために、電源部９０１、制御部９０２および記憶部９０３を備えている。
【００５３】
電源部９０１には光源ランプ９１１、９１２、および冷却ファン９２１、９２２がそれぞれ独立して接続されており、光源ランプ９１１、９１２および冷却ファン９２１、９２２のすべてを、制御部９０２から受信した指示情報に基づいて、それぞれ個別に駆動し制御することができる。
【００５４】
制御部９０２は電源部９０１と接続され、電源部９０１に対して光源ランプ９１１、９１２および冷却ファン９２１、９２２に関する電源のＯＮ／ＯＦＦ、駆動電圧、駆動電流、送風制御（流量制御）などの指示情報を送信し、光源ランプ９１１、９１２および冷却ファン９２１、９２２のすべてに関する駆動制御の指示を行う。
【００５５】
なお、制御部９０２には、姿勢センサー９０４が接続されている。
【００５６】
姿勢センサー９０４は、本装置１の設置姿勢を検出する機能を備え、制御部９０２に検出情報を送信することができる。姿勢センサー９０４は、本装置１の筺体１０（図３）の内部に配設される（図示せず）。センサーの材料としては、感圧素子などを使用することができる。
【００５７】
記憶部９０３には、光源ランプ９１１、９１２の光軸ＸＸの傾斜角度および光軸ＸＸ廻りの回転に係わる姿勢センサー９０４から受信した情報に基づいて、シャッター１０１の回転角度を判定し、吹き出し位置の切り替えを行うための制御プログラムやデータベースなどが予め保存されている。
【００５８】
以上の通り、本装置１は、複数の光源と、表示デバイスと、複数の光源の出力光を合成する光合成手段と、光合成手段の出力光を表示デバイスに伝搬する集光手段と、表示デバイスの出力光により映像を投写する投写手段とを備えた投写型表示装置であって、複数の光源にそれぞれ配設されたファンを備えた冷却手段と、ファンの吹き出し位置を制御する制御手段とを備え、ファンの吹き出し位置を切り替え可能に構成し、制御手段は、複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかに関する情報に基づき、ファンの吹き出し位置を切り替えることを特徴とする。
【００５９】
したがって、本装置１が複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜した状態で設置された場合であっても、ファンの吹き出し位置を切り替えることにより、光源ユニット内部の温度分布の変化に対して、適切な対応を行うことができる。これにより、光源の温度を所定の範囲に効率良く維持することができ、光源の白化、寿命の低下、黒化や輝度低下を抑制することが可能となり、多用途に使用可能な信頼性の高い投写型表示装置を実現することができる。
【００６０】
また、複数の光源は光軸を共有する少なくとも一組の対向する光源を使用した投写型表示装置に適用することができ、コンパクトで効率の良い投写型表示装置を実現することができる。
【００６１】
また、複数の光源の光軸廻りの回転および光軸の傾斜の少なくともいずれかを検知手段により検知することができる。したがって、正確かつ確実な検出を効率良く実現することができる。
【００６２】
また、ファンの吹き出し位置の切り替えを４段階に区分して行うことができ、簡略化された構成により、実用的な機能の装置を実現することができる。
【００６３】
また、ファンの吹き出し口に、吹き出し位置の異なる複数の開口部を切り替え可能に設けたシャッターを備え、スライド部材または回転可能な円板を使用することにより、簡単な構成によりシャッターを構成し、冷却ファンの吹き出し口において開口部の位置を切り替えることができる。光源ユニット内部の温度分布に変化に対して、確実かつ迅速に対応することができる。
【００６４】
また、シャッターにより一組の対向する光源のそれぞれに配設されたファンの吹き出し位置を同時に切り替えが可能であり、構成を簡略化することができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、光軸を共有する一組の対向する２個の光源を使用しているが、対向する２個の光源を二組以上備え、または３個以上の光源数であっても、同様の考え方に基づいて投写型表示装置を構成することができることは、言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の構成によれば、複数の光源を使用した投写型表示装置において、光源の確実な温度管理が可能であり、光源の劣化や寿命の低下などが発生しにくく、多様な設置姿勢において高い信頼性が求められるプロジェクターなどの投写型表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態における投写型表示装置の概略の構成を示す斜視図
【図２】同投写型表示装置の光合成部に関する基本構成図
【図３】同投写型表示装置の光学システムを構成する主要な構成部品に関する配置図
【図４】同投写型表示装置の設置姿勢に関する説明図
【図５】図３の一部拡大断面図
【図６】同投写型表示装置の光合成部に関する要部斜視図
【図７】同投写型表示装置の光合成部における光学特性を示す説明図
【図８】同投写型表示装置の光源ユニット内部の温度分布を示す要部断面図
【図９】同投写型表示装置の光源の冷却方法を示す説明図
【図１０】同投写型表示装置の光源の冷却制御機構を示す説明図
【図１１】同投写型表示装置の光源の冷却制御機構を示す説明図
【図１２】同投写型表示装置の光源の冷却制御機能を示す説明図
【図１３】同投写型表示装置の光源の冷却制御機構の応用事例を示す説明図
【図１４】同投写型表示装置の光源の冷却制御機構の応用事例を示す説明図
【図１５】同投写型表示装置の光源の冷却制御機構の応用事例を示す説明図
【図１６】同投写型表示装置の吹き出し位置の切り替えプロセスを示すフローチャート
【図１７】同投写型表示装置の冷却制御に関するブロック図
【符号の説明】
【００６８】
１    投写型表示装置（本装置）
２    ２灯合成光学システム（光学システム）
３    光合成部
４    集光部
５    表示デバイス部
６    投写部
７ａ，７ｂ，７ｃ    脚部
１０    筺体
１１ａ，１１ｂ，９２１，９２２    冷却ファン
１２ａ，１２ｂ    導風ダクト
１３ａ，１３ｂ    風量制御弁
１４ａ，１４ｂ    導光管
２１ａ，２１ｂ，９１１，９１２    光源ランプ（光源）
２２ａ，２２ｂ    凹面鏡
２３ａ，２６    合成プリズム
２４ａ，２５ａ，２７    集光レンズ
２８    投写レンズ
４１ａ，４１ｂ    光軸
９０１    電源部
９０２    制御部
９０３    記憶部
９０４    姿勢センサー
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１】
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