(57)【要約】【課題】光源の点灯時における消費電力を低減することが可能なプロジェクターを提供すること。【解決手段】発熱部品からの熱を電力に変換する熱電素子と、前記熱電素子の発生する電力を蓄電する蓄電池と、光源の点灯時において、主電源と前記蓄電池とを切り替えて光源を駆動する光源駆動部に電力を供給する電源制御部とを含むことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部品からの熱を電力に変換する熱電素子と、
前記熱電素子の発生する電力を蓄電する蓄電池と、
光源の点灯時において、主電源と前記蓄電池とを切り替えて電力を供給する電源制御部とを含むことを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１において、
前記電源制御部は、
光源の点灯時において、主電源と前記蓄電池とを切り替えて、光源を駆動する光源駆動部に電力を供給することを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記電源制御部は、
前記蓄電池の残量に基づいて、主電源と前記蓄電池との切り替えを制御することを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記電源制御部は、
プロジェクターの起動時には、主電源からの電力を、光源を駆動する光源駆動部に供給することを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記電源制御部は、
光源の消灯時には、前記蓄電池からの電力を、プロジェクターの動作を制御する制御部に供給することを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発熱部材からの熱を電気エネルギーに変換する熱電素子を具備し、熱電素子の発生する電力を利用してアフタークーリングを行うことができるプロジェクター装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８４８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来のプロジェクター装置は、プロジェクターの電源が絶たれた状態でクーリング用の電源を確保するものであり、プロジェクターが正常に使用されている状態において、熱電素子の発生する電力を利用するものではなかった。
【０００５】
本発明は、以上のような課題に鑑みてなされたものであり、光源の点灯時における消費電力を低減することが可能なプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明に係るプロジェクターは、発熱部品からの熱を電力に変換する熱電素子と、前記熱電素子の発生する電力を蓄電する蓄電池と、光源の点灯時において、主電源と前記蓄電池とを切り替えて電力を供給する電源制御部とを含むことを特徴とする。
【０００７】
主電源と前記蓄電池の切り替えは、所定の周期で行うようにしてもよいし、蓄電池の残量に基づき行うようにしてもよい。
【０００８】
本発明によれば、光源の点灯時に主電源と蓄電池とを切り替えて電力を供給することにより、光源の点灯時におけるプロジェクターの消費電力を低減することができる。
【０００９】
（２）また本発明に係るプロジェクターは、前記電源制御部は、光源の点灯時において、主電源と前記蓄電池とを切り替えて、光源を駆動する光源駆動部に電力を供給することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、主電源と蓄電池とを切り替えながら光源を駆動することにより、光源の点灯時におけるプロジェクターの消費電力を低減することができる。
【００１１】
（３）また本発明に係るプロジェクターは、前記電源制御部は、前記蓄電池の残量に基づいて、主電源と前記蓄電池との切り替えを制御することを特徴とする。
【００１２】
また、前記電源制御部は、前記蓄電池の残量が所定値以下になった場合に、主電源に切り替え、前記蓄電池の残量が所定値以上になった場合に、前記蓄電池に切り替えるようにしてもよい。
【００１３】
本発明によれば、蓄電池の電力を有効に利用してプロジェクターの消費電力を低減することができる。
【００１４】
（４）また本発明に係るプロジェクターは、前記電源制御部は、プロジェクターの起動時には、主電源からの電力を、光源を駆動する光源駆動部に供給することを特徴とする。
【００１５】
ここで、プロジェクターの起動時とは、プロジェクターの電源ボタンが押されてから、光源が正常点灯するまで（光源が点灯可能な温度となるまで）の期間をいう。
【００１６】
本発明によれば、多くの電力を消費する起動時には主電源によって光源を駆動することにより、プロジェクターを正常に起動することができる。
【００１７】
（５）また本発明に係るプロジェクターは、前記電源制御部は、光源の消灯時には、前記蓄電池からの電力を、プロジェクターの動作を制御する制御部に供給することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、多くの電力を消費しない光源の消灯時には蓄電池の電力を制御部に供給することにより、光源の消灯時におけるプロジェクターの消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態のプロジェクターの機能ブロック図。
【図２】本実施形態の熱電素子について説明するための図。
【図３】本実施形態の熱電素子について説明するための図。
【図４】本実施形態の電源供給の切り替えの制御について説明するためのタイムチャート。
【図５】光源の正常点灯時における蓄電池の残量の時間経過に伴う変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２１】
１．機能ブロック
図１は、本実施形態におけるプロジェクターの機能ブロック図の一例である。なお、本実施形態のプロジェクターは、図１の構成要素（各部）の一部を省略した構成としてもよい。
【００２２】
本実施の形態のプロジェクター１０は、入力画像信号受付部９０を含む。入力画像信号受付部９０は画像信号入力端子、通信装置等で構成され、外部の入力画像供給装置（例えばＤＶＤプレーヤー、ＰＣ）等から供給される入力画像信号９２を受け取る。
【００２３】
本実施の形態のプロジェクター１０は、操作部７０を含む。操作部７０は、ユーザーが操作データや操作指示を入力するためのものであり、その機能は、レバー、ボタン、つまみ、タッチパネル等により実現できる。
【００２４】
本実施の形態のプロジェクター１０は制御部３０を含む。制御部３０は、プロジェクター１０の各種処理を行うもので、ＣＰＵやＤＳＰ等のハードウェアとプロジェクター１０の各種処理を実行するためのプログラム等によって実現してもよい。制御部３０は、表示部４４に表示する画像を制御する表示制御部３２を含む。
【００２５】
本実施の形態のプロジェクター１０は、投射光学系４０を含む。投射光学系４０は、ランプユニット等の光源４２、表示部４４と、投射レンズ４６とを備えており、プロジェクター１０の外部のスクリーン面２１０等に画像の投射表示を行うものであり、表示部４４に表示されている画像をスクリーン２１０に投射する投射部として機能する。
【００２６】
表示部４４は、液晶パネルやライトバルブ、ＤＭＤ（Digital Micromirror device）等で実現され、表示制御部３２によって制御された画像を表示するように構成されている。なお、ＤＭＤは米国テキサス・インスツルメンツ社の商標である。
【００２７】
光源４２は、表示部４４に光を照射するものであって、バラスト部６４で生成された光源駆動電力により点灯動作を行う。表示部４４は、マトリクス状に形成された図示しない複数の画素を備えており、光源４２から射出した光を、表示制御部３２から入力される画像信号３６に基づいて画素毎に変調することによって画像信号に応じた光学像を形成する。
【００２８】
表示部４４によって形成された光学像は、投射レンズ４６によってスクリーン面２１０等に投射される。
【００２９】
本実施の形態のプロジェクター１０は、熱電素子８０を含む。熱電素子８０は、例えばゼーベック効果を利用した熱電素子（例えば、ペルチェ素子など）を用いて、プロジェクター１０の発熱部品（例えば、光源４２）からの熱を電力に変換するようにしてもよい。
【００３０】
本実施の形態のプロジェクター１０は、電源部６０を含む。電源部６０は、ＡＣ１００Ｖ等の商用電源を入力してプロジェクター１０の各種動作に必要な直流の電源電圧を生成する主電源部６２と、熱電素子８０の発生する電力を蓄電する蓄電池６６と、電源制御部６８と、投射光学系４０の光源４２を駆動するバラスト部６４（光源駆動部）とを含む。
【００３１】
主電源部６２は、商用電源を全波整流によって直流に変換する整流回路と、高調波電流を抑制するとともに力率を改善する力率改善（ＰＦＣ：Power Factor Correction）回路と、力率改善回路の出力をトランス（変圧器）により所定の電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路等とを有しており、商用電源から、制御部６０を動作させる動作電力等も生成するようにしてもよい。
【００３２】
電源制御部６８は、光源４２の点灯時（正常点灯時）において、主電源部６２と蓄電池６６とを切り替えてバラスト部（光源駆動部）６４に電力を供給する。
【００３３】
また電源制御部６８は、蓄電池６６の残量に基づいて、主電源部６２と蓄電池６６との切り替えを制御するようにしてもよい。例えば、光源４２の点灯時において、蓄電池６６の残量を検出し、蓄電池６６の残量が所定値以上となった場合には、蓄電池６６に切り替えて蓄電池６６からの電力をバラスト部６４に供給し、蓄電池６６の残量が所定値以下となった場合には、主電源６２に切り替えて主電源部６２からの電力をバラスト部６４に供給するようにしてもよい。また電源制御部６８は、所定の周期（例えば、蓄電池６６の蓄電容量や光源４２の消費電力などにより決まる周期）で主電源部６２と蓄電池６６との切り替えを行うようにしてもよい。
【００３４】
また電源制御部６８は、プロジェクター１０の起動時には、主電源部６２からの電力を、バラスト部４２に供給するようにしてもよい。すなわち、ユーザーによって電源ボタン（操作部７０）が操作されてから、光源４２が点灯可能な温度となるまで（光源４２のウォームアップが完了するまで）は、主電源部６２からの電力のみをバラスト部４２に供給するようにしてもよい。
【００３５】
また電源制御部６８は、光源４２の消灯時には、蓄電池６６からの電力を、制御部３０に供給するようにしてもよい。また、電源制御部６８は、光源４２の消灯後、蓄電池６６の残量が所定値以下となった場合には、主電源部６２からの電力を制御部３０に供給するようにしてもよい。なお、光源４２の点灯時に、ユーザーによって所定の操作（例えば、電源ボタンを押す操作）が行われた場合に光源４２を消灯するようにしてもよいし、投影レンズ４６を保護し、投射光を遮断する機能をもつ可動式のレンズシャッタ（図示せず）が閉じられた場合に光源４２を消灯するようにしてもよい。
【００３６】
バラスト部６４は、トランスの１次側（商用電源側）に備えられた力率改善回路に接続されており、力率改善回路からの出力電圧を降圧させる降圧チョッパと、降圧チョッパによって降圧された直流電流を交流矩形波電流（光源駆動電力）に変換するインバータと、光源ランプの電極間の絶縁破壊を行って、光源ランプの始動を促すためのイグナイタ等とを備えている。
【００３７】
２．本実施形態の手法
次に本実施形態の手法について図面を用いて説明する。
【００３８】
図２、図３（Ａ）、図３（Ｂ）は、本実施形態の熱電素子８０について説明するための図である。なお図２は、光源４２を格納する光源ユニットの外観図であり、図３（Ａ）は、プロジェクター１０の横断面図の一部を示す図であり、図３（Ｂ）は、プロジェクター１０の縦断面図の一部を示す図である。
【００３９】
本実施形態では、図２、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、光源４２を、光を射出する側を開口とするボックス状の光源ユニットＬＵに格納し、光源ユニットＬＵの上面、下面、両側面及び後面の計５面を、それぞれペルチェ素子などの熱電素子８０により構成している。また、光源ユニットＬＵは、その少なくとも１面がプロジェクター１０の筐体ＣＳに接するように配置される。
【００４０】
光源ユニットＬＵを構成する各熱電素子８０は、光源４２を向く面側（筐体ＣＳに接していない面側）に光源４２から熱が与えられ、筐体ＣＳに接する面側で筐体ＣＳによって放熱がなされて、その両面で生じる温度差により起電力を生ずる。この光源４２の発熱により熱電素子８０で得られる電力は、熱電素子８０に接続された蓄電池６６に蓄電される。
【００４１】
なお、筐体ＣＳに接していない面を構成する熱電素子８０については、図３（Ａ）に示すように、その光源４２を向かない面側にヒートシンクＨＳを設けるようにしてもよいし、図３（Ｃ）に示すように、その光源４２を向かない面が、プロジェクター１０の内部を仕切る金属性の仕切り板ＰＰに接するようにしてもよい。
【００４２】
このようにすると、光源４２の発生する熱エネルギーを電力として効率よく回収して蓄電池６６に蓄電することができる。また、光源ユニットＬＵを熱電素子８０により構成することで、熱電素子８０の交換が容易となり、光源ユニットＬＵを交換するたびに新しい熱電素子８０を導入することができるため、熱電素子８０の故障の際容易に交換が可能であり、熱電素子８０を交換することで発電効率を保つことが容易となる。
【００４３】
図４は、本実施形態の電源供給の切り替えの制御について説明するためのタイムチャートを示す。
【００４４】
図４に示すように、ユーザーによる電源ボタンの操作を検出した場合（Ｔ１）には、主電源部６２からの電力をバラスト部６４に供給し光源４２のウォームアップを開始する。このとき、光源４２の発熱により熱電素子８０の発生する電力が蓄電池６６に蓄電される。光源４２を駆動するために多くの電力が消費されるウォームアップ時（起動時）には、主電源部６２からの電力のみをバラスト部６４に供給し、プロジェクター１０が正常に起動するようにしている。
【００４５】
次に、光源４２のウォームアップが完了し光源４２が正常点灯したことを検出した（Ｔ２）後、蓄電池６６の残量が第１の閾値Ｖ１以上となったことを検出した場合（Ｔ３）には、主電源部６２からの電力供給を停止するとともに、蓄電池６６への蓄電を停止し、蓄電池６６からの電力をバラスト部６４に供給する。
【００４６】
次に、蓄電池６６の残量が第２の閾値値Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ１）以下となったことを検出した場合（Ｔ４）には、再び主電源部６２からの電力をバラスト部６４に供給するとともに、蓄電池６６からの電力供給を停止し、蓄電池６６への蓄電を開始する。以後、同様に蓄電池６６の残量に基づき主電源部６２と蓄電池６６とを切り替えてバラスト部６４に電力を供給する（Ｔ５〜Ｔ８）。
【００４７】
このようにすると、光源４２の発生する熱エネルギーから回収した電力を有効に利用して光源４２を駆動することができ、光源４２の点灯時におけるプロジェクター１０の消費電力を低減することができる。
【００４８】
次に、ユーザーによる電源ボタンの操作を検出した場合或いはレンズシャッタが閉じられたことを検出した場合（Ｔ９）には、主電源部６２からの電力供給を停止し、光源４２を消灯するとともに、蓄電池６６への蓄電を停止し、蓄電池６６からの電力を制御部３０に供給する。そして蓄電池６６の残量が第２の閾値値Ｖ２以下となったことを検出した場合（Ｔ１０）には、主電源部６２からの電力を制御部３０に供給する。
【００４９】
このように、多くの電力を消費しない光源４２の消灯時には、蓄電池６６からの電力を優先して制御部３０に供給することにより、光源４２の消灯時におけるプロジェクター１０の消費電力を低減することができる。
【００５０】
なお、光源４２の消灯時であって蓄電池６６からの電力を制御部３０に供給している時に、プロジェクター１０の電源ケーブルがコンセントから抜かれるなどして外部電源が絶たれた場合には、同時に蓄電池６６からの電源供給を停止するようにしてもよい。
【００５１】
また、蓄電池６６からの電力供給（放電）と蓄電池６６への充電とを同時に行うようにしてもよい。すなわち、蓄電池６６からの電力をバラスト部６４或いは制御部３０に供給する際に、蓄電池６６への蓄電を継続するようにしてもよい。
【００５２】
図５は、光源４２の正常点灯時における蓄電池６６の残量の時間経過に伴う変化を示す図である。
【００５３】
本実施形態では、図５に示すように、第１の閾値Ｖ１は、蓄電池６６の蓄電容量（残量の最大値）付近に設定され、第２の閾値Ｖ２は、残量０付近に設定される。主電源部６２からの電源供給時には、蓄電池６６の残量は蓄電により増加する。そして、蓄電池６６の残量が第１の閾値Ｖ１を超えると、蓄電池６６からの電力供給に切り替わることにより減少する。そして、蓄電池６６の残量が第２の閾値Ｖ２を下回ると、主電源部６２からの電力供給に切り替わり蓄電が再開されることにより再び増加する。このように、第１及び第２の閾値Ｖ１、Ｖ２と蓄電池６６の残量に基づき電源供給の切り替えを制御することにより、蓄電池６６の電力を効率よく利用することができる。
【００５４】
３．変形例１
なお、本発明の適用は上述した実施例に限定されず、種々の変形が可能である。
【００５５】
例えば、本実施形態では、蓄電池６６の残量を検出し、検出した残量に基づき主電源部６２と蓄電池６６とを切り替えて電力を供給する場合について説明したが、所定の周期で主電源部６２と蓄電池６６とを切り替えるようにしてもよい。すなわち、蓄電池６６の蓄電容量や光源４２の消費電力などにより、主電源部６２から電源供給する時間ＴＭ１と蓄電池６６から電源供給する時間ＴＭ２とを定めておき、定めた時間ＴＭ１、ＴＭ２に従って主電源部６２と蓄電池６６とを切り替えるようにしてもよい。
【００５６】
４．変形例２
また、主電源部６２は主にバラスト部に電力を供給し、蓄電池６６は制御部３０に電力を供給するようにしてもよい。例えば、起動時および蓄電池６６の残量が第１の閾値Ｖ１以上に蓄電されるまでは主電源６２にてプロジェクター１０全体に電力を供給し、その後主電源６２はバラスト部６４に電力を供給し、蓄電池６６は制御部３０に電力を供給するように切り替える。蓄電池６６の残量が第２の閾値Ｖ２を下回ると、再び主電源６２がプロジェクター１０全体に電力を供給し、蓄電池６６は蓄電を再開するように切り替える。蓄電池６６の残量が第１の閾値Ｖ１以上に蓄電されると、再び主電源６２はバラスト部６４に電力を供給し、蓄電池６６は制御部３０に電力を供給するよう切り替える。このように、蓄電池６６の残量に基づき電力の供給先を切り替えることにより、蓄電池６６の電力を効率よく利用することができる。また、蓄電池６６の電力を特定の部品（例えば、冷却ファンやＬＥＤ、オートフォーカス調整用駆動モーター、補助灯等）に供給するようにしてもよい。
【００５７】
このような構成にすることで、蓄電池６６の電力消費量を比較的緩やかに抑えることができるため、蓄電池６６の充放電の頻度を低減でき、蓄電池６６の寿命を延ばすことができる。また、消費電力が少ない制御部への電力供給であるため、蓄電池６６の電力を効率よく利用することができる。
【００５８】
５．変形例３
また、本実施形態では、熱電素子８０にて光源ユニットＬＵを構成したが、プロジェクター１０の筐体ＣＳに熱電素子８０を構成してもよい。この場合、熱電素子８０は光源ユニットＬＵが接する面近傍に配置することが熱効率の観点から望ましい。配置する面は少なくとも１面以上あればよい。
【００５９】
このような構成にすると、熱電素子８０を固定配置することができるとともに冷却効率を高めることができるため、効率よく発電を行うことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  プロジェクター、３０  制御部、３２  表示制御部、４０  投射光学系、４２  光源、４４  表示部、４６  投射レンズ、５０  記憶部、６０  電源部、６２  主電源部、６４  バラスト部、６６  蓄電池、６８  電源制御部、７０  操作部、８０  熱電素子、９０  入力画像信号受付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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