(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源と、
前記光源を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの回転を制動する制動装置と、
前記光源から発せられた光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段によって前記光源からの光が検出されておらず、かつ前記光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段と
を備え、
前記状態制御手段が行う前記緊急制御が、少なくとも前記冷却ファンの動作を停止させる制御を含むと共に、
前記冷却ファンの動作を停止させる制御が、
前記冷却ファンへの電力供給を停止させる制御と、
前記制動装置を起動させて前記冷却ファンの回転を制動する制御とを含む
光源装置。
【請求項２】
前記光検出手段は、前記光源から発せられた光を直接的に検出する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
さらに、前記光源から周囲に発散する光を集めるための反射ミラーを備えると共に、
前記光検出手段は、前記光源から発せられた光を前記反射ミラーの背後から間接的に検出する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記状態制御手段が行う前記緊急制御は、さらに、前記光源の点灯動作を停止させる制御を含む
請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
さらに、
前記冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓と、
前記熱排気窓を開閉させるシャッタ装置と
を備え、
前記状態制御手段が行う前記緊急制御が、
前記冷却ファンの動作を停止させる制御と、
前記シャッタ装置により前記熱排気窓を封鎖する制御とを含む
請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
光を発する光源と、
前記光源からの光によって空間内に投射される画像を形成する画像形成手段と、
前記光源を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの回転を制動する制動装置と、
前記光源から発せられた光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段によって前記光源からの光が検出されておらず、かつ前記光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段と
を備え、
前記状態制御手段が行う前記緊急制御が、少なくとも前記冷却ファンの動作を停止させる制御を含むと共に、
前記冷却ファンの動作を停止させる制御が、
前記冷却ファンへの電力供給を停止させる制御と、
前記制動装置を起動させて前記冷却ファンの回転を制動する制御とを含む
画像投影装置。
【請求項７】
前記画像形成手段は、液晶表示素子を含んで構成されている
請求項６に記載の画像投影装置。
【請求項８】
光を発する光源と、
前記光源を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓と、
前記熱排気窓を開閉させるシャッタ装置と、
前記光源から発せられた光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段によって前記光源からの光が検出されておらず、かつ前記光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段と
を備え、
前記状態制御手段が行う前記緊急制御が、
前記冷却ファンの動作を停止させる制御と、
前記シャッタ装置により前記熱排気窓を封鎖する制御とを含む
光源装置。
【請求項９】
前記光検出手段は、前記光源から発せられた光を直接的に検出する
請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
さらに、前記光源から周囲に発散する光を集めるための反射ミラーを備えると共に、
前記光検出手段は、前記光源から発せられた光を前記反射ミラーの背後から間接的に検出する
請求項８に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記状態制御手段が行う前記緊急制御は、さらに、前記光源の点灯動作を停止させる制御を含む
請求項８に記載の光源装置。
【請求項１２】
光を発する光源と、
前記光源からの光によって空間内に投射される画像を形成する画像形成手段と、
前記光源を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓と、
前記熱排気窓を開閉させるシャッタ装置と、
前記光源から発せられた光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段によって前記光源からの光が検出されておらず、かつ前記光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段と
を備え、
前記状態制御手段が行う前記緊急制御が、
前記冷却ファンの動作を停止させる制御と、
前記シャッタ装置により前記熱排気窓を封鎖する制御とを含む
画像投影装置。
【請求項１３】
前記画像形成手段は、液晶表示素子を含んで構成されている
請求項１２に記載の画像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶プロジェクタ等の画像投影装置およびそのような装置に用いられる光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、学会の研究発表、商品のプレゼンテーション、ホームシアター等に液晶プロジェクタが使用されている。この種の液晶プロジェクタは、投影用の光源ランプを含む光源装置と、光学系と、液晶表示パネルとを備えており、光源ランプからの光が光学系を介して液晶パネルに入射し、この液晶表示パネルで光変調を受けることで、液晶表示パネルに表示された画像がスクリーンに拡大して投影されるようになっている。
【０００３】
鮮明な画像を投影するためには、比較的高出力の光源ランプを使用する必要がある。一般的には、メタルハライドランプや高圧水銀ランプ等が光源ランプとして使用されている。このような光源ランプを使用する液晶プロジェクタにおいては、発熱量が大きくなることから、通常は、冷却ファンが設けられている。冷却ファンは、光源ランプから発生する熱を装置筐体の熱排気窓を通して装置外部に放出するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような液晶プロジェクタにおいては、光源ランプの機械的強度や寿命に関し、設計および製造上の配慮が十分になされており、通常の使用においては問題を生じない程度の耐久性を有している。ところが、例えば装置の移動時における落下等の不測の事故や、寿命限度を超えた長期使用等、予め想定された製品仕様や使用条件を逸脱した使用が行われる場合も現実にはあり得る。このような状況下では、光源ランプの物理機械的強度が劣化する可能性があることから、その使用中に光源ランプが破損する可能性が絶対無いとは言い難い。したがって、このような光源ランプの破損という万が一の場合をも想定して、装置としての安全性能を十分に高めておく必要がある。特に、冷却ファンが装着された液晶プロジェクタにおいては、仮に光源ランプが破損した場合に、光源ランプの破片が冷却ファンによって装置筐体の熱排気窓から装置外部に飛散してしまう事態も想定される。
【０００５】
そのような光源ランプの破片の飛散を防止するためには、光源ランプ自体を密閉構造の透明ハウジング内に収容したり、あるいは熱排気窓を無くした密閉型筐体を採用することが好ましい。しかしながら、密閉構造のハウジングや密閉型の筐体を採用した場合には、光源ランプを充分に冷却することができないので、光源ランプの性能寿命が短くなり、液晶プロジェクタの動作上の信頼性を損ねてしまう。
【０００６】
一方、光源ランプの破損を検出する方法として、光源ランプに流れる点灯電流を検出し、この点灯電流が流れている場合には「破損がない」という判断をし、逆に電流が流れていない場合には「破損がある」という判断を回路的に行う方法が考えられる。しかしながら、このように光源ランプに流れる点灯電流を回路的に検出し判断する方法においては、光源ランプが冷えて内圧が下がらないと光源ランプに点灯電流が流れないので、「破損がない」正常な状態であるにもかかわらず、「破損がある」という誤判定がなされる可能性がある。
【０００７】
このような誤判定を避けるために、例えば数秒から数十秒の範囲の一定間隔で、数回程度、繰り返して点灯電流を光源ランプに流し、この繰り返しの最中に光源ランプに点灯電流が流れていることを確認できた場合には「破損がない」という判断をし、電流が流れていないことを確認した場合には「破損がある」という判断を行う方法が考えられる。しかしながら、この方法では、光源ランプの破損等の判断に数十秒から数分程度の時間がかかることから、万が一、光源ランプに破損が生じていた場合には、依然として回転動作を続けている冷却ファンによって光源ランプの破片が飛散してしまう可能性がある。さらに、光源ランプに破損が生じていた場合においては、破損か否かの判定のための点灯電流が定期的に供給されて、光源ランプの電極間で放電が発生し、安全を担保する上で好ましくない。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、予期せぬ光源ランプの破損という極めて稀な事故に対しても十分なる安全性を確保し得る光源装置および画像投影装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の光源装置は、光を発する光源と、この光源を冷却する冷却ファンと、この冷却ファンの回転を制動する制動装置と、光源から発せられた光を検出する光検出手段と、この光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段とを備え、この状態制御手段が行う緊急制御が、少なくとも冷却ファンの動作を停止させる制御を含むと共に、この冷却ファンの動作を停止させる制御が、冷却ファンへの電力供給を停止させる制御と、制動装置を起動させて冷却ファンの回転を制動する制御とを含むようにしたものである。
ここで、「緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御」とは、光源の例えば破損という事態が発生した場合に、その事態から生ずる不都合を回避するために採られるすべての手立てを含む概念であり、例えば、光源の点灯動作を停止すること、光源装置の内部を外部から隔絶した状態にすること等が含まれる。本明細書において、「緊急制御」の語は同義である。
【００１０】
本発明の第２の光源装置は、光を発する光源と、この光源を冷却する冷却ファンと、この冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓と、この熱排気窓を開閉させるシャッタ装置と、光源から発せられた光を検出する光検出手段と、この光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段とを備え、この状態制御手段が行う緊急制御が、冷却ファンの動作を停止させる制御と、シャッタ装置により熱排気窓を封鎖する制御とを含むようにしたものである。
【００１１】
本発明の第１の画像投影装置は、光を発する光源と、光源からの光によって空間内に投射される画像を形成する画像形成手段と、光源を冷却する冷却ファンと、この冷却ファンの回転を制動する制動装置と、光源から発せられた光を検出する光検出手段と、この光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段とを備え、この状態制御手段が行う緊急制御が、少なくとも冷却ファンの動作を停止させる制御を含むと共に、この冷却ファンの動作を停止させる制御が、冷却ファンへの電力供給を停止させる制御と、制動装置を起動させて冷却ファンの回転を制動する制御とを含むようにしたものである。
ここで、「画像投影装置」とは、光源の光を利用して動画や静止画を投影する装置という意味で使用され、例えば、液晶プロジェクタやオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）装置のほか、映画館で用いられる映写装置等も含まれる。
本発明の第２の画像投影装置は、光を発する光源と、光源からの光によって空間内に投射される画像を形成する画像形成手段と、光源を冷却する冷却ファンと、この冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓と、この熱排気窓を開閉させるシャッタ装置と、光源から発せられた光を検出する光検出手段と、この光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段とを備え、この状態制御手段が行う緊急制御が、冷却ファンの動作を停止させる制御と、シャッタ装置により熱排気窓を封鎖する制御とを含むようにしたものである。
【００１２】
本発明の第１の光源装置または第１の画像投影装置では、光源が冷却ファンによって冷却されると共に、この冷却ファンの回転が制動装置によって制動される。また、光源から発せられた光は、光検出手段により検出される。そして、光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、状態制御手段による緊急制御が行われ、装置の状態が緊急避難的防護状態へと変化する。このような状態制御手段が行う緊急制御としては、少なくとも、冷却ファンの動作を停止させる制御が含まれる。また、この冷却ファンの動作を停止させる制御としては、冷却ファンへの電力供給を停止させる制御と、制動装置を起動させて冷却ファンの回転を制動する制御とが含まれる。
【００１３】
本発明の第２の光源装置または第２の画像投影装置では、光源が冷却ファンによって冷却されると共に、この冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓が、シャッタ装置によって開閉される。また、光源から発せられた光は、光検出手段により検出される。そして、光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、状態制御手段による緊急制御が行われ、装置の状態が緊急避難的防護状態へと変化する。このような状態制御手段が行う緊急制御としては、冷却ファンの動作を停止させる制御と、シャッタ装置により熱排気窓を封鎖する制御とが含まれる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る画像投影装置としての液晶プロジェクタについて説明する。なお、本発明の一実施の形態に係る光源装置は本実施の形態に係る画像投影装置によって具現化されるので、以下、併せて説明する。
【００１６】
図２は、本実施の形態に係る液晶プロジェクタの概略構成を表すものである。この図に示したように、液晶プロジェクタ１は、装置筐体１０内に、光源２と、光源２から発せられた光を検出する光センサ６０と、電源スイッチ５０と、電源スイッチ５０の操作に応じて起動して点灯信号を出力する電源スイッチ回路５１と、光センサ６０の出力端に接続された検出回路６１と、装置全体を制御する制御回路５２と、上記の各回路に電力を供給する電源回路５３とを備えて構成されている。
【００１７】
検出回路６１は、光センサ６０からの出力信号と制御回路５２からの初期信号とに基づいて、制御回路５２の動作停止用制御回路６２に対し、光源２の状態を示す検出信号を出力するようになっている。制御回路５２は、動作停止用制御回路６２を含んで構成されている。この動作停止用制御回路６２は、光センサ６０の検出結果と、光源２を点灯させるための信号の状態とに基づいて画像投影装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行うもので、その詳細は後述する。ここで、ここで、主として光センサ６０が本発明に係る「光検出手段」の一具体例に対応し、主として動作停止用制御回路６２が本発明における「状態制御手段」の一具体例に対応する。
【００１８】
光源２から照射された光は、装置筐体１０の内部において光学系３、液晶表示装置４のそれぞれを透過し、装置筐体１０の外部に配置された図示しないスクリーンに、液晶表示装置４により形成された画像を拡大して投影するようになっている。
【００１９】
光学系３は、第１のフライアイレンズ３００、第２のフライアイレンズ３０１、Ｐ／Ｓコンバータ３０２、集光レンズ３０３、３０９、ミラー３０４、３０６、３０８、３１０、第１のダイクロイックミラー３０５、第２のダイクロイックミラー３０７、プリズム３１２、および投影レンズ３１１を備えて構成されている。
【００２０】
光源２から照射された光は、まず第１のフライアイレンズ３００、第２のフライアイレンズ３０１のそれぞれを通過して光束断面内での輝度分布が均一化された後、Ｐ／Ｓコンバータ３０２によってＳ偏光波に変換される。この変換された光は、集光レンズ３０３、ミラー３０４のそれぞれを経て第１のダイクロイックミラー３０５に到達するようになっている。第１のダイクロイックミラー３０５は、到達した光から青色光を選択的に反射させる。この反射された青色光は、さらにミラー３０６で反射されて、液晶表示装置４の第１の液晶表示パネル４０を透過し、色合成プリズム３１２に到達するようになっている。一方、第１のダイクロイックミラー３０５を透過した光は第２のダイクロイックミラー３０７に到達する。この第２のダイクロイックミラー３０７は、到達した光から、緑色光を選択的に反射する。この反射された緑色光は液晶表示装置４の第２の液晶表示パネル４１を透過し、色合成プリズム３１２に到達するようになっている。第２のダイクロイックミラー３０７をも透過した光は赤色光となる。この赤色光は、ミラー３０８、集光レンズ３０９、およびミラー３１０のそれぞれを経て液晶表示装置４の第３の液晶表示パネル４２に到達し、この第３の液晶表示パネル４２を透過して色合成プリズム３１２に到達する。
【００２１】
色合成プリズム３１２に到達した青色光、緑色光および赤色光は、ここで合成されて、カラー画像となり、投影レンズ３１１を通して、液晶プロジェクタ１の外部に投射され、例えば図示しないスクリーン上に動画または静止画として投影されるようになっている。
【００２２】
液晶プロジェクタ１はまた、光源２の点灯により発生する熱を強制的に装置筐体１０の外部に放出するための冷却ファン７と、熱排気窓１１とを備えている。冷却ファン７は、回転によって強制的に空気を外部に放出する回転羽根７１と、この回転羽根７１を回転させるファンモータ７０とを有している。回転羽根７１はファンモータ７０の回転軸に連結されている。熱排気窓１１は、冷却ファン７の近傍の装置筐体１０の一部に配設されており、装置筐体１０の内部と外部とを連通する貫通穴を備えている。防塵対策として、この熱排気窓１１には網状のフィルタを取り付け可能である。
【００２３】
図３は光源２の断面構造を拡大して表したものである。この図に示したように、光源２は、第１の電極２２と第２の電極２３とを有するランプ２０と、ランプ２０からの光出力を効率良く光学系３に出力するためのリフレクタ２１とを備えて構成されている。第１の電極２２には配線２４が接続され、第２の電極２３には配線２５が接続されている。これらの配線２４，２５により、ランプ２０を点灯させるための点灯電流がランプ２０に供給されるようになっている。ランプ２０としては、例えばメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等が使用可能である。
【００２４】
光源２の点灯および冷却ファン７の動作は、装置筐体１０の外部に配設された電源スイッチ５０を投入して電源スイッチ回路５１を起動することでスタートすると共に、後述する動作停止用制御回路６２および初期駆動回路６３を含む制御回路５２により制御されるようになっている。
【００２５】
図１は液晶プロジェクタ１における回路部分の概略構成を表すものである。図１および図２に示したように、制御回路５２は、光源２の点灯を制御する光源制御回路５２０と、冷却ファン７の動作制御を行う冷却ファン制御回路５２１と、上記した動作停止用制御回路６２とを備えている。電源スイッチ回路５１と光源制御回路５２０との間、電源スイッチ回路５１と冷却ファン制御回路５２１との間には、それぞれ動作停止用制御回路６２が介在するようになっている。
【００２６】
動作停止用制御回路６２は、電源スイッチ回路５１と検出回路６１との間に配設された初期駆動回路６３と、  第１の動作停止信号出力回路６２０と、第２の動作停止信号出力回路６２１とを有している。本実施の形態において、第１の動作停止信号出力回路６２０および第２の動作停止信号出力回路６２１は、いずれもＡＮＤ回路で形成されている。なお、本実施の形態では、検出回路６１から出力される検出信号および電源スイッチ回路５１から出力される点灯信号が共に正論理信号（“Ｈ”レベルでアクティブ）であるものとする。
【００２７】
初期駆動回路６３は、電源スイッチ５０の投入により電源スイッチ回路５１が起動したのち一定期間にわたって、検出回路６１から第１の動作停止信号出力回路６２０に「光源２が破損していない」ことを擬似的に示す初期信号を出力させるようになっている。ここで、「一定期間」は、電源スイッチ５０を投入してから光源２が点灯するまでに要する時間（数十分の１秒から数秒程度）よりも長い時間に設定するのが好ましい。
【００２８】
検出回路６１は、光源２の近傍に配設された光センサ６０の出力信号に基づいて、光源２のランプ２０が破損しているか否かを示す検出信号を第１の動作停止信号出力回路６２０に出力するようになっている。
【００２９】
本実施の形態において、図３に示したように、光センサ６０は、投影に影響を与えない範囲で光源２と光学系３との間、さらに詳細にはリフレクタ２１の縁部近傍に配設されている。光センサ６０は光源２のランプ２０からの光出力を直接的に検出し、例えば数十分の１秒程度の短い期間でも光出力が得られれば、その光出力に応じた出力信号を検出回路６１に出力することができるようになっている。光センサ６０としては、例えば硫化カドミウム（ＣｄＳ）素子、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等が使用可能である。これらの素子はいずれも汎用品で安価であり、安全性能を講じる上で液晶プロジェクタ１の製作コストを抑えることができる。
【００３０】
第１の動作停止信号出力回路６２０の一方の入力端には、電源スイッチ回路５１の出力端が接続され、他方の入力端には検出回路６１の出力端が接続されている。第１の動作停止信号出力回路６２０の出力端は、冷却ファン制御回路５２１の入力端と第２の動作停止信号出力回路６２１の一方の入力端とに接続されている。第２の動作停止信号出力回路６２１の一方の入力端には、電源スイッチ回路５１の出力端が接続され、他方の入力端には、第１の動作停止信号出力回路６２０の出力端が接続されている。第２の動作停止信号出力回路６２１の出力端は、光源制御回路５２０の入力端に接続されている。
【００３１】
電源スイッチ回路５１、検出回路６１および制御回路５２には、それぞれ、電源回路５３から電力が供給されるようになっている。
【００３２】
光源２に破損がない正常な状態において、第１の動作停止信号出力回路６２０は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号と「破損無し」を示す検出信号とに基づき、第２の動作停止信号出力回路６２１および光源制御回路５２０によって光源２のランプ２０を点灯させると共に、冷却ファン制御回路５２１によって冷却ファン７を動作させるようになっている。一方、光源２が破損している非正常状態においては、第１の動作停止信号出力回路６２０は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号と検出回路６１からの「破損有り」を示す検出信号とに基づき、第２の動作停止信号出力回路６２１および光源制御回路５２０によって光源２のランプ２０の点灯を停止させると共に、冷却ファン制御回路５２１によって冷却ファン７の動作を停止させるようになっている。
【００３３】
光源２に破損がない正常な状態において、第２の動作停止信号出力回路６２１は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号と第１の動作停止信号出力回路６２０からの「破損無し」を示す出力信号とに基づいて、光源制御回路５２０によって光源２のランプ２０を点灯させるようになっている。逆に、光源２が破損している非正常状態においては、第２の動作停止信号出力回路６２１は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号と第１の動作停止信号出力回路６２０からの「破損がある」ことを示す出力信号とに基づいて、光源制御回路５２０によって光源２のランプ２０の点灯を停止させるようになっている。
【００３４】
このように、動作停止用制御回路６２は、安全性能をより一層向上させるために、光源２が破損している場合には、光源２の点灯動作の停止および冷却ファン７の動作停止の双方を行うようになっている。但し、火災が生じないような手段が講じられている場合には、冷却ファン７の動作のみを停止してもよい。また、光源２の破片が飛散しないような手段が講じられている場合には、光源２の点灯動作のみを停止するようにしてもよい。ここで、光源２の点灯動作が停止した状態または冷却ファン７の動作が停止した状態の少なくとも一方が、本発明における「所定の緊急避難的防護状態」の一具体例に対応する。
【００３５】
なお、本実施の形態では、検出回路６１から出力される検出信号および電源スイッチ回路５１から出力される点灯信号がともに正論理信号（“Ｈ”レベルでアクティブ）であるものとして説明したが、これらの２つの信号がともに負論理信号（“Ｌ”レベルでアクティブ）である場合には、第１の動作停止信号出力回路６２０および第２の動作停止信号出力回路６２１としてＮＡＮＤ回路を使用すればよい。
【００３６】
次に、前述の液晶プロジェクタ１の要部の動作について説明する。
【００３７】
（１）正常状態（光源２に破損がない状態）での動作
図１および図２に示したように、まず電源スイッチ５０を投入し、電源スイッチ回路５１を起動する。電源スイッチ回路５１は、動作停止用制御回路６２の第１の動作停止信号出力回路６２０および第２の動作停止信号出力回路６２１に対し、それぞれ、点灯信号を出力する。電源スイッチ回路５１はまた、点灯信号の出力に同期して、初期駆動回路６３に起動信号を出力する。初期駆動回路６３は、電源スイッチ回路５１からの起動信号に基づいて、光源２が点灯するまでの一定時間、光センサ６０の出力状態にかかわらず、検出回路６１からの「破損がない」ことを擬似的に示す初期信号を、第１の動作停止信号出力回路６２０に出力する。
【００３８】
第１の動作停止信号出力回路６２０は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号と検出回路６１からの初期信号とに基づき、光源２が破損していないことを示す信号（以下、非破損状態信号という。）を、第２の動作停止信号出力回路６２１および冷却ファン制御回路５２１にそれぞれ出力する。第２の動作停止信号出力回路６２１は、第１の動作停止信号出力回路６２０からの非破損状態信号と電源スイッチ回路５１からの点灯信号とに基づき、光源制御回路５２０に点灯駆動信号を出力する。光源制御回路５２０は、第２の動作停止信号出力回路６２１からの点灯駆動信号に基づき、光源２に電源回路５３からの電力を供給を開始し、点灯させる。また、冷却ファン制御回路５２１は、第１の動作停止信号出力回路６２０からの非破損状態信号に基づき、冷却ファン７の動作を開始する。
【００３９】
光源２が点灯を開始し、検出回路６１から第１の動作停止信号出力回路６２０に初期信号の出力されている「一定期間」が経過すると、初期駆動回路６３による検出回路６１の初期動作制御が解除される。すなわち、これ以降、検出回路６１は、光センサ６０の光出力のみに基づいて動作する。ここでは、光源２が破損していない正常な状態を想定しているので、光センサ６０は光源２の光出力を検出する。検出回路６１は、この検出結果に基づき、「破損がない」旨の信号を引き続き第１の動作停止信号出力回路６２０に出力する。この結果、光源２の点灯は維持される。冷却ファン７も同様に、その動作が維持される。
【００４０】
（２）動作中に異常（光源２の破損）が発生した場合の停止動作
光源２が点灯中に、突然、何らかの原因で光源２が破損したとすると、光センサ６０は光源２からの光を検出しなくなり、その出力信号はゼロレベルとなる。光センサ６０の出力がゼロレベルになると、検出回路６１は第１の動作停止信号出力回路６２０に対して「破損有り」を示す“Ｌ”レベルの検出信号を出力する。第１の動作停止信号出力回路６２０は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号と検出回路６１からの検出信号との論理積を取り、その結果を第２の動作停止信号出力回路６２１および冷却ファン制御回路５２１に出力する。ここでは、電源スイッチ回路５１からの点灯信号が“Ｈ”レベルであり、検出回路６１からの検出信号が“Ｌ”レベルであるので、第２の動作停止信号出力回路６２１の出力は“Ｌ”レベルとなる。冷却ファン制御回路５２１は、第１の動作停止信号出力回路６２０の出力信号が「破損有り」を示す“Ｌ”レベルになると、直ちに冷却ファン７への給電を停止し、その動作を停止させる。このため、たとえ光源２が破損したとしても、その破片が熱排気窓１１から装置外部に排出されるのを効果的に防止することができる。
【００４１】
一方、第２の動作停止信号出力回路６２１は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号と第１の動作停止信号出力回路６２０の出力信号との論理積を取り、その結果を光源制御回路５２０に出力する。ここでは、電源スイッチ回路５１からの点灯信号は“Ｈ”レベルであり、第１の動作停止信号出力回路６２０の出力信号は“Ｌ”レベルである。光源制御回路５２０は、第２の動作停止信号出力回路６２１の出力信号が「破損有り」を示す“Ｌ”レベルになると、直ちに光源２への給電を停止し、その点灯を停止させる。このため、たとえ光源２が破損したとしても、その後にランプ２０の電極２２，２３間で点灯のための放電動作が行われることがない。このため、大気中での放電によるスパーク等の発生を効果的に防止することができる。
【００４２】
（３）電源投入前に異常が発生していた場合の動作
電源投入前に既に光源２が破損していた場合においても、電源スイッチ５０の投入時から初期駆動回路６３による検出回路６１の制御動作の終了時までの動作は、上記の（１）に示した正常な場合と同様である。
【００４３】
一方、本ケースでは、光源２が既に破損しているため、光源２の点灯開始後に初期駆動回路６３による検出回路６１の制御が解除されると同時に、検出回路６１からの検出信号は“Ｌ”レベルに変化する。この場合には、光センサ６０は光源２の光出力を検出しないので、検出回路６１は「破損有り」を示す検出信号を出力するからである。第１の動作停止信号出力回路６２０は、電源スイッチ回路５１からの点灯信号（“Ｈ”レベル）と検出回路６１からの検出信号（“Ｌ”レベル）との論理積をとり、第２の動作停止信号出力回路６２１および冷却ファン制御回路５２１に対して“Ｌ”レベルの信号を出力する。その後の動作は上記の（１）の場合と同様である。したがって、光源２の点灯動作は行われず、かつ、冷却ファン７は動作を開始しない。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態に係る液晶プロジェクタ１によれば、光源２の光出力を検出する光センサ６０と、動作停止用制御回路６２とを設けると共に、動作停止用制御回路６２が、光センサ６０の検出結果と電源スイッチ回路５１からの点灯信号とに基づいて、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行うようにしたので、万が一、光源２が破損したとしても、十分なる安全性を確保することができる。
【００４５】
より具体的には、光源の破損時に動作停止用制御回路６２が少なくとも光源２の点灯を停止させる制御を行うようにしたので、破損状態か否かの判断のために放電を繰り返して行う方法と異なり、大気中での放電による火災発生を回避することができる。また、光源の破損時に動作停止用制御回路６２が少なくとも冷却ファン７の動作を停止させる制御を行うようにしたので、光源２の破損による破片を飛散しないようにすることができる。また、冷却ファン７を用いた場合でも光源の破損時における安全性を十分担保できることから、液晶プロジェクタ１の装置筐体１０を密閉構造にする必要がなくなる。この結果、光源２を冷却ファン７で充分に冷却して光源２の長寿命化を図ることができる。
【００４６】
また、本実施の形態によれば、光源２の近傍に光源２からの光出力を直接的に検出する光センサ６０を備えたので、温度や迷光ノイズ等に影響されず、光出力の検出感度を向上することができることから、異常発生時に、装置を緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を確実に行うことができる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、光センサ６０から得られる現実の光出力の有無を示す信号および電源スイッチ回路５１からの点灯信号という２つの信号のみを用い、これらの２つの信号を比較判断した結果に基づいて緊急制御を行うようにしたので、アンド回路等からなる簡単な回路構成によって動作停止用制御回路６２を実現することができる。すなわち、安全性を向上させるための付加機構を極めて簡易な構成で実現することができる。したがって、装置のコンパクト化およびコスト抑制が可能になる点で有利である。
【００４８】
また、本実施の形態によれば、光センサ６０として、比較的安価な硫化カドミウム素子、フォトダイオードまたはフォトトランジスタの少なくとも１つを用いるようにしたので、安全性の向上に要する製作コストの上昇を抑制可能である。
【００４９】
なお、本実施の形態では、光センサを１つだけ用いるようにしたが、本発明はこれに限定されず、光センサを複数個以上組み合わせて用いるようにしてもよい。この場合において、これらの複数の光センサの出力の論理和に基づいて緊急制御を行うようにすれば、光源２の破損検出をより確実なものとすることができる。一方、複数の光センサの出力の論理積に基づいて緊急制御を行うようにすれば、誤った破損検出を防止でき、プロジェクタとしての信頼性を高めることができる。
【００５０】
《変形例》
図４は本発明の第１の実施の形態の変形例に係る液晶プロジェクタの光源の断面構造を拡大して表すものである。この図に示したように、本変形例に係る液晶プロジェクタにおいては、光源２のリフレクタ２１の裏面に、光センサ６０Ｒが配設されている。この光センサ６０Ｒにより、リフレクタ２１を介して光源２の光出力を間接的に検出するようになっている。光センサ６０Ｒとしては、例えば赤外線センサが使用される。この赤外線センサは、ランプ２０からの光出力のうち光学系３側とは反対に伝播される赤外線成分を検出可能になっている。その他の構成は上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００５１】
このような構成を有する本変形例の液晶プロジェクタにおいては、光源２の近傍に光源２からの光出力を間接的に検出する光センサ６０Ｒを備えたので、光源２から光学系３へと向かう光を遮ることなく、光源２の点灯状態を検出することができるので、画像投影性能に影響が及ぶことを回避することができる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る液晶プロジェクタは、上記第１の実施の形態に係る液晶プロジェクタ１において、さらに冷却ファン７の稼働停止を強制的に行うブレーキ装置を備えたものである。
【００５３】
図５は本発明の第２の実施の形態に係る液晶プロジェクタの回路構成を示すブロック回路図である。この図で、上記第１の実施の形態の図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付け、適宜、説明を省略する。
【００５４】
図５に示したように、本実施の形態に係る液晶プロジェクタ１は、冷却ファン７の動作を強制的に停止させるためのブレーキ装置８を備えている。ブレーキ装置８は、ブレーキ駆動部８０と、ブレーキ部８１とを備えて構成されている。ブレーキ駆動部８０は、動作停止用制御回路６２の第１の動作停止信号出力回路６２０に接続され、第１の動作停止信号出力回路６２０から「破損有り」を示す信号が入力された時にブレーキ部８１を動作させるようになっている。ブレーキ部８１は、ファンモータ７０の回転軸を、ブレーキ駆動部８０からの駆動力により例えば挟み込むことでこの回転軸の回転に制動を加えるようになっている。この挟み込みの方式としては、電磁式、油圧式、空気圧式、機械式等のいずれかの方式が使用可能である。ここで、ブレーキ装置８が本発明における「制動装置」の一具体例に対応する。その他の構成は図１の場合と同様てある。
【００５５】
本実施の形態に係る液晶プロジェクタ１によれば、冷却ファン７の回転を制動するブレーキ装置８をさらに備え、動作停止用制御回路６２が冷却ファン７の動作を停止させる制御を行うとともに、ブレーキ装置８を起動し冷却ファン７の回転を強制的に停止させる制御を行うようにしたので、冷却ファン７の動作停止後に、冷却ファン７の惰性回転を強制的かつ即座に停止させることができる。このため、光源２の破損による破片の飛散をより確実に防止することができる。
【００５６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る液晶プロジェクタは、上記第１の実施の形態の液晶プロジェクタ１において、さらに冷却ファン７の近傍にシャッタ装置を備えたものである。
【００５７】
図６は本発明の第３の実施の形態に係る液晶プロジェクタの回路構成を表すものである。なお、この図で、上記の図１で示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。
【００５８】
図６に示したように、本発明の第３の実施の形態に係る液晶プロジェクタ１は、冷却ファン７の近傍の装置筐体１０に配設された熱排気窓１１を開閉させるシャッタ装置９を備えている。シャッタ装置９は、シャッタ駆動部９１と、シャッタ部９２とを備えて構成されている。シャッタ駆動部９１は、動作停止用制御回路６２の第１の動作停止信号出力回路６２０に接続され、第１の動作停止信号出力回路６２０から「破損有り」を示す信号が入力されたときにシャッタ部９２を駆動するようになっている。シャッタ駆動部９１としては、例えばプランジャが使用可能である。シャッタ部９２は、熱排気窓１１に対応した貫通穴を備えており、シャッタ駆動部９１により矢印Ａに示す方向に移動できるようになっている。
【００５９】
光源２が破損していない正常状態においては、シャッタ部９２の貫通穴と熱排気窓１１の貫通穴とは連通するようになっている。光源２が破損している異常状態においては、熱排気窓１１の貫通穴に対してシャッタ部９２の貫通穴が相対的に移動し、双方の貫通穴の連通状態が解除されて、液晶プロジェクタの内部が外部から完全に遮断されるようになっている。
【００６０】
このように、本実施の形態の液晶プロジェクタ１によれば、冷却ファン７の近傍の装置筐体１０に配設された熱排気窓１１を開閉させるシャッタ装置９をさらに備え、動作停止用制御回路６２が冷却ファン７の動作を停止させる制御を行うとともに、シャッタ装置９で熱排気窓１１を封鎖する制御を行うようにしたので、装置外部に光源２の破損による破片が飛散することをより効果的に防止することができる。
【００６１】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、種々変更可能である。例えば、上記第２の実施の形態ではブレーキ装置８を備え、上記第３の実施の形態ではシャッタ装置９を備えるように構成したが、ブレーキ装置８およびシャッタ装置９の双方を備えるようにして液晶プロジェクタを構成することも可能である。この場合には、安全性をより一層高めることができる。
【００６２】
また、上記各実施の形態では、装置全体の動作を制御する制御回路５２の内部に動作停止用制御回路６２を組み込むようにしたが、これと異なり、制御回路５２の外部に動作停止用制御回路６２を配設するようにしてもよい。
【００６３】
さらに、本発明は、液晶プロジェクタに限定されるものではなく、例えばオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）や映画館で用いられる映写装置等にも適用することができる。さらに、本発明は、これらの画像投影装置に限定されるものではなく、単なる照明を目的として構成された照明装置や投光装置等に用いられる光源装置にも広く適用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の光源装置、または請求項６もしくは請求項７に記載の画像投影装置によれば、光源から発せられた光を検出する光検出手段と、この光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段とを備えるようにしたので、光源の状態に応じて、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させることが可能となる。したがって、例えば、予期せぬ光源の破損に対しても、十分なる安全性を確保することができるという効果を奏する。
また、光検出手段により検出された光源の光出力状態と、光源を点灯させるための信号の状態との組み合わせに基づいて、緊急制御を行うようにしたので、光源の状態をより確実に把握することも可能である。この結果、装置としての信頼性を高めることができるという効果を奏する。より具体的には、光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に緊急制御を行うようにしたので、光源に破損等の異常事態が発生していることを迅速に検出して、この事態に対応することができるという効果を奏する。
また、光源を冷却する冷却ファンを備え、状態制御手段が行う緊急制御が、少なくとも冷却ファンの動作を停止させる制御を含むようにしたので、光源の破損による破片を飛散しないように直ちに防護することができるという効果を奏する。また、そのような緊急避難的防護機能を備えていることから、装置筐体を密閉筐体にする必要がなくなり、光源の温度上昇を冷却ファンで充分に冷却することができる。この結果、光源の長寿命化を図ることができるという効果を奏する。
また、冷却ファンの回転を制動する制動装置を備え、冷却ファンの動作を停止させる制御が、冷却ファンへの電力供給を停止させる制御と、制動装置を起動させて冷却ファンの回転を制動する制御とを含むようにしたので、冷却ファンの動作停止後に冷却ファンの惰性回転によって光源の破損片が外部に飛散してしまうのを効果的に防止することができるという効果を奏する。
【００６５】
請求項８ないし請求項１１のいずれか１項に記載の光源装置、または請求項１２もしくは請求項１３に記載の画像投影装置によれば、光源から発せられた光を検出する光検出手段と、この光検出手段によって光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させる緊急制御を行う状態制御手段とを備えるようにしたので、光源の状態に応じて、装置の状態を所定の緊急避難的防護状態へと変化させることが可能となる。したがって、例えば、予期せぬ光源の破損に対しても、十分なる安全性を確保することができるという効果を奏する。
また、光検出手段により検出された光源の光出力状態と、光源を点灯させるための信号の状態との組み合わせに基づいて、緊急制御を行うようにしたので、光源の状態をより確実に把握することも可能である。この結果、装置としての信頼性を高めることができるという効果を奏する。より具体的には、光源からの光が検出されておらず、かつ光源を点灯させるための信号がアクティブ状態である場合に緊急制御を行うようにしたので、光源に破損等の異常事態が発生していることを迅速に検出して、この事態に対応することができるという効果を奏する。
また、光源を冷却する冷却ファンを備え、状態制御手段が行う緊急制御が、少なくとも冷却ファンの動作を停止させる制御を含むようにしたので、光源の破損による破片を飛散しないように直ちに防護することができるという効果を奏する。また、そのような緊急避難的防護機能を備えていることから、装置筐体を密閉筐体にする必要がなくなり、光源の温度上昇を冷却ファンで充分に冷却することができる。この結果、光源の長寿命化を図ることができるという効果を奏する。
また、冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓と、熱排気窓を開閉させるシャッタ装置とをさらに備え、状態制御手段が行う緊急制御が、冷却ファンの動作を停止させる制御と、シャッタ装置により熱排気窓を封鎖する制御とを含むようにしたので、光源の破損片が熱排気窓から装置外部に飛散するのをより確実に防止することができるという効果を奏する。
【００６６】
特に、請求項２に記載の光源装置または請求項９に記載の光源装置によれば、光源から発せられた光を光検出手段によって直接的に検出するようにしたので、例えば迷光等のノイズや温度等の諸要因による影響を受けにくくなる。この結果、光検出感度を向上することができ、装置としての信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【００６７】
また、請求項３に記載の光源装置または請求項１０に記載の光源装置によれば、光源から周囲に発散する光を集めるための反射ミラーをさらに備え、光検出手段により、光源から発せられた光を反射ミラーの背後から間接的に検出するようにしたので、光源からの光を遮ることなく光検出を行うことができるという効果を奏する。
【００６９】
また、請求項４に記載の光源装置または請求項１１に記載の光源装置によれば、状態制御手段が行う緊急制御が、さらに、光源の点灯動作を停止させる制御を含むようにしたので、破損が生じた後における光源の放電を回避することができるという効果を奏する。
【００７２】
請求項５に記載の光源装置によれば、冷却ファンの近傍の装置筐体に配設された熱排気窓と、熱排気窓を開閉させるシャッタ装置とをさらに備え、状態制御手段が行う緊急制御が、冷却ファンの動作を停止させる制御と、シャッタ装置により熱排気窓を封鎖する制御とを含むようにしたので、光源の破損片が熱排気窓から装置外部に飛散するのをより確実に防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液晶プロジェクタの回路構成を表すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る液晶プロジェクタの概略構成を表す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る液晶プロジェクタにおける光源の拡大断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の変形例に係る液晶プロジェクタにおける光源の拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る液晶プロジェクタの回路構成を表すブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る液晶プロジェクタの回路構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
１…液晶プロジェクタ、１０…装置筐体、１１…熱排気窓、２…光源、２０…ランプ、２１…リフレクタ、３…光学系、３１１…投影レンズ、４…液晶表示装置、４０〜４２…液晶表示パネル、５０…電源スイッチ、５１…電源スイッチ回路、５２…制御回路、５３…電源回路、５２１…冷却ファン制御回路、５２０…光源制御回路、６０、６０Ｒ…光センサ、６１…検出回路、６２…動作停止用制御回路、６３…初期駆動回路、６２０…第１の動作停止信号出力回路、６２１…第２の動作停止信号出力回路、７…冷却ファン、８…ブレーキ装置、９…シャッタ装置。
【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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【図６】
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