投影仪和冷却投影仪的光源的方法

专利名称：投影仪和冷却投影仪的光源的方法
技术领域：
本发明涉及一种投影仪和一种冷却投影仪的光源的方法，并且更 加具体地涉及一种带有光源冷却机构的投影仪和一种冷却投影仪的光 源的方法。
背景技术：
对于小型的并且能够投射高亮图像的投影仪而言，存在市场需求。 为了满足这种市场需求，投影仪已经开始包含用于发射高亮度光线的 小型光源和用于冷却光源的空气冷却装置。
专利文献l (JP-A No. 2003-5289)披露了一种投影仪，利用风扇 冷却它的光源。专利文献2 (JP-ANo. 4-60534)披露了一种投影仪， 其中基于空气速度传感器的输出和温度传感器的输出控制冷却风扇的 操作。
还已知一种投影仪，利用一种采用空气泵的空气冷却装置冷却它 的光源。在这个投影仪中，在管道中压縮从空气泵排放的空气，并且 将压縮空气从管道的出口排送到光源。
以恒定旋转速度或者恒定驱动电压致动该空气泵。
专利文献l: JP-A No. 2003-5289 专利文献2: JP-A No. 4-6053
发明内容
本发明所要解决的问题
5保持空气泵的旋转速度或者驱动电压恒定的控制过程遭遇下面的 问题
由于在单独空气泵之间的差异、在通过其输送冷却空气的单独冷 却路径(管道)的结构之间的差异，以及在单独出口的面积之间的差 异，被应用于单独投影仪的光源的空气流率并不具有恒定的值。因此， 光源的温度管理难以执行。投影仪的光源的冷却管理需要是高度准确 的。
冷却路径中的空气的压力根据环境温度而改变。当冷却路径中的 空气压力增加时，从空气出口排放的空气的流率增加。据此，从空气 出口排放的空气的流率也根据环境温度而改变。这使得光源的温度管 理是困难的。
当空气泵的能力由于老化而降低时，冷却能力也降低。
本发明的一个示例性目的在于提供一种能够高度准确地管理光源 温度的投影仪，和一种冷却投影仪的光源的方法。换言之，本发明的 一个示例性目的在于提供一种可以解决以上问题的投影仪，和一种冷 却投影仪的光源的方法。
用于解决所述问题的手段
为了实现以上和其它示例性目的，根据本发明的一种投影仪包括: 用于发射用以投射图像的光线的光源；用于保持空气的保持单元，该 保持单元包括指向该光源的空气排放单元；用于使空气保持在该保持 单元中并且压縮该保持单元中的空气的空气泵；用于检测该保持单元 中的压力的压力检测器；和用于基于由该压力检测器检测到的压力控 制该空气泵的操作的控制器。
一种冷却投影仪的光源的方法，该投影仪包括用于发射用以投 射图像的光线的光源；用于保持空气的保持单元，该保持单元包括指
6向该光源的空气排放单元；和用于使空气保持在该保持单元中并且压 縮该保持单元中的空气的空气泵，通过该投影仪执行该方法，该方法 包括检测该保持单元中的压力；并且基于检测到的压力而控制该空 气泵的操作。
本发明的示例性优点
根据本发明，能够高度准确地管理光源的温度。


图1是根据本发明示例性实施例的投影仪的框图2是使得管道中的压力恒定的控制序列的流程图；和
图3是检测冷却机构的故障的操作序列的流程图。
引用字符的说明-
1液晶面板
2灯
3空气泵
4管道
4a进口
4b出口
压力传感器
6ADC
7控制器
8CPU
9泵驱动电路
10视频信号处理器
具体实施例方式
将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例。
7图1是根据本发明示例性实施例的投影仪的框图。将在下面参考 图1描述根据本发明示例性实施例的投影仪。
如在图l中所示，该投影仪包括液晶面板l、灯2、空气泵3、管
道4、压力传感器5、 ADC (模拟/数字转换器)6、控制器7，和视频 信号处理器10。控制器7包括中央处理单元(CPU) 8和泵驱动电路9。
液晶面板1是成像器件的一个实例，并且根据从视频信号处理器 10供给的图像信号而形成图像。成像器件不限于液晶面板，而是可以 包括不同的结构，例如，DMD (数字微镜器件Digital Micromirror Device)等。该成像器件是成像装置的一个实例。
灯2是光源的一个实例，并且向液晶面板1提供光线以投射由液 晶面板l形成的图像。该光源是光源装置的一个实例。
空气泵3在操作时受到控制器7的控制，并且排放空气。在操作 时，根据由控制器7执行的脉冲宽度调制(PWM)控制过程控制空气 泵3。根据本示例性实施例，当从控制器7供给的驱动脉冲的占空比增 加时，空气泵3的旋转速度即由此排放的空气的流率增加。空气泵3 是空气泵装置的一个实例。
管道4是保持器的一个实例，并且该保持器是保持装置的一个实 例。管道4具有进口 4a和出口 4b。出口 4b是空气排放器的一个实例， 并且该空气排放器是空气排放装置的一个实例。进口 4a被连接到空气 泵3。出口4b被如此置放，使得出口4b面对灯2。
从空气泵3排放的空气通过进口 4a流入管道4中，在此处空气被 压縮。然后从出口 4b朝向灯2排放该压縮空气。当管道4中的压力变 高时，从出口 4b排放的空气的流率增加。灯2被从出口4b排放的空 气冷却。
8出口 4b的直径充分小于管道4的内径。例如，出口4b的直径可 以大约是管道4的内径的十分之一。因此，在管道4中形成比大气压 力更高的压力。在出口 4b的直径和管道4的内径之间的比率不限于1: 10，而是可以被改变。
压力传感器5用于检测管道4中的压力。压力传感器5向ADC 6 提供表示所检测压力的模拟信号。压力传感器5是压力检测装置的一 个实例。
ADC 6将从压力传感器5接收到的模拟信号转换成数字信号，并 且将数字信号供给至CPU8。
如果压力传感器5能够提供表示所检测压力的数字信号，则压力 传感器5将该数字信号供给至CPU8。在此情形中，无需ADC6。
控制器7控制投影仪的操作。例如，控制器7基于由压力传感器 5检测到的压力而控制空气泵3的操作。控制器7是控制装置的一个实 例。
CPU 8控制视频信号处理器10以从视频信号处理器10将图像信 号供给至液晶面板1。
CPU8还基于由压力传感器5检测到的压力产生用于控制空气泵3 的控制信息(特别地，用于改变驱动脉冲的占空比的指令)。CPU 8 将该控制信息供给至泵驱动电路9。
CPU 8存储被设定为目标的压力(在下文中被称作"目标压力 (Y)")。如果由压力传感器5检测到的压力低于目标压力(Y)， 则CPU 8将用于增加驱动脉冲的占空比的控制信号供给至泵驱动电路
99。如果由压力传感器5检测到的压力高于目标压力(Y)，则CPU 8 将用于降低驱动脉冲的占空比的控制信号供给至泵驱动电路9。
基于从CPU 8接收到的控制信息，泵驱动电路9产生用于设定将 被从空气泵3排放的空气的流率的设定信息。泵驱动电路9根据该设 定信息而将驱动信号供给至空气泵3。
具体地，泵驱动电路9根据从CPU 8接收到的控制信息而产生用 于驱动脉冲的占空比的设定值(设定信息)。泵驱动电路9将处于该 设定值的占空比的驱动脉冲(驱动信号)供给至空气泵3。
CPU 8还监控泵驱动电路9以读取用于驱动脉冲的占空比的设定 值。CPU8基于该设定值而确定故障。
具体地，CPU 8存储限定设定值的正常范围的上限值(上限占空 比B)和下限值(下限占空比C)。如果从泵驱动电路9读取的设 定值位于该正常范围之外，则CPU 8判断该情形为故障情形。
将在下面描述投影仪的操作。
图2是使得管道4中的压力恒定的控制序列的流程图。
管道4中的压力与从出口 4b排放的空气的流率相关。因此，能够 通过保持管道4中的压力恒定而控制从出口 4b排放的空气的流率，即， 灯2被冷却的程度。
将在下面参考图2描述使得管道4中的压力恒定的控制过程。
首先，控制器7利用处于任意占空比的驱动脉冲致动空气泵3 (步 骤S1)。
10具体地，CPU 8将表示被设定用于初始地冷却灯2的占空比的控
制信息供给至泵驱动电路9。泵驱动电路9保持由该控制信息表示的占 空比作为设定值。然后泵驱动电路9将处于该设定值的驱动脉冲供给 至空气泵3，由此致动空气泵3。
如果被设定用于初始地冷却灯2的占空比接近实际上需要的占空 比，则能够缩短将管道4中的压力设定至目标压力所需的时间。
然后，通过ADC6， CPU8周期性地获取由压力传感器5检测到 的管道4中的压力(步骤S2)。由压力传感器5检测到的压力被称作 "压力(X)"。
然后，CPU8比较目标压力(Y)与目前压力(X)(步骤S3)。 如果目前压力(X)尚未达到目标压力(Y) (Y>X)，则CPU8将示 意把用于占空比的设定值增加例如1%的控制信息供给至泵驱动电路 9。
当泵驱动电路9接收到该控制信息时，它将用于驱动脉冲的占空 比的设定值增加1%。泵驱动电路9然后将处于已被改变的设定值(占 空比)的驱动脉冲供给至空气泵3，由此增加从空气泵3排放的空气的 流率(步骤S4)。
当从空气泵3排放的空气的流率增加时，管道4中的空气量增加。 因此，管道4中的压力升高，从而增加了从出口 4b排放的空气的流率。
如果目前压力(X)超出目标压力(Y) (Y<X)，则CPU8将示 意把用于占空比的设定值降低1%的控制信息供给至泵驱动电路9。
当泵驱动电路9接收到该控制信息时，它将用于驱动脉冲的占空
11比的设定值降低例如1%。泵驱动电路9然后将处于已被改变的设定值 (占空比)的驱动脉冲供给至空气泵3，由此降低从空气泵3排放的空
气的流率(步骤S5)。
当从空气泵3排放的空气的流率降低时，在管道4中的空气量降 低。因此，管道4中的压力下降，从而从出口 4b排放的空气的流率降 低。
如果目前压力(X)和目标压力(Y)彼此相等，则CPU8并不向 泵驱动电路9供给控制信息，从而从空气泵3排放的空气的流率得以 保持。
即使在管道4中的压力(X)已经达到目标压力(Y)之后，CPU 8也周期性地监控来自压力传感器5的输出。因此，即便由于空气泵3 的老化或者环境改变导致管道4中的压力(X)偏离目标压力(Y)， 根据图2所示控制环，管道4中的压力也能够总是保持恒定。
在以上示例性实施例中，CPU8—次将占空比改变1%。然而，占 空比被改变的量不限于1%，而是可以有变化。
图3是在从空气泵3排放的空气的流率正被控制时、检测冷却机 构的故障的操作序列的流程图。将在下面参考图3描述检测冷却机构 故障的操作序列。
CPU 8监控泵驱动电路9并且周期性地读取用于驱动脉冲的占空 比(在下文中被称作"占空比A")的设定值(步骤S6)。
然后，CPU8将预设的上限占空比(B)和下限占空比(C)与目 前设定的占空比(A)进行比较。
12如果占空比(A)超过上限占空比(B) (A>B)或者如果占空比 (A)小于下限占空比(C) (A<C)，则CPU8确定发生错误(故障)， 并且在液晶面板1上执行错误处理(例如，显示"COOLING MALFUNCTION HAS OCCURRED (冷却故障已经发生)"的处理) (步骤S6到S11)。
如果占空比(A)小于或者等于上限占空比(B)并且大于或者等 于下限占空比(C) (B^A》C)，则CPU8不会确定发生错误，而是 正常地致动空气泵3 (步骤S6到S10、 S12)。
根据本示例性实施例，管道4中的压力被控制为总是恒定的。因 此，故障、老化和环境变化的发生引起被应用于空气泵3的驱动脉冲 的占空比改变。
将在下面描述在冷却机构中发生的故障的具体实例。
实例h因为管道4受到损坏，空气从管道4泄漏。
如果正常设定的占空比是"70%"，则尽管发生空气泄漏，为了 使得管道4中的压力等于目标压力，CPU 8必须使得驱动脉冲的占空比 高于70%。因此，用于占空比的设定值逐渐地增加。
如果上限占空比被设定为"卯％"，则当管道4中的压力没有达 到目标压力时，即使用于占空比的设定值为90%， CPU8也尝试进一 步增加占空比。因此，用于占空比的设定值超过该上限。CPU8现在判 断该情形为错误情形。
如果管道4中的压力与冷却路径的故障无关地被保持在目标压 力，则在冷却灯2时不存在任何问题。因此，在该上限被设定为能够 使得空气泵3可被操作的极限占空比的情形下，能够有效地利用空气
13泵3的能力。
实例2:出口 4b被异物堵塞。
如果正常设定的占空比是"70%"，则当出口 4b被异物堵塞时， 管道4中的压力增加。因此，CPU 8从70%降低驱动脉冲的占空比。 如果下限占空比被设定为"50%"，则当管道4中的压力没有达到目标 压力时，即使用于占空比的设定值是50%， CPU8也尝试进一步降低 占空比。因此，用于占空比的设定值低于该下限。CPU8现在判断该情 形为错误情形。
实例3:空气泵3由于其失效而不旋转。
因为空气泵3被关闭，管道4中的压力变得等于大气压力。因此， CPU 8保持增加驱动脉冲的占空比从而将管道4中的压力增加至目标 压力。然而，即便驱动脉冲的占空比被设定至上限，管道4中的压力 也保持等于大气压力。当CPU 8尝试增加占空比时，用于占空比的设 定值超过该上限。因此，CPU8现在判断该情形为错误情形。
根据本示例性实施例，控制器7基于管道4中的压力控制空气泵 3的操作。管道4中的压力与从出口4b排放的空气的流率相关。因此， 能够根据从出口 4b排放的空气的流率而控制空气泵3的操作。
因此能够与在单独空气泵3之间的差异、在通过其输送冷却空气 的单独管道4的结构之间的差异、在单独出口 4b的面积之间的差异、 环境温度变化以及空气泵3的老化无关地且令人满意地对灯2进行冷 却。
为了冷却投影仪的灯2，温度管理是非常严格的。因为灯2需要 被高度准确地冷却，所以在冷却投影仪的灯2时，根据本示例性实施
14例的冷却控制是有效的。
根据本示例性实施例，如果由压力传感器5检测到的压力低于目 标压力，则控制器7增加从空气泵3排放的空气的流率，并且如果由
压力传感器5检测到的压力高于该目标压力，则控制器7降低从空气 泵3排放的空气的流率。
因此能够保持从空气泵3排放的空气的流率恒定，由此总是维持 所需的冷却能力。
根据本示例性实施例，控制器7基于由压力传感器5检测到的压 力产生驱动脉冲的占空比。控制器7通过向空气泵3供给具有所产生 的占空比的驱动脉冲而控制从空气泵3排放的空气的流率，并且基于 驱动脉冲的占空比确定故障。
因为空气泵3的故障和管道4的故障(空气泄漏、堵塞等)能够 被检测到，所以投影仪的安全性得以增强。
根据本示例性实施例，如果驱动脉冲的占空比落在由上限占空比 和下限占空比限定的正常范围以外，则控制器7确定发生故障。
因此，易于判断故障。
如果上限占空比和下限占空比被设定为使得空气泵3能够被操作 的极限裸值(通常，下限占空比是最小占空比并且上限占空比是100%)， 则就空气泵3能够操作而言，空气灯2的冷却未受到不利影响。
例如，即使在故障(例如，轻微空气泄漏)的情形中，就目标压 力得以保持而言，在冷却灯2时也不存在任何问题。因此，如果用于 空气泵3的根据其规格的占空比范围的边界被用作上限占空比和下限
15占空比，则该冷却机构具有高的容许能力。
在以上示例性实施例中，利用控制器7而在PWM控制下对空气
泵3的操作进行控制。然而，例如可以利用控制器7在DC控制下对空 气泵3的操作进行控制。
在此情形中，空气泵3和控制器7如下地进行操作 从控制器7供给的驱动电压变高时，空气泵3使得它的旋转速度 即从那里排放的空气的流率增加。
如果由压力传感器5检测到的压力低于目标压力，则控制器7增 加被供给到空气泵3的驱动电压。如果由压力传感器5检测到的压力 高于目标压力，则控制器7降低被供给到空气泵3的驱动电压。
控制器7存储限定驱动电压的正常范围的上限值和下限值。如果 被供给到空气泵3的驱动电压高于上限值或者如果被供给到空气泵3 的驱动电压低于下限值，则控制器7判断该情形为错误情形。
根据以上示例性实施例，基于保持器中的压力控制空气泵的操作。 保持器中的压力与从出口排放的空气流率相关。因此，能够根据从出 口排放的空气的流率而控制空气泵的操作。
能够与在单独空气泵之间的差异、在通过其输送冷却空气的单独 保持器的结构之间的差异、在单独出口的面积之间的差异、环境温度 变化以及空气泵的老化无关地且令人满意地进行冷却。
根据以上示例性实施例，该控制器优选地存储目标压力。如果由 压力传感器检测到的压力低于该目标压力，则该控制器优选地增加利 用空气泵保持在保持器中的空气量以增加从空气排放器排放的空气的 流率。如果由压力传感器检测到的压力高于该目标压力，则该控制器
16优选地降低利用空气泵保持在保持器中的空气量以降低从空气排放器 排放的空气的流率。
根据以上示例性实施例，能够保持从出口排放的空气的流率恒定。 因此，光源温度被稳定下来。
根据以上示例性实施例，该控制器优选地基于由压力传感器检测 到的压力而产生用于设定从空气泵排放的空气流率的设定信息，将基 于该设定信息的驱动信号供给至空气泵以控制从空气泵排放的空气流 率，并且基于该设定信息判断故障。
根据以上示例性实施例，因为能够检测到空气泵、保持器和空气 排放器的故障，所以投影仪的可靠性和可操作性得以提高。
根据以上示例性实施例，该控制器优选地存储用于设定信息的正 常范围并且当该设定信息落在该正常范围以外时判断故障发生。
根据以上示例性实施例，易于判断故障。
虽然已经参考其示例性实施例而具体地示出并且描述了本发明， 但是本发明并不限于这些实施例。本领域普通技术人员可以理解，可 以在形式和细节方面作出各种改变而不偏离由权利要求所限定的、本 发明的精神和范围。
该申请是基于2006年10月4日提交的日本专利申请No. 2006-272996，并且要求其优先权利益，所述专利申请的公开内容在此 通过引用而被整体并入。
1权利要求
1.一种投影仪，包括光源装置，用于发射用以投射图像的光线；保持装置，用于保持空气，所述保持装置包括指向所述光源装置的空气排放装置；空气泵装置，用于使空气保持在所述保持装置中并且压缩所述保持装置中的空气；压力检测装置，用于检测所述保持装置中的压力；和控制装置，用于基于由所述压力检测装置检测到的压力而控制所述空气泵装置的操作。
2. 根据权利要求l的投影仪，其中所述控制装置存储目标压力，并且如果由所述压力检测装置检测到的压力低于所述目标压力，则所述控制装置增加利用所述空气泵装置保持在所述保持装置中的空气量以增加从所述空气排放装置排放的空气的流率；如果由所述压力检测装置检测到的压力高于所述目标压力，则所述控制装置降低利用所述空气泵装置保持在所述保持装置中的空气量以降低从所述空气排放装置排放的空气的流率。
3. 根据权利要求1或者2的投影仪，其中所述控制装置基于由所述压力检测装置检测到的压力而产生用于设定从所述空气泵装置排放的空气的流率的设定信息，将根据所述设定信息的驱动信号供给至所述空气泵装置以控制从所述空气泵装置排放的空气的流率，并且基于所述设定信息确定故障。
4. 根据权利要求3的投影仪，其中所述控制装置存储用于所述设定信息的正常范围，并且如果所述设定信息落在所述正常范围以外则确定发生故障。
5. —种冷却投影仪的光源的方法，所述投影仪包括用于发射用以投射图像的光线的光源装置；用于保持空气的保持装置，所述保持装置包括指向所述光源装置的空气排放装置；和用于使空气保持在所述保持装置中并且压縮所述保持装置中的空气的空气泵装置，利用所述投影仪执行所述方法，所述方法包括检测所述保持装置中的压力；和基于检测到的压力控制所述空气泵装置的操作。
6. 根据权利要求5的冷却投影仪的光源的方法，还包括存储目标压力；其中所述控制包括如果检测到的压力低于所述目标压力，则增加利用所述空气泵装置保持在所述保持装置中的空气量以增加从所述空气排放装置排放的空气的流率；以及，如果检测到的压力高于所述目标压力，则降低利用所述空气泵装置保持在所述保持装置中的空气量以降低从所述空气排放装置排放的空气的流率。
7. 根据权利要求5或者6的冷却投影仪的光源的方法，其中所述控制包括基于检测到的压力而产生用于设定从所述空气泵装置排放的空气的流率的设定信息；以及将根据所述设定信息的驱动信号供给至所述空气泵装置以控制从所述空气泵装置排放的空气的流率，并且还包括基于所述设定信息而确定故障。
8. 根据权利要求7的冷却投影仪的光源的方法，还包括存储用于所述设定信息的正常范围；其中所述确定包括如果所述设定信息落在所述正常范围以外，则确定故障发生。
9. 一种投影仪，包括光源，所述光源发射用以投射图像的光线；保持器，所述保持器保持空气，所述保持器包括指向所述光源的空气排放器；空气泵，所述空气泵使空气保持在所述保持器中并且压縮所述保持器中的空气；压力检测器，所述压力检测器检测所述保持器中的压力；和控制器，所述控制器基于由所述压力检测器检测到的压力而控制所述空气泵的操作。
10. 根据权利要求9的投影仪，其中所述控制器存储目标压力，并且如果由所述压力检测器检测到的压力低于所述目标压力，则所述控制器增加利用所述空气泵保持在所述保持器中的空气量以增加从所述空气排放器排放的空气的流率；如果由所述压力检测器检测到的压力高于所述目标压力，则所述控制器降低利用所述空气泵保持在所述保持器中的空气量以降低从所述空气排放器排放的空气的流率。
11. 根据权利要求9或者IO的投影仪，其中所述控制器基于由所述压力检测器检测到的压力而产生用于设定从所述空气泵排放的空气的流率的设定信息，将根据所述设定信息的驱动信号供给至所述空气泵以控制从所述空气泵排放的空气的流率，并且基于所述设定信息确定故障。
12. 根据权利要求11的投影仪，其中所述控制器存储用于所述设定信息的正常范围，并且如果所述设定信息落在所述正常范围以外则确定发生故障。
全文摘要
提供一种能够高度准确地管理光源温度的投影仪，和一种冷却投影仪的光源的方法。该投影仪包括用于发射用以投射图像的光线的光源装置(2)、用于保持空气的保持装置(4)，保持装置(4)包括指向光源装置(2)的空气排放装置(4b)、用于使空气保持在保持装置(4)中并且压缩保持装置(4)中的空气的空气泵装置(3)、用于检测保持装置(4)中的压力的压力检测装置(5)，和用于基于由压力检测装置(5)检测到的压力而控制空气泵装置(3)的操作的控制装置(7)。
文档编号H04N9/31GK101517481SQ20078003531
公开日2009年8月26日 申请日期2007年9月13日 优先权日2006年10月4日
发明者加藤猛 申请人:Nec显示器解决方案株式会社