JP2002148715A - 投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】より定格値の低いサーマルスイッチを使用し、
かつ省スペース性、電源ラジエーション性能に優れた投
射型表示装置を提供すること。 【解決手段】光源ランプ３の投射光を映像信号で変調し
て投射する投射型表示装置において、光源ランプ３を当
該投射型表示装置のケース内で支持するランプハウジン
グを備え、該ハウジングの外側にサーマルリードスイッ
チ４を配置し、このサーマルリードスイッチ４をランプ
点灯回路２内のランプコントロール部（発振回路２３及
び制御マイコン２４）に接続し、ランプ過熱時にはラン
プコントロール部の動作を停止させる構成としたので、
従来より定格の低い小型のサーマルスイッチを使用する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶プロジェクタ等
の投射型表示装置に係り、特にランプの過熱を防止しか
つ外来ノイズの影響も少なくするようにした投射型表示
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、投射型表示装置として液晶プロジ
ェクタが普及している。この液晶プロジェクタは、光源
からの光を透過型液晶パネルに照射し、液晶パネルをテ
レビジョン信号やパソコン等からの情報信号に基づいて
駆動することで液晶パネルから変調された光を出射し、
投射レンズを介してスクリーンに拡大された映像を投射
するものである。

【０００３】上記光源としてはハロゲンランプやキセノ
ンランプ、あるいはメタルハライドランプ等の高電圧放
電ランプが使用されるため、これら光源からの放射熱を
抑える必要があり、送風ファンを用いてランプの回りの
熱せられた空気を排気する方法などが一般的に知られて
いる。

【０００４】液晶プロジェクタは、上記のように通常の
使用時であれば風冷等によりプロジェクタケース内部温
度を低く抑えるよう設計されるが、万一のプロジェクタ
内マイコンの暴走、予期せぬ冷却システムの不動作等の
異常が発生し、光源ランプの強力な熱線によりプロジェ
クタケース内が過熱、ランプ本体の劣化や、プロジェク
タケース内の部材が破損や特性劣化してしまうことを防
止することができるようにするため、プロジェクタケー
ス内のハウジングの外側に温度ヒューズを配置する方法
が知られている（特許第２９７３９９９号公報参照）。

【０００５】従来、そのような温度ヒューズは一般的に
ＡＣ電源ラインに接続され、万一温度ヒューズが働くと
ＡＣ電源ラインが断、プロジェクタのメイン電源をオフ
し、ランプが消灯し、その他すべての回路が停止する。
その結果、プロジェクタケース内が過熱しランプ本体が
劣化したり、プロジェクタケース内の部材が破損や特性
劣化してしまうのを防止できるようにしていた。

【０００６】或いは、実開平７−２６８８６号公報のよ
うに液晶プロジェクタにおいてプロジェクタケース内温
度上昇による液晶パネルなどの特性劣化を防ぐために液
晶パネルの表面又は近傍に温度検出手段を配置し温度上
昇を検出することによってランプ点灯スイッチをオフに
するように構成したものも提案されている。

【０００７】また、これと同様な方法であるが、ランプ
点灯回路内にマイコン機能を持たないプロジェクタの場
合に、万一のときにランプを強制的に消灯させるため、
ランプ点灯回路のオン／オフ信号線の途中に温度ヒュー
ズのようなサーマルスイッチを介する方法もあるが、少
なくともランプ点灯回路内にマイコン機能を持たせたプ
ロジェクタの場合、万一のマイコン暴走時に備えるため
交流（ＡＣ）電源ラインに、例えばＡＣ１２５Ｖ、最大
１５Ａや、ＡＣ２４０Ｖ、最大８Ａといった定格を持つ
比較的大きな温度ヒューズを接続するのが一般的であ
り、かつ温度ヒューズに至るケーブルは概して数ｃｍか
ら数１０ｃｍといった長いものになり、それゆえＡＣ電
源ラインにノイズが飛び込み易い構造となり、電源ラジ
エーションを悪化させてしまう大きな要因となってい
た。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、少なくと
もランプ点灯回路内にマイコン機能を持たせたプロジェ
クタの場合、万一のマイコン暴走時に備えるためＡＣ電
源ラインに、温度ヒューズを接続するのが一般的であ
り、しかも定格上の比較的大きな温度ヒューズが必要と
なり、それゆえＡＣ電源ラインにノイズが飛び込み易い
構造となり、電源ラジエーションを悪化させてしまうと
いう問題があった。

【０００９】そこで、本発明は上記の問題に鑑み、より
定格値の低いサーマルスイッチを使用し、かつ省スペー
ス性、電源ラジエーション性能に優れた投射型表示装置
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による投
射型表示装置は、装置筐体内に配置されていて、ランプ
を支持するハウジングと、前記ランプを点灯するための
ランプ点灯回路と、前記ハウジングの外側に配置される
サーマルスイッチであって、前記ランブ点灯回路のラン
プコントロール部に接続されていて、前記ランプの過熱
に基因して前記ハウジングが所定の温度以上となった時
にオン又はオフして前記ランブ点灯回路を停止するため
のサーマルスイッチと、を具備したものである。

【００１１】請求項１の発明では、一般的にランプ点灯
回路のランプコントロール部は光源ランプの点灯／消灯
をソフトウェア的にコントロールしており、ソフトプロ
グラムのバグ、およびノイズによる誤動作や、予期せぬ
冷却システムの不動作等の異常が万一発生した場合、ラ
ンプ周りの冷却が不十分な状態に陥り、ランプ本体の劣
化や、装置筐体内の部材が破損や特性劣化に至る。これ
を防ぐため、サーマルスイッチをランプハウジングの外
側に設置しかつランプ点灯回路のランプコントロール部
に接続して、ハウジングが所定温度以上に過熱した時に
サーマルスイッチを動作させて、ソフトウェアを介さず
ハード的にランプを消灯させるシステムを構築したもの
である。

【００１２】本発明ではサーマルスイッチはランプ点灯
回路のランプコントロール部に接続しており、サーマル
スイッチとしてはその最大電圧あるいは最大電流を従来
より低い定格のものを使用することができ、従来のよう
にサーマルスイッチをＡＣ電源ラインに接続した際に問
題となる電源ラジエーション対策も考慮する必要がなく
なる。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の投射型表示
装置において、前記サーマルスイッチは、フォトカプラ
を介して前記ランブ点灯回路のランプコントロール部に
接続されていて、前記ハウジングの温度が所定温度以上
に達したときオンして異常信号を前記フォトカプラを介
して前記ランブ点灯回路のランプコントロール部に送り
前記ランブ点灯回路を停止することを特徴とする。

【００１４】請求項２の発明では、サーマルスイッチは
フォトカプラの１次側を駆動するに足る電流容量を有し
ていればよいので、定格の低いものを使用できると共
に、ランプコントロール部とは電気的に絶縁した回路構
成を実現できる。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１の投射型表示
装置において、前記サーマルスイッチは、前記ランプ点
灯回路内のランプコントロール部のコントロールライン
に直列に接続されていて、前記ハウジングの温度が所定
温度以上に達したときオフして前記ランブ点灯回路を停
止させることを特徴とする。

【００１６】請求項３の発明では、サーマルスイッチは
ランプコントロール部のコントロール信号を通流するに
足る電流容量を有していればよいので、定格の低いもの
を使用できる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれ
か１つに記載の投射型表示装置において、前記ランプコ
ントロール部は、少なくともマイコンを含むことを特徴
とする。

【００１８】請求項４の発明では、ランプ点灯回路内に
マイコンを有する場合に、万一マイコンが暴走してラン
プの消灯がコントロール不能となっても、ハード的にラ
ンプを消灯させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。本発明が適用される投射型表示装置
（以下単にプロジェクタ）は、該プロジェクタのケース
（図示せず）内に、投射光を生成するための光源装置、
及びプロジェクタのケース内を空冷するための冷却装置
の構成（図１又は図２参照）に加えて、光源装置からの
投射光をカラー映像信号で変調するための光学ボック
ス、及び変調されたカラー映像光を投影スクリーンに拡
大投射するための投射レンズの構成（図３参照）を具備
して構成されている。

【００２０】図１は本発明の一実施の形態の投射型表示
装置の要部構成を示すブロック図である。ここでは、光
源装置及び冷却装置の構成を示している。

【００２１】図１において、符号１は図示しない商用交
流電源（以下、ＡＣ電源）からのＡＣ電源電圧から直流
電圧を生成するメイン電源回路であり、該電源回路１か
らの直流電圧はランプ点灯回路２で適宜の周波数でスイ
ッチングされて交流に変換され、ランプ３を安定に点灯
するように構成されている。ランプ３はメタルハライド
ランプなどの放電ランプで構成されている。

【００２２】ランプ点灯回路２は、メイン電源回路１か
らの直流電圧をスイッチング（断続）しランプ３の安定
点灯を維持するためのスイッチング素子としてのトラン
ジスタ２１と、ランプ点灯を開始するための高圧の起動
パルスを発生するイグナイタ２２と、前記トランジスタ
２１をスイッチング制御（断続制御）するための発振回
路２３及び該発振回路２３の発振動作を制御（発振周波
数制御及び発振開始／停止制御）するための制御マイコ
ン２４とから成るランプコントロール部と、フォトカプ
ラ２５〜２７と、で構成されている。

【００２３】メイン電源回路１の一方の直流電圧ライン
はスイッチング用トランジスタ２１のエミッタ・コレク
タを経てランプ３の一方の電極に接続し、メイン電源回
路１のもう一方の直流電圧ラインはイグナイタ２２を介
してランプ３の他方の電極に接続している。スイッチン
グ用トランジスタ２１のベースには発振回路２３から高
周波のパルスが供給されている。イグナイタ２２は、ラ
ンプ点灯開始時に、発振回路２３からの発振パルスに基
づいてランプ始動用の高圧パルスを発生するものであ
り、ランプ点灯以降は休止状態となる。

【００２４】制御マイコン２４は、メインマイコン６か
らの点灯／消灯の指示に応答して、発振回路２３の動作
をオン／オフ制御し、ランプ３を点灯／消灯させる一
方、メインマイコン６からの指示に応答してランプ３が
正常に点灯／消灯したか（消灯指示があったにも拘らず
点灯している場合や、点灯指示があったにもかかわらず
不点灯（ランプ破裂など）であるといったこと）等を監
視し、フラグを用いてランプ３の点灯、不点灯をメイン
マイコン６に知らせる機能も有している。メインマイコ
ン６には、図示しない操作手段が接続しており、ユーザ
ーが該操作手段の点灯／消灯ボタンを操作することで点
灯／消灯などの各種の指示をメインマイコン６に指示す
ることができるようになっている。

【００２５】メインマイコン６とランプ点灯回路２内の
制御マイコン２４との間の信号のやり取りは、フォトカ
プラ２５，２６を介することにより行われるようにして
いる。つまり、ランプ点灯回路２側とメインマイコン６
とを電気的に絶縁（分離）している。

【００２６】更に、本実施の形態では、ランプ３をプロ
ジェクタのケース内で支持するハウジング（図示せず）
の外側にサーマルスイッチ４を配置した構成としてい
る。図１に示すサーマルスイッチ４としては、バイメタ
ル式のサーマルリードスイッチ，感温フェライトを用い
た感温リードスイッチなどが使用可能である。

【００２７】サーマルスイッチ４とフォトカプラ２７と
直流電源５との接続関係については、直流電源５の正極
端子をサーマルスイッチ４を介してフォトカプラ２７の
１次側の発光ダイオード２７ａのアノードに接続し、該
発光ダイオード２７ａのカソードを直流電源５の負極端
子に接続しており、フォトカプラ２７の２次側のフォト
トランジスタ２７ｂの両端（コレクタ及びエミッタ）を
前記制御マイコン２３の発振動作／停止制御端子に接続
している。これにより、ランプ３を包含する前記ハウジ
ングの温度が所定温度以上に上昇した時にはサーマルス
イッチ４がオンしてフォトカプラ２７の発光ダイオード
２７ａに電流が流れ、２次側のフォトトランジスタ２７
ｂがオンすることで、発振回路２３に対して異常が伝え
られ、これにより発振回路２３は発振動作を停止し、ラ
ンプ３は消灯する。

【００２８】以上の光源手段の構成のほかに、プロジェ
クタのケース内ではランプなどの部品が過熱するのを防
ぐために、冷却手段を動作させるようになっている。冷
却手段は、各種冷却ファン８と、各種冷却ファン８を駆
動するためのファン制御回路７と、ファン制御回路７に
電力を供給する電源９とで構成されている。

【００２９】メイン電源回路１がオンされた後に更にラ
ンプ点灯が指示された時は、同時に、メインマイコン６
は電源９をオンさせ、これによってファン制御回路７を
動作させることにより、ファン制御回路７はプロジェク
タのケース内に配置された各種冷却ファン８を必要に応
じた所定の回転数で回転させる。冷却ファンとしては、
吸気ファン，排気ファンの何れか一方或いは両方であっ
ても、さらに多くの冷却ファンをプロジェクタのケース
内の適宜の位置に配置してもよい。

【００３０】以上の図１の構成においては、まずＡＣ電
源（図示せず）にてメイン電源回路１を動作状態とした
後、メインマイコン６に接続した操作手段（図示せず）
の点灯ボタンをオン操作すると、メインマイコン６は点
灯指示信号（オン信号）をフォトカプラ２５を介して制
御マイコン２４に継続して送る。制御マイコン２４は点
灯指示に基づいて発振回路２４に発振制御信号を送り発
振動作を開始させる。発振回路２４の発振動作開始のタ
イミングで、イグナイタ２２は高電圧パルスを発生する
と同時にランプ３の電極間が絶縁破壊されて放電を開始
し、発振回路２４からの高周波の発振パルスがスイッチ
ング用トランジスタ２１のベースに供給され、ランプ３
はその放電状態を維持し、点灯し続ける。ランプ３の点
灯状態は、マイコンプログラムでソフト的にコントロー
ルされ、所定の明るさで安定に点灯される。

【００３１】また、上記点灯ボタンの投入と同時に、メ
インマイコン６は、各種の冷却ファン８を動作させて、
プロジェクタのケース内で熱せられた空気をケース外部
に排気し、ケース外からは外部空気をケース内に吸い込
んで空冷することができる。

【００３２】しかしながら、図１のようにランプ点灯回
路２内にマイコン機能を持たせたプロジェクタにおい
て、マイコンプログラムのバグ、およびノイズによる万
一のマイコン暴走・誤動作や、予期せぬ冷却システムの
不動作等に基因してマイコンによる制御動作が正常に行
われず、ランプ３に対する消灯指示にもかかわらず点灯
状態が維持され続けたりした場合、プロジェクタのケー
ス内におけるランプハウジングの温度が例えば１００℃
を越えると（ここでサーマルスイッチ４の動作温度はお
よそ１００℃に設定されているとする）、通常使用状態
ではオフのサーマルリードスイッチ４が発熱してオンし
直流電源５よりサーマルリードスイッチ４及びフォトカ
プラ２７の１次側発光ダイオード２７ａを通して電流が
流れる。これにより、フォトカプラ２７の２次側フォト
トランジスタ２７ｂがオンすることにより異常信号とし
て発振回路２３の動作／停止制御端子に送られ、発振回
路２３を停止させる。発振回路２３が停止すればランプ
３は点灯状態を維持できなくなり、消灯する。この時の
サーマルリードスイッチ４の定格は、例えば最大電圧１
１０Ｖ、最大電流０．３Ａ程度の小型のものが使用でき
る。最大でも電流０．３Ａ程度しか流れないため、サー
マルリードスイッチ４には直径１ｍｍ程度の細いリード
線を接続すれば良く、配線は容易なものとなる。従来の
ようにＡＣ電源ラインに比較的大型のサーマルスイッチ
を配する場合の配線では、直径３ｍｍ前後の太いリード
線の引き回しが必要であったが、これに比して本発明の
実施の形態の構成では簡易な配線が可能となり、電源ラ
ジエーション性能も改善される。

【００３３】図２は本発明の他の実施の形態の投射型表
示装置の要部構成を示すブロック図である。図１と同様
に、光源装置及び冷却装置の構成を示しており、図１と
同一部分には同一符号を付してある。

【００３４】図２の実施の形態において、図１と異なる
点は、サーマルスイッチ４Ａをフォトカプラを介さずに
ランプ点灯回路２内のスイッチング用トランジスタ２１
のコントロールライン（ベースライン）に直列に接続す
る構成としたものである。その他の構成は図１と同様で
ある。サーマルスイッチ４Ａが、ランプ３を支持する図
示しないハウジングの外側に配置されることも図１の場
合と同様である。サーマルスイッチ４Ａとしては、温度
ヒューズ、ＰＴＣサーミスタなどを使用可能である。

【００３５】この実施の形態も、図１と同様、サーマル
スイッチ４Ａをランプ点灯回路２内のコントロール部に
接続した構成となっている。サーマルスイッチ４Ａは通
常は図示のようにオン状態になっているが、異常時にプ
ロジェクタのケース内のランプハウジングの温度が設定
温度を上回ると、サーマルスイッチ４Ａはオフ状態とな
り、トランジスタ２１のコントロールライン（ベースラ
イン）が遮断（オフ）され、発振回路２３からトランジ
スタ２１へのコントロール信号が停止し、ランプ３を強
制的に消灯させることができる。この実施の形態の場合
も、従来のようにＡＣ電源ラインに比較的大型のサーマ
ルスイッチを配する場合の配線に比して、配線の引き回
しは簡易なもので実現され、電源ラジエーション性能も
改善できる。

【００３６】図３は図１または図２におけるランプ３及
びその点灯回路２によって、映像投射される投射型表示
装置の光学ボックス及び投射レンズの配置を説明する平
面図である。特に、光学ボックスの内部構成を詳細に示
したものである。なお、図３ではＲ（赤），Ｇ（緑），
Ｂ（青）用の液晶パネルを有する三板式の液晶プロジェ
クタの例を示している。

【００３７】図３において、符号200 はランプハウジン
グであり、この中には光源として、発光管３１，リフレ
クタ３２及び支持部３３から成るランプ３が配置されて
いる。また、ランプハウジング200 の外側には図示しな
いサーマルスイッチ（４又は４Ａ）が配設されている。
また、ランプハウジング200 の近くには冷却風を送風す
るための図示しないファンが配設されている。前記発光
管３１からの光はリフレクタ３２によって反射され、赤
外線や紫外線等の不要光をフィルタ101 で除去した後、
コンデンサレンズ102 や反射ミラー103 を介してダイク
ロイックミラー104 に供給される。

【００３８】ダイクロイックミラー104 は、ランプ３か
らの光をＲ光とＧＢ光に分光し、分離されたＲ光はミラ
ー105 で反射され、フィールドレンズ106 を介してＲ用
の液晶パネル107 に照射される。

【００３９】また、ダイクロイックミラー104 により分
離されたＧＢ光はダイクロイックミラー108 によりＧ光
とＢ光に分光され、Ｇ光はフィールドレンズ109 を介し
てＧ用の液晶パネル110 に照射され、Ｂ光はリレーレン
ズ111 、反射ミラー112 、リレーレンズ113 、反射ミラ
ー114 及びリレーレンズ115 を介してＢ用の液晶パネル
116 に照射される。

【００４０】さらに、各液晶パネル107 ，110 ，116 を
透過したＲ光，Ｇ光，Ｂ光はダイクロイックプリズム11
8 によって合成され、この合成された映像光を投射レン
ズ300 によってスクリーン（図示せず）に投射するよう
にしている。

【００４１】こうしてＲ，Ｇ，Ｂ用の液晶パネル107 ，
110 ，116 をＲ，Ｇ，Ｂの原色信号で駆動することによ
り、カラー画像を投射することができる。なお、前記液
晶パネル107 ，110 ，116 の入射側及び出射側にはそれ
ぞれ図示しない偏光板が配置されている。

【００４２】以上述べた実施の形態によれば、ランプ点
灯回路内にマイコン機能を持たせたプロジェクタにおい
て、サーマルスイッチ４又は４Ａはランプハウジングの
外側に配設され、しかもランプ点灯回路２のランプコン
トロール部に接続されており、最大電圧あるいは最大電
流が従来より低い定格のサーマルスイッチを使用するこ
とができ、さらにはサーマルスイッチをＡＣ電源ライン
に接続した際に問題となる大型サーマルスイッチの使用
や電源ラジエーション対策も考慮する必要がなくなると
いう利点を有するものである。

【００４３】ランプハウジングでの異常過熱によって上
記サーマルスイッチ４又は４Ａを動作させて、ランプ点
灯回路２内のランプコントロール部の動作を停止させる
ことで、ソフトを介さずハード的にランプ３を消灯さ
せ、過熱状態を遮断することで、ランプ点灯回路２内に
マイコン機能を持たせたプロジェクタにおいては光源ラ
ンプ３の点灯・消灯はマイコンプログラムでソフト的に
コントロールしているが、プログラムのバグ、およびノ
イズによる誤動作や、予期せぬ冷却システムの不動作等
の異常が万一発生した場合、ランプ周りの冷却が不十分
な状態に陥り、光源ランプ３の強力な熱線により、プロ
ジェクタケース内が過熱し、ランプ本体の劣化や、プロ
ジェクタケース内の部材が破損や特性劣化に至るのを防
止し、プロジェクタの安全性をより高めることが可能と
なる。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、より
定格値の低いサーマルスイッチを使用し、しかも省スペ
ース性、電源ラジエーション性能に優れた投射型表示装
置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の投射型表示装置の要部
構成を示すブロック図。

【図２】本発明の他の実施の形態の投射型表示装置の要
部構成を示すブロック図。

【図３】図１または図２におけるランプ及びその点灯回
路によって、映像投射される投射型表示装置の光学ボッ
クス及び投射レンズの配置を説明する平面図。

【符号の説明】

２…ランプ点灯回路 ３…ランプ ４，４Ａ…サーマルスイッチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置筐体内に配置されていて、ランプを支
   持するハウジングと、 前記ランプを点灯するためのランプ点灯回路と、 前記ハウジングの外側に配置されるサーマルスイッチで
   あって、前記ランブ点灯回路のランプコントロール部に
   接続されていて、前記ランプの過熱に基因して前記ハウ
   ジングが所定の温度以上となった時にオン又はオフして
   前記ランブ点灯回路を停止するためのサーマルスイッチ
   と、 を具備したことを特徴とする投射型表示装置。
2. 【請求項２】前記サーマルスイッチは、フォトカプラを
   介して前記ランブ点灯回路のランプコントロール部に接
   続されていて、前記ハウジングの温度が所定温度以上に
   達したときオンして異常信号を前記フォトカプラを介し
   て前記ランブ点灯回路のランプコントロール部に送り前
   記ランブ点灯回路を停止することを特徴とする請求項１
   記載の投射型表示装置。
3. 【請求項３】前記サーマルスイッチは、前記ランプ点灯
   回路内のランプコントロール部のコントロールラインに
   直列に接続されていて、前記ハウジングの温度が所定温
   度以上に達したときオフして前記ランブ点灯回路を停止
   させることを特徴とする請求項１記載の投射型表示装
   置。
4. 【請求項４】前記ランプコントロール部は、少なくとも
   マイコンを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１つに記載の投射型表示装置。