JP2007257944A - プロジェクタのランプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプが定電力制御される装置において、水銀のブリッジショートが生じてもその状態を確実に判断して回路を保護する。
【解決手段】 プロジェクタは、ランプ１を駆動するランプ駆動回路４を備え、このランプ駆動回路４は、ランプ駆動電流Ｉを検出するシャント抵抗Ｒを備え、このシャント抵抗Ｒで検出したランプ駆動電流Ｉに基づいてランプ１が定電力駆動されるように該ランプ駆動電流ＩをＰＷＭ制御する。制御部８は、電源オン後一定時間経過したときから前記ランプ１のＰＷＭ制御信号を平滑する平滑回路７の出力信号レベルを複数回検出し、それぞれで検出した該出力信号レベルがいずれも一定レベル以下であるとランプショートと判定するランプショート判定機能を備える
【選択図】図１

Description

この発明は、液晶プロジェクタ等のプロジェクタのランプ駆動装置に関する。

従来のプロジェクタでは、ランプ（例えば水銀ランプ）の両極に高圧をかけアークを発生させてランプ駆動電流を流し続けることで発光させている。しかし、ランプの特性として、電極間が狭いために、電流遮断後に水銀がブリッジショートすることがまれに生じる。一方、ランプは、一般的にその光出力を一定にするために定格出力で定電力制御されている。したがって、水銀がブリッジショートしたままでも定電力を維持したまま電力が流れ続けることがあり、このような場合は、ランプ駆動回路が過熱状態となって故障につながる可能性がある。

ランプ駆動回路としては、従来、ランプが点灯不能となった場合にランプ供給電圧を確実にオフすることにより、ランプ供給電圧によって駆動回路が損傷しないようにした装置が提案されている（特許文献１）。
特開平８−２７３８６５号公報

しかしながら、上記従来のランプ駆動回路は、水銀のブリッジショートに対応できるのものではなく、依然としてランプ駆動回路が過熱して故障につながる問題を解決できない。

この発明の目的は、ランプが定電力制御される装置において、水銀のブリッジショートが生じてもその状態を確実に判断して回路を保護することのできるプロジェクタのランプ駆動装置を提供することにある。

この発明のプロジェクタのランプ駆動装置は、上記課題を解決するために以下の構成を備えている。
（１）プロジェクタのランプ駆動電流を検出するランプ駆動電流検出回路を備え、このランプ駆動電流検出回路で検出したランプ駆動電流に基づいてランプが定電力駆動されるように該ランプ駆動電流をＰＷＭ制御するプロジェクタのランプ駆動装置において、
電源オン後一定時間経過したときから前記ランプのＰＷＭ制御信号のパルス幅を複数回検出し、それぞれで検出した該パルス幅がいずれも一定幅以下であるとランプショートと判定するランプショート判定手段を設けたことを特徴とする。

ＰＷＭ制御は定電力制御を行うために用いられ、ランプショート（水銀のブリッジショート状態）となっても、パルス幅が短くなるだけで制御が行われ続ける。そこで、この特性を利用し、ＰＷＭ制御信号のパルス幅を検出することでランプショートを判定する。しかし、ランプショートは、瞬間的なこともあり、すぐに正常に回復することもある。また、電源オン後は、定常電流よりも大きい電流が流れるのが通常である。そこで、電源オン後一定経過したときからパルス幅を検出し、且つ、その検出回数を複数回とすることで、ランプショートが回復できない程度のものかどうかを判定する。このようにすることで、ランプショートの判定を確実なものにできる。

（２）前記ランプショート判定手段は、１回目のパルス幅検出で該パルスが一定幅以下であることを検出するとランプ駆動をオフし、一定の待機時間経過後に再度ランプ駆動をオンして前記一定時間経過したときに２回目のパルス幅検出を行い、該パルス幅が一定幅以下であることを検出するとランプショートと判定する。

上記の具体的な手順を採用することで、ランプショートの判定が確実なものになる。

（３）前記ランプショート判定手段は、ＰＷＭ制御信号を平滑することにより該信号のパルス幅を検出する。

パルス幅の検出は、パルス幅をカウンタ等で検出するよりも、平滑回路で検出することで構成が簡易になる。平滑回路の出力レベル（直流）は、パルス幅に比例する値となる。

この発明によれば、電源オン後に、ランプショートの判定を確実に検出でき、瞬間的なショートや、電源オン後の不安定な状況に影響されることがない。よって、ランプ駆動回路の故障を防ぎつつ、不確実なランプショートの判定をなくすことができる。

図１は、この発明の実施形態であるプロジェクタの概略ブロック図である。

水銀ランプ（以下、ランプ）１は、ランプ電源回路２に接続され、ランプ電源回路２からランプ駆動電流Ｉが供給される。ランプ１は定電力駆動される。すなわち、ランプ駆動電流Ｉは、電流検出のためのシャント抵抗Ｒにより検出され、その検出値はランプ駆動回路４に入力される。また、ランプ駆動電流Ｉは、スイッチング素子５によりＰＷＭ制御され、その制御端子にはランプ駆動回路４からＰＷＭ制御信号が供給される。さらに、ランプ駆動電流Ｉは、抵抗分圧回路３により検出され、その検出値はランプ駆動回路４に入力される。ランプ１は寿命がくると両端電圧が高くなるために、抵抗分圧回路３はそのときの電圧を検出してランプ駆動回路４に知らせる。

以上の構成で、ランプ駆動回路４は、ランプ１が定格電力で駆動されるようにシャント抵抗Ｒでランプ駆動電流Ｉを常時検出し、その検出値に基づいてＰＷＭ制御信号をコントロールする。すなわち、ランプ駆動電流Ｉが大きくなればＰＷＭ制御信号のパルス幅を短くし、ランプ駆動電流Ｉが小さくなればＰＷＭ制御信号のパルス幅を長くする制御を行う。そこで、ランプショートが生じると、ランプ駆動電流Ｉが急激に増大するため、定電力駆動するためにＰＷＭ制御信号のパルス幅を急激に短くする。

図２は、この状態を示している。

図２（Ａ）は正常時（定常状態）のときのＰＷＭ制御信号のパルス幅、及びランプ駆動電流Ｉの波形を示している。図２（Ｂ）は、ランプショート（異常時）のときのＰＷＭ制御信号のパルス幅、及びランプ駆動電流Ｉの波形を示している。定電力制御では、図示のように、ＰＷＭ制御信号の立ち上がりでランプ駆動電流Ｉが立ち上がり、この電力Ｉの立ち上がりからの経過時間に基づいて電力を演算し、定電力となる時点でＰＷＭ制御信号を立ち下げる。なお、ＰＷＭ制御信号の電位レベルは常に一定である。

上記のことから、ＰＷＭ制御信号のパルス幅は、ランプ駆動電流Ｉの大きさに相関する。そこで、本実施形態では、このパルス幅によりランプショートを判定する。

図１において、ＰＷＭ制御信号はダイオード６を介して平滑回路７に出力され、ここでＰＷＭ制御信号がアナログ的に平滑される。したがって、ＰＷＭ制御信号のパルス幅が短ければ平滑出力のレベルが低くなり、パルス幅が長ければ平滑出力のレベルが高くなる。その平滑出力はランプ駆動電流Ｉの検出信号Ｓ２として制御部８に入力される。

平滑回路７の出力側にはタイマ９の出力がダイオード１０を介して接続されている。タイマ９は、電源オン後、１分間だけその出力を「Ｈ」に設定する。したがって、電源オン後、１分間経過するまでは、制御部８に入力する検出信号Ｓ２は平滑回路７の出力がマスクされ、強制的に「Ｈ」に設定される。このタイマ９の作用により、電源オン後、１分間は、ランプショートがあったとしてもその検出が無視される。

タイマ１１は、ランプ１のイグニッション時に約８秒間だけ高圧を印加するのに使用される。すなわち、電源オン直後から８秒間の間、ランプ駆動回路４においてランプ１に印加する電圧を高圧に設定する。

制御部８は、ランプ電源回路２に対してランプ駆動信号Ｓ０を出力し、ランプ駆動回路４に対してランプ点灯許可信号Ｓ１を出力する。ランプ点灯許可信号Ｓ１が「Ｈ」であればランプ点灯許可となり、「Ｌ」であればランプ点灯不許可となる。

図３は、電源オン後の制御部８の動作を示すテーブルである。

電源がオンされると、状態１となる。このとき、タイマ９が１分間の計数を開始する。信号Ｓ１は「Ｈ」となりランプ点灯許可される。この１分間においてランプショートが生じていても、信号Ｓ２は「Ｈ」になっているためランプショートは判定されない。

１分間経過すると、状態２に遷移する。状態２では、信号Ｓ２は、平滑回路７の出力に基づいて上下する。このとき、信号Ｓ２がランプショートを示すレベルであるなら、信号Ｓ１をランプ点灯不許可とする。これにより、ランプ１は消灯する。３０秒間待って、再び状態１に移行する。

２回目の状態１が経過すると状態３に移行する。状態３でも、状態２と同様に、信号Ｓ２は、平滑回路７の出力に基づいて上下する。このとき、信号Ｓ２がランプショートを示すレベルであるなら、信号Ｓ１をランプ点灯不許可とする。さらに、装置全体としてエラー処理を行い、図示しない操作部のＬＥＤランプを点滅させる。

上記のように、電源オン後、１分間は信号Ｓ２をマスクしてランプショートの判定が行われないようにし、その後、信号Ｓ２がランプショートを示すレベルであるならもう１分間待ち、さらにその後（つまり電源オン後２分間以上経過してから）、信号Ｓ２がランプショートを示すレベルであるなら、このときに初めてランプを消してエラーを示すＬＥＤランプを点灯させる。

このように制御することで、電源オン後の不安定な状態によって、回復できるランプショートを、回復できないランプショートと誤判定することを防ぐことができる。

図４は、上記制御をソフトで行う場合のフローチャートを示している。

電源がオンされると、Ｓ１でカウンタＣＮＴを初期設定（ゼロ）し、Ｓ２でランプ点灯許可に設定する。Ｓ３で１分間待機し、Ｓ４でカウンタＣＮＴがゼロであるなら、状態２に遷移し，信号Ｓ２がランプショートを示すレベルかどうかを判定する（Ｓ２が一定のレベルＫ以下かどうかを判定する）。信号Ｓ２がランプショートを示すレベルであるなら、Ｓ６でランプ点灯不許可とし、３０秒間待機した後、カウンタＣＮＴを一つ増やしてＳ２からの状態１を繰り返す。

Ｓ４でカウンタＣＮＴがゼロ以外であるなら、状態３となりＳ９に進む。Ｓ９、Ｓ１０において、Ｓ５、Ｓ６と同様に、信号Ｓ２がランプショートを示すレベルかどうかを判定し、信号Ｓ２がランプショートを示すレベルであるなら、ランプ点灯不許可とする。さらに、状態３では、Ｓ１１においてエラーを示すためのＬＥＤを点滅する。

このように、ソフトにより処理することも可能である。

以上の実施形態では、状態３で信号Ｓ２がランプショートを示すレベルであるなら、ランプ点灯不許可としているが、ランプ点灯不許可に代えて、ランプへの供給電力を下げるようにしても良い。例えば、２００Ｗでの定電力制御を行っているときに、５０Ｗの制御に変えるようにしても良い。このようにすることで、ランプショートが続いていてもランプ駆動回路の負担を軽くできるから、その損傷を防ぐことが可能であり、且つ、時間がたつと、ランプショートが回復することもあるため、そのようなことを考慮すれば、ランプ点灯不許可の処理に代えてランプへの供給電力を下げる処理を行うことも考えれる。なお、ランプ点灯不許可に代えて、ランプへの供給電力を下げるようにするためには、図１において、ランプ駆動回路４でのＰＷＭ制御信号のパルス幅を短くすれば良い。

この発明の実施形態であるプロジェクタの概略ブロック図 定電力制御を行うときのＰＷＭ制御信号の波形を示す図 制御部の動作を設定するテーブルを示す図 ソフト処理を行うときの制御部の動作を示すフローチャート

符号の説明

１−ランプ
４−ランプ駆動回路
５−スイッチング素子
７−平滑回路

Claims (5)

1. プロジェクタのランプ駆動電流を検出するランプ駆動電流検出回路を備え、このランプ駆動電流検出回路で検出したランプ駆動電流に基づいてランプが定電力駆動されるように該ランプ駆動電流をＰＷＭ制御するプロジェクタのランプ駆動装置において、
   電源オン後一定時間経過したときから前記ランプのＰＷＭ制御信号を平滑することにより該信号のパルス幅を複数回検出し、それぞれで検出した該パルス幅がいずれも一定幅以下であるとランプショートと判定するランプショート判定手段を設け、
   前記ランプショート判定手段は、１回目のパルス幅検出で該パルスが一定幅以下であることを検出するとランプ駆動をオフし、一定の待機時間経過後に再度ランプ駆動をオンして前記一定時間経過したときに２回目のパルス幅検出を行い、該パルス幅が一定幅以下であることを検出するとランプショートと判定することを特徴とする、プロジェクタのランプ駆動装置。
2. プロジェクタのランプ駆動電流を検出するランプ駆動電流検出回路を備え、このランプ駆動電流検出回路で検出したランプ駆動電流に基づいてランプが定電力駆動されるように該ランプ駆動電流をＰＷＭ制御するプロジェクタのランプ駆動装置において、
   電源オン後一定時間経過したときから前記ランプのＰＷＭ制御信号のパルス幅を複数回検出し、それぞれで検出した該パルス幅がいずれも一定幅以下であるとランプショートと判定するランプショート判定手段を設けたことを特徴とする、プロジェクタのランプ駆動装置。
3. 前記ランプショート判定手段は、１回目のパルス幅検出で該パルスが一定幅以下であることを検出するとランプ駆動をオフし、一定の待機時間経過後に再度ランプ駆動をオンして前記一定時間経過したときに２回目のパルス幅検出を行い、該パルス幅が一定幅以下であることを検出するとランプショートと判定する、請求項３記載のプロジェクタのランプ駆動装置。
4. 前記ランプショートと判定したときに、ランプへの供給電力を低下させて定電力駆動を行う請求項２または３記載のプロジェクタのランプ駆動装置。
5. 前記ランプショート判定手段は、ＰＷＭ制御信号を平滑することにより該信号のパルス幅を検出する請求項２〜４のいずれかに記載のプロジェクタのランプ駆動装置。

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