JP2009016040A - 複数の高圧放電ランプの点灯方法、その点灯装置、ランプシステム及び投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 消灯直後の再始動可能時間及び照度立ち上がり時間を短縮できる複数の高圧放電ランプの点灯方法等を提供することを目的とする。
【解決手段】 本点灯方法は、定常用ランプと、照度立ち上がり時間が定常用ランプのその時間よりも早い始動用ランプとを組み合わせて点灯させる。この方法は、両ランプの点灯条件を制御する制御モードを前回の定常用ランプ消灯からの経過時間から設定するステップ（ステップＳ２）と、決定された制御モードに従って始動用ランプと定常用ランプの点灯を指示するステップ（ステップＳ３）とを含み、各制御モードには、両ランプを同時に点灯始動させたり、始動用ランプが定常点灯状態になったときに始動用ランプを消灯したり、前回の消灯から時間が余り経過していないときは、先に始動用ランプを点灯始動させてその後に定常用ランプを始動させたりする制御が含まれている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、複数の高圧放電ランプの点灯方法、その点灯装置、ランプシステム及び投射型表示装置に関する。

液晶パネルを利用した投射型画像表示装置の光源は、高い輝度を必要とするため、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の高圧放電ランプ（以下、単に「ランプ」という。）が使用されている。
一方、ランプは、消灯直後に点灯を再始動させる場合に、その再始動が難しいという性質を有する。これは、消灯直後は、ランプの温度が十分に下がっていないため、放電空間内の圧力が高く、インピーダンスが高いからである。

ここで、ランプを消灯した後に、ランプの温度が下がりブレークダウン可能な状態になるまでの時間を「再始動可能時間」とする。
従って、再始動可能時間の長いランプを利用した投射型画像表示装置は、電源をオフした後、直ぐに電源をオンしてもランプはブレークダウンできないため、画像が現れるまでの時間が長くなってしまう。但し、一般的に消灯後、約１分間は再始動できない。

再始動可能時間を短縮し、瞬時に再始動を実現させる技術として、複数のランプを用いて、電源がオンされる毎に使用する（点灯させる）ランプを切換え、同じランプが連続して使用されることがないようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開平７−３１９０６８号公報

近年、投射型画像表示装置において、上記の再始動可能時間の短縮はもとより、さらに、電源オンからランプの照度が十分に高くなるまでの時間短縮、つまり、ランプの始動から定常点灯状態になるまでの時間短縮が強く要望されている。これに対して上記技術では、始動から定常点灯状態になるまでの時間短縮を図ることができないのである。
なお、ランプを始動させた場合に、始動してからの時間と照度との関係において照度が、ランプの定常点灯時の照度に立ち上がるまでの時間を「照度立ち上がり時間」といい、上記の再始動可能時間と区別する。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、消灯直後の再始動可能時間の短縮を図り、しかも照度立ち上がり時間の短縮も同時に図ることができる複数の高圧放電ランプの点灯方法、その点灯装置、ランプシステム及び投射型画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る点灯方法は、複数の高圧放電ランプを組み合わせて点灯させる方法であって、前記複数の高圧放電ランプには、始動用高圧放電ランプと定常用高圧放電ランプとがあり、前記始動用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間が前記定常用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間よりも短く、前記始動用高圧放電ランプを前記定常用高圧放電ランプと同時に、又は時期をずらして始動、点灯させた後、前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達するまでの間、前記始動用高圧放電ランプの照度と前記定常用高圧放電ランプの照度との和が前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度を越えないように前記始動用高圧放電ランプの照度を制御し、前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達したとみなされると、前記始動用高圧放電ランプを消灯させることを特徴としている。

ここでの「始動用高圧放電ランプ」及び「定常用高圧放電ランプ」の数については、特に限定するものではなく、始動用高圧放電ランプが１つで、定常用高圧放電ランプが２つ以上であっても良いし、逆に、始動用高圧放電ランプが２つ以上で、定常用高圧放電ランプが１つであっても良い。さらには、両高圧放電ランプとも２つ以上であっても良い。
さらに「高圧放電ランプ」は、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプを含んだ概念であり、一方のランプのみを使用しても良いし、さらには、両方のランプを組み合わせて使用しても良い。

また、ここでいう「前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達したとみなされると」とは、高圧放電ランプの点灯をプログラム等によって制御する場合では、定常用高圧放電ランプの点灯状態がプログラム上略定常点灯に達したとしているときを含み、また、ランプ電圧の変化を実際に検出してその変化分が小さくなった場合に定常点灯状態に達したと判断するときや、さらには、定常用高圧放電ランプの照度を実際に検出して、その検出値から定常点灯状態に達したと判断するとき等を含む概念である。

始動用高圧放電ランプの消灯は、定常用高圧放電ランプが前記定常点灯状態に達したとみなされたときに行われても良い。また、始動用高圧放電ランプの照度を遮蔽体で遮蔽してその照度を調節する等の場合では、照度が完全に遮蔽された後は始動用高圧放電ランプの照度が定常用高圧放電ランプの照度に影響を及ぼさないので、前記定常点灯状態に達したとみなされた後でも直ちに消灯させる必要がなく、所定時間を経過してから行われても良い。

本発明に係る点灯装置は、複数の高圧放電ランプを組み合わせて点灯させる点灯装置であって、前記複数の高圧放電ランプには、始動用高圧放電ランプと定常用高圧放電ランプとがあり、前記始動用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間が前記定常用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間よりも短く、前記始動用高圧放電ランプを前記定常用高圧放電ランプと同時に、又は時期をずらして始動、点灯させる点灯手段と、前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達するまでの間、前記始動用高圧放電ランプの照度と前記定常用高圧放電ランプの照度との和が前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度を越えないように前記始動用高圧放電ランプの照度を制御する照度制御手段と、前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達したとみなされると、前記始動用高圧放電ランプを消灯させる消灯手段とを備えることを特徴としている。

本発明に係る点灯方法では、定常用高圧放電ランプが定常点灯している間（定常用高圧放電ランプの照度が所定値に達した以降）は、始動用高圧放電ランプを点灯させる必要がなく消灯させることができるので、始動用高圧放電ランプの温度は十分に低くなっており、定常用高圧放電ランプの消灯直後に、電源がオンされた場合でも、始動用高圧放電ランプは直ちに始動することができる。これにより、再始動可能時間の短縮を図ることができる。

さらに、始動用高圧放電ランプの始動時に、定常用高圧放電ランプもその状態によっては、同時に始動させることができる場合がある。この場合は、高圧放電ランプから照射される全体の照度が始動用高圧放電ランプの照度と定常用高圧放電ランプの照度との和になり、例えば、定常用高圧放電ランプを１つ用いたときよりも照度立ち上がり時間が短くなる。

また、始動用高圧放電ランプの点灯時間は、定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達するまでの時間のみであるため、例えば、ランプ交換頻度を少なくできる。
なお、本発明に係る点灯装置も、上記点灯方法と同様の効果が得られる。

実施の形態として、本発明に係る投射型画像表示装置についてそれぞれ図面を参照しながら説明する。なお、本投射型画像表示装置の光源には、本発明に係るランプシステムが使用されている。また、ランプシステムに使用されている高圧放電ランプを点灯させる点灯装置及び点灯方法も本発明に係る点灯装置及び点灯方法が用いられる。
１．投射型画像表示装置の構造
図１は、本実施の形態に係る液晶プロジェクタの概略構成図である。

液晶プロジェクタ１は、図１に示すように、光源部３、光学系５、投射レンズ部７等を備える。
光源部３は、２つのランプユニット１０ａ，１０ｂと、ランプユニット１０ａ，１０ｂから放射された光を所定方向に反射させる反射板１５，１７，１９，２１と、反射した光を効率良く均一化するインテグレータ２３とを備える。

ランプユニット１０ａ，１０ｂは、高圧放電ランプの一種である高圧水銀ランプ１１ａ，１１ｂと、反射鏡１３ａ，１３ｂとを備え、図外の点灯装置によって始動され、その点灯が維持され、そして、消灯される。
高圧水銀ランプは２つのタイプがあり、その１つが、液晶プロジェクタ１の電源がオンされた後、主に照度の立ち上がるまでの期間に使用する始動用ランプ（始動用高圧放電ランプ）１１ａで、もう１つが、定常点灯時に使用される定常用ランプ（定常用高圧放電ランプ）１１ｂである。

図２は、ランプを始動してからの時間と照度との関係を示す図である。なお、時間と照度との関係を照度立ち上がり特性といい、図中の実線は始動用ランプ１１ａの照度立ち上がり特性を、破線は定常用ランプ１１ｂの照度立ち上がり特性をそれぞれ示す。
定常用ランプ１１ｂと始動用ランプ１１ａとの照度立ち上がり特性は、図２から明らかなように、始動してからの時間が同じである場合、始動用ランプ１１ａの照度立ち上がりの方が、定常用ランプ１１ｂの照度立ち上がりよりも速くなっている。つまり、始動用ランプ１１ａの方が、定常用ランプ１１ｂよりも、照度立ち上がり時間が短い。

図２では、始動の開始時間が同じである場合、始動用ランプ１１ａの照度立ち上がり時間が、定常用ランプ１１ｂの照度立ち上がり時間の約１／２倍となっているが、両ランプ１１ａ，１１ｂの照度立ち上がり時間の関係は、始動用ランプ１１ａの照度立ち上がり時間が定常用ランプ１１ｂの照度立ち上がり時間よりも短ければ良く、図２で示すような、照度立ち上がり時間の比が２倍に限定するものではない。

光学系５は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）用の液晶パネル２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂと、光源部３からの光を選択するカラーフィルタ（ダイクロイックミラー）２７，２９と、選択された光を液晶パネル２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂへと反射させる反射板３１，３３，３５と、液晶パネル２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂを透過した光を１つにまとめて投射レンズ部７と向かわせるダイクロイックプリズム３７とを備える。

２．点灯部
１）回路構成
図３は、点灯装置の構成を示すブロック図である。
点灯装置４１は、同図に示すように、ＤＣ電源回路４３、電子安定器４５ａ，４５ｂ、主制御回路４７を備える。

ＤＣ電源回路４３は、交流電源に接続され、交流電圧（例えば１００Ｖ）を直流電圧に変換し、その直流電圧を電子安定器４５ａ，４５ｂ、主制御回路４７にそれぞれ供給する。
２つの電子安定器４５ａ，４５ｂの内、電子安定器４５ａは始動用ランプ１１ａの点灯等（以下、「点灯等」には、始動、点灯の維持、消灯が含まれるものとする。）を行い、電子安定器４５ｂは、定常用ランプ１１ｂの点灯等（点灯の始動、維持、消灯）を行う。なお、２つの電子安定器４５ａ，４５ｂは、ランプ１１ａ，１１ｂに電力を供給する電力値等が異なるだけで、その構成は略同じであり、以下、各構成をまとめて説明する。

電子安定器４５ａ，４５ｂは、図３に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ，５１ｂ、ＤＣ／ＡＣインバータ５３ａ，５３ｂ、高圧パルス発生回路５５ａ，５５ｂ、管電流検出回路５７ａ，５７ｂ、管電圧検出回路５９ａ，５９ｂ及び制御回路６１ａ，６１ｂを備える。なお、符号の末尾に「ａ」を含むものは始動用ランプ１１ａに関連するものを、末尾に「ｂ」を含むものは定常用ランプ１１ｂに関連するものをそれぞれ示している。

ＤＣ／ＤＣコンバータ５１ａ，５１ｂは、ＤＣ電源回路４３から供給された直流電圧を、後述の制御回路６１ａ，６１ｂからの指示に従って所定電圧の直流電圧に変換し、ＤＣ／ＡＣインバータ５３ａ，５３ｂに供給する。
ＤＣ／ＡＣインバータ５３ａ，５３ｂは、供給された直流電圧から所定の周波数の交流電流（例えば、交流矩形電流）を生成してランプ１１ａ，１１ｂに印加する。高圧パルス発生回路５５ａ，５５ｂは、ランプ１１ａ，１１ｂを始動させるために必要となる、例えば高圧パルスを発生させるものである。

管電流検出回路５７ａ，５７ｂは、ランプ１１ａ，１１ｂに流れる電流に相当する電流（以下、「ランプ電流」という。）を検出するもので、検出結果は制御回路６１ａ，６１ｂに送られる。管電圧検出回路５９ａ，５９ｂは、ランプ１１ａ，１１ｂのランプ端子間電圧に相当する電圧（以下、「ランプ電圧」という。）を検出するもので、検出結果は制御回路６１ａ，６１ｂに送られる。

制御回路６１ａ，６１ｂは、主制御回路４７が指示する、後述する制御モードに従って、ランプ１１ａ，１１ｂを点灯等させる。制御回路６１ａ，６１ｂは、例えば、主制御回路４７が指示する制御モードに対応したテーブルを備え、主制御回路４７から指示された制御モードのテーブルに従って、ランプ電流、ランプ電圧等を制御して前記ランプ１１ａ，１１ｂを点灯等させる。

主制御回路４７は、定常用ランプ１１ｂの点灯制御を制御回路６１ｂに指示すると共に、定常用ランプ１１ｂが定常点灯状態に達するまでの間、始動用ランプ１１ａの照度と定常用ランプ１１ｂの照度との和が、定常用ランプ１１ｂの定常点灯時の照度を越えないように始動用ランプ１１ａの照度を制御すように、制御回路６１ｂに始動用ランプ１１ａの点灯制御を指示する。

換言すると、主制御回路４７は、両ランプ１１ａ，１１ｂの始動を制御したり、定常用ランプ１１ｂの照度に合わせて始動用ランプ１１ａの照度を調整しながら始動用ランプ１１ａの点灯を制御したりする。これらの点灯等の制御は、実際には、各制御モードに従って、各制御回路６１ａ，６１ｂがランプ１１ａ，１１ｂを点灯等させることで実施される。

主制御回路４７は、上記制御モードを、液晶プロジェクタ１の電源がオンされたときの定常用ランプ１１ｂの状態によって設定している。液晶プロジェクタ１の電源がオンされたときの定常用ランプ１１ｂの状態は、具体的には、定常用ランプ１１ｂの温度状態であり、前回の消灯時からの経過時間と定常用ランプ１１ｂの温度との関係を予め実験により求めておき、前回の消灯時からの経過時間から定常用ランプ１１ｂの状態を想定している。

なお、主制御回路４７は、前回の消灯時からの経過時間をタイマ４９から取得し、この取得した時間から制御モードを設定し、設定した制御モードを各制御回路６１ａ，６１ｂに指示している。
２）制御モードについて
ここでは、制御モードとして、例えば、以下の３つを想定している。

つまり、定常用ランプ１１ｂについては、前回の消灯からの経過時間によっては、電源がオンされても直ちに始動することができない場合があり、始動用ランプ１１ａと定常用ランプ１１ｂの点灯時期が一致しないこともある。制御モードは、両ランプ１１ａ，１１ｂの点灯時期が一致する場合と、異なる２つの場合とを想定して、各場合での始動用ランプ１１ａの照度を、定常用ランプ１１ｂの照度との関係で調整しながら、両ランプ１１ａ，１１ｂを点灯させる。

２−１．低温モード
低温モードは、液晶プロジェクタ１の電源オンに基づく今回の点灯始動が前回の定常用ランプ１１ｂが消灯してからの経過時間が時間Ｔ１（例えば、ランプが１００Ｗの定格ランプ電力の場合、前記時間Ｔ１は１０（分）である。）以上であるときに設定され、ランプ１１ｂの温度が略室温になっている状態で、両ランプ１１ａ，１１ｂを同時に始動する場合の制御モードである。なお、時間Ｔ１は、上述したが、実験等により予め求められている。

図４は、始動用ランプ１１ａと定常用ランプ１１ｂとを低温モードで点灯させた場合の照度立ち上がり特性図である。図中の実線は液晶プロジェクタの照度立ち上がり特性を、一点鎖線は始動用ランプ１１ａの照度立ち上がり特性を、破線は定常用ランプ１１ｂの照度立ち上がり特性をそれぞれ示す。
主制御回路４７は、制御回路６１ａに始動用ランプ１１ａを、制御回路６１ｂに定常用ランプ１１ｂを、図４に示す低温モードでそれぞれ始動するよう指示する。

つまり、低温モードでは、制御回路６１ａは始動用ランプ１１ａを定常点灯させるべく始動、点灯させ、制御回路６１ｂも、始動用ランプ１１ａの始動に合わせて（略同時に）定常用ランプ１１ｂを定常点灯させるべく始動、点灯させ、液晶プロジェクタ１の電源がオフになるまで、定常点灯を維持させる。
一方、制御回路６１ａは、前記始動用ランプ１１ａを始動させた後、始動からの時間が時間ｔ１になると始動用ランプ１１ａの照度を減少させ、始動からの時間が時間ｔ２になると消灯させる。始動からの時間が時間ｔ１から時間ｔ２までの期間で行われる照度減少は、始動からの時間が時間ｔ１以降の定常用ランプ１１ｂの照度の増加分に相当し、始動用ランプ１１ａの照度と定常用ランプ１１ｂの照度との和が、目標値（定常用ランプ１１ｂの定常点灯時の照度）と一致する。

つまり、制御回路６１ｂは、定常用ランプ１１ｂを通常に点灯させる一方、制御回路６１ａは、始動用ランプ１１ａを点灯させ、当該照度と定常用ランプ１１ａの照度との和が定常用ランプ１１ｂの定常点灯時の照度を超えそうになると、始動用ランプ１１ａの照度を減少するように点灯維持し、定常用ランプ１１ｂが自己の定常点灯時の照度になると、始動用ランプ１１ａを消灯させる。

ここで、制御回路６１ａ，６１ｂは、上述したが、各ランプ１１ａ，１１ｂの照度立ち上がり特性が図４となるような低温モード用のテーブル（実験により求めている）をそれぞれ有し、このテーブルに沿って、ランプ１１ａ，１１ｂに印加する電圧、電流、電力等を変化させている。つまり、図４に示す照度立ち上がり特性となるように予め作成されたプログラムが実行される。

２−２．高温モード
高温モードは、液晶プロジェクタ１の電源のオンに基づく今回の始動が前回の定常用ランプ１１ｂが消灯してからの経過時間がＴ２（例えば、ランプが１００Ｗの定格ランプ電力の場合、前記時間Ｔ２は１（分）である。）以内のときに設定され、前回の消灯から定常用ランプ１１ｂの温度が高く直ちに定常用ランプ１１ｂを始動させることができない状態で、最初に始動用ランプ１１ａを始動させ、その後に定常用ランプ１１ｂを始動させる場合の制御モードである。なお、時間Ｔ２は、上述したが、実験等により予め求められている。

図５は、始動用ランプ１１ａと定常用ランプ１１ｂとを高温モードで点灯させた場合の照度立ち上がり特性図である。図中の実線は液晶プロジェクタの照度立ち上がり特性を、一点鎖線は始動用ランプ１１ａの照度立ち上がり特性を、破線は定常用ランプ１１ｂの照度立ち上がり特性をそれぞれ示す。なお、図５では、前回のランプの消灯も記載し、この消灯した時間を基準に、つまり、定常用ランプ１１ｂの前回の消灯からの経過時間で説明する。

液晶プロジェクタ１の今回の点灯は、前回の消灯からの経過時間が時間ｔ３（ｔ３＜Ｔ２）であり、定常用ランプ１１ｂの温度が高温な状態で行われる。なお、定常用ランプ１１ｂは、背景技術で説明したように、消灯直後に再始動させるのが困難であり、所定時間（つまり、上記時間Ｔ２であり、また図５の時間「ｔ４」であり、例えば、ランプが１００Ｗの定格ランプ電力の場合、１（分）である。）をおいてから点灯を始動させる必要がある。

主制御回路４７は、制御回路６１ａに始動用ランプ１１ａを、制御回路６１ｂに定常用ランプ１１ｂを、図５に示す高温モードでそれぞれ点灯等するよう指示する。
つまり、高温モードでは、制御回路６１ａは始動用ランプ１１ａを定常点灯させるべく始動させる。始動用ランプ１１ａは、前回の点灯において定常用ランプ１１ｂが定常点灯（定常点灯状態）なった時点で消灯しており、電源オンと同時に始動できる。

一方、定常用ランプ１１ｂは、前回の消灯（図中「０」で示す。）からの経過時間が短く、まだ定常用ランプ１１ｂを始動できる状態ではない。この状態は、前回の消灯を基準にして時間ｔ４が経過するまで続き、この時間ｔ４になると、制御回路６１ｂは定常用ランプ１１ｂを始動させ、時間ｔ５になると定常点灯となる。
これにあわせて、制御回路６１ａは、前回の消灯からの経過時間が時間ｔ４になる（つまり、定常用ランプ１１ｂが始動、点灯する）と始動用ランプ１１ａの照度を減少させ、経過時間が時間ｔ５になる（定常用ランプ１１ｂが定常点灯となる。）と消灯させる。

つまり、制御回路６１ｂは、定常用ランプ１１ｂを点灯可能状態になると通常に点灯させる。一方、制御回路６１ａは、先に始動用ランプ１１ａを点灯させているため、当該照度と、点灯を開始した定常用ランプ１１ａの照度との和が定常用ランプ１１ｂの定常点灯時の照度を超えないように、始動用ランプ１１ａの照度を減少するように点灯維持し、定常用ランプ１１ｂが自己の定常点灯時の照度になると、始動用ランプ１１ａを消灯させる。

経過時間が時間ｔ４から時間ｔ５までの期間で行われる照度減少は、経過時間が時間ｔ４に始動した定常用ランプ１１ｂの照度の増加分に相当し、始動用ランプ１１ａの照度と定常用ランプ１１ｂの照度との和が、目標値（定常用ランプ１１ｂの定常点灯時の照度）と一致する。
ここで、制御回路６１ａ，６１ｂは、上述の低温モードと同様に、各ランプ１１ａ，１１ｂの照度立ち上がり特性が図５となるような高温モード用のテーブル（実験により求めている）を有し、このテーブルに沿って、ランプ１１ａ，１１ｂに印加する電圧、電流、電力等を変化させている。つまり、図５に示す照度立ち上がり特性となるように予め作成されたプログラムが実行される。

２−３．中温モード
中温モードは、液晶プロジェクタ１の電源のオンに基づく今回の点灯始動が前回の定常用ランプ１１ｂが消灯してからの経過時間が、定常用ランプ１１ｂが始動可能な時間Ｔ２以上（例えば、１（分））経過しているが、定常用ランプ１１ｂの温度が室温にまで降温する程の時間Ｔ１（例えば、１０（分））が経過していない状態には達していない状態で、ランプを始動する場合の制御モードである。つまり、高温モードと低温モードの略中間の状態での制御モードである。

図６は、始動用ランプ１１ａと定常用ランプ１１ｂとを中温モードで点灯させた場合の照度立ち上がり特性図である。図中の実線は液晶プロジェクタの照度立ち上がり特性を、一点鎖線は始動用ランプ１１ａの照度立ち上がり特性を、破線は定常用ランプ１１ｂの照度立ち上がり特性をそれぞれ示す。
主制御回路４７は、制御回路６１ａに始動用ランプ１１ａを、制御回路６１ｂに定常用ランプ１１ｂを、図６に示す中温モードでそれぞれ始動するよう指示する。

つまり、中温モードでは、制御回路６１ａは始動用ランプ１１ａを定常点灯させるべく始動させる。始動用ランプ１１ａは、上述の高温モードと同様に、前回の点灯において定常用ランプ１１ｂが定常点灯状態なった時点で消灯しており、電源オンと同時に始動できる。
一方、定常用ランプ１１ｂは、前回の消灯からの経過時間が時間Ｔ２以上であるため、液晶プロジェクタ１の電源オンと同時に点灯始動させることができる。このため、制御回路６１ｂは、始動用のランプ１１ｂの始動に合わせて（略同時に）定常用ランプ１１ｂ始動させ、ランプ１１ａ，１１ｂの始動からの時間が時間ｔ７になると定常点灯となる。

定常用ランプ１１ｂの点灯にあわせて、制御回路６１ａは、始動からの時間が時間ｔ６になると、定常用ランプ１１ｂと始動用ランプ１１ａの両照度の和が定常用ランプ１１ｂの定常点灯時の照度（目標値）に達するため、始動用ランプ１１ａの照度を減少させ、始動からの時間が時間ｔ７になる（定常用ランプ１１ｂが定常点灯となる。）と消灯させる。

始動からの時間ｔ６から時間ｔ７までの期間で行われる照度減少は、時間ｔ６以降で点灯を維持する定常用ランプ１１ｂの照度の増加分に相当し、始動用ランプ１１ａの照度と定常用ランプ１１ｂの照度との和が、目標値（定常用ランプ１１ｂの定常点灯時の照度）に一致する。
ここで、制御回路６１ａ，６１ｂは、上述の低温及び高温モードと同様に、各ランプ１１ａ，１１ｂの照度立ち上がり特性が図６となるような中温モード用のテーブル（実験により求めている）を有し、このテーブルに沿って、ランプ１１ａ，１１ｂに印加する電流を変化させている。つまり、図６に示す照度立ち上がり特性となるように予め作成されたプログラムが実行される。

３）制御内容
図７は、主制御回路の処理内容を示すフローチャート図である。
主制御回路４７は、先ず、液晶プロジェクタ１の電源のオフに基づく前回の消灯から今回の始動までの経過時間Ｔをタイマから取得する（ステップＳ１）。取得した経過時間Ｔから始動用ランプ１１ａと定常用ランプ１１ｂとの点灯に関する制御モードを設定し（ステップＳ２）、設定された制御モードを制御回路６１ａ，６１ｂに指示する（ステップＳ３）。

これにより、指示を受けた制御回路６１ａ，６１ｂは、指示された制御モードに対応して予め作成され記憶されているテーブルに従ってランプ電流等を変化させて、始動用ランプ１１ａと定常用ランプ１１ｂとを始動、点灯維持、消灯を行う。
次に、ステップＳ４で、液晶プロジェクタの電源がオフされたか、つまり、光源として消灯の指示があったか否かを判定する。指示が無ければ、指示があるまで消灯指示の有無の判定が繰り返され、指示があると、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、始動用ランプ１１ａが消灯しているか否かを判定し、始動用ランプ１１ａが消灯している（図中の「Ｙｅｓ」である。）ときは、ステップＳ６に進んで、定常用ランプ１１ｂのみを消灯させ、始動用ランプ１１ａが消灯していない（図中の「Ｎｏ」である。）ときは、ステップＳ７に進んで、両ランプ１１ａ，１１ｂを消灯させる（ステップＳ７に進むのは、例えば、図４でいうと、始動してからの時間がｔ２以内の場合である。）。

次に、制御モード設定処理について説明する。
図８は、制御モード設定処理の内容を示すフローチャート図である。
主制御回路４７は、先ず、図７のステップＳ１で取得した経過時間Ｔが時間Ｔ１（例えば、１０（分））以上か否かを判定する（ステップＳ２１）。経過時間Ｔが時間Ｔ１以上と判定されると（図中の「Ｙｅｓ」である。）、制御モードを低温モードに設定し（ステップＳ２２）、図７のステップＳ３に進む。ここでの時間Ｔ１は、前回の消灯から、定常用ランプ１１ｂが十分に冷えるのに要する時間である。

ステップＳ２１で経過時間Ｔが時間Ｔ１未満と判定されると（図中の「Ｎｏ」である。）、ステップＳ２３に進んで、経過時間Ｔが時間Ｔ２（例えば、５（分））以上か否かを判定する。
ステップＳ２３で、経過時間Ｔが時間Ｔ２以上と判定されると（図中の「Ｙｅｓ」である。）、制御モードを中温モードに設定し（ステップＳ２４）、図７のステップＳ３に進む。ここでの時間Ｔ２は、前回の消灯から経過時間が、定常用ランプ１１ｂの始動を直ちに行える状態にまで定常用ランプ１１ｂの温度が低下するまでの時間であり、経過時間が時間Ｔ２より短いと、定常用ランプ１１ｂは、その温度がまだ高く、直ちに始動できない状態である。

ステップＳ２３で、経過時間Ｔが時間Ｔ２未満と判定されると（図中の「Ｎｏ」である。）、制御モードを高温モードに設定し（ステップＳ２５）、図７のステップＳ３に進む。
３．まとめ
１）低温モード
光源部３を構成する定常用ランプ１１ｂの温度が室温と略等しい状態で、液晶プロジェクタ１の電源がオンされると、図４に示すように、始動用ランプ１１ａと定常用ランプ１１ｂとの点灯が開始する。このとき、液晶プロジェクタ１の照度としては、定常用ランプ１１ｂと始動用ランプ１１ａの照度の和となる。

この両ランプ１１ａ，１１ｂの照度の和が目標値に達すると、定常用ランプ１１ｂは、その照度が目標値に達する（定常点灯になる）まで増加するように点灯が維持され、逆に、始動用ランプ１１ａは、定常用ランプ１１ｂの照度の増加に対応してその照度が減少するように点灯が維持され、やがて始動用ランプ１１ａは消灯する。
このように、液晶プロジェクタ１の光源として、定常用ランプ１１ｂと、当該定常用ランプ１１ｂよりも照度立ち上がり時間の短い始動用ランプ１１ａとの２つのランプ１１ａ，１１ｂを用いているため、液晶プロジェクタ１の光源としての照度の立ち上がり特性が、定常用ランプ１１ｂを１つ利用した立ち上がり特性、或いは、定常用ランプ１１ｂを２つ利用した立ち上がり特性よりも優れる。

そして、液晶プロジェクタ１の照度が目標値に達すると、始動用ランプ１１ａの照度を減少させた後に消灯している。一般的に、照度立ち上がり時間を短くするためには寿命特性を犠牲にしなければならず短寿命になる傾向にある。しかしながら、本発明にかかる始動用ランプは、主に液晶プロジェクタ１の電源がオンされたときにのみ使用されるので、その累積点灯時間が短く、結果的に長期間使用することができ、例えば、不点によるランプ交換回数を少なくできる。

２）高温モード
光源部３を構成する定常用ランプ１１ｂの温度が高温の状態（前回の電源オフからの経過時間が短い状態）で、液晶プロジェクタの電源がオンされると、図５に示すように、始動用ランプ１１ａのみがまず始動する。これは、定常用ランプ１１ｂの温度が高温の状態では、発光管内の蒸気圧が高いために始動し難く、始動用ランプ１１ａのみの始動となる。このとき、液晶プロジェクタ１の照度は、当然始動用ランプ１１ａの照度となる。

そして、時間が経過して定常用ランプ１１ｂの温度が下がり、定常用ランプ１１ｂの始動が可能となり、定常用ランプ１１ｂが始動すると、始動用ランプ１１ａは、定常用ランプ１１ｂの点灯による照度の増加にともなって、その照度を減少させ、定常用ランプ１１ｂの照度が目標値に達すると、始動用ランプ１１ａが消灯する。
このように、液晶プロジェクタ１の電源が前回のオフから間もなくオンされても、始動用ランプ１１ａの点灯が開始するので、従来の、定常用ランプを２つ利用して交互に点灯させる場合と同様に、電源オンにあわせて直ちに始動用ランプ１１ａを始動させることができる。

特に、始動用ランプ１１ａは、定常用ランプ１１ｂに比べて、照度立ち上がり時間が短いので、高温モードでの液晶プロジェクタ１の照度立ち上がり特性は、低温モードでの液晶プロジェクタ１の照度立ち上がり特性よりは劣るものの、定常用ランプを電源オンごとに交互に切換えて使用する液晶プロジェクタの照度立ち上がり特性よりは優れる。
この場合においても、始動用ランプ１１ａは、主に、液晶プロジェクタ１の電源がオンされたときにのみ使用されるので、その累積点灯時間が短く、結果的に長期間使用することができ、例えば、不点によるランプ交換回数を少なくできる。

なお、実施の形態では、始動用ランプ１１ａ及び定常用ランプ１１ｂの点灯等に関する制御モードは、高温、中温、低温の３つの制御モードであったが、３つ以上の制御モードで、ランプの点灯に関する制御を行っても良い。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例をさらに実施することができる。

１．ランプについて
実施の形態では、始動用ランプ１１ａとして、定常用ランプ１１ｂの照度の立ち上がり特性よりも優れたランプを利用した。ここでは、簡単にランプの構成について説明した後、具体的に、立ち上がり特性を高めるための具体的な方法について説明する。
図９は、高圧放電ランプの概略断面図である。

ランプ１１は、図９に示すように、内部に放電空間７１を有する放電容器７３と、前記放電空間７１の内部で先端同士が所定の間隔をおいて（図中「Ｄ」で示す）対向する状態で両封止部７５，７７に封着されている電極構成体７９，８１とからなる。
放電容器７３は、略回転楕円体形状をした発光部８３と、この発光部８３の両側に設けられた封止部７５，７７とから構成され、発光部８３の内部に放電空間７１を有する。なお、放電空間７１には、発光物質、始動補助用ガス等が封入されている。

電極構成体７９，８１は、電極部８５，８７、金属箔８９，９１及び外部リード線９３，９５がこの順で接続（例えば、溶接により固着されている）されてなる。
電極部８５，８７は、放電空間７１において、略一直線上に対向するように配設されており、電極軸９７，９９と、この電極軸９７，９９の先端に設けられた電極コイル１０１，１０３とからなる。

１）ランプ設計からのアプローチ
ランプの点灯始動時における立ち上がり特性は、放電空間の温度を早く上げれば良い。つまり、放電空間内の発光物質（例えば、水銀）を早く蒸発させれば良い。具体例を以下に示す。
１−１．発光部の肉厚
発光部を構成する部分の肉厚を薄くすると、点灯開始後の発光部を構成する材料の温度が上昇しやすくなり、結果的に、放電空間の温度上昇を早めることができる。

１−２．発光部の内容積
発光部の内容積、つまり、放電空間の容積を小さくすると、温度上昇の早い電極部の先端と発光部の最冷点（電極部の根元）との距離を縮めることになり、結果的に、最冷点に集まった水銀を早く蒸発させることができる。
１−３．電極間距離
発光部内で対向配置されている一対の電極間の距離を広げると、温度上昇の早い電極部の先端と発光部の最冷点（電極の根元）との距離を縮めることになり、結果的に、最冷点に集まった水銀を早く蒸発させることができる。

１−４．電極部
電極部を小さくすると、電極部の温度が高まるため水銀を早く蒸発させることができる。
１−５．封入ガス
放電空間に封入されるガスとして、例えば、キセノンを封入すると、キセノン発光を利用することができるため、照度立ち上がり時間を短くすることができる。

２）回路設計からのアプローチ
ランプに印加する電流を増やすことで、電極でのジュール熱が増え、結果的に温度上昇を促進させることができる。なお、ランプに印加する電流を増やすことで、ランプの寿命が短くなるが、光源として点灯される累積時間が短いため、始動用ランプを不点等によるランプ交換を頻繁に行うようなことはない。

３）ランプの品種
実施の形態等では、特にランプの品種について説明しなかったが、高圧放電ランプであれば良く、例えば、高圧水銀ランプであって良いし、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ等であっても良い。さらには、始動用ランプと定常用ランプとの種類が異なっても良い。また、ランプについての定格ランプ電力等も特に限定されるものではない。

２．ランプの数
実施の形態におけるランプは、始動用ランプ１１ａ及び定常用ランプ１１ｂが１個ずつの計２個であったが、本発明に係るランプの数はそれぞれ１個に限定するものではない。例えば、定常用ランプを２個以上利用し、始動用ランプを１個と利用しても良い。さらには、定常用ランプを１個利用し、始動用ランプを２個以上利用しても良い。

なお、ランプの数は、装置内における光源部を収納するためのスペース、光源として要求される照度等を考慮して決定する必要がある。
３．主制御回路
１）ランプ状態
上記実施の形態では、始動用ランプの照度の制御について、予め複数の制御モードを設定しておき、当該複数の制御モードを電源オン時のランプ状態から何れに該当するか否かを判定し、その判定された制御モードでランプを点灯させている。

そして、電源オン時のランプ状態を、前回の消灯からの経過時間から判定している。しかしながら、定常用ランプ消灯後の経過時間以外でランプ状態を判定しても良い。経過時間以外の例として、例えば、ランプの温度があり、発光部の温度そのものを基準にしても良い。この場合、点灯装置は、定常用ランプ（発光部）の温度を検出するセンサー備え、液晶プロジェクタの電源がオンされたときに定常用ランプの温度を検出して、この温度から制御モードを決定しても良い。

２）始動用ランプの照度
実施の形態では、液晶プロジェクタの光源としての照度を予め設定（実施の形態での目標値と同じである。）し、定常用ランプと始動用ランプとの照度が予め設定した照度立ち上がり特性を示すように作成されたプログラムによって、ランプの点灯等を制御しているが、他の方法で、始動用ランプの照度を検知して制御しても良い。

例えば、両ランプが点灯維持されているときは、液晶プロジェクタの光源の照度は、定常用ランプの照度と始動用ランプの照度との和となる。従って、点灯中の定常用ランプの照度が分かれば、液晶プロジェクタの照度の設定値から定常用ランプの照度を減算することで、始動用ランプの必要な照度が分かり、この照度に対応する点灯条件を予め記憶させて、この条件で始動用ランプの点灯等を制御すれば良い。

このような点灯装置は、定常用ランプを点灯させる定常用点灯部と、定常用ランプの照度を検出するセンサーと、この検出された照度から始動用ランプの照度を算出する算出部と、始動用ランプの照度と始動用ランプの点灯条件を関連付けて記憶している記憶部と、算出結果に基づいた点灯条件で始動用ランプを点灯させる始動用点灯部とを備えれば実施できる。

なお、実施の形態では、始動用ランプの照度は定常用ランプと同じであったが、定常用ランプの照度以上でも良いし、定常用ランプの照度以下でも良い。但し、定常用ランプの始動が直ちに行えない場合は、始動用ランプの照度だけが光源となるので、定常用ランプの照度以下であってもなるべく近い方が好ましい。
４．始動用ランプの照度減少
実施の形態では、始動用ランプ１１ａの照度減少をランプ電流等の調整により実施していたが、他の方法で始動用ランプからの光量を減少させても良い。他の方法としては、ランプからの光を遮蔽させる遮蔽体を用い、定常用ランプの照度にあわせて、始動用ランプからの光を前記遮蔽体で遮蔽すれば実施できる。この場合、始動用ランプは定常点灯を維持していても良いし、必要な照度以上の照度を有した状態で点灯を維持していても良い。

なお、このような遮蔽体を用いる場合、定常用ランプが定常点灯状態に達したとみなされたときに、遮蔽体で全光量を遮蔽し、その後に始動用ランプを消灯しても良い。

本発明は、消灯直後の再始動を可能とし、照度立ち上がり特性を向上させるのに利用できる。

本実施の形態に係る液晶プロジェクタの概略構成図である。 ランプの始動開始後の時間と照度の関係を示す照度立ち上がり特性を示す図である。 点灯部の構成を示すブロック図である。 定常用ランプと始動用ランプとを低温モードで点灯させた場合の照度立ち上がり特性図である。 定常用ランプと始動用ランプとを高温モードで点灯させた場合の照度立ち上がり特性図である。 定常用ランプと始動用ランプとを中温モードで点灯させた場合の照度立ち上がり特性図である。 主制御回路の処理内容を示すフローチャート図である。 制御モード設定処理の内容を示すフローチャート図である。 ランプの概略図である。

符号の説明

１ 液晶プロジェクタ
３ 光源部ランプ
５ 液晶表示部
７ 投射レンズ
１０ａ，１０ｂ ランプユニット
１１ａ 始動用ランプ
１１ｂ 定常用ランプ
１３ａ，１３ｂ 反射鏡
４１ 点灯部
４３ ＤＣ電源回路
４５ａ，４５ｂ 電子安定器
４７ 主制御回路
６１ａ，６１ｂ 制御回路

Claims (6)

1. 複数の高圧放電ランプを組み合わせて点灯させる点灯方法であって、
   前記複数の高圧放電ランプには、始動用高圧放電ランプと定常用高圧放電ランプとがあり、前記始動用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間が前記定常用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間よりも短く、
   前記始動用高圧放電ランプを前記定常用高圧放電ランプと同時に、又は時期をずらして始動、点灯させた後、
   前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達するまでの間、前記始動用高圧放電ランプの照度と前記定常用高圧放電ランプの照度との和が前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度を越えないように前記始動用高圧放電ランプの照度を制御し、
   前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達したとみなされると、前記始動用高圧放電ランプを消灯させることを特徴とする複数の高圧放電ランプの点灯方法。
2. 前記始動用高圧放電ランプの照度と前記定常用高圧放電ランプの照度との和が前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度に達したとみなされると、前記始動用高圧放電ランプの照度を前記定常用高圧放電ランプの照度の増加に従って減少させ、前記照度の和を前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度に維持する
   ことを特徴とする請求項１に記載の複数の高圧放電ランプの点灯方法。
3. 複数の高圧放電ランプを組み合わせて点灯させる点灯装置であって、
   前記複数の高圧放電ランプには、始動用高圧放電ランプと定常用高圧放電ランプとがあり、前記始動用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間が前記定常用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間よりも短く、
   前記始動用高圧放電ランプを前記定常用高圧放電ランプと同時に、又は時期をずらして始動、点灯させる点灯手段と、
   前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達するまでの間、前記始動用高圧放電ランプの照度と前記定常用高圧放電ランプの照度との和が前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度を越えないように前記始動用高圧放電ランプの照度を制御する照度制御手段と、
   前記定常用高圧放電ランプが定常点灯状態に達したとみなされると、前記始動用高圧放電ランプを消灯させる消灯手段と
   を備えることを特徴とする複数の高圧放電ランプの点灯装置。
4. 前記照度制御手段は、
   前記始動用高圧放電ランプの照度と前記定常用高圧放電ランプの照度との和が前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度に達したとみなされると、前記照度の和を前記定常用高圧放電ランプの定常点灯時の照度に維持するように、前記定常用高圧放電ランプの照度の増加に従って前記始動用高圧放電ランプの照度を減少させる
   ことを特徴とする請求項３に記載の複数の高圧放電ランプの点灯装置。
5. 複数の高圧放電ランプと、当該複数の高圧放電ランプを組み合わせて点灯させる点灯装置とを備えるランプシステムであって、
   前記複数の高圧放電ランプには、始動用高圧放電ランプと、照度立ち上がり時間が前記始動用高圧放電ランプの照度立ち上がり時間よりも長い定常用高圧放電ランプとがあり、
   前記点灯装置は、請求項３又は４に記載の点灯装置であることを特徴とするランプシステム。
6. 請求項５に記載のランプシステムを備えることを特徴とする投射型画像表示装置。

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