JP3850550B2

JP3850550B2 - Projection device using short arc lamp lighting device

Info

Publication number: JP3850550B2
Application number: JP10181898A
Authority: JP
Inventors: 和志冨永; 嗣漆原; 教一柵木; 英二亀山; 俊一岸本; 喜裕古田; 昭二武田
Original assignee: Iwasaki Denki KK; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Iwasaki Denki KK; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JPH11288790A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射鏡と組み合わせた発光管を備え、光学的に効率のよいショートアークランプ点灯装置を光源として用いたプロジェクション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、反射鏡と組み合わされる発光管のみからなるショートアークランプは、プロジェクション装置や映写機などの光源として用いられている。一方、近年、小型のアクティブマトリクスの液晶デバイスと光学部品と光源とを組み合わせて、パーソナルコンピュータからの入力で駆動されるプレゼンテーション用の液晶プロジェクション装置が普及しつつある。かかる液晶プロジェクション装置の特徴の一つとして、テレビのＣＲＴ表示部に比べ、表示部の面積に対して装置の大きさが相対的に小さいことが挙げられる。この特徴を、より一層向上させるために、液晶プロジェクション装置内に組み込まれている光源用のショートアークランプ装置も、より小型化が要求されている。
【０００３】
このような液晶プロジェクション装置などの映像機器の光源として用いられるランプは、反射鏡と組み合わせて用いる関係上、アーク幅が狭く、アーク長は短い方が良好な配光が得られるため、発光管を小さく設計する必要がある。このため、更には装置内に装着されて使用されるために、ランプ表面が高温となり変形するおそれがあるので、送風による冷却が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、ランプ装置は定格のランプ電力によりランプ点灯を行っており、液晶プロジェクション装置においても、映像信号が入力されず映像を写していない状態、すなわち映像信号レベルが変化せずブルーバックの待機状態においても、光源ランプは定格電力で点灯されていて、映像の投写の再開に備えている。しかしながら、待機状態においても定格電力で点灯されているため、ランプの定格寿命は映像を写していない待機状態においてもカウントされており、ランプの消耗が早まり問題となっている。また待機状態において、定格電力でランプ点灯を行っていることは、無駄に電力を消費していることになり、省電力、省資源という社会的な要請に反している。
【０００５】
そこで、ランプ寿命を長くすると共に省電力化を図るために、映像を写していない待機時に定格ランプ電力以下にして点灯する実験を行ってみたが、先に述べたように、ランプが装置内に装着されて用いられることやアーク幅が狭く且つアーク長が短く設計されているために、送風により冷却が行われているので、定格電力を低下させると、定格電力で設計されている封入発光金属の所定の蒸気圧が得られず、したがって発光管内が黒化し、逆にランプ寿命が著しく悪化してしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は、従来の液晶プロジェクション装置の光源として用いられるショートアークランプ装置における上記問題点を解消するためになされたもので、映像を写していない待機状態において定格ランプ電力以下で点灯を行い、ランプの長寿命化を図ると共に、省電力化を図ることの可能なショートアークランプ点灯装置を用いたプロジェクション装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に係る発明は、電極間距離が10mm以下のメタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプなどのショートアークランプの発光管を反射鏡と組み合わせてなるショートアークランプと、該ショートアークランプを直流で且つランプ電力を変えて点灯させるためのランプ電力可変供給手段とからなるショートアークランプ点灯装置と、映像信号で駆動される画像表示手段と、光学部品とを備えているプロジェクション装置において、前記プロジェクション装置の主電源が投入されている状態で、前記画像表示手段に入力される映像信号の信号レベルを検出する検出回路と、該検出回路により映像信号の信号レベルが所定時間変動せず待機状態であることが検出されたとき、前記ランプ電力可変供給手段が定格ランプ電力から定格未満のランプ電力を供給するように、該ランプ電力可変供給手段を制御するための制御信号を送出する制御手段を備えてプロジェクション装置を構成するものである。
【０００８】
このように構成することにより、検出回路により入力映像信号レベルが所定時間変動せず映像を写していない待機状態であることが検出されたとき、制御手段からの制御信号によりランプ電力可変供給手段が定格未満のランプ電力を供給するように制御され、定格未満のランプ電力でショートアークランプが点灯され、ショートアークランプの長寿命化と共にプロジェクション装置の省電力化を図ることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係るプロジェクション装置において、前記ショートアークランプ点灯装置は、更に前記ショートアークランプを冷却するための送風を行う送風量可変の送風手段と、該送風手段の送風量を制御する送風制御手段とを備え、前記送風制御手段は、前記制御手段により前記ランプ電力可変供給手段が前記ショートアークランプに定格ランプ電力を供給するように制御されている時には定格送風量で送風を行い、定格ランプ電力未満の電力を供給するように制御されている時にはそのランプ電力に応じて定格送風量より少なくするか送風を停止するように、前記送風手段を制御するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
このように構成することにより、映像信号の信号レベルが所定時間変動せず映像を写していない待機状態時には、定格ランプ電力未満で点灯し、且つランプ電力に応じて定格送風量より少ない送風量で送風冷却するか送風を停止することができるので、ショートアークランプの長寿命化と共に装置の省電力化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は本発明に係るプロジェクション装置の実施の形態におけるショートアークランプ点灯装置のランプ部分と送風手段部分の構成を示す斜視図である。図１において、１は最大外径９mmで内容積0.23ccの定格電力 120Ｗのショートアークメタルハライドランプ発光管で、該発光管１の両端には電極２ａ，２ｂが埋め込み固定されており、電極２ａ，２ｂ間の距離すなわちアーク長は 3.0mmに設定されている。そして、発光管１内には封入添加物として、DyＩ₃，NdＩ₃，CsＩをそれぞれ重量比で８：２：５としたものを 0.6mgと、InＩを 0.1mgと、HgBrを 0.2mgと、始動用アルゴンを約33,200Ｐa と、バッファガスとしての水銀を８mg封入している。なお、一方の電極（陽極）２ａは最大径φ1.8mm のタングステンロッドを用い先端径φ0.6mm ，芯棒径φ0.6mm で形成されており、他方の電極（陰極）２ｂはφ0.5mm の芯棒にφ0.35mmのタングステン線を巻回した長さ2.5mm のコイルを設けたもので形成されており、両電極２ａ，２ｂはモリブデン箔を介して外部リード線に接続されるようになっている。また、電極２ａ，２ｂの埋設部付近の発光管表面には、図示しない白色のアルミナシリカからなる耐熱保温兼反射膜が塗布形成されている。
【００１２】
発光管１は、コールドミラー付の楕円面反射鏡４の底部に口金３を介して固定され、メタルハライドランプを構成している。反射鏡４の端縁部には通風孔５ａ，５ｂが設けられており、一方の通風孔５ａには送風ダクト６の吹き出し口７が挿入され、送風ダクト６の基部には送風ファン８が配置されている。そして、定格ランプ電力で点灯時には、該送風ファン８から発生する秒速３ｍの風がメタルハライドランプ発光管１の外表面に当たるように構成されている。なお、図１において、９はメタルハライドランプ発光管を設置する液晶プロジェクションの装置本体の一部であり、またメタルハライドランプ発光管１は管軸を水平にして点灯されるようになっている。
【００１３】
次に、上記のように構成されているショートアークメタルハライドランプのランプ電力可変供給手段と送風手段の送風制御手段の構成を、図２に基づいて説明する。図２において、11は上記のように構成されたショートアークメタルハライドランプ12のランプ電力可変供給手段となる電子安定器を構成する降圧チョッパ回路で、スイッチング素子ＱとダイオードＤとチョークコイルＬとコンデンサＣとで構成されており、該降圧チョッパ回路11のスイッチング素子ＱのＯＮ時間を制御回路13からの制御信号で制御して、ショートアークメタルハライドランプ12に供給するランプ電力を制御できるようになっている。なお、14は直流電源である。
【００１４】
また、図２において、15は冷却用送風ファン８を駆動する可変直流電圧源で、該可変直流電圧源15は前記制御回路13により、該制御回路13による前記降圧チョッパ回路11の制御に連動して制御されるようになっている。
【００１５】
次に、このように構成されているランプ電力可変供給手段及び送風制御手段の動作について説明する。まず、メタルハライドランプを定格ランプ電力で点灯する場合は、制御回路13からの制御信号により、降圧チョッパ回路11は定格ランプ電力を供給するように制御され、また送風ファン８が定格送風（３ｍ／sec ）を行うように、可変直流電圧源15が制御されて、メタルハライドランプの点灯が行われる。定格ランプ電力未満で点灯する場合（パワーセービング点灯）は、制御回路13から設定された定格未満のランプ電力に応じて、降圧チョッパ回路11のスイッチング素子ＱのＯＮ時間を短くする制御信号が送出されて、ショートアークメタルハライドランプには定格未満のランプ電力が供給される。また、それと同時に、設定された定格未満のランプ電力に対応した制御回路13からの制御信号により、送風ファン８の可変直流電圧源15が制御され、設定されたランプ電力に対応した弱い送風であるいは送風を停止して点灯を行う。
【００１６】
なお、一般にランプ電力可変供給手段を用いてランプ電力を制御する場合、図３に示すようにランプ電圧Ｖ_Lに対してランプ電流Ｉ_Lを直線的に変え、これによりランプ電力Ｐ_Lをランプ電圧Ｖ_Lに対して２次曲線状に制御する方法（レインボー特性制御）と、図４に示すように、ランプ電力Ｐ_Lがランプ電圧Ｖ_Lに対して一定になるようにランプ電流Ｉ_Lを制御してランプ電力を制御する方法（定電力特性制御）とがある。例えばランプ電力を低減する場合、レインボー特性制御を用いると、図３に示すようにランプ電流をＩ_L1からＩ_L2に変えることにより、ランプ電力はＰ_L1からＰ_L2のように変化する。一方、定電力特性制御を用いると、図４に示すようにランプ電流をＩ_L3からＩ_L4に変えることにより、ランプ電力はＰ_L3からＰ_L4に変化する。図３及び図４からも明らかなように、ランプ電流をランプ電圧に対して直線的に変化させるレインボー特性制御方式を用いると、ランプ電圧によってランプ電力の変化量が異なり、そのためランプ電圧のばらつきを考慮すると、あまり大きく電力を変化させることはできない。したがって、ランプの立ち消えなどを生じさせないで、ランプ電力を定格の50％〜10％まで変化させるためには、図４に示す定電力特性制御を用いなければならない。
【００１７】
次に、上記構成のショートアークランプ点灯装置を用いて構成した本発明に係るプロジェクション装置の構成について説明する。図５はプロジェクション装置における電子回路の主要部分を示す概略ブロック構成図である。図５において、21は映像信号発生装置、22は液晶表示装置を駆動するための液晶駆動回路、23は映像信号発生装置21から液晶駆動回路22へ送出される映像信号と同期信号のうち、映像信号のレベルを検出する検出回路、24は映像信号レベルが所定時間変動しないことが検出されたとき検出回路23から出力される検出信号に基づいて駆動されるリレースイッチで、25はプロジェクション装置を示している。
【００１８】
このように構成されているプロジェクション装置25においては、映像信号発生装置21から液晶駆動回路22へ送出される映像信号を、検出回路23で常にモニターしており、該検出回路23は、映像信号レベルが所定時間変動しないことを検出すると、リレースイッチ24へ検出信号を送出し、リレースイッチ24を駆動する。リレースイッチ24が動作すると、ランプ点灯装置側の制御回路13へ制御信号を送出し、降圧チョッパ回路が定格未満のランプ電力を供給するように制御する。これによりショートアークランプは定格未満のランプ電力で点灯が行われる。そして、映像信号のレベルの変動が検出回路23で検出されると、瞬時にリレースイッチ24，ランプ点灯装置側の制御回路13を介して、降圧チョッパ回路が定格電力を供給するように制御され、ショートアークランプは定格電力での点灯状態にされる。
【００１９】
次に、このように構成したショートアークメタルハライドランプ点灯装置を備えた液晶プロジェクション装置において、ランプを定格未満のランプ電力で点灯を行っている時点で定格ランプ電力点灯に切り換えた際の、立ち上がりスクリーン照度特性の実験を行った結果について説明する。実験条件は、次の通りである。ランプ点灯サイクルは、１時間定格電力点灯−１時間定格未満点灯−１時間定格電力点灯−15分消灯の点滅サイクルとし、定格未満のランプ電力は、定格ランプ電力の75％，50％，25％，10％とした。送風条件は、 100％定格ランプ電力点灯時に発光管上部の温度が 900℃以下となるように、送風ファンから３ｍ／sec の送風を行い、75％定格電力点灯時には１ｍ／sec の送風を行い、50％定格電力以下での点灯時には送風ファンを停止し、送風なしとした。
【００２０】
このような実験条件で、各定格未満点灯を含む実験をそれぞれ５本の試料に対して行い、平均をとった結果を図６に示す。図６において、曲線ａは75％定格電力点灯を含む場合、曲線ｂは50％定格電力点灯を含む場合、曲線ｃは25％定格電力点灯を含む場合、曲線ｄは10％定格電力点灯を含む場合のスクリーン照度の立ち上がり特性を示す。なお、図６には、 100％定格ランプ電力で点灯した場合の始動特性を曲線ｅとして合わせて示している。
【００２１】
スクリーン照度とは、ランプ評価用の光学系を使用して、試験用ランプの発光を40インチのスクリーンに投射させて、スクリーンの中心部を測定した照度で、ランプ点灯安定時を 100％とし、立ち上がりの照度を示したのが図６である。定格電力未満の点灯から定格電力点灯に復帰する場合、いずれの定格電力未満の点灯からの場合でも、５秒以内で70％以上の照度に復帰することが確認された。したがって、液晶プロジェクション装置に用いて、映像を写していない時は定格電力未満で点灯し、映像の投写を再開するときは 100％定格電力に切り換えることによって、直ちにほぼ所定の照度として写し出すことができるので、動作上何ら支障を与えずに省エネルギー化を図ることができることが判明した。
【００２２】
図７は、上記実験条件で実験を行った場合の寿命特性（平均照度維持率）を示す図である。平均照度維持率とは、試験ランプで40インチのスクリーンに投射し、スクリーン上の９分割した領域の９点の照度の平均値を、実験開始時の平均照度と対比したもので、曲線ａは75％定格電力点灯を含む点滅サイクル、曲線ｂは50％定格電力点灯を含む点滅サイクル、曲線ｃは25％定格電力点灯を含む点滅サイクル、曲線ｄは10％定格電力点灯を含む点滅サイクルによる平均照度維持率を示しており、曲線ｅは 100％定格電力で点灯を継続した場合の平均照度維持率を示している。
【００２３】
図７に示す結果から、定格電力未満の点灯を含む点滅サイクルで点灯を行った場合、平均照度維持率50％での寿命をみたとき、定格電力点灯の約 1.5倍程度に寿命が延びていることがわかる。これは、定格電力未満でのランプ点灯により電極消耗が軽減することや、また発光管の冷却のために送風を行った場合、ランプの石英ガラス製発光管に熱歪みが発生しやすくなり、それによるランプのリーク、割れが発生しやすくなるが、定格電力未満での点灯においてランプ送風を弱くするか停止することにより発光管の温度条件をよりよい状態にし、発光管の黒化やメタルハライドによる失透の進行を遅らせることなどによるものと考えられる。
【００２４】
上記ショートアークランプ点灯装置の構成においては、メタルハライドランプについて説明を行ったが、本発明に係るプロジェクション装置に用いるショートアークランプ点灯装置はショートアークタイプの超高圧水銀ランプに対しても同様に適用できるものであり、同様の作用効果が得られる。また、上記ショートアークランプ点灯装置の構成例では、電極間距離を３mmとしたものを示したが、電極間距離は10mm以下のものであれば、同様に取り扱うことができる。また、本発明に係るプロジェクション装置に用いるショートアークランプ点灯装置は、定格ランプ電力と定格ランプ電力未満で点灯させることを要件とするものであるので、交流点灯方式のランプの場合は、電圧の変り目を必ず通るため、定格ランプ電力未満で使用する場合は立ち消えを起こしやすく、したがって、交流点灯方式は本発明の対象とはしない。
【００２５】
なお、プロジェクション装置においては、送風を行う必要のないショートアークランプが得られる場合には、送風手段や、ランプ電力の制御に伴う送風の制御を行う送風制御手段を省略することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、請求項１に係る発明によれば、検出回路により入力映像信号レベルが所定時間変動しないことが検出されたとき、ショートアークランプを定格電力未満のランプ電力で点灯するように制御され、省電力化を図ることの可能なプロジェクション装置が得られる。また請求項２に係る発明によれば、定格電力未満の点灯時には、ランプ電力に応じて定格送風量より少ない送風量で送風冷却するか送風を停止することができるので、ショートアークランプの長寿命化を図ることの可能な点灯装置を用いたプロジェクション装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロジェクション装置の実施の形態におけるショートアークランプ点灯装置のランプ部分と送風手段部分の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるランプ電力可変供給手段及び送風制御手段部分を示す概略図である。
【図３】レインボー特性制御方式のランプ電力制御におけるランプ電圧とランプ電流とランプ電力の関係を示す図である。
【図４】定電力特性制御方式のランプ電力制御におけるランプ電圧とランプ電流とランプ電力との関係を示す図である。
【図５】本発明に係るプロジェクション装置の電子回路の構成例を示すブロック構成図である。
【図６】本発明に係るショートアークメタルハライドランプ点灯装置を用いたプロジェクション装置におけるスクリーン照度の立ち上がり特性の試験結果を示す図である。
【図７】本発明に係るショートアークメタルハライドランプ点灯装置を用いたプロジェクション装置における平均照度維持率特性の試験結果を示す図である。
【符号の説明】
１発光管
２ａ，２ｂ電極
３口金
４コールドミラー付楕円面反射鏡
５ａ，５ｂ通風孔
６送風ダクト
７吹き出し口
８送風ファン
11 降圧チョッパ回路
12 ショートアークメタルハライドランプ
13 制御回路
14 直流電源
15 可変直流電圧源
21 映像信号発生装置
22 液晶駆動回路
23 検出回路
24 リレースイッチ
25 プロジェクション装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention includes an arc tube in combination with a reflecting mirror, relates projection apparatus using optically efficient short arc lamp lighting device as a light source.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a short arc lamp composed only of an arc tube combined with a reflecting mirror is used as a light source for a projection device, a projector or the like. On the other hand, in recent years, a liquid crystal projection apparatus for presentation driven by an input from a personal computer by combining a small active matrix liquid crystal device, an optical component, and a light source is becoming widespread. One of the features of such a liquid crystal projection device is that the size of the device is relatively small with respect to the area of the display unit as compared with a CRT display unit of a television. In order to further improve this feature, the short arc lamp device for the light source incorporated in the liquid crystal projection device is also required to be smaller.
[0003]
A lamp used as a light source of such a video equipment such as a liquid crystal projection device is used in combination with a reflecting mirror, and therefore, a narrow arc width and a short arc length provide better light distribution. It is necessary to design small. For this reason, since it is mounted and used in the apparatus, the lamp surface may become hot and deform, so cooling by air blowing is performed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in general, the lamp device is lit with the rated lamp power, and even in the liquid crystal projection device, the video signal is not input and the image is not copied, that is, the video signal level does not change and the standby of the blue background is performed. Even in the state, the light source lamp is lit at the rated power and is ready for resumption of image projection. However, since the lamp is lit at the rated power even in the standby state, the rated life of the lamp is counted even in the standby state where no image is taken, and the lamp is consumed quickly. Further, in the standby state, lighting the lamp at the rated power means that power is consumed wastefully, which is contrary to the social demand for power saving and resource saving.
[0005]
Therefore, in order to extend the lamp life and save power, an experiment was performed in which the lamp was lit at the rated lamp power or less during standby when no image was captured. Because it is designed to be installed and used, and the arc width is narrow and the arc length is short, cooling is performed by blowing air, so if the rated power is reduced, the encapsulated light-emitting metal designed at the rated power Therefore, there is a problem in that the predetermined vapor pressure cannot be obtained, the inside of the arc tube is blackened, and the lamp life is remarkably deteriorated.
[0006]
The present invention has been made to solve the above problems in the short arc lamp unit used as a light source of a conventional liquid crystal projection apparatus performs lighting at the rated lamp power below in a standby state in which no copies of the video, lamp It is an object of the present invention to provide a projection device using a short arc lamp lighting device capable of prolonging the service life and saving power .
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a short arc lamp comprising a short arc lamp such as a metal halide lamp or an ultra-high pressure mercury lamp having a distance between electrodes of 10 mm or less combined with a reflector. A short arc lamp lighting device comprising a lamp power variable supply means for lighting the short arc lamp with a direct current and changing lamp power, an image display means driven by a video signal, and an optical component. In the projection device, a detection circuit for detecting a signal level of the video signal input to the image display means in a state where the main power of the projection device is turned on, and a signal level of the video signal by the detection circuit for a predetermined time When it is detected that the lamp is in a standby state without fluctuation, the lamp power variable supply means The projection apparatus is configured to include control means for sending a control signal for controlling the lamp power variable supply means so as to supply lamp power less than the rated power from the power.
[0008]
With this configuration, when it is detected by the detection circuit that the input video signal level does not fluctuate for a predetermined time and the standby state where no video is captured is detected, the variable lamp power supply means is controlled by the control signal from the control means. The lamp power is controlled so as to supply lamp power less than the rating, and the short arc lamp is turned on with the lamp power less than the rating, so that the life of the short arc lamp can be extended and the power consumption of the projection apparatus can be reduced.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the projection device according to the first aspect, the short arc lamp lighting device further includes a blower unit having a variable blower amount for blowing air for cooling the short arc lamp, An air flow control means for controlling the air flow rate, wherein the air flow control means is controlled so that the lamp power variable supply means supplies the rated lamp power to the short arc lamp by the control means. Is configured to control the blowing means so as to reduce the rated blowing amount or stop blowing according to the lamp power when it is controlled to supply power less than the rated lamp power. It is characterized by being.
[0010]
With this configuration, in a standby state in which the signal level of the video signal does not fluctuate for a predetermined time and the video is not captured, the light is turned on below the rated lamp power, and the air flow rate is less than the rated air flow rate according to the lamp power. Since the air cooling can be performed or the air blowing can be stopped, the life of the short arc lamp can be extended and the power consumption of the apparatus can be reduced.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a lamp portion and a blowing means portion of a short arc lamp lighting device in an embodiment of a projection device according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a short arc metal halide lamp arc tube having a maximum outer diameter of 9 mm and an internal volume of 0.23 cc and a rated power of 120 W. Electrodes 2a and 2b are embedded and fixed at both ends of the arc tube 1; The distance between 2b, that is, the arc length is set to 3.0 mm. In the arc tube 1, 0.6 mg of DyI ₃ , NdI ₃ , and CsI in a weight ratio of 8: 2: 5, 0.1 mg of InI, and 0.2 mg of HgBr, as encapsulated additives, About 33,200 Pa of starting argon and 8 mg of mercury as a buffer gas are enclosed. One electrode (anode) 2a is made of a tungsten rod with a maximum diameter of φ1.8mm and has a tip diameter of φ0.6mm and a core rod diameter of φ0.6mm. The other electrode (cathode) 2b has a diameter of φ0.5mm. The core rod is formed of a coil with a length of 2.5 mm in which a φ0.35 mm tungsten wire is wound, and both electrodes 2a and 2b are connected to external lead wires via molybdenum foil. ing. Further, a heat-resistant and heat-insulating / reflecting film made of white alumina silica (not shown) is applied and formed on the surface of the arc tube in the vicinity of the buried portions of the electrodes 2a and 2b.
[0012]
The arc tube 1 is fixed to the bottom of an ellipsoidal reflecting mirror 4 with a cold mirror via a base 3 to constitute a metal halide lamp. Ventilation holes 5 a, 5 b are provided at the edge of the reflecting mirror 4, the blowout port 7 of the air duct 6 is inserted into one of the air holes 5 a, and the blower fan 8 is disposed at the base of the air duct 6. Has been. When the lamp is lit at the rated lamp power, the wind of 3 m / s generated from the blower fan 8 hits the outer surface of the metal halide lamp arc tube 1. In FIG. 1, 9 is a part of a liquid crystal projection apparatus main body in which a metal halide lamp arc tube is installed, and the metal halide lamp arc tube 1 is lit with the tube axis being horizontal.
[0013]
Next, the configuration of the lamp power variable supply means of the short arc metal halide lamp configured as described above and the air blow control means of the air blow means will be described with reference to FIG. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a step-down chopper circuit constituting an electronic ballast that serves as variable lamp power supply means of the short arc metal halide lamp 12 constructed as described above, and includes a switching element Q, a diode D, a choke coil L, and a capacitor C. The lamp power supplied to the short arc metal halide lamp 12 can be controlled by controlling the ON time of the switching element Q of the step-down chopper circuit 11 with a control signal from the control circuit 13. . Reference numeral 14 denotes a DC power source.
[0014]
In FIG. 2, reference numeral 15 denotes a variable DC voltage source that drives the cooling blower fan 8. The variable DC voltage source 15 is linked by the control circuit 13 to the control of the step-down chopper circuit 11 by the control circuit 13. Are controlled.
[0015]
Next, operations of the lamp power variable supply unit and the air supply control unit configured as described above will be described. First, when the metal halide lamp is lit with the rated lamp power, the step-down chopper circuit 11 is controlled to supply the rated lamp power by the control signal from the control circuit 13, and the blower fan 8 is supplied with the rated blow (3 m / sec). ), The variable DC voltage source 15 is controlled to turn on the metal halide lamp. In the case of lighting with less than the rated lamp power (power saving lighting), a control signal for shortening the ON time of the switching element Q of the step-down chopper circuit 11 is sent from the control circuit 13 according to the lamp power less than the set rating. Thus, lamp power less than the rating is supplied to the short arc metal halide lamp. At the same time, the variable DC voltage source 15 of the blower fan 8 is controlled by the control signal from the control circuit 13 corresponding to the lamp power less than the set rating, and the weak fan corresponding to the set lamp power is used. Stop the air flow and turn it on.
[0016]
In general when controlling the lamp power by using a lamp power variable supply means, linearly changing the lamp current I _L with respect to the lamp voltage V _L as shown in FIG. 3, thereby the lamp power P _L lamp voltage A method (rainbow characteristic control) for controlling V _L to a quadratic curve and controlling lamp current I _L so that lamp power P _L is constant with respect to lamp voltage V _L as shown in FIG. Then, there is a method of controlling the lamp power (constant power characteristic control). For example, to reduce the lamp power, the use of rainbow characteristic control, by varying the lamp current as shown in FIG. 3 from I _L1 to I _L2, the lamp power changes as the P _L1 of P _L2. On the other hand, when the constant power characteristic control is used, the lamp power is changed from P _L3 to P _L4 by changing the lamp current from I _L3 to I _L4 as shown in FIG. As is apparent from FIGS. 3 and 4, when the rainbow characteristic control method in which the lamp current is linearly changed with respect to the lamp voltage is used, the amount of change in the lamp power differs depending on the lamp voltage, and thus the variation in the lamp voltage is caused. Considering this, it is not possible to change the power too much. Therefore, in order to change the lamp power from 50% to 10% of the rating without causing the lamp to go out, the constant power characteristic control shown in FIG. 4 must be used.
[0017]
Next, the configuration of a projection device according to the present invention constructed using a short arc lamp lighting device configured as described above. FIG. 5 is a schematic block diagram showing the main part of the electronic circuit in the projection apparatus. In FIG. 5, 21 is a video signal generating device, 22 is a liquid crystal driving circuit for driving a liquid crystal display device, and 23 is a video signal and a synchronizing signal sent from the video signal generating device 21 to the liquid crystal driving circuit 22. A detection circuit for detecting the signal level, 24 is a relay switch driven based on the detection signal output from the detection circuit 23 when it is detected that the video signal level does not fluctuate for a predetermined time, and 25 indicates a projection device ing.
[0018]
In the projection device 25 configured in this way, the video signal sent from the video signal generating device 21 to the liquid crystal drive circuit 22 is constantly monitored by the detection circuit 23, and the detection circuit 23 has a video signal level. Is detected not to fluctuate for a predetermined time, a detection signal is sent to the relay switch 24 to drive the relay switch 24. When the relay switch 24 is operated, a control signal is sent to the control circuit 13 on the lamp lighting device side so that the step-down chopper circuit supplies lamp power less than the rated value. As a result, the short arc lamp is lit with lamp power less than the rated value. Then, when the fluctuation in the level of the video signal is detected by the detection circuit 23, the step-down chopper circuit is controlled to supply the rated power instantaneously via the relay switch 24 and the control circuit 13 on the lamp lighting device side, The short arc lamp is turned on at the rated power.
[0019]
Then, at the time of switching thus Oite the liquid crystal projection apparatus having a short arc metal halide lamp lighting apparatus constituted, the lamp rated lamp power lighting at the time of performing the lighting at the lamp power-rated, rising The results of experiments on screen illuminance characteristics will be described. The experimental conditions are as follows. The lamp lighting cycle is a flashing cycle of 1 hour rated power on-1 hour rated under-1 hour rated power on-15 minutes off, and lamp power below the rating is 75%, 50%, 25% of the rated lamp power. , 10%. The ventilation conditions are: 3m / sec from the blower fan so that the temperature at the top of the arc tube is 900 ° C or less when the 100% rated lamp power is lit, and 1m / sec when the 75% rated power is lit. When it was turned on at 50% rated power or less, the fan was stopped and no air was blown.
[0020]
Under such experimental conditions, an experiment including lighting less than each rating was performed on each of five samples, and the averaged results are shown in FIG. In FIG. 6, curve a includes 75% rated power lighting, curve b includes 50% rated power lighting, curve c includes 25% rated power lighting, and curve d includes 10% rated power lighting. The rise characteristic of screen illuminance in the case is shown. In FIG. 6 , the starting characteristic when the lamp is lit at 100% rated lamp power is also shown as curve e.
[0021]
The screen illuminance is the illuminance measured by projecting the light of the test lamp onto a 40-inch screen using the lamp evaluation optical system and measuring the center of the screen. FIG. 6 shows the rising illuminance. When returning from lighting below the rated power to lighting at rated power, it was confirmed that the lighting returned to 70% or more within 5 seconds from any lighting below the rated power. Therefore, it can be used for a liquid crystal projection device and can be projected at almost the specified illuminance immediately by switching on to 100% rated power when the image is not projected and when the projection is resumed. Therefore, it has been found that energy can be saved without causing any trouble in operation.
[0022]
FIG. 7 is a diagram showing life characteristics (average illuminance maintenance ratio) when the experiment is performed under the above-described experimental conditions. The average illuminance maintenance ratio is a test lamp projected onto a 40-inch screen, and the average value of 9 illuminances in 9 divided areas on the screen is compared with the average illuminance at the start of the experiment. Flashing cycle including 75% rated power lighting, curve b is a flashing cycle including 50% rated power lighting, curve c is a flashing cycle including 25% rated power lighting, curve d is an average of flashing cycles including 10% rated power lighting The illuminance maintenance rate is shown, and the curve e shows the average illuminance maintenance rate when lighting is continued at 100% rated power.
[0023]
From the results shown in Fig. 7, when lighting is performed in a blinking cycle that includes lighting less than the rated power, the life is extended to about 1.5 times the rated power lighting when looking at the life at an average illuminance maintenance rate of 50%. I understand that. This is because electrode lighting is reduced by lighting the lamp below the rated power, and when air is blown to cool the arc tube, thermal distortion tends to occur in the quartz glass arc tube of the lamp. The lamp leaks and breaks easily, but when the lamp is turned on at less than the rated power, the lamp blower is weakened or stopped to improve the temperature condition of the arc tube, and the arc tube is blackened or lost due to metal halide. This is thought to be due to delaying the progression of see-through.
[0024]
In the configuration of the short arc lamp lighting device, the metal halide lamp has been described. However, the short arc lamp lighting device used in the projection device according to the present invention can be similarly applied to a short arc type ultra-high pressure mercury lamp. Therefore, the same effect can be obtained. Further, in the configuration example of the short arc lamp lighting device, the distance between the electrodes is set to 3 mm. However, if the distance between the electrodes is 10 mm or less, it can be handled in the same manner. In addition, since the short arc lamp lighting device used in the projection device according to the present invention is required to be lit at a rated lamp power and less than the rated lamp power, in the case of an AC lighting type lamp, the voltage change Therefore, when the lamp is used with less than the rated lamp power, the lamp tends to turn off. Therefore, the AC lighting system is not an object of the present invention.
[0025]
In the projection apparatus, when a short arc lamp that does not need to be blown is obtained, the blower unit and the blower control unit that controls the blown air accompanying the control of the lamp power can be omitted.
[0026]
【The invention's effect】
As described based on the embodiments above, the invention according to claim 1, when the input video signal level is detected that does not vary the predetermined time by the detection circuit, a short arc lamp-rated power ramp It is possible to obtain a projection apparatus that is controlled to be lit by electric power and can save power. According to the second aspect of the present invention, at the time of lighting less than the rated power, it is possible to cool or stop the air flow with a smaller air flow rate than the rated air flow rate according to the lamp power. It is possible to realize a projection device using a lighting device that can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a lamp portion and a blowing means portion of a short arc lamp lighting device in an embodiment of a projection device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing lamp power variable supply means and air blow control means in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship among lamp voltage, lamp current, and lamp power in lamp power control of a rainbow characteristic control method.
FIG. 4 is a diagram showing a relationship among lamp voltage, lamp current, and lamp power in lamp power control of the constant power characteristic control method.
FIG. 5 is a block configuration diagram showing a configuration example of an electronic circuit of the projection apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a test result of a rising characteristic of screen illuminance in a projection apparatus using a short arc metal halide lamp lighting device according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing a test result of an average illuminance maintenance factor characteristic in a projection device using the short arc metal halide lamp lighting device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting tube 2a, 2b Electrode 3 Base 4 Ellipsoidal reflecting mirror with cold mirror 5a, 5b Ventilation hole 6 Air duct 7 Air outlet 8 Air fan
11 Step-down chopper circuit
12 Short arc metal halide lamp
13 Control circuit
14 DC power supply
15 Variable DC voltage source
21 Video signal generator
22 LCD drive circuit
23 Detection circuit
24 Relay switch
25 Projection equipment

Claims

A short arc lamp that combines a short arc lamp arc tube such as a metal halide lamp or ultra-high pressure mercury lamp with a distance between electrodes of 10 mm or less in combination with a reflector, and the short arc lamp to be lit with direct current and lamp power changed In a projection apparatus comprising a short arc lamp lighting device comprising a lamp power variable supply means, an image display means driven by a video signal, and an optical component, the main power of the projection apparatus is turned on A detection circuit for detecting the signal level of the video signal input to the image display means, and when the detection circuit detects that the signal level of the video signal does not fluctuate for a predetermined time and is in a standby state , The variable power supply means supplies the lamp power less than the rated lamp power from the rated lamp power. A projection apparatus comprising control means for sending a control signal for controlling lamp power variable supply means.

The short arc lamp lighting device further includes a blowing unit having a variable blowing amount for blowing air for cooling the short arc lamp, and a blowing control unit for controlling the blowing amount of the blowing unit, and the blowing control unit includes: performs air blowing at times the rated air volume is controlled so as to supply the rated lamp power to the lamp power variable supply means said short arc lamp by the control means, the control to supply power-rated lamp power 2. The projection apparatus according to claim 1 , wherein the blower unit is configured to control the blower so that the blower is less than the rated blower amount or is stopped according to the lamp power.

Lamp power below the rated lamp power, projection device according to claim 1 or 2, characterized in that 10% of the lamp power 50% of the rated lamp power.