JP3962900B2

JP3962900B2 - ランプ点灯装置および投射型表示装置

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Publication number: JP3962900B2
Application number: JP2001397499A
Authority: JP
Inventors: 敏夫鈴木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2021-12-27
Also published as: JP2003195418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、投射型表示装置などの機器に用いるランプ点灯装置、および投射型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ライトバルブを用いた投射型表示装置、いわゆる液晶プロジェクタの、照明用光源としてのランプとしては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電ランプが用いられ、イグナイター（点灯回路）により５〜２０ｋＶというような高圧の点灯パルスが印加されることによって点灯される。
【０００３】
しかし、ランプは、点灯状態では、温度が高くなり、内圧が高くなるため、消灯直後に再点灯させる場合などには、放電が生じにくく、点灯しにくい。
【０００４】
そのため、従来のランプ点灯装置は、電源がオンにされると、２〜３秒程度の期間において、イグナイターが駆動されて、ランプに点灯パルスが印加され、その駆動期間内でランプが点灯すれば、以後、イグナイターの駆動が停止されて、ランプが定常駆動されるとともに、その駆動期間内でランプが点灯しない場合には、３０秒〜１分程度の時間を置いて、ランプの温度が下がるのを待って、再度、２〜３秒程度の期間において、イグナイターが駆動されて、ランプに点灯パルスが印加されるように構成されている。
【０００５】
ランプ電圧（ランプ電極間の電圧）は、ランプが点灯した直後には１０Ｖ以下の低電圧となり、ランプが点灯しないときには１００Ｖ程度以上の高電圧となるので、ランプ電圧を検出することによって、ランプが点灯したか否かを検出することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ランプは、傷が付く、高温になる、などの原因によって割れることがある。しかも、ランプは、外側に冷却ファンなどが設けられた状態で、プロジェクタのキャビネット内に収納されるので、ランプが破損していても、ユーザは、それに気づかないで、ランプを点灯させるべく、電源オンの操作をすることが多い。
【０００７】
この場合、従来のランプ点灯装置では、点灯不点灯検出部でランプ不点灯が検出されるため、ランプが高温のために点灯しないのではなく、破損しているために点灯しないにもかかわらず、高温のために点灯しないと判断されて、上述したように一定間隔でイグナイターが繰り返し駆動され、ランプに繰り返し高圧の点灯パルスが印加される。
【０００８】
そのため、ランプ接続部やイグナイターなどの回路や部品の絶縁不良や劣化を生じるとともに、ランプの剥き出しになった電極から高圧が発生することによってキャビネットの損傷や感電の危険などを来たす恐れがある。
【０００９】
そこで、この発明は、高温によるランプ不点灯と区別してランプ破損によるランプ不点灯を検出することができ、ランプが破損しているときには、そのことをユーザに警告することができるようにしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のランプ点灯装置は、
ランプに点灯パルスを印加するイグナイターと、
このイグナイターを駆動する駆動手段と、
ランプが点灯しているか否かを検出し、点灯しているときと点灯していないときとでレベルの異なる検出結果を出力する点灯不点灯検出部と、
ランプ近傍またはランプの温度を検出し、その温度が閾値以下であるか否かによってレベルの異なる検出結果を出力する温度検出部と、
前記駆動手段による前記イグナイターの駆動後の所定時点において、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値以下のときは、ランプが破損していると判定するとともに、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値より高いときは、高温によりランプが不点灯であると判定するランプ状態判定部と、
このランプ状態判定部の判定結果を報知する手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記のように構成した、この発明のランプ点灯装置では、駆動手段によってイグナイターが駆動されたとき、ランプが高温のために点灯しない場合には、点灯不点灯検出部の検出結果が、不点灯を示すレベル（例えば高レベル）となり、温度検出部の検出結果が、高温を示すレベル（例えば低レベル）となることによって、駆動直後において、ランプ状態判定部によって、ランプが高温のために点灯しないと判定されるとともに、ランプが破損しているために点灯しない場合には、点灯不点灯検出部の検出結果が、不点灯を示すレベル（例えば高レベル）となり、温度検出部の検出結果が、低温を示すレベル（例えば高レベル）となることによって、駆動直後において、ランプ状態判定部によって、ランプが破損しているために点灯しないと判定される。
【００１２】
したがって、高温によるランプ不点灯と区別してランプ破損によるランプ不点灯を検出することができ、ランプが破損しているときには、そのことをユーザに警告してユーザにランプの交換を促すことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
〔ランプ点灯装置の実施形態：図１〜図３〕
図１は、この発明のランプ点灯装置の一実施形態を示す。
【００１４】
ランプ１は、例えば高圧水銀ランプで、電極１ａ，１ｂ間に５〜２０ｋＶ程度の点灯パルスが印加されることによって点灯する。ただし、ランプ１が高温のときには点灯しにくいとともに、ランプ１が破損しているときには点灯しない。
【００１５】
この実施形態は、ランプ１が投射型表示装置の照明用光源である場合で、ランプ１はリフレクタ２の中心部に装着接続される。
【００１６】
後述のように、装置の電源（主電源）がオンにされると、タイマー１１がセットされ、コントローラ１２によってイグナイター１３が駆動されて、イグナイター１３からランプ１に点灯パルスが印加される。
【００１７】
電源系としては、電源コンセントに差し込まれた電源プラグ４からの交流電源入力が、アクティブフィルタなどによって構成された直流電源回路２１に供給され、直流電源回路２１の入力部に接続された待機電源回路２２から、システムコントローラ４１などに供給される待機電源が得られる。
【００１８】
直流電源回路２１には、主電源スイッチが設けられ、装置の電源がオンにされることによって、この主電源スイッチがオンにされて、直流電源回路２１から、３００〜４００Ｖ程度の直流電圧Ｖａが得られる。
【００１９】
この直流電圧Ｖａは、ダウンコンバータ２３において、コントローラ２４からのスイッチング信号によって５０〜１００ｋＨｚ程度でスイッチングされた後、整流平滑されて、ランプ１の点灯維持に必要な５０〜１００Ｖ程度の直流電圧Ｖｂに変換される。
【００２０】
この直流電圧Ｖｂは、フルブリッジ２５に供給され、コントローラ２６による制御によって、フルブリッジ２５から、１００〜３００Ｈｚ程度の交流電流が得られ、この交流電流が、定常駆動電流として、ランプ１に供給される。
【００２１】
電流検出回路２７では、ランプ電流、すなわちランプ１の電極１ａ，１ｂ間に流れる電流が検出され、電圧検出回路２８では、ランプ電圧、すなわちランプ１の電極１ａ，１ｂ間の電圧が検出され、電力検出回路２９において、電流検出回路２７のランプ電流検出値と電圧検出回路２８のランプ電圧検出値とから、ランプ電力が検出される。
【００２２】
この電力検出回路２９のランプ電力検出値は、コントローラ２４に供給され、コントローラ２４によって、ランプ電力が一定に保持されるように、例えばダウンコンバータ２３でのスイッチングのパルス幅が変調され、フルブリッジ２５からランプ１に供給される交流電流の電流値が制御される。
【００２３】
さらに、電圧検出回路２８のランプ電圧検出値が、点灯不点灯検出回路３１において、コンパレータにより閾値電圧と比較されることによって、点灯不点灯検出回路３１から、点灯不点灯検出信号Ｄｕが得られる。
【００２４】
例えば、閾値電圧は、ランプ電圧に換算して１０Ｖとされ、電圧検出回路２８の検出値で示されるランプ電圧が１０Ｖより高いときには、点灯不点灯検出信号Ｄｕが高レベルとなり、電圧検出回路２８の検出値で示されるランプ電圧が１０Ｖ以下のときには、点灯不点灯検出信号Ｄｕが低レベルとなる。
【００２５】
ランプ電圧は、ランプ１が点灯した直後には１０Ｖ以下の低電圧となり、ランプ１が点灯しないときには１００Ｖ程度以上の高電圧となるので、ランプ１が点灯したときには、点灯不点灯検出信号Ｄｕが低レベルとなり、ランプ１が点灯しないときには、点灯不点灯検出信号Ｄｕが高レベルとなって、点灯不点灯検出信号Ｄｕのレベルによって、ランプ１が点灯したか否かが検出される。
【００２６】
この点灯不点灯検出信号Ｄｕは、システムコントローラ４１に取り込まれるとともに、アンド回路３４に供給される。
【００２７】
一方、ランプ１の近傍には、サーミスタなどからなる温度センサ３２が配置され、温度検出回路３３に接続される。
【００２８】
温度検出回路３３は、例えば、温度センサ３２を含む抵抗ブリッジ回路と、この抵抗ブリッジ回路の出力電圧を閾値電圧と比較するコンパレータとによって構成され、コンパレータの出力信号として、ランプ近傍の温度が閾値温度より高いときには低レベルとなり、ランプ近傍の温度が閾値温度以下のときには高レベルとなる温度検出信号Ｄｔが得られる。
【００２９】
この温度検出信号Ｄｔは、アンド回路３４に供給される。また、タイマー１１の、コントローラ１２に供給される出力信号Ｔａに対して反転した出力信号Ｔｂが、アンド回路３４に供給される。
【００３０】
すなわち、アンド回路３４には、タイマー１１の出力信号Ｔｂ、点灯不点灯検出回路３１からの点灯不点灯検出信号Ｄｕ、および温度検出回路３３からの温度検出信号Ｄｔが供給される。アンド回路３４の出力信号Ｄａは、システムコントローラ４１に取り込まれる。
【００３１】
システムコントローラ４１は、マイクロコンピュータなどによって、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行すべき後述のランプ点灯処理ルーチンなどのプログラムや必要な固定データが書き込まれたＲＯＭ、およびＣＰＵのワークエリアなどとして機能するＲＡＭなどを有するものとして構成される。
【００３２】
システムコントローラ４１には、表示回路３６および３８が接続され、表示回路３６には、不点灯表示用のＬＥＤ（発光ダイオード）３７が接続され、表示回路３８には、破損表示用のＬＥＤ３９が接続される。ＬＥＤ３７および３９としては、例えば、ＬＥＤ３７が橙色、ＬＥＤ３９が赤色、というように、異なる色の光を発するものが用いられる。
【００３３】
また、システムコントローラ４１には、パネル操作部４３および赤外線受光部４４が接続され、リモートコマンダ４５からの赤外線リモートコマンド信号が、赤外線受光部４４によって受信される。
【００３４】
上述したランプ点灯装置では、待機電源が投入されている状態で、ユーザがパネル操作部４３またはリモートコマンダ４５で電源をオンにすると、システムコントローラ４１によってタイマー１１がセットされて、図２に示すように、電源オンの時点ｔｓから、これから２〜３秒後の時点ｔｅまでの期間Ｐｔにおいて、タイマー１１の出力信号Ｔａが高レベル、出力信号Ｔｂが低レベルとなる。
【００３５】
そして、時点ｔｓで出力信号Ｔａが高レベルとなることにより、コントローラ１２によってイグナイター１３が駆動され、期間Ｐｔ内において、イグナイター１３からランプ１に、１μ秒程度のパルス幅の、５〜２０ｋＶ程度の点灯パルスが、１パルスまたは数パルス、印加される。
【００３６】
このとき、ランプ１が破損していなく、かつ不点灯となるような高温でもなくて、ランプ１が点灯すると、ランプ電圧は閾値電圧Ｖｔｈより低くなり、点灯不点灯検出信号Ｄｕは低レベルＶＬとなる。
【００３７】
これに対して、ランプ１が破損していないものの、高温であるために、ランプ１が点灯しないと、ランプ電圧が閾値電圧Ｖｔｈより高くなり、点灯不点灯検出信号Ｄｕが高レベルＶＨとなるとともに、ランプ近傍の温度が閾値温度Ｔｔｈより高いため、温度検出信号Ｄｔが低レベルＶＬとなる。
【００３８】
したがって、この場合、期間Ｐｔの終了直後において、点灯不点灯検出信号Ｄｕが高レベルＶＨとなることによって、ランプ１が点灯しないことが検出されるとともに、タイマー１１の出力信号Ｔｂ、点灯不点灯検出信号Ｄｕおよび温度検出信号Ｄｔの論理積であるアンド回路３４の出力信号Ｄａが低レベルＶＬとなることによって、ランプ１が破損していないことが検出される。
【００３９】
この場合、システムコントローラ４１から表示回路３６にのみ表示信号が供給されて、不点灯表示用のＬＥＤ３７のみが点灯される。
【００４０】
同時に、この場合、システムコントローラ４１は、時点ｔｅから、システムコントローラ４１内のタイマーによって設定された３０秒〜１分程度の時間を経過した後において、期間Ｐｔと同様に、再度、タイマー１１をセットして、イグナイター１３を駆動する。
【００４１】
一方、ランプ１が破損している場合には、ランプ１が点灯しないため、ランプ電圧が閾値電圧Ｖｔｈより高くなり、点灯不点灯検出信号Ｄｕが高レベルＶＨとなるとともに、ランプ近傍の温度が閾値温度Ｔｔｈより低いため、温度検出信号Ｄｔが高レベルＶＨとなる。
【００４２】
したがって、この場合、期間Ｐｔの終了直後において、点灯不点灯検出信号Ｄｕが高レベルＶＨとなることによって、ランプ１が点灯しないことが検出されるとともに、アンド回路３４の出力信号Ｄａが高レベルＶＨとなることによって、ランプ１が破損していることが検出される。
【００４３】
この場合、システムコントローラ４１から表示回路３６および３８に表示信号が供給されて、不点灯表示用のＬＥＤ３７および破損表示用のＬＥＤ３９が点灯される。
【００４４】
同時に、この場合、システムコントローラ４１は、ランプ１が破損していなくて不点灯となる場合とは異なり、以後、タイマー１１のセットによるイグナイター１３の駆動を停止する。
【００４５】
図３に、上述した実施形態においてシステムコントローラ４１のＣＰＵが行う
ランプ点灯処理ルーチンの一例を示す。
【００４６】
この例のランプ点灯処理ルーチン４９では、システムコントローラ４１のＣＰＵは、電源オンによってランプ点灯処理を開始して、まずステップＳ１で、タイマー１１をセットし、イグナイター１３を駆動する。
【００４７】
次に、ＣＰＵは、ステップＳ２で、期間Ｐｔ（時点ｔｅ）の直後において、点灯不点灯検出信号Ｄｕのレベルから、ランプ１が点灯したか否かを判断し、点灯していないときには、ステップＳ３に進んで、アンド回路３４の出力信号Ｄａのレベルから、ランプ１が破損しているか否かを判断する。
【００４８】
そして、ランプ１が破損していないときには、ステップＳ３からステップＳ４に進んで、表示回路３６によって、不点灯表示用のＬＥＤ３７を点灯させた上で、ステップＳ５に進んで、タイマー１１のセットによるイグナイター１３の駆動の回数Ｎが、規定された回数ｎ、例えば５回に達したか否かを判断する。
【００４９】
そして、駆動回数Ｎが規定回数ｎに達していないときには、ステップＳ５からステップＳ６に進んで、上述した３０秒〜１分程度の時間、待機した上で、ステップＳ１に戻って、再度、タイマー１１をセットして、イグナイター１３を駆動する。
【００５０】
ランプ１が破損していない状態で、このようにイグナイター１３の駆動をｎ回繰り返しても、ランプ１が点灯せず、ステップＳ５で駆動回数Ｎが規定回数ｎに達したと判断したときには、ＣＰＵは、ステップＳ５からステップＳ７に進んで、以後のイグナイター１３の駆動を停止し、例えば電源を強制的にオフにする。
【００５１】
この場合、待機電源によってＬＥＤ３７の点灯は維持し、またはＬＥＤ３７も消灯する。ユーザは、ランプ１の温度が十分に下がるのを待って、再度、電源をオンにすればよい。
【００５２】
これに対して、ステップＳ３でランプ１が破損していると判断したときには、ＣＰＵは、ステップＳ３からステップＳ８に進んで、表示回路３８によって、破損表示用のＬＥＤ３９を点灯させた上で、ステップＳ９に進んで、以後のイグナイター１３の駆動を停止し、電源を強制的にオフにする。ただし、この場合、待機電源によってＬＥＤ３９の点灯は維持する。
【００５３】
これによって、ランプ接続部やイグナイター１３などの回路や部品の絶縁不良や劣化を防止することができ、ランプ１の剥き出しになった電極１ａ，１ｂから高圧が発生することによるキャビネットの損傷や感電の危険を防止することができるとともに、ユーザにランプの交換を促すことができる。
【００５４】
一方、ステップＳ２でランプ１が点灯したと判断したときには、ＣＰＵは、ステップＳ２からステップＳ１１に進んで、直前の駆動でランプ１が点灯せず、ステップＳ４で不点灯表示用のＬＥＤ３７を点灯させた場合には、これを消灯した上で、ステップＳ１２に進んで、定常駆動に移行する。
【００５５】
上述した実施形態は、ＬＥＤ３９の点灯によってランプ破損を表示する場合であるが、破損表示用などに液晶表示部を設け、その表示画面上にランプ破損を示す文字やアイコンなどを表示するように構成してもよい。
【００５６】
また、視覚的な表示による代わりに、システムコントローラ４１内のメモリに警報音のデータを記憶させ、そのデータによって警報音を鳴らして、ランプ破損を警告するように構成してもよい。
【００５７】
〔投射型表示装置の実施形態…図４および図５〕
図４は、この発明の投射型表示装置の一実施形態を示し、液晶ライトバルブとして透過型液晶ディスプレイパネルを用い、かつ前面投射型表示装置とした場合である。
【００５８】
この実施形態の投射型表示装置１００では、キャビネット内に、上述した実施形態のランプ点灯装置１０が配される。
【００５９】
照明光学系５０では、ランプ１からの無偏光の白色光が、一部は直接、残部はリフレクタ２で反射して、対向する一対のマルチレンズアレイ５１および５２を透過することによって、光束中心に垂直な平面上の一定領域内で均一な強度分布を有する光束に変換される。さらに、その光束は、偏光変換素子５３によって無偏光の光が直線偏光の光に変換され、コンデンサレンズ５４を介して照明光学系５０から出射する。
【００６０】
コンデンサレンズ５４から出射した光束は、ダイクロイックミラー６１によって、赤の色光６Ｒと緑および青の色光６ＧＢとに分解され、赤の色光６Ｒが、ミラー６２で反射して、コンデンサレンズ７１Ｒを介して、赤用の液晶ライトバルブ７３Ｒに入射する。
【００６１】
また、緑および青の色光６ＧＢは、ダイクロイックミラー６３によって、緑の色光６Ｇと青の色光６Ｂとに分解され、緑の色光６Ｇが、コンデンサレンズ７１Ｇを介して、緑用の液晶ライトバルブ７３Ｇに入射し、青の色光６Ｂが、リレーレンズ６４、ミラー６５、リレーレンズ６６、ミラー６７およびコンデンサレンズ７１Ｂを介して、青用の液晶ライトバルブ７３Ｂに入射する。
【００６２】
液晶ライトバルブ７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂは、それぞれ透過型液晶ディスプレイパネルによって構成され、それぞれ赤、緑、青の色信号によって画像が書き込まれる。
【００６３】
分解された赤、緑、青の色光６Ｒ，６Ｇ，６Ｂは、それぞれ液晶ライトバルブ７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂによって変調されて、赤、緑、青の画像光７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに変換され、その画像光７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが、ダイクロイックプリズム７５によって合成され、合成後のカラー画像光８が、投射レンズ８１によってスクリーン１１０上に拡大投射される。
【００６４】
図５は、この投射型表示装置１００の外観構成の一例を示す。キャビネットの前面側には、外気取込口９１が設けられるとともに、上述した投射レンズ８１および赤外線受光部４４が設けられる。
【００６５】
外気取込口９１の内部には、外気取込口９１から取り込んだ空気によって上記のランプ１を冷却するファンが設けられる。リモートコマンダ４５には、電源キー４６などの各種キーが設けられる。
【００６６】
キャビネットの上面部には、パネル操作部４３が設けられるとともに、不点灯表示用のＬＥＤ３７および破損表示用のＬＥＤ３９が設けられる。ＬＥＤ３９の点灯によって、ユーザはランプが破損していることを知ることができる。
【００６７】
上述した実施形態は、透過型の、かつ前面投射型の液晶プロジェクタとして構成した場合であるが、反射型の液晶プロジェクタ、または背面投射型の液晶プロジェクタとして構成することもできる。
【００６８】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、高温によるランプ不点灯と区別してランプ破損によるランプ不点灯を検出することができ、ランプが破損しているときには、そのことをユーザに警告してユーザにランプの交換を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のランプ点灯装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１のランプ点灯装置の動作の説明に供する図である。
【図３】図１のランプ点灯装置のＣＰＵが行うランプ点灯処理ルーチンの一例を示す図である。
【図４】この発明の投射型表示装置の一実施形態を示す図である。
【図５】この発明の投射型表示装置の外観構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。

Claims

ランプに点灯パルスを印加するイグナイターと、
このイグナイターを駆動する駆動手段と、
ランプが点灯しているか否かを検出し、点灯しているときと点灯していないときとでレベルの異なる検出結果を出力する点灯不点灯検出部と、
ランプ近傍またはランプの温度を検出し、その温度が閾値以下であるか否かによってレベルの異なる検出結果を出力する温度検出部と、
前記駆動手段による前記イグナイターの駆動後の所定時点において、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値以下のときは、ランプが破損していると判定するとともに、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値より高いときは、高温によりランプが不点灯であると判定するランプ状態判定部と、
このランプ状態判定部の判定結果を報知する手段と、
を備えることを特徴とするランプ点灯装置。
請求項１のランプ点灯装置において、
前記ランプ状態判定部によってランプが破損していると判定されたとき、前記駆動手段による前記イグナイターの駆動を停止させる制御手段を、さらに備えることを特徴とするランプ点灯装置。
請求項２のランプ点灯装置において、
電源オン時から前記所定時点までの期間を示す出力信号を前記制御手段に供給するタイマーを、さらに備えることを特徴とするランプ点灯装置。
請求項1のランプ点灯装置において、
前記ランプに交流電流を供給する電源供給部と、
この電源供給部から前記ランプに供給される交流電流を検出する電流検出部と、
前記ランプの電極間の交流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部により検出された交流電流、および前記電圧検出部により検出された交流電圧に基づいて、前記ランプに供給される電力を一定に制御する電力制御部と、
をさらに備え、
前記点灯不点灯検出部は、前記電圧検出部により検出された交流電圧が閾値電圧より高いときには前記ランプが不点灯と検出することを特徴とするランプ点灯装置。
請求項１のランプ点灯装置において、
前記報知手段は、発光ダイオードまたはその他の表示手段であることを特徴とするランプ点灯装置。
液晶パネルを照明する光源としてのランプを点灯させる装置として、請求項１〜５のいずれかに記載のランプ点灯装置を備える投射型表示装置。