JP4378110B2

JP4378110B2 - 投写型表示装置

Info

Publication number: JP4378110B2
Application number: JP2003156507A
Authority: JP
Inventors: 均安田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2023-06-02
Also published as: US7040762B2; US20040239887A1; JP2004361466A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプから照射された光を用いて画像を被投写面（スクリーン）に表示する投写型表示装置（液晶プロジェクタ等のプロジェクタ）に係り、特に、画像を被投写面に表示しない（待機モード）時の冷却ファンの回転制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプロジェクタの光源に使用される放電ランプは、その特性上、一旦消灯してしまうと、即再点灯することができず、放電ランプが再点灯可能な温度に冷めるまで、約１分〜１分半程度の間待たなければ、再点灯することはできない。そのため、会議等でプロジェクタの表示画像を使ってプレゼンテーションを行っている最中、一時的な議論となり、少しの間プロジェクタの表示画像を必要としないときに一旦放電ランプを消灯してしまうと、その次すぐに画像が必要になったとき、画像を即座に再表示できず、ある程度の時間待たなければならない。よって、オペレータに対して使い勝手を悪化させていた。
【０００３】
一方、プロジェクタの画像表示を必要としない（待機モード）時にも、放電ランプを消灯させないように、画像表示（通常モード）時と同レベルの電力を放電ランプに供給し続けて放電状態を維持することは、放電ランプの寿命を短くしたり、供給電力を浪費したりすることになる。
【０００４】
これに対し、特許文献１には、待機モード時、放電ランプからの照射光路をキャップで遮断し、放電ランプを消灯させないように供給電力の５０％の範囲内で供給電力を低下させるプロジェクタが記載されている。また、特許文献２には、映像シーンに合わせて放電ランプへの供給電力を低下させて省電力化することのできる映像機器が記載されている。
【０００５】
なお、放電ランプは、通常モードで点灯している間発熱し続け、高温になる。また、放電ランプからの照射光により画像を被投射面に投写する光学系（画像投写手段）も、高温になる。これらの温度は、放電ランプへの供給電力の大きさに比例して上昇し、所定の温度を超えてしまうと寿命や性能等を悪化させてしまうことになる。
【０００６】
そこで、放電ランプや画像投写手段を冷却するのに冷却ファンが一般的に用いられている。この冷却ファンは、回転数を変えることで冷却能力をコントロールすることができるので、通常モードで放電ランプを点灯させしている間、放電ランプや画像投写手段の温度が所定の温度を超えないように、冷却ファンの回転数を制御している。さらに、放電ランプへの供給電力を低下させて省電力化した際に、冷却ファンの回転数を通常モード時での回転数より小さくするプロジェクタも知られている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２３９７６７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２６０８６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、待機モード時に、放電ランプの放電状態を維持したまま供給電力を低下させた状態で、冷却ファンの回転を停止させるような制御をしていなかった。冷却ファンを回転させると、騒音が発生してしまう。特に、会議のプレゼンテーション中にプロジェクタを通常モード状態から待機モードへ切り替えて、一時的な議論を行う場合、冷却ファンが回転したままの状態であると、その議論での会話を冷却ファンからの騒音で妨げてしまう、という問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためのもので、画像を被投写面に表示しない（待機モード）時、冷却ファンからの騒音をなくすことのできる投写型表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の投射型表示装置は、放電ランプと、前記放電ランプから照射された光を用いて画像を被投写面に表示する画像投写手段と、前記放電ランプへの供給電力を制御する電力制御手段と、前記放電ランプの温度を低下させる冷却ファンと、前記冷却ファンの回転を制御する冷却ファン制御手段と、前記放電ランプの温度を検出する温度センサとを有し、画像を被投射面に表示する通常モードから画像を被投写面に表示しない待機モードへの切り替えにおいて、前記電力制御手段と前記冷却ファン制御手段は、前記温度センサにより検出される前記放電ランプの温度が所定の温度範囲となるように、前記放電ランプへの供給電力と前記冷却ファンの回転数をそれぞれ段階的に制御することにより、前記放電ランプを前記所定の温度範囲で点灯させながら前記冷却ファンの回転を停止させた状態にすることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
［第１実施例］
図１に、本実施例に係るプロジェクタのブロック図を示す。
【００１２】
１はプロジェクタ光源として使用される放電ランプである。２は放電ランプ１の電力制御ならびに点灯制御を行うバラストで、点灯中の放電ランプ１のランプ電圧を検出するランプ電圧検出回路２ａ、および、点灯中の放電ランプ１のランプ電流を検出するランプ電流検出回路２ｂを含む。３は放電ランプ１の温度あるいはその近傍部の温度を検出する温度センサで、４は放電ランプ１あるいはその近傍部の温度を低下させる冷却ファンである。
【００１３】
６は、制御回路部５からの画像信号に基づいて放電ランプ１の照射光で不図示のスクリーンに投写（投射）する画像投写部（画像投射部）である。７は、プロジェクタ各部への電源を生成する電源部で、供給された商用電源（ＡＣ１００Ｖ）からバラスト２へのＤＣ３６０Ｖ電源と制御回路部５への各種低電圧電源（５Ｖ、１２Ｖ等）を生成する。
【００１４】
５は、バラスト２の電力設定値を制御する（バラスト２を介して放電ランプ１へ供給される電力値を設定する）制御回路部であり、プロジェクタに接続されるＰＣやビデオ機器等から受信した投写画像信号の信号処理や、画像投写部６の一部である液晶パネルへ送信する画像信号の生成や、通常モード時に温度センサ３からの検出温度に基づいた冷却ファン４の回転制御や、放電ランプ１や画像投写部６が異常高温になった時におけるバラスト２または電源７の動作の緊急停止といった制御も行っている。
【００１５】
５ａは、待機モード時に作動し、冷却ファン４の回転を停止させ、その回転停止状態で温度センサ３からの検出温度を基にバラスト２の電力設定値を制御する待機モード電力制御部であり、制御回路部５内に構成されている。
【００１６】
なお、本実施例では、バラスト２と、待機モード電力制御部５ａを含む制御回路部５を別々に分けて構成しているが、これらをまとめて１つの構成にしても良い。さらに、この１つにまとめた構成の中に、放電ランプ１への供給電力を制御する電力制御手段と冷却ファン４の回転を制御する冷却ファン制御手段の２つに分けて設け、それぞれに待機モード電力制御手段と待機モード冷却ファン制御手段を含むような構成にしても良い。
【００１７】
ここで、放電ランプ１の点灯動作について以下説明する。
【００１８】
バラスト２は、制御回路部５からランプ点灯信号を受信して放電ランプ１の点灯動作を始動する。このとき、放電ランプ電極間の絶縁状態を破壊し放電を開始させるべく、瞬間的に数ｋＶ〜数１０ｋＶの高圧パルスを放電ランプ１に出力する。放電ランプ１の点灯動作が始動した後、常にまたは一定間隔で、バラスト２内のランプ電圧検出回路２ａ及びランプ電流検出回路２ｂによりランプ電圧及びランプ電流が検出され監視される。
【００１９】
放電ランプ１の放電が開始された後の初期段階では、バラスト２は放電ランプ１に対して定電流制御を行い、この間、ランプ電圧は徐々に上昇する。その後、ランプ電圧が所定の電圧値に達した時、バラスト２は定電力制御に切替り、次第にランプ電圧が上昇するのに伴ってランプ電流が徐々に下降していくようになる。本実施例で使用される放電ランプ１は、ランプ電極間のギャップが約１．１ｍｍであり、ランプ電圧は約７０数Ｖで安定する。このとき、放電ランプ１の点灯状態（明るさ）は略安定した状態になるが、放電ランプ１の点灯動作が始動してからこの状態になるまでに約１分を要する。
【００２０】
ここで、図２のフローチャートを用いて、待機モード時の動作について以下説明する。
【００２１】
まず、通常モードから待機モードに切り替える場合、リモコン、プロジェクタの本体スイッチあるいはメニュー画面の表示スイッチ等により待機モード開始の操作を行う（Ｓ２０１）。その後、投写画像全体を黒やブルーバックで表示させたり、遮光板を投写光路内に挿入したりして、投写画像を被投写面に表示させないミュート状態にする（Ｓ２０２）。
【００２２】
次に、▲１▼放電ランプへの供給電力を小さくすると温度は下がる、および、▲２▼冷却ファンの回転数を小さくすると温度は上がる、という２つの現象を組み合わせることで、「冷却ファン回転停止かつ放電ランプ低電力点灯」という状態になるように、放電ランプへの供給電力と冷却ファンの回転数を制御する（Ｓ２０３）。ここで、放電ランプへの供給電力は、通常モード時の電力値から、放電ランプが消灯してしまう寸前の放電ランプ点灯可能な最小電力値Ｐ_ｍｉｎへと下げられる。また略同時に、冷却ファンの回転も、通常モード時の回転数から、回転数０の回転停止状態へと下げられる。このとき、冷却ファンからの騒音はなくなるのである。
【００２３】
このとき、放電ランプは低電力点灯状態であり、通常モード時よりも低いレベルではあるが、発熱し続けている。この放電ランプ発熱量が、プロジェクタ筐体の外装表面から自然に放熱される自然放熱量と同等またはこれより小さければ、放電ランプ（放電ランプ近傍に配置された画像投写部も含む）の温度は上昇しない。つまり、このような場合、冷却ファンからの騒音が無い状態を維持することが可能となるのである。装置設計の段階では、このプロジェクタ筐体外装からの自然放熱量をなるべく大きくとれるようにするのが望ましい。
【００２４】
一方、低電力点灯状態の放電ランプ発熱量がプロジェクタ筐体外装からの自然放熱量よりも大きい場合、放電ランプの温度は上昇してしまうことになる。このような事態に備え、放電ランプの温度を常にまたは一定間隔で検出し、検出温度Ｔ_ｄｅｔが所定の温度上限値Ｔ_ｈｉを超えたか否かを確認する（Ｓ２０４）。ここで、もしＴ_ｄｅｔがＴ_ｈｉを超えた場合、冷却ファンの回転数を所定量ずつ大きくする（Ｓ２０５）。大きくする所定量は、冷却ファンからの騒音を考慮して過度に大きくならないように、予め数段階に設定されている。この後、検出温度Ｔ_ｄｅｔが所定の温度下限値Ｔ_ｌｏｗよりも下がったか否かを確認する（Ｓ２０６）。ここで、もしＴ_ｄｅｔがＴ_ｌｏｗよりも下がった場合、再度冷却ファンの回転数を小さくし、冷却ファン回転停止状態にする（Ｓ２０７）。そして、冷却ファンからの騒音が無い状態になるのである。
【００２５】
なお、温度上限値Ｔ_ｈｉと温度下限値Ｔ_ｌｏｗは、予め実験的に求められた値が設定されている。温度上限値Ｔ_ｈｉは、放電ランプの温度がこれを超えると寿命や性能に悪影響を及ぼしてしまう可能性のある温度であり、通常モード時の温度上限値と同じに設定される。温度下限値Ｔ_ｌｏｗは、放電ランプの温度がこれより下がると放電ランプが立ち消えしてしまう可能性のある温度であり、比較的高い電力が放電ランプへ供給される通常モード時の温度下限値よりも低目に設定される。
【００２６】
このような待機モードから通常モードに切り替える場合、リモコン、プロジェクタの本体スイッチあるいはメニュー画面の表示スイッチ等から待機モード解除の操作を行う（Ｓ２０８）。この操作により、放電ランプへの供給電力制御および冷却ファンの回転制御が通常モード状態に戻る（Ｓ２０９）。このとき、待機モード時の放電ランプは消灯せずに低電力点灯状態であったため、プロジェクタの表示画像は素早く所望の明るさに達することができ、通常モードでの使用が開始される（Ｓ２１０）。
【００２７】
［第２実施例］
本実施例は、上記第１実施例の変形例である。第１実施例では、放電ランプ点灯可能最小電力値Ｐ_ｍｉｎが予め実験的に求められた既知の値であり、Ｓ２０３においてＰ_ｍｉｎをターゲットにして放電ランプへの供給電力の制御を行っているが、本実施例では、放電ランプ点灯可能最小電力値Ｐ_ｍｉｎが予め分かっておらず、その代わりに、温度センサによる検出温度に基づいて放電ランプへの供給電力の制御を行う。
【００２８】
図３のフローチャートを用いて、本実施例に係る待機モード時の動作について以下説明する。
【００２９】
まず、待機モードを開始して投写画像をミュートするまでは、第１実施例と同様である。その後、図２のＳ２０１、Ｓ２０２に引き続いて、放電ランプへの供給電力を徐々に低下させ、その電力値が安定するのを待つ（Ｓ３０１）。ここで、放電ランプへの供給電力を低下させた直後ランプ電圧およびランプ電流は共にリアルタイムに安定するわけではなく、最初はその電力低下量に応じてオーバーシュート気味に変動し、その後徐々に安定すべき値に収束していくのである。つまり、待機モードを開始してから放電ランプへの供給電力を一気に低下させてしまうと、放電ランプの電流がオーバーシュート気味に降下してしまい、放電ランプが立ち消えになってしまう恐れがある。したがって、放電ランプへの供給電力は一気ではなく、徐々に低下させるのが好ましい。特に、Ｓ３０１においては、放電ランプへの供給電力を低下させる際のターゲット電力値をＰ_{ｔａｒｇｅｔ}、低下させる前の検出電力値（ランプ電圧検出回路で検出されたランプ電圧値とランプ電流検出回路で検出されたランプ電流値の積で求められる）をＰ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}として、
Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}＝Ｐ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}−２０
または、
Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}＝Ｐ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}×０．８
で得られるターゲット電力値Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を用いて、放電ランプへの供給電力を低下させている。なお、上記式では、電力低下分を２０Ｗ、または、電力低下率を８０％としているが、これらは任意に設定することが可能である。このように放電ランプへの供給電力を低下させた後は、ランプ電圧およびランプ電流、さらには、放電ランプ（放電ランプ近傍に配置された画像投写部も含む）の温度を検出し、それらが安定するのを監視する。
【００３０】
そして、Ｓ３０１で安定状態になったことを確認した後、検出温度Ｔ_ｄｅｔが待機モード時の温度下限値Ｔ_ｌｏｗよりも下がったか否かを確認する（Ｓ３０２）。ここで、Ｔ_ｄｅｔがＴ_ｌｏｗよりも下がらない場合は、Ｓ３０１に戻り、再度放電ランプへの供給電力を低下させる。一方、Ｔ_ｄｅｔがＴ_ｌｏｗよりも下がった場合は、冷却ファンの回転数を予め設定された所定量ずつ小さくし、Ｔ_ｄｅｔが安定するのを待つ（Ｓ３０３）。
【００３１】
その後、冷却ファンの回転数が０の回転停止状態に達したか否かを確認する（Ｓ３０４）。ここで、冷却ファンの回転が停止状態に達した場合は、図２のＳ２０４へと移行する。図２のＳ２０４へ移行した後は、「冷却ファン回転停止・放電ランプ低電力点灯」状態になるように制御され、待機モード時の冷却ファンからの騒音が無い状態になるのである。
【００３２】
さらに、冷却ファンの回転が停止状態に達していない場合は、検出温度Ｔ_ｄｅｔが待機モード時の温度上限値Ｔ_ｈｉを超えたか否かを確認する（Ｓ３０５）。ここで、Ｔ_ｄｅｔがＴ_ｈｉを超えていない場合は、Ｓ３０３に戻り、再度冷却ファンの回転数を所定量ずつ小さくする。一方、Ｔ_ｄｅｔがＴ_ｈｉを越えた場合は、Ｓ３０１に戻り、再度放電ランプへの供給電力を低下させる。そして、Ｔ_ｄｅｔがＴ_ｈｉを超えていない場合も超えた場合も、最終的には、Ｓ３０４から図２のＳ２０４へと移行し、待機モード時の冷却ファンからの騒音が無い状態になるのである。
【００３３】
［第３実施例］
本実施例もまた、第１実施例の変形例である。第１実施例では、Ｓ２０３において既知の値である放電ランプ点灯可能最小電力値Ｐ_ｍｉｎをターゲットにして放電ランプへの供給電力を一気に低下させているが、本実施例では、放電ランプ点灯可能最小電力値Ｐ_ｍｉｎに対してマージンを設け、そのマージンを考慮して放電ランプへの供給電力を段階的に低下させる。
【００３４】
図４のフローチャートを用いて、本実施例に係る待機モード時の動作について以下説明する。
【００３５】
まず、待機モードを開始して投写画像をミュートするまでは、第１実施例と同様である。その後、図２のＳ２０１、Ｓ２０２に引き続いて、放電ランプへの供給電力を段階的に低下させ、その電力値が安定するのを待つ（Ｓ４０１）。このとき、放電ランプへの供給電力を低下させる際のターゲット電力値をＰ_{ｔａｒｇｅｔ}、低下させる前の検出電力値（ランプ電圧検出回路で検出されたランプ電圧値とランプ電流検出回路で検出されたランプ電流値の積で求められる）をＰ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}として、
Ｐ_{ｔａｒｅｇｔ}＝（Ｐ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}−Ｐ_ｍｉｎ）／２＋Ｐ_ｍｉｎ
で得られるターゲット電力値Ｐ_{ｔａｒｇｅｔ}を用いて、放電ランプへの供給電力を低下させている。このように放電ランプへの供給電力を低下させた後は、ランプ電圧およびランプ電流が安定するのを監視する。
【００３６】
そして、Ｓ４０１で安定状態になったことを確認した後、その時（供給電力を低下させた後）の電力値Ｐ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}が、放電ランプ点灯最小電力値Ｐ_ｍｉｎにマージンα（例えば、Ｐ_ｍｉｎの１０％程度）を加算したしきい値（Ｐ_ｍｉｎ＋α）よりも低下したか否かを確認する（Ｓ４０２）。ここで、Ｐ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}が（Ｐ_ｍｉｎ＋α）より低下していない場合は、Ｓ４０１に戻り、再度放電ランプへの供給電力を低下させる。一方、Ｐ_{ｐｒｅｓｅｎｔ}が（Ｐ_ｍｉｎ＋α）より低下した場合は、放電ランプ（放電ランプ近傍に配置された画像投写部も含む）の温度を検出し、その検出温度Ｔ_ｄｅｔが安定したか否かを確認する（Ｓ４０３）。
【００３７】
Ｔ_ｄｅｔが安定したことを確認した後、さらにそのＴ_ｄｅｔが温度上限値Ｔ_ｈｉを超えたか否かを確認する（Ｓ４０４）。ここで、Ｔ_ｄｅｔがＴ_ｈｉを超えた場合は、冷却ファンの回転数を予め設定された所定量ずつ大きくしてＴ_ｄｅｔが安定するまで待ってから（Ｓ４０５）、再度Ｓ４０４に戻る。一方、Ｔ_ｄｅｔがＴ_ｈｉを越えていない場合は、冷却ファンの回転数を所定量ずつ小さくしてＴ_ｄｅｔが安定するまで待ち（Ｓ４０６）、その後、冷却ファンの回転数が０の回転停止状態に達したか否かを確認する（Ｓ４０７）。
【００３８】
このとき、冷却ファンの回転が停止状態に達した場合は、図２のＳ２０４へと移行し、その後、「冷却ファン回転停止・放電ランプ低電力点灯」状態になるように制御され、待機モード時の冷却ファンからの騒音が無い状態になるのである。一方、冷却ファンの回転が停止状態に達していない場合は、Ｓ４０４に戻り、最終的には、Ｓ４０７から図２のＳ２０４へと移行し、待機モード時の冷却ファンからの騒音が無い状態になるのである。
【００３９】
なお、Ｓ４０５とＳ４０６において、冷却ファンの回転数を所定量ずつ小さくしたり大きくしたりして頻繁に切り替え制御する場合はハンチングしてしまう恐れがあるので、冷却ファンの回転数を所定量ずつ切り替えた後は、回転数が安定するまで一定時間待ってから、冷却ファンの回転数の切り替え制御を再開するようにするとよい。また、この冷却ファンの回転数を切り替え制御する際は、冷却ファンからの騒音を考慮して、冷却ファンの回転数を予め数段階に分けて設定しておくとよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像を被投写面に表示しない（待機モード）時、冷却ファンからの騒音をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロジェクタのブロック図。
【図２】第１実施例に係る待機モード時の動作を示すフローチャート。
【図３】第２実施例に係る待機モード時の動作を示すフローチャート。
【図４】第３実施例に係る待機モード時の動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１放電ランプ
２バラスト
２ａランプ電圧検出回路
２ｂランプ電流検出回路
３温度センサ
４冷却ファン
５制御回路部
５ａ待機モード電力制御部
６画像投写部
７電源部

Claims

放電ランプと、前記放電ランプから照射された光を用いて画像を被投写面に表示する画像投写手段と、前記放電ランプへの供給電力を制御する電力制御手段と、前記放電ランプの温度を低下させる冷却ファンと、前記冷却ファンの回転を制御する冷却ファン制御手段と、前記放電ランプの温度を検出する温度センサとを有し、画像を被投射面に表示する通常モードから画像を被投写面に表示しない待機モードへの切り替えにおいて、前記電力制御手段と前記冷却ファン制御手段は、前記温度センサにより検出される前記放電ランプの温度が所定の温度範囲となるように、前記放電ランプへの供給電力と前記冷却ファンの回転数をそれぞれ段階的に制御することにより、前記放電ランプを前記所定の温度範囲で点灯させながら前記冷却ファンの回転を停止させた状態にすることを特徴とする投写型表示装置。