JP5536216B2

JP5536216B2 - 画像表示装置および光源冷却方法

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Publication number: JP5536216B2
Application number: JP2012529420A
Authority: JP
Inventors: 幸則潮屋; 二郎高見
Original assignee: NEC Display Solutions Ltd
Current assignee: Sharp NEC Display Solutions Ltd
Priority date: 2010-08-16
Filing date: 2010-08-16
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-08-16
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Description

本発明は、高圧水銀灯等の光源を備える画像表示装置に関する。

液晶ディスプレイやプロジェクタなどの画像表示装置において、高圧水銀灯等の光源が用いられている。高圧水銀灯は、ガラス管内に水銀やガスなどを封入した構造を備えており、温度が上がり過ぎると、ガラス管が破裂したり、ガラス管を形成する石英が変質して透過率が低下したりする。このため、高圧水銀灯を光源として用いる画像表示装置では、通常、光源を冷却するための冷却ファンを備える。

高圧水銀灯等の光源を備える最近のプロジェクタは、光源に供給される電力を最大電力の数十％程度（例えば５０％〜９０％程度）まで低減させる省エネルギーモードを設定できるものがある。この省エネルギーモードは、プロジェクタに設けられた特定のボタンを押下することで設定される。

光源に供給される電力を少なくすると、表示される映像が暗くなるが、以下のような形態において省エネルギーモードを設定する場合は、表示される映像を十分に観察することができる。

室内灯を点灯させてプロジェクタにより投射された映像を観察する場合は、室内が明るいため、光源に供給される電力を少なくすると、投射された映像が見え難くなる。一方、室内灯を消した場合は、室内が暗いため、光源に供給される電力量を少なくしても、観察するのに十分な映像の明るさを提供することができる。したがって、室内灯を消した場合は、省エネルギーモードでも、表示される映像を十分に観察することができる。

また、プロジェクタにおいては、スクリーン上の投射範囲（投射画面）が小さければ小さいほど、表示される映像は明るいものとなる。したがって、投射範囲が小さくなるような形態においては、省エネルギーモードでも、表示される映像を十分に観察することができる。

一般に、光源に供給される電力が少ないほど、光源の温度は低くなる。省エネルギーモードでは、光源を最大電力で点灯させる通常モードに比較して、光源に供給される電力を少なくすることができるので、その分、光源の温度上昇を抑制することができる。

省エネルギーモードによる光源の温度変化を考慮した技術が特許文献１に開示されている。

特許文献１には、光源と、シロッコファンと、シロッコファンからの冷却風を光源まで導くダクトとを有する投射型表示装置が開示されている。この投射型表示装置では、節電モード（上記の省エネルギーモードに対応する）が設定された場合は、シロッコファンから光源へ供給される送風量を少なくする。これにより、節電モードではシロッコファンを動作させた際に発生する騒音のレベルを低減することができる。

特開２００５−１８２０８７号公報

しかし、特許文献１に記載の投射型表示装置においては、以下のような問題がある。

省エネルギーモードのように低電力で高圧水銀灯を点灯させる場合は、高圧水銀灯の温度が最適温度範囲内であっても、時間の経過とともに、ガラス管内面への水銀付着による黒化が徐々に進む。よって、省エネルギーモードをある程度長い時間に渡って実行した場合は、ガラス管内面の黒化が問題となる。

また、高圧水銀灯は、例えば、タングステンよりなる一対の電極がガラス管内に収容された構造を有し、ハロゲンサイクルを利用した電極再生が行われる。この電極再生では、例えば、タングステン原子が両電極から放出され、その放出されたタングステン原子がガラス管内に予め封入されたハロゲン原子と結合してハロゲン化タングステンが形成される。ハロゲン化タングステンは、ガラス管内を熱対流により浮遊し、電極近傍で高温にさらされることで、タングステン原子とハロゲン原子に分離される。この分離したタングステン原子が電極に付着することにより電極再生が行われる。

上記のような低電力で高圧水銀灯を点灯させた場合は、電極近傍の温度が低下するために、上記の電極再生を十分に行うことができないという問題がある。

なお、省エネルギーモードの実行中に、光源に供給される電力量を多くすることで、電極近傍の温度が上昇し、ガラス管内面に付着した水銀を蒸発させて再利用したり、電極再生を行わせたりすることができる。

しかし、省エネルギーモードでは、送風量を少なくした状態とされるので、その状態のまま、光源への供給電力を増大させると、光源の温度が上昇して、ガラス管の破裂や、石英の変質による透過率の低下の問題を生じる。

本発明の目的は、省エネルギーモードにおける黒化現象の発生を抑制するとともに、省エネルギーモードの実行中に光源の供給電力を増大させた場合に生じるガラス管の破裂や透過率の低下を抑制することができる、画像表示装置および光源冷却方法を提供することにある。

本発明の画像表示装置は、
光源を備え、該光源からの光を空間的に変調することで得られた画像が表示される画像表示装置であって、
前記光源に電力を供給する電源部と、
前記光源を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンに電圧を供給する駆動部と、
前記光源に供給される電力がそれぞれ異なる複数の点灯モードのうちからモードを指定する入力を受け付けると、その指定されたモードを示す指示信号を出力する入力部と、
前記入力部からの前記指示信号に従って前記駆動部による前記冷却ファンへの電圧供給と前記電源部による前記光源への電力供給とをそれぞれ制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
第１の点灯モードで設定される、前記光源に供給される第１の電力値および前記冷却ファンに供給される第１の電圧値をそれぞれ保持するとともに、第２の点灯モードで設定される、前記光源に供給される前記第１の電力値より大きな第２の電力値および前記冷却ファンに供給される前記第１の電圧値より大きな第２の電圧値をそれぞれ保持し、
前記入力部から前記第１の点灯モードが指定されたことを示す前記指示信号を受け付けると、前記電源部の出力を前記第１の電力値に設定するとともに、前記駆動部の出力を前記第１の電圧値に設定し、
前記光源が前記第１の点灯モードで点灯された時間を計測し、該計測値が閾値を超えると、前記電源部の出力を前記第２の電力値まで所定時間をかけて徐々に増大させるとともに、前記電源部の出力が前記第２の電力値に達する前に、前記駆動部の出力を前記第２の電圧値まで増大させる。

本発明の光源冷却方法は、
光源と、光源に電力を供給する電源部と、前記光源を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンに電圧を供給する駆動部と、を備え、前記光源からの光を空間的に変調することで得られた画像が表示される画像表示装置にて行われる光源冷却方法であって、
前記電源部の出力を予め設定された第１の電力値とするとともに、前記駆動部の出力を予め設定された第１の電圧値とし、
前記光源が前記第１の電力値で点灯された時間を計測し、該計測値が閾値を超えると、前記電源部の出力を、予め設定された、前記第１の電圧値より大きな第２の電力値まで、所定時間をかけて徐々に増大するとともに、前記電源部の出力が前記第２の電力値に達する前に、前記駆動部の出力を、予め設定された、前記第１の電圧値より大きな第２の電圧値まで増大し、
前記光源が前記第２の電力値で点灯された時間を計測し、該計測値が別の閾値を超えると、前記電源部の出力を前記第１の電力値まで所定時間をかけて徐々に減少するとともに、前記電源部の出力が前記第１の電力値に達した時点以降に、前記駆動部の出力を前記第１の電圧値まで減少することを特徴とする。

本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す画像表示装置のランプ／ファン制御の一手順を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。図３に示す画像表示装置にて行われるランプ／ファン制御の動作を説明するためのフローチャートである。図３に示す画像表示装置のランプ電力制御およびファン回転数制御のタイミングおよびそれら制御によるランプ温度の変化を説明するための図である。比較例である画像表示装置のランプ電力制御およびファン回転数制御のタイミングおよびそれら制御によるランプ温度の変化を説明するための図である。

１制御部
２電源部
３光源
４冷却ファン
５入力部
６駆動部

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。

図１に示す画像表示装置は、高圧水銀灯等の光源３を備え、この光源３からの光を空間的に変調することで得られた画像が表示される画像表示装置であって、制御部１、電源部２、光源３、冷却ファン４、入力部５および駆動部６を有する。

電源部２は、光源３に電力を供給する。冷却ファン４は、光源３を冷却する。駆動部６は、冷却ファン４に電圧を供給する。

入力部５は、複数のボタンを有する。使用者は、これらボタンのうちの特定のボタンまたは複数のボタンを用いた入力操作によって、複数の点灯モードのうちから任意の点灯モードを指定することができる。複数の点灯モードは、電源部２の出力が最大電力値とされる通常モードや、電源部２の出力が最大電力値より小さな電力値とされる省エネルギーモードを含む。省エネルギーモードは、第１および第２の点灯モードの制御を含む。入力部５は、点灯モードを指定する入力を受け付けると、その指定された点灯モードを示す指示信号を出力する。

制御部１は、入力部５からの指示信号に従って、駆動部６による冷却ファン４への電圧供給と電源部２による光源３への電力供給とをそれぞれ制御する。

制御部１は、第１の点灯モードで設定される第１の電力値および第１の電圧値をそれぞれ保持するとともに、第２の点灯モードで設定される、第１の電力値より大きな第２の電力値および第１の電圧値より大きな第２の電圧値をそれぞれ保持している。ここで、第１の電力値は、例えば、最大電力の５０％の値である。第２の電力値は、例えば、最大電力の７０％の値である。第１の電力値と第２の電力値は、最大電力よりも低い値である。

制御部１は、入力部５から第１の点灯モードが指定されたことを示す指示信号を受け付けると、電源部２の出力を第１の電力値に設定するとともに、駆動部６の出力を第１の電圧値に設定する。

制御部１は、光源３が第１の点灯モードで点灯された時間を計測し、該計測値が第１の閾値を超えると、電源部２の出力を第２の電力値まで所定時間をかけて徐々に増大させるとともに、電源部２の出力が第２の電力値に達する前に、駆動部６の出力を第２の電圧値まで増大させる。ここで、所定時間は例えば１０秒である。電源部２の出力を第１の電力値から第２の電力値まで急激に上昇させるとスクリーン照度が急激に高くなるので、映像の観察者が、違和感を感じてしまうことになる。

ここで、第１の閾値は、例えば１０分である。第２の電力値は、光源３のガラス管内面に付着した水銀を蒸発させて再利用したり、電極再生を行わせたりすることができる電力値である。第２の電圧値は、第２の点灯モードで光源３を点灯させた状態で、ガラス管の破裂や、石英の変質による透過率の低下を抑制することができる電圧値である。

制御部１は、光源３が第２の点灯モードで点灯された時間を計測し、該計測値が第２の閾値を超えると、電源部２の出力を第１の電力値まで所定時間をかけて徐々に減少させるとともに、電源部２の出力が第１の電力値に達した時点以降に、駆動部６の出力を第１の電圧値まで減少させる。ここで、第２の閾値は、例えば１分である。また、上記の電力増大と同じ理由で、第２の電力値から第１の電力値への電力減少も、所定時間かけて行われる。
入力部５から通常モードが指定されたことを示す指示信号を受け付けた場合は、制御部１は、最大電力を電源部２から光源３に供給させる。この通常モードでは、制御部１は、駆動部６の出力を、第２の電圧値より大きな第３の電圧値に設定する。

次に、本実施形態の画像表示装置にて行われる光源冷却方法を説明する。

図２は、本実施形態の画像表示装置のランプ／ファン制御の一手順を示すフローチャートである。

まず、制御部１は、第１の点灯モードが指定されたことを示す指示信号を入力部５から受け付けると、電源部２の出力を第１の電力値に設定するとともに、駆動部６の出力を第１の電圧値に設定する（ステップＳ１１〜Ｓ１２）。

次に、制御部１は、第１の点灯モードでの点灯時間を計測し、その計測値が第１の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３で計測値が第１の閾値を超えたと判定した場合は、制御部１は、電源部２の出力を第１の電力値から第２の電力値へ増大させるとともに、電源部２の出力が第２の電力値に達する前に、駆動部６の出力を第２の電圧値に増大させる（ステップＳ１４）。このステップＳ１４の動作は、リフレッシュ動作であり、第２の点灯モードに対応する。

次に、制御部１は、第２の点灯モードでの点灯時間を計測し、計測値が第２の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５で計測値が第２の閾値を超えたと判定した場合は、制御部１は、電源部２の出力を第１の電力値まで減少させるとともに、電源部２の出力が第１の電力値に達した時点以降に、駆動部６の出力を第１の電圧値まで減少させる（ステップＳ１６）。その後、ステップ１３の処理が実行される。

制御部１は、第１の点灯モードの実行中に、第２の点灯モードを定期的に実行することができる。

上述したランプ／ファン制御によれば、第１の点灯モードが一定時間に渡って実行された場合は、制御部１は、電源部２の出力を第１の電力値から第２の電力値へ増大させる。この電力増大により、光源３の電極近傍の温度が上昇し、ガラス管内面に付着した水銀を蒸発させて再利用することができ、また、電極再生を行わせることができる。

また、第１の点灯モードから第２の点灯モードへ移行する場合は、電源部２の出力が第２の電力値に達する前に、駆動部６の出力が第２の電圧値まで増大される。この場合、冷却ファン４から光源３に供給される送風量は、第２の点灯モードに移行する前に、第２の点灯モードで点灯した場合に必要とされる送風量（ガラス管の破裂や透過率の低下を抑制することが可能な送風量）になる。よって、第２の点灯モードへ移行した場合の、光源３の温度上昇によるガラス管の破裂や透過率の低下を確実に抑制することができる。

なお、電源部２の出力が第２の電力値に達した時点で駆動部６の出力が第２の電圧値とされる構成では、電源部２の出力が第２の電力値に達するまでの期間は、駆動部６の出力は第１の電圧値で維持される。このため、第２の点灯モードへの移行するまでに、光源３を冷却するのに十分な送風量を得ることができず、光源３の温度が過剰に上昇して、ガラス管の破裂や透過率の低下の問題が生じる場合がある。

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態である画像表示装置の構成を示すブロック図である。

図３を参照すると、画像表示装置は、入力端子部１１、映像処理部１２、映像表示部１３、入力部１４、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５、ランプ制御部２１、ファン制御部２２、ファン回転検出部２３、ランプ用電源３０、ランプ３１、駆動部４０₁〜４０_n、およびファン４１₁〜４１_nを有する。

ランプ３１は、高圧水銀灯等である。ランプ用電源３０は、ランプ３１に電力を供給する。ランプ制御部２１は、ＣＰＵ１５からのランプ制御信号に従って、ランプ用電源３０によるランプ３１への電力供給を制御する。具体的には、ランプ制御部２１は、電力供給制御信号であるオン／オフ信号および電力値を示す電力指定信号を出力する。

映像信号は、外部映像供給装置から入力端子部１１を介して映像処理部１２に供給される。外部映像供給装置は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。

映像処理部１２は、入力端子部１１から供給された映像信号に対して映像表示部１３で表示するために必要な処理を行う。映像表示部１３は、例えば、ランプ３１からの光が照射される表示素子と、表示素子で生成された画像を投射する投射部とを有する。表示素子は、例えば液晶パネルやＤＭＤなどである。

ファン４１₁〜４１_nは、入力電圧に応じて回転数が変化するものであって、自身の回転数を示す回転信号を出力する。ファン４１_nは、ランプ３１を冷却する。残りのファン４１₁〜４１_n-1は、例えば排気ファンや吸気ファンなどである。排気ファンおよび吸気ファンは、映像処理部１２、映像表示部１３、ＣＰＵ１５、ランプ制御部２１、ファン制御部２２、ファン回転検出部２３、ランプ用電源３０、ランプ３１、駆動部４０₁〜４０_nなどを収容する筐体に設けられる。

駆動部４０₁〜４０_nは、ファン４１₁〜４１_nと一対一対応で設けられている。駆動部４０₁〜４０_n-1はそれぞれ、ファン制御部２２からの第１の電圧制御信号に従ってファン４１₁〜４１_n-1のうちの対応するファンに電圧を供給する。駆動部４０_nは、ファン制御部２２からの第２の電圧制御信号に従ってファン４１_nに電圧を供給する。すなわち、ファン４１₁〜４１_n-1の制御系とファン４１_nの制御系は独立している。

ファン制御部２２は、ＣＰＵ１５からのファン制御信号に従って、駆動部４０₁〜４０_n-1のそれぞれに第１の電圧制御信号を供給するとともに、駆動部４０_nに第２の電圧制御信号を供給する。

ファン４１₁〜４１_nから出力された回転信号はそれぞれファン回転検出部２３に供給されている。ファン回転検出部２３は、ファン４１₁〜４１_nからの回転信号に基づいてそれぞれのファンの回転数を検出し、その検出結果をファン制御部２２に供給する。

ファン制御部２２は、ファン回転検出部２３から供給されるファン４１_nの回転数がＣＰＵ１５からのファン制御信号にて指定された回転数となるように駆動部４０_nの出力を増減させる。

また、ファン制御部２２は、ファン回転検出部２３から供給されるファン４１₁〜４１_n-1の各回転数の平均値またはいずれかの回転数がＣＰＵ１５からのファン制御信号にて指定された回転数となるように駆動部４０₁〜４０_n-1の出力を増減させる。

ファン４１₁〜４１_n-1の各回転数は一律に制御されるが、ファン４１_nの回転数はファン４１₁〜４１_n-1とは独立して制御される。

入力部１４は、複数のボタンを有する。使用者は、これらボタンのうちの特定のボタンまたは複数のボタンを用いた入力操作によって、複数の点灯モードのうちから任意の点灯モードを指定することができる。複数の点灯モードは、ランプ用電源３０の出力が最大電力値とされる通常モードや、ランプ用電源３０の出力が最大電力値より小さな電力値とされる省エネルギーモードを含む。入力部１４は、点灯モードを指定する入力を受け付けると、その指定された点灯モードを示す指示信号を出力する。

省エネルギーモードは、５０％点灯モードおよび７０％点灯モードを含む。５０％点灯モードでは、ランプ用電源３０の出力が第１の電力値とされ、７０％点灯モードでは、ランプ用電源３０の出力が第２の電力値とされる。第１の電力値は、最大電力の５０％の電力値である。第２の電力値は、最大電力の７０％の電力値である。

ＣＰＵ１５は、入力部１４からの指示信号に従って、ファン制御部２２を介して駆動部４０₁〜４０_nによるファン４１₁〜４１_nへの電圧供給を制御するとともにランプ制御部２２を介してランプ用電源３０によるランプ３１への電力供給を制御する。

入力部１４から省エネルギーモードが指定されたことを示す指示信号を受け付けると、ＣＰＵ１５は、ランプ用電源３０の出力を第１の電力値に設定するためのランプ制御信号をランプ制御部２１に供給するとともに、ファン４１_nの回転数を第１の回転数（例えば１３８０ｒｐｍ）に設定するためのファン制御信号をファン制御部２２に供給する。

ＣＰＵ１５は、ランプ用電源３０の出力が第１の電力値とされる第１の点灯モードでの点灯時間を計測し、その計測値が第１の閾値を超えた場合は、ランプ用電源３０の出力を第２の電力値に設定するためのランプ制御信号をランプ制御部２１に供給するとともに、ファン４１_nの回転数を第２の回転数（例えば１９２０ｒｐｍ）に設定するためのファン制御信号をファン制御部２２に供給する。

ＣＰＵ１５は、ランプ用電源３０の出力が第２の電力値とされる第２の点灯モードでの点灯時間を計測し、その計測値が第２の閾値を超えた場合は、ランプ用電源３０の出力を第１の電力値に設定するためのランプ制御信号をランプ制御部２１に供給するとともに、ファン４１_nの回転数を第１の回転数（例えば１３８０ｒｐｍ）に設定するためのファン制御信号をファン制御部２２に供給する。

なお、省エネルギーモードにおいて、ＣＰＵ１５は、ファン４１₁〜４１_n-1の各回転数を第２の回転数（例えば１９２０ｒｐｍ）に設定するためのファン制御信号をファン制御部２２に供給する。

次に、本実施形態の画像表示装置の動作を具体的に説明する。

図４は、ランプ／ファン制御の動作を説明するためのフローチャートである。この例では、ファン４１₁〜４１_nの回転数は第２の回転数（例えば１９２０ｒｐｍ）に固定され、ファン４１_nの回転数のみが制御される。

ＣＰＵ１５が、入力部１４からの指示信号に基づき、省エネルギーモードが指定された否かを判定する（ステップＳ２１）。

ステップＳ２１で、省エネルギーモードが指定されたと判定された場合は、ＣＰＵ１５は、ランプ用電源３０の出力を第１の電力値に設定するためのランプ制御信号をランプ制御部２１に供給するとともに、ファン４１_nの回転数を第１の回転数（例えば１３８０ｒｐｍ）に設定するためのファン制御信号をファン制御部２２に供給する（ステップＳ２２）。

上記のステップＳ２２では、ランプ制御部２１が、ＣＰＵ１５からのランプ制御信号に従って、ランプ用電源３０の出力を第１の電力値に設定する。また、ファン制御部２２が、ＣＰＵ１５からのファン制御信号に従って、ファン回転検出部２３から供給されるファン４１_nの回転数が第１の回転数となるように駆動部４０_nの出力を増減させる。この動作により、第１の点灯モードで光源３が点灯する。

次に、ＣＰＵ１５が、第１の点灯モードでの点灯時間を計測し、その計測値が第１の閾値（１０分）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２３）。

ステップＳ２３で、計測値が第１の閾値（１０分）を超えた場合は、ＣＰＵ１５は、ランプ用電源３０の出力を第２の電力値に設定するためのランプ制御信号をランプ制御部２１に供給するとともに、ファン４１_nの回転数をランプ用電源３０の出力が第２の電力値に達する前に第２の回転数（例えば１９２０ｒｐｍ）に設定するためのファン制御信号をファン制御部２２に供給する（ステップＳ２４）。

上記のステップＳ２４では、ランプ制御部２１が、ＣＰＵ１５からのランプ制御信号に従って、ランプ用電源３０の出力を第２の電力値に設定する。また、ランプ用電源３０の出力が第２の電力値に達する前に、ファン制御部２２が、ＣＰＵ１５からのファン制御信号に従って、ファン回転検出部２３から供給されるファン４１_nの回転数が第２の回転数となるように駆動部４０_nの出力を増減させる。この動作により、第２の点灯モードで光源３が点灯する。

次に、ＣＰＵ１５が、第２の点灯モードでの点灯時間を計測し、その計測値が第２の閾値（１分）を超えたか否かを判定する（ステップＳ２５）。

ステップＳ２４で、計測値が第２の閾値（１分）を超えた場合は、ＣＰＵ１５は、ランプ用電源３０の出力を第１の電力値に設定するためのランプ制御信号をランプ制御部２１に供給するとともに、ファン４１_nの回転数をランプ用電源３０の出力が第１の電力値に達した時点以降に第１の回転数（例えば１３８０ｒｐｍ）に設定するためのファン制御信号をファン制御部２２に供給する（ステップＳ２６）。

上記のステップＳ２６では、ランプ制御部２１が、ＣＰＵ１５からのランプ制御信号に従って、ランプ用電源３０の出力を第１の電力値に設定する。また、ランプ用電源３０の出力が第１の電力値に達する前に、ファン制御部２２が、ＣＰＵ１５からのファン制御信号に従って、ファン回転検出部２３から供給されるファン４１_nの回転数が第１の回転数となるように駆動部４０_nの出力を増減させる。この動作により、第１の点灯モードで光源３が点灯する。

上述したランプ／ファン制御の動作によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以下、具体的な効果を、比較例を挙げて説明する。

図５は、本実施形態の画像表示装置のランプ電力制御およびファン回転数制御のタイミングおよびそれら制御によるランプ温度の変化を説明するための図である。図５において、上段の図がランプ電力制御のタイミングチャートであり、中段の図がファン回転数制御のタイミングチャートであり、下段の図がランプの温度変化を示す図である。

図５に示すように、ランプ用電源３０の出力は、時刻ｔ１まで最大電力の５０％とされており、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間において、５０％から７０％に増大する。時刻ｔ２の後、時刻ｔ３までは、ランプ用電源３０の出力は７０％で維持されている。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間において、ランプ用電源３０の出力は、７０％から５０％に減少する。時刻ｔ４の後は、ランプ用電源３０の出力は５０％で維持されている。

ファン４１_nの回転数は、時刻ｔ１において、１３８０ｒｐｍから１９２０ｒｐｍに変化し、時刻ｔ１後、時刻ｔ４までは、ファン４１_nの回転数は１９２０ｒｐｍで維持されている。時刻ｔ４において、ファン４１_nの回転数は、１９２０ｒｐｍから１３８０ｒｐｍに変化し、その後は、１３８０ｒｐｍで維持されている。

ランプ３０の温度は、時刻ｔまで最適温度Ｔで維持されており、時刻ｔ１から徐々に低下した後、再び上昇し、時刻ｔ２の後に、最適温度Ｔになる。時刻ｔ１からの温度の低下は僅かである。また、ランプ３０の温度は、時刻ｔ３から徐々に低下し、時刻ｔ４から徐々に上昇して最適温度Ｔになる。時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間における温度の低下は、僅かである。このように、第１および第２の点灯モードのいずれにおいても、ランプ３０の温度は、ほぼ最適温度Ｔで維持されるので、ガラス管の破裂や透過率の低下の問題は生じない。

また、ランプ用電源３０の出力を７０％に上昇することで、ガラス管内面に付着した水銀を蒸発させて再利用したり、電極再生を行わせたりすることができる。

図６は、比較例である画像表示装置のランプ電力制御およびファン回転数制御のタイミングおよびそれら制御によるランプ温度の変化を説明するための図である。図６において、上段の図がランプ電力制御のタイミングチャートであり、中段の図がファン回転数制御のタイミングチャートであり、下段の図がランプの温度変化を示す図である。

比較例のランプ電力制御は、図５に示したものと同じである。

比較例のファン回転数制御では、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間において、ファンの回転数は１３８０ｒｐｍから１９２０ｒｐｍに徐々に変化する。時刻ｔ１後、時刻ｔ４までは、ファンの回転数は１９２０ｒｐｍで維持されている。時刻ｔ３後、時刻ｔ４までの期間において、ファンの回転数は、１９２０ｒｐｍから１３８０ｒｐｍに徐々に変化し、その後は、１３８０ｒｐｍで維持されている。

ランプの温度は、時刻ｔまで最適温度Ｔで維持されており、時刻ｔ１から急激に上昇し、その後、低下して、時刻ｔ２の後に、最適温度Ｔになる。時刻ｔ１からの温度の上昇は大きい。また、ランプの温度は、時刻ｔ３から徐々に低下し、時刻ｔ４後、上昇して最適温度Ｔになる。時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間における温度の低下は、僅かである。このように、第１の点灯モードから第２の点灯モードへ移行した際に、ランプの温度が急激に上昇するため、ガラス管の破裂や透過率の低下の問題が生じる場合がある。

上記の比較例のように、ファン回転数を１３８０ｒｐｍから１９２０ｒｐｍに徐々に変化させる場合は、その変化に応じたデータ（回転数と電圧値の関係を示すデータ）が格納されたルックアップテーブルを用意し、そのルックアップテーブルを参照して駆動部の出力を変化させるといった制御が行われる。同様に、ファン回転数を１９２０ｒｐｍから１３８０ｒｐｍに徐々に変化させる場合も、その変化に応じたデータが格納されたルックアップテーブルを用いた制御が行われる。

これに対して、本実施形態の画像表示装置では、ファン回転数を１３８０ｒｐｍから１９２０ｒｐｍに変更し、または、１９２０ｒｐｍから１３８０ｒｐｍに変更する。この動作によれば、上記のルックアップテーブルを用いた制御は不要であるので、装置の構成および制御をより簡単にすることができる。

以上説明した各実施形態の画像表示装置は、本発明の一例であり、その構成および動作については、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者が想到し得る変更を適用することができる。

例えば、第１の実施形態において、制御部１は、光源３が第１の点灯モードで点灯されている期間に、入力部５から最大電力が光源３に供給される通常モードが指定された指示信号を受け付けると、電源部２の出力を最大電力の値まで増大させるとともに、電源部２の出力が最大電力の値に達する前に、駆動部６の出力を第２の電圧値より大きな第３の電圧値まで増大させてもよい。これと同様の制御が、第２の実施形態の画像表示装置で行われても良い。

本発明は、高圧水銀灯等の光源を備え、この光源からの光を空間的に変調して画像が表示される画像表示装置全般に適用することができる。具体的には、本発明は、液晶ディスプレイやプロジェクタに適用することができる。

Claims

光源を備え、該光源からの光を空間的に変調することで得られた画像が表示される画像表示装置であって、
前記光源に電力を供給する電源部と、
前記光源を冷却する冷却ファンと、
前記冷却ファンに電圧を供給する駆動部と、
前記光源に供給される電力がそれぞれ異なる複数の点灯モードのうちからモードを指定する入力を受け付けると、その指定されたモードを示す指示信号を出力する入力部と、
前記入力部からの前記指示信号に従って前記駆動部による前記冷却ファンへの電圧供給と前記電源部による前記光源への電力供給とをそれぞれ制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
第１の点灯モードで設定される、前記光源に供給される第１の電力値および前記冷却ファンに供給される第１の電圧値をそれぞれ保持するとともに、第２の点灯モードで設定される、前記光源に供給される前記第１の電力値より大きな第２の電力値および前記冷却ファンに供給される前記第１の電圧値より大きな第２の電圧値をそれぞれ保持し、
前記入力部から前記第１の点灯モードが指定されたことを示す前記指示信号を受け付けると、前記電源部の出力を前記第１の電力値に設定するとともに、前記駆動部の出力を前記第１の電圧値に設定し、
前記光源が前記第１の点灯モードで点灯された時間を計測し、該計測値が閾値を超えると、前記電源部の出力を前記第２の電力値まで所定時間をかけて徐々に増大させるとともに、前記電源部の出力が前記第２の電力値に達する前に、前記駆動部の出力を前記第２の電圧値まで増大させる、画像表示装置。
前記制御部は、前記光源が前記第２の点灯モードで点灯された時間を計測し、該計測値が別の閾値を超えると、前記電源部の出力を前記第１の電力値まで所定時間をかけて徐々に減少させるとともに、前記電源部の出力が前記第１の電力値に達した時点以降に、前記駆動部の出力を前記第１の電圧値まで減少させる、請求項１に記載の画像表示装置。
前記制御部は、前記第１の点灯モードの実行中に、前記第２の点灯モードを一定時間間隔で実行する、請求項１または２に記載の画像表示装置。
前記冷却ファンとは異なる複数の別のファンと、
前記複数の別のファンにそれぞれ電圧を供給する複数の別の駆動部と、をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の点灯モードが指定されたことを示す前記指示信号を受け付けると、前記複数の別の駆動部の出力をそれぞれ前記第２の電圧値に設定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記制御部は、前記光源が前記第１の点灯モードで点灯されている期間に、前記入力部から最大電力が前記光源に供給される通常モードが指定された前記指示信号を受け付けると、前記電源部の出力を前記最大電力の値まで増大させるとともに、前記電源部の出力が前記最大電力の値に達する前に、前記駆動部の出力を前記第２の電圧値より大きな第３の電圧値まで増大させる、請求項１から４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記第１の電力値および前記第２の電力値は、前記光源の最大電力値よりも低い値である、請求項１から５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記光源は高圧水銀灯である、請求項１から６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
前記指定する入力は、複数のボタンを用いた入力操作によって行われる、請求項１から７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
光源と、光源に電力を供給する電源部と、前記光源を冷却する冷却ファンと、前記冷却ファンに電圧を供給する駆動部と、を備え、前記光源からの光を空間的に変調することで得られた画像が表示される画像表示装置にて行われる光源冷却方法であって、
前記電源部の出力を予め設定された第１の電力値とするとともに、前記駆動部の出力を予め設定された第１の電圧値とし、
前記光源が前記第１の電力値で点灯された時間を計測し、該計測値が閾値を超えると、前記電源部の出力を、予め設定された、前記第１の電圧値より大きな第２の電力値まで、所定時間をかけて徐々に増大するとともに、前記電源部の出力が前記第２の電力値に達する前に、前記駆動部の出力を、予め設定された、前記第１の電圧値より大きな第２の電圧値まで増大し、
前記光源が前記第２の電力値で点灯された時間を計測し、該計測値が別の閾値を超えると、前記電源部の出力を前記第１の電力値まで所定時間をかけて徐々に減少するとともに、前記電源部の出力が前記第１の電力値に達した時点以降に、前記駆動部の出力を前記第１の電圧値まで減少する、光源冷却方法。