JP2003035932A - プロジェクタのランプ駆動装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ランプの温度が高い場合や、ランプの低い場合
にランプの点灯性が悪くなる問題があり、またランプの
点灯性が悪くなると、ランプ電極に負担をかけるのでラ
ンプの性能が低下する問題があり、これらを解決する。 【解決手段】ランプ２を持つプロジェクタ１のランプ駆
動装置として、ランプ２の温度を検出するランプ温度検
出手段６より検出された結果により、制御手段７がラン
プ２の点灯時にランプを駆動するランプ電源手段３をコ
ントロールし、また、大気温度検出手段５と、ランプ温
度検出手段６とから検出された結果により、制御手段７
が冷却ファン４の風量をコントロールして、ランプの点
灯性を向上させると共に、ランプ点灯時のダメージを軽
減しランプの信頼性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロジェクタのラ
ンプ駆動装置およびその駆動方法に関し、特にそのラン
プの点灯性を改善したランプ駆動装置およびその駆動方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶プロジェクタのランプとし
ては、例えば、図４の特性図に示すように、１５０Ｗの
ランプでは、通常時のランプ電圧８０Ｖ、ランプ電流
１．５Ａとなっているが、その起動時には、ランプ電圧
線Ａのように、約２０ＫＶの高圧パルスを印加し、また
ランプ電流線Ｂのように、約２０Ａの過電流を流すこと
になっており、その印加時間はパルス状の波形となって
おり、数ナノ秒（図４では１０ｎｓ）単位となってい
る。

【０００３】また、この液晶プロジェクタのランプ２
は、図５のランプ断面図のように、ランプ電極１１に取
次けられたランプ本体１０と、リフレクタ１２とからな
り、そのランプ温度は、ランプ本体１０で１０００°
Ｃ、ランプ電極１１で４００°Ｃ、リフレクタ１２で５
００°Ｃとなっており、高温であるため、その熱保護装
置が必要となっている。

【０００４】この液晶プロジェクタの熱保護装置とし
て、特開２００１−０２１９９９号公報（従来例１）に
示されたものがあり、機器筐体の傾きセンサと機器内部
の温度センサとを持ち、検出結果によりファンをコント
ロールすることで機器の熱保護を行うものである。

【０００５】図６はこの従来例１のプロジェクタの熱保
護装置のブロック図を示し、液晶プロジェクタ１の熱保
護装置の概略構成である。図６に示すように、液晶プロ
ジェクタの熱保護装置は、液晶プロジェクタの傾きを検
出する傾きセンサ２１を備え、この傾きセンサ２１は、
液晶プロジェクタ筐体内の下部面に配置され、プロジェ
クタの設置状態を判別するのに必要な傾き情報を制御手
段（マイコン）２３に与える。

【０００６】一方、熱保護装置には、温度センサ２２が
設けられ、この温度センサ２２は、液晶プロジェクタ筐
体内部の所定位置に配置され、この機器内の温度を検出
し、温度情報を制御手段２３に与える。また、電源ユニ
ット部２４は、制御手段２３による制御により、ファン
コントロール部２５，液晶プロジェクタ内の主要回路群
である各回路ブロック２８及び光源としてのランプ２等
への電源供給を制御する。

【０００７】ファンコントロール部２５は、液晶プロジ
ェクタ筐体内の所定位置に設けられた吸気ファ ン２６
及び排気ファン２７の回転を制御するもので、各ファン
２６，２７に設けられたモータ等の駆動手段を制御する
ことにより、各ファンの回転量の調節が可能である。吸
気ファン２６は、その回転によって筐体の外部からの新
鮮な空気を筐体内に注入し、排気ファン２７は、逆にそ
の回転作用によって筐体内部の熱風を筐体外部へと排気
する。つまり、これらのファン２６，２７による送風作
用により、機器筐体内部に、外部からの空気を循環させ
ることができ、あるいは直接温度上昇となる部材に送風
することができるため、筐体内部を冷却することが可能
となる。

【０００８】この熱保護装置では、機器の設置状況に応
じて最適な熱保護処理を行うために、制御手段２３は、
傾きセンサ２１及び温度センサ２２からの傾き情報及び
温度情報に基づき各種制御をする。つまり、制御手段２
３は、例えばマイコンで構成されたもので、傾きセンサ
２１によって検出した傾き情報を取り込み、傾き情報を
用いて液晶プロジェクタの設置状態を判別する。この場
合、傾き情報が略水平である場合には据え置き状態と判
別し、またある程度の角度を有している場合には、天吊
り状態と判別する。

【０００９】また、制御手段２３にはメモリを有し、そ
のメモリに機器の設置状態に応じて最適な温度設定値を
格納した温度設定値テーブル２３ａを備えるようにする
ことにより、制御手段２３は、該温度設定値テーブル２
３ａを用いて最適な温度設定値になるようにファンコン
トロール部２５、あるいは電源ユニット部２４を駆動制
御することができる。この場合、制御手段２３は、温度
センサ２２からの温度情報により、常時機器内の温度状
況を認識しており、温度が所定値を越えた場合には、例
えばファンコントロール部２５を制御して、吸気ファン
２６あるいは排気ファン２７の回転数を増大させ、ある
いは電源ユニット部２４を制御することにより、各回路
ブロック２８やランプ２への電源供給を停止させる。

【００１０】従って、制御手段２３によって、傾きセン
サ２１からの傾き情報を用いて機器の設置状態を判別
し、さらに温度センサ２２からの温度情報を基に機器の
設置状態に応じた最適な熱保護処理を自動的に行うこと
ができる。

【００１１】また、特開２０００−１３１７６３号公報
（従来例２）には、大気温度センサの検出結果により、
冷却ファンの風量をコントロールするとともに、ランプ
に取り付けられたヒータとベルチェ素子により、ランプ
の温度を適切にコントロールすることでランプの冷却時
間と再点灯までの待機時間を高速化する。

【００１２】図７（ａ）（ｂ）はこの従来例２のプロジ
ェクタの簡略化した全体斜視図およびそのランプ部分の
断面図、図８はそのブロック図を示す。このプロジェク
タは、基台３８の上に、ランプユニット３０、クロスダ
イクロイックプリズム３３、３６、４個の反射ミラー３
４、４個の液晶パネル３５、レンズ３７、ファン４０、
温度センサ４２などを実装して構成される。

【００１３】ランプユニット３０で生成された光は、ク
ロスダイクロイックプリズム３３に入射する。クロスダ
イクロイックプリズム３の２つの接合面はＲ（赤色）、
Ｂ（青色）の波長域の光のみを反射するダイクロイック
コートが施されている。このクロスダイクロイックプリ
ズム３３に入射した光の内Ｒの波長域の光は一方の接合
面で反射され、その後反射ミラー３４で反射されて、
Ｒ、Ｂの光学画像を形成する液晶パネル２５を照明す
る。また、Ｇ（緑色）の波長域の光は、クロスダイクロ
イックプリズム３３で反射されることなく透過し、Ｇの
光学画像を形成する液晶パネル３５を照明する。

【００１４】各液晶パネル３５は透過型の液晶パネルで
あり、ここで照明光は各色の光学画像に変換され、その
後クロスダイクロイックプリズム３６に与えられる。ク
ロスダイクロイックプリズム６の接合面はＲ，Ｂの波長
域の光のみを反射するダイクロイックコートが施されて
おり、クロスダイクロイックプリズム３６に入射した光
の内、液晶パネル３５から出射されたＲ、Ｂの像光は接
合面で反射されたものと、液晶パネル３５から出射され
たＧの像光はいずれの面でも反射されないものがあり、
クロスダイクロイックプリズム３６では３色の像光が合
成されて出射される。この光は、投影レンズ３７により
スクリーン上に投影される。

【００１５】図７（ｂ）において、ランプユニット３０
は、回転楕円形状の反射ミラーより成るリフレクタ１２
は箱体３９に固着されており、ランプ２はリフレクタ１
２に固着されている。ランプ２で発光された光は、リフ
レクタ１２で反射されて、クロスダイクロイックプリズ
ム３３に入射される。

【００１６】また、温度制御手段は、ファン４０、大気
温度検出装置４２、信号送信線４１、信号送信線４１か
ら送信される信号に従ってランプ温度を調節するヒータ
４７及びペルチェ素子４６、ランプの温度を検出するラ
ンプ温度検出センサ４４、大気温度検出装置４２および
ランプ温度検出センサ４４での検出データに基づいてフ
ァン４０、ヒータ４７、ペルチェ素子４６を制御する制
御部５０からなる。

【００１７】ヒータ４７、ペルチェ素子４６、ランプ温
度検出センサ４４はランプ２に直接接着されており、そ
の接着位置は、ランプ２から発光される光を遮光しない
位置とする。大気温度検出装置４２は、基台３８上に構
成されており、大気の温度を検出する。ファン４０は、
ランプユニット３０近傍の基台３８上に構成されており
ランプユニット３０の周辺の大気を冷却する。

【００１８】図８は図７の温度制御手段に関連する部分
のブロック図を示す。制御部５０は、使用者の電源スイ
ッチの操作に基づいて電源回路４５の制御を行う。ま
た、制御部５０は、ランプ温度検出センサ４４から送ら
れてくるランプ２の温度の検出結果に基づいてランプユ
ニット３０内に構成されている第２の冷却手段であるペ
ルチェ素子４６およびヒータ４７を制御する。このデー
タ送信および制御は、信号送信線４１を介して行われ
る。さらに、制御部５０は、大気温度検出装置４２から
送られてくる大気温度の検出結果に基づいて第１の冷却
手段であるファン４０を制御する。

【００１９】ファン４０による温度制御においては、引
加電圧に変化がなくても、発光時のランプの温度によっ
て、ランプ２の明るさが変動する。ランプ２は、発光を
続けると熱を放出し続けるために、温度が上昇する。こ
のランプ２の温度を最適温度に保つために、ランプ２の
発光時はファン４０を動作させてランプ周辺の空気を冷
やすことにより上昇するランプ温度を下げる。ここで
は、大気温度検出装置４２による大気温度の検出結果に
基づいて冷却レベルを決定し、その冷却レベルに応じて
ファン４０を駆動制御する。

【００２０】また、ペルチェ素子４６及びヒータ４７に
よる温度制御は、使用者が操作により、主電源のオン・
オフ、副電源のオン・オフを指示でき、主電源のオン時
に副電源のオンが指示されると電圧が印加されランプ２
の温度が発光温度に達した時点で映像が投影（ランプ２
が点灯）される。ランプ２の点灯時に副電源をオフする
と、ランプ２の温度は発光温度から下降し消灯される。

【００２１】映像オフから一定時間が経過し、ランプ２
の温度が所定の再点灯可能温度以下まで冷却されたらラ
ンプ２に電圧を印加することが可能となる。ランプ２は
所定の発光温度で発光するように製造されているが、再
点灯可能温度より高い温度を有する時点で電圧を印加し
て発光温度に達したとしてもランプ２は点灯されない。
ランプ２の温度が再点灯可能温度より高い時点で副電源
がオンされた場合は、電圧を印加してもランプ２を再点
灯することができないので、ランプ２が再点灯可能温度
以下に冷却されるまで待機した後、副電源オンの指示を
実行する制御を行うようにする。この場合は、映像オフ
からランプ２の温度が再点灯可能温度以下に冷却される
ために要する一定時間を短縮する制御を、温度制御部の
ペルチェ素子４６を用いて行う。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例１の場
合には、ランプ点灯時の温度については考慮されていな
い問題があり、また、従来例２の場合には、ランプを点
灯させるときの温度によりランプを駆動方法を変えるこ
とが考慮されていおらす、また、ランプの温度をコント
ロールする装置が大掛かりになる問題がある。

【００２３】すなわち第１の問題点は、ランプの温度が
高い場合や低い場合にはランプが点灯しにくくなる問題
であり、その理由は、ランプバルブの温度が高いとバル
ブ内の圧力も高くなるので、ランプ始動のパルス電圧で
電極間に高圧放電が出来にくくなるためである。また、
ランプバルブ内の電極の温度が低いと、電極からの電子
の放出が少なくなるので、高圧放電からアーク放電への
移行が出来にくくなるためである。

【００２４】第２の問題点は、ランプの点灯性が悪くな
ると、ランプ電極に負担をかけるのでランプの性能が低
下する問題である。

【００２５】本発明の目的は、プロジェクタにおけるラ
ンプの点灯性を向上させると共に、ランプ点灯時の負担
を軽減しランプの信頼性を向上させたプロジェクタのラ
ンプ駆動装置を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、プロジ
ェクタのランプを駆動するランプ電源手段を有するラン
プ駆動装置において、前記ランプを冷却するランプ冷却
手段と、前記ランプの温度を検出するランプ温度検出手
段と、前記ランプの周囲の大気の温度を検出する大気温
度検出手段と、前記ランプ温度検出手段より検出された
温度により前記ランプ電源手段をコントロールする制御
手段とを備え、この制御手段が、前記ランプ温度検出手
段より検出された温度と前記大気温度検出手段より検出
された温度とにより前記ランプ冷却手段をコントロール
することを特徴とする。

【００２７】本発明において、ランプ冷却手段が、冷却
ファンからなり、ランプ温度検出手段および大気温度検
出手段が、サーミスタからなり、また、ランプ温度検出
手段が、ランプ自身にまたはこのランプ近傍に取次けら
れ、さらに、大気温度検出手段が、冷却ファンの排気部
分に取次けられることができる。

【００２８】また、本発明の他の構成は、プロジェクタ
のランプを駆動するランプ電源手段を有するランプ駆動
方法において、前記ランプの温度をランプ温度検出手段
により検出し、前記ランプをランプ冷却手段により冷却
し、前記ランプの周囲の大気の温度を大気温度検出手段
により検出し、制御手段が、前記ランプ温度検出手段よ
り検出された温度により前記ランプ電源手段をコントロ
ールすると共に、前記大気温度検出手段より検出された
温度によって前記ランプ冷却手段もコントロールするこ
とを特徴とする。

【００２９】また、本発明において、ランプ冷却手段の
コントロールが、ランプ温度検出手段より検出された温
度と大気温度検出手段より検出された温度とに補正係数
をかけ合せてランプ冷却手段の冷却風量をコントロール
することができる。

【００３０】本発明の構成によれば、プロジェクタのラ
ンプ温度検出手段により検出された結果により、制御手
段がランプの点灯時にランプの駆動手段をコントロール
し、また、大気温度検出手段とランプの温度検出手段と
により検出された結果により、制御手段が冷却ファンの
風量をコントロールして、ランプの点灯性を改善するこ
とができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
より詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態のブロ
ック図である。図１を参照すると、本実施形態は、プロ
ジェクタ１が、ランプ２と、このランプ２を駆動するラ
ンプ電源３と、ランプ２を冷却する冷却ファン４と、冷
却する空気の温度を検出する大気温度センサの第１のサ
ーミスタ５と、ランプ２の温度を検出するランプ温度検
出センサのサーミスタ６と、サーミスタ５の検出温度に
より冷却ファン４をコントロールし、第２のサーミスタ
６の検出温度によりランプ２を駆動するランプ電源３を
コントロールする制御部７から構成される。

【００３２】図２（ａ）（ｂ）を参照して、ランプ２の
コントロールについて説明する。まず、図２（ａ）を参
照すると、ランプの温度がＴ２２と高い場合には、ラン
プバルブ内の圧力も高くなるので、ランプ始動のパルス
電圧でランプ電極１１間に放電をさせるために、ランプ
電源からランプ２に高いパルス電圧Ｖ２２圧を与えてい
る。また、ランプの温度がＴ２１と低い場合には、高い
パルス電圧は必要としないので、パルス電圧Ｖ２より低
いパルス電圧Ｖ２１を与えてランプを点灯させている。

【００３３】また、図２（ｂ）を参照すると、ランプの
温度がＴ３１と低い場合には、ランプバルブ内のランプ
電極１１の温度も低くなるので、電極からの電子の放出
を増加させるために、ランプ点灯時に過電流を電極に流
す時間を長くし（ｔ３１）、電極を暖めて、高圧放電か
らアーク放電へ移行させやすくしてランプを点灯させて
いる。また、ランプの温度がＴ３２と高い場合には、ラ
ンプの電極は過電流を長い時間必要としないので過電流
を流す時間もｔ３１からｔ３２と短くしてランプを点灯
させている。

【００３４】図３（ａ）（ｂ）を参照して、冷却ファン
のコントロールについて説明する。図３（ａ）を参照す
ると、大気の温度がＴ４２と高い場合には、冷却の効率
が下がるので、冷却ファンの流量をＶ４２と多くなるよ
うにファンの流量をコントロールしている。また、大気
の温度がＴ４１と低い場合には冷却効率が高いので、冷
却ファンの流量をＶ４１としてコントロールしている。

【００３５】また、図３（ｂ）を参照すると、ランプの
温度がＴ５２と高い場合には冷却ファンの流量をＶ５２
と多くなるようにし、また、ランプの温度がＴ５１と低
い場合には、冷却ファンの流量をＶ５１としてファンの
流量をコントロールしている。

【００３６】本発明の他の実施形態として、ランプの温
度を検出するサーミスタの位置を、ランプ自身からラン
プ近傍に取りつけることにより、その検出温度をランプ
の温度として本発明を実施する方法もある。さらに他の
実施例として、ランプを冷却するファンの排気部分にサ
ーミスタを取り付けて、その検出温度をランプの温度と
して本発明を実施する方法もある。また、ファンのコン
トロールについては、大気の温度とランプの温度のそれ
ぞれの検出温度に補正係数をかけ合わせた上でファンの
冷却流量をコントロールする方法もある。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、本発明の構成によれば、
次のような効果がある。第１の効果は、ランプが低い温
度においても、ランプの点灯性が向上することにある。
その理由は、ランプ点灯時にランプの電極に過電流を流
す時間を長くすることにより、電極が早く温まり、電極
より電子が放出しやすくなるので、ランプ点灯時の高圧
放電からアーク放電に移行がスムーズになるためであ
る。

【００３８】また第２の効果は、ランプ消灯直後などの
ランプの温度が高い場合においても、ランプの点灯性が
向上することにある。その理由は、ランプ点灯時の高圧
放電におけるパルス電圧を高くすることで、ランプの温
度が高くランプバルブ内の圧力が高い場合においても、
高圧放電がスムーズになるためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のブロック図。

【図２】（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態のうち、ラン
プ温度とパルス電圧および過電流との関係を示すグラ
フ。

【図３】（ａ）（ｂ）は本発明の実施形態のうち、大気
温度およびランプ温度とファンの流量との示すグラフ。

【図４】第１の従来例の構成を説明するブロック図。

【図５】本発明の実施形態のうち、ランプ温度とファン
の流量との関係を示すグラフ。

【図６】第１の従来例の構成を説明するブロック図。

【図７】（ａ）（ｂ）は第２の従来例の構成を説明する
斜視図およびそのランプ部分の断面図。

【図８】図７の従来例の構成を説明するブロック図。

【符号の説明】

１ プロジェクタ ２ ランプ ３ ランプ電源 ４ 冷却ファン ５ 第１のサーミスタ ６ 第２のサーミスタ ７ 制御部 １０ ランプ本体 １１ ランプ電極 １２ リフレクタ ２１ 傾きセンサ ２２ 温度センサ ２３ 制御手段 ２３ａ 温度設定値テーブル ２４ 電源ユニット部 ２５ ファンコントロール部 ２６ 吸気ファン ２７ 排気ファン ２８ 回路ブロック ２９ 光学ブロック ３０ ランプユニット ３１ 信号線 ３３，３６ クロスダイクロイックプリズム ３４ 反射ミラー ３５ 液晶パネル ３８ 基台 ３９ ケース ４０ ファン（第１冷却手段） ４２ 大気温度検出装置 ４４ ランプ温度検出センサ ４５ 電源 ４６ ペルチェ素子（第２冷却手段） ４７ ヒータ ５０ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｍ 7/00 Ｌ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロジェクタのランプを駆動するランプ
   電源手段を有するランプ駆動装置において、前記ランプ
   を冷却するランプ冷却手段と、前記ランプの温度を検出
   するランプ温度検出手段と、前記ランプの周囲の大気の
   温度を検出する大気温度検出手段と、前記ランプ温度検
   出手段より検出された温度により前記ランプ電源手段を
   コントロールする制御手段とを備え、この制御手段が、
   前記ランプ温度検出手段より検出された温度と前記大気
   温度検出手段より検出された温度とにより前記ランプ冷
   却手段をコントロールすることを特徴とするプロジェク
   タのランプ駆動装置。
2. 【請求項２】 ランプ冷却手段が、冷却ファンからなる
   請求項１記載のプロジェクタのランプ駆動装置。
3. 【請求項３】 ランプ温度検出手段および大気温度検出
   手段が、サーミスタからなる請求項１または２記載のプ
   ロジェクタのランプ駆動装置。
4. 【請求項４】 ランプ温度検出手段が、ランプ自身にま
   たはこのランプ近傍に取次けられた請求項１，２または
   ３記載のプロジェクタのランプ駆動装置。
5. 【請求項５】 大気温度検出手段が、冷却ファンの排気
   部分に取次けられた請求項２，３または４記載のプロジ
   ェクタのランプ駆動装置。
6. 【請求項６】 プロジェクタのランプを駆動するランプ
   電源手段を有するランプ駆動方法において、前記ランプ
   の温度をランプ温度検出手段により検出し、前記ランプ
   をランプ冷却手段により冷却し、前記ランプの周囲の大
   気の温度を大気温度検出手段により検出し、制御手段
   が、前記ランプ温度検出手段より検出された温度により
   前記ランプ電源手段をコントロールすると共に、前記大
   気温度検出手段より検出された温度によって前記ランプ
   冷却手段もコントロールすることを特徴とするプロジェ
   クタのランプ駆動方法。
7. 【請求項７】 ランプ冷却手段のコントロールが、ラン
   プ温度検出手段より検出された温度と大気温度検出手段
   より検出された温度とに補正係数をかけ合せてランプ冷
   却手段の冷却風量をコントロールする請求項５記載のプ
   ロジェクタのランプの駆動方法。