JP2003131324A - 投射型画像装置の放電灯点灯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロジェクターの光源である放電灯の寿命を
長くするとともに、液晶パネルを含む光学部品の劣化を
軽減し、実質使用時間を長くする。 【解決手段】 放電灯と、放電灯の電力を制御する電力
制御部と、放電灯の連続点灯時間を計測するタイムカウ
ンターを備え、タイムカウンターで計測された放電灯の
連続点灯時間は放電灯を点灯するごとにリセットし、連
続点灯時間が所定の時間に到達したとき、放電灯に供給
する電力を切り替える。また、タイムカウンター計測に
よる点灯時間を積算した放電灯の積算点灯時間を記憶す
る記録媒体をさらに備え、積算点灯時間が所定の時間に
到達したとき、放電灯に供給する電力を切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧水銀ランプや
メタルハライドランプ等の放電灯の光を液晶パネルに照
射して映像をスクリーンに投影する投射型画像装置（以
下、プロジェクター）の放電灯点灯装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、放電ランプの点滅やその明るさの
レベル／タイミング制御にマイクロコンピュータ（以
下、マイコン）を用い、これらの設定をプログラムで自
在に行えるようにした放電灯点灯装置がプロジェクター
に用いられるようになってきた。その一例として、特許
願２０００−１４５１７１号でマイコンが参照するデー
タテーブルを複数搭載し、参照するデータテーブルを外
部信号等により切り替えることによって放電灯に供給す
る電力を変更することが出来る放電灯点灯装置のシステ
ムが紹介されている。

【０００３】このシステムによれば、放電灯点灯装置自
体や放電灯への制御電力に関する問題は解決できるもの
の、プロジェクター全体として見た場合、放電灯点灯装
置とそれを搭載したプロジェクター本体との総合的な補
間システムがなければ全ての問題解決には結びつかな
い。これは他の放電灯点装置でもプロジェクターでも同
じである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、様々な画像構成
デバイスを用いたプロジェクターの開発競争が激化し、
その時々で、最も明るい放電灯をプロジェクターの光源
として採用するのが常態化しているが、放電灯の発光効
率の飛躍的向上は認められるものの、寿命に関しては数
千時間の実力で推移しているのが実体である。そして、
プロジェクター本体の小型化競争による放電灯自身が発
する熱を放熱する容積が依然に比べ格段に小さくなった
ことも放電灯の長寿命化がなかなか進まない原因ともな
っている。

【０００５】しかしながら、プロジェクターが民生市場
に普及するにつれ、放電灯の長寿命化の要求が強くなっ
てきており、放電灯の実質的な使用時間を長くする為の
技術開発が急務な課題となっている。

【０００６】本発明は上記問題点の解決を、放電灯自体
の持つ性能、信頼性だけに頼ることなく実現しようとす
るものであり、特許願２０００−１４５１７１号の放電
灯点灯装置のような電力切り替え機能を搭載した放電灯
点灯装置を更に有効に利用するための投射型表示装置の
光源である放電灯の点灯装置を提供するものである。

【０００７】また、明るさに比例し、画像構成デバイス
を含む光学部品はかなりの光量を扱う必要性が出てきた
が、画像構成デバイスである液晶パネル等を含めた光学
部品は、その材料を有機物にて構成されており、放電灯
から発せられる紫外線や遠赤外線による熱の影響をこれ
まで以上に受けて劣化が促進される。

【０００８】このような光学部品の劣化は光量と熱の他
に、光の連続的照射時間が深く関与しており、放電灯だ
けでなくプロジェクターの主要構成部品である液晶パネ
ル等を含む光学部品の実質使用時間を長くする技術も急
務な課題となっている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ための第１の発明は、投射型画像装置の光源である放電
灯の点灯時間を計測し、該点灯時間が所定の時間に到達
したとき、前記放電灯に供給する電力を切り替えること
を特徴とする投射型画像装置の放電灯点灯装置としたも
ので、放電灯の劣化を押さえて、実質的使用時間を長く
する効果がある。

【００１０】また液晶パネル等を含む光学部品の連続使
用による劣化を軽減し、実質的使用時間を長くする効果
がある。

【００１１】第２の発明は、放電灯と、放電灯の電力を
制御する電力制御部と、前記放電灯の連続点灯時間を計
測するタイムカウンターを備え、前記タイムカウンター
で計測された前記放電灯の連続点灯時間は前記放電灯を
点灯するごとにリセットし、前記放電灯点灯後からの連
続点灯時間が所定の時間に到達したとき、前記放電灯に
供給する電力を切り替えることを特徴とする投射型画像
装置の放電灯点灯装置としたもので、液晶パネル等を含
む光学部品の連続使用による劣化を軽減し、実質的使用
時間を長くする効果がある。

【００１２】第３の発明は、放電灯と、放電灯の電力を
制御する電力制御部と、前記放電灯の点灯時間を計測す
るタイムカウンターと、前記タイムカウンター計測によ
る点灯時間を積算した前記放電灯の積算点灯時間を記憶
する記録媒体を備え、前記放電灯の積算点灯時間が所定
の時間に到達したとき、前記放電灯に供給する電力を切
り替えることを特徴とする投射型画像装置の放電灯点灯
装置としたもので、放電灯の劣化を押さえて、実質的使
用時間を長くする効果がある。

【００１３】第４の発明は、第１から第３の発明におい
て、前記所定の時間は設定変更が可能である投射型画像
装置の放電灯点灯装置としたもので、放電灯の固有の性
能に応じて所定の時間を設定が可能である。

【００１４】第５の発明は、第２の発明において、前記
放電灯点灯後からの連続点灯時間が所定の時間に到達し
たとき、放電灯に供給する電力を切り替える機能を、ユ
ーザーにより設定及び設定解除可能としたことを特徴と
する投射型画像装置の放電灯点灯装置としたもので、放
電灯に供給する電力を自動的に切り替える機能を、ユー
ザーにより解除できるようにしたものである。

【００１５】第６の発明は、第３の発明において、前記
放電灯の積算点灯時間が所定の時間に到達したとき、放
電灯に供給する電力を切り替える機能を、ユーザーによ
り設定及び設定解除可能としたことを特徴とする投射型
画像装置の放電灯点灯装置としたもので、放電灯に供給
する電力を自動的に切り替える機能を、ユーザーにより
解除できるようにしたものである。

【００１６】第７の発明は、第２の発明において、前記
電力制御部は、前記放電灯に供給する電力を複数の電力
モードに切り替え可能な機能を備え、各電力モードに対
応して計測した連続点灯時間に所定の係数を掛けた値を
新たな連続点灯時間とすることを特徴とする投射型画像
装置の放電灯点灯装置としたもので、液晶パネル等を含
む光学部品の連続使用による劣化を軽減し、実質的使用
時間を長くする効果がある。

【００１７】第８の発明は、第３の発明において、前記
電力制御部は、前記放電灯に供給する電力を複数の電力
モードに切り替え可能な機能を備え、各電力モードに対
応して計測した積算点灯時間に所定の係数を掛けた値を
新たな積算点灯時間とし前記記録媒体に記憶することを
特徴とする投射型画像装置の放電灯点灯装置としたもの
で、放電灯の劣化を押さえて、実質的使用時間を長くす
る効果がある。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明であるプロジェクターの放
電灯点灯装置の実施の形態について、図を用いて説明す
る。

【００１９】（実施の形態１）図１は本発明の放電灯点
灯装置を含む投射型画像装置の構成を示すブロック図で
ある。

【００２０】本願発明のプロジェクタ−は図１におい
て、放電灯１と、反射鏡２と、集光レンズ３と、液晶パ
ネル４と、投写レンズ５と、スクリーン６と、本願発明
の放電灯点灯装置主要部である電力制御部７、マイコン
８、記録媒体９と、液晶パネル４を映像信号に基づいて
駆動する表示駆動部１０とで構成される。

【００２１】光源１、反射鏡２、集光レンズ３は、照明
光学系であって、反射鏡２は放電灯１より照射された光
を反射し、集光レンズ３は、光源１より照射された光お
よび反射鏡２で反射された光を集光し、集光された光を
光変調作用を有する液晶パネル４に照射し、投写レンズ
５は液晶パネル４上に表示された映像をスクリーン６に
拡大投写する。

【００２２】放電灯１に供給する電力を切り換えて発光
輝度を制御する電力制御部７では、マイコン８からの電
力制御信号により放電灯１に供給する電力モードを切り
換えている。

【００２３】記録媒体９はマイコン８が内蔵するタイム
カウンタにより計測された放電灯の積算点灯時間を記憶
し、マイコン８はこれに基づいて放電灯の供給電力モー
ドを選択する。記録媒体９は一般にはプロジェクターの
電源をオフしても上記のような記憶した積算点灯時間デ
ータが消去されない不揮発性メモリー、あるいは電池等
でバックアップされる揮発性メモリーで構成される。

【００２４】表示駆動部１０は映像信号に基づいて液晶
パネル４を駆動するものである。

【００２５】図２は各電力モードと放電灯の連続点灯時
間を示したものである。図２に示すように、電力モード
Ａ、電力モードＢ、電力モードＣ、電力モードＤのよう
に放電灯へ供給する電力を切り替え出来るようにした電
力制御部７を備えており、更にプロジェクターの放電灯
点灯後からの連続点灯時間を計測し、放電灯を点灯する
ごとに上記放電灯の連続点灯時間をリセットするタイム
カウンタ機能あるいはタイムカウンタ機能を内蔵したマ
イコン８をプロジェクターに備えている。

【００２６】なお、マイコン８内蔵のタイムカウンタ
は、マイコンの電源をオフしない限り、即ちプロジェク
タ−の電源をオフしない限り放電灯の連続点灯を計測し
た時間は記憶するような機能を持っている。

【００２７】図３に示すように光学部品である液晶パネ
ル４の光の透過率は連続使用時間とともに劣化し、透過
率も徐々に減少する。この傾向は放電灯に供給する電力
が高いほど顕著であるので、劣化が始まるポイントｂ１
の連続使用時間５ｈで、電力モードＡの下位電力モード
となる電力モードＢに自動的に切り替えできるようにし
てある。このシステムにより、電力モードＡで連続使用
した場合は本来２ｋｈで光学系の透過率は５０％程度ま
で減少してしまっていたものが、電力モードＢで連続使
用時間５ｋｈまで有効使用性能を保つことができるよう
になる。

【００２８】ここで述べている電力モードや連続使用時
間はあくまでも一例に過ぎないので、プロジェクターや
放電灯毎の性能に合わせて設定すれば良い。以上の連続
点灯時間が所定の時間に到達したとき、放電灯に供給す
る電力を自動的に切り替えるシステムにより、液晶パネ
ル４を含む光学部品の連続使用による劣化を軽減し、光
学部品の実質的使用時間を長くすることができる。

【００２９】（実施の形態２）図４は各電力モードと放
電灯の寿命時間を示したものである。図４に示すよう
に、電力モードＡ、電力モードＢ、電力モードＣ、電力
モードＤのように放電灯へ供給する電力を切り替え出来
るようにした放電灯点灯装置を備え、更に放電灯の積算
点灯時間をメモリ等の記録媒体に記憶し、プロジェクタ
ーの電源をオンし、放電灯を点灯するごとに上記放電灯
の積算点灯時間を記録媒体から読み出しする機能をプロ
ジェクターに備えている。

【００３０】図５に示すように放電灯の明るさは放電灯
を点灯した積算時間とともに徐々に減少する。この傾向
は電力が高いほど顕著である。従って、電力モードＡの
明るさが下位電力モードとなる電力モードＢと同等にな
ってしまうポイントが発生するこのポイントがポイント
ｂ２である。本システムではポイントｂ２の積算点灯時
間１Ｋｈで、電力モードＡの下位電力モードとなる電力
モードＢに自動的に切り替えできるようにしてある。

【００３１】このシステムにより、電力モードＡで使用
した場合は本来２ｋｈで放電灯の明るさが５０％程度ま
で減少してしまっていたものが、電力モードＢで積算点
灯時間４Ｋｈまで有効使用性能を保つことができるよう
になる。ここで述べている電力モードや積算時間はあく
までも一例に過ぎないので、プロジェクターや放電灯毎
の性能に合わせて設定すれば良い。

【００３２】なお、放電灯の寿命は初期の輝度を基準と
して５０％以下になったときと規定している。

【００３３】以上、プロジェクターの電源をオンし、放
電灯を点灯するごとに上記放電灯の積算点灯時間を記録
媒体から読み出し、放電灯積算点灯時間が所定の時間に
到達したとき、放電灯に供給する電力を自動的に切り替
えるシステムにより、放電灯の劣化を押さえて、ランプ
の実質的使用時間を長くすることができる。

【００３４】（実施の形態３）図６は第２の発明を説明
したプログラムのフローチャートの一例である。

【００３５】実施の形態１で説明したように、プロジェ
クターの放電灯点灯後（Ｓ６０）、放電灯を点灯するご
とに上記放電灯の点灯時間を計測するタイムカウンタを
リセットする（Ｓ６１）。タイムカウンタにより連続点
灯時間を計測し（Ｓ６２）、電力モードＡでかつ連続点
灯時間を示す時間関数ｔが所定の時間５ｈに到達したと
き（Ｓ６３）、放電灯に供給する電力モードＡを自動的
に電力モードＢに切り替える処理を行うが（Ｓ６４）、
ユーザーの手入力処理により電力変更の処理を元に戻す
ようにも処理できるようにしてある（Ｓ６５）。

【００３６】（実施の形態４）図７は第３の発明を説明
したプログラムのフローチャートの一例である。

【００３７】実施の形態２で説明したように、放電灯の
積算点灯時間をメモリ等の記録媒体に記憶し、放電灯を
点灯する（Ｓ７０）ごとに上記放電灯の積算点灯時間を
記録媒体（Ｍ［ｔ］）から読み出し、タイムカウンタに
セットする（Ｓ７１）。

【００３８】積算点灯時間を計測し、また記録媒体に都
度計測した積算時間を記憶し（Ｓ７２）、積算点灯時間
を示す時間関数ｔが所定の時間１Ｋｈに到達したとき
（Ｓ７３）、放電灯に供給する電力モードＡを自動的に
電力モードＢに切り替える処理を行うが（Ｓ７４）、ユ
ーザーの手入力処理により電力変更の処理を元戻すよう
にも処理できるようにしてある（Ｓ７５）。

【００３９】（実施の形態５）図８は第７の発明を説明
したプログラムのフローチャートの一例である。

【００４０】第７の発明の放電灯点灯装置において、同
じ連続点灯時間がであっても点灯させる電力モードによ
り放電灯の寿命や光学部品の劣化は異なるのは図３，図
５の説明からも明らかである。

【００４１】そこで、放電灯の連続点灯時間をタイムカ
ウンタで時間計測する際、電力モード毎に、例えば、電
力モードＡの場合は１を、以下下位電力モード毎に、電
力モードＢの場合は０．８を、電力モードＣの場合は
０．６を、電力モードＤ場合は０．５をというように時
間に一定の係数Ｘを掛けるというような演算処理をした
ものである。

【００４２】本実施の形態では、プロジェクターの放電
灯点灯後（Ｓ８０）、放電灯を点灯するごとに上記放電
灯の点灯時間を計測するタイムカウンタをリセットする
（Ｓ８１）。点灯時の電力モードに基づいた係数Ｘを設
定し（Ｓ８２）、計測した連続点灯時間ｔと先に設定し
た係数Ｘの積を連続点灯時間とする。（Ｓ８３）。

【００４３】さらに、電力モードＡでかつ連続点灯時間
を示す時間関数ｔが所定の時間５ｈを越えたら（Ｓ８
４）、放電灯に供給する電力モードＡを自動的に電力モ
ードＢに切り替える処理を行うが（Ｓ８５）、ユーザー
の手入力処理により電力変更の処理を元に戻すようにも
処理できるようにしてある（Ｓ８６） （実施の形態６）図９は第８の発明を説明したプログラ
ムのフローチャートの一例である。

【００４４】第８の発明の放電灯点灯装置において、同
じ積算点灯時間がであっても点灯させる電力モードによ
り放電灯の寿命が異なるのは図５の説明からも明らかで
ある。

【００４５】また、電力切り替え後の電力モード毎にメ
モリ等の記憶媒体を用意するのはメモリ資源の非効率的
な使用方法である。

【００４６】そこで、放電灯の積算点灯時間をメモリ等
の記録媒体に記憶する際、電力モード毎に、例えば、電
力モードＡの場合は１を、以下、下位電力モード毎に、
電力モードＢの場合は０．８を、電力モードＣの場合は
０．６を、電力モードＤ場合は０．５をというように時
間に一定の係数Ｘを掛けるというような演算処理をし
て、メモリの場合、１アドレスを使用して記憶するよう
にしたものである。

【００４７】本実施の形態では、放電灯の積算点灯時間
をメモリ等の記録媒体に記憶し、放電灯を点灯する（Ｓ
９０）ごとに上記放電灯の積算点灯時間を記録媒体（Ｍ
［ｔ］）から読み出す（Ｓ９１）。

【００４８】点灯時の電力モードに基づいた係数Ｘを設
定し（Ｓ９２）、計測した連続点灯時間ｔと先に設定し
た係数Ｘの積を連続点灯時間とする（Ｓ９３）。

【００４９】さらに、電力モードＡでかつ連続点灯時間
を示す時間関数ｔが所定の時間１Ｋｈを越えたら（Ｓ９
４）、放電灯に供給する電力モードＡを自動的に電力モ
ードＢに切り替える処理を行うが（Ｓ９５）、ユーザー
の手入力処理により電力変更の処理を元に戻すようにも
処理できるようにしてある（Ｓ９６）。

【００５０】以上、実施の形態３〜６で述べられている
プログラムはあくまでも一例に過ぎないもので、本来の
目的である放電灯の連続点灯時間あるいは積算点灯時間
が所定の時間または数値に達したら、プロジェクターの
連続点灯時間あるいは積算点灯時間に合わせて放電灯に
供給する電力を自動的に切り替え、液晶パネル等を含む
光学部品の連続使用による劣化を軽減し、実質的使用時
間を長くすること、あるいは、放電灯の劣化を軽減し放
電灯の実質的使用時間を長くする目的が電力モード毎に
実現できれば上記のアルゴリズムに限らない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ロジェクターの光源である放電灯の点灯時間を計測し、
該点灯時間が所定の時間に到達したとき、放電灯に供給
する電力を切り替えることで、放電灯の劣化を押さえ
て、実質的使用時間を長くする効果がある。

【００５２】また液晶パネル等を含む光学部品の連続使
用による劣化を軽減し、液晶パネル等を含む光学部品の
実質的使用時間を長くする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電灯点灯装置を含む投射型画像装置
の構成を示すブロック図

【図２】実施の形態１の各電力モードと切り替え時間の
例を示す図

【図３】実施の形態１で、連続使用でプロジェクターを
使用した場合の各電力モードでの光学系の透過率の時間
推移関係を示す図

【図４】実施の形態２実施例１の各電力モードと切り替
え時間の例を示す図

【図５】実施の形態２で、各電力モードでの明るさと積
算点灯時間との時間推移関係を示す図

【図６】実施の形態３のプログラムのフローチャート

【図７】実施の形態４のプログラムのフローチャート

【図８】実施の形態５のプログラムのフローチャート

【図９】実施の形態６のプログラムのフローチャート

【符号の説明】

１ 放電灯 ２ 反射鏡 ３ 集光レンズ ４ 液晶パネル ５ 投写レンズ ６ スクリーン ７ 電力制御部 ８ マイクロコンピュータ（マイコン） ９ 記録媒体 １０ 表示駆動部 ｔ タイムカウンタで計測した放電灯点灯時間または時
間関数 Ｍ（ｔ） 記録媒体にメモリーされた放電灯積算点灯時
間または積算点灯時間関数 ｂ１，ｂ２ 電力モード切り替えポイント Ｘ 光学系連続点灯時間又は放電灯積算点灯時間計算時
の係数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K103 AA05 AB10 BA13 BA14 3K073 AA37 AA42 AA47 AA82 AA87 BA36 CD09 CF21 CG15 CG16 CG22 CG43 CH21 CJ08 CM03 CM05

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投射型画像装置の光源である放電灯の点
   灯時間を計測し、該点灯時間が所定の時間に到達したと
   き、前記放電灯に供給する電力を切り替えることを特徴
   とする投射型画像装置の放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 放電灯と、放電灯の電力を制御する電力
   制御部と、前記放電灯の連続点灯時間を計測するタイム
   カウンターを備え、前記タイムカウンターで計測された
   前記放電灯の連続点灯時間は前記放電灯を点灯するごと
   にリセットし、前記放電灯点灯後からの連続点灯時間が
   所定の時間に到達したとき、前記放電灯に供給する電力
   を切り替えることを特徴とする投射型画像装置の放電灯
   点灯装置。
3. 【請求項３】 放電灯と、放電灯の電力を制御する電力
   制御部と、前記放電灯の点灯時間を計測するタイムカウ
   ンターと、前記タイムカウンター計測による点灯時間を
   積算した前記放電灯の積算点灯時間を記憶する記録媒体
   を備え、前記放電灯の積算点灯時間が所定の時間に到達
   したとき、前記放電灯に供給する電力を切り替えること
   を特徴とする投射型画像装置の放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 前記所定の時間は設定変更が可能である
   請求項１から請求項３記載の投射型画像装置の放電灯点
   灯装置。
5. 【請求項５】 前記放電灯点灯後からの連続点灯時間が
   所定の時間に到達したとき、放電灯に供給する電力を切
   り替える機能を、ユーザーにより設定及び設定解除可能
   としたことを特徴とする請求項２記載の投射型画像装置
   の放電灯点灯装置。
6. 【請求項６】 前記放電灯の積算点灯時間が所定の時間
   に到達したとき、放電灯に供給する電力を切り替える機
   能を、ユーザーにより設定及び設定解除可能としたこと
   を特徴とする請求項３記載の投射型画像装置の放電灯点
   灯装置。
7. 【請求項７】 前記電力制御部は、前記放電灯に供給す
   る電力を複数の電力モードに切り替え可能な機能を備
   え、各電力モードに対応して計測した連続点灯時間に所
   定の係数を掛けた値を新たな連続点灯時間とすることを
   特徴とする請求項２記載の投射型画像装置の放電灯点灯
   装置。
8. 【請求項８】 前記電力制御部は、前記放電灯に供給す
   る電力を複数の電力モードに切り替え可能な機能を備
   え、各電力モードに対応して計測した積算点灯時間に所
   定の係数を掛けた値を新たな積算点灯時間とし前記記録
   媒体に記憶することを特徴とする請求項３記載の投射型
   画像装置の放電灯点灯装置。