プロジェクタ
【課題】確実に放電ランプの始動特性を改善し、放電ランプへ印加する始動電圧を低下させた構成とすることができるプロジェクタを提供する。
【解決手段】放電ランプ２からの光が通過する光路上にＬＥＤ（発光素子）３を配置可能とし、光路上に配置されたＬＥＤ３が発光し、ＬＥＤ３からの光を放電ランプ２の発光管２１内へ入射させる。入射された光による光電効果によって発光管２１内の電極表面から電子が放出され、放電が発生しやすくなる。光を入射しながら始動電圧を印加することにより、容易に放電が発生し、放電ランプ２の始動特性が改善する。従って、プロジェクタを、従来よりも印加電圧を低下させた構成とすることが可能となる。また放電ランプ２の点灯と同時にＬＥＤ３を光路外へ移動させることにより、ＬＥＤ３の損傷を防止する。
【解決手段】放電ランプ２からの光が通過する光路上にＬＥＤ（発光素子）３を配置可能とし、光路上に配置されたＬＥＤ３が発光し、ＬＥＤ３からの光を放電ランプ２の発光管２１内へ入射させる。入射された光による光電効果によって発光管２１内の電極表面から電子が放出され、放電が発生しやすくなる。光を入射しながら始動電圧を印加することにより、容易に放電が発生し、放電ランプ２の始動特性が改善する。従って、プロジェクタを、従来よりも印加電圧を低下させた構成とすることが可能となる。また放電ランプ２の点灯と同時にＬＥＤ３を光路外へ移動させることにより、ＬＥＤ３の損傷を防止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ランプからの光を利用して画像を投射するプロジェクタに関し、より詳しくは、光源ランプの始動特性を改善することにより、光源ランプに印加する始動電圧を低下させたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、光源ランプからの光でスクリーン又は壁等に画像を投影するプロジェクタが用いられている。プロジェクタでは高い照度が必要であるので、光源ランプには、超高圧水銀ランプ又はメタルハライドランプ等の放電ランプが用いられることが多い。このような放電ランプは、経時変化によって劣化するので、プロジェクタの他の部品よりも寿命が短く、交換が容易なようにプロジェクタの本体に対して着脱可能なユニット状に構成されているのが通常である。
【０００３】
放電ランプの経時変化の一つとして、電極の先端に水銀が付着して電子放出を阻害し、放電ランプが点灯し難くなる現象がある。放電ランプの点灯し易さである始動特性を悪化させないようにするためには、放電ランプを点灯させるために放電ランプに印加する始動電圧を２ｋＶ以上等の高電圧にしておけばよい。しかしながら、始動電圧が高い場合は放電ランプの電極に掛かる負荷も大きく、電極が早く消耗して放電ランプの寿命が短くなる。また始動電圧を高くするためには電源が大型化することとなり、プロジェクタの小型化を阻害する。また始動電圧を高くすると放電ランプ始動時のノイズが大きくなり、プロジェクタ内の回路及びプロジェクタ外の機器に悪影響を及ぼすことがある。
【０００４】
そこで、始動電圧を高くすることなく始動特性を改善した放電ランプが開発されている。特許文献１及び２には、クリプトン８５等の放射性同位元素を発光管内に封入した放電ランプが開示されている。この放電ランプでは、放射性同位元素からの放射線により電子励起が行われ、始動特性が改善される。また特許文献３には、ランプ内に補助放電部を組み込み、補助放電部からの放電光により始動特性を改善する放電ランプが開示されている。その他ランプ内にトリガーワイヤを設けたもの等、始動特性を改善した種々の放電ランプが開発されている。
【特許文献１】特開２００５−３４７０６０号公報
【特許文献２】特開平２−２０１８６３号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の如く、始動特性を改善した種々の放電ランプは開発されているものの、これらは放電ランプ自体に改良を施したものであり、放電ランプの始動特性を改善する機能をプロジェクタ内に持たせたものではない。従来のプロジェクタで始動電圧を高くすることなく放電ランプの始動特性を改善するためには、特許文献１〜３に開示された放電ランプ等の特殊な放電ランプを使用する必要がある。即ち、始動特性は放電ランプに依存し、放電ランプの始動特性をプロジェクタで制御できないので、放電ランプの始動特性が改善していることを前提に始動電圧を低下させて構成したプロジェクタでは、未改良の放電ランプを使用した場合に始動特性が極端に悪化する。従って、プロジェクタを始動電圧を低下させた構成とすることが困難であるという問題がある。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、放電ランプの始動特性を改善する機能をプロジェクタ内に備えることにより、確実に放電ランプの始動特性を改善し、放電ランプへ印加する始動電圧を低下させた構成とすることができるプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプロジェクタは、放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、前記放電ランプの発光管内へ光を入射する手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るプロジェクタは、放電ランプと、該放電ランプに始動電圧を印加する印加手段とを備え、前記放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、発光素子と、該発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる入射手段と、該入射手段が前記光を前記放電ランプの発光管内へ入射させている状態で、前記印加手段に始動電圧を前記放電ランプに印加させる手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るプロジェクタは、前記発光素子を移動可能に保持し、前記放電ランプからの光が通過する光路上にある第１の位置、及び前記光路上から外れた第２の位置のいずれかに前記発光素子を配置する移動手段と、該移動手段が前記発光素子を第１の位置に配置した場合に、前記発光素子を発光させる手段とを更に備え、前記移動手段は、第１の位置で前記発光素子が発した光が前記放電ランプの発光管内へ入射するように前記発光素子を保持してあり、前記入射手段は、前記移動手段に前記発光素子を第１の位置へ移動させることにより、前記発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる構成としてあることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るプロジェクタは、前記放電ランプが点灯したことを検出する手段と、該手段が前記放電ランプが点灯したことを検出した場合に、前記移動手段に、前記発光素子を第２の位置に配置させる手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るプロジェクタは、前記発光素子は紫外光を発する発光ダイオードであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るプロジェクタは、前記放電ランプは発光管内に放射性同位元素を封入してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、放電ランプを用いるプロジェクタで、発光素子を用いて放電ランプへ光を入射し、光を入射した状態で放電ランプに始動電圧を印加する。入射された光による光電効果によって放電ランプの電極表面から電子が放出され、電極間に放電が発生しやすくなって放電ランプの始動特性が改善される。
【００１３】
また本発明においては、放電ランプからの光の光路上に発光素子を配置可能とし、光路上に配置した状態で発光素子を放電ランプに対向させることにより、発光素子からの光が放電ランプに入射される。
【００１４】
また本発明においては、放電ランプが点灯した場合に、発光素子を光路から外れた位置に移動させることにより、発光素子に放電ランプからの光が照射されることを防止する。
【００１５】
また本発明においては、発光素子が紫外光を発することにより、エネルギーの高い紫外光で光電効果が容易に発生する。
【００１６】
また本発明においては、放電ランプを、発光管内にクリプトン８５等の放射性同位元素を封入した構成とすることにより、放射線によって電極表面で電子が励起され、電極間に放電が発生しやすくなって放電ランプの始動特性が改善される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にあっては、確実に放電ランプの始動特性を改善することができるので、プロジェクタは、始動電圧を従来よりも低い電圧に抑えた構成とすることが可能となる。始動電圧を下げることにより、放電ランプの電極に掛かる負荷が下がり、放電ランプの寿命が従来よりも長くなる。また、始動電圧を低い電圧に抑えた構成とすることができるので、プロジェクタの小型化及び低コスト化が可能となる。
【００１８】
また本発明にあっては、放電ランプに光を入射する発光素子に放電ランプからの光が照射されることを防止することにより、放電ランプからの光によって発光素子が損傷することを防止することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明のプロジェクタの内部構成を模式的に示す構成図である。プロジェクタは、メタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプ等の白色光を発光する放電ランプ２と、放電ランプ２からの光を用いて画像を投影するための光学系とを備えている。放電ランプ２は、放電により発光を行う発光管２１を備え、発光管２１内には図示しない一対の電極が配置されている。放電ランプ２はリフレクタを備え、発光管２１が発光する光は、リフレクタによって前方へ投射される。また放電ランプ２は、発光管２１内にクリプトン８５等の放射性同位元素を封入して構成されている。図１中には、発光管２１が発光してから外部へ投射されるまでの光の軌跡を矢印で示している。放電ランプ２からの光を用いて画像を投影するための光学系は筐体５内に収納されている。
【００２０】
プロジェクタは、光学系を構成する光学部品として、カラーホイール５１と、カラーホイール５１を通過した光が入射されるロッドレンズ５２と、コンデンサレンズ５３，５４と、偏光ビームスプリッタ５５と、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）５６と、ＤＭＤ５６を冷却するための放熱板５７と、ＤＭＤ５６が反射して偏光ビームスプリッタ５５で分離した光を外部へ投射する投射レンズ５８とを備えている。これらの光学部品で構成される光学系は、放電ランプ２からの光が通過する光路をなす。図１中には光学系の光軸を一点鎖線で示している。
【００２１】
カラーホイール５１は、円盤の中心軸周りに夫々に固有の色の光を透過させる複数のフィルタを配して構成されており、中心軸を回転軸として回転する。回転するカラーホイール５１を放電ランプ２からの白色光が通過することによって、複数色の光が時分割で生成される。ロッドレンズ５２は、カラーホイール５１を通過した光が入射され、入射された光を内面で多数回反射させて光強度分布を均一に調整した光を出射する。コンデンサレンズ５３，５４はロッドレンズ５２が出射した光を集光し、偏光ビームスプリッタ５５へ入射する。偏光ビームスプリッタ５５は、コンデンサレンズ５４からの光の偏光を調整してＤＭＤ５６へ入射し、ＤＭＤ５６からの反射光を投射レンズ５８の方向へ反射する。ＤＭＤ５６は、夫々が画像中の画素に対応する多数の微小ミラーを２次元的に配置してなり、発光する画素に対応する微小ミラーが偏光ビームスプリッタ５５の方向へ光を反射し、また非発光の画素に対応する微小ミラーが他の方向へ光を反射することにより、偏光ビームスプリッタ５５の方向への反射光の有無で２次元の画像を形成する。
【００２２】
回転するカラーホイール５１を白色光が通過して各色の光が生成し、生成した光の光強度分布をロッドレンズ５２が調整し、ＤＭＤ５６は各色の光に対応する画像を形成し、画像を形成したＤＭＤ５６からの反射光を投射レンズ５８が外部へ投射することにより、プロジェクタは各色の光の像でなる画像を外部のスクリーン又は壁等に投影する。カラーホイール５１の回転に応じて各色の画像が時分割で順に投影され、使用者にはカラー画像として認識される。
【００２３】
また本発明のプロジェクタは、紫外光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）３と、ＬＥＤ３を移動させるプッシュ型のソレノイドとを備える。ＬＥＤ３は、本発明における発光素子に対応し、ソレノイドは本発明における移動手段に対応する。ソレノイドはソレノイドコイル４２及び可動鉄芯４１からなり、ソレノイドコイル４２に電流が流れた場合に可動鉄芯４１がソレノイドコイル４２に引き込まれ、可動鉄芯４１に連結された連結部を押し出す構成となっている。またソレノイドは、ソレノイドコイル４２に電流が流れていない場合はバネ等の付勢手段により連結部をソレノイドコイル４２に引き込む構成となっている。ＬＥＤ３は可動鉄芯４１に連結された連結部に保持されている。ソレノイドは、可動鉄芯４１が連結部を押し出すことにより、放電ランプ２からの光が通過する光路上の第１の位置へＬＥＤ３を移動させ、連結部をソレノイドコイル４２に引き込むことにより、光路上からはずれた第２の位置へＬＥＤ３を移動させる。図１には、ソレノイドコイル４２に電流が流れておらず、ＬＥＤ３が第２の位置に配置されている状態を示している。
【００２４】
更に本発明のプロジェクタは、電源１３と、放電ランプ２に印加する始動電圧を発生させる始動電圧発生回路（印加手段）１２と、電源１３、始動電圧発生回路１２及びソレノイドの動作を制御する制御回路１１とを備えている。始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２の発光管２１内の各電極に接続されており、電源１３に供給された電圧から始動電圧を発生させ、発生させた始動電圧を放電ランプ２に印加する。放電ランプ２に始動電圧が印加されることにより、発光管２１内の電極間で放電が発生し、放電ランプ２が点灯する。また始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２が発光している間は、発光に必要な電圧を放電ランプ２に印加する。制御回路１１はマイコンで構成され、ソレノイドコイル４２が接続されており、ソレノイドコイル４２に電流を供給することができる。また電源１３には、一対の接続端子４３，４４が接続されている。一方の接続端子４３は、常時ＬＥＤ３に接続されており、他方の接続端子４４は、ＬＥＤ３が光路上の第１の位置に配置された場合にＬＥＤ３に接続されるように構成されている。一対の接続端子４３，４４が共にＬＥＤ３に接続された場合には、電源１３からＬＥＤ３に電流が供給され、ＬＥＤ３が発光する。
【００２５】
図２は、ＬＥＤ３が第１の位置に配置された状態を示すプロジェクタの模式的構成図である。図中には、ソレノイドコイル４２に電流が流れて可動鉄芯４１がＬＥＤ３を第１の位置へ移動させた状態が示されている。ＬＥＤ３が配置される第１の位置は、コンデンサレンズ５３，５４の間の光軸上となっている。またＬＥＤ３は、第１の位置に配置された状態では放電ランプ２に対向する向きとなるように保持されている。この状態では、接続端子４４がＬＥＤ３に接続され、接続端子４３，４４を介して電源１３からＬＥＤ３に電流が供給され、ＬＥＤ３は発光する。光軸上に配置されて放電ランプ２に対向した状態で発光するので、ＬＥＤ３が発光した紫外光は、放電ランプ２からの光の光路を逆進して放電ランプ２の発光管２１へ入射される。即ち、ＬＥＤ３が発光した紫外光は、コンデンサレンズ５３で集光され、ロッドレンズ５２及びカラーホイール５１を通過し、放電ランプ２のリフレクタで反射されて発光管２１へ入射される。図２には、ＬＥＤ３が発光して発光管２１へ入射される紫外光を矢印で示している。なお、図１及び図２には、光路が直線状に構成されている例を示しているが、本発明のプロジェクタは、曲折した光路をミラー等を用いて構成した形態であってもよく、光路に沿ってＬＥＤ３が放電ランプ２に対向するように構成してあればよい。
【００２６】
ＬＥＤ３からの紫外光が発光管２１へ入射されることにより、発光管２１内に配置された電極に紫外光が照射される。電極に紫外光が照射されると、光電効果により電極表面から電子が放出される。経時変化で電子放出が困難になった電極であっても、光電効果により表面から電子が放出されるので、電極間に放電が発生しやすくなり、放電ランプ２の始動特性が改善される。また放電ランプ２の発光管２１内には、クリプトン８５等の放射性同位元素が封入してあるので、放射線が電極に照射されて電極表面で電子励起が行われ、電極間に放電が発生しやすくなっており、放電ランプ２の始動特性はより改善される。このように、確実に放電ランプ２の始動特性を改善することができるので、本発明のプロジェクタは、始動電圧発生回路１２が放電ランプ２に印加する始動電圧を従来よりも低く抑えた構成とすることが可能となる。
【００２７】
次に、以上の構成でなる本発明のプロジェクタが行う動作を説明する。図３は、本発明のプロジェクタが放電ランプ２を点灯させる処理の手順を示すフローチャートである。また図４は、本発明のプロジェクタが放電ランプ２を点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。図４の各縦軸は電流又は電圧を示し、横軸は時間を示す。
【００２８】
放電ランプ２を点灯させる際には、制御回路１１は、まず、ソレノイドコイル４２へソレノイド電流を供給する（Ｓ１）。図４では、ソレノイド電流が供給されていることをハイで示している。ソレノイドコイル４２へソレノイド電流が供給されることにより、ソレノイドコイル４２は可動鉄芯４１を引き込み、可動鉄芯４１に連結された連結部に保持されたＬＥＤ３は移動し、図２に示す如き光軸上の第１の位置に放電ランプ２と対向して配置される。第１の位置に配置されたＬＥＤ３には接続端子４４が接続され、接続端子４３，４４を介して電源１３からＬＥＤ３に電流が供給され、ＬＥＤ３は発光する。ＬＥＤ３が発光した紫外光は放電ランプ２の発光管２１へ入射し、発光管２１内の電極表面では光電効果により電子が放出される。
【００２９】
制御回路１１は、ソレノイド電流の供給を開始した２秒後に、放電ランプ２の点灯を指示するオン信号を始動電圧発生回路１２へ出力する（Ｓ２）。図４では、放電ランプ２の点灯指示をオン信号がハイになることで示しており、ソレノイド電流の供給開始後２秒で、オン信号がハイになっている。なお、ソレノイド電流の供給を開始した後でオン信号を出力するのであれば、この２秒という時間の値は他の値であってもよい。始動電圧発生回路１２は、オン信号を入力された場合に、始動電圧を発生させ、発生させた始動電圧を放電ランプ２に印加する（Ｓ３）。図４には、オン信号がハイになると共に始動電圧が発生することが示されている。放電ランプ２に印加される始動電圧は、例えば１．５ｋＶ程度となる。始動電圧の印加により発光管２１内の電極間に放電が発生して放電ランプ２が点灯すると、電極間の抵抗が急激に低下して電流が増加し、始動電圧発生回路１２では安定機構が作動して始動電圧をオフにする。放電ランプ２が点灯しなければ、始動電圧は放電ランプ２に印加され続ける。
【００３０】
始動電圧発生回路１２は、始動電圧がオフになったか否かを検出することにより、放電ランプ２が点灯したか否かを判定する（Ｓ４）。放電ランプ２が点灯した場合は（Ｓ４：ＹＥＳ）、始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２が点灯したことを示す信号を制御回路１１へ入力し、制御回路１１は、ソレノイドコイル４２へのソレノイド電流の供給を停止する（Ｓ５）。ソレノイド電流が停止することにより、可動鉄芯４１に連結された連結部はソレノイドコイル４２に引き込まれ、連結部に保持されたＬＥＤ３は移動し、放電ランプ２からの光の光路から外れた第２の位置に配置される。ＬＥＤ３が移動することにより、ＬＥＤ３と接続端子４４との接続状態が切断され、電源１３からＬＥＤ３への電流供給が途絶え、ＬＥＤ３は消灯する。
【００３１】
図４には、放電ランプ２が点灯するタイミングを破線で示している。放電ランプ２が点灯するタイミングで、始動電圧がオフされ、ソレノイド電流も供給が停止されている。また始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２の発光に必要なランプ電圧を放電ランプ２に印加する。図４に示すように、ランプ電圧は放電ランプ２の点灯以後に徐々に上昇し、一定値となる。放電ランプ２は高輝度であるので、ＬＥＤ３に放電ランプ２からの光が照射された場合は光の熱によってＬＥＤ３が損傷する虞がある。放電ランプ２の点灯と同時にソレノイド電流を停止してＬＥＤ３を光路から外れた第２の位置に配置することにより、放電ランプ２からの光によってＬＥＤ３が損傷することを防止する。
【００３２】
始動電圧発生回路１２は、始動電圧の印加を開始してから６秒後に、点灯確定信号をハイで制御回路１１へ出力する（Ｓ６）。ハイの点灯確定信号は、放電ランプ２が点灯していることを示し、制御回路１１は点灯確定信号によって放電ランプ２が点灯していることを確認する。なお、この６秒という時間の値は他の値であってもよい。プロジェクタは、ステップＳ６で放電ランプ２を点灯させる処理を終了する。
【００３３】
点灯していた放電ランプ２を一旦消灯して再度点灯させる場合等、発光管２１内の温度が所定の温度以上に高くなっている場合は、始動電圧を印加しても放電ランプ２は点灯しない。図５は、一旦消灯した放電ランプ２を点灯させる所謂ホットスタートにより本発明のプロジェクタが放電ランプ２を点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。
【００３４】
ステップＳ４で放電ランプ２が点灯していない場合は（Ｓ４：ＮＯ）、始動電圧発生回路１２は、６秒の所定時間が経過するまで始動電圧を印加し続け、まだ所定時間が経過していない場合は（Ｓ７：ＮＯ）、始動電圧を印加し続けながらステップＳ４の判定を行う。始動電圧を印加し続けて所定時間が経過した場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）、始動電圧発生回路１２は、始動電圧をオフにし（Ｓ８）、点灯確定信号をローで制御回路１１へ出力する（Ｓ９）。ローの点灯確定信号は、放電ランプ２が点灯していないことを示す。図５には、始動電圧が印加開始から６秒後にオフにされ、このとき点灯確定信号がローになっていることが示されている。
【００３５】
制御回路１１は、ローの点灯確定信号を受け付け、始動電圧を印加することで放電ランプ２の点灯を試行した回数が５回等の所定回数に達したか否かを判定する（Ｓ１０）。まだ試行回数が所定回数に達していない場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、制御回路１１は、１５秒の所定時間待機することによって、放電ランプ２を冷却させる（Ｓ１１）。プロジェクタは、放電ランプ２を冷却するための図示しない冷却ファンを備えており、始動電圧発生回路１２が電圧を印加せずに待機することにより、放電ランプ２での新たな発熱がなくなり、放電ランプ２が冷却される。１５秒の所定時間が経過した後、制御回路１１は、再度の印加指示を始動電圧発生回路１２へ出力し、始動電圧発生回路１２は、処理をステップＳ３へ戻して始動電圧を放電ランプ２に印加する。なお、始動電圧発生回路１２が１５秒の所定時間が経過した後に自動で再度始動電圧を印加する形態であってもよい。
【００３６】
本発明のプロジェクタは、以上のステップＳ３，Ｓ４，Ｓ７〜Ｓ１１の処理を、放電ランプ２が点灯するまで繰り返す。図５には、６秒間の始動電圧の印加と、１５秒間の始動電圧のオフとが繰り返される状態が示されている。この処理の間中、オン信号は出力され続け、ソレノイド電流はソレノイドコイル４２に供給され続け、ＬＥＤ３は発光し続けている。なお、放電ランプ２を冷却する１５秒の所定時間の値は他の値であってもよい。一旦放電ランプ２が点灯した後は、プロジェクタは前述と同様にステップＳ４〜Ｓ６の処理を行い、図５に示す制御のタイミングチャートも点灯以後は図４と同様となる。
【００３７】
ステップＳ１０で試行回数が所定回数に達している場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、過熱又は故障等、放電ランプ２が異常な状態であるとして、制御回路１１は、オン信号をオフにし、ソレノイド電流を停止する（Ｓ１２）。オン信号がオフとなるので、始動電圧発生回路１２は始動電圧の発生を停止する。この処理では、プロジェクタは放電ランプ２を点灯させることなく点灯の処理を終了する。なお、放電ランプ２を点灯させることなく点灯の処理を終了した場合には、プロジェクタは、警告音を発する等、放電ランプ２の異常を報知するための処理を行ってもよい。
【００３８】
図６は、本発明のプロジェクタが放電ランプ２を消灯させる処理の手順を示すフローチャートである。放電ランプ２を消灯させる際には、制御回路１１は、オン信号をオフにする（Ｓ２１）。オン信号がオフになることで、放電ランプ２の消灯が指示される。オン信号がオフになったことを検出した始動電圧発生回路１２は、ランプ電圧の放電ランプ２への印加を停止し（Ｓ２２）、点灯確定信号をローで制御回路１１へ出力する（Ｓ２３）。ランプ電圧が停止されることにより、放電ランプ２の発光管２１内での放電が停止し、放電ランプ２は消灯する。図４及び図５には、放電ランプ２が消灯するタイミングを破線で示している。オン信号のオフは図中ではローで示しており、オン信号のオフと同時にランプ電圧が停止して点灯確定信号がローになっている。本発明のプロジェクタは、以上で消灯の処理を終了する。
【００３９】
以上詳述した如く、本発明においては、ＬＥＤ３で放電ランプ２へ紫外光を入射することによって、放電ランプ２の電極表面から電子が放出され、電極間に放電が発生しやすくなって放電ランプ２の始動特性が改善される。どのような放電ランプ２を用いた場合であっても、確実に放電ランプ２の始動特性を改善することができるので、本発明のプロジェクタは、始動電圧発生回路１２が放電ランプ２に印加する始動電圧を従来の２ｋＶ以上の高電圧よりも１．５ｋＶ程度の低い電圧に抑えた構成とすることが可能となる。始動電圧を下げることにより、放電ランプ２の電極に掛かる負荷が下がり、電極の消耗が抑制される。電極の消耗が抑制されることにより、電極表面から発生する塵の量が減少し、発光管２１内でハロゲンサイクルが適切に進行することが期待される。従って、ハロゲンサイクルで抑止しきれない量の塵が発光管２１内に付着して発光管２１の黒化及び失透が発生することを抑制することができる。発光管２１の黒化及び失透を抑制できるので、経年変化による光出力の劣化が抑制され、放電ランプ２の寿命が従来よりも長くなる。また、始動電圧を低い電圧に抑えた構成とすることができるので、プロジェクタの小型化及び低コスト化が可能となる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、ＬＥＤ３をソレノイドを用いて移動させて第１の位置に配置する形態を示したが、本発明のプロジェクタは、これに限るものではなく、ソレノイド以外のアクチュエータ又はステッピングモータ等、他の移動機構を用いてＬＥＤ３を移動させる構成であってもよい。また本実施の形態においては、ＬＥＤ３を光路上の第１の位置に移動させた上でＬＥＤ３からの光を放電ランプ２へ入射する形態を示したが、これに限るものではなく、本発明のプロジェクタは、光路の外側からミラー等を用いて光を放電ランプ２へ入射する形態であってもよい。また本実施の形態においては、紫外光を発光するＬＥＤ３を用いて紫外光を放電ランプ２へ入射する形態を示したが、本発明のプロジェクタは、可視光を発光するＬＥＤを用いて可視光を放電ランプ２へ入射する形態であってもよい。また本実施の形態においては、発光素子としてＬＥＤ３を用いた形態を示したが、本発明のプロジェクタは、発光素子として小型電球又はレーザー素子等のその他の発光素子を用いた形態であってもよい。
【００４１】
また本実施の形態においては、本発明のプロジェクタは画像を形成する画像デバイスとしてＤＭＤ５６を用いた形態を示したが、本発明のプロジェクタの構成はこれに限るものではない。例えば、本発明のプロジェクタは、ＲＧＢの各色に対応した３枚のＤＭＤを用いてカラー画像を投影する形態であってもよい。この形態の場合は、プロジェクタはカラーホイール５１を必要としない構成となる。また本発明のプロジェクタは、画像デバイスとして液晶パネルを備えた形態であってもよい。また本実施の形態においては、本発明のプロジェクタは、外部のスクリーン又は壁等へ画像を投影するフロントプロジェクション方式の形態を示したが、図示しない透過型のスクリーンを備え、スクリーンの背面から投射レンズ５８で光を投射することによってスクリーンに画像を投影するリアプロジェクション方式の形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のプロジェクタの内部構成を模式的に示す構成図である。
【図２】ＬＥＤが第１の位置に配置された状態を示すプロジェクタの模式的構成図である。
【図３】本発明のプロジェクタが放電ランプを点灯させる処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明のプロジェクタが放電ランプを点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。
【図５】一旦消灯した放電ランプを点灯させる所謂ホットスタートにより本発明のプロジェクタが放電ランプを点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。
【図６】本発明のプロジェクタが放電ランプを消灯させる処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１１ 制御回路
１２ 始動電圧発生回路
１３ 電源
２ 放電ランプ
２１ 発光管
３ ＬＥＤ（発光素子）
４１ 可動鉄芯
４２ ソレノイドコイル
４３，４４ 接続端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ランプからの光を利用して画像を投射するプロジェクタに関し、より詳しくは、光源ランプの始動特性を改善することにより、光源ランプに印加する始動電圧を低下させたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、光源ランプからの光でスクリーン又は壁等に画像を投影するプロジェクタが用いられている。プロジェクタでは高い照度が必要であるので、光源ランプには、超高圧水銀ランプ又はメタルハライドランプ等の放電ランプが用いられることが多い。このような放電ランプは、経時変化によって劣化するので、プロジェクタの他の部品よりも寿命が短く、交換が容易なようにプロジェクタの本体に対して着脱可能なユニット状に構成されているのが通常である。
【０００３】
放電ランプの経時変化の一つとして、電極の先端に水銀が付着して電子放出を阻害し、放電ランプが点灯し難くなる現象がある。放電ランプの点灯し易さである始動特性を悪化させないようにするためには、放電ランプを点灯させるために放電ランプに印加する始動電圧を２ｋＶ以上等の高電圧にしておけばよい。しかしながら、始動電圧が高い場合は放電ランプの電極に掛かる負荷も大きく、電極が早く消耗して放電ランプの寿命が短くなる。また始動電圧を高くするためには電源が大型化することとなり、プロジェクタの小型化を阻害する。また始動電圧を高くすると放電ランプ始動時のノイズが大きくなり、プロジェクタ内の回路及びプロジェクタ外の機器に悪影響を及ぼすことがある。
【０００４】
そこで、始動電圧を高くすることなく始動特性を改善した放電ランプが開発されている。特許文献１及び２には、クリプトン８５等の放射性同位元素を発光管内に封入した放電ランプが開示されている。この放電ランプでは、放射性同位元素からの放射線により電子励起が行われ、始動特性が改善される。また特許文献３には、ランプ内に補助放電部を組み込み、補助放電部からの放電光により始動特性を改善する放電ランプが開示されている。その他ランプ内にトリガーワイヤを設けたもの等、始動特性を改善した種々の放電ランプが開発されている。
【特許文献１】特開２００５−３４７０６０号公報
【特許文献２】特開平２−２０１８６３号公報
【特許文献３】特開２００５−１１６４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の如く、始動特性を改善した種々の放電ランプは開発されているものの、これらは放電ランプ自体に改良を施したものであり、放電ランプの始動特性を改善する機能をプロジェクタ内に持たせたものではない。従来のプロジェクタで始動電圧を高くすることなく放電ランプの始動特性を改善するためには、特許文献１〜３に開示された放電ランプ等の特殊な放電ランプを使用する必要がある。即ち、始動特性は放電ランプに依存し、放電ランプの始動特性をプロジェクタで制御できないので、放電ランプの始動特性が改善していることを前提に始動電圧を低下させて構成したプロジェクタでは、未改良の放電ランプを使用した場合に始動特性が極端に悪化する。従って、プロジェクタを始動電圧を低下させた構成とすることが困難であるという問題がある。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、放電ランプの始動特性を改善する機能をプロジェクタ内に備えることにより、確実に放電ランプの始動特性を改善し、放電ランプへ印加する始動電圧を低下させた構成とすることができるプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るプロジェクタは、放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、前記放電ランプの発光管内へ光を入射する手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るプロジェクタは、放電ランプと、該放電ランプに始動電圧を印加する印加手段とを備え、前記放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、発光素子と、該発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる入射手段と、該入射手段が前記光を前記放電ランプの発光管内へ入射させている状態で、前記印加手段に始動電圧を前記放電ランプに印加させる手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るプロジェクタは、前記発光素子を移動可能に保持し、前記放電ランプからの光が通過する光路上にある第１の位置、及び前記光路上から外れた第２の位置のいずれかに前記発光素子を配置する移動手段と、該移動手段が前記発光素子を第１の位置に配置した場合に、前記発光素子を発光させる手段とを更に備え、前記移動手段は、第１の位置で前記発光素子が発した光が前記放電ランプの発光管内へ入射するように前記発光素子を保持してあり、前記入射手段は、前記移動手段に前記発光素子を第１の位置へ移動させることにより、前記発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる構成としてあることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るプロジェクタは、前記放電ランプが点灯したことを検出する手段と、該手段が前記放電ランプが点灯したことを検出した場合に、前記移動手段に、前記発光素子を第２の位置に配置させる手段とを更に備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るプロジェクタは、前記発光素子は紫外光を発する発光ダイオードであることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るプロジェクタは、前記放電ランプは発光管内に放射性同位元素を封入してあることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、放電ランプを用いるプロジェクタで、発光素子を用いて放電ランプへ光を入射し、光を入射した状態で放電ランプに始動電圧を印加する。入射された光による光電効果によって放電ランプの電極表面から電子が放出され、電極間に放電が発生しやすくなって放電ランプの始動特性が改善される。
【００１３】
また本発明においては、放電ランプからの光の光路上に発光素子を配置可能とし、光路上に配置した状態で発光素子を放電ランプに対向させることにより、発光素子からの光が放電ランプに入射される。
【００１４】
また本発明においては、放電ランプが点灯した場合に、発光素子を光路から外れた位置に移動させることにより、発光素子に放電ランプからの光が照射されることを防止する。
【００１５】
また本発明においては、発光素子が紫外光を発することにより、エネルギーの高い紫外光で光電効果が容易に発生する。
【００１６】
また本発明においては、放電ランプを、発光管内にクリプトン８５等の放射性同位元素を封入した構成とすることにより、放射線によって電極表面で電子が励起され、電極間に放電が発生しやすくなって放電ランプの始動特性が改善される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にあっては、確実に放電ランプの始動特性を改善することができるので、プロジェクタは、始動電圧を従来よりも低い電圧に抑えた構成とすることが可能となる。始動電圧を下げることにより、放電ランプの電極に掛かる負荷が下がり、放電ランプの寿命が従来よりも長くなる。また、始動電圧を低い電圧に抑えた構成とすることができるので、プロジェクタの小型化及び低コスト化が可能となる。
【００１８】
また本発明にあっては、放電ランプに光を入射する発光素子に放電ランプからの光が照射されることを防止することにより、放電ランプからの光によって発光素子が損傷することを防止することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明のプロジェクタの内部構成を模式的に示す構成図である。プロジェクタは、メタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプ等の白色光を発光する放電ランプ２と、放電ランプ２からの光を用いて画像を投影するための光学系とを備えている。放電ランプ２は、放電により発光を行う発光管２１を備え、発光管２１内には図示しない一対の電極が配置されている。放電ランプ２はリフレクタを備え、発光管２１が発光する光は、リフレクタによって前方へ投射される。また放電ランプ２は、発光管２１内にクリプトン８５等の放射性同位元素を封入して構成されている。図１中には、発光管２１が発光してから外部へ投射されるまでの光の軌跡を矢印で示している。放電ランプ２からの光を用いて画像を投影するための光学系は筐体５内に収納されている。
【００２０】
プロジェクタは、光学系を構成する光学部品として、カラーホイール５１と、カラーホイール５１を通過した光が入射されるロッドレンズ５２と、コンデンサレンズ５３，５４と、偏光ビームスプリッタ５５と、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）５６と、ＤＭＤ５６を冷却するための放熱板５７と、ＤＭＤ５６が反射して偏光ビームスプリッタ５５で分離した光を外部へ投射する投射レンズ５８とを備えている。これらの光学部品で構成される光学系は、放電ランプ２からの光が通過する光路をなす。図１中には光学系の光軸を一点鎖線で示している。
【００２１】
カラーホイール５１は、円盤の中心軸周りに夫々に固有の色の光を透過させる複数のフィルタを配して構成されており、中心軸を回転軸として回転する。回転するカラーホイール５１を放電ランプ２からの白色光が通過することによって、複数色の光が時分割で生成される。ロッドレンズ５２は、カラーホイール５１を通過した光が入射され、入射された光を内面で多数回反射させて光強度分布を均一に調整した光を出射する。コンデンサレンズ５３，５４はロッドレンズ５２が出射した光を集光し、偏光ビームスプリッタ５５へ入射する。偏光ビームスプリッタ５５は、コンデンサレンズ５４からの光の偏光を調整してＤＭＤ５６へ入射し、ＤＭＤ５６からの反射光を投射レンズ５８の方向へ反射する。ＤＭＤ５６は、夫々が画像中の画素に対応する多数の微小ミラーを２次元的に配置してなり、発光する画素に対応する微小ミラーが偏光ビームスプリッタ５５の方向へ光を反射し、また非発光の画素に対応する微小ミラーが他の方向へ光を反射することにより、偏光ビームスプリッタ５５の方向への反射光の有無で２次元の画像を形成する。
【００２２】
回転するカラーホイール５１を白色光が通過して各色の光が生成し、生成した光の光強度分布をロッドレンズ５２が調整し、ＤＭＤ５６は各色の光に対応する画像を形成し、画像を形成したＤＭＤ５６からの反射光を投射レンズ５８が外部へ投射することにより、プロジェクタは各色の光の像でなる画像を外部のスクリーン又は壁等に投影する。カラーホイール５１の回転に応じて各色の画像が時分割で順に投影され、使用者にはカラー画像として認識される。
【００２３】
また本発明のプロジェクタは、紫外光を発光するＬＥＤ（発光ダイオード）３と、ＬＥＤ３を移動させるプッシュ型のソレノイドとを備える。ＬＥＤ３は、本発明における発光素子に対応し、ソレノイドは本発明における移動手段に対応する。ソレノイドはソレノイドコイル４２及び可動鉄芯４１からなり、ソレノイドコイル４２に電流が流れた場合に可動鉄芯４１がソレノイドコイル４２に引き込まれ、可動鉄芯４１に連結された連結部を押し出す構成となっている。またソレノイドは、ソレノイドコイル４２に電流が流れていない場合はバネ等の付勢手段により連結部をソレノイドコイル４２に引き込む構成となっている。ＬＥＤ３は可動鉄芯４１に連結された連結部に保持されている。ソレノイドは、可動鉄芯４１が連結部を押し出すことにより、放電ランプ２からの光が通過する光路上の第１の位置へＬＥＤ３を移動させ、連結部をソレノイドコイル４２に引き込むことにより、光路上からはずれた第２の位置へＬＥＤ３を移動させる。図１には、ソレノイドコイル４２に電流が流れておらず、ＬＥＤ３が第２の位置に配置されている状態を示している。
【００２４】
更に本発明のプロジェクタは、電源１３と、放電ランプ２に印加する始動電圧を発生させる始動電圧発生回路（印加手段）１２と、電源１３、始動電圧発生回路１２及びソレノイドの動作を制御する制御回路１１とを備えている。始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２の発光管２１内の各電極に接続されており、電源１３に供給された電圧から始動電圧を発生させ、発生させた始動電圧を放電ランプ２に印加する。放電ランプ２に始動電圧が印加されることにより、発光管２１内の電極間で放電が発生し、放電ランプ２が点灯する。また始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２が発光している間は、発光に必要な電圧を放電ランプ２に印加する。制御回路１１はマイコンで構成され、ソレノイドコイル４２が接続されており、ソレノイドコイル４２に電流を供給することができる。また電源１３には、一対の接続端子４３，４４が接続されている。一方の接続端子４３は、常時ＬＥＤ３に接続されており、他方の接続端子４４は、ＬＥＤ３が光路上の第１の位置に配置された場合にＬＥＤ３に接続されるように構成されている。一対の接続端子４３，４４が共にＬＥＤ３に接続された場合には、電源１３からＬＥＤ３に電流が供給され、ＬＥＤ３が発光する。
【００２５】
図２は、ＬＥＤ３が第１の位置に配置された状態を示すプロジェクタの模式的構成図である。図中には、ソレノイドコイル４２に電流が流れて可動鉄芯４１がＬＥＤ３を第１の位置へ移動させた状態が示されている。ＬＥＤ３が配置される第１の位置は、コンデンサレンズ５３，５４の間の光軸上となっている。またＬＥＤ３は、第１の位置に配置された状態では放電ランプ２に対向する向きとなるように保持されている。この状態では、接続端子４４がＬＥＤ３に接続され、接続端子４３，４４を介して電源１３からＬＥＤ３に電流が供給され、ＬＥＤ３は発光する。光軸上に配置されて放電ランプ２に対向した状態で発光するので、ＬＥＤ３が発光した紫外光は、放電ランプ２からの光の光路を逆進して放電ランプ２の発光管２１へ入射される。即ち、ＬＥＤ３が発光した紫外光は、コンデンサレンズ５３で集光され、ロッドレンズ５２及びカラーホイール５１を通過し、放電ランプ２のリフレクタで反射されて発光管２１へ入射される。図２には、ＬＥＤ３が発光して発光管２１へ入射される紫外光を矢印で示している。なお、図１及び図２には、光路が直線状に構成されている例を示しているが、本発明のプロジェクタは、曲折した光路をミラー等を用いて構成した形態であってもよく、光路に沿ってＬＥＤ３が放電ランプ２に対向するように構成してあればよい。
【００２６】
ＬＥＤ３からの紫外光が発光管２１へ入射されることにより、発光管２１内に配置された電極に紫外光が照射される。電極に紫外光が照射されると、光電効果により電極表面から電子が放出される。経時変化で電子放出が困難になった電極であっても、光電効果により表面から電子が放出されるので、電極間に放電が発生しやすくなり、放電ランプ２の始動特性が改善される。また放電ランプ２の発光管２１内には、クリプトン８５等の放射性同位元素が封入してあるので、放射線が電極に照射されて電極表面で電子励起が行われ、電極間に放電が発生しやすくなっており、放電ランプ２の始動特性はより改善される。このように、確実に放電ランプ２の始動特性を改善することができるので、本発明のプロジェクタは、始動電圧発生回路１２が放電ランプ２に印加する始動電圧を従来よりも低く抑えた構成とすることが可能となる。
【００２７】
次に、以上の構成でなる本発明のプロジェクタが行う動作を説明する。図３は、本発明のプロジェクタが放電ランプ２を点灯させる処理の手順を示すフローチャートである。また図４は、本発明のプロジェクタが放電ランプ２を点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。図４の各縦軸は電流又は電圧を示し、横軸は時間を示す。
【００２８】
放電ランプ２を点灯させる際には、制御回路１１は、まず、ソレノイドコイル４２へソレノイド電流を供給する（Ｓ１）。図４では、ソレノイド電流が供給されていることをハイで示している。ソレノイドコイル４２へソレノイド電流が供給されることにより、ソレノイドコイル４２は可動鉄芯４１を引き込み、可動鉄芯４１に連結された連結部に保持されたＬＥＤ３は移動し、図２に示す如き光軸上の第１の位置に放電ランプ２と対向して配置される。第１の位置に配置されたＬＥＤ３には接続端子４４が接続され、接続端子４３，４４を介して電源１３からＬＥＤ３に電流が供給され、ＬＥＤ３は発光する。ＬＥＤ３が発光した紫外光は放電ランプ２の発光管２１へ入射し、発光管２１内の電極表面では光電効果により電子が放出される。
【００２９】
制御回路１１は、ソレノイド電流の供給を開始した２秒後に、放電ランプ２の点灯を指示するオン信号を始動電圧発生回路１２へ出力する（Ｓ２）。図４では、放電ランプ２の点灯指示をオン信号がハイになることで示しており、ソレノイド電流の供給開始後２秒で、オン信号がハイになっている。なお、ソレノイド電流の供給を開始した後でオン信号を出力するのであれば、この２秒という時間の値は他の値であってもよい。始動電圧発生回路１２は、オン信号を入力された場合に、始動電圧を発生させ、発生させた始動電圧を放電ランプ２に印加する（Ｓ３）。図４には、オン信号がハイになると共に始動電圧が発生することが示されている。放電ランプ２に印加される始動電圧は、例えば１．５ｋＶ程度となる。始動電圧の印加により発光管２１内の電極間に放電が発生して放電ランプ２が点灯すると、電極間の抵抗が急激に低下して電流が増加し、始動電圧発生回路１２では安定機構が作動して始動電圧をオフにする。放電ランプ２が点灯しなければ、始動電圧は放電ランプ２に印加され続ける。
【００３０】
始動電圧発生回路１２は、始動電圧がオフになったか否かを検出することにより、放電ランプ２が点灯したか否かを判定する（Ｓ４）。放電ランプ２が点灯した場合は（Ｓ４：ＹＥＳ）、始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２が点灯したことを示す信号を制御回路１１へ入力し、制御回路１１は、ソレノイドコイル４２へのソレノイド電流の供給を停止する（Ｓ５）。ソレノイド電流が停止することにより、可動鉄芯４１に連結された連結部はソレノイドコイル４２に引き込まれ、連結部に保持されたＬＥＤ３は移動し、放電ランプ２からの光の光路から外れた第２の位置に配置される。ＬＥＤ３が移動することにより、ＬＥＤ３と接続端子４４との接続状態が切断され、電源１３からＬＥＤ３への電流供給が途絶え、ＬＥＤ３は消灯する。
【００３１】
図４には、放電ランプ２が点灯するタイミングを破線で示している。放電ランプ２が点灯するタイミングで、始動電圧がオフされ、ソレノイド電流も供給が停止されている。また始動電圧発生回路１２は、放電ランプ２の発光に必要なランプ電圧を放電ランプ２に印加する。図４に示すように、ランプ電圧は放電ランプ２の点灯以後に徐々に上昇し、一定値となる。放電ランプ２は高輝度であるので、ＬＥＤ３に放電ランプ２からの光が照射された場合は光の熱によってＬＥＤ３が損傷する虞がある。放電ランプ２の点灯と同時にソレノイド電流を停止してＬＥＤ３を光路から外れた第２の位置に配置することにより、放電ランプ２からの光によってＬＥＤ３が損傷することを防止する。
【００３２】
始動電圧発生回路１２は、始動電圧の印加を開始してから６秒後に、点灯確定信号をハイで制御回路１１へ出力する（Ｓ６）。ハイの点灯確定信号は、放電ランプ２が点灯していることを示し、制御回路１１は点灯確定信号によって放電ランプ２が点灯していることを確認する。なお、この６秒という時間の値は他の値であってもよい。プロジェクタは、ステップＳ６で放電ランプ２を点灯させる処理を終了する。
【００３３】
点灯していた放電ランプ２を一旦消灯して再度点灯させる場合等、発光管２１内の温度が所定の温度以上に高くなっている場合は、始動電圧を印加しても放電ランプ２は点灯しない。図５は、一旦消灯した放電ランプ２を点灯させる所謂ホットスタートにより本発明のプロジェクタが放電ランプ２を点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。
【００３４】
ステップＳ４で放電ランプ２が点灯していない場合は（Ｓ４：ＮＯ）、始動電圧発生回路１２は、６秒の所定時間が経過するまで始動電圧を印加し続け、まだ所定時間が経過していない場合は（Ｓ７：ＮＯ）、始動電圧を印加し続けながらステップＳ４の判定を行う。始動電圧を印加し続けて所定時間が経過した場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）、始動電圧発生回路１２は、始動電圧をオフにし（Ｓ８）、点灯確定信号をローで制御回路１１へ出力する（Ｓ９）。ローの点灯確定信号は、放電ランプ２が点灯していないことを示す。図５には、始動電圧が印加開始から６秒後にオフにされ、このとき点灯確定信号がローになっていることが示されている。
【００３５】
制御回路１１は、ローの点灯確定信号を受け付け、始動電圧を印加することで放電ランプ２の点灯を試行した回数が５回等の所定回数に達したか否かを判定する（Ｓ１０）。まだ試行回数が所定回数に達していない場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、制御回路１１は、１５秒の所定時間待機することによって、放電ランプ２を冷却させる（Ｓ１１）。プロジェクタは、放電ランプ２を冷却するための図示しない冷却ファンを備えており、始動電圧発生回路１２が電圧を印加せずに待機することにより、放電ランプ２での新たな発熱がなくなり、放電ランプ２が冷却される。１５秒の所定時間が経過した後、制御回路１１は、再度の印加指示を始動電圧発生回路１２へ出力し、始動電圧発生回路１２は、処理をステップＳ３へ戻して始動電圧を放電ランプ２に印加する。なお、始動電圧発生回路１２が１５秒の所定時間が経過した後に自動で再度始動電圧を印加する形態であってもよい。
【００３６】
本発明のプロジェクタは、以上のステップＳ３，Ｓ４，Ｓ７〜Ｓ１１の処理を、放電ランプ２が点灯するまで繰り返す。図５には、６秒間の始動電圧の印加と、１５秒間の始動電圧のオフとが繰り返される状態が示されている。この処理の間中、オン信号は出力され続け、ソレノイド電流はソレノイドコイル４２に供給され続け、ＬＥＤ３は発光し続けている。なお、放電ランプ２を冷却する１５秒の所定時間の値は他の値であってもよい。一旦放電ランプ２が点灯した後は、プロジェクタは前述と同様にステップＳ４〜Ｓ６の処理を行い、図５に示す制御のタイミングチャートも点灯以後は図４と同様となる。
【００３７】
ステップＳ１０で試行回数が所定回数に達している場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、過熱又は故障等、放電ランプ２が異常な状態であるとして、制御回路１１は、オン信号をオフにし、ソレノイド電流を停止する（Ｓ１２）。オン信号がオフとなるので、始動電圧発生回路１２は始動電圧の発生を停止する。この処理では、プロジェクタは放電ランプ２を点灯させることなく点灯の処理を終了する。なお、放電ランプ２を点灯させることなく点灯の処理を終了した場合には、プロジェクタは、警告音を発する等、放電ランプ２の異常を報知するための処理を行ってもよい。
【００３８】
図６は、本発明のプロジェクタが放電ランプ２を消灯させる処理の手順を示すフローチャートである。放電ランプ２を消灯させる際には、制御回路１１は、オン信号をオフにする（Ｓ２１）。オン信号がオフになることで、放電ランプ２の消灯が指示される。オン信号がオフになったことを検出した始動電圧発生回路１２は、ランプ電圧の放電ランプ２への印加を停止し（Ｓ２２）、点灯確定信号をローで制御回路１１へ出力する（Ｓ２３）。ランプ電圧が停止されることにより、放電ランプ２の発光管２１内での放電が停止し、放電ランプ２は消灯する。図４及び図５には、放電ランプ２が消灯するタイミングを破線で示している。オン信号のオフは図中ではローで示しており、オン信号のオフと同時にランプ電圧が停止して点灯確定信号がローになっている。本発明のプロジェクタは、以上で消灯の処理を終了する。
【００３９】
以上詳述した如く、本発明においては、ＬＥＤ３で放電ランプ２へ紫外光を入射することによって、放電ランプ２の電極表面から電子が放出され、電極間に放電が発生しやすくなって放電ランプ２の始動特性が改善される。どのような放電ランプ２を用いた場合であっても、確実に放電ランプ２の始動特性を改善することができるので、本発明のプロジェクタは、始動電圧発生回路１２が放電ランプ２に印加する始動電圧を従来の２ｋＶ以上の高電圧よりも１．５ｋＶ程度の低い電圧に抑えた構成とすることが可能となる。始動電圧を下げることにより、放電ランプ２の電極に掛かる負荷が下がり、電極の消耗が抑制される。電極の消耗が抑制されることにより、電極表面から発生する塵の量が減少し、発光管２１内でハロゲンサイクルが適切に進行することが期待される。従って、ハロゲンサイクルで抑止しきれない量の塵が発光管２１内に付着して発光管２１の黒化及び失透が発生することを抑制することができる。発光管２１の黒化及び失透を抑制できるので、経年変化による光出力の劣化が抑制され、放電ランプ２の寿命が従来よりも長くなる。また、始動電圧を低い電圧に抑えた構成とすることができるので、プロジェクタの小型化及び低コスト化が可能となる。
【００４０】
なお、本実施の形態においては、ＬＥＤ３をソレノイドを用いて移動させて第１の位置に配置する形態を示したが、本発明のプロジェクタは、これに限るものではなく、ソレノイド以外のアクチュエータ又はステッピングモータ等、他の移動機構を用いてＬＥＤ３を移動させる構成であってもよい。また本実施の形態においては、ＬＥＤ３を光路上の第１の位置に移動させた上でＬＥＤ３からの光を放電ランプ２へ入射する形態を示したが、これに限るものではなく、本発明のプロジェクタは、光路の外側からミラー等を用いて光を放電ランプ２へ入射する形態であってもよい。また本実施の形態においては、紫外光を発光するＬＥＤ３を用いて紫外光を放電ランプ２へ入射する形態を示したが、本発明のプロジェクタは、可視光を発光するＬＥＤを用いて可視光を放電ランプ２へ入射する形態であってもよい。また本実施の形態においては、発光素子としてＬＥＤ３を用いた形態を示したが、本発明のプロジェクタは、発光素子として小型電球又はレーザー素子等のその他の発光素子を用いた形態であってもよい。
【００４１】
また本実施の形態においては、本発明のプロジェクタは画像を形成する画像デバイスとしてＤＭＤ５６を用いた形態を示したが、本発明のプロジェクタの構成はこれに限るものではない。例えば、本発明のプロジェクタは、ＲＧＢの各色に対応した３枚のＤＭＤを用いてカラー画像を投影する形態であってもよい。この形態の場合は、プロジェクタはカラーホイール５１を必要としない構成となる。また本発明のプロジェクタは、画像デバイスとして液晶パネルを備えた形態であってもよい。また本実施の形態においては、本発明のプロジェクタは、外部のスクリーン又は壁等へ画像を投影するフロントプロジェクション方式の形態を示したが、図示しない透過型のスクリーンを備え、スクリーンの背面から投射レンズ５８で光を投射することによってスクリーンに画像を投影するリアプロジェクション方式の形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明のプロジェクタの内部構成を模式的に示す構成図である。
【図２】ＬＥＤが第１の位置に配置された状態を示すプロジェクタの模式的構成図である。
【図３】本発明のプロジェクタが放電ランプを点灯させる処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明のプロジェクタが放電ランプを点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。
【図５】一旦消灯した放電ランプを点灯させる所謂ホットスタートにより本発明のプロジェクタが放電ランプを点灯・消灯させる制御のタイミングチャートである。
【図６】本発明のプロジェクタが放電ランプを消灯させる処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１１ 制御回路
１２ 始動電圧発生回路
１３ 電源
２ 放電ランプ
２１ 発光管
３ ＬＥＤ（発光素子）
４１ 可動鉄芯
４２ ソレノイドコイル
４３，４４ 接続端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、
前記放電ランプの発光管内へ光を入射する手段を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
放電ランプと、該放電ランプに始動電圧を印加する印加手段とを備え、前記放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、
発光素子と、
該発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる入射手段と、
該入射手段が前記光を前記放電ランプの発光管内へ入射させている状態で、前記印加手段に始動電圧を前記放電ランプに印加させる手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
前記発光素子を移動可能に保持し、前記放電ランプからの光が通過する光路上にある第１の位置、及び前記光路上から外れた第２の位置のいずれかに前記発光素子を配置する移動手段と、
該移動手段が前記発光素子を第１の位置に配置した場合に、前記発光素子を発光させる手段とを更に備え、
前記移動手段は、第１の位置で前記発光素子が発した光が前記放電ランプの発光管内へ入射するように前記発光素子を保持してあり、
前記入射手段は、前記移動手段に前記発光素子を第１の位置へ移動させることにより、前記発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる構成としてあること
を特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記放電ランプが点灯したことを検出する手段と、
該手段が前記放電ランプが点灯したことを検出した場合に、前記移動手段に、前記発光素子を第２の位置に配置させる手段と
を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記発光素子は紫外光を発する発光ダイオードであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記放電ランプは発光管内に放射性同位元素を封入してあることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
【請求項１】
放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、
前記放電ランプの発光管内へ光を入射する手段を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
放電ランプと、該放電ランプに始動電圧を印加する印加手段とを備え、前記放電ランプが発する光を用いて画像を投影するプロジェクタにおいて、
発光素子と、
該発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる入射手段と、
該入射手段が前記光を前記放電ランプの発光管内へ入射させている状態で、前記印加手段に始動電圧を前記放電ランプに印加させる手段と
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
前記発光素子を移動可能に保持し、前記放電ランプからの光が通過する光路上にある第１の位置、及び前記光路上から外れた第２の位置のいずれかに前記発光素子を配置する移動手段と、
該移動手段が前記発光素子を第１の位置に配置した場合に、前記発光素子を発光させる手段とを更に備え、
前記移動手段は、第１の位置で前記発光素子が発した光が前記放電ランプの発光管内へ入射するように前記発光素子を保持してあり、
前記入射手段は、前記移動手段に前記発光素子を第１の位置へ移動させることにより、前記発光素子からの光を前記放電ランプの発光管内へ入射させる構成としてあること
を特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記放電ランプが点灯したことを検出する手段と、
該手段が前記放電ランプが点灯したことを検出した場合に、前記移動手段に、前記発光素子を第２の位置に配置させる手段と
を更に備えることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記発光素子は紫外光を発する発光ダイオードであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記放電ランプは発光管内に放射性同位元素を封入してあることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一つに記載のプロジェクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２８１６２８（Ｐ２００８−２８１６２８Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２３５４１（Ｐ２００７−１２３５４１）
【出願日】平成１９年５月８日（２００７．５．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月８日（２００７．５．８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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