JP2004354479A - 照明装置及びそれを用いた投射型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤動作を無くし、ランプの交換動作検知を簡単な回路で実現する。
【解決手段】ランプ交換検出回路１０は、第１、第２ＡＤ入力２３ａ,bと、第１第２ダイオードＤ１、２と、第１、２コンデンサＣ１、２と、第１、第２抵抗Ｒ１、２とを含む第１、第２の電荷蓄積放電手段を有している。それぞれの節点Ｐ１と節点Ｐ２との電位は、比較回路２７に入力されて比較された結果に応じて、ランプ交換を検出する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置及びこれを光源とする投射型の画像表示装置に関し、特に、光源ランプの寿命に起因する交換時期を精度良く検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
変調された光をスクリーンに投射して画像を表示する投射型の画像表示装置がある。このような投射型画像表示装置は、一度に多数の人に画像を鑑賞させるために多く利用され、近年では、比較的大画面のテレビジョンに関しても利用されるようになってきている。
【０００３】
ところで、画像投射用の光を供給する光源としては、メタルハライドランプが使用される。メタルハライドランプは、発光量が多く明るい画像を表示することができるという長所を有するが、点灯によってガラスが次第に劣化するため、決められた寿命を超えて長時間点灯することはできない。従って、画像表示を安定して行わせるためには、光源ランプ（以下「ランプ」と称する。）の点灯時間をきちんと管理する必要がある。
【０００４】
ランプの点灯時間を管理するために点灯時間を積算し積算時間がランプの予定寿命に基づく所定時間に達した時点で点灯を終了する方法が提案されている。この方法では、積算時間がある時間以上になった場合は“ランプ交換”等の文字を通常の映像信号にスーパーインポーズしてスクリーン上に表示する。使用者は投射型画像表示装置の電源をオフし、安全のために電源コードをはずした後に、ランプを交換する。ランプの交換後に、特殊な動作モード（サービスモード）として積算時間を０（リセット）とする。特殊な動作モードへの移行へは本体キーを多重押ししながら電源コードを差し込む等の手段によって行われる（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、電源がオフの状態においてランプ等の消耗品の交換動作を検知し、それに連動して積算時間をリセットする技術も提案されている。この技術は、電源がオフ状態でのランプ交換動作の検知を、１つのコンデンサに蓄積された電荷の放電状態を使用して行い、電荷無しでランプ交換有りとし、電荷有りでランプ交換無しとし、ランプ交換有り時には積算時間をリセットする（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平４−５６２２号
【特許文献２】
特開平１０−２６８０７１号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献１に記載されている方法では、一般の使用者は上記の特殊な動作モードへの移行に関しては、たとえ取り扱い説明書に従って行ったとしても難しく、取り扱い説明書を所持していない場合などは交換が極めて困難である。
【０００８】
特許文献２に記載の方法では、下記の２つの問題点がある。第１の問題点は、このコンデンサにおいては、一般に回路から切り離されていたとしても、漏れ電流による自己放電により長時間経過すると放電により電荷が無くなってしまう。例えば、１年セットを１年間使用せず、その後電源をオンするとコンデンサの電荷が無く、積算時間がリセットされることが考えられる。このため、特許文献２に記載の技術では、アナログスイッチを使用してコンデンサを回路から切り離したり、特殊なコンデンサのスーパーキャパシタを使用したりしている。これらはコスト及び特殊部品の使用となる。第２の問題点は、ランプ交換扉の開閉を検知しそれに連動して積算時間をリセットするため、使用者が誤ってランプ交換扉を開閉させた場合でも自動的に積算時間がリセットされてしまうという問題もある。
【０００９】
本発明は、長時間放置した場合でも誤動作する可能性が少なく、ランプの交換の必要性を精度良く検知することができる簡単な回路を実現することを目的とする。さらに、積算時間のリセットのミスを確実に防止できる技術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】
本発明の一観点によれば、交換可能な光源ランプと、光源ランプの交換を検出する光源ランプ交換検出回路とを有する照明装置であって、前記光源ランプ交換検出回路は、第１及び第２の電荷蓄積手段と、前記光源ランプの交換動作に連動して前記第１の電荷蓄積手段の電荷を放電させる放電用スイッチと、前記第１及び第２の電荷蓄積手段における蓄積電荷量を比較する比較回路とを有することを特徴とした照明装置が提供される。
【００１１】
上記照明装置は、２つの電荷蓄積手段のうちの一方が、光源ランプの交換動作に連動して放電されるため、電荷蓄積量の比較を行うことにより光源ランプの交換の有無が判断できる。
【００１２】
さらに、前記光源ランプの積算点灯時間をカウントするカウント手段であって、前記放電スイッチと連動してカウントのリセット操作がスタンバイ状態になるカウント手段と、リセット操作がスタンバイ状態になった前記カウント手段のリセットを確定するリセット確定スイッチとを有するのが好ましい。ランプ交換によってリセット操作はスタンバイ状態になるが、さらに、リセットを確定させるためのリセット確定スイッチを押す必要があるため、誤操作を防止することができる。
【００１３】
上記照明装置に加えて、照明装置から出射される光により画像を投影する投影手段を設けることにより、投射型画像表示装置におけるランプ交換作業を簡単かつ確実に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る照影装置及びそれを用いた投射型画像表示装置は、２つのキャパシタを用い、そのうちの一方のキャパシタに関してのみ光源ランプの交換操作時にキャパシタの放電の時定数が大きく変化するように構成し、両方のキャパシタに蓄積されている電荷に基づいて得られる電圧の差を検出することにより、キャパシタからの自然放電による電圧変化の影響を除去する。さらに、光源ランプを交換した場合にのみ使用積算時間計がリセットされるようにして、光源ランプの交換に伴う使用積算時間の誤動作によるリセットを防止する。
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態による投射型画像表示装置について、図面を参照しながら説明を行う。図１は、本実施の形態による投射型画像表示装置の構成例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、本実施の形態による投射型画像表示装置は、光源ランプ１と、液晶部２と、投射レンズ３と、光源（ランプ）駆動回路４と、電源スイッチ（リレー）５と、制御回路６と、記憶回路（メモリ）７と、表示回路８と、点灯検出回路９と、ランプ交換検出回路１０と、情報出力手段１１と、入力部１２と、電源プラグ１４と、を含んで構成されている。
【００１６】
上記投射型画像表示装置（液晶プロジェクタ装置）において、制御回路６は、装置の動作全体を制御し、表示回路８は、外部から供給される映像信号に従って液晶部２を制御する。すなわち、表示回路８からの出力に基づいて、光変調装置である液晶部２を制御することで光源ランプ１から出射され液晶部２と投射レンズ３とを通して、スクリーンに画像を投写される映像を制御する。さらに、表示回路８は、ランプの点灯や交換などの処理に関する情報を表示させる機能を有している。
【００１７】
前述した光源ランプ１の寿命の計測及び交換を確実にするための構成として、本実施の形態による投射型画像表示装置は、ランプの交換の有無を検出するランプ交換検出回路１０と、ランプ点灯検出回路９との関連によりランプの点灯積算時間を計測するランプ点灯積算時間計測回路６ａと、ランプ点灯積算時間計測回路６ａのカウントに基づいてランプ点灯積算時間を記憶する記憶回路７と、ランプ交換などに関連する情報を表示回路８に出力する情報出力手段１１と、各種入力を行う入力部１２と、を有している。
【００１８】
次に、光源ランプ交換検出回路１０の回路構成例について図２を参照しつつ説明を行う。図２に示すように、光源ランプ交換検出回路１０は、制御回路に含まれるマイクロコンピュータ（以下「マイコン」とも称する。）の第１ＡＤ入力２３ａから延びる、第１ダイオードＤ１と、第１コンデンサＣ１と、第１抵抗Ｒ１とを含む第１の電荷蓄積放電手段を有している。第１の電荷蓄積放電手段は、一端が電源電圧Ｖｃｃに他端が接地ＧＮＤに接続された第１ダイオードＤ１と第１抵抗Ｒ１と第１コンデンサＣ１との直列接続と、この直列接続の第１抵抗Ｒ１と第１コンデンサＣ１との間の節点Ｐ１から延びて第１ＡＤ入力２３ａに接続される第１配線Ｌ１を有している。
【００１９】
さらに、光源ランプ交換検出回路１０は、マイコン（制御回路）６に含まれる第２ＡＤ入力２３ｂから延びる、第２ダイオードＤ２と、第２コンデンサＣ２と、第２抵抗Ｒ２と、検出スイッチＳＷ２５とを含む第２の電荷蓄積放電手段を有している。第２の電荷蓄積放電手段は、第１の電荷蓄積放電手段と同様の構成に加えて、一端が上記節点Ｐ２から延びる配線Ｌ３であって、他端が接地されるとともに両端間に検出スイッチＳＷ２５を有する配線を備えている。節点Ｐ１と節点Ｐ２との電位は、第１ＡＤ入力２３ａ及び第２ＡＤ入力２３ｂを介して比較回路２７に入力されて比較することができる。検出スイッチＳＷ２５は、ランプ１を交換する際にオンされるように構成されている。
【００２０】
上記回路においては、電源電圧端子にＶｃｃを印加することにより電源をオンにすると、第１コンデンサＣ１はＲ１・Ｃ１の時定数で、第２コンデンサＣ２はＲ１・Ｃ１の時定数で充電される。Ｒ１・Ｃ１とＲ２・Ｃ２とをほぼ等しくすることで、両者の時定数もほぼ等しくすることができる。
【００２１】
メイン電源がオフでランプ交換をしない場合は、図３に示すように、時間ＴｆからＣ１の漏れ電荷により第１コンデンサＣ１の電圧が、Ｃ２の漏れ電荷により第２コンデンサＣ２の電圧が、それぞれ放電により低下する。その後の時間Ｔｎで電源を再びオンした場合において、ある時間後のＴｏにおける第１のコンデンサＣ１と第２のコンデンサＣ２との電圧差はほとんど無いことがわかる。
【００２２】
図４に示すように、メイン電源がオフでランプ交換を行った場合は、第１コンデンサＣ１の電圧は、図３と同様に時間Ｔｆから第１キャパシタＣ１の漏れ電荷により放電されて電圧（ＶＣ１）は低下するが、第２コンデンサＣ２の電圧はカバースイッチＳＷがオンとなるために、Ｒ３・Ｃ２の時定数により第１キャパシタＣ１よりも速く放電され、電圧（ＶＣ２）はＶＣ１よりも大きく低下する。その後、時間Ｔｎにおいて電源を再びオンした場合における、ある時間後のＴｏにおける第１コンデンサＣ１の電圧と第２コンデンサＣ２との電圧には図４に示すように図３の場合と比べて大きな差が生じることになる。光源ランプの交換が終わると、図２に示す検出ＳＷ２５はオフになる。
【００２３】
以上に説明した原理に基づき、マイコンが第１ＡＤ入力により第１コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１を読み込み、第２ＡＤ入力により第２コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２を読み込み、電圧ＶＣ１と電圧ＶＣ２との値を比較回路２７により比較することにより、ランプ交換の有無を判定することができる。
【００２４】
さらに、上記検出ＳＷ２５に関連付けされ、検出ＳＷ２５オン後にオフされた場合（要するにランプ交換処理が終了した場合）に、図１に示す上記ランプ点灯積算時間計測回路６ａの積算時間のカウントをリセットできる状態すなわちリセットスタンバイ状態に設定するようにランプ点灯積算時間計測回路６ａを制御することができるリセットスタンバイ回路６ｂが設けられている。例えばリセットスタンバイ回路６ｂの出力に基づいて、後述するようにランプ点灯積算時間計測回路６ａの積算時間をリセットするか否かに関する操作をユーザに促す表示を行う旨を表示回路８により指示する。
【００２５】
図５は、本実施の形態による投射型画像表示装置におけるランプ交換処理の流れを示すフローチャート図である。以下、図５を参照して電源オン時の動作の流れについて説明を行う。適宜、他の図面も参照する。電源オン時Ｔｏにおいて、まず第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２の電圧（節点における電圧）を読み込む（ステップＳ１）。（第１コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１）−（第２コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２）が、ある電圧値Ｋ以内であるか否かの判定を行う（ステップＳ２）。
【００２６】
（第１コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１）−（第２コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２）の値がある電圧値Ｋ以内の場合は、ランプ交換処理はされなかったものと判断され、電源オン処理に移行する（ステップＳ３）。この状態において、光源ランプの点灯時間が予め設定されたランプ点灯時間を経過した場合は、ランプが寿命であると判断されると、例えば、その旨の警報情報を情報出力手段１１と表示回路８を介し画面（スクリーン）に出力する（ステップＳ７）。
【００２７】
ステップＳ２における判断において、（第１コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１−第２コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２）がある電圧値Ｋ以内でない場合は、第１コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１−第２コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２が正か負かの判定を行う（ステップＳ４）。（第１コンデンサＣ１の電圧ＶＣ１−第２コンデンサＣ２の電圧ＶＣ２）の値が正の場合は、ランプ交換有りと判断される。そこで、電源オン処理に移行した後に、ランプ積算時間のリセット処理のルーチンに移行する。
【００２８】
ランプ積算時間リセット処理のルーチンは、例えば、図６に示すように画面表示において、ランプタイマーをリセットするか否かをユーザに確認する画面となる。ランプ交換済みであれば、入力部１２（図１）のカーソルキーで「はい」を選択し、決定キーで確定する。マイコン（制御回路６）はこのキー入力により記憶回路７と関連付けられたランプ点灯積算時間計測回路６ａのランプタイマーをリセット（００００）する。ランプ交換を行っていない場合には、カーソルキーで「いいえ」を選択し、決定キーで確定する。マイコンは記憶回路のランプタイマー値を維持する。
【００２９】
尚、（第１のコンデンサＣ１の電圧ＶＣ１−第２のコンデンサＣ２の電圧ＶＣ２）が負の場合には、ランプ交換検出回路の不良と判定される（ステップＳ６）。この場合、ノイズなどの影響を考慮して、この処理を何度か繰り返した後に不良と判断するようにしてもよい。
【００３０】
以上において説明したように、本実施の形態による照明装置を用いた投射型画像表示装置においては、同様の特性を有する２つの手段の一方をランプ交換により大きく変化させ、その差によりランプ交換の有無を判断するため、長時間放置した状態においても誤動作が起こりにくい。また、簡単な回路を用いてランプの交換動作検知を実現できる。加えて、積算時間のリセット判断を促した後にリセット処理を確定するようにしたため、積算時間のリセット操作のミスを防止できるという利点もある。
【００３１】
以上、本実施の形態に沿って説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。例えば、キャパシタの充放電により時間変化を検出する例について説明したが、経時変化を検出できる他の素子により置換することも可能である。また、上記の各実施の形態においては、主として投射型画像表示装置について説明したが、他の電子機器などに用いられる照明装置としても適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の照明装置及び投射型画像表示装置によれば、長時間放置の誤動作無しに、ランプの交換動作検知を簡単な回路により実現することができ、かつ、積算時間のリセットのミスを確実に防止できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による投射型画像表示装置の一構成例を示す図である。
【図２】図１に用いられているランプ交換検出回路の一構成例を示す図である。
【図３】メイン電源がオフでランプ交換をしない場合における第１コンデンサの両端間と第２コンデンサの両端間との電圧の経時変化例を示す図である。
【図４】メイン電源オフでランプ交換を行った場合（スイッチオン）における第１コンデンサの両端間と第２コンデンサの両端間との電圧の経時変化例を示す図である。
【図５】本実施の形態による投射型画像表示装置におけるランプ交換処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】光源ランプタイマーリセット画面の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１…光源ランプ、２…液晶部、３…投射レンズ、４…光源ランプ駆動回路、５…電源スイッチ（リレー）、６…制御回路、６ａ…リセットスタンバイ回路、６ｂ…ランプ点灯積算時間計測回路、７…記憶回路、８…表示回路、９…点灯検出回路、１０…光源ランプ交換検出回路、１１…情報出力回路、１２…入力部、１４…電源プラグ、２１…マイクロコンピュータ、２３ａ…第１ＡＤ入力、２３ｂ…第２ＡＤ入力、２５…検出ＳＷ、２７…比較回路。

Claims (7)

1. 交換可能な光源ランプと、該光源ランプの交換を検出する光源ランプ交換検出回路とを有する照明装置であって、
   前記光源ランプ交換検出回路は、
   第１及び第２の電荷蓄積手段と、
   前記光源ランプの交換動作に連動して前記第１の電荷蓄積手段の電荷を放電させる放電用スイッチと、
   前記第１及び第２の電荷蓄積手段における蓄積電荷量を比較する比較回路と
   を有することを特徴とした照明装置。
2. 前記第１及び第２の電荷蓄積手段は、略等しい充放電特性を有するキャパシタであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. さらに、前記光源ランプの積算点灯時間をカウントするカウント手段であって、前記放電用スイッチと連動してカウントのリセット操作がスタンバイ状態になるカウント手段と、
   リセット操作がスタンバイ状態になった前記カウント手段のリセットを確定するリセット確定スイッチと
   を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. さらに、前記積算点灯時間が前記光源ランプの耐久時間に達した旨を報知する報知手段を有することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 交換可能な光源ランプと、
   該光源ランプの交換を検出する光源ランプ交換検出回路であって、一端が電源に接続され他端が接地された第１のＣＲ直列接続と、一端が電源に接続され他端が接地された前記第１のＣＲ直列接続と略等しい充放電特性を有する第２のＣＲ直列接続と、一端が前記第２のＣＲ直列接続のＣとＲとの節点に接続され他端が接地され、その間に抵抗と前記光源ランプの交換動作に連動して前記第１の電荷蓄積手段の電荷を放電させるスイッチ回路との直列接続により、該スイッチ回路のオン操作に従ってある時定数により放電するＣＲ放電回路を形成する回路と、前記第１及び第２の電荷蓄積手段における蓄積電荷量を比較する比較回路とを有する光源ランプ交換検出回路と
   を有することを特徴とした照明装置。
6. 交換可能な光源ランプと、該光源ランプの交換を検出する光源ランプ交換検出回路とを有する照明装置であって、
   前記光源ランプ交換検出回路は、
   時間経過に伴って特性が変化する第１及び第２の素子と、
   前記光源ランプの交換動作に連動して前記第１の素子の特性変化速度を変更させるスイッチと、
   前記第１及び第２の素子において検出された特性を比較する比較回路と
   を有することを特徴とした照明装置。
7. 請求項１から６までのいずれか１項に記載の照明装置と、
   該照明装置から出射される光により画像を投影する投影手段と
   を有する投射型画像表示装置。

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