(57)【要約】【課題】  画像表示装置において、ランプの寿命を延ばすことを目的としている。【解決手段】  光源と、前記光源を制御する光源制御部と、前記光源を冷却する光源冷却部と、前記光源冷却部を制御する冷却制御部と、画像表示素子と、前記光源からの光を複前記画像表示素子に導く照明光学系と、前記画像表示素子により変調された光を投写する投写光学系とを有し、前記光源を消灯する際に、前記光源制御部より前記光源の電力を低下させ、かつ前記冷却制御部より前記光源冷却部の冷却性能をあげる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、
画像表示素子と、
前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、
を備える画像表示装置であって、
前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げた後、前記光源への電力供給を遮断する、ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光源を冷却する光源冷却部に供給する電力を制御することにより、前記光源冷却部による冷却性能を制御する冷却制御部を備え、
前記光源を消灯する際、前記冷却制御部が、前記光源冷却部による冷却性能を前記光源に前記通常電力を供給している時よりも高くする、ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記光源を消灯する際に、前記光源制御部が前記光源に供給する電力を下げるタイミングと、前記冷却制御部が前記冷却性能を高くするタイミングとは同時、又は、前記冷却制御部が前記冷却性能を高くするタイミングの方が早い、ことを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光源制御部が前記光源に供給する電力を遮断するタイミングは、前記冷却制御部が前記光源冷却部に供給する電力を遮断するタイミングよりも遅い、又は同時である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光源を消灯する際に、前記冷却制御部が前記光源冷却部に供給する電力は、前記光源制御部が前記光源に通常電力を供給している時の、１．３倍以上５倍以下である、
ことを特徴とする請求項２乃至４いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力の５０％以上の所定の電力に下げた後、前記光源への電力供給を遮断する、
ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記所定の電力が、前記光源の点灯時に供給する通常電力の６０％以上８０％未満であることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を複数回変化させることによって、前記光源への電力供給を遮断する、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光源制御部が、前記所定の電力を維持する時間が１秒以上である、ことを特徴とする請求項６乃至８いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記光源制御部より前記光源の電力を遮断する際の、前記光源の温度が、前記光源のバルブを構成するガラスの歪み点以下であることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記光源の消灯動作が始まって以降、前記光源への電力供給が遮断されるまでの間の、前記光源の温度勾配の絶対値が２０℃／ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光源を消灯させるための消灯操作部材を備えており、
前記消灯操作部材が操作された後、前記光源の消灯動作が開始される、
ことを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記光源が超高圧水銀ランプであることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
光源と、前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、画像表示素子と、前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、を備える画像表示装置を制御する制御方法であって、
前記光源の消灯指令を受けて、前記光源に供給する電力を前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げる第１工程と、
前記第１工程の後、前記光源への電力供給を遮断する第２工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
前記画像表示装置が前記光源を冷却する光源冷却部に供給する電力を制御することにより、前記光源冷却部による冷却性能を制御する冷却制御部を備えており、
該制御方法が、前記第１工程と同時に、前記光源を消灯する際、前記冷却制御部が、前記光源冷却部による冷却性能を前記光源に前記通常電力を供給している時よりも高くする第３工程を備える、
ことを特徴とする請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記第１工程において、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力の５０％以上の所定の電力に下げる、
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の制御方法。
【請求項１７】
光源と、前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、画像表示素子と、前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、を備える画像表示装置を制御する制御プログラムであって、
前記光源の消灯指令を受けて、前記光源に供給する電力を前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げる第１工程と、
前記第１工程の後、前記光源への電力供給を遮断する第２工程と、
を備えることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１８】
前記画像表示装置が前記光源を冷却する光源冷却部に供給する電力を制御することにより、前記光源冷却部による冷却性能を制御する冷却制御部を備えており、
該制御方法が、前記第１工程と同時に、前記光源を消灯する際、前記冷却制御部が、前記光源冷却部による冷却性能を前記光源に前記通常電力を供給している時よりも高くする第３工程を備える、
ことを特徴とする請求項１７に記載の制御プログラム。
【請求項１９】
前記第１工程において、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力の５０％以上の所定の電力に下げる、
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶プロジェクタ等の投写型画像表示装置の光源であるランプの消灯時の冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶プロジェクタに代表される投写型画像表示装置は急速に需要拡大している。その中でも、高輝度化の流れが急速に進んできている。
【０００３】
投写型画像表示装置の光源としては超高圧水銀ランプが主流であり、この超高圧水銀ランプは電力が数百Ｗで、電極間のギャップは１ｍｍ以下のものが一般的である。
従って、電極間には数Ａの電流が流れ、放出された電子が電極に衝突することにより電極が過熱される。その結果、電極先端温度は３０００℃程度まで上昇し、石英ガラスのバルブ内部の温度は１０００℃を超える。また、石英ガラス内部の圧力は２０ＭＰａ（２００気圧）以上まで高まる。そのため、外から冷却風を吹き付けることで適切な温度に冷却することが重要となる。
【０００４】
また、消灯時に超高圧水銀ランプは、点灯時に供給されていた数百Ｗの熱源が０になるため、石英ガラスバルブの温度が急激に低下する。その際に、バルブの内表面と外表面の温度差により、石英ガラスの歪み点への到達時間に差が生じ、石英ガラス内に歪みが生成される。この歪みを減らすためには消灯後の石英ガラスの温度低下速度を遅くすることが有効であると考えられる。
【０００５】
ランプ消灯後の温度低下速度を遅くするものとして特許文献１、２がある。
【０００６】
特許文献１に開示された従来技術は、消灯時にランプの電力をアーク放電が消滅しない程度まで（１／２〜１／２０）低減し、一定時間維持して消灯する構成が開示されている。
【０００７】
特許文献２に開示された従来技術は、消灯時に、ランプを冷却しているＦＡＮを停止する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許４０７０４２０
【特許文献２】特開４０８１６８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の特許文献１は、消灯時のバルブの冷却勾配を緩やかにすることに対して効果を発揮する。しかしながら、電力を大幅に低下させることにより、電極材料等のバルブ管壁への付着や、ランプの消灯が発生し、超高圧水銀ランプの寿命を短くしてしまうという別の課題が発生する可能性がある。
【００１０】
また、上述の特許文献２では、ランプ消灯時に冷却ＦＡＮを停止させて冷却速度を遅らせるものの、ランプが消灯することにより発熱量が大幅に減る（無くなる）ため、冷却速度はあまり遅くならない、という問題点がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、投写型画像表示装置において、ランプの寿命を延ばすことが可能な投写型画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、光源と、前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、画像表示素子と、前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、を備える投写型画像表示装置であって、前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げた後、前記光源への電力供給を遮断する、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、投写型画像表示装置において、ランプの寿命を延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１における、消灯時のランプの電力とランプ冷却ＦＡＮの制御のフローチャートを示す図である。
【図２】本発明の実施例における投写型画像表示装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例１におけるランプの冷却構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における消灯時のバルブ温度の変化を示す図である。
【図５】本発明の実施例１におけるランプの信頼性試験を行った結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例２における、消灯時のランプの電力とランプ冷却ＦＡＮの制御のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明の実施例２における消灯時のバルブ温度の変化を示す図である。
【図８】本発明の実施例３における、消灯時のランプの電力とランプ冷却ＦＡＮの制御のフローチャートを示す図である。
【図９】本発明の実施例３における消灯時のバルブ温度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の具体的な実施例について図面を用いて説明する。
【００１６】
（実施例１）
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例である液晶表示装置（画像表示装置）１を説明する。ここで、図２は、液晶表示装置１を示す構成図である。
【００１７】
液晶表示装置１は、画像をスクリーン２００に表示する機能を有する。液晶表示装置１は、本実施例では、反射型液晶表示素子（反射型液晶表示素子等の画像表示素子）を搭載した投写型画像表示装置である。液晶表示装置１は、筐体１ａと、ランプ１０と、照明光学系２０と、色分解合成光学系３０と、投写レンズ光学系４０と、液晶表示素子（画像表示素子）５０と、記憶部６０と、制御手段７０と、演算手段８０を有する。
【００１８】
筐体１ａは、液晶表示装置１を構成する部材を固定し収納する。筐体１ａは、本実施例では、矩形状の立方体である。また、筐体１ａは、投写レンズ光学系４０の一部が、外部に露出している。そして、筐体１ａは、例えば、液晶表示装置１の傾きを調整する調整機構を有している。尚、投写レンズ光学系４０の一部は、本実施例では、外部に露出しているが、筐体１ａ内に収納されていてもよい。
【００１９】
ランプ（光源装置）１０は、光を生成する機能を有する。ランプ１０は、バルブ（ガラス製）１１と、リフレクタ１２と、電極１３と、電極に電力を供給するリード線１４と、電極１３とリード線１４を接続する接続部１５を有する。この場合、γは、液晶表示装置１の光軸である。ここで、光源に相当するのはバルブ１１、電極１３であり、後述する電源供給部（光源制御部）１６が、この電極１３にリード線１４を介して電力を供給している。また、この電源供給部（光源制御部）１６は、光源（電極）に供給する電力を変更することが可能であり、通常の画像表示時に供給する電力（通常電力）に比べて低い電力を供給することが可能である。もし通常の画像表示時に光源に供給する電力を変化させる場合（電力供給を遮断する場合も含む）には、その変化させる電力の中の最大の電力をここでの通常電力とする。
【００２０】
バルブ１１は、連続スペクトルで、白色光を発光する機能を有する。バルブ１１は石英ガラスより形成されている。
【００２１】
リフレクタ１２は、バルブ１１からの光を所定の方向に集光する機能を有する。そのため、リフレクタ１２は、反射率の高いミラー等によって構成されており、半球形状を有する。
【００２２】
電極１３は、電源供給部１６によってリード線１４を介して供給された電力より電子を放出している。
【００２３】
電子が電極１３より放射されることでランプは光を放射する。
【００２４】
ランプ１０は、点灯すると、電極１３への電子衝突による発熱により、ランプ１０全体、特にバルブ１１の温度上昇が発生する。そのまま点灯し続けると、バルブ１１の温度上昇によるガラスの結晶化にともなう照度低下やリード線接続部１５の剥離が発生するため、バルブ１１及び、接続部１５を冷却する必要がある。そのため、ランプ１０に風を送るためのランプ冷却ＦＡＮ９５と、ランプ冷却ＦＡＮ９５からの風をランプ１０に導くための導風路９０を配置される。そして、ランプ冷却ＦＡＮ９５はランプ冷却ＦＡＮ制御手段９８によって回転数を制御する。
【００２５】
次にランプ１０を冷却する際のランプ冷却ＦＡＮ９５と導風路９０の構成について図３で説明する。
【００２６】
導風路９０は、ランプ１０のバルブ１１と接続部１５を個別に冷却できるようにバルブ冷却導風路９１と接続部冷却導風路９２から構成されている。
【００２７】
ランプ冷却ＦＡＮ９５も、ランプ１０のバルブ１１と接続部１５を個別に冷却できるようにバルブ冷却ＦＡＮ９６と接続部冷却ＦＡＮ９７から構成されている。
【００２８】
バルブ１１には、バルブ冷却ＦＡＮ９６からの風がバルブ冷却導風路９１を通して吹き付けられ、バルブ１１を冷却する。
【００２９】
接続部１５には、接続部冷却ＦＡＮ９７からの風が接続部冷却導風路９２を通して吹き付けられ、接続部１５を冷却する。
【００３０】
そして、バルブ１１と接続部１５をそれぞれ適切な温度に冷却することで、ランプ１０の寿命を延ばすことができる。
【００３１】
照明光学系２０は、ランプ１０からの光を色分解合成光学系３０に伝達する機能を有する。照明光学系２０は、シリンダアレイ２１及び２２と、紫外線吸収フィルタ２３と、偏光変換素子２４と、フロントコンプレッサ２５と、全反射ミラー２６と、コンデンサーレンズ２７と、リアコンプレッサ２８とを有する。
【００３２】
シリンダアレイ２１及び２２は、カメラ、検出器、走査装置内等に組み込まれている感光素子の複合体である。シリンダアレイ２１は、光軸γに対して垂直方向に屈折力を有するレンズアレイである。シリンダアレイ２２は、シリンダアレイ２１の個々のレンズに対応したレンズアレイを有する。本実施例では、シリンダアレイ２１は、ランプ１０の前方に配置され、シリンダアレイ２２は、後述する紫外線吸収フィルタ２３の前方に配置される。
【００３３】
紫外線吸収フィルタ２３は、紫外線を吸収する機能を有する。紫外線吸収フィルタ２３は、シリンダアレイ２１とシリンダアレイ２２との間に配置される。
【００３４】
偏光変換素子２４は、無偏光光を所定の偏光光に変換する機能を有する。偏光変換素子２４は、シリンダアレイ２２の前方に配置される。
【００３５】
フロントコンプレッサ２５は、水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。フロントコンプレッサ２５は、偏光変換素子２４の前方に配置される。
【００３６】
全反射ミラー２６は、ランプ１０からの光を反射する機能を有する。全反射ミラー２６は、本実施例では、光軸を９０度変換する。全反射ミラー２６は、フロントコンプレッサ２５の前方に配置される。
【００３７】
コンデンサーレンズ２７は、ランプ１０からの光を集め、投影レンズの瞳内に光源の像を結ばせることによって、物体を均等に照明する。コンデンサーレンズ２７は、全反射ミラー２６の前方に配置される。
【００３８】
リアコンプレッサ２８は、水平方向において屈折力を有するシリンドリカルレンズで構成されている。リアコンプレッサ２８は、コンデンサーレンズ２７の前方に配置されている。
【００３９】
光遮断部品２９は、ランプ１０の入射側は反射ミラーで構成されている。光遮断部品２９は、ランプ１０からの光を段階的に遮断する絞りのような構成部品、またはランプ１０からの光を全て遮断するシャッターのような構成部品からなる。
【００４０】
光遮断部品２９は光遮断部品制御手段７５によって、ランプ１０からの光の遮断の制御を行う。
【００４１】
色分解合成光学系３０は、ランプ１０からの光を分解及び合成する機能を有する。色分解合成光学系３０は、ダイクロイックミラー３１と、偏光板３２と、偏光ビームスプリッター３３と、１／４波長板３５と、色選択性位相差板３６とを有する。
【００４２】
ダイクロイックミラー３１は、青（Ｂ）と赤（Ｒ）の波長領域の光を反射し、緑（Ｇ）の波長領域の光を透過する。ダイクロイックミラー３１は、リアコンプレッサ２８の前面に配置される。
【００４３】
偏光板３２は、Ｓ偏光光のみを透過させる機能を有する。偏光板３２は、偏光板３２ａ、３２ｂ及び３２ｃとを有する。偏光板３２ａは、透明基板に偏光素子を貼り合わせた緑用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光光のみ透過する。偏光板３２ａは、ダイクロイックミラー３１の前方に配置されている。偏光板３２ｂは、透明基板に偏光素子を貼り合わせた赤青用の入射側偏光板であり、Ｓ偏光光のみ透過する。偏光板３２ｂは、ダイクロイックミラー３１の前方に配置されている。偏光板３２ｃは、透明基板に偏光素子を貼り合わせた赤青用の出射側偏光板（偏光素子）であり、Ｓ偏光のみを透過する。
【００４４】
偏光ビームスプリッター３３は、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッター３３は、偏光分離面を有する。偏光ビームスプリッター３３は、偏光ビームスプリッター３３ａ、３３ｂ及び３３ｃを有する。偏光ビームスプリッター３３ａは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッター３３ａは、偏光板３２ａの前面に配置される。偏光ビームスプリッター３３ｂは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッター３３ｂは、色選択性位相差板３６ａの前面に配置される。偏光ビームスプリッター３３ｃは、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する。偏光ビームスプリッター３３ｃは、偏光ビームスプリッター３３ａの前面に配置される。
【００４５】
１／４波長板３５は、位相差を与える機能を有する。１／４波長板３５は、１／４波長板３５Ｒ、３５Ｇ及び３５Ｂとを有する。１／４波長板３５Ｒは、偏光ビームスプリッター３３ｂと後述する液晶表示素子５０Ｒとの間に配置される。１／４波長板３５Ｇは、偏光ビームスプリッター３３ａと後述する液晶表示素子５０Ｇとの間に配置される。１／４波長板３５Ｂは、偏光ビームスプリッター３３ｂと後述する液晶表示素子５０Ｂとの間に配置される。
【００４６】
色選択性位相差板３６は、特定の光の偏光方向を９０度変換する機能を有する。色選択性位相差板３６ａは、青色の光の偏光方向を９０度変換し、赤色の光の偏光方向は変換しない。色選択性位相差板３６ａは、偏光板３２ｂと偏光ビームスプリッター３３ｂとの間に配置される。色選択性位相差板３６ｂは、赤色の光の偏光方向を９０度変換し、青色の光の偏光方向は変換しない。色選択性位相差板３６ｂは、偏光板３２ｃと偏光ビームスプリッター３３ｂとの間に配置される。
【００４７】
反射型液晶表示素子５０はガラス基板５２とＳｉ基板５３の間に液晶層５１を封入し作製されている。ガラス基板５２には透明電極５４が配置されている。Ｓｉ基板５３には反射型液晶表示素子５０を駆動させるための半導体回路が構成されており、表面に反射電極５５が配置されている。ガラス基板５２とＳｉ基板５３には液晶層５１に接する面側に液晶分子を並べるための配向膜５６がそれぞれ配置されている。透明電極５４はＩＴＯ電極であり、反射電極５５はＡｌ等を主成分とする電極である。また、配向膜５６は液晶分子を垂直方向に配向させる膜であり、無機配向膜をＳｉＯ２を斜方蒸着することや、ポリイミド膜などにラビング処理を行うことで形成している。そして、液晶層５１の液晶材料は負の誘電率異方性を有する液晶材料を用いた。ここでは、反射型液晶表示素子を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、透過型液晶表示素子や、マイクロミラーデバイスや、その他の画像表示素子（光変調素子）を用いても構わない。
【００４８】
この反射型液晶表示素子５０における液晶層５１の厚みをｄ（μｍ）とする。液晶層５１の厚みは図示しないスペーサーによって制御されている。
【００４９】
液晶材料の屈折率異方性をΔｎとする。屈折率異方性とは液晶分子の長軸方向の屈折率ｎｅと単軸方向の屈折率ｎｏとの差で与えられる。この屈折率の値は波長分散特性を有し、各々の波長に対して固有の値を有する。
【００５０】
そして、透明電極５４と反射電極５５の間に電圧を印加することで、液晶層５１に存在する液晶材料の向きを変化させることで、屈折率異方性Δｎを変化させ、偏光された入射光に対して位相差を付与することが可能となる。位相差を付与され入射偏光軸と異なる偏光軸となった光は、偏光ビームスプリッター３３で選択的に透過または反射されることで投写レンズ光学系４０に導かれ、投写される。一方、位相差を付与されず入射偏光軸と同じ偏光軸の光は、先ほどとは逆に偏光ビームスプリッター３３で選択的に反射または透過されることで、ランプ１０の方向に戻っていく。
【００５１】
投写レンズ光学系（投写手段）４０は、照明光学系２０及び色分解合成光学系３０を介したランプ１０からの光を照射する。投写レンズ光学系４０は、鏡筒４０ａに図示しない複数の光学素子で構成されている。また、投写レンズ光学系４０は、スクリーン２００に投写された投写画像をシフトすることが可能な、シフト機構４１を有する。
【００５２】
液晶表示装置１において、点灯時は電源供給部１６よりランプ１０は電力を供給され点灯しており、スクリーン２００に投写された画像を観察することができる。
【００５３】
そして、所定の目的を終えた後に電源を切る操作をユーザーが行う（消灯操作部材を操作する、電源ボタンをＯＦＦにする、またそれらの操作に伴って消灯指令が出される）と、図１に記載のシーケンスが実行される。尚、以下に述べるシーケンスは、液晶表示装置（画像表示装置）の制御方法として搭載しても構わないし、また制御プログラムとして液晶表示装置（画像表示装置）に搭載させても構わない。
【００５４】
まず、電源供給部１６よりランプ１０に供給している電力を定格の８０％まで低下させる。ここで言う定格とは、前述の通常電力のことであり、通常の画像表示時におけるランプ１０に供給される電力のことである。また、ここでは定格の８０％まで電力を低下させているが、５０％以上１００％未満であれば何％であっても良い。更に望ましくは６０％以上９０％未満であれば更に緩やかな温度勾配を形成しやすくなる。
【００５５】
また、それと同時に、ＦＡＮ制御手段（冷却制御部）９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数を上げるよう制御する。（ＳＴＥＰ１）ここでは、通常の画像表示時にＦＡＮ制御手段（冷却制御部）９８がランプ冷却ＦＡＮ（光源冷却部）９５に供給する電力の１．３倍以上５倍以下の電力を、消灯時にランプ冷却ＦＡＮ９５に供給させることが望ましい。
【００５６】
そしてその状態を１０秒間（短くとも１秒以上、できれば３秒以上）維持した後に、電源供給部１６よりランプ１０に供給している電力を遮断させる。ここでいう「その状態」とは、ランプへの供給電力を定格の電力（通常電力）よりも下げた電力とした状態のことである。つまり、「その状態」とは、定格の電力よりも低い電力であれば、ランプへの供給電力が変化していても（低減していても）構わない。ただ、ランプのバルブ１１を構成する石英ガラスに大きな温度分布を生じさせないことと、バルブ１１を素早く冷却することとを両立できるように、供給電力を調整すれば良い。バルブを構成する材料の歪み点と、定格電力供給時のランプの温度とに基づいて、ランプへの供給電力を漸減させる場合は、その減少速度を決定する。また、低減させる電力としてその電力を一定値に維持する場合はその値を、歪み点と定格電力供給時のランプの温度とに基づいて決定しても良い。
【００５７】
そして、このランプへの電力供給の遮断と（ほぼ）同時に、ＦＡＮ制御手段９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５の回転を止めるよう制御する。（ＳＴＥＰ２）このシーケンスを使用することで、消灯時のバルブ１１の温度が図４のように、緩やかになることが確認された。この温度勾配の設定として、特にバルブの材料である石英ガラスの歪み点（歪み点温度）の１１２５℃までの冷却勾配を緩やかにすることが有効である。その歪み点までの冷却勾配を２０℃／ｓ以下（２０度／秒以下）に、より好ましくは１０℃／ｓ以下にすることでバルブ１１の歪みを小さくすることが可能となる。つまり、バルブの温度を、バルブを構成する石英ガラスの歪み点以下（歪み点温度以下）まで緩やかな冷却勾配（温度勾配）で冷却させることが可能となる。ここでの冷却勾配（温度勾配、温度低下勾配）とは、ランプ１０の消灯動作の開始（消灯操作部材の操作、消灯指令が出て）以降、ランプ１０への電力供給が遮断されるまでの間の、ランプ１０（特にバルブ１１部分）の温度勾配の絶対値のことである。
【００５８】
ここで、ランプＦＡＮ（光源冷却部）９５への供給電力を増大させるタイミングは、電源供給部（光源制御部）１６からランプ１０への供給電力を低下させるタイミングと同時か、もしくは早い方が望ましい。また、ランプ冷却ＦＡＮ（光源冷却部）９５への供給電力を遮断するタイミングは、電源供給部（光源制御部）１６からランプ１０への供給電力を遮断するタイミングよりも早い、もしくは同時であることが望ましい。但し、既に石英ガラスの歪み点を下回っている場合には、ランプ冷却ＦＡＮ９５への電力供給を継続し、素早く室温まで冷却する方が望ましい。
【００５９】
ここで、図４のグラフの温度はバルブ１１の外表面温度である。バルブ１１はランプ１０内部の電極１３が主たる熱源であり、内表面の温度と外表面の温度は大きく異なる。熱伝達率より考えると、バルブ１１の内表面と外表面の温度差は２００〜４００℃程度となり、バルブ１１の外表面温度に対してバルブ１１の内表面温度は、その温度差の分高い状態である。そのため、バルブ１１の外表面温度基準で考えると、７００〜９００℃程度まで徐冷することが望ましい。本実施例に使用したランプ１０では石英ガラスの厚みよりバルブ１１の内表面と外表面の温度差が３００℃程度であったため、バルブ１１の外表面の温度が８００℃に到達した後に、ランプ１０の電力を遮断し消灯するようにした。
【００６０】
この緩やかな温度を達成するために、上述の電源供給部（光源制御部）１６からランプ１０への電力供給を遮断する前に数秒間（１秒以上）電力を小さくし、且つランプ冷却ＦＡＮ１０への供給電力を大きくしている。しかしながら、必ずしもこの両者を実行する必要は無く、電源供給部１６からランプ１０への供給電力を低下させるだけでも温度勾配は小さくなるため、この供給電力を緩やかに低下させるだけでも良い。
【００６１】
本発明の効果を確認するために、実際に点灯試験を行いランプ１０の故障発生確率の比較を行った。比較のために、図１の消灯シーケンスを導入した場合と、従来例として一般的なケースである電源を切る際にランプ１０を消灯し、ランプ冷却ＦＡＮ９５は回転させ続けた場合で試験を行った。これは、投写型画像表示装置１において超高圧水銀ランプを使用している場合、電源ＯＦＦ時に製品に取り付けられているＦＡＮの回転数を上げることで製品の温度を下げ、短時間で持ち運びを行いやすくするために、一般的に導入されているシステムである。試験方法は、それぞれの消灯シーケンスにて、ランプ１０の点灯、消灯を繰り返し、一定時間後のランプ１０の状態を確認した。図５に試験結果を示す。この試験結果から明らかなように、従来例の消灯シーケンスでは一定時間点灯した結果ランプ１０の破裂が発生したが、本発明のシーケンスを導入すると、同一の時間でのランプ１０の故障が０となり、ランプ１０の故障を抑制できることが確認できた。
【００６２】
この結果より、ランプ１０の消灯時のシーケンスを最適化し、石英ガラスの歪み点までの温度勾配を緩やかにすることにより、バルブ１１に消灯時に発生する熱応力を小さくすることでランプ１０の故障を抑制できていると考えられる。
【００６３】
本発明では、ランプ１０に供給している電力を８０％に低下させた状態で試験を行ったが、この電力に限定することなく他の電力に切り替えることでも効果を得られる。ただし、５０％未満の電力になると、バルブ１１の内表面に電極１３やバルブ１１内に封入されている水銀が付着してしまい、ランプ１０の寿命特性に悪影響を与えてしまう可能性がある。そこで、電力設定値（供給電力を低下させた際の電力）としては、前述のように５０％以上の電力、より好ましくは６０％以上（９０％未満）の電力とすることが望ましい。
【００６４】
本発明では、ランプ１０に供給する電力を８０％に低下させると同時に、ＦＡＮ制御手段９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数を上げるように制御したが、本発明の効果はこれに限定されることなく、ランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数を変えることなく、石英ガラスの歪み点に到達するまでの温度を緩やかにすることで同等の効果が得られる。また、石英ガラスの歪み点に到達するまでの温度勾配として２０℃／ｓ以下、より好ましくは１０℃／ｓ以下であることが望ましく、この温度勾配を達成できるように、電力を設定すれば良い。
【００６５】
（実施例２）
液晶表示装置１において、電源を切る操作をユーザーが行うと、図６に記載のシーケンスが実行される。まず、電源供給部１６よりランプ１０に供給している電力を定格の８０％まで低下させる。それと同時に、ＦＡＮ制御手段９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数を上げるよう制御する。（ＳＴＥＰ１）次に、ＦＡＮ制御手段９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５の回転を止めるように制御する。（ＳＴＥＰ２）そして、電源供給部１６よりランプ１０に供給している電力を遮断させる。（ＳＴＥＰ３）このシーケンスを使用することで、ランプ１０の消灯前に、ランプ冷却ＦＡＮ９５を完全に停止することができる。このシーケンスを導入することで、ランプ１０の消灯と同時にＦＡＮ制御手段９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５を止めようと制御しても、ランプ冷却ＦＡＮ９５は惰性で回転を続けることを抑制できる。従って、ランプ１０の消灯時にはランプ冷却ＦＡＮ９５からの風が当たらなくなり、バルブ１１の冷却勾配を大きくなることを防ぐことができる。その結果、ランプ１０の故障をより低減することが可能となる。
【００６６】
図６に記載の消灯シーケンスを導入することで、消灯時のランプの温度が図７のように、緩やかにすることが可能となる。その結果、石英ガラスの歪み点までの冷却勾配をより緩やかにすることができ、ランプ１０の故障を抑制することが可能となる。
【００６７】
本発明では、ＦＡＮ制御手段９８でランプ冷却ＦＡＮ９５を停止させ、１秒後にランプ１０を消灯している。しかしながら、本発明はこの１秒という時間に限定されるものではなく、ランプ１０消灯時にランプ冷却ＦＡＮ９５からの風量が消灯前の風量より小さくなっていれば（風量が０でも可）同様の効果を得られる。また、ランプ冷却ＦＡＮを停止させる（回転数を落とす）のではなく、ＦＡＮからの風をさえぎる部品でランプ１０に吹き付ける風を遮断する（減らす）ことでも同様の効果を得られる。
【００６８】
（実施例３）
液晶表示装置１において、電源を切る操作をユーザーが行うと、図８に記載のシーケンスが実行される。まず、電源供給部１６よりランプ１０に供給している電力を低下させる。それと同時に、ＦＡＮ制御手段９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数を上げるよう制御する。（ＳＴＥＰ１）そして、１秒後に再度電源供給部１６よりランプ１０に供給している電力をさらに低下させる。それと同時に、ＦＡＮ制御手段９８よりランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数をさらに上げるよう制御する。（ＳＴＥＰ２）そして、１０回繰り返し行った後、電源供給部１６よりランプ１０に供給している電力を遮断させる。（ＳＴＥＰ３）
【００６９】
このシーケンスを使用することで、ランプ１０に供給されている電力とランプ冷却ＦＡＮ９５の冷却性能の変化を細かく制御することで、よりバルブ１１温度の冷却勾配を緩やかにすることができる。つまり、複数回に渡って、電源供給部１６からの供給電力を（小刻みに）低下させ、それと同時に複数回に渡って、ランプ冷却ＦＡＮ９５への供給電力を（小刻みに）増大させると良い。具体的には、電源供給部１６からの電力に関しては通常電力の３〜５％ずつ低下させ、ランプ冷却ＦＡＮ９５への供給電力に関しては通常の画像表示時のランプ冷却ＦＡＮ９５への供給電力の３〜５％ずつ増大させると良い。
【００７０】
図８に記載の消灯シーケンスを導入することで、消灯時のランプ１０のバルブ１１温度が図９のように、緩やかにすることが可能となる。その結果、石英ガラスの歪み点までの冷却勾配を緩やかにすることでき、ランプ１０の故障を抑制することが可能となる。
【００７１】
本発明では、ランプ１０に供給している電力とランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数を切り替えるＳＴＥＰを１０回と記載したが、本発明の効果はこれに限定されず、切り替えのＳＴＥＰは２回以上であれば効果を得られる。また、ランプ１０の電力とランプ冷却ＦＡＮ９５の回転数の切り替え回数も同一でなくてもよく、あくまで石英ガラスの歪み点に到達するまでの温度勾配を、ランプ１０の故障に対して最小となるように設定することが重要である。
【００７２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態の画像表示装置に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、前述した制御プログラムや、制御方法、或いは画像表示装置以外の光源を用いる光学機器にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  液晶表示装置
１０  ランプ
１１  バルブ
１５  接続部
１６  電源供給部
２０  照明光学系
２９  光遮断部品
３０  色分解合成光学系
４０  投写レンズ光学系
５０Ｇ  Ｇ用液晶表示素子
５０Ｒ  Ｒ用液晶表示素子
５０Ｂ  Ｂ用液晶表示素子
６０  記憶部
７０  制御手段
８０  演算手段
９０  ランプ冷却導風路
９１  バルブ冷却導風路
９２  接続部冷却導風路
９５  ランプ冷却ＦＡＮ
９８  ランプ冷却ＦＡＮ制御手段
【図１】
2018169626.tif 000003
【図２】
2018169626.tif 000004
【図３】
2018169626.tif 000005
【図４】
2018169626.tif 000006
【図５】
2018169626.tif 000007
【図６】
2018169626.tif 000008
【図７】
2018169626.tif 000009
【図８】
2018169626.tif 000010
【図９】
2018169626.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月25日(2018.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、
前記光源を冷却する光源冷却部に供給する電力を制御することにより、前記光源冷却部による冷却性能を制御する冷却制御部と、
画像表示素子と、
前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、
を備える画像表示装置であって、
前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げた後、前記光源への電力供給を遮断するように構成されており、
前記冷却制御部は、前記光源冷却部の冷却性能を前記光源に通常電力が供給されているときの冷却性能より高くし、前記光源制御部が前記光源に供給する電力を前記所定の電力に下げた後、１秒以上の間隔を設け前記光源冷却部に供給する電力を遮断し、
前記光源制御部は、前記冷却制御部が前記光源冷却部に供給する電力を遮断した後、前記光源に供給する電力を遮断するまでに１秒以上の間隔を設ける
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記光源を消灯する際に、前記冷却制御部が前記光源冷却部に供給する電力は、前記光源制御部が前記光源に通常電力を供給している時の、１．３倍以上５倍以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力の５０％以上の前記所定の電力に下げた後、前記光源への電力供給を遮断する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記所定の電力が、前記光源の点灯時に供給する通常電力の６０％以上８０％未満であることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を複数回変化させることによって、前記光源への電力供給を遮断する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記光源制御部が、前記所定の電力を維持する時間が１秒以上である、ことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光源制御部より前記光源の電力を遮断する際の、前記光源の温度が、前記光源のバルブを構成するガラスの歪み点以下であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記光源の消灯動作が始まって以降、前記光源への電力供給が遮断されるまでの間の、前記光源の温度勾配の絶対値が２０℃／ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記光源を消灯させるための消灯操作部材を備えており、
前記消灯操作部材が操作された後、前記光源の消灯動作が開始される、
ことを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記光源が超高圧水銀ランプであることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
光源と、前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、前記光源を冷却する光源冷却部に供給する電力を制御することにより、前記光源冷却部による冷却性能を制御する冷却制御部と、画像表示素子と、前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、を備える画像表示装置を制御する制御方法であって、
前記光源の消灯指令を受けて、前記光源に供給する電力を前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げる第１工程と、
前記光源冷却部の冷却性能を前記光源に通常電力が供給されているときの冷却性能より高くする第２工程と、
前記第１工程の後、１秒以上の間隔を設け前記光源冷却部に供給する電力を遮断する第３工程と、
前記第３工程の後、１秒以上の間隔を設け前記光源に供給する電力を遮断する第４工程
を備えることを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
前記第１工程において、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力の５０％以上の所定の電力に下げる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の制御方法。
【請求項１３】
光源と、前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、前記光源を冷却する光源冷却部に供給する電力を制御することにより、前記光源冷却部による冷却性能を制御する冷却制御部と、画像表示素子と、前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、を備える画像表示装置を制御する制御プログラムであって、
前記光源の消灯指令を受けて、前記光源に供給する電力を前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げる第１工程と、
前記光源冷却部の冷却性能を前記光源に通常電力が供給されているときの冷却性能より高くする第２工程と、
前記第１工程の後、１秒以上の間隔を設け前記光源冷却部に供給する電力を遮断する第３工程と、
前記第３工程の後、１秒以上の間隔を設け前記光源に供給する電力を遮断する第４工程
を備えることを特徴とする制御プログラム。
【請求項１４】
前記第１工程において、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力の５０％以上の所定の電力に下げる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、光源と、前記光源に供給する電力を制御する光源制御部と、前記光源を冷却する光源冷却部に供給する電力を制御することにより、前記光源冷却部による冷却性能を制御する冷却制御部と、画像表示素子と、前記光源からの光を前記画像表示素子に導く照明光学系と、を備える投写型画像表示装置であって、前記光源を消灯する際、前記光源制御部が、前記光源に供給する電力を、前記光源の点灯時に供給する通常電力よりも低い所定の電力に下げた後、前記光源への電力供給を遮断するように構成されており、前記冷却制御部は、前記光源冷却部の冷却性能を前記光源に通常電力が供給されているときの冷却性能より高くし、前記光源制御部が前記光源に供給する電力を前記所定の電力に下げた後、１秒以上の間隔を設け前記光源冷却部に供給する電力を遮断し、前記光源制御部は、前記冷却制御部が前記光源冷却部に供給する電力を遮断した後、前記光源に供給する電力を遮断するまでに１秒以上の間隔を設けることを特徴としている。