(57)【要約】  【課題】  交流電源プラグを抜いた場合等においても、ランプを適切な温度まで冷却することができるファン電源装置を提供する。  【解決手段】  ファン電源装置は、発光ランプ５１を冷却する冷却ファン９に直流電力を供給する電源装置であり、交流電力から直流電力を生成する直流生成手段１と、直流生成手段からの直流電力により充電されるバックアップ電源手段３と、バックアップ電源手段からの直流電力の冷却ファンへの供給動作を行う供給動作手段７と、供給動作手段を制御する制御手段６とを有する。制御手段は、交流電力の入力が停止した場合に、バックアップ電源からの直流電力の冷却ファンへの供給を開始させるよう供給動作手段を制御し、該供給開始後にタイマによる計測時間が所定時間に達したことに応じて該供給を停止させるよう供給動作手段を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ランプを冷却する冷却ファンに直流電力を供給する電源装置であって、
交流電力から直流電力を生成する直流生成手段と、
前記直流生成手段からの直流電力により充電されるバックアップ電源手段と、
前記バックアップ電源手段からの直流電力の前記冷却ファンへの供給動作を行う供給動作手段と、
前記供給動作手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記交流電力の入力が停止した場合に、前記バックアップ電源からの直流電力の前記冷却ファンへの供給を開始させるよう前記供給動作手段を制御し、該供給開始後にタイマによる計測時間が所定時間に達したことに応じて該供給を停止させるよう前記供給動作手段を制御することを特徴とするファン電源装置。
【請求項２】
発光ランプを冷却する冷却ファンに直流電力を供給する電源装置であって、
交流電力から直流電力を生成する直流生成手段と、
前記直流生成手段からの直流電力により充電されるバックアップ電源手段と、
前記バックアップ電源手段からの直流電力の前記冷却ファンへの供給動作を行う供給動作手段と、
前記供給動作手段を制御する制御手段と、
前記発光ランプの温度又は前記発光ランプからの熱により加熱される部分の温度を検出する検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記交流電力の入力が停止した場合に、前記バックアップ電源からの直流電力の前記冷却ファンへの供給を開始させるよう前記供給動作手段を制御し、該供給開始後に前記検出手段による検出温度が所定温度に低下したことに応じて、該供給を停止させるよう前記供給動作手段を制御することを特徴とするファン電源装置。
【請求項３】
前記バックアップ電源手段は、コンデンサであることを特徴とする請求項１又は２に記載のファン電源装置。
【請求項４】
前記バックアップ電源手段は、二次電池であることを特徴とする請求項１又は２に記載のファン電源装置。
【請求項５】
前記冷却ファンは、発光ランプからの光により画像を照明し、該画像からの光を投射する画像投射装置における前記発光ランプを冷却することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のファン電源装置。
【請求項６】
発光ランプと、
画像を形成し、該発光ランプからの光が照射される画像形成素子と、
該画像形成素子からの光を投射する投射レンズと、
前記発光ランプを冷却する冷却ファンと、
請求項５に記載のファン電源装置とを有することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ランプを冷却するファンに電力を供給する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタやＯＨＰなどの画像投射装置は、光源としての発光ランプからの光により原画像を照明し、該原画像からの光を投射レンズによって投射する。発光ランプは、発熱部品であり、発光を停止した後でも暫くの間は温度が上昇してしまう。このため、発光を停止した後のランプを冷却するために、該ランプのスイッチがＯＦＦされた後又は画像投射装置の電源スイッチがＯＦＦされた後も、冷却ファンを用いて該ランプを所定の温度まで冷却する必要がある。
【０００３】
従来は、タイマなどを使用して、所定時間の間、冷却ファンを動作させていた。このときの冷却ファンの駆動電力は、商用電源からの交流電力を直流電力に変換したものである。
【０００４】
但し、画像投射を終了した直後に装置を移動させたい場合などであっても、冷却が終了するまで冷却ファンの駆動に必要な商用電源からの電力供給を遮断する、すなわち電源プラグをコンセントから抜くことができず、不便であった。
【０００５】
このため、特許文献１には、商用電源からの電力供給を遮断しても、大静電容量コンデンサ（電気二重層コンデンサ等）に蓄積された電気エネルギをバックアップ電源として使用することで、冷却ファンを駆動し続けることができる技術が提案されている。
【０００６】
図６には、特許文献１にて提案されている電源回路の構成を示している。主電源スイッチ１５がオンになると、電源プラグ１４を介して商用電源から交流電力がＤＣ電源１６に供給される。ＤＣ電源１６は交流電力を直流電力に変換し、該直流電力をダイオード１７を介して冷却ファン（モータ）１９に供給する。これにより、冷却ファン１９が回転する。また、この際、電気二重層コンデンサ１８が充電される。
【０００７】
電源プラグ１４がコンセントから抜かれると、電気二重層コンデンサ１８に蓄積されたエネルギが冷却ファン１９のバックアップ電源として働き、該電気二重層コンデンサ１８に蓄えられたエネルギが尽きるまで冷却ファン１９が回転し、冷却を続ける。
【特許文献１】特開平９−１５１８９６号公報（段落００１７〜００１９、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１にて提案の技術では、コンデンサに蓄積された電気エネルギが使い尽くされるまで冷却ファンを動作させ続けてしまう。ランプはただ冷却すればよいというものではなく、過冷却すると却ってランプの寿命に悪影響が生じてしまう。
【０００９】
また、冷却ファンは定格電圧以下でも回転するために、コンデンサの電気エネルギが使い尽くされた時点で最終的にどの程度冷却できたかが不明である。
【００１０】
さらに、商用電源とタイマを使用した冷却ファン駆動中に電源プラグを抜いてしまうと、そこからコンデンサを使用した冷却ファン駆動が開始されるため、長時間にわたって冷却が行われ、ランプが過冷却されてしまう。
【００１１】
本発明は、交流電源プラグを抜いた場合等において、ランプを適切な温度まで冷却することができるようにしたファン電源装置および画像投射装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面としてのファン電源装置は、発光ランプを冷却する冷却ファンに直流電力を供給する電源装置であって、交流電力から直流電力を生成する直流生成手段と、直流生成手段からの直流電力により充電されるバックアップ電源手段と、バックアップ電源手段からの直流電力の冷却ファンへの供給動作を行う供給動作手段と、供給動作手段を制御する制御手段とを有する。そして、制御手段は、交流電力の入力が停止した場合に、バックアップ電源からの直流電力の冷却ファンへの供給を開始させるよう供給動作手段を制御し、該供給開始後にタイマによる計測時間が所定時間に達したことに応じて該供給を停止させるよう供給動作手段を制御することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としてのファン電源装置は、発光ランプを冷却する冷却ファンに直流電力を供給する電源装置であって、交流電力から直流電力を生成する直流生成手段と、直流生成手段からの直流電力により充電されるバックアップ電源手段と、バックアップ電源手段からの直流電力の冷却ファンへの供給動作を行う供給動作手段と、供給動作手段を制御する制御手段と、発光ランプの温度又は発光ランプからの熱により加熱される部分の温度を検出する検出手段とを有する。そして、制御手段は、交流電力の入力が停止した場合に、バックアップ電源からの直流電力の冷却ファンへの供給を開始させるよう供給動作手段を制御し、該供給開始後に検出手段による検出温度が所定温度に低下したことに応じて、該供給を停止させるよう供給動作手段を制御することを特徴とする。
【００１３】
そして、上記ファン電源装置は、画像投射装置の光源として用いられる発光ランプの冷却ファン用電源として特に好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、交流電力の入力が停止した場合（例えば、電源プラグを抜いた場合又は停電した場合）に、バックアップ電源に充電された電気エネルギを用いて冷却ファンを駆動し、ランプを冷却することができる。しかも、バックアップ電源に電気エネルギが残っている状態でも、所定時間の経過により又は検出した温度が所定温度まで下がったことによって、自動的に冷却ファンの駆動が停止される。したがって、過冷却によって発光ランプの寿命が低下することを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
図５には、本発明の実施例１である液晶プロジェクタ（画像投射装置）の概略構成を示している。図５において、５０は液晶プロジェクタの筐体、５１は該筐体５０内に収容されたランプであり、超高圧水銀ランプなどの高輝度ランプが用いられる。５２は筐体５０内に収容され、該ランプ５１からの白色光を色分解して不図示のＲ，Ｇ，Ｂ用の液晶パネルに導き、該液晶パネルからの光を合成して投射レンズ５３に導く投射光学ユニットである。９はランプ５１を冷却するための冷却風流を生成する電動冷却ファンである。
【００１７】
図１には、電動冷却ファン（ファンモータ）９にその駆動電力である直流電力を供給する電源ユニット（電源装置）の構成を示している。
【００１８】
１はＡＣ−ＤＣ電源であり、商用電源（例えば、家庭用１００Ｖ，１２０Ｖ電源）から複数系統のＤＣ（直流）電力を生成する。一部のＤＣ電力は、冷却ファン９以外のプロジェクタ内の電気回路部（ＣＰＵ６等）にも供給される。
【００１９】
２はＡＣ−ＤＣ電源１に接続され、商用電源のコンセントに差し込まれるＡＣ（交流）プラグである。
【００２０】
３はバックアップ電源手段としての第１の電気二重層コンデンサであり、ＡＣ−ＤＣ電源１からの充電系出力である直流電力によって充電される。４は第１の電気二重層コンデンサ３から放電出力された直流電流がＡＣ−ＤＣ電源１側に逆流しないようにするためのダイオードである。
【００２１】
５は供給動作手段としての放電スイッチであり、第１の電気二重層コンデンサ３の充電状態と放電状態とを切り換える。ＡＣプラグ２がコンセントに差し込まれており、放電スイッチ５が充電側（ＯＦＦ）にセットされていると、ＡＣ−ＤＣ電源１からの直流電力によって第１の電気二重層コンデンサ３が充電される。放電スイッチ５が放電側（ＯＮ）に操作されると、第１の電気二重層コンデンサ３から放電出力された直流電力が冷却ファン９に供給される。この放電スイッチ５の切換え制御は、制御手段としてのＣＰＵ６により行われる。ＣＰＵ６は、本電源ユニットの動作を制御するとともに、プロジェクタ全体の制御も行う。
【００２２】
７はファンスイッチであり、ＡＣ−ＤＣ電源１の充電系出力部とは異なる冷却系出力部に接続されている。ファンスイッチ７が駆動側（ＯＮ）に操作されると、ファン駆動系出力である直流電力がダイオード８を経由して、冷却ファン９に供給される。このファンスイッチ７の切換え動作も、ＣＰＵ６により制御される。
【００２３】
冷却ファン９（ファンモータ）は、直流電力によって駆動可能なタイプであり、フル充電された第１の電気二重層コンデンサ３からの直流電力によって数分間回転し続けることができる。
【００２４】
１０はレギュレータであり、ＡＣ−ＤＣ電源１の制御系出力部に接続されており、安定した直流電力をダイオード１１を経由してＣＰＵ６に供給する。ダイオード１１は、直流電流がレギュレータ１０１側に逆流しないようにするために設けられている。
【００２５】
また、１２は第２の電気二重層コンデンサであり、ダイオード１１とＣＰＵ６との間に接続されている。この第２の電気二重層コンデンサ１２は、フル充電状態からＣＰＵ６を長時間駆動することができる。
【００２６】
１３はメインスイッチであり、商用電源からの交流電力の入力とその遮断をユーザーが切り換えるためのものである。
【００２７】
以上のように構成された電源ユニットにおいて、ＡＣプラグ２を図示しない商用電源のコンセントに差し込み、さらにメインスイッチ１３が動作側（ＯＮ）に操作されると、ＡＣ−ＤＣ電源１は各系のＤＣ電力を出力する。前述したように、制御系出力は、レギュレータ１０およびダイオード１１を介してＣＰＵ６に供給され、ＣＰＵ６を起動させる。充電系出力は、ダイオード１１とＣＰＵ６との間に接続された第２の電気二重層コンデンサ１２を充電する。ＣＰＵ６は、起動した後、図５に示した発熱体であるランプ５１を点灯させる。また、同時に、ファンスイッチ７をＯＮに切り換え、冷却系出力を冷却ファン９に供給してこれを回転させる。充電系出力は、ダイオード４を介して第１の電気二重層コンデンサ３を充電する。
【００２８】
このようにプロジェクタを起動した後に、ＡＣプラグ２が商用電源のコンセントから抜かれたり、停電により商用電源への電力供給が停止したりした結果、電源ユニットへの交流電力の入力がなくなった場合、ＣＰＵ６は、図２のフローチャートに示す手順で動作する。なお、この動作は、ＣＰＵ６内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
【００２９】
まず、Ｓ２０１で、ＡＣプラグ２が抜かれる等して、電源ユニットへの交流電力の入力がなくなると、ＣＰＵ６はこれを検出し、Ｓ２０２に進む。Ｓ２０２において、ＣＰＵ６は、放電スイッチ５をＯＮに切り換え、第１の電気二重層コンデンサ１２を放電させる。そして、この放電出力である直流電力を冷却ファン９に供給する。なお、逆流防止用のダイオード４，８により、第１の電気二重層コンデンサ１２からＡＣ−ＤＣ電源１への逆流はなく、全ての放電出力が冷却ファン９に供給される。
【００３０】
これにより、電源ユニットへの交流電力の入力が停止してＡＣ−ＤＣ電源１からの直流電力の冷却ファン９への電力供給が停止しても、冷却ファン９の駆動を続行することができる。
【００３１】
次に、Ｓ２０３では、ＣＰＵ６は、第１の電気二重層コンデンサ３の放電開始時から放電時間のカウント（計測）を開始する。
【００３２】
そして、Ｓ２０４では、放電時間のカウント値が所定時間に達したか否かを判別し、達していない場合には、Ｓ２０５に進んで、放電および該カウントを続行させる。ここで、「所定時間」は、例えば、高温状態のランプ５１が過冷却にならない低い温度まで冷却ファン９によって冷却される時間を予め計測しておき、該結束結果に基づいて任意に設定される。この「所定時間」は、ＣＰＵ６内のメモリに記憶される。
【００３３】
そして、再びＳ２０４での判別を行い、放電時間（カウント値）が所定時間に達したと判別した場合は、Ｓ２０６に進み、放電スイッチ５をＯＦＦ側に切り換える。これにより、冷却ファン９が停止し、ランプ１を過冷却しないように適切な温度に維持することができる。
【００３４】
次に、Ｓ２０８では、ＣＰＵ６は、プロジェクタが再点灯可能になったと判断し、本フローの動作を終了する。
【００３５】
以上のように電源ユニットを制御することにより、第１の電気二重層コンデンサ３に充電されていた全てのエネルギを使い切る前に、所定時間の経過に応じて自動的に冷却ファン９を停止させるので、ランプ５１の過冷却を防止することができる。
【００３６】
また、図２の処理を実行中に、ユーザーが、抜かれたＡＣプラグ２を再度コンセントに接続してメインスイッチ１３をＯＮすることで強制的に再点灯を試みた場合には、第２の電気二重層コンデンサ１２から直流電力を受けて動作しているＣＰＵ６は、ランプ５１を点灯させないように制御する。このため、再点灯によるランプ５１の劣化を防止することができる。
【００３７】
また、商用電源を使用した冷却動作中にＡＣプラグ２が抜かれた場合には、第２の電気二重層コンデンサ１２から直流電力を受けて動作しているＣＰＵ６は、その時点までの冷却時間を記憶したままさらにカウント動作を続行する。そして、ＣＰＵ６は、放電スイッチ５をＯＮ側に切り換えて第１の電気二重層コンデンサ３からの直流電力を用いた冷却ファン９の駆動を開始する。ＣＰＵ６は、記憶した冷却時間（商用電源を使用している間の冷却時間）と第１の電気二重層コンデンサ３を使用した冷却時間とを加え、合計時間が所定時間に達した時点で冷却ファンの駆動を停止させる。これにより、上記の場合でのランプ５１の過冷却を防止することができる。
【実施例２】
【００３８】
図３には、本発明の実施例２であるプロジェクタの電源ユニットの構成を示している。プロジェクタの構成は、図５に示したものと同様である。また、本実施例の電源ユニットのうち実施例１の電源ユニットと共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明に代える。
【００３９】
本実施例では、実施例１で用いたダイオード１１と第２の電気二重層コンデンサ１２をなくし、ランプ温度センサ２０を追加している。該温度センサ２０は、ランプ５１自体の温度を検出するものであってもよいし、ランプ５１の周辺部分であって、ランプ５１からの熱によって温度が上昇する（加熱される）部分の温度を検出するものであってもよい。
【００４０】
なお、本実施例の動作条件として、第１の電気二重層コンデンサ３の充電電圧がＣＰＵ６の動作電圧より高く、かつ第１の電気二重層コンデンサ３の充電容量が、冷却ファン９を駆動して冷却が終了しても、まだ十分に残ることが必要である。
【００４１】
ＡＣプラグ２を図示しない商用電源のコンセントに差し込み、さらにメインスイッチ１３が動作側（ＯＮ）に操作されると、ＡＣ−ＤＣ電源１は各系のＤＣ電力を出力する。制御系および充電系出力は、ダイオード４およびレギュレータ１０を介してＣＰＵ６に供給され、ＣＰＵ６を起動させるとともに、ダイオード４を介して第１の電気二重層コンデンサ３を充電する。ＣＰＵ６は、起動した後、発熱体であるランプ５１を点灯させる。また、同時に、ファンスイッチ７をＯＮに切り換え、冷却系出力を冷却ファン９に供給してこれを回転させる。
【００４２】
このようにプロジェクタを起動した後に、ＡＣプラグ２が商用電源のコンセントから抜かれたり、停電により商用電源への電力供給が停止したりした結果、電源ユニットへの交流電力の入力がなくなった場合、ＣＰＵ６は、図４のフローチャートに示す手順で動作する。なお、この動作は、ＣＰＵ６内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
【００４３】
まず、Ｓ３０１で、ＡＣプラグ２が抜かれる等して、電源ユニットへの交流電力の入力がなくなると、ＣＰＵ６はこれを検出し、Ｓ３０２に進む。Ｓ３０２において、ＣＰＵ６は、放電スイッチ５をＯＮに切り換え、第１の電気二重層コンデンサ１２を放電させる。そして、この放電出力である直流電力を冷却ファン９に供給する。なお、逆流防止用のダイオード４，８により、第１の電気二重層コンデンサ１２からＡＣ−ＤＣ電源１への逆流はなく、全ての放電出力が冷却ファン９に供給される。
【００４４】
これにより、電源ユニットへの交流電力の入力が停止してＡＣ−ＤＣ電源１からの直流電力の冷却ファン９への電力供給が停止しても、冷却ファン９の駆動を続行することができる。
【００４５】
次に、Ｓ３０３では、ＣＰＵ６は、温度センサ２０による検出温度が所定温度まで低下したか否かを判別する。まだ低下していない場合には、再度Ｓ３０３の判別を繰り返す。ここで、「所定温度」は、ランプ５１が過冷却にならない程度の低い温度域で任意に設定される。この「所定温度」は、ＣＰＵ６内のメモリに記憶される。
【００４６】
そして、Ｓ３０３で、検出温度が所定温度に低下したと判別した場合は、Ｓ３０４に進み、放電スイッチ５をＯＦＦ側に切り換える。これにより、冷却ファン９が停止し、ランプ１を過冷却しないように適切な温度に維持することができる。
【００４７】
次に、Ｓ３０５では、ＣＰＵ６は、プロジェクタが再点灯可能になったと判断し、本フローの動作を終了する。
【００４８】
以上のように電源ユニットを制御することにより、ランプ５１が過冷却状態まで冷却される前に自動的に冷却ファン９を停止させるので、ランプ５１の過冷却を確実に防止することができる。
【００４９】
以上説明したように、上記各実施例によれば、何らかの理由により商用交流電力の入力が停止した場合に、第１の電気二重層コンデンサ３からの放電出力を用いて冷却ファン９を駆動することができる。したがって、冷却ファン９の適切な温度までの冷却を確実に行うことができる。しかも、この冷却ファン３の駆動は、ランプ５１の過冷却が生じない時間や温度によって管理されるため、ランプ５１の過冷却も確実に防止することができる。
【００５０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、請求項の内容の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００５１】
例えば、上記各実施例では、バックアップ電源としてコンデンサ（電気二重層コンデンサ）を用いた場合について説明したが、これに代えて、直流電力により充電可能な二次電池を用いてもよい。二次電池を用いる場合の回路構成は、図１や図３に示した構成とほぼ同様である。
【００５２】
また、上記実施例では、プロジェクタに用いられる光源ランプの冷却ファンを駆動する電源装置について説明したが、本発明は、複写機等の他の装置に設けられたランプの冷却ファンを駆動する電源装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１である電源ユニットの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１の電源ユニットの動作を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例２である電源ユニットの構成を示すブロック図。
【図４】実施例２の電源ユニットの動作を示すフローチャート。
【図５】実施例のプロジェクタの外観図。
【図６】従来の電源装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５４】
１  ＡＣ−ＤＣ電源
２  ＡＣプラグ
３  第１の電気二重層コンデンサ
５  放電スイッチ
６  ＣＰＵ
７  ファンスイッチ
９  冷却ファン
１０  レギュレータ
１２  第２の電気二重層コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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