JP2000048992A - 高圧放電灯点灯回路および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ランプ点灯直後に正規ポジション以外へ放電起
点が発生した場合、早期に正規ポジションへ移動して、
ランプ電圧及び電流の安定化を図ることができる高圧放
電灯点灯回路および画像表示装置を提供すること。 【解決手段】安定化電源回路としてのチョッパ回路13
と、始動時にそのチョッパ出力電圧を入力し高電圧パル
スを発生する始動回路14と、前記高電圧パルスによって
始動され、安定点灯時には前記チョッパ出力電圧にて駆
動される高圧放電ランプ15と、チョッパ回路の出力側に
おける電圧又は電流を検出する検出回路16とを備えた高
圧放電灯点灯装置において、前記検出回路の検出値に基
づいて高圧放電ランプ始動後に安定領域に到達した否か
を検出し、安定領域に到達する以前は、電力供給を抑制
する制御回路17を設けたので、ランプ点灯直後の電流を
絞ることにより、放電起点を、正規ポジションに早期に
移行させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧放電灯点灯回
路および画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、高圧放電灯点灯装置において
は、光束の立ち上がり時間を短縮する目的で、ランプ始
動直後からランプが許容できる最大限の電流を印加して
いた。しかし、ランプ内の電極先端に付着した封入薬品
の影響や、始動電圧を下げる目的で設置されている近接
導体（トリガーワイヤー）の影響で、アーク転移時の放
電起点が正規ポジションとは異なる部分、例えば電極根
本等となってしまった場合、点灯直後の電流が大きい
と、起点スポットの加熱が大きく放電が安定してしま
い、正規ポジションである電極先端への移動が行われな
い、もしくは、移動するために非常に長い時間を必要と
することが多い。

【０００３】図９は従来のショートアーク型の高圧放電
ランプに対する直流点灯方式の高圧放電灯点灯装置の概
要を示すブロック図である。図において、商用交流電源
１からの交流電圧を全波整流回路２で整流平滑して入力
直流電圧とし、その直流電圧を安定化電源回路としての
チョッパ式スイッチング電源回路（以下、チョッパ回
路）３に供給して直流電圧を得る。チョッパ回路として
は、例えば降圧チョッパ回路が用いられる。降圧チョッ
パ回路は、整流直流電圧が入力されるスイッチング素子
と、その後段に接続したフライホイールダイオード及び
ＬＣフィルタによる平滑回路と、前記スイッチング素子
のオンオフ期間（或いはスイッチング周波数）等を前記
平滑回路の出力電力の変化に応じて制御し、定電力の出
力が得られるようにする制御回路とで構成されている。
チョッパ回路３からの安定化直流電圧は始動回路４を介
して高圧放電ランプ５の電極間に供給されるようになっ
ている。始動回路４の前段には、チョッパ回路３のプラ
ス，マイナス端子間に抵抗Ｒ0 とコンデンサＣ0 からな
る積分回路を接続し、抵抗Ｒ0 とコンデンサＣ0 の接続
点に所定のブレークオーバー電圧を有する双方向スイッ
チング素子としてのダイアックＤ0 を接続してなる発振
回路が配設されており、交流電源１の投入によるランプ
始動時には、チョッパ回路３からは無負荷電圧が出力さ
れ、この無負荷出力電圧によってコンデンサＣ0 への充
電が行われ、その充電電圧が前記ブレークオーバー電圧
を越えるとダイアックＤ0 が導通して前記始動回路４に
高電圧を与えるようになっている。始動回路４は、この
発振動作に基づいた周期で高電圧パルスを発生して高圧
放電ランプ５の電極間に供給してランプを放電させ、点
灯する。高圧放電ランプ５が点灯した後は、負荷である
高圧放電ランプ５両端のランプ電圧（即ちチョッパ回路
の出力電圧）は無負荷時の電圧よりもかなり下がるの
で、コンデンサＣ0 の充電電圧は発振用ダイアックＤ0
のブレークオーバー電圧を越えることがなく始動回路４
に高電圧が充電されることがなくなりパルス出力は停止
し点灯状態となる。なお、全波整流回路２と、チョッパ
回路３と、始動回路４と、抵抗Ｒ0 とコンデンサＣ0 と
ダイアックＤ0 からなる発振回路とで、高圧放電灯点灯
回路を構成しており、高圧放電灯点灯回路と高圧放電ラ
ンプ５とで高圧放電灯点灯装置を構成している。

【０００４】図１０は上記の高圧放電灯点灯装置に高圧
放電ランプに供給する電力を一定とするための制御回路
を設けた従来の構成を示している。

【０００５】図１０では、商用交流電源１からの交流電
圧を全波整流回路２で整流平滑して直流電圧とし、その
直流電圧を安定化電源回路としてのチョッパ回路３に供
給して定電力出力を得る。チョッパ回路３としては、例
えば降圧チョッパ回路が用いられる。降圧チョッパ回路
は、直流電圧が入力されるスイッチング素子と、その後
段に接続したフライホイールダイオード及びＬＣフィル
タによる平滑回路とで構成されており、チョッパ回路３
の外部に、前記スイッチング素子のオンオフ期間（或い
はスイッチング周波数）等を前記平滑回路の出力電力の
変化に応じて制御し、定電力の出力が得られるようにす
る制御回路７と、この制御回路７に電圧及び電流の検出
値（チョッパ回路３の出力における電圧値及び電流値）
を供給する検出回路６とが示されている。検出回路６
は、チョッパ回路３のプラス出力端とアース点（基準電
位点）との間に抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の分圧用抵抗を直列接続
し、その接続点から検出電圧を取り出すランプ電圧検出
回路と、チョッパ回路３の出力ラインに直列に挿入した
電流検出用抵抗Ｒ3 でなるランプ電流検出回路とで構成
されている。検出回路６で検出された電圧値は、制御回
路７の制御端子に供給され、また検出された電流値は、
制御回路７のもう１つの制御端子に供給されるようにな
っている。なお、検出回路６の電圧検出回路から制御回
路７への電圧検出ラインとアース点（基準電位点）間に
は、フィルタ用コンデンサ８が接続されている。このフ
ィルタ用コンデンサ８は、ランプ始動時および始動直後
などにランプ電圧が急激に変化したときにこれを吸収
し、電圧急変に追随した急激な制御を防ぐためのもので
あり、比較的大きな容量を有している。

【０００６】チョッパ回路３からの安定化直流電圧は始
動回路４を介して高圧放電ランプ５の極間に供給される
ようになっている。始動回路４は高電圧パルスを発生し
て高圧放電ランプ５の電極間に供給してランプを放電さ
せ、点灯する。高圧放電ランプ５が点灯した後は、負荷
である高圧放電ランプ５両端のランプ電圧（即ちチョッ
パ回路３の出力電圧）は無負荷時の電圧よりも降下し、
その状態では高電圧パルスが止まる。なお、全波整流回
路２と、チョッパ回路３と、始動回路４と、検出回路６
と、制御回路７と、フィルタ用コンデンサ８とで、高圧
放電灯点灯回路を構成しており、高圧放電灯点灯回路と
高圧放電ランプ５とで高圧放電灯点灯装置を構成してい
る。

【０００７】ところで、図９で示したチョッパ回路３と
始動回路４間に高電圧発生用発振回路を配した図９で示
したの構成に、図１０で示したランプ電圧及び電流検出
回路６を組み合わせた構成をみると、ランプ電圧検出回
路の抵抗Ｒ1 及びフィルタ用コンデンサ８と、高電圧発
生用発振回路の時定数回路における抵抗Ｒ0 及び充放電
用コンデンサＣ0 とは、別々には配設されており、回路
構成が複雑化している。しかも、フィルタ用コンデンサ
８は、ランプ始動時のアーク転移直後の放電起点移動に
よる立ち消え現象を抑制するため、大きな容量を必要と
していた。

【０００８】この立ち消えが生じる原因は、次の通りで
ある。従来の高圧放電灯点灯装置においては、高圧放電
ランプの起動直後は、ランプ電圧及びランプ電流とも非
常に不安定である。特に、メタルハライドランプのよう
に、複数の封入金属が非点灯時にランプ内や電極に凝固
するタイプの場合、ランプ起動直後に電極上の放電起点
（輝点）が移動しやすく、ランプ電圧が極端に変動す
る。これにより、従来の、安定時の制御を中心に設計さ
れた点灯回路の場合、ランプ起動時のランプ状態検出値
が大幅に変動すると、立ち消えが発生する。この立ち消
えは、ランプ電圧が一時的に急峻に増加した場合の定電
力制御により、ランプ電流が絞られることが原因であ
る。ランプ起動直後には電極先端部分が十分に加熱され
ていないので、この状態で電流が絞られると、放電を維
持できなくなるために発生する。

【０００９】またさらに、高圧放電灯点灯装置は、ラン
プ点灯初期の一時的にランプ電圧が低い状態の時に、非
常に多くの電流をランプヘ供給するよう制御されてい
る。このため、点灯初期のランプ電圧以下の出力電位とな
る出力短絡時は、正常時以上の電流が連続して出力され
ることになる。長時間短絡状態が続いた場合、出力線
や、コネクター等の接点が加熱され、発煙発火に至った
り、点灯装置の破損を招く恐れがあった。通常は、出力
短絡時の温度上昇が著しい部品に、温度ヒューズを設置
し、事故防止を行っているが、ヒューズが動作した場
合、出力短絡の原因を取り除いた場合でもヒューズ交換
等を要し、速やかな復帰は不可能となる。また、短絡電
流の検出を試みたとしても、ランプ始動時の過渡的電流
との区別が難しく、さらに短絡電流を検出しこれを減流
する制御を行おうとしても、接点焼損時焼損部分の抵抗
分による減流もあり得るため、完全な制御は不可能であ
った。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の高
圧放電灯点灯装置では、ランプ点灯直後に放電起点が電
極先端の正規ポジション以外に発生ししかも点灯直後の
電流が大きいと、その位置に放電起点が安定してしまい
所期の特性が得られないという問題がある。また、放電
起点間の距離が最短である電極先端への起点移動が生じ
ると、ランプ電圧及び電流が安定しないことと、安定し
た点光源を得ることが難しいという問題があった。

【００１１】また、安定化電源回路としてのチョッパ回
と始動回路との間には、高電圧パルス発生のための時定
数回路やランプ電圧検出のための検出回路（フィルタ用
コンデンサを含む）が配設され、回路構成が複雑であ
り、回路規模が大型化したりコスト高になるという問題
があった。

【００１２】さらにまた、従来の高圧放電灯点灯装置で
は、ランプ点灯初期に一時的に大電流が流れる様な制御
となっているために、出力が短絡されてしまった場合、
点灯回路の破損を招く恐れがあった。

【００１３】そこで、本発明は、ランプ点灯直後に正規
以外の放電起点が発生した場合、早期に正規の放電起点
へ移動して、ランプ電圧及び電流の安定化を図ることが
できる高圧放電灯点灯回路および画像表示装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００１４】また、本発明は、回路構成の合理化、小型
化、コストダウンを図り、しかもランプ起動時の立ち消
えを防止してランプ始動の安定化を図ることができる高
圧放電灯点灯回路および画像表示装置を提供することを
目的とするものである。

【００１５】さらに、本発明は、出力短絡時等の事故及
び点灯装置破損を防止することができる高圧放電灯点灯
回路および画像表示装置を提供することを目的とするも
のである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の高
圧放電灯点灯回路は、出力制御用のスイッチング素子と
平滑回路を有し、入力として供給される直流電源電圧を
スイッチングし、平滑回路で平滑化することによって出
力直流電圧を制御する安定化電源回路と；この安定化電
源回路からの出力電力を入力し、始動用の高電圧パルス
を発生して高圧放電ランプに印加する始動回路と；前記
安定化電源回路の出力側における電圧または電流を検出
する検出回路と；この検出回路の検出値に応じて前記安
定化電源回路のスイッチング素子のオンオフを制御し
て、前記高圧放電ランプに供給する電力を制御可能とす
るものであって、前記検出回路の検出値に基づいて高圧
放電ランプ始動後に安定領域に到達した否かを検出し、
安定領域に到達する以前は、電力供給を抑制する制御回
路と；を備えている。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の高
圧放電灯点灯回路において、前記制御回路は、高圧放電
ランプ始動後安定領域に到達する以前に電力供給を抑制
する際、段階的に電力供給の抑制を緩めるよう制御する
こと；を特徴とする。

【００１８】請求項３記載の発明の高圧放電灯点灯回路
は、出力制御用のスイッチング素子と平滑回路を有し、
入力として供給される直流電力をスイッチングし、平滑
回路で平滑化することによって出力直流電圧を制御する
安定化電源回路と；この安定化電源回路からの出力直流
電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生して高圧放
電ランプに印加する始動回路と；高圧放電ランプ始動後
から所定時間を経過したことを検出するタイマー回路
と；前記安定化電源回路のスイッチング素子のオンオフ
を制御して、前記高圧放電ランプに供給する電力を制御
可能とするものであって、前記タイマー回路の検出に基
づいて高圧放電ランプ始動後所定時間、電力供給を抑制
する制御回路と；を備えている。

【００１９】請求項１〜３記載の発明において、安定化
電源回路としては、出力電力制御用のスイツチング素
子、例えばスイッチングトランジスタを有して高圧放電
ランプに対する出力電力が安定するように制御するもの
であればよく、ランプ電力制御用の降圧チョツパ回路等
が用いられる。始動回路としては、パルストランスを有
したものが用いられ、パルストランスについては、１次
側巻線と２次側巻線とが別個のものでもよいが、１次側
巻線を共用する単巻線構造のものであってもよい。

【００２０】ランプ電流又は電流の検出回路の検出値に
よる始動直後の不安定期間、或いはタイマー回路の始動
後の一定時間、ランプ点灯直後の電流を絞る（抑制す
る）ことにより、誤った場所へ形成された放電起点を、
放電起点間の距離が最短となる電極先端へ移動させ易い
ようにする。つまり、ランプ点灯直後に正規ポジション
以外へ放電起点が発生した場合、放電起点を誤った位置
に安定させないようにし、早期に正規ポジションへ移動
させて、ランプ電圧及び電流を安定化でき、点光源とし
ての安定性及び品位を向上させることができる。

【００２１】請求項４記載の発明の高圧放電灯点灯回路
は、出力制御用のスイッチング素子と平滑回路を有し、
入力として供給される直流電源電圧をスイッチングし、
平滑回路で平滑化することによって出力電力を制御する
安定化電源回路と；この安定化電源回路からの出力直流
電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生して高圧放
電ランプに印加する始動回路と；前記安定化電源回路か
らの出力直流電圧を入力し、前記始動回路に対する高電
圧パルス発生用の発振回路を形成するとともに、ランプ
電圧検出用の検出値を平滑するためのフィルタ作用を成
す高電圧発生用発振回路と；この高電圧発生用発振回路
を充放電させて高電圧を生成し、前記始動回路に供給す
るスイッチング素子と；前記高電圧発生用発振回路の電
圧検出値に応じて前記安定化電源回路のスイッチング素
子のオンオフを制御して、前記高圧放電ランプに供給す
る電力を制御する制御回路と；を備えている。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の高
圧放電灯点灯回路において、前記高電圧発生用発振回路
の電圧検出値を前記制御回路に供給するライン上に介挿
され、高圧放電ランプ始動後に安定領域に到達する以前
は、前記高電圧発生用発振回路の電圧検出値を前記制御
回路に供給しないようにするスイッチ手段を設けた；こ
とを特徴とする。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項４記載の高
圧放電灯点灯回路において、前記高電圧発生用発振回路
の電圧検出値を前記制御回路に供給するライン上に介挿
され、別に設けたタイマー手段にて高圧放電ランプ始動
後一定時間経過するまでは、前記高電圧発生用発振回路
の電圧検出値を前記制御回路に供給しないようにするス
イッチ手段を設けた；ことを特徴とする。

【００２４】請求項４〜６記載の発明において、ランプ
電圧検出部と高電圧パルス発生用の駆動部（トリガ電圧
生成部）とを共通化した高電圧発生用発振回路を用いる
ので、回路構成の合理化、小型化、低コスト化を実現で
きる一方、高電圧発生用発振回路のコンデンサをランプ
電圧検出部のフィルタ用コンデンサとしても使用するこ
とができ、ランプ始動時の始動性の安定化を図ることも
できる。

【００２５】請求項７記載の発明の高圧放電灯点灯回路
は、出力制御用のスイッチング素子と平滑回路を有し、
入力として供給される直流電源電圧をスイッチングし、
平滑回路で平滑化することによって出力電力を制御する
安定化電源回路と；この安定化電源回路からの出力直流
電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生して高圧放
電ランプに印加する始動回路と；始動時前記始動用の高
電圧パルス発生の有無を検出し、パルス出力が検出され
なかったときには、前記安定化電源回路の出力をオフま
たは小さな出力にする検出制御回路と；を備えている。

【００２６】請求項８記載の発明の高圧放電灯点灯回路
は、出力制御用のスイッチング素子と平滑回路を有し、
入力として供給される直流電源電圧をスイッチングし、
平滑回路で平滑化することによって出力電力を制御する
安定化電源回路と；この安定化電源回路からの出力直流
電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生して高圧放
電ランプに印加する始動回路と；始動時前記高圧放電ラ
ンプに供給される開放電圧の有無を検出し、開放電圧が
検出されなかったときには、前記安定化電源回路の出力
をオフまたは小さな出力にする検出制御回路と；を備え
ている。

【００２７】請求項７，８記載の発明において、始動回
路による高電圧パルス発生の有無、或いは安定化電源回
路の開放電圧の有無を検出することにより、ランプ出力
短絡を検出でき、ランプ出力短絡時の事故、及び点灯回
路破損を防止することが可能となる。

【００２８】請求項９記載の発明の画像表示装置は、請
求項１ないし８のいずれかの一記載の高圧放電灯点灯回
路と；バルブ内に近接対向させた一対の電極を有して高
圧放電灯点灯回路により始動して点灯維持される高圧放
電ランプと；表示する画像の画像データを出力する画像
データ出力装置と；高圧放電ランプの照射光および画像
データ出力装置より出力された画像データを受けて、画
像データに応じた画像を形成する画像形成部と；を備え
ている。

【００２９】請求項９記載の発明において、高圧放電ラ
ンプとしては、ハロゲン化合物を発光寄与媒体として封
入したバルブ内で陽極と陰極とを３mm程度といった具合
に極めて接近させて対向配置させてなる所謂ショートア
ーク型のメタルハライドランプ等のランプが用いられ
る。この場合、陰極近傍のランプ外周に陰極と同電位を
示す同電位ワイヤ等の近接導体が配設されたものであっ
てもよい。画像表示装置用の光源として用いる場合に
は、例えば明るい室内でも使用可能な高効率な２５０Ｗ
程度のランプが用いられる。画像表示装置としては、液
晶ビデオプロジェクタ、映写装置、オーバヘツドプロジ
ェクタ等がある。液晶ビデオブロジエクタに関しては、
スクリーン投射方式でも、液晶自体に表示された画像を
直接見る方式のものでもよい。画像データ出力装置や画
像形成部は、画像表示装置に応じたものが用いられ、例
えば、液晶ピデオプロジェクタの場合であれば、ＮＴＳ
Ｃ方式によるビデオ信号を出力するものや、液晶デバイ
スなどが用いられる。

【００３０】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の
高圧放電灯点灯装置を示すブロック図である。ここで
は、ショートアーク型の高圧放電ランプに対する直流点
灯方式の高圧放電灯点灯装置の概要を示している。

【００３１】図１において、商用交流電源１１からの交
流電圧を全波整流回路１２で整流平滑して直流電圧と
し、その直流電圧を電源回路としてのチョッパ回路１３
に供給してランプ点灯に適した電圧電源を得る。チョッ
パ回路１３としては、例えば降圧チョッパ回路が用いら
れる。降圧チョッパ回路は、整流直流電圧が入力される
スイッチング素子と、その後段に接続したフライホイー
ルダイオード及びＬＣフィルタによる平滑回路とで構成
されており、チョッパ回路１３の外部に、前記スイッチ
ング素子のオンオフ期間（或いはスイッチング周波数）
等を前記平滑回路の出力電圧或いは出力電力の変化に応
じて制御し、定電力の出力が得られるようにする制御回
路１７と、この制御回路１７に電圧及び電流の検出値
（チョッパ回路１３の出力における電圧値及び電流値）
を供給する検出回路１６とが示されている。検出回路１
６は、チョッパ回路１３のプラス出力端とアース点（基
準電位点）との間に抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 の分圧用抵抗を直列
接続し、その接続点から検出電圧を取り出すランプ電圧
検出回路と、チョッパ回路１３の出力ラインに直列に挿
入した電流検出用抵抗Ｒ3 でなるランプ電流検出回路と
で構成されている。検出回路１６で検出された電圧値
は、制御回路１７の制御端子に供給され、また検出され
た電流値は、制御回路１７のもう１つの制御端子に供給
されるようになっている。なお、検出回路１６の電圧検
出回路から制御回路１７への電圧検出ラインとアース点
（基準電位点）間には、フィルタ用コンデンサ１８が接
続されている。このフィルタ用コンデンサ１８は、ラン
プ始動時などにランプ電圧が急激に変化したときにこれ
を吸収し、電圧急変に追随した急激な電圧制御或いは電
力制御を防ぐためのものであり、比較的大きな容量を有
している。

【００３２】チョッパ回路１３からの直流電圧は始動回
路１４を介して高圧放電ランプ１５の陽極，陰極間に供
給されるようになっている。始動回路１４は高電圧パル
スを発生して高圧放電ランプ１５の電極間に供給してラ
ンプを放電させ、点灯する。高圧放電ランプ１５が点灯
した後は、負荷である高圧放電ランプ１５両端のランプ
電圧（即ちチョッパ回路１３の出力電圧）は無負荷時の
電圧よりも降下し、その状態では高電圧パルスが停止し
て点灯状態を維持するようになっている。なお、全波整
流回路１２と、チョッパ回路１３と、始動回路１４と、
検出回路１６と、制御回路１７と、フィルタ用コンデン
サ１８とで、高圧放電灯点灯回路を構成しており、高圧
放電灯点灯回路と高圧放電ランプ１５とで高圧放電灯点
灯装置を構成している。

【００３３】上記の構成においては、電源投入後、検出
回路１６にて安定化電源回路としてのチョッパ回路１３
の出力側におけるランプ電圧及び電流を検出する。制御
回路１７では、この検出回路１６の検出値に応じて前記
チョッパ回路１７内のスイッチングトランジスタ等のス
イッチング素子のオンオフを制御して、高圧放電ランプ
１５に供給する電力を一定とするよう制御しようとす
る。しかし、本実施の形態では、制御回路１７は、前記
検出回路１６の例えばランプ電圧検出値に基づいて、高
圧放電ランプ１５が始動後にランプ電圧が低い状態にあ
るとき（安定時のランプ電圧に達していないとき）は不
安定領域にあるものと判断して、チョッパ回路１３から
高圧放電ランプ１５への電力供給を放電維持が可能な最
低電流まで抑制するように制御する。これにより、始動
時、放電起点が正規ポジションからずれていたときも、
放電起点間の距離が最短となるため、放電起点を電極先
端部である正規ポジションに移動させることができる。
そして、ランプ電圧が安定時の電圧に近い電圧にまで上
昇した時点で、急激に定格近くの電力を供給するように
制御を行う。

【００３４】制御回路１７の電力供給抑制の制御方法と
しては、高圧放電ランプ始動後安定領域に到達する以前
は、段階的に（徐々に）電力供給の抑制を緩めるよう制
御することも可能である。

【００３５】図２は、図１における、ランプ始動後の不
安定領域における電力抑制の様子を示したものである。
横軸にランプ電圧Ｖout を、縦軸にランプ電力Ｗout を
とっている。始動直後の不安定領域が図示の低電力域に
相当している。図２(a) ，(b) ，(c) はこの低電力域の
電力抑制方法の異なった３つのタイプを示している。点
線が、低電力域での電力抑制制御を行わない従来の電力
制御特性カーブを示している。

【００３６】第１の実施の形態は、始動後、ランプ電圧
検出回路からの電圧検出値が低い不安定領域を検出して
いるときは、ランプ電力を抑制するよう制御するもので
あったが、始動後、時間を測定して一定時間が経過する
までは不安定領域にあるものとして、その期間はランプ
電力を抑制するよう制御するように構成してもよい。

【００３７】図３は本の第２の実施の形態の高圧放電灯
点灯装置を示すブロック図である。

【００３８】図３においては、図１の第１の実施の形態
とは異なり、電力抑制のための所定時間を計測する手段
としてタイマー回路１９を設けた構成としている。この
ときは、タイマー回路１９で規定される始動後の一定期
間は、検出回路１６内のランプ電圧検出回路或いは／及
び電流検出回路における検出値を参照した制御を行わな
い。制御回路１７は、始動後、タイマー回路１９の一定
時間経過検出に基づいてチョッパ回路１３のスイッチン
グ素子のオン期間とオフ期間の比を制御して、高圧放電
ランプ１５への電力供給を抑制する制御を行う一方、一
定時間経過後の安定領域では、前記チョッパ回路１３内
のスイッチング素子のオンオフをＰＷＭ制御して、高圧
放電ランプ１５に供給する電力を一定とするように制御
する。なお、全波整流回路１２と、チョッパ回路１３
と、始動回路１４と、検出回路１６と、制御回路１７
と、タイマー回路１９とで、高圧放電灯点灯回路を構成
しており、高圧放電灯点灯回路と高圧放電ランプ１５と
で高圧放電灯点灯装置を構成している。

【００３９】以上の第１，第２の実施の形態によれば、
ランプ電流又は電流の検出回路１６の検出値による始動
直後の不安定期間、或いはタイマー回路１９の始動後の
一定時間、ランプ点灯直後の電流を放電維持が可能な最
低電流まで絞る（抑制）することにより、誤った場所へ
形成された放電起点を、放電起点間の距離が最短となる
電極先端へ移動させ易いようにすることが可能となる。
従って、ランプ点灯直後に正規ポジション以外へ放電起
点が発生した場合、放電起点を誤った位置に安定させな
いようにでき、早期に正規ポジションへ移動させて、ラ
ンプ電圧及び電流を安定化できるので、点光源としての
安定性及び点灯品位を向上させることができる。

【００４０】図４は本発明の第３の実施の形態の高圧放
電灯点灯装置を示すブロック図である。

【００４１】図４において、商用交流電源１１からの交
流電圧を全波整流回路１２で整流平滑して直流電圧と
し、その直流電圧を安定化電源回路としてのチョッパ回
路１３に供給して所定の電力を得る。チョッパ回路１３
としては、例えば降圧チョッパ回路が用いられる。降圧
チョッパ回路は、整流直流電圧が入力されるスイッチン
グ素子と、その後段に接続したフライホイールダイオー
ド及びＬＣフィルタによる平滑回路と、前記スイッチン
グ素子のオンオフ期間（或いはスイッチング周波数）等
を前記平滑回路の出力電力の変化に応じて制御し、定電
力の出力が得られるようにする制御回路とで構成されて
いる。チョッパ回路１３からの安定化直流電圧は始動回
路１４を介して高圧放電ランプ１５の陽極，陰極間に供
給されるようになっている。始動回路１４の前段には、
チョッパ回路１３のプラス，マイナス端子間に抵抗Ｒ0
とコンデンサＣ0 からなる時定数回路を接続し、抵抗Ｒ
0 とコンデンサＣ0 の接続点に所定のブレークオーバー
電圧を有する双方向スイッチング素子としてのダイアッ
クＤ0 を接続してなる高電圧発生用発振回路が配設され
ており、交流電源１１の投入によるランプ始動時には、
チョッパ回路１３からは無負荷電圧（ランプ始動前電
圧）が出力され、この無負荷出力電圧によってコンデン
サＣ0 への充電が行われ、その充電電圧が前記ブレーク
オーバー電圧を越えるとダイアックＤ0 が導通して前記
始動回路１４に高電圧を与えるようになっている。始動
回路１４は、高電圧を高圧放電ランプ１５の電極間に供
給してランプを放電させ、点灯する。始動回路１４は、
例えばパルストランスを有したものであってもよい。ま
た、始動回路１４は、その内部に、ガス封入スイッチン
グギャップを使用したものであってもよい。高圧放電ラ
ンプ１５が点灯した後は、負荷である高圧放電ランプ１
５両端のランプ電圧（即ちチョッパ回路の出力電圧）は
無負荷時の電圧よりもかなり下がるので、コンデンサＣ
0 の充電電圧はトリガ用ダイアックＤ0 のブレークオー
バー電圧を越えることがなく高電圧パルスの発生は停止
する。

【００４２】さらに、本実施の形態では、高電圧発生用
発振回路内の時定数回路の抵抗Ｒ0とコンデンサＣ0 の
接続点で検出された電圧値即ちコンデンサＣ0 の充電電
圧値は、ランプ電圧検出値として、スイッチ手段２１の
スイッチを介して制御回路１７の制御端子に供給される
ようになっている。なお、スイッチ手段２１にもう１つ
のスイッチを並設して、そのスイッチを介して、前記チ
ョッパ回路の出力ラインに介挿した電流検出用抵抗（図
示せず）からの電流検出値を制御回路１７に供給するよ
うに構成してもよい。

【００４３】なお、抵抗0 とコンデンサＣ0 からなる前
記時定数回路において、そのコンデンサＣ0 は、時定数
回路がランプ電圧検出手段として機能する場合にランプ
電圧の急激な変化を吸収するためのフィルタ用コンデン
サとして機能を兼用している。

【００４４】また、上記の回路においては、前記スイッ
チ手段２１のオフ，オンの切換えに応じて前記始動回路
１４の高電圧パルス発生をオン，オフするようになって
いる。前記スイッチ手段２１がオフしているときは、前
記時定数回路（Ｒ0 ，Ｃ0 ）及びダイアックＤ0 の高電
圧発生用発振回路に基づいたトリガ生成を受けて前記始
動回路１４が高電圧パルスを発生し、前記スイッチ手段
２１がオンしたときは、前記時定数回路（Ｒ0 ，Ｃ0 ）
及びダイアックＤ0 の高電圧発生用発振回路に基づいた
トリガ生成を中止して前記始動回路１４の高電圧パルス
発生を停止する。

【００４５】図５は本発明の第４の実施の形態の高圧放
電灯点灯装置を示すブロック図である。

【００４６】図４の実施の形態では、スイッチ手段２１
をオンオフするのにコンデンサＣ0の電圧値を基準値と
比較しその比較検出信号にて行っていたのを、図５の実
施の形態においては、スイッチ手段２１をオンオフする
のに別に設けたタイマー回路１９を用いる構成としたも
のである。その他の構成は図４と同様である。

【００４７】タイマー回路１９にて高圧放電ランプ始動
後一定時間経過するまでは（ランプ始動後に安定領域に
到達するまでは）、スイッチ手段２１をオフにしてお
き、前記時定数回路（Ｒ0 ，Ｃ0 ）の電圧検出値を前記
制御回路１７に供給しないようにする。一定時間経過後
は（ランプ始動後に安定領域に到達したときは）、スイ
ッチ手段２１をオンにしてランプ電圧検出値を制御回路
１７に供給し、定電力制御を行うようになっている。

【００４８】第３，第４の実施の形態においては、ラン
プ電圧検出部と高電圧パルス発生用の駆動部（トリガ電
圧生成部）とを共通化した時定数回路（Ｒ0 ，Ｃ0 ）を
用いるので、回路構成の合理化、小型化、低コスト化を
実現できる一方、時定数回路（Ｒ0 ，Ｃ0 ）のコンデン
サＣ0 をランプ電圧検出部のフィルタ用コンデンサとし
ても使用することができ、ランプ始動時の始動性の安定
化を図ることもできる。

【００４９】図６は本発明の第５の実施の形態の高圧放
電灯点灯装置を示すブロック図である。

【００５０】図６において、商用交流電源１１からの交
流電圧を全波整流回路１２で整流平滑して直流電圧と
し、その直流電圧を電源回路としてのチョッパ回路１３
に供給して直流電圧を得る。チョッパ回路１３として
は、例えば降圧チョッパ回路が用いられる。降圧チョッ
パ回路は、直流電圧が入力されるスイッチング素子と、
その後段に接続したフライホイールダイオード及びＬＣ
フィルタによる平滑回路と、前記スイッチング素子のオ
ンオフ期間（或いはスイッチング周波数）等を前記平滑
回路の出力電力の変化に応じて制御し、定電力の出力が
得られるようにする制御回路とで構成されている。

【００５１】図６の構成においては、高電圧パルスの有
無を検出する手段を設ける場合、高電圧パルス発生時は
高電圧パルス特有の放射ノイズを発生するのでこれを受
信・検波すれば、出カライン等に直接電気的に接続する
必要もなく、間接的に高電圧パルスの有無を検出して、
出力短絡を有無を検出することができる。

【００５２】図７は本発明の第６の実施の形態の高圧放
電灯点灯装置を示すブロック図である。

【００５３】図６の実施の形態では、始動時高電圧パル
スが１回も発生しなかったことを検出したときに、その
後チョッパ回路１３の出力をオフまたは極力小さな出力
に絞る制御を行うものであるが、図７の実施の形態で
は、始動時（ランプ点灯前）高圧放電ランプ１５両端に
供給される開放電圧（無負荷電圧）の有無を検出し、開
放電圧が検出出来ないとき、つまり、ランプ出力か何か
の異物により短絡されているとき等、その後の前記電源
回路の出力をオフまたは小さな出力にし、開放電圧が検
出されたときは引き続き高圧放電ランプ１５にランプ電
流を供給するように制御する検出制御回路２３を設けた
構成とするものである。

【００５４】図７の構成において、例えばチョッパ回路
１３の出力端の電位が開放電位になっているか否かを検
出すればよく、出力短絡があればこれによる電位低下を
チョッパ回路１３の出力端以降どこでも容易に判定する
ことができる。検出制御回路２３における検出部をラン
プ近傍に設置できれば、出力短絡の検出のほかに、ラン
ブ部（検出部）よりも前段での開放例えばも接触不良等
の検出も可能となる。

【００５５】第５，第６の実施の形態によれば、始動回
路１４による高電圧パルス発生の有無、或いはチョッパ
回路１３の開放電圧の有無を検出することにより、ラン
プ出力短絡を検出でき、ランプ出力短絡時の事故、及び
点灯回路破損の防止を図ることができる。

【００５６】次に、図８を参照して本発明の高圧放電灯
点灯装置を用いた画像表示装置について説明する。

【００５７】図８は本発明の第７の実施の形態の画像表
示装置の概略構成を示すブロック図である。この画像表
示装置３１は、例えば液晶ビデオプロジェクタへの適用
例を示し、画像をスクリーン３２上に投影する方式であ
る。この画像表示装置２１は、図１，図３〜図７の各実
施の形態に示したような構成からなる高圧放電灯点灯回
路３３と、画像データ出力装置３４と、画像形成部３５
とにより構成されている。画像形成部３５としては、例
えば、画像形成液晶系が用いられている。ここで、高圧
放電ランプ１５としては、明るい室内でも使用できる高
効率な２５０Ｗのメタルハライドランプが用いられてい
る。

【００５８】このような構成において、高圧放電ランプ
１５による点光源状の照射光は画像形成部３５へ与えら
れる。一方、画像データ出力装置３４は例えばＮＴＳＣ
方式による画像データを画像形成部３５に与え、画像デ
ータに応じて駆動させる。よって、画像形成部３５は高
圧放電ランプ１５の照射光および画像データ出力装置３
４により与えられた画像データに応じた画像を形成す
る。この画像はスクリーン３２上に投影される。

【００５９】このような画像表示装置３１によれば、シ
ョートアーク型で点光源として機能する高圧放電ランプ
１５を小型化された点灯回路によってランプ破損や立ち
消え等の心配がなく点灯させて、画像データの表示を行
なわせることができる。つまり、始動性に優れた画像表
示装置を提供することができる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１〜３記載の発明によれば、始動
直後の不安定期間、或いはタイマー回路の始動後の一定
時間、ランプ点灯直後の電流を絞る（抑制する）ことに
より、誤った場所へ形成された放電起点を、放電起点間
の距離が正常な放電位置となる電極先端へ移動させ易い
ようにするので、ランプ点灯直後に正規ポジション以外
へ放電起点が発生した場合、誤った放電起点の位置に長
時間安定させないようにし、早期に正規ポジションへ移
動させて、ランプ電圧及び電流を安定化し、点光源とし
ての安定性及び光束品位を向上させることができる。

【００６１】請求項４〜６記載の発明によれば、ランプ
電圧検出部と高電圧パルス発生用の発振回路とを共通化
しているので、回路構成の合理化、小型化、低コスト化
を実現できる一方、発振回路のコンデンサをランプ電圧
検出部のフィルタ用コンデンサとしても使用することが
でき、ランプ始動時の制御の安定化を図ることもでき、
始動性が向上する。

【００６２】請求項７，８記載の発明によれば、始動回
路による高電圧パルス発生の有無、或いは安定化電源回
路の開放電圧の有無を検出することにより、ランプ出力
短絡を検出でき、この場合はその後の出力を停止するこ
とにより、出力短絡時の事故、及び点灯回路破損を防止
することが可能となる。

【００６３】請求項９記載の発明によれば、請求項１な
いし８のいずれか一記載の高圧放電灯点灯回路を用いて
いるので、ショートアーク型の高圧放電ランプを小型化
された点灯回路にて、始動時のランプの安定化、回路構
成の合理化、小型化、低コスト化に優れ、ランプ出力短
絡時の事故、点灯回路破損、及び立ち消え等の心配がな
く安定に点灯させて、画像データの表示を良好に行なわ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の高圧放電灯点灯装
置を示すブロック図。

【図２】図１の動作を説明する図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の高圧放電灯点灯装
置を示すブロック図。

【図４】本発明の第３の実施の形態の高圧放電灯点灯装
置を示すブロック図。

【図５】本発明の第４の実施の形態の高圧放電灯点灯装
置を示すブロック図。

【図６】本発明の第５の実施の形態の高圧放電灯点灯装
置を示すブロック図。

【図７】本発明の第６の実施の形態の高圧放電灯点灯装
置を示すブロック図。

【図８】本発明の第７の実施の形態の画像表示装置の概
略構成を示すブロック図。

【図９】従来のショートアーク型の高圧放電ランプに対
する直流点灯方式の高圧放電灯点灯装置の一例を示すブ
ロック図。

【図１０】他の従来例の高圧放電灯点灯装置を示すブロ
ック図。

【符号の説明】

１１…商用交流電源 １２…全波整流回路 １３…チョッパ回路（安定化電源回路） １４…始動回路 １５…高圧放電ランプ １９…タイマー回路 １６…ランプ電圧及びランプ電流検出回路 １７…制御回路 １８…フィルタ用コンデンサ ２０…比較検出回路 ２１…スイッチ手段 ２２，２３…検出制御回路 ３１…画像表示装置 ３３…高圧放電灯点灯回路 ３４…画像データ出力装置 ３５…画像形成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AC20 BA03 BB01 DD06 EB01 EB05 EB06 GB03 GC04 5H730 AA15 AS11 BB13 CC01 FD01 FD31

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力制御用のスイッチング素子と平滑回
   路を有し、入力として供給される直流電源電圧をスイッ
   チングし、平滑回路で平滑化することによって出力電力
   を制御する安定化電源回路と；この安定化電源回路から
   の出力直流電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生
   して高圧放電ランプに印加する始動回路と；前記安定化
   電源回路の出力側における電圧または電流を検出する検
   出回路と；この検出回路の検出値に応じて前記安定化電
   源回路のスイッチング素子のオンオフを制御して、前記
   高圧放電ランプに供給する電力を制御可能とするもので
   あって、前記検出回路の検出値に基づいて高圧放電ラン
   プ始動後に安定領域に到達した否かを検出し、安定領域
   に到達する以前は、電力供給を抑制する制御回路と；を
   備えることを特徴とする高圧放電灯点灯回路。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、高圧放電ランプ始動後
   安定領域に到達する以前に電力供給を抑制する際、段階
   的に電力供給の抑制を緩めるよう制御すること；を特徴
   とする請求項１記載の高圧放電灯点灯回路。
3. 【請求項３】 出力制御用のスイッチング素子と平滑回
   路を有し、入力として供給される直流電源電圧をスイッ
   チングし、平滑回路で平滑化することによって出力電力
   を制御する安定化電源回路と；この安定化電源回路から
   の出力直流電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生
   して高圧放電ランプに印加する始動回路と；高圧放電ラ
   ンプ始動後から所定時間を経過したことを検出するタイ
   マー回路と；前記安定化電源回路のスイッチング素子の
   オンオフを制御して、前記高圧放電ランプに供給する電
   力を制御可能とするものであって、前記タイマー回路の
   検出に基づいて高圧放電ランプ始動後所定時間、電力供
   給を抑制する制御回路と；を備えることを特徴とする高
   圧放電灯点灯回路。
4. 【請求項４】 出力制御用のスイッチング素子と平滑回
   路を有し、入力として供給される直流電源電圧をスイッ
   チングし、平滑回路で平滑化することによって出力電力
   を制御する安定化電源回路と；この安定化電源回路から
   の出力直流電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生
   して高圧放電ランプに印加する始動回路と；前記安定化
   電源回路からの出力直流電圧を入力し、前記始動回路に
   対する高電圧パルス発生用の発振回路を形成するととも
   に、ランプ電圧検出用の検出値を平滑するためのフィル
   タ作用を成す高電圧発生用発振回路と；この高電圧発生
   用発振回路を充放電させて高電圧を生成し、前記始動回
   路に供給するスイッチング素子と；前記高電圧発生用発
   振回路の電圧検出値に応じて前記安定化電源回路のスイ
   ッチング素子のオンオフを制御して、前記高圧放電ラン
   プに供給する電力を制御する制御回路と；を備えること
   を特徴とする高圧放電灯点灯回路。
5. 【請求項５】 前記高電圧発生用発振回路の電圧検出値
   を前記制御回路に供給するライン上に介挿され、高圧放
   電ランプ始動後に安定領域に到達する以前は、前記高電
   圧発生用発振回路の電圧検出値を前記制御回路に供給し
   ないようにするスイッチ手段を設けた；ことを特徴とす
   る請求項４記載の高圧放電灯点灯回路。
6. 【請求項６】 前記高電圧発生用発振回路の電圧検出値
   を前記制御回路に供給するライン上に介挿され、別に設
   けたタイマー手段にて高圧放電ランプ始動後一定時間経
   過するまでは、前記高電圧発生用発振回路の電圧検出値
   を前記制御回路に供給しないようにするスイッチ手段を
   設けた；ことを特徴とする請求項４記載の高圧放電灯点
   灯回路。
7. 【請求項７】 出力制御用のスイッチング素子と平滑回
   路を有し、入力として供給される直流電源電圧をスイッ
   チングし、平滑回路で平滑化することによって出力電力
   を制御する安定化電源回路と；この安定化電源回路から
   の出力直流電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生
   して高圧放電ランプに印加する始動回路と；始動時前記
   始動用の高電圧パルス発生の有無を検出し、パルス出力
   が検出されなかったときには、前記安定化電源回路の出
   力をオフまたは小さな出力にする検出制御回路と；を備
   えることを特徴とする高圧放電灯点灯回路。
8. 【請求項８】 出力制御用のスイッチング素子と平滑回
   路を有し、入力として供給される直流電源電圧をスイッ
   チングし、平滑回路で平滑化することによって出力電力
   を制御する安定化電源回路と；この安定化電源回路から
   の出力直流電圧を入力し、始動用の高電圧パルスを発生
   して高圧放電ランプに印加する始動回路と；始動時前記
   高圧放電ランプに供給される開放電圧の有無を検出し、
   開放電圧が検出されなかったときには、前記安定化電源
   回路の出力をオフまたは小さな出力にする検出制御回路
   と；を備えることを特徴とする高圧放電灯点灯回路。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかの一記載の
   高圧放電灯点灯回路と；バルブ内に近接対向させた一対
   の電極を有して高圧放電灯点灯回路により始動して点灯
   維持される高圧放電ランプと；表示する画像の画像デー
   タを出力する画像データ出力装置と；高圧放電ランプの
   照射光および画像データ出力装置より出力された画像デ
   ータを受けて、画像データに応じた画像を形成する画像
   形成部と；を備えることを特徴とする画像表示装置。