JP2000195693A - 放電灯点灯装置、照明装置およびプロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切な状態で放電ランプを点灯できる放電灯
点灯装置を提供する。 【解決手段】 メタルハライドランプHID の始動時に、
コンデンサC3の電圧が上昇してブレークオーバ電圧にな
るとトリガ素子Q3がオンし、二次巻線Tr1bに電圧を誘起
してギャップ素子34の絶縁破壊電圧を超えるとチョーク
コイルL2で昇圧し、メタルハライドランプHID に高電圧
の始動パルスを与える。メタルハライドランプHID が点
灯すると、コンデンサC3が充電されなくなり、始動回路
31の動作は停止する。発光ダイオードLED1は発光せず、
フォトトランジスタQ2をオフしてタイマ回路33は所定を
計測し、制御ドライブ回路25は比較的高い電流にランプ
電流を制御し、時間が経過すると、制御ドライブ回路25
は点灯手段の周波数を変化させてさらに低い電流に低下
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプを点灯
させる放電灯点灯装置、照明装置およびプロジェクタ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の放電灯点灯装置として
は、たとえば特公平７−４０５１８号公報に記載の構成
が知られている。

【０００３】この特公平７−４０５１８号公報には、放
電ランプの点灯開始時に高電圧を印加し、放電ランプの
点灯後の所定タイミングとなる安定点灯状態では電力検
出手段により放電ランプの消費電力を検出し、この検出
された放電ランプが消費する電力に従い定常電力制御回
路で出力を変化させる構成が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平７−４０５１８号公報に記載の装置では、放電ラン
プへの出力を切り換えるためのタイミングを検出する構
成が複雑になり、タイミングのずれなどが生ずるおそれ
がある問題を有している。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、適切な状態で放電ランプを点灯できる放電灯点灯装
置、照明装置およびプロジェクタ装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の放電灯点
灯装置は、放電ランプを点灯させる点灯手段と；始動時
に放電ランプに始動電圧を印加する始動手段と；放電ラ
ンプに供給される電力を検出する電力検出手段と；放電
ランプに流れるランプ電流を検出する電流検出手段と；
始動手段が動作している放電ランプの点灯開始時には電
力検出手段を動作させず、始動手段が停止した後は電流
検出手段の電流に基づき点灯手段を制御する制御手段と
を具備したもので、制御手段では始動手段が動作してい
る放電ランプの点灯開始時には電力検出手段を動作させ
ず、始動手段が停止した後は電流検出手段の電流に基づ
き点灯手段を制御するため、複雑な検出手段などを設け
ることなく、始動手段の動作に従った制御となるため、
簡単な構成で、より確実なタイミングにより放電ランプ
への出力を制御する。

【０００７】請求項２記載の放電灯点灯装置は、請求項
１記載の放電灯点灯装置において、始動手段の停止によ
り放電ランプの点灯を検出する点灯検出手段と；この点
灯検出手段により放電ランプの点灯が検出された後の所
定時間を計時するタイマ手段とを具備し、制御手段は、
このタイマ手段で設定されている時間、電力検出手段を
動作させず、電流検出手段の電流に基づき点灯手段を制
御するもので、より確実なタイミングにより放電ランプ
への出力を制御する。

【０００８】請求項３記載の放電灯点灯装置は、交流電
圧を印加して放電ギャップの長さが５ｍｍ以下の放電ラ
ンプを点灯させる点灯手段と；通常点灯時の電圧の２倍
以上の直流電圧を放電ランプに印加するパルス発生手段
と；パルス発生手段の出力でアーク転移させ、パルス発
生手段の停止した後の所定時間経過後に点灯手段の出力
で動作させる制御手段とを具備したもので、放電ギャッ
プの長さが５ｍｍ以下の立消えしやすいものでも、複雑
な回路を用いることなく、立消えを生ずることなく確実
に始動する。

【０００９】請求項４記載の放電灯点灯装置は、請求項
３記載の放電灯点灯装置において、アーク転移直後の所
定時間に所定の電力を供給し、この所定時間経過後にこ
の所定電力より低い電力を供給するもので、複雑な回路
を用いることなく、立消えを生ずることなくより確実に
始動する。

【００１０】請求項５記載の照明装置は、請求項１ない
し４いずれか記載の放電灯点灯装置と；この放電灯点灯
装置が設けられる器具本体とを具備したもので、それぞ
れの作用を奏する。

【００１１】請求項６記載のプロジェクタ装置は、請求
項５記載の照明装置と；この請求項５記載の照明装置か
らの照明を透光する透光性を有し画像を形成する表示装
置と；この表示装置を介した照明装置からの光を投射す
る投影装置とを具備したもので、それぞれの作用を奏す
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のプロジェクタ装置
の一実施の形態を図面を参照して説明する。

【００１３】図２はプロジェクタ装置を示す説明図で、
このプロジェクタ装置１は筐体２内に照明装置３を有
し、この照明装置３は器具本体４内に放電灯点灯装置５
が収納されるとともに、器具本体４にバックライト６が
取り付けられ、このバックライト６は放電ランプとして
のメタルハライドランプHID に光学的に反射体７が取り
付けられている。なお、このメタルハライドランプHID
は、封入圧が３００ｔｏｒｒ以下で、点灯圧が１００ｋ
ｇ／ｃｍ² 、すなわち７６０００ｔｏｒｒ以上で、電極
のギャップは５ｍｍ以下、好ましくは２ｍｍ以下であ
る。

【００１４】また、このバックライト６の前方には表示
装置11が配設され、この表示装置11は透光性を有する液
晶表示素子12がバックライト６に対向して設けられ、液
晶表示素子12は表示制御装置13で制御され、放電灯点灯
装置５および表示制御装置13は商用交流電源ｅに接続さ
れている。

【００１５】さらに、表示装置11の前方には投影装置15
が配設され、この投影装置15はレンズ系16とこのレンズ
系16を介したスクリーン17とを有している。

【００１６】そして、バックライト６から光を照射する
と、液晶表示素子12の画像を投影装置15で投影して、ス
クリーン17に映す。

【００１７】図１は放電灯点灯装置を示す回路図で、図
１に示すように放電灯点灯装置５は、商用交流電源ｅに
全波整流回路21の入力端子が接続され、この全波整流回
路21の出力端子には平滑用のコンデンサC1が接続され、
このコンデンサC1には点灯手段としての点灯回路22が接
続され、この点灯回路22は、コンデンサC1にダイオード
D1、制御用のトランジスタQ1のコレクタ、エミッタおよ
び過電流検出回路24の直列回路が接続され、トランジス
タQ1のベースにはＰＷＭ信号を出力する制御手段として
の制御ドライブ回路25が接続され、過電流検出回路24は
制御ドライブ回路25に接続されており、制御ドライブ回
路25には点灯信号が入力される。

【００１８】また、ダイオードD1に対して並列に、電圧
検出手段としての電圧検出回路26、電流検出手段として
の電流検出回路27およびチョークコイルL1が接続され、
電圧検出回路26にはコンデンサC2が接続され、電圧検出
回路26および電流検出回路27は電力検出手段としての電
力検出回路28に接続され、この電力検出回路28は制御ド
ライブ回路25に接続されている。

【００１９】さらに、電圧検出回路26に対して並列に始
動手段としての始動回路31が接続されており、この始動
回路31にはトリガ回路32が接続されている。このトリガ
回路32は、コンデンサC2に対して並列に抵抗R1およびコ
ンデンサC3の直列回路が接続され、抵抗R1に対して並列
に抵抗R2および発光ダイオードLED1の直列回路が接続さ
れ、さらに、抵抗R1およびコンデンサC3の接続点にはト
リガ素子Q3の一端が接続されている。なお、発光ダイオ
ードLED1にはフォトトランジスタQ2がフォトカップリン
グされ、フォトトランジスタQ2はタイマ手段としてのタ
イマ回路33に接続され、このタイマ回路33は制御ドライ
ブ回路25に接続される。

【００２０】また、始動回路31は、トリガ素子Q3を介し
たコンデンサC3に対して並列にトランスTr1 の一次巻線
Tr1aが接続され、このトランスTr1 の二次巻線Tr1bには
ダイオードD2およびコンデンサC4の直列回路が接続さ
れ、このコンデンサC4はギャップ素子34に接続され、こ
のギャップ素子34は単巻線変圧器で形成されたチョーク
コイルL2の中間タップに接続され、このチョークコイル
L2を介してメタルハライドランプHID が接続されてい
る。

【００２１】次に、上記実施の形態の動作について図３
を参照して説明する。

【００２２】まず、制御ドライブ回路25に点灯信号が入
力されると、トランジスタQ1にベース電流を供給してト
ランジスタQ1をオンする。このとき、メタルハライドラ
ンプHID は点灯していないため、両端間電圧が高い状態
でトリガ回路32のコンデンサC3が充電されてコンデンサ
C3の電圧が上昇する。なお、このとき発光ダイオードLE
D1にも電圧が印加されるため、発光ダイオードLED1も発
光し、フォトトランジスタQ2をオンしてタイマ回路33を
動作させない状態にする。このタイマ回路33の出力がな
されていない状態では、制御ドライブ回路25は電力検出
回路28の電力ではなく、電流検出回路27で検出された電
流に基づきトランジスタQ1のベース電流を制御して、ラ
ンプ電流を制御する。

【００２３】そして、コンデンサC3の電圧が上昇してブ
レークオーバ電圧になるとトリガ素子Q3がオンし、トラ
ンスTr1 の一次巻線Tr1aに電圧が印加され、二次素子Tr
1bに電圧が誘起されてコンデンサC4を充電し、コンデン
サC4の電圧がギャップ素子34の絶縁破壊電圧を超えると
チョークコイルL2で昇圧し、メタルハライドランプHID
に高電圧の始動パルスを与える。

【００２４】この状態で、メタルハライドランプHID が
点灯すると、両端間電圧が低下するため、コンデンサC3
には高い電圧が印加されなくなり、ブレークオーバ電圧
に達しなくなりトリガ素子Q3はオンせず、始動回路31の
動作は停止する。これにともない、発光ダイオードLED1
の電圧も低下するため、発光ダイオードLED1は発光せ
ず、フォトトランジスタQ2をオフする。このフォトトラ
ンジスタQ2のオフによりタイマ回路33は所定を計測し、
このタイマ回路33で計測されている所定時間では、制御
ドライブ回路25は比較的高い電流にランプ電流を制御
し、その後、タイマ回路33で計測された時間が経過する
と、制御ドライブ回路25は点灯手段の周波数を変化させ
てさらに低い電流に低下させ、すなわち段階的にランプ
電流を低下させる制御をする。

【００２５】そして、制御ドライブ回路25では、電圧検
出回路26および電流検出回路27に従った電力検出回路28
により、メタルハライドランプHID の消費電力に従って
制御する。

【００２６】また、過電流が流れると過電流検出回路24
で過電流を検出し、制御ドライブ回路25では過電流検出
回路24の出力に従いトランジスタQ1のベース電流を低下
させ、トランジスタQ1の出力を低下あるいは停止させ
る。

【００２７】上記実施の形態によれば、メタルハライド
ランプHID の始動から点灯までを、始動回路31の動作お
よびタイマ回路33に従ったタイミングで制御するため、
複雑な検出手段が不要になり、簡単な構成で正確なタイ
ミングを得ることができる。

【００２８】次に、他の実施の形態を図４を参照して説
明する。

【００２９】図４は他の実施の形態の放電灯点灯装置を
示す回路図で、この図４に放電灯点灯装置５は、商用交
流電源ｅに全波整流回路41が接続され、この全波整流回
路41には電力制御手段となる昇圧チョッパ回路42が接続
され、この昇圧チョッパ回路42はチョークコイルL11 お
よびスイッチング素子としてのトランジスタQ11 のコレ
クタ、エミッタが接続され、このトランジスタQ11 には
制御回路43が接続されている。また、トランジスタQ11
のコレクタ、エミッタ間には、ダイオードD11およびコ
ンデンサC11 の直列回路が接続されている。

【００３０】また、コンデンサC11 に対して並列に始動
パルスを発生する始動回路44が接続され、この始動回路
44はスイッチSW1 およびダイオードD12 の直列回路が接
続され、ダイオードD12 にはインダクタL12 およびコン
デンサC12 の直列回路が接続され、このコンデンサC12
にはインダクタL13 を介してフルブリッジ型のインバー
タ回路45が接続され、このインバータ回路45はブリッジ
状に接続されたスイッチSW2 ，SW3 ，SW4 ，SW5 を有し
ており、メタルハライドランプHID が接続されている。

【００３１】次に、上記実施の形態の動作について図５
を参照して説明する。

【００３２】まず、昇圧チョッパ回路42を動作させると
ともにインバータ回路45を動作させず、定格ランプ電圧
ＶL の２倍以上の直流電圧の無負荷電圧Ｖ0 をメタルハ
ライドランプHID に印加する。そして、スイッチSW1 を
動作させて数秒間、パルスＶ2 を間歇的に発生させて不
点の状態を回避する。なお、メタルハライドランプHID
がアーク放電に転移させて点灯すると、ランプ電圧が低
下するため、始動回路44は自動的に停止する。

【００３３】そして、この始動回路44が停止した後の所
定時間Ａでは、メタルハライドランプHID の点灯が不安
定であり、アーク放電からグロー放電に戻るおそれがあ
るため、始動回路44が停止した後の１秒以内の期間Ｔ1
を図示しないタイマ回路などで直流に固定して直流を印
加し、立消えや寿命劣化を防止する。また、メタルハラ
イドランプHID が点灯した後の時刻ｔ1 から所定時間Ａ
に対応する時刻ｔ2 までは、定格時電力レベルＷL の
０．７ないし１．０程度の投入電力レベルＷ1 にし、時
刻ｔ3 までこの投入電力より低く定格時電力レベルＷL
の０．４ないし０．７程度の投入電力レベルＷ2 に低下
させる。

【００３４】その後、交流電圧を印加してメタルハライ
ドランプHID を通常通り点灯維持する。

【００３５】このように、メタルハライドランプHID が
３００ｔｏｒｒ以下の低封入圧で、点灯圧が１００ｋｇ
／ｃｍ² 、すなわち７６０００ｔｏｒｒ以上の高点灯圧
であっても、高周波予熱なども用いないので、高周波発
生回路を用いる必要がなく回路構成を簡素化できるとと
もにメタルハライドランプHID の歪みが大きくなりラン
プが破損の原因となることも防止しつつ、始動時の立消
え、電極の摩耗による寿命の劣化を防止できる。

【００３６】なお、インバータ回路45のスイッチSW2 ，
SW3 ，SW4 ，SW5 の閉成させる対角線の方向を異なら
せ、直流電圧に固定する極性は常に一定にせず、異なる
極性でも印加する。

【００３７】また、全波整流回路41に代えて倍整流回
路、昇圧チョッパ回路のようなアクティブフィルタ回路
あるいは整流回路に電圧制御回路を加えた回路を用いて
もよく、昇圧チョッパ回路42に代えて降圧チョッパ回路
あるいはフライバック回路を用いてもよく、インバータ
回路45はフルブリッジ回路に限らずハーフブリッジ回路
を用いてもよい。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の放電灯点灯装置によれ
ば、制御手段では始動手段が動作している放電ランプの
点灯開始時には電力検出手段を動作させず、始動手段が
停止した後は電流検出手段の電流に基づき点灯手段を制
御するため、複雑な検出手段などを設けることなく、始
動手段の動作に従った制御となるため、簡単な構成で、
より確実なタイミングにより放電ランプへの出力を制御
できる。

【００３９】請求項２記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項１記載の放電灯点灯装置に加え、制御手段はタイ
マ手段で設定されている時間、電力検出手段を動作させ
ず、電流検出手段の電流に基づき点灯手段を制御するの
で、より確実なタイミングにより放電ランプへの出力を
制御できる。

【００４０】請求項３記載の放電灯点灯装置によれば、
パルス発生手段の出力でアーク転移させ、パルス発生手
段の停止した後の所定時間経過後に点灯手段の出力で動
作させるので、放電ギャップの長さが５ｍｍ以下の立消
えしやすいものでも、複雑な回路を用いることなく、立
消えを生ずることなく確実に始動できる。

【００４１】請求項４記載の放電灯点灯装置によれば、
請求項３記載の放電灯点灯装置に加え、アーク転移直後
の所定時間に所定の電力を供給し、この所定時間経過後
にこの所定電力より低い電力を供給するので、複雑な回
路を用いることなく、立消えを生ずることなくより確実
に始動できる。

【００４２】請求項５記載の照明装置によれば、請求項
１ないし４いずれか記載の放電灯点灯装置が設けられる
器具本体とを具備したので、それぞれの効果を奏するこ
とができる。

【００４３】請求項６記載のプロジェクタ装置によれ
ば、請求項５記載の照明装置を備えたので、それぞれの
効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の放電灯点灯装置を示す
回路図である。

【図２】同上プロジェクタ装置を示す説明図である。

【図３】同上放電灯点灯装置の動作を示す波形図であ
る。 （ａ） 点灯信号 （ｂ） トリガ回路 （ｃ） 始動回路 （ｄ） ランプ電圧 （ｅ） タイマ回路 （ｆ） ランプ電流

【図４】同上他の実施の形態の放電灯点灯装置を示す回
路図である。

【図５】同上動作を示す波形図である。

【符号の説明】

１ プロジェクタ装置 ３ 照明装置 ５ 放電灯点灯装置 11 表示装置 15 投影装置 22 点灯手段としての点灯回路 25 制御手段としての制御ドライブ回路 28 電力検出手段としての電力検出回路 33 タイマ手段としてのタイマ回路 HID 放電ランプとしてのメタルハライドランプ LED1 点灯検出手段としての発光ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 明弘 東京都品川区東品川四丁目３番１号 東芝 ライテック株式会社内 Ｆターム(参考） 3K072 AA11 AA13 AC20 BA03 BA05 BB01 BB09 BB10 BC01 DD06 DD08 EB01 EB05 EB07 GA01 GB03 GB12 GB18 GC04 HA06 HA10 HB03 3K083 AA01 AA42 AA45 AA85 BA05 BA25 BA26 BA33 BC19 BC34 BC47 BD03 BD04 BD16 BD22 BE05 CA32 CA33

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電ランプを点灯させる点灯手段と；始
   動時に放電ランプに始動電圧を印加する始動手段と；放
   電ランプに供給される電力を検出する電力検出手段と；
   放電ランプに流れるランプ電流を検出する電流検出手段
   と；始動手段が動作している放電ランプの点灯開始時に
   は電力検出手段を動作させず、始動手段が停止した後は
   電流検出手段の電流に基づき点灯手段を制御する制御手
   段と；を具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 【請求項２】 始動手段の停止により放電ランプの点灯
   を検出する点灯検出手段と；この点灯検出手段により放
   電ランプの点灯が検出された後の所定時間を計時するタ
   イマ手段とを具備し、 制御手段は、このタイマ手段で設定されている時間、電
   力検出手段を動作させず、電流検出手段の電流に基づき
   点灯手段を制御することを特徴とする請求項１記載の放
   電灯点灯装置。
3. 【請求項３】 交流電圧を印加して放電ギャップの長さ
   が５ｍｍ以下の放電ランプを点灯させる点灯手段と；通
   常点灯時の電圧の２倍以上の直流電圧を放電ランプに印
   加するパルス発生手段と；パルス発生手段の出力でアー
   ク転移させ、パルス発生手段の停止した後の所定時間経
   過後に点灯手段の出力で動作させる制御手段と；を具備
   したことを特徴とする放電灯点灯装置。
4. 【請求項４】 アーク転移直後の所定時間に所定の電力
   を供給し、この所定時間経過後にこの所定電力より低い
   電力を供給することを特徴とする請求項３記載の放電灯
   点灯装置。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載の放電灯
   点灯装置と；この放電灯点灯装置が設けられる器具本体
   と；を具備したことを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の照明装置と；この請求項
   ５記載の照明装置からの照明を透光する透光性を有し画
   像を形成する表示装置と；この表示装置を介した照明装
   置からの光を投射する投影装置と；を具備したことを特
   徴とするプロジェクタ装置。