JP2003203792A - ランプ駆動装置および投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶プロジェクタなどの照明用光源としての
ランプを駆動する装置において、点灯直後の点灯開始時
にランプに定常電流より大きい電流を流しても、ランプ
の電極の損傷を軽減でき、ランプを長寿命化できるよう
にする。 【解決手段】 イグナイター１３によってランプ１が点
灯した直後の点灯開始時には、ランプ電流を定常電流よ
り大きい電流に設定するとともに、ランプ駆動周波数を
定常周波数より低い周波数に設定する。その後の定常時
には、ランプ電流を定常電流にするとともに、ランプ駆
動周波数を定常周波数にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、投射型表示装置
などの機器に用いるランプ駆動装置、および投射型表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶ライトバルブを用いた投射型表示装
置、いわゆる液晶プロジェクタの、照明用光源としての
ランプとしては、高圧水銀ランプやメタルハライドラン
プなどの放電ランプが用いられ、イグナイター（点灯回
路）から５〜２０ｋＶ程度の点灯パルスが印加されるこ
とによって点灯され、点灯後はランプ駆動部から１００
〜３００Ｈｚ程度の交流電流が供給されることによって
駆動される。

【０００３】この場合、点灯直後は、点灯を維持するた
めに、ランプに定常時の数倍の電流を流す必要がある。
また、ランプ輝度を早く立ち上げるためには、点灯直後
の一定期間、ランプに定常電流の１．５〜２倍程度の電
流を流す必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ランプ
に大電流を流すと、駆動周波数で電流の向きが切り替わ
ってランプの電極に大きな電流が流れるため、ランプの
電極を痛め、ランプの寿命が短くなる。ランプ電流を抑
えれば電極の損傷を軽減できるが、そうすると、ランプ
輝度の立ち上がりが遅くなり、装置の使い勝手が悪くな
る。

【０００５】そこで、この発明は、点灯直後の点灯開始
時にランプに定常電流より大きい電流を流しても、ラン
プの電極の損傷を軽減することができ、ランプを長寿命
化することができるようにしたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のランプ駆動装
置は、ランプに点灯パルスを印加するイグナイターと、
ランプに交流電流を供給するランプ駆動部と、ランプが
点灯した直後の点灯開始時には、前記交流電流であるラ
ンプ電流を定常電流より大きい電流に設定するととも
に、前記交流電流の周波数であるランプ駆動周波数を定
常周波数より低い周波数に設定し、その後、ランプ電流
を定常電流にするとともに、ランプ駆動周波数を定常周
波数にするランプ駆動制御部と、を備えることを特徴と
する。

【０００７】ランプの電極は、大きい電流を流すほど、
また、その電流の周波数であるランプ駆動周波数が高い
ほど、損傷が大きくなる。

【０００８】上記の構成の、この発明のランプ駆動装置
では、点灯開始時、ランプ電流を定常電流より大きくす
るものの、同時に、ランプ駆動周波数を定常周波数より
低くするので、ランプの電極の損傷が軽減され、ランプ
が長寿命化する。

【０００９】しかも、ランプ電流は定常電流より大きく
するので、ランプ輝度の立ち上がりが早くなり、装置の
使い勝手が良くなる。また、ランプ駆動周波数を低くす
るとフリッカーを生じるが、ランプ駆動周波数を低くす
るのは点灯開始時だけであるので、フリッカーは問題に
ならない。

【００１０】

【発明の実施の形態】〔ランプ駆動装置の実施形態：図
１、図２〕図１は、この発明のランプ駆動装置の一実施
形態を示す。

【００１１】ランプ１は、例えば高圧水銀ランプで、電
極１ａ，１ｂ間に５〜２０ｋＶ程度の点灯パルスが印加
されることによって点灯する。

【００１２】この実施形態は、ランプ１が投射型表示装
置の照明用光源である場合で、ランプ１はリフレクタ２
の中心部に装着接続される。

【００１３】後述のように、装置の電源（主電源）がオ
ンにされると、タイマー１１がセットされ、コントロー
ラ１２によってイグナイター１３が駆動されて、イグナ
イター１３からランプ１に点灯パルスが印加される。

【００１４】電源系としては、電源コンセントに差し込
まれた電源プラグ４からの交流電源入力が、アクティブ
フィルタなどによって構成された直流電源回路２１に供
給され、直流電源回路２１の入力部に接続された待機電
源回路２２から、システムコントローラ４１などに供給
される待機電源が得られる。

【００１５】直流電源回路２１には、主電源スイッチが
設けられ、装置の電源がオンにされることによって、こ
の主電源スイッチがオンにされて、直流電源回路２１か
ら、３００〜４００Ｖ程度の直流電圧Ｖａが得られる。

【００１６】この直流電圧Ｖａは、ダウンコンバータ２
３において、コントローラ２４からのスイッチング信号
によって５０〜１００ｋＨｚ程度でスイッチングされた
後、整流平滑されて、ランプ１の駆動に必要な５０〜１
００Ｖ程度の直流電圧Ｖｂに変換される。

【００１７】この直流電圧Ｖｂは、フルブリッジ２５に
供給され、コントローラ２６による制御によって、フル
ブリッジ２５から、後述のような電流値および周波数の
交流電流Ｉｃが得られ、この交流電流Ｉｃが、駆動電流
として、ランプ１に供給される。

【００１８】電流検出回路２７では、ランプ電流、すな
わちランプ１の電極１ａ，１ｂ間に流れる電流が検出さ
れ、電圧検出回路２８では、ランプ電圧、すなわちラン
プ１の電極１ａ，１ｂ間の電圧が検出され、電力検出回
路２９において、電流検出回路２７のランプ電流検出値
Ｄｉと電圧検出回路２８のランプ電圧検出値Ｄｖとか
ら、ランプ電力が検出される。

【００１９】この電力検出回路２９のランプ電力検出値
は、コントローラ２４に供給され、コントローラ２４に
よって、ランプ電力が一定に保持されるように、例えば
ダウンコンバータ２３でのスイッチングのパルス幅が変
調され、フルブリッジ２５からランプ１に供給される交
流電流Ｉｃの電流値が制御される。

【００２０】コントローラ２６は、例えば、発振回路３
１に抵抗Ｒａおよび容量Ｃａ，Ｃｂが接続され、容量Ｃ
ｂにスイッチング用のトランジスタ３２が接続されて、
構成される。

【００２１】電圧検出回路２８では、上記のようにラン
プ電圧が検出され、ランプ電圧検出値Ｄｖが得られると
ともに、このランプ電圧検出値Ｄｖが、コンパレータに
より閾値と比較されることによって、ランプ電圧が閾値
以下であるときには高レベルとなり、閾値を超えるとき
には低レベルとなる検出信号Ｄｃが得られ、この検出信
号Ｄｃが、コントローラ２６のトランジスタ３２に供給
される。

【００２２】したがって、ランプ電圧が閾値以下である
ときには、トランジスタ３２がオンとなって、発振回路
３１に容量ＣａおよびＣｂが並列に接続され、発振回路
３１の発振周波数、すなわちフルブリッジ２５の出力交
流電流Ｉｃの周波数が、後述の低い周波数とされる。

【００２３】ランプ電圧が閾値を超えるときには、トラ
ンジスタ３２がオフとなって、発振回路３１に容量Ｃａ
のみが接続され、発振回路３１の発振周波数、すなわち
フルブリッジ２５の出力交流電流Ｉｃの周波数が、後述
の定常周波数とされる。

【００２４】システムコントローラ４１は、マイクロコ
ンピュータなどによって、ＣＰＵ、ＣＰＵが実行すべき
プログラムや必要な固定データが書き込まれたＲＯＭ、
およびＣＰＵのワークエリアなどとして機能するＲＡＭ
などを有するものとして構成される。

【００２５】システムコントローラ４１には、操作部４
２として、パネル操作部や、リモートコマンダからの赤
外線リモートコマンド信号を受信する赤外線受光部が接
続される。

【００２６】上述したランプ駆動装置では、待機電源が
投入されている状態で、ユーザが操作部４２で電源をオ
ンにすると、システムコントローラ４１によってタイマ
ー１１がセットされ、コントローラ１２によってイグナ
イター１３が駆動されて、タイマー１１によって設定さ
れた期間において、イグナイター１３からランプ１に５
〜２０ｋＶ程度の点灯パルスが印加され、ランプ１が点
灯する。

【００２７】ランプ１が点灯すると、ランプ１は、フル
ブリッジ２５の出力の交流電流Ｉｃによって駆動され
る。

【００２８】この場合、図２に示すように、ランプ点灯
時点ｔｏの直後においては、ランプ電流（交流電流Ｉ
ｃ）が、定常電流値Ｉｓより大きい電流値Ｉａに設定さ
れるとともに、点灯直後は、ランプ電圧が閾値Ｖｔｈよ
り低く、電圧検出回路２８の出力の検出信号Ｄｃが高レ
ベルＶＨとなって、コントローラ２６のトランジスタ３
２がオンとなることから、ランプ駆動周波数（交流電流
Ｉｃの周波数）が、定常周波数ｆｓより低い周波数ｆａ
となる。

【００２９】一例として、ランプ電力が１２０Ｗで、定
常電流値Ｉｓが１．８Ａ、定常周波数ｆｓが１７０Ｈｚ
とされるランプでは、点灯直後の電流値Ｉａは３Ａ程
度、点灯直後の駆動周波数ｆａは５０Ｈｚ程度に設定さ
れる。

【００３０】駆動周波数が低すぎると、点灯を維持する
ことができないが、数１０Ｈｚ以上であれば、点灯を維
持することができる。また、駆動周波数が数１０Ｈｚで
あるとフリッカーを生じるが、点灯直後であるので、フ
リッカーは問題とならない。

【００３１】点灯時点ｔｏから、ある時間が経過する
と、ランプ電圧が上昇し、これに伴って、上述したよう
にランプ電力が一定に保持されるようにランプ電流が制
御されることによって、ランプ電流が低下する。

【００３２】さらに時間が経過すると、時点ｔｓにおい
て、ランプ電圧が閾値Ｖｔｈを超えて、電圧検出回路２
８の出力の検出信号Ｄｃが低レベルＶＬとなり、コント
ローラ２６のトランジスタ３２がオフになって、ランプ
駆動周波数が定常周波数ｆｓに切り替わる。このとき、
ランプ電流も定常電流値Ｉｓとなる。

【００３３】以上のように、この実施形態のランプ駆動
装置では、点灯開始時、ランプ駆動周波数を定常周波数
ｆｓより低い周波数ｆａにするので、ランプ１の電極１
ａ，１ｂの損傷を軽減することができ、ランプ１を長寿
命化することができる。

【００３４】しかも、点灯開始時、ランプ電流は定常電
流値Ｉｓより大きい電流値Ｉａにするので、ランプ輝度
の立ち上がりが早くなり、装置の使い勝手が良くなる。

【００３５】さらに、ランプ駆動周波数を低くするのは
点灯開始時だけであるので、フリッカーが問題となるこ
とはない。

【００３６】駆動周波数は、ランプの種類や定格などに
よるが、例えば、定常周波数を４００Ｈｚとする場合、
点灯開始時、３００Ｈｚにするだけでも、ランプの長寿
命化を実現することができる。

【００３７】図１の実施形態は、ランプ駆動周波数を低
周波数ｆａから定常周波数ｆｓに切り替える場合である
が、図２に破線で示すように、ランプ駆動周波数を低周
波数ｆａから徐々に定常周波数ｆｓに移行させることも
できる。

【００３８】〔投射型表示装置の実施形態…図３〕図３
は、この発明の投射型表示装置の一実施形態を示し、液
晶ライトバルブとして透過型の液晶パネルを用い、かつ
前面投射型表示装置とした場合である。

【００３９】この実施形態の投射型表示装置１００で
は、キャビネット内に、上述した実施形態のランプ駆動
装置１０が配される。

【００４０】照明光学系５０では、ランプ１からの無偏
光の白色光が、一部は直接、残部はリフレクタ２で反射
して、対向する一対のマルチレンズアレイ５１および５
２を透過することによって、光束中心に垂直な平面上の
一定領域内で均一な強度分布を有する光束に変換され
る。さらに、その光束は、偏光変換素子５３によって無
偏光の光が直線偏光の光に変換され、コンデンサレンズ
５４を介して照明光学系５０から出射する。

【００４１】照明光学系５０から出射した光束は、ダイ
クロイックミラー６１によって、赤の色光６Ｒと緑およ
び青の色光６ＧＢとに分離され、赤の色光６Ｒが、ミラ
ー６２で反射して、コンデンサレンズ７１Ｒを介して、
赤用の液晶ライトバルブ７３Ｒに入射する。

【００４２】また、緑および青の色光６ＧＢは、ダイク
ロイックミラー６３によって、緑の色光６Ｇと青の色光
６Ｂとに分離され、緑の色光６Ｇが、コンデンサレンズ
７１Ｇを介して、緑用の液晶ライトバルブ７３Ｇに入射
し、青の色光６Ｂが、リレーレンズ６４、ミラー６５、
リレーレンズ６６、ミラー６７およびコンデンサレンズ
７１Ｂを介して、青用の液晶ライトバルブ７３Ｂに入射
する。

【００４３】液晶ライトバルブ７３Ｒ，７３Ｇ，７３Ｂ
は、それぞれ透過型の液晶パネルによって構成され、そ
れぞれ赤、緑、青の色信号によって画像が書き込まれ
る。

【００４４】分離された赤、緑、青の色光６Ｒ，６Ｇ，
６Ｂは、それぞれ液晶ライトバルブ７３Ｒ，７３Ｇ，７
３Ｂによって変調されて、赤、緑、青の画像光７Ｒ，７
Ｇ，７Ｂに変換され、その画像光７Ｒ，７Ｇ，７Ｂが、
ダイクロイックプリズム７５によって合成され、合成後
の画像光８が、投射レンズ８１によってスクリーン１１
０上に拡大投影される。

【００４５】上述した実施形態は、透過型の、かつ前面
投射型の液晶プロジェクタとして構成した場合である
が、反射型の液晶プロジェクタ、または背面投射型の液
晶プロジェクタとして構成することもできる。

【００４６】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、点
灯直後の点灯開始時にランプに定常電流より大きい電流
を流しても、ランプの電極の損傷を軽減することがで
き、ランプを長寿命化することができる。また、投射型
表示装置としては、ランプを頻繁に交換する必要がなく
なるので、装置の使い勝手が良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のランプ駆動装置の一実施形態を示す
図である。

【図２】図１のランプ駆動装置の動作の説明に供する図
である。

【図３】この発明の投射型表示装置の一実施形態を示す
図である。

【符号の説明】

主要部については図中に全て記述したので、ここでは省
略する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ Ｈ０５Ｂ 41/18 Ｈ０５Ｂ 41/18 Ｔ 41/282 41/29 Ｃ Ｆターム(参考） 2H088 EA12 HA28 MA06 MA20 2H091 FA41Z GA11 GA12 LA16 LA30 MA07 3K072 AA13 AC01 AC11 BA05 CA16 CB02 DD03 DD07 DE02 DE04 DE06 GA01 GB03 GB18 HA06 HA10 3K083 AA04 AA17 AA45 BA05 BA25 BA26 BA33 BA36 BC01 BC33 BD03 BD04 BD16 BD22 BD25 BE05 CA33 5C058 BA29 EA26 EA51

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ランプに点灯パルスを印加するイグナイタ
   ーと、 ランプに交流電流を供給するランプ駆動部と、 ランプが点灯した直後の点灯開始時には、前記交流電流
   であるランプ電流を定常電流より大きい電流に設定する
   とともに、前記交流電流の周波数であるランプ駆動周波
   数を定常周波数より低い周波数に設定し、その後、ラン
   プ電流を定常電流にするとともに、ランプ駆動周波数を
   定常周波数にするランプ駆動制御部と、を備えることを
   特徴とするランプ駆動装置。
2. 【請求項２】液晶ライトバルブを照明する光源としての
   ランプを駆動する装置として、請求項１記載のランプ駆
   動装置を備える投射型表示装置。