JP2003347075A - ランプ点灯装置及びそれを用いたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランプのＡＣ駆動時においてランプ駆動電流
の過渡応答時間を速くしたランプ点灯装置を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 直流電圧を交流電圧に変換し該交流電圧
により放電ランプ８０の駆動を行うＡＣ駆動回路５０
と、ＡＣ駆動回路５０に接続され放電ランプ８０の起動
時に放電ランプに高電圧を印加するイグナイタ回路７０
とを有する。ＡＣ駆動回路５０の出力端と放電ランプ８
０との間の電流通路２７９内に放電ランプ８０と直列に
接続される少なくとも１つのインダクターＬａに直列に
接続される少なくとも１つの抵抗ｒを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はランプ点灯装置及び
これを用いたプロジェクタに関し、特に、液晶デバイス
やＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃ
ｅ）を用いたプロジェクタに用いられる放電ランプの点
灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶デバイスやＤＭＤを用いて画像を光
学的に投射し表示させるプロジェクタの光源として、キ
セノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ラン
プなどの放電ランプが用いられている。これらの放電ラ
ンプは、そのガスや金属によって分光分布、輝度分布、
配光分布、電気特性等を異にし、プロジェクタの設計仕
様に適したランプが選択される。また、放電ランプの電
極は、ショートアークランプが望ましく、これは非常に
高い放射輝度を発生することによる。

【０００３】一般に放電ランプを点灯させるには、
（１）ランプ起動時にランプ電極間に高電圧を印加して
絶縁破壊を起こし放電路を形成するステップ、（２）ラ
ンプの電極間にグロー放電電流を流しアーク放電に移行
させるステップ、（３）アーク放電を安定化させそれを
維持するステップを必要とする。このため、放電ランプ
を点灯させる点灯装置は、放電ランプの起動を行うイグ
ナイタ回路と放電ランプへ安定的に電力を供給する回路
とを含んで構成される。

【０００４】図８は従来のプロジェクタに用いられる一
般的なランプ点灯方式の一構成例を示すブロック図であ
る。同図において、ランプ点灯装置は、交流電源２１０
からの交流電圧を整流・平滑化する整流・平滑化回路２
２０、放電ランプ２８０に安定的な電力を供給する電力
供給回路２３０、電力供給回路２３０の電力供給を制御
するＰＷＭ制御回路２４０、放電ランプ２８０をＡＣ駆
動するＡＣ駆動回路２５０、各部の制御を行う制御回路
部２６０、および放電ランプ２８０の起動（若しくは点
火）を行うためのイグナイタ回路２７０を含む。

【０００５】交流電源２１０からの交流電圧は整流・平
滑化回路２１０により直流電圧に変換され、この直流電
圧は、ＰＷＭ制御回路２４０の制御により電力供給回路
２３０において昇圧または降圧される。電力供給回路２
３０の出力端はＡＣ駆動回路２５０に接続され、制御部
２６０は、ＰＷＭ制御回路２４０およびＡＣ駆動回路２
５０を制御し、放電ランプ２８０を起動させかつＡＣ駆
動させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ランプ点灯装置には次のような課題がある。図９にイグ
ナイタ回路２７０の一構成例を示す。放電ランプ２８０
の起動時、ＰＷＭ制御回路２４０によって制御された電
力供給回路２３０は約２５０ないし３７０ボルトの電圧
を供給し、この電圧はＡＣ駆動回路２５０を介してイグ
ナイタ回路２７０に供給される。ＡＣ駆動回路２５０の
高電位側出力からダイオード２７１を介してコンデンサ
２７２に電流が蓄積され、この電圧が一定値を超えると
トリガー素子２７３が導通し、トランス２７４の一次側
コイルに電流が流され、これによって二次側コイルに発
生された電流がダイオード２７５を介してコンデンサ２
７６に充電される。コンデンサ２７６の電圧がバリスタ
２７７のしきい値を越えると、トランス２７８の一次側
コイルに電流が流れ、これによって二次側コイルに非常
に高い十数キロボルトの電圧が発生される。そして、放
電ランプ２８０の端子間に絶縁破壊が生じ、グロー放電
が開始される。

【０００７】放電ランプ２８０の起動（点火）後、電力
供給回路２３０の出力端はランプ放電初期電圧に降圧さ
れ、その直流電圧はＡＣ駆動回路２５０によって交流電
圧に変換され、放電ランプ２８０のＡＣ駆動が行われ
る。ＡＣ駆動回路２５０の出力端と放電ランプ２８０と
の間の電流通路内には、トランス２７８の二次側コイル
Ｌａが介在し（あるいは、これ以外にノイズ除去用のイ
ンダクター、共振用インダクターあるいは電力蓄積用の
インダクターが存在することがある）、インダクターＬ
ａの介在により、リンギング、オーバーシュートあるい
はアンダーシュートが生じ、図１０に示すようにランプ
駆動電流の過渡応答時間が緩やかとなる。すなわちラン
プ駆動電流の立上りと立下りが緩やかとなり、結果とし
てその立上りと立下がり期間Ｔｄが長くなってしまう。
期間Ｔｄが長くなると、放電ランプの光量に明暗が発生
し、この状態でプロジェクタの光源に使用されると、投
影画像にチラツキが発生したり、またプロジェクタの映
像同期信号Ｈ、Ｖとの関係で、映像にビート等の映像ノ
イズが生じたり、グレースケールにおいてはスムースな
階調等を再現することができないという課題がある。

【０００８】特に、単板式ＤＬＰを用いたプロジェクタ
において、放電ランプ２８０のＡＣ駆動のタイミング
は、放電ランプの白色光からＲ、Ｇ、Ｂ（又はＲＧＢ
Ｗ）の波長の光を取り出すタイミングと同期させる必要
がある。つまり、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルターを配列
したカラーホイールを回転させ、これに放電ランプから
の白色光を入射させるとき、カラーフィルターの境界に
おいて必ずしもＲ、Ｇ、Ｂの純粋な波長が得られず混在
した波長が存在するため、この境界部分とランプ駆動電
流の極性を反転させるタイミングとを同期させている。
このため、インダクターによるランプ駆動電流の立上り
や立下りが緩やかでその期間Ｔｄ時間が長いと、その期
間において有効な光量を得ることができない等不便であ
った。また、ランプのＡＣ駆動周波数をカラーフィルタ
ーの回転と同期させる必要があるため、ランプの最適駆
動周波数に合わせることができなく、ランプ寿命の短命
化やアークのチラツキ等が発生するといった不都合があ
った。

【０００９】そこで本発明は上記従来技術の課題を解決
し、ランプのＡＣ駆動時においてランプ駆動電流の過渡
応答時間を速くしたランプ点灯装置を提供することを目
的とする。本発明の他の目的は、ランプ駆動電流の立上
りと立下りを急峻にし、立上りと立下りの期間を映像処
理時間に比較して十分に短くでき、またオーバーシュー
トやリンギング等を軽減することができるようなランプ
点灯装置およびこれを用いたプロジェクタを提供するこ
とである。本発明の他の目的は、映像信号についての画
像処理時間やカラーフィルターの動作と非同期で動作可
能なランプ点灯装置を提供することである。本発明の他
の目的は、ランプの寿命や特性に合った最適周波数でラ
ンプをＡＣ駆動することが可能なランプ点灯装置を提供
することである。本発明に他の目的は、投射映像にチラ
ツキや映像ノイズの発生を抑制したプロジェクタを提供
することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、交流電圧
をランプに印加してランプの交流駆動を行うランプ点灯
装置において、前記ランプの起動時に前記ランプに高電
圧を印加する電圧印加部と、前記ランプの交流駆動時に
前記ランプに交流電圧を印加する電流通路とを含み、前
記電流通路内に少なくとも１つのインダクターとこれに
直列に電気的接続された少なくとも１つの抵抗とが介在
されるものである。

【００１１】好ましくは前記少なくとも１つのインダク
ターと前記少なくとも１つの抵抗とを含む電流通路にお
ける過渡応答時の時定数を２０マイクロ秒以下にする。
実験的および経験則から２０マイクロ秒以下の時定数と
することで、ＲＬ直列回路における過渡現象が速く収束
する。つまり、ランプへの駆動電流の立上り・立下りが
速くなり、その期間Ｔｄを小さくすることができる。ま
たこれによって、映像同期信号（Ｈ、Ｖ）との関係によ
り映像ノイズを無視することができる。

【００１２】好ましくは少なくとも１つの抵抗は、前記
インダクターの巻線抵抗値を選択することにより得るよ
うにしてもよい。巻線抵抗値は、おおよそ１オーム以下
に選定されることが望ましい。これは、発熱及び高圧印
加時において抵抗による電力の損失を防ぐためである。

【００１３】少なくとも１つのインダクター及び前記少
なくとも１つの抵抗は絶縁性樹脂コンパウンド内に収容
されるようにしてもよい。絶縁性樹脂コンパウンドは、
例えはシリコンコンパウンドである。抵抗は、インダク
ターの巻線抵抗であっても、それに代えて別個に抵抗を
設けてもよい。抵抗値は１オーム以下であることが望ま
しい。抵抗が大きいと、そこを流れる電流による発熱が
生じ、その部分の熱膨張が原因でコンパウンドにクラッ
クが生じてしまうからである。

【００１４】第２の発明は、交流電圧をランプに印加し
てランプの交流駆動を行うランプ点灯装置であって、前
記ランプの起動時に前記ランプに高電圧を印加する電圧
印加部と、前記ランプの交流駆動時に前記ランプに交流
電圧を印加する電流通路とを含み、前記電流通路内に少
なくとも１つのインダクターとこれに直列に接続された
少なくとも１つの抵抗とが介在され、前記少なくとも１
つのインダクターが絶縁性樹脂材内に収容され、前記少
なくとも１つの抵抗が前記絶縁性樹脂の外に接続される
外部抵抗を含むものである。

【００１５】好ましくは、少なくとも１つの抵抗は前記
絶縁性樹脂内に内部抵抗を含む。前記外部抵抗の抵抗値
は前記内部抵抗の抵抗値の少なくとも１０倍以上である
ことが望ましい。絶縁性樹脂内の抵抗を小さくして樹脂
内での発熱を小さくし、外部抵抗によって時定数を小さ
くし、過渡応答を速くする。

【００１６】好ましくは、前記外部抵抗と並列にスイッ
チ手段が接続され、該スイッチ手段は前記交流電圧の周
波数に同期し、前記交流駆動電圧の過渡期間中に前記外
部抵抗に電流を流させるようにしてもよい。つまり、交
流電圧の過渡期間中に抵抗を働かせ、駆動電流の立上り
・立下りを急峻にし、それ以外の期間は抵抗を短絡さ
せ、無駄な損失を抑制する。前記スイッチ手段は、半導
体スイッチング素子を用いることができ、好ましくはＧ
ＴＯサイリスタを用いることができる。但し、それ以外
にＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタ等を使
用しても良い。

【００１７】前記ランプ点灯装置は、直流電圧を交流電
圧に変換し、該交流電圧を前記イグナイタ回路の前記電
流通路へ供給する駆動回路を有し、前記駆動回路は、直
流電圧を交流電圧に変換するＭＯＳトランジスタを含
み、前記ＭＯＳトランジスタが導通するときの抵抗値を
選択することで前記外部抵抗を提供するようにすること
もできる。

【００１８】好ましくは、前記外部抵抗は３オーム以下
である。また、少なくとも１つのインダクターは、ラン
プの直列に接続されランプに高電圧を印加させるための
インダクターであってもよい。好ましくは、前記少なく
とも１つのインダクターは、ノイズを除去するためのイ
ンダクター、ランプの駆動時に電力を蓄積可能なインダ
クターあるいは共振用インダクターを用いることができ
る。さらに、少なくとも１つのインダクターは、ランプ
定格電流の約２／３で飽和する飽和インダクターを用い
ることが望ましい。

【００１９】第３の発明は、直流電圧を交流電圧に変換
し該交流電圧により放電ランプの駆動を行う駆動回路
と、前記駆動回路に接続され前記放電ランプの起動時に
前記放電ランプに高電圧を印加するイグナイタ回路とを
有するランプ点灯装置において、前記駆動回路の出力端
と前記放電ランプとの間の電流通路内に前記放電ランプ
と直列に接続される少なくとも１つのインダクターに直
列に接続される少なくとも１つの抵抗を設け、前記放電
ランプの交流駆動時における前記少なくとも１つのイン
ダクターと前記少なくとも１つの抵抗によって決められ
る時定数を小さくするものである。

【００２０】第４の発明は、ランプと、前記ランプを点
灯させるためのランプ点灯装置と、前記ランプからの光
を少なくともＲ、Ｇ、Ｂの波長を有する光に分別する分
別手段と、前記分別手段からの光を変調する変調手段
と、前記変調手段によって変調された光を投射する投射
手段とを備えたプロジェクタにおいて、ランプ点灯装置
を以下のように構成する。前記ランプ点灯装置は、直流
電圧を交流電圧に変換し該交流電圧により放電ランプの
駆動を行う駆動回路と、前記駆動回路に接続され前記放
電ランプの起動時に前記放電ランプに高電圧を印加する
イグナイタ回路とを有し、前記イグナイタ回路は、前記
ランプの起動時に前記ランプに高電圧を印加する電圧印
加部と、前記ランプの交流駆動時に前記ランプに交流電
圧を印加する電流通路とを含み、前記電流通路内に少な
くとも１つのインダクターとこれに直列に接続された少
なくとも１つの抵抗とを介在させる。

【００２１】ランプ点灯装置におけるＡＣ駆動電流の立
上り・立下りを急峻にすることで、ランプの光量ムラを
抑制し、投影画像のチラツキや映像ノイズを抑制した鮮
明な画像を映し出すことができる。

【００２２】好ましくは、前記駆動回路は前記分別手段
と非同期に動作される。好ましくは、前記分別手段は、
少なくともＲ、Ｇ、Ｂの波長の光を分別可能なカラーフ
ィルターを備え、該カラーフィルターを回転させること
により前記ランプからの光を順次Ｒ、Ｇ、Ｂの光に変換
する。また前記変調手段は、ライトバルブを含み、該ラ
イトバルブはＤＭＤである。

【００２３】駆動回路を分別手段と非同期とすること
で、駆動回路におけるＡＣ駆動電流の周波数は、カラー
ホイールの回転動作による制約を受けないため、ランプ
の寿命や特性に合った最適周波数を設定することができ
る。

【００２４】次に本発明の基本的概念およびその作用に
ついて説明する。図１（ａ）は、本発明に係るランプ点
灯装置においてＡＣ駆動されるランプに接続された電流
通路にインダクターと抵抗とを含む回路を等価的なＲＬ
直列回路で表したものである。

【００２５】ＲＬ直列回路１は、電源Ｅと直列に接続さ
れた抵抗Ｒ、インダクターＬ、及びスイッチＳＷとを有
する。スイッチＳＷの共通端子Ｃを端子Ｔ１または端子
Ｔ２に切り替えることでＲＬ直列回路に過渡現象が生
じ、これはランプを交流駆動するときの電流通路のイン
ダクター及び抵抗の過渡現象と等価である。

【００２６】ＲＬ直列回路１においてスイッチＳＷのコ
モン端子Ｃが端子Ｔ１に接続されると、電源ＥからＲ、
Ｌへ向けて電流ｉが流れ、その過渡応答は次式により表
される。 （１）式の微分方程式を解くと（２）式となる。 時定数をＴ＝Ｌ／Ｒ（ｓ）とすると、ｉ＝（Ｅ／Ｒ）×
０．６３２となる。図１（ｂ）は(２)式の指数曲線を示
し、Ｔ＝Ｌ／Ｒのとき、電流ｉが６３．２％の大きさに
ある。時定数Ｔの値が小さいほど、過渡現象が速く収束
することがわかる。言い換えれば、Ｒを大きくすれば、
Ｔ＝Ｌ／Ｒが小さくなり過渡応答が速くなる。

【００２７】次に、スイッチＳＷのコモン端子Ｃを端子
Ｔ２に接続すると、上記とは反対方向に電流ｉが流れ、
そのときの過渡応答は（３）式で表される。 （３）式の微分方程式を解くと（４）式となり、その指
数曲線を図１（ｃ）に示す。上記と同様に時定数Ｔ＝Ｌ
／Ｒを小さくすることで過渡応答の収束が速くなる。

【００２８】本発明では、上記ＲＬ直列回路１における
過渡現象あるいは過渡応答をランプ点灯装置に適用す
る。すなわち、本発明に係るランプ点灯装置において、
ランプに交流駆動電流を印加する電流通路内に含まれる
インダクターと直列に抵抗を設けることによって、交流
駆動電流の立上り・立下りを急峻にし、その過渡応答を
速くするものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の第
1の実施の形態に係るランプ点灯装置の回路を示す図で
ある。第１の実施の形態に係るランプ点灯装置は、いわ
ゆるＡＣ点灯方式であり、交流電源１０からの交流電圧
を整流・平滑化する整流・平滑化回路２０と、平滑化さ
れた直流電圧を降圧し放電ランプへの電力を供給する電
力供給回路３０と、電力供給回路３０の電力供給を制御
するＰＷＭ制御回路４０と、電力供給回路３０から供給
される直流電圧を交流電圧に変換しこれによって放電ラ
ンプのＡＣ駆動を行うＡＣ駆動回路５０と、各回路を制
御する制御部６０と、放電ランプの起動時に高電圧を放
電ランプに印加するイグナイタ回路７０と、放電ランプ
８０とを含む。好ましくは、ランプ点灯装置は、液晶デ
バイスやＤＬＰデバイスを利用したプロジェクタの光源
部に用いられ、放電ランプには、キセノンランプ、メタ
ルハライドランプ、超高圧水銀ランプなど使用される。

【００３０】電力供給回路３０は、ＭＯＳトランジスタ
３１、パルストランス３２、ダイオード３３、インダク
ター（コイル）３４、コンデンサ３５等を含む。ＭＯＳ
トランジスタ３１のゲートはパルストランス３２の二次
側コイルに接続され、その一次側コイルはＰＷＭ制御回
路３０のＰＷＭ出力信号４１に接続される。ＰＷＭ出力
信号４１から出力されるパルス信号に応答してＭＯＳト
ランジスタ２１のオン・オフが制御され、直流電圧の降
圧が行われる。インダクター３４及びコンデンサ３５
は、変圧された直流電圧から脈動する成分を取り除き平
滑化された直流電圧を供給する。

【００３１】ＰＷＭ制御回路４０は、コントロールユニ
ット４２、電力演算回路４３、増幅回路４４を含む。コ
ントロールユニット４２は、スイッチＳＷ１を閉じるこ
とによって動作を開始し、スイッチＳＷ１は制御部６０
からの制御信号６１によって制御される。増幅回路４４
の入力は、電流検出用の抵抗Ｒ１の一端に接続され電力
供給回路３０におけるランプ電流を検知し、これを電力
演算回路４３へ出力する。また電力演算回路４３の他方
の入力には、電源ライン間を抵抗Ｒ２、Ｒ３で分割して
検出されたランプ電圧が入力される。コントロールユニ
ット４２は、電力演算回路４３によって演算された電力
情報に基づき放電ランプ８０の動作に必要な電力が供給
されるように電力供給回路３０を制御する。

【００３２】ＡＣ駆動回路５０は、電力供給回路３０に
接続され、直流電圧を交流電圧に変換するためのＣＭＯ
ＳトランジスタＱ１、Ｑ２とＱ３、Ｑ４とを有する。Ｃ
ＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ２と、ＣＭＯＳトランジス
タＱ３、Ｑ４により一対のＣＭＯＳインバータを構成
し、それらのゲート電極は制御部６０からの駆動信号６
４を介して相補的に駆動される。従って、トランジスタ
Ｑ１、Ｑ４がオンするときトランジスタＱ２、Ｑ３がオ
フであり、反対にトランジスタＱ２、Ｑ３がオンすると
き、トランジスタＱ１、Ｑ４がオフである。こうして電
力供給回路３０からの直流電圧は各インバータによって
交流電圧に変換され、放電ランプ８０に印加される。直
流−交流の変換周波数は制御部６０からの駆動信号のパ
ルス周波数を可変することによって任意に選択すること
が可能である。

【００３３】制御部６０は、スイッチＳＷ１のオン、オ
フを制御する制御信号６１、コンバータ同期信号６３に
基づきＡＣ駆動回路５０を駆動制御する駆動信号６４と
を出力する。さらに制御部６０は各部の動作を制御する
ためのタイマー回路、シーケンス回路等を含む。

【００３４】各インバータの出力は、イグナイタ回路７
０に接続される。イグナイタ回路７０は、放電ランプ８
０の起動（着火）時に高電圧を発生させるパルストラン
ス２７４、２７８およびその他の回路素子を含み、ま
た、放電ランプ８０のＡＣ駆動時に交流電流を放電ラン
プ８０に供給するための電流通路２７９を含む。

【００３５】本実施の形態では、放電ランプ８０に直列
接続されたパルストランス２７８の二次側インダクター
Ｌａに直列に接続される抵抗ｒを付加し、放電ランプ８
０のＡＣ駆動時におけるＲＬ直列回路の過渡応答を速く
させる。上述したようにＲＬ直列回路の時定数をＴ＝Ｌ
／ｒとすることで、放電ランプ８０に印加される交流駆
動電流の立上がり及び立下りを急峻にすることが可能で
ある。時定数Ｔは、本発明者による実験的及び経験則か
ら２０μ秒以下であることが望ましく、インダクターＬ
ａと抵抗ｒを適宜選択することで時定数を決定する。

【００３６】イグナイタ回路７０は、好ましくは絶縁性
の樹脂等（例えばシリコンコンパウンド）によってポッ
テイングされ、外部と電気的に絶縁される。あるいは図
２の破線で示すように、選択的にコイル２７８を含む部
分をポッテイングして樹脂コンパウンド部分（樹脂ポッ
テイング部分）２７８ａを形成するようにしても良い。

【００３７】抵抗ｒは、絶縁性樹脂材でポッテイングさ
れた部分２７８ａ内に挿入することができる。この場
合、インダクターＬａと個別に抵抗ｒを設けることも可
能であるが、インダクターＬａの巻線を調整しその巻線
の内部抵抗値から得られる抵抗を抵抗ｒとしても良い。
抵抗ｒは、ランプ電流の通電時に発熱し、その発熱量が
大きいと樹脂コンパウンド部分２７８ａに熱的原因によ
ってクラック等を引き起こすおそれがある。このため、
抵抗ｒは比較的小さな値を選択する必要があり、好まし
くは、通常０．２オーム程度であり、少なくとも１オー
ム以下が望ましい。イグナイタ回路７０のその他の構成
は図９のものと基本的に同じである。

【００３８】次に、本実施の形態に係るランプ駆動装置
の動作を説明する。放電ランプ８０に高電圧が印加され
る前、スイッチＳＷ１は開いた状態にある。交流電源１
０からの交流電圧が整流・平滑化回路２０により直流電
圧に変換され、制御部６０からの制御信号６１によりス
イッチＳＷ１がオンされると、ＰＷＭ制御回路４０から
ＰＷＭ出力信号４１がパルストランス３２へ出力され、
これによってＭＯＳトランジスタ３１のオン・オフが制
御される。電力供給回路３０からは約２５０−３７０ボ
ルトの直流電圧が供給され、このときＡＣ駆動回路５０
は、制御部６０によりトランジスタＱ２、Ｑ３をオン状
態にされる。そしてイグナイタ回路７０のトランス２７
４、２７８によって１０キロ−２０キロボルトの高電圧
が発生され、放電ランプ８０がグロー放電を開始する。

【００３９】電力演算回路４３によりランプ動作電圧Ｐ
３が検出されると、ＰＷＭ出力信号４１によりＭＯＳト
ランジスタ３１が制御され、電力供給回路３０から降圧
された直流電圧が供給される。放電初期時はランプ動作
電圧が低いためランプが安全に動作できる電流制御を行
い、その後、温度上昇と共にランプ動作電圧が上昇（例
えば６５ボルト）した時点で電力（ワット）制御に切り
替える。他方、制御部６０は駆動信号６４によりＡＣ駆
動回路５０のインバータ駆動を開始させ、直流電圧を交
流電圧に変換させる。これによってＡＣ駆動回路５０の
出力端から電流通路２７９を介して放電ランプ８０の電
極間に交番電流あるいは交番電圧が印加される。このと
き、トリガー素子２７３はしきい値電圧を２００ボルト
程度としているため、トリガー素子２７３は動作せず、
ＡＣ駆動回路５０からの交流電流がトランス２７４側へ
流れ込むことはない。

【００４０】以上のようにインダクターＬａに抵抗ｒを
直列に接続させたことで時定数を小さくし、放電ランプ
８０の交流駆動電流の過渡応答を速くすることができ
る。言い換えれば、交流駆動される放電ランプの交流電
流の立上り及び立下りを急峻にし、従来の図１０に示す
ような期間Ｔｄを小さくすることができる。

【００４１】上記実施の態様は、インダクターＬａが電
流通路２７９に含まれる場合を示したが、インダクター
はこれに限らず電流通路２７９に含まれる複数のインダ
クターであっても良い。図３は、イグナイタ回路７０の
電流通路２７９内にインダクターＬｂを接続した例であ
る。インダクターＬｂは、放電ランプ８０のＡＣ駆動時
に電流の戻りを抑制して電力を蓄積し放電ランプ８０が
消えにくくさせるものである。この場合にも、時定数Ｔ
＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／ｒを２０マイクロ秒以下にすること
が望ましい。図４は、さらにノイズ除去用の一対のイン
ダクターＬｃをＡＣ駆動回路５０の出力端とイグナイタ
回路７０の間に設けたものである。図３及び図４に示す
ようなインダクターＬｂ、Ｌｃが電流通路２７９に含ま
れる回路においても本発明が有効に作用することは言う
までもない。さらに、上記以外のインダクターとして共
振用インダクターや飽和インダクターを含むものであっ
ても良い。

【００４２】次に本発明の第２の実施の形態に係るラン
プ点灯装置について説明する。本実施の形態に係るイグ
ナイタ回路７０は、図５に示すように、樹脂コンパウン
ド２７８ａの外部に外付けの外部抵抗Ｒを付加する。樹
脂コンパウンド２７８ａ内の抵抗ｒが大きいと、その発
熱量（Ｗ＝Ｉ^２ｒ）が大きくなり、絶縁材でポッテイン
グされたコイルでは放熱の問題や、温度上昇による熱膨
張係数の差から絶縁材にクラックを生じさせ絶縁材を劣
化させるという問題を引き起こす。そこで、本実施の形
態では、樹脂コンパウンド２７８ａの外部に外付けの抵
抗Ｒを直列に接続する。

【００４３】外付けの外部抵抗Ｒを付加することで、時
定数はＴ＝Ｌ／（Ｒ＋ｒ）となり、より時定数を小さく
することで過渡応答を速くすることができ、その一方で
樹脂コンパウンド２７８ａにおける抵抗の発熱の問題を
回避することができる。なお、内部抵抗ｒは、巻線の内
部抵抗を用いることができる。あるいは抵抗ｒを除去し
外部抵抗Ｒのみを用いるようにすることも可能である。
本実施の形態では、外部抵抗Ｒを約２オーム、内部抵抗
ｒを約０．２オームにする。好ましくは外部抵抗の抵抗
値を内部抵抗の抵抗値の少なくとも１０倍以上にする。

【００４４】本発明の第３の実施の形態に係るイグナイ
タ回路を図６に示す。本実施の形態では、第２の実施の
形態における外付け抵抗Ｒと並列にスイッチＳＷ２を接
続する。スイッチＳＷ２は、初期点灯時からランプ電流
が安定するまで閉じられ、この間外部抵抗Ｒをショート
させる。次にランプ電流が安定したら、スイッチＳＷ２
は図７（ｂ）に示すようにランプの交流電圧の立上り及
び立下りの過渡期間に同期して開かれ、その期間だけ外
部抵抗Ｒに電流を流させ、抵抗Ｒを作用させる。これに
より、時定数がＴ＝Ｌ／（ｒ＋Ｒ）となり、ランプ電流
の立下りおよび立上りが速くなる。過渡時のみ外部抵抗
Ｒに電流を流すことで抵抗による発熱量を抑制すること
ができ、定格電力の小さな抵抗を用いることができ、装
置を小型化、安価にすることができる。

【００４５】ランプ電圧は、図７(ａ)に示すように過渡
時に一定期間オフとなる期間Ｔｏｆｆを含む。これは、
ＡＣ駆動回路５０がインバータの貫通電流を防止するた
めにトランジスタＱ１ないしＱ４をすべて一定期間オフ
にするためである。このため、スイッチＳＷ２がオフす
る期間すなわち外部抵抗Ｒがオンする期間Ｔｏｎは、Ｔ
ｏｆｆよりも大きくすることの望ましく、少なくとも期
間Ｔｏｆｆを含む期間において外部抵抗Ｒを時定数に寄
与させることができる。

【００４６】スイッチＳＷ２は、半導体スイッチング素
子を用いても良く、例えばＧＴＯサイリスタ（ゲート・
ターンオフ・サイリスタ）を用いることが望ましい。制
御部６０からの制御パルス信号をＧＴＯサイリスタのゲ
ートに印加し、過渡期間に同期させてサイリスタをオン
・オフさせることができる。あるいは、サイリスタに代
えて他のスイッチング素子（バイポーラトランジスタや
ＭＯＳトランジスタ）を用いることも可能である。

【００４７】また、図７(ａ)の波線はランプ電流を示
し、ＡＣ駆動に際して電流通路２７９内に含まれるイン
ダクターのインダクタンスを適切な値にすることで、電
流の立上りおよび立下りを滑らかにし、電流のオーバー
シュート、アンダーシュート、リンギングを抑制するこ
とができる。例えば、インダクターＬａやＬｂの鉄心を
移動させてインダクタンスを調整するようにしても良い
し、あるいはインダクターと並列にスイッチを接続しＡ
Ｃ駆動時のみ作動するインダクターを設けても良い。こ
の場合、好ましくはランプの定格電流の２／３程度で飽
和する飽和インダクターが望ましい。

【００４８】図５および図６に示す実施の形態におい
て、電流通路２７９内にインダクターＬｂを介在させて
が、必要に応じてインダクターＬｂを除去することも可
能である。あるいは、図４に示すようなインダクターＬ
ｃを単独で用いることもインダクターＬｂと共に用いる
ことも可能である。

【００４９】上記第１ないし第３の実施の形態では、イ
グナイタ回路７０に抵抗ｒあるいは抵抗Ｒを付加した例
を示したが、これらの抵抗ｒあるいは抵抗Ｒは、必ずし
もイグナイタ回路内に配置される必要はない。これらの
抵抗は、ＡＣ駆動に際してランプに電流が印加される電
流通路内にあれば、本質的に本発明の作用効果を奏する
ものである。さらに、本実施の形態で用いたイグナイタ
回路７０は一つの構成例であり、必ずしもこのような構
成に限定されるものではない。インダクターについても
同様に必ずしもイグナイタ回路内に配置される必要はな
く、ランプに接続された電流通路内にあればよい。

【００５０】例えば、ＡＣ駆動回路５０において直流電
圧を交流電圧に変換するＭＯＳトランジスタＱ１、Ｑ３
の導通時のオン抵抗を適切な値に選定することも可能で
ある。例えば、トランジスタＱ１、Ｑ３のオン抵抗をｒ
１とすることで、時定数をＴ＝Ｌ／ｒ１とすることも可
能である。あるいは、樹脂コンパウンド２７８ａ内の抵
抗ｒや外部抵抗Ｒと直列接続させることで、Ｔ＝Ｌ／
（ｒ１＋ｒ）、Ｔ＝Ｌ／（ｒ１＋Ｒ）、あるいはＴ＝Ｌ
／（ｒ１＋ｒ＋Ｒ）とすることも可能である。勿論、外
部抵抗ＲをスイッチＳＷ２と並列接続させてもよい。

【００５１】以上のような実施の形態に係るランプ点灯
装置を液晶デバイスやＤＭＤ等を用いたプロジェクタの
光源に適用することができる。その場合、次のような効
果が期待できる。

【００５２】過渡応答を速くすることでＡＣ駆動回路の
駆動周波数を高周波化することが可能となり、プロジェ
クタのカラーホイールとの同期あるいは他の画像処理信
号の処理時間等との同期を必ずしも取る必要がなくな
る。このため、ランプのフリッカー、アークジャンプ、
電極磨耗、ランプ寿命等を考慮した最適な周波数を用い
てランプ駆動を行うことが可能となる。これによって、
プロジェクタは、ランプの光量のチラツキを抑制し、鮮
明な投射画像を表示することが可能となる。

【００５３】以上、本発明の好ましい実施の形態につい
て詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定され
るものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の
要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能であ
る。例えば、ＡＣ駆動回路と放電ランプ間の電流通路内
にあるインダクターは、必ずしも上記実施の形態の構成
に限られるものではなく、高電圧発生用インダクターや
ノイズ除去用インダクター以外にも共振回路を構成する
共振用インダクターであっても良く、さらに複数のイン
ダクターがある場合に、それらの一部若しくはすべてを
短絡させたり、可変させたりしても良い。インダクター
を短絡させたり、可変するタイミングは、必ずしもすべ
てのインダクターにおいて同時に行う必要はなく、個別
のタイミングで行っても良い。そのタイミングは制御部
のタイマーにより管理しても良いし、あるいはランプ動
作電圧を検出して行ってもよい。さらに、実施の形態で
は、ノイズ除去のためのインダクターＬｃを形式的にＡ
Ｃ駆動回路やイグナイタ回路から分離させているが、こ
れはＡＣ駆動回路に含めても良いし、あるいはイグナイ
タ回路に含めても良い。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、ランプ点灯装置におい
てランプの交流駆動時にランプに交流電圧を印加する電
流通路内に少なくとも１つのインダクターとこれに直列
に接続された少なくとも１つの抵抗とを介在させたこと
により、ランプの交流駆動時の過渡応答を速くし、ラン
プ駆動電流の立上りおよび立下りを急峻にすることがで
き、また駆動電流のオーバーシュートやリンギング等を
軽減することができる。これによって、ランプを高周波
化して駆動することが可能となり、ランプ光量のチラツ
キや明暗を抑制することができる。さらに、このような
ランプ点灯装置をプロジェクタに用いることで、鮮明な
チラツキの少ない投射映像を得ることができる。また、
ランプのＡＣ駆動周波数は、例えばカラーフィルターや
映像信号の処理時間と必ずしも同期を取る必要がなくな
り、プロジェクタ用ランプ点灯装置として幅広い用途で
の使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の基本的概念を説明する図であ
る。

【図２】図２は本発明の第１の実施の形態に係るランプ
点灯装置の回路構成を示す図である。

【図３】図３は図２のイグナイタ回路の変形例を示す回
路図である。

【図４】図４は第２のイグナイタ回路の変形例を示す回
路図である。

【図５】図５は本発明の第２の実施の形態に係るランプ
点灯装置の回路構成を示す図である。

【図６】図６は本発明の第３の実施の形態に係るランプ
点灯装置の回路構成を示す図である。

【図７】図７は図６に示すランプ点灯装置の動作を説明
する図である。

【図８】図８は従来のランプ点灯装置の一構成例を示す
ブロック図である。

【図９】図９は図８のイグナイタ回路の一構成例を示す
回路図である。

【図１０】図１０は従来のランプ点灯装置のランプ電流
の動作波形を示す図である。

【符号の説明】

２０：整流・平滑化回路、 ３０：電力供給
回路、４０：ＰＷＭ制御回路、 ５０：Ａ
Ｃ駆動回路、６０：制御回路、 ７
０：イグナイタ回路、８０：放電ランプ、
２７３、２７８：トランス ２７８ａ：樹脂コンパウンド、 ２７９：電流通
路、Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ：インダクター、 ｒ、Ｒ：抵
抗（外部抵抗）

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） Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｈ０５Ｂ 41/24 Ｆ Ｈ Ｆターム(参考） 2K103 AA01 AA07 AB10 BA17 BC34 CA60 3K072 AA13 AA15 AC01 AC11 BA05 BB01 BC01 BC04 CA03 CA16 DD04 DD08 DE02 DE04 FA04 FA05 FA06 GA03 GB03 GB18 GC04 HA03 HA05 HA07 3K083 AA03 AA64 AA65 BA04 BA12 BA14 BA22 BA25 BA33 BC16 BC37 BC42 BC48 BD03 BD04 BD13 BD16 BD22 BE27 BE32 CA33 CA34 EA09 5C058 AA06 AA18 AB03 BA09 BA29 BA33 BB25 EA26 EA27 EA51

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電圧をランプに印加してランプの交
   流駆動を行うランプ点灯装置であって、 前記ランプの起動時に前記ランプに高電圧を印加する電
   圧印加部と、前記ランプの交流駆動時に前記ランプに交
   流電圧を印加する電流通路とを含み、前記電流通路内に
   少なくとも１つのインダクターとこれに直列に電気的接
   続された少なくとも１つの抵抗とが介在される、ランプ
   点灯装置。
2. 【請求項２】 前記少なくとも１つのインダクターと前
   記少なくとも１つの抵抗とを含む電流通路における過渡
   応答時の時定数を２０マイクロ秒以下にする、請求項１
   に記載のランプ点灯装置。
3. 【請求項３】 前記少なくとも１つの抵抗は、前記イン
   ダクターの巻線抵抗値を選択することにより得られる、
   請求項１または２に記載のランプ点灯装置。
4. 【請求項４】 前記巻線抵抗値は１オーム以下に選定さ
   れる、請求項３に記載のランプ点灯装置。
5. 【請求項５】 前記少なくとも１つのインダクター及び
   前記少なくとも１つの抵抗は絶縁性樹脂材内に収容され
   る、請求項１ないし４いずれかに記載のランプ点灯装
   置。
6. 【請求項６】 交流電圧をランプに印加してランプの交
   流駆動を行うランプ点灯装置であって、 前記ランプの起動時に前記ランプに高電圧を印加する電
   圧印加部と、前記ランプの交流駆動時に前記ランプに交
   流電圧を印加する電流通路とを含み、前記電流通路内に
   少なくとも１つのインダクターとこれに直列に電気的接
   続された少なくとも１つの抵抗とが介在され、 前記少なくとも１つのインダクターが絶縁性樹脂材内に
   収容され、前記少なくとも１つの抵抗が前記絶縁性樹脂
   外に接続された外部抵抗を含む、ランプ点灯装置。
7. 【請求項７】 前記少なくとも１つの抵抗は前記絶縁性
   樹脂内に内部抵抗を含む、請求項６に記載のランプ点灯
   装置。
8. 【請求項８】 前記外部抵抗の抵抗値は前記内部抵抗の
   抵抗値の少なくとも１０倍以上である、請求項７に記載
   のランプ点灯装置。
9. 【請求項９】 前記外部抵抗と並列にスイッチ手段が接
   続され、該スイッチ手段は前記交流電圧の周波数に同期
   し、前記交流駆動電圧の過渡期間において前記外部抵抗
   を作用させる請求項６ないし８いずれかに記載のランプ
   点灯装置。
10. 【請求項１０】 前記スイッチ手段は、前記ランプの起
    動時には閉じ、外部抵抗を短絡する、請求項９に記載の
    ランプ点灯装置。
11. 【請求項１１】 前記スイッチ手段は、半導体素子を用
    いたスイッチを含む、請求項９または１０に記載のラン
    プ点灯装置。
12. 【請求項１２】 前記ランプ点灯装置はイグナイタ回路
    を含み、前記イグナイタ回路は前記電圧印加部およびと
    前記電流通路は、請求項１ないし１１いずれかに記載の
    ランプ点灯装置。
13. 【請求項１３】 前記ランプ点灯装置は、直流電圧を交
    流電圧に変換し、該交流電圧を前記イグナイタ回路の前
    記電流通路へ供給する駆動回路を有し、前記駆動回路
    は、直流電圧を交流電圧に変換するＭＯＳトランジスタ
    を含み、前記外部抵抗は前記ＭＯＳトランジスタが導通
    するときの選択された抵抗によって与えられる、請求項
    ６に記載のランプ点灯装置。
14. 【請求項１４】 前記外部抵抗は３オーム以下である、
    請求項６ないし１３いずれかに記載のランプ点灯装置。
15. 【請求項１５】 前記少なくとも１つのインダクターは
    前記ランプに直列に接続され、前記少なくとも１つのイ
    ンダクターは前記ランプに高電圧を印加させるためのイ
    ンダクターである、請求項１ないし１４いずれかに記載
    のランプ点灯装置。
16. 【請求項１６】 前記少なくとも１つのインダクター
    は、ノイズを除去するためのインダクターである、請求
    項１ないし１４いずれか記載のランプ点灯装置。
17. 【請求項１７】 前記少なくとも１つのインダクター
    は、前記ランプの駆動時に電力を蓄積可能なインダクタ
    ーである、請求項１ないし１４いずれか記載のランプ点
    灯装置。
18. 【請求項１８】 前記少なくとも１つのインダクター
    は、共振用インダクターである、請求項１ないし１４い
    ずれか記載のランプ点灯装置。
19. 【請求項１９】 前記少なくとも１つのインダクター
    は、前記ランプの定格電流の約２／３で飽和する飽和イ
    ンダクターである、請求項１ないし１４いずれか記載の
    ランプ点灯装置。
20. 【請求項２０】 直流電圧を交流電圧に変換し該交流電
    圧により放電ランプの駆動を行う駆動回路と、前記駆動
    回路に接続され前記放電ランプの起動時に前記放電ラン
    プに高電圧を印加するイグナイタ回路とを有するランプ
    点灯装置であって、 前記駆動回路の出力端と前記放電ランプとの間の電流通
    路内に前記放電ランプと直列に接続される少なくとも１
    つのインダクターに直列に接続される少なくとも１つの
    抵抗を設け、前記放電ランプの交流駆動時における前記
    少なくとも１つのインダクターと前記少なくとも１つの
    抵抗によって決められる時定数を小さくする、ランプ点
    灯装置。
21. 【請求項２１】 前記少なくとも１つのインダクター
    は、前記イグナイタ回路に含まれる高電圧を発生させる
    ためのインダクターである、請求項２０に記載のランプ
    点灯装置。
22. 【請求項２２】 ランプと、前記ランプを点灯させるた
    めのランプ点灯装置と、前記ランプからの光を少なくと
    もＲ、Ｇ、Ｂの波長を有する光に分別する分別手段と、
    前記分別手段からの光を変調する変調手段と、前記変調
    手段によって変調された光を投射する投射手段とを備え
    たプロジェクタであって、 前記ランプ点灯装置は、直流電圧を交流電圧に変換し該
    交流電圧により放電ランプの駆動を行う駆動回路と、前
    記駆動回路に接続され前記放電ランプの起動時に前記放
    電ランプに高電圧を印加するイグナイタ回路とを有し、 前記イグナイタ回路は、前記ランプの起動時に前記ラン
    プに高電圧を印加する電圧印加部と、前記ランプの交流
    駆動時に前記ランプに交流電圧を印加する電流通路とを
    含み、前記電流通路内に少なくとも１つのインダクター
    とこれに直列に接続された少なくとも１つの抵抗とを介
    在させる、プロジェクタ。
23. 【請求項２３】 前記駆動回路は前記分別手段と非同期
    に動作される請求項２２に記載のプロジェクタ。
24. 【請求項２４】 前記分別手段は、少なくともＲ、Ｇ、
    Ｂの波長の光を分別可能なカラーフィルターを備え、該
    カラーフィルターを回転させることにより前記ランプか
    らの光を順次Ｒ、Ｇ、Ｂの光に変換する請求項２２また
    は２３に記載のプロジェクタ。
25. 【請求項２５】 前記変調手段は、ライトバルブを含
    み、該ライトバルブはＤＭＤを含む、請求項２２ないし
    ２４いずれか記載のプロジェクタ。