JP2005302479A - 放電ランプ点灯装置およびそれを用いた投射型ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不要輻射の少ない放電ランプ点灯装置を提供する。
【解決手段】 放電ランプ１３のランプ電圧とランプ電流を検出する６，７，１２手段と、そのランプ電圧とランプ電流の検出結果に応じて前記放電ランプ１３への出力電圧及び出力電流を制御する電力制御手段１０とを備えた放電ランプ点灯装置において、前記電力制御手段１０のスイッチング周波数を一定の範囲で時間的に変化させる周波数制御手段４０を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば液晶プロジェクタなどの投射型ディスプレイ装置に好適な放電ランプ点灯装置に係り、特に不要輻射の少ない放電ランプ点灯装置およびそれを用いた投射型ディスプレイ装置に関するものである。

前記投射型ディスプレイ装置の光源としては、変換効率が高く、点光源に近いものが得易いなどの理由から、メタルハライドランプや高圧水銀ランプなどの高圧放電ランプが使用されている。そしてこの高圧放電ランプには、点灯に必要な電圧および電流を供給する専用の放電ランプ点灯装置が使用されている。

従来の放電ランプ点灯装置では、ランプ電圧とランプ電流を検出して供給するランプ電力を制御する電力制御回路と、その電力制御回路の出力を交流に変換する交流変換回路（インバータ回路）と、放電ランプを起動するために高電圧を発生させるイグナイタ回路を備えたものがあった（例えば、下記特許文献１参照）。
特開平１１−２６０５７６号公報

ところで従来の放電ランプ点灯装置では、前記電力制御回路のスイッチング素子には、低損失化を図るためスイッチング速度の速いＭＯＳ−ＦＥＴを使用していた。そのため不要輻射の発生が多いという欠点を有している。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、不要輻射の発生の少ない放電ランプ点灯装置およびそれを用いた投射型ディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の第１の手段は、例えばメタルハライドランプなどの放電ランプのランプ電圧とランプ電流を検出する例えば抵抗器などの手段と、そのランプ電圧とランプ電流の検出結果に応じて前記放電ランプへの出力電圧及び出力電流を制御する電力制御手段とを備えた放電ランプ点灯装置を対象とするものである。

そして前記電力制御手段のスイッチング周波数を一定の範囲で時間的に変化させる周波数制御手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記周波数制御手段が、発振器の発振周波数設定用抵抗値を変化させる手段であることを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記周波数制御手段が、制御電圧端子に入力される電圧値により発振周波数が変化する電圧制御発振回路と、その電圧制御発振回路の制御電圧端子に制御電圧を入力する制御電圧発生回路とを備えていることを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は、例えばメタルハライドランプなどの放電ランプと、放電ランプを点灯する放電ランプ点灯装置と、前記放電ランプからの光を照射する例えば液晶デバイスなどの画像表示デバイスと、その画像表示デバイスを駆動する画像表示デバイス駆動手段と、前記画像表示デバイスからの光を光学系を介して投射するスクリーンとを備えた投射型ディスプレイ装置において、前記放電ランプ点灯装置が前記第１ないし３のいずれかの手段の放電ランプ点灯装置であることを特徴とするものである。

本発明は前述のように、放電ランプへの出力電圧及び出力電流を制御する電力制御手段のスイッチング周波数を一定の範囲で時間的に変化させる周波数制御手段を設けることにより、特定の周波数に不要輻射エネルギーが集中せず、その結果、不要輻射の発生の少ない放電ランプ点灯装置およびそれを用いた投射型ディスプレイ装置を提供することができる。

つぎに本発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る放電ランプ点灯装置のブロック図である。

同図において符号１は電源入力端子、２はＭＯＳ−ＦＥＴ、３はダイオード、４はチョークコイル、５はコンデンサ、６，７はランプ電圧測定用の抵抗器、１０は電力制御回路、１２はランプ電流測定用の抵抗器、１３はメタルハライドランプや高圧水銀ランプなどの高圧放電ランプ、１８はランプオン信号入力端子、１９は第２の電源入力端子、２１はドライブ回路、２２はＰＷＭ制御回路、２３は過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）、２６はイグナイタ回路、３１はタイマー回路、３２はスイッチ回路（ＳＷ回路）、４０は周波数制御回路であり、各素子は図に示すような接続関係になっている。

一点鎖線で示すように前記ＭＯＳ−ＦＥＴ２、ダイオード３、チョークコイル４、コンデンサ５、ドライブ回路２１ならびにＰＷＭ制御回路２２で電力制御回路１０を構成している。放電ランプ１３のランプ電圧を抵抗器６，７で測定し、ランプ電流を抵抗器１２で測定して、このランプ電圧とランプ電流の検出結果に応じてＰＷＭ制御回路２２により、ドライブ回路２１を介して放電ランプ１３への出力電圧および出力電流が制御される。

前記過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）２３は、過電圧発生時に電力制御回路１０の動作を停止する。前記イグナイタ回路２６は、高電圧パルスを発生して放電ランプ１３を点灯する。前記タイマー回路３１は、起動時に過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）２３の動作を停止する信号を出力する。前記スイッチ回路（ＳＷ回路）３２は、端子１８に入力されるランプオン信号により、ＰＷＭ制御回路２２への電源供給を制御する。

周波数制御回路４０は、前記ＰＷＭ制御回路２２（電力制御回路１０）に接続されており、スイッチング周波数を一定の範囲で時間的に変化させる機能を備えている。

図２は、その周波数制御回路４０の第１の具体例を示す回路図である。同図において４１はパルス発生器、４２はＭＯＳ−ＦＥＴ、４３,４４は抵抗器、４５はＰＭＷ制御回路２２中のＲＣ発振回路、４６はコンデンサである。

次にこの周波数制御回路４０の動作を説明する。
パルス発生器４１からのデューティ約５０％のパルスがＭＯＳ−ＦＥＴ４２のゲートに加えられ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４２はデューティ約５０％でオンオフを繰り返している。

この結果、ＲＣ発振器４５の発振周波数は、デューティ約５０％で２つの周波数（例えば５０ｋＨｚと６０ｋＨｚ）間を変移する。そのため1つの周波数に不要輻射エネルギーが集中せずに、不要輻射の少ない放電ランプ点灯装置を提供することができる。

なお、ＭＯＳ−ＦＥＴ４２と抵抗器４３を増加させ、ＭＯＳ−ＦＥＴ４２のゲートに適当なパルスを与えれば、変移する周波数の段階を増加させることができる。

図３は、図１で示した周波数制御回路４０の第２の具体例を示す回路図である。同図において５０は制御電圧発生回路、５１はＰＭＷ制御回路２２中の電圧制御発振回路である。

この電圧制御発振回路５１は制御電圧端子に入力される電圧値により発振周波数が変化できる構成になっており、この電圧制御発振回路５１の発振周波数を連続的に変移させることが可能である。

図４（ａ），（ｂ）は、制御電圧発生回路５０の出力電圧の波形図である。同図（ａ）に示すように電圧Ｖ２を中心に電圧Ｖ１から電圧Ｖ３までリニアに変化させても、同図（ｂ）に示すように平均電圧Ｖ２を中心に電圧Ｖ１から電圧Ｖ３までランダムに変化させてもよい。この例において例えば電圧Ｖ１は２Ｖ，電圧Ｖ２は３Ｖ，電圧Ｖ３は４Ｖに設定される。

以上説明したように、制御電圧発生回路５０のスイッチング周波数を一定範囲で時間的に変化させるようにしたので、特定の周波数に不要輻射エネルギーが集中せずに、不要輻射の少ない放電ランプ点灯装置を提供することができる。

図５は、本発明の実施形態に係る放電ランプ点灯装置を使用する投射型ディスプレイ装置の概略構成図である。

同図に示すように、リフレクタ７４と高圧放電ランプ７５は、画像表示デバイス７３の背面から光を照射する光源を構成している。画像表示デバイス７３を透過した光は、光学系７２によりスクリーン７１に投射される。画像表示デバイス７３は例えば液晶ディスプレイであり、画像表示デバイス駆動回路７６により駆動されて画像が表示されるので、スクリーン７１上に大画面の画像が形成できる。放電ランプ点灯装置７７は、高圧放電ランプ７５の起動と点灯制御を行うようになっている。

前記実施形態では放電ランプ点灯装置を投射型ディスプレイ装置に適用する場合を説明したが、本発明に係る放電ランプ点灯装置はこれに限定されるものではなく、他の用途の高圧放電ランプを点灯する装置としても適用可能である。

本発明の実施形態に係る放電ランプ点灯装置のブロック図である。 その放電ランプ点灯装置における周波数制御回路の第１の具体例を示す回路図である。 その放電ランプ点灯装置における周波数制御回路の第２の具体例を示す回路図である。 その第２の具体例に係る制御電圧発生回路における出力電圧の波形図である。 本発明の放電ランプ点灯装置を使用する投射型ディスプレイ装置の概略構成図である。

符号の説明

１：電源入力端子、２：ＭＯＳ−ＦＥＴ、３：ダイオード、４：チョークコイル、５：コンデンサ、６，７：抵抗器、１０：電力制御回路、１２：抵抗器、１３：放電ランプ、１８：ランプオン信号入力端子、１９：第２の電源入力端子、２１：ドライブ回路、２２：ＰＷＭ制御回路、２３：過電圧保護回路（ＯＶＰ回路）、２６：イグナイタ回路、３１：タイマー回路、３２：スイッチ回路（ＳＷ回路）、４０：周波数制御回路、４１：パルス発生器、４２：ＭＯＳ−ＦＥＴ、４３,４４：抵抗器、４５：ＲＣ発振回路、４６：コンデンサ、５０：制御電圧発生回路、５１：電圧制御発振回路、７１：スクリーン、７２：光学系、７３：画像表示デバイス、７４：リフレクタ、７５：高圧放電ランプ、７６：画像表示デバイス駆動回路、７７：放電ランプ点灯装置。

Claims (4)

1. 放電ランプのランプ電圧とランプ電流を検出する手段と、そのランプ電圧とランプ電流の検出結果に応じて前記放電ランプへの出力電圧及び出力電流を制御する電力制御手段とを備えた放電ランプ点灯装置において、
   前記電力制御手段のスイッチング周波数を一定の範囲で時間的に変化させる周波数制御手段を設けたことを特徴とする放電ランプ点灯装置。
2. 請求項１記載の放電ランプ点灯装置において、
   前記周波数制御手段が、発振器の発振周波数設定用抵抗値を変化させる手段であることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
3. 請求項１記載の放電ランプ点灯装置において、
   前記周波数制御手段が、制御電圧端子に入力される電圧値により発振周波数が変化する電圧制御発振回路と、その電圧制御発振回路の制御電圧端子に制御電圧を入力する制御電圧発生回路とを備えていることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
4. 放電ランプと、放電ランプを点灯する放電ランプ点灯装置と、前記放電ランプからの光を照射する画像表示デバイスと、その画像表示デバイスを駆動する画像表示デバイス駆動手段と、前記画像表示デバイスからの光を光学系を介して投射するスクリーンとを備えた投射型ディスプレイ装置において、
   前記放電ランプ点灯装置が前記請求項１ないし３のいずれか１項記載の放電ランプ点灯装置であることを特徴とする投射型ディスプレイ装置。
   
   

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