JP2005353488A - 高圧放電灯点灯装置及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転カラーフィルタと微細可動ミラー集積素子を用いたプロジェクタの光源に用いられる高圧放電灯の点灯装置において、直流電流により点灯されている放電灯にパルス重畳信号と同期してパルス電流を重畳させる場合に、どのようなパルス重畳信号が入力されても、放電灯に供給する電力を制限し、放電灯の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置自体の故障を防止する。
【解決手段】パルス重畳信号のＯＮ時間・ＯＦＦ時間に制限時間を設け、それ以上の時間のパルス重畳信号は判別しないようにする。制限時間を超えた場合は、所定の時間、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳するか、あるいは、ランプ電流を増加させることで、パルス重畳信号が正常に入力されている場合と同等の電力となるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタの光源に適した高圧放電灯点灯装置及びこれを用いた画像表示装置に関するものである。

図１８に従来のプロジェクタの概略構成を示す。高圧放電灯点灯装置４により点灯される高圧放電灯１から出力された光は、レンズ５により集光され、回転カラーフィルタ６を透過した光がレンズ７を介してＤＭＤと呼ばれる画像表示素子８に照射され、その反射光が投射レンズ９を介してスクリーン（図示せず）に投影される。ここで、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）とは、ＣＭＯＳ半導体上に独立して動くミラーが数十万〜数百万個、敷き詰められた素子であり、個々のミラーを制御することにより濃淡画像を表示できる。回転カラーフィルタ６が回転するにつれて、ＤＭＤ８に照射される光がＲ（ｒｅｄ），Ｇ（ｇｒｅｅｎ），Ｂ（ｂｌｕｅ），Ｗ（ｗｈｉｔｅ）と切り替わるため、これに同期してセット側の制御回路１０からＤＭＤ８に三原色及び輝度の画像信号を与えることにより、スクリーンにカラー映像を投影することができる。このシステムは、ＤＬＰ^TMシステムとして知られている。ここに、ＤＬＰ^TMはテキサス・インスツルメンツ社の商標である。

従来、プロジェクタの光源として直流点灯用の高圧放電灯を用いる場合、アークジャンプ抑制のため、直流ランプ電流にパルス電流を重畳させる方法（特開２００３−２７２８７９号公報）が用いられている。液晶を用いたプロジェクタの場合は、パルス電流を周期的に発生させても問題ないが、ＤＭＤを用いたＤＬＰ^TMシステムのプロジェクタで実施するには工夫が必要である。ＤＬＰ^TMシステムでは、上述のように、回転するカラーフィルタ６に光を投射し、その投射光をＤＭＤ８に当てて映像を出力しているため、直流ランプ電流にパルス電流を周期的に発生させただけでは、パルス電流が発生するタイミングによっては、投影される映像にちらつきを生ずる場合がある。そのため、カラーフィルタ６の回転とパルス電流の発生のタイミングを同期させる必要があり、プロジェクタのセット側の制御回路１０から高圧放電灯点灯装置４へパルス重畳信号を入力してパルス電流を出力するのが一般的である。

同期させる方法として、トリガ方式（図１９）と同期方式（図２０）の２つが考えられる。図中、横軸は時間の経過を表している。いずれの方式でも、カラーフィルタの色がＢ→Ｗ→Ｒ→Ｇ→Ｂ→Ｗ→…のように時間の経過と共に切り替わるのに同期して、Ｗ（ｗｈｉｔｅ）のタイミングで、プロジェクタのセット側の制御回路１０から、高圧放電灯点灯装置４へパルス重畳信号が入力されて、直流ランプ電流にパルス電流が重畳される様子を示している。

トリガ方式は、図１９に示すように、セット側の制御回路１０からパルス電流を発生させるタイミングのトリガ信号を高圧放電灯点灯装置４へ入力し、高圧放電灯点灯装置４がそのトリガ信号を受けて、一定時間パルス電流を発生させる方式である。

同期方式は、図２０に示すように、セット側の制御回路１０からパルス電流を発生させるタイミングと時間を高圧放電灯点灯装置４へ入力し、高圧放電灯点灯装置４がその信号を受けて、パルス電流を発生させる方式である。
特開２００３−２７２８７９号公報

ここで、プロジェクタセットの開発途中でカラーフィルタの回転数が変更された場合について考えてみると、トリガ方式（図１９）の場合、回転数が変更されたことでパルス重畳時間も変更する必要がでてくる。パルス重畳時間は高圧放電灯点灯装置で設定されているので、セット側のパルス重畳信号の設計変更だけでなく、高圧放電灯点灯装置のパルス重畳時間の設計変更も必要となり、開発効率が大幅に低下する。それに比べ同期方式（図２０）の場合、たとえ開発途中でカラーフィルタの回転数が変更されても、セット側のパルス重畳信号の設計変更だけ行えば良いため、ＤＬＰ^TMシステムのプロジェクタのパルス電流重畳方式は同期方式を採用するほうが好ましい。

しかし、モニタ信号のコネクタの抜き差し等の場合に、図２１で示すようにパルス重畳信号が不安定になる場合がある。この場合、本来はパルス電流が一定周期でＯＮ／ＯＦＦしている前提で一定の電力（実効値）を保っているはずが、図２１のように不安定なパルス重畳信号が入力されると、放電灯に供給する電力および高圧放電灯点灯装置が出力する電力が大幅に上昇し、放電灯の電極の損耗や破損あるいは放電灯点灯装置自体の故障を引き起こす可能性がある。

そこで、本発明は、ＤＬＰ^TMシステムのプロジェクタに搭載される高圧放電灯点灯装置において、同期方式でパルス電流を発生させる場合、どんなパルス重畳信号が入力されても、放電灯に供給する電力を制限し、放電灯の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置自体の故障を防止できる高圧放電灯点灯装置を提供することを課題とする。

本発明によれば、上記の課題を解決するために、直流ランプ電流を供給して高圧放電灯を点灯する高圧放電灯点灯装置であって、ランプ電流にパルス電流を重畳する高圧放電灯点灯装置において、パルス電流を重畳する時間あるいはパルス電流を重畳しない時間に制限時間を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、直流電流により放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置において、外部から与えられるパルス重畳信号に同期してパルス電流を発生させる場合に、どのようなパルス重畳信号が入力されたとしても、パルス重畳時間に制限を設けることで、放電灯に供給する電力を制限し、放電灯の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置自体の故障を防止できる効果がある。

図１は本発明の好ましい実施の形態の回路構成を示す。直流電源Ｅは商用交流電源を整流・平滑した直流電圧を出力する。直流電源Ｅの両端には、スイッチング素子Ｑ１、チョッパ用インダクタＬ１、平滑コンデンサＣ１、電流検出用抵抗Ｒ１の直列回路が接続されている。チョッパ用インダクタＬ１と平滑コンデンサＣ１の直列回路には、回生電流通電用のダイオードＤ１が接続されている。スイッチング素子Ｑ１はＰＷＭ制御回路２の出力により高周波でオン・オフ駆動される。スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、直流電源Ｅからスイッチング素子Ｑ１、チョッパ用インダクタＬ１、平滑コンデンサＣ１、電流検出用抵抗Ｒ１を介して漸増する電流Ｉｃｈｏｐが流れる。この電流Ｉｃｈｏｐは抵抗Ｒ１の両端電圧として検出され、ＰＷＭ制御回路２に入力される。

ＰＷＭ制御回路２では、チョッパ電流Ｉｃｈｏｐの検出電圧を基準電圧Ｖｒｅｆと比較しており、漸増するチョッパ電流Ｉｃｈｏｐに比例する検出電圧が基準電圧Ｖｒｅｆに達すると、スイッチング素子Ｑ１をオフさせる。スイッチング素子Ｑ１がオフすると、チョッパ用インダクタＬ１に蓄積されたエネルギーによる回生電流がインダクタＬ１→平滑用コンデンサＣ１→ダイオードＤ１→インダクタＬ１の経路で流れて、インダクタＬ１の蓄積エネルギーが放出される。この回生電流は漸減する電流として流れる。通常、チョッパ用のインダクタＬ１には図示しない２次巻線が付加されており、ＰＷＭ制御回路２では、前記２次巻線の出力がゼロになるタイミングを検出することで、回生電流がゼロになったことを検出し、スイッチング素子Ｑ１を再びオンさせるように動作する。

平滑コンデンサＣ１に得られた直流電圧は、インダクタＬ２を介して高圧放電灯１とコンデンサＣ２の並列回路に印加される。インダクタＬ２とコンデンサＣ２はローパスフィルタを構成しており、上述のチョッパ動作による高周波のリップル電流を除去して安定した直流電流を高圧放電灯１を供給するもものである。

平滑コンデンサＣ１に得られる直流電圧は、実質的に放電灯１のランプ電圧Ｖｌａを代表しているとみなすことができ、これを抵抗Ｒ２，Ｒ３により分圧して、マイコン（例えばルネサス製Ｍ３７５４０Ｍ４など）のＡ／Ｄ変換入力端子ａに入力している。このマイコン３はＡ／Ｄ変換回路を内蔵しており、Ａ／Ｄ変換入力端子ａに入力された分圧電圧をデジタル値に変換して、放電灯１のランプ電圧Ｖｌａに相当する電圧を把握し、それに応じたランプ電力となるように、ＰＷＭ制御回路２に基準電圧Ｖｒｅｆを与えるように動作する。

ここで、マイコン３からＰＷＭ制御回路２にアナログの基準電圧Ｖｒｅｆを与えるには、Ｄ／Ａ変換出力を有するマイコンを用いても良いが、それではマイコンが高価になるので、この実施例では、２値出力のポートからデューティ信号を出力し、ＣＲ積分回路により平均化することで、アナログの基準電圧Ｖｒｅｆを発生させている。

端子Ｂは電力指令値出力用の２値出力ポートであり、Ｈレベル（マイコンの電源電圧レベル）とＬレベル（マイコンのグランド電圧レベル）に交互に高い周波数で切り替わるデューティ信号を出力する。デューティ信号の一周期に占めるＨレベルの期間の割合は、ＰＷＭ制御回路２に与えるべき基準電圧Ｖｒｅｆの大小に応じて可変とされる。２値出力端子Ｂに接続された抵抗Ｒ４とコンデンサＣ３の直列回路よりなるＣＲ積分回路の時定数はデューティ信号の周期に比べて十分に大きく設定されており、これによりデューティ信号は平均化されてアナログの直流電圧に変換される。

一方、端子Ａはパルス電流重畳信号出力用の２値出力ポートであり、パルス電流を重畳するタイミングでは、Ｈレベル（マイコンの電源電圧レベル）を出力し、パルス電流を重畳しないタイミングでは、Ｌレベル（マイコンのグランド電圧レベル）を出力する。図では、端子Ａから間欠的に出力されるＨレベルのパルス重畳信号をＩｌａＵＰと表記している。パルス重畳信号ＩｌａＵＰが出力されると、端子ＡのＨレベル（マイコンの電源電圧レベル）の電位とコンデンサＣ３の電位を抵抗Ｒ６、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ５で分圧した電位が基準電圧ＶｒｅｆとしてＰＷＭ制御回路２に入力される。また、パルス重畳信号ＩｌａＵＰが出力されないときには、ダイオードＤ２が遮断状態となるので、ＰＷＭ制御回路２から見ると、抵抗Ｒ６、端子Ａは無いのと同じとなり、コンデンサＣ３の電位がそのまま抵抗Ｒ５を介して基準電圧ＶｒｅｆとしてＰＷＭ制御回路２に入力される。

ＰＷＭ制御回路２の内部構成の詳細については図示しないが、例えば、高入力インピーダンスのコンパレータの一方の入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、他方の入力端子にチョッパ電流Ｉｃｈｏｐの検出電圧が入力され、（Ｉｃｈｏｐの検出電圧）＞Ｖｒｅｆの条件が成立すると、コンパレータの出力によりフリップフロップをリセットするような構成となっている。このフリップフロップは上述のインダクタＬ１の回生電流のゼロクロス時にセットされ、このフリップフロップの出力によりスイッチング素子Ｑ１がオン・オフされるような構成となっている。もちろん、ＰＷＭ制御回路２の構成はこれに限定されるものではない。また、放電灯１の直流電流を制御する構成は、図１に例示されたものに限定されるものではなく、要するに直流ランプ電流にパルス電流を重畳できるものであれば何でも良い。

上述のように、この実施例のマイコン３は、１個のＡ／Ｄ変換入力端子ａと２個の２値出力端子Ａ，Ｂを備えているが、そのほかに、３個の２値入力端子ｂ，ｃ，ｄを備えている。これらの入力端子ｂ，ｃ，ｄは、プロジェクタのセット側から与えられる、ランプ点灯信号、パルス選択信号、パルス重畳信号を入力するための端子であり、絶縁を確保するために、入力段にフォトカプラを有している。

セット側からランプ点灯信号ＬＳが入力されると、抵抗Ｒ１０１を介してフォトカプラの発光素子が光信号を発生し、これをフォトカプラの受光素子で受けて、抵抗Ｒ１０３の両端を短絡させることにより、入力端子ｂをグランドレベルにプルダウンする。ランプ点灯信号ＬＳが入力されていないときは、フォトカプラの受光素子が高インピーダンスとなるので、入力端子ｂは電源電圧Ｖｃｃを抵抗Ｒ１０２，Ｒ１０３で分圧した電圧となる。したがって、入力端子ｂがＨレベルのときはランプＯＦＦ、ＬレベルのときはランプＯＮと判定される。

他の入力端子ｃ，ｄについても同様の構成であり、入力端子ｃには、抵抗Ｒ１０４，Ｒ１０５，Ｒ１０６及びフォトカプラよりなる信号入力回路を介して、セット側から供給されるパルス選択信号が入力され、入力端子ｃがＨレベルのときは同期したパルス、Ｌレベルのときは周期的パルスを選択するように動作する。また、入力端子ｄには、抵抗Ｒ１０７，Ｒ１０８，Ｒ１０９及びフォトカプラよりなる信号入力回路を介して、セット側から供給されるパルス重畳信号ＰＳが入力され、入力端子ｄがＨレベルのときはパルス未発生、Ｌレベルのときはパルス発生の指令を受け取る。

マイコン３では、これらの２値入力端子ｂ，ｃ，ｄから入力されるセット側からのランプ点灯信号、パルス選択信号、パルス重畳信号と、Ａ／Ｄ変換入力端子ａに入力されるランプ電圧Ｖｌａの検出値に基づいて２値出力端子ＡのＨ／Ｌいずれかの出力と、２値出力端子Ｂのデューティ信号を制御するものである。

パルス重畳信号によってパルス電流をランプ電流に重畳させる場合、パルス重畳信号のＨレベル／Ｌレベルにより、マイコン３でその状態を判別し、その信号に同期したタイミングでパルス電流重畳信号ＩｌａＵＰを出力する。こうすることで、電力制御用の基準電圧Ｖｒｅｆをそのタイミングでは増加することになり、パルス電流が放電灯に供給される。この動作を図２に示す。

また、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳させる場合は、マイコン内部でタイマ機能などを用いることで、適時にパルス電流重畳信号ＩｌａＵＰを出力し、パルス電流をランプ電流に重畳させれば良い。
以下、その制御プログラムと動作波形について具体例を挙げながら詳細に説明する。

（実施例１）
図３は本発明の実施例１の動作を示すフローチャートであり、図１のマイコン３内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、パルス重畳信号のＯＮ／ＯＦＦに同期してランプ電流にパルス電流を重畳すると共に、パルス重畳電流のＯＮ時間に所定の制限時間ｔ１を設け、それ以上の時間はパルス電流を発生しないことを特徴とする。

マイコン３はタイマ割込により図３のフローを周期的に実行する。ステップ＃１では、パルス重畳信号の状態を判定する。パルス重畳信号がＨレベルであれば、パルスを発生させるべく、ステップ＃２，＃３へと進む。パルス重畳信号がＬレベルであれば、パルス発生を終了させるべく、ステップ＃４へと進む。ステップ＃２では、パルス重畳を開始してからの経過時間が所定の制限時間ｔ１を超えたか否かを判定する。パルス重畳を開始してからの経過時間が所定の制限時間ｔ１を超えていれば、ステップ＃２からステップ＃４へと進み、パルス電流重畳信号出力をＬレベルとする。つまり、たとえパルス重畳信号がＨレベルの場合であっても、Ｈレベルの継続時間が所定の制限時間ｔ１を超えたときは、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態と判別できるので、パルス電流重畳信号出力を強制的にＬレベルとする。パルス重畳を開始してからの経過時間が所定の制限時間ｔ１を超えていなければ、ステップ＃２からステップ＃３へと進み、パルス電流重畳信号出力をＨレベルとする。

図４は本実施例の動作説明のための波形図である。同図に示すように、パルス重畳信号がＯＮになると、その期間はランプ電流にパルス電流が重畳される。しかし、パルス重畳信号がＯＮである期間が所定のＯＮ制限時間ｔ１を超えると、ランプ電流へのパルス電流の重畳は強制的に解除される。これにより、放電灯１に供給する電力を制限し、放電灯１の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置４自体の故障を防止できる。

なお、実施例１において、パルス重畳を開始してからの経過時間をカウントする手段をマイコン３内に実現するには、例えば、パルス電流重畳信号出力がＬレベルからＨレベルに変化したときに、パルス重畳を開始してからの経過時間のカウント値をリセットし、図３のステップ＃３を実行するたびにカウント値をカウントアップしていく、などの手段がある。

（実施例２）
図５は本発明の実施例２の動作を示すフローチャートであり、図１のマイコン３内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、パルス重畳信号のＯＮ／ＯＦＦに同期してランプ電流にパルス電流を重畳すると共に、パルス重畳電流のＯＦＦ時間に所定の制限時間Ｔ１を設けたことを特徴とする。

マイコンはタイマ割込により図５のフローを周期的に実行する。ステップ＃１では、パルス重畳信号の状態を判定する。パルス重畳信号がＬレベルであれば、パルス発生を終了させるべく、ステップ＃２，＃３へと進む。ステップ＃２では、パルス重畳を終了してからの経過時間が所定の制限時間Ｔ１を超えたか否かを判定する。パルス重畳を終了してからの経過時間が所定の制限時間Ｔ１を超えていれば、ステップ＃２からステップ＃５へと進む。ステップ＃５では、パルス重畳信号がＬレベルの場合で、Ｌレベルの継続時間が所定の制限時間Ｔ１を超えており、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、その時点で適した何らかの処理（例えば、警告表示）を行うか、もしくは、何もしない。パルス重畳を終了してからの経過時間が所定の制限時間Ｔ１を超えていなければ、ステップ＃２からステップ＃３へと進み、パルス電流重畳信号出力をＬレベルとする。ステップ＃１でパルス重畳信号がＨレベルであれば、パルスを発生させるべく、ステップ＃４へと進む。ステップ＃４では、パルス電流重畳信号出力をＨレベルとする。

図６は本実施例の動作説明のための波形図である。同図に示すように、パルス重畳信号がＯＮになると、その期間はランプ電流にパルス電流が重畳される。パルス重畳信号がＯＦＦになると、ランプ電流へのパルス電流の重畳は停止される。パルス重畳信号がＯＦＦである期間が所定のＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えると、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、その時点で適した何らかの処理（例えば、警告表示）を行うか、もしくは、何もしない。

なお、実施例２において、パルス重畳を終了してからの経過時間をカウントする手段をマイコン３内に実現するには、例えば、パルス電流重畳信号出力がＨレベルからＬレベルに変化したときに、パルス重畳を終了してからの経過時間のカウント値をリセットし、図５のステップ＃３を実行するたびにカウント値をカウントアップしていく、などの手段がある。

（実施例３）
図７は本発明の実施例３の動作を示すフローチャートであり、図１のマイコン３内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図８に示すように、パルス重畳信号がＯＮ制限時間ｔ１を超えた場合、あるいは、ＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えた場合、所定の時間ｔ２の間、パルス重畳信号がどんな信号であっても、パルス電流を発生しないことを特徴とする。

マイコン３はタイマ割込により図７のフローを周期的に実行する。ステップ＃１１では、所定の時間ｔ２をカウントするためのタイマが動作中か否かを判定する。正常な状態では、このタイマは動作していないので、ステップ＃１２に進み、パルス重畳信号入力がＨレベルであるかＬレベルであるかを判定する。パルス重畳信号入力がＨレベルであれば、ステップ＃１３へ進んでパルス重畳を開始してからの経過時間がＯＮ制限時間ｔ１を超えているかを判定する。ＯＮ制限時間ｔ１を超えていなければ、ステップ＃１４へ進んでパルス電流重畳信号出力をＨレベルとして割込を終了する。ステップ＃１２でパルス重畳信号入力がＬレベルであれば、ステップ＃１５へ進んでパルス重畳を終了してからの経過時間がＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えているかを判定する。ＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えていなければ、ステップ＃１６へ進んでパルス電流重畳信号出力をＬレベルとして割込を終了する。

ステップ＃１３でパルス重畳を開始してからの経過時間がＯＮ制限時間ｔ１を超えていると判定されたとき、または、ステップ＃１５でパルス重畳を終了してからの経過時間がＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えていると判定されたときは、ステップ＃１７へ移行し、所定の時間ｔ２をカウントするタイマ（マイコン内に搭載されているタイマやプログラムで作成したカウンタ）をスタートさせ、ステップ＃１６へ進んで、パルス電流重畳信号出力をＬレベルとし、割込を終了する。

再度、パルス重畳信号の状態を判別する処理に入ったときに、ステップ＃１１では、タイマ動作中と判定されるので、ステップ＃１８に移行し、所定の時間ｔ２が経過したか否かを判定する。所定の時間ｔ２が経過していなければ、ステップ＃１６へ進んで、パルス電流重畳信号出力をＬレベルとし、割込を終了する。ステップ＃１８で、所定の時間ｔ２が経過していた場合は、ステップ＃１９へ進んで、この所定の時間ｔ２をカウントするタイマのストップ及び初期化の処理を行い、ステップ＃１２へ移行して、パルス重畳信号の状態を判別し、パルス重畳信号に応じてパルス電流重畳信号を出力する。

これにより、図８に示すような動作が実現される。つまり、パルス重畳信号がＨレベルの時間が制限時間ｔ１を超えた時、あるいは、パルス重畳信号がＬレベルの時間が制限時間Ｔ１を超えた時は、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、所定の時間ｔ２はパルス電流の重畳を休止し、所定の時間ｔ２が経過した後、パルス重畳信号のＨ／Ｌに応じてパルス電流重畳信号出力をＨ／Ｌに制御する動作に復帰する。これにより、放電灯１に供給する電力を制限し、放電灯１の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置４自体の故障を防止できる。この場合、所定の時間ｔ２の間は、放電灯１への供給電力が不足することになるので、後述の実施例４、実施例５のように、放電灯１への供給電力の不足を補う制御を付加すると良い。

（実施例４）
図９は本発明の実施例４の動作を示すフローチャートであり、図１のマイコン３内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図１０に示すように、パルス重畳信号がＯＮ制限時間ｔ１またはＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えた場合、所定の時間ｔ２の間、パルス重畳信号がどんな信号であっても、パルス電流を周期的に発生することを特徴とする。つまり、パルス重畳信号がＨレベルの時間がＯＮ制限時間ｔ１を超えた時、あるいは、パルス重畳信号がＬレベルの時間がＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えた時、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、所定の時間ｔ２を計測するタイマ（マイコン内に搭載されているタイマやプログラムで作成したカウンタ）をスタートさせ、パルス電流重畳信号出力が周期的にＨレベル／Ｌレベルと切り替わるようにそのポート（上述の出力端子Ａ）の設定をする（ステップ＃２０）。再度、パルス重畳信号の状態を判別する処理に入ったときに、所定の時間ｔ２が経過していた場合は、タイマをストップ及び初期化し、パルス電流重畳信号が周期的にＨレベル／Ｌレベルを出力する設定を解除し（ステップ＃２１）、パルス重畳信号の状態を判別し、パルス電流重畳信号を出力する。ステップ＃１８で所定の時間ｔ２が経過していない場合は、パルス電流重畳信号出力が周期的にＨレベル／Ｌレベルと切り替わる設定のままにしておく。その他の動作は図７のフローチャートと同様である。

（実施例５）
図１１は本発明の実施例５の動作を示すフローチャートであり、図１のマイコン３内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図１２に示すように、パルス重畳信号がＯＮ制限時間ｔ１またはＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えた場合、所定の時間ｔ２の間、パルス重畳信号がどんな信号であっても、ランプ電流を増加することを特徴とする。つまり、パルス重畳信号がＨレベルの時間がＯＮ制限時間ｔ１を超えた時、あるいは、パルス重畳信号がＬレベルの時間がＯＦＦ制限時間Ｔ１を超えた時、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、所定の時間ｔ２を計測するタイマ（マイコン内に搭載されているタイマやプログラムで作成したカウンタ）をスタートさせ、ランプ電流を増加させるために電力制御用電圧Ｖｒｅｆを増加させるように電力指令値出力の設定（上述の出力端子Ｂのデューティを増加させる設定）をする（ステップ＃３０）。再度、パルス重畳信号の状態を判別する処理に入ったときに、所定の時間ｔ２が経過していた場合は、タイマをストップ及び初期化し、ランプ電流値を元に戻すために、電力制御用電圧Ｖｒｅｆを増加させるようにした電力指令値出力の設定を解除し（ステップ＃３１）、パルス重畳信号の状態を判別し、パルス電流重畳信号を出力する。ステップ＃１８で所定の時間ｔ２が経過していない場合は、電力制御用電圧Ｖｒｅｆを増加させるようにした電力指令値出力の設定をそのままにしておく。その他の動作は図７のフローチャートと同様である。

（実施例６）
本発明の実施例６では、実施例４においてパルス電流を周期的に発生することによる電力や、実施例５においてランプ電流を増加することによる電力を、パルス重畳信号が正常に入力されている場合と同等の電力が放電灯へ供給されるように設定することを特徴とする。これを実現するためには、図９のフロー中の周期的パルス電流発生設定（ステップ＃２０）や、図１１のフロー中のランプ電流増加設定（ステップ＃３０）の処理において、正常にパルス重畳信号が入力されている場合の電力と同等な電力になるように各設定を行えば良い。

（実施例７）
図１３は本発明の実施例７の動作を示すフローチャートであり、図１のマイコン３内で、パルス選択信号を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図１４に示すように、例えば、パルス選択信号が「同期」を選択している場合は、パルス重畳信号に同期してパルス電流をランプ電流に重畳し、「周期的」を選択している場合は、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳することを特徴とする。つまり、パルス選択信号がＬレベルの場合、パルス重畳信号に同期してパルス電流重畳信号ＩｌａＵＰを出力し、パルス選択信号がＨレベルの場合、パルス重畳信号とは無関係に周期的にパルス電流重畳信号ＩｌａＵＰを出力するように設定する。

（実施例８）
図１５は本発明の実施例８の回路図である。本実施例では、図１６に示すように、セット側から出力されるパルス重畳信号とランプ点灯信号を１つの信号とし、その信号の種類により、パルス重畳信号に同期してパルス電流をランプ電流に重畳するか、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳するかを選択して、ランプ電流にパルス電流を重畳することを特徴とする。図１６において、（ａ）は同期したパルス電流を発生する場合であり、プロジェクタのセット側から供給されるランプ点灯信号兼パルス重畳信号をＨレベル／Ｌレベルの矩形波信号とすることにより、高圧放電灯点灯装置の側では、ランプ電流にパルス重畳信号に同期したパルス電流を重畳させるように動作する。また、（ｂ）は周期的なパルス電流を発生する場合であり、プロジェクタのセット側から供給されるランプ点灯信号兼パルス重畳信号をＨレベルの一定信号とすることにより、高圧放電灯点灯装置の側では、ランプ電流に周期的なパルス電流を重畳させるように動作する。なお、プロジェクタのセット側から供給されるランプ点灯信号兼パルス重畳信号がＬレベルの一定信号である場合には、ランプＯＦＦの指令と判別され、ランプ電流は０Ａとなる。

以上の動作を実現するために、プロジェクタのセット側からの信号を受け取る高圧放電灯点灯装置のインターフェースを図１５のような回路構成にし、セット側から送られてきたランプ点灯信号兼パルス重畳信号を、ランプ点灯信号、パルス電流選択信号、パルス重畳信号に分離し、分離された各信号を判別用回路を通してマイコン３の各端子ｂ，ｃ，ｄへ入力して各々の信号を判別する。

セット側から送られてきたランプ点灯信号兼パルス重畳信号は、まず、フォトカプラで絶縁され、その信号をダイオードＤ１０１、抵抗Ｒ１０４，Ｒ１０５、コンデンサＣ１０１によって構成されたランプ点灯信号判別用の時定数回路を介してマイコン３の２値入力端子ｂに入力し、この入力ポートのＨレベル／Ｌレベルを判別する閾値電圧Ｖｔｈ未満、つまりＬレベルであればランプＯＮ、閾値電圧Ｖｔｈ以上、つまりＨレベルであればランプＯＦＦと判別する。

また、フォトカプラで受信された同じ信号をダイオードＤ１０２、抵抗Ｒ１０６，Ｒ１０７、コンデンサＣ１０２によって構成されたパルス選択判別用の時定数回路を介してマイコン３の２値入力端子ｃに入力し、この入力ポートのＨレベル／Ｌレベルを判別する閾値電圧Ｖｔｈ未満、つまりＬレベルであればパルス重畳信号とは無関係に周期的にパルス電流重畳信号ＩｌａＵＰを出力し、閾値電圧Ｖｔｈ以上、つまりＨレベルであればパルス重畳信号に同期してパルス電流重畳信号ＩｌａＵＰを出力すると判別する。

また、フォトカプラで受信された同じ信号を抵抗Ｒ１０８を介してマイコン３の２値入力端子ｄに入力し、そのままパルス重畳信号入力とする。コンデンサＣ１０３と抵抗Ｒ１０８の時定数はノイズ除去程度の小さな時定数であり、コンデンサＣ１０１と抵抗Ｒ１０４，Ｒ１０５、コンデンサＣ１０２と抵抗Ｒ１０６，Ｒ１０７の時定数は、パルス重畳信号を入力ポートに通過させない程度の大きな時定数に設定されている。

これにより各々の信号を判別することが可能となり、図１７に示すように、周期的なパルス電流重畳を行いたい場合は、ランプ点灯信号兼パルス重畳信号をＨレベルで一定にすれば良いし、パルス重畳信号に同期したパルス電流重畳をしたい場合には、ランプ点灯信号兼パルス重畳信号を所望のＨレベル／Ｌレベルの矩形波信号にすれば良い。

ただし、パルス重畳信号を入力する場合、その周波数やＯＮデューティによって決定されるランプ点灯信号判別ポートｂやパルス選択判別ポートｃに入力される電圧が所望の電圧となるように、各判別回路の時定数Ｒ１０４，Ｒ１０５，Ｃ１０１、Ｒ１０６，Ｒ１０７，Ｃ１０２を設計する必要がある。

また、このインターフェース回路で、Ｈレベル／Ｌレベルの矩形波信号よりなるパルス重畳信号が入力されている場合（パルス重畳信号に同期してパルス重畳電流を出力する場合）において、図２１のような不安定な信号が入力された場合、各判別用回路の定数設計や信号がＨレベルの時間によっては周期的なパルスが発生するという不具合が生じるが、パルス電流を重畳する時間に制限を設けることにより、この不具合を解消できるようになる。

なお、このインターフェース回路を用いた図１５の回路構成において、マイコンの制御プログラムとして、上述の実施例１〜６のいずれかを採用しても構わない。

（実施例９）
実施例１〜８の高圧放電灯点灯装置４はいずれも、図１８に示した回転カラーフィルタ６と微細可動ミラー集積素子８を用いたプロジェクタの光源として利用できる。この場合、ランプ電流にパルス電流を重畳させるパルス重畳信号は、図２０に示すように、カラーフィルタ６の白色（Ｗ）のタイミングにセット側の制御回路１０から高圧放電灯点灯装置４に供給されることになる。そして、モニタ信号のコネクタの抜き差し等の場合に、図２１で示すようにパルス重畳信号が不安定になる場合があっても、放電灯に供給する電力を制限し、放電灯の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置４の故障を防止でき、信頼性の高いプロジェクタを提供できる。

本発明の実施例１の回路図である。 本発明の実施例１の動作説明図である。 本発明の実施例１の動作説明のためのフローチャートである。 本発明の実施例１の動作説明のための波形図である。 本発明の実施例２の動作説明のためのフローチャートである。 本発明の実施例２の動作説明のための波形図である。 本発明の実施例３の動作説明のためのフローチャートである。 本発明の実施例３の動作説明のための波形図である。 本発明の実施例４の動作説明のためのフローチャートである。 本発明の実施例４の動作説明のための波形図である。 本発明の実施例５の動作説明のためのフローチャートである。 本発明の実施例５の動作説明のための波形図である。 本発明の実施例７の動作説明のためのフローチャートである。 本発明の実施例７の動作説明のための波形図である。 本発明の実施例８の回路図である。 本発明の実施例８の動作説明のための波形図である。 本発明の実施例８の動作説明図である。 従来の画像表示装置の概略構成図である。 従来例のトリガ方式の動作説明のための波形図である。 従来例の同期方式の動作説明のための波形図である。 従来例の課題を説明するための波形図である。

符号の説明

１ 放電灯
２ ＰＷＭ制御回路
３ マイコン

Claims (10)

1. 直流ランプ電流を供給して高圧放電灯を点灯する高圧放電灯点灯装置であって、ランプ電流にパルス電流を重畳する高圧放電灯点灯装置において、パルス電流を重畳する時間に制限時間を設けたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
2. 直流ランプ電流を供給して高圧放電灯を点灯する高圧放電灯点灯装置であって、ランプ電流にパルス電流を重畳する高圧放電灯点灯装置において、パルス電流を重畳しない時間に制限時間を設けたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
3. 請求項１又は２において、パルス重畳信号に同期してランプ電流にパルス電流を重畳することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
4. 請求項３において、制限時間を超えたとき、所定の時間、パルス重畳信号に同期してパルス電流を重畳しないことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
5. 請求項３において、制限時間を超えたとき、所定の時間、パルス重畳信号に同期してパルス電流を重畳することに代えて、その所定の時間は周期的にパルス電流をランプ電流に重畳することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
6. 請求項３において、制限時間を超えたとき、所定の時間、パルス重畳信号に同期してパルス電流を重畳せずに、その所定の時間にランプ電流を増加させることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
7. 請求項５又は６において、パルス重畳信号入力時の電力と同等の電力となるようにしたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
8. 請求項３〜７のいずれかにおいて、所定の信号により、パルス重畳信号に同期してパルス電流を重畳するか、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳するかを選択して、ランプ電流にパルス電流を重畳することを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
9. 請求項８において、パルス重畳信号とランプ点灯信号を兼用したことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の高圧放電灯点灯装置を光源として用いたことを特徴とする画像表示装置。

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