JP2006185665A - Lighting device, and projector using it - Google Patents

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Yoshiyuki Nakai
良幸 中井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lighting device in which a part of colors of a color filter is not emphasized, and variations do not occur in a tone color even if light of a high pressure discharge lamp is projected via a rotating color filter in which a plurality of colors are arranged, and provide a projector using it. <P>SOLUTION: A frequency control circuit 34 which changes a voltage frequency of an AC lamp voltage has been installed in an AC conversion circuit 23 so that the voltage frequency of the AC lamp voltage applied to the high pressure discharge lamp 21 can be synchronized with the cycle of rotation of the color filter. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の高圧放電灯を各種電子機器に搭載した点灯装置およびそれを用いたプロジェクタ装置に関するものである。   The present invention relates to a lighting device in which a high-pressure discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp is mounted in various electronic devices, and a projector device using the lighting device.

以下、従来の点灯装置について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a conventional lighting device will be described with reference to the drawings.

図７は従来の点灯装置のブロック図、図８は同点灯装置のブロック図における交流変換回路の等価回路図、図９は同点灯装置の動作波形図である。   FIG. 7 is a block diagram of a conventional lighting device, FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of an AC conversion circuit in the block diagram of the lighting device, and FIG. 9 is an operation waveform diagram of the lighting device.

図７、図８において、従来の点灯装置は、高圧水銀ランプ等の高圧放電灯１と、高圧放電灯１の初期始動用の交流始動電圧を印加するイグナイタ回路２と、高圧放電灯１の通常始動用の交流ランプ電圧を印加する交流変換回路３とを備えている。   7 and 8, the conventional lighting device includes a high-pressure discharge lamp 1 such as a high-pressure mercury lamp, an igniter circuit 2 that applies an AC starting voltage for initial starting of the high-pressure discharge lamp 1, and a normal high-pressure discharge lamp 1. And an AC conversion circuit 3 for applying an AC lamp voltage for starting.

また、上記の交流変換回路３には、駆動用の駆動回路４を接続するとともに、制御回路５からのＰＷＭ制御信号によって、直流電源の電圧を数十ｋＨｚの高周波の電圧に変換し平滑して、所望の出力電圧を発生させるＤＣ−ＤＣコンバータ回路６を接続している。   Further, the drive circuit 4 for driving is connected to the AC conversion circuit 3 described above, and the voltage of the DC power source is converted into a high frequency voltage of several tens of kHz and smoothed by the PWM control signal from the control circuit 5. A DC-DC converter circuit 6 for generating a desired output voltage is connected.

この交流変換回路３は、直列に接続した第１スイッチ７および第２スイッチ８と、直列に接続した第３スイッチ９および第４スイッチ１０とを互いに並列接続し、かつ、高圧放電灯１の一端側を第１スイッチ７と第２スイッチ８との間に接続するとともに、高圧放電灯１の他端側を第３スイッチ９と第４スイッチ１０との間に接続して形成したものである。   This AC conversion circuit 3 includes a first switch 7 and a second switch 8 connected in series, and a third switch 9 and a fourth switch 10 connected in series with each other in parallel, and one end of the high-pressure discharge lamp 1. The side is connected between the first switch 7 and the second switch 8, and the other end of the high pressure discharge lamp 1 is connected between the third switch 9 and the fourth switch 10.

さらに、この交流変換回路３には直流電圧を印加するが、交流変換回路３に接続した駆動回路４によって、第１スイッチ７〜第４スイッチ１０の通電の切り替えタイミングを制御して駆動させており、第１スイッチ７から高圧放電灯１を介して第４スイッチ１０へ通電する第１通電と、第３スイッチ９から高圧放電灯１を介して第２スイッチ８へ通電する第２通電とを交互に切り替えることによって、通常始動用の交流ランプ電圧を高圧放電灯に印加している。   Furthermore, a DC voltage is applied to the AC conversion circuit 3, and the drive circuit 4 connected to the AC conversion circuit 3 is driven by controlling the switching timing of energization of the first switch 7 to the fourth switch 10. The first energization from the first switch 7 to the fourth switch 10 via the high-pressure discharge lamp 1 and the second energization from the third switch 9 to the second switch 8 via the high-pressure discharge lamp 1 are alternately performed. By switching to, the AC lamp voltage for normal starting is applied to the high pressure discharge lamp.

このとき、点灯装置の動作波形は、図９に示すようになる。   At this time, the operation waveform of the lighting device is as shown in FIG.

高圧放電灯１に印加される通常始動用の交流ランプ電圧の電圧波形と、高圧放電灯１に通電される通常始動用の交流ランプ電流の電流波形とは、略相似形であって、ともに矩形状となる。この矩形状の電圧波形には、不連続点においてオーバーシュート２０が発生するため、交流ランプ電流の電流波形にも、同様のオーバーシュート２０が発生している。   The voltage waveform of the AC lamp voltage for normal starting applied to the high pressure discharge lamp 1 and the current waveform of the AC lamp current for normal starting applied to the high pressure discharge lamp 1 are substantially similar and are both rectangular. It becomes a shape. Since this rectangular voltage waveform has an overshoot 20 at discontinuous points, a similar overshoot 20 is also generated in the current waveform of the AC lamp current.

また、上記の高圧放電灯１の一般的な構成は、以下の通りである。   The general configuration of the high-pressure discharge lamp 1 is as follows.

一般的な高圧放電灯１は、図１０に示すように、石英ガラスからなる発光管１１と、この発光管１１の両端から延在する封止部１２と、この封止部１２からリード部１３を介して発光管に突出させた一対の電極１４とを有している。   As shown in FIG. 10, the general high-pressure discharge lamp 1 includes an arc tube 11 made of quartz glass, a sealing portion 12 extending from both ends of the arc tube 11, and a lead portion 13 from the sealing portion 12. And a pair of electrodes 14 protruding from the arc tube.

発光管１１の内部には、水銀、アルゴン等の希ガス、臭素等の微量のハロゲンが封入されており、電極１４は、タングステンからなっている。   The arc tube 11 is filled with a rare gas such as mercury or argon, and a small amount of halogen such as bromine, and the electrode 14 is made of tungsten.

この高圧放電灯１の動作原理は、一対の電極１４間に初期始動用の交流始動電圧が印加されると、電極１４間が絶縁破壊して放電路が形成され、その後、通常始動用の交流ランプ電圧の印加によって、電極１４間にアーク放電が発生する。この放電によって、発光管１１内の温度が上昇し、水銀が加熱・気化され、電極１４間のアーク中心部で水銀原子が励起されて発光するものである。高圧放電灯１の水銀蒸気圧が高いほど、プロジェクタ等の光源として適しているが、発光管１１の物理的耐圧強度の観点から、１５〜２０ＭＰａ（１５０〜２００気圧）程度の範囲の水銀蒸気圧に設計されることが多い。   The operating principle of the high-pressure discharge lamp 1 is that when an AC starting voltage for initial startup is applied between a pair of electrodes 14, a breakdown is formed between the electrodes 14 and a discharge path is formed. An arc discharge is generated between the electrodes 14 by the application of the lamp voltage. By this discharge, the temperature in the arc tube 11 rises, mercury is heated and vaporized, and mercury atoms are excited at the arc center between the electrodes 14 to emit light. The higher the mercury vapor pressure of the high-pressure discharge lamp 1, the more suitable as a light source for a projector or the like, but from the viewpoint of the physical pressure resistance of the arc tube 11, the mercury vapor pressure in the range of about 15 to 20 MPa (150 to 200 atmospheres). Often designed.

この発光管１１内では、アーク放電による電極の温度上昇によって、タングステンが蒸発して発光管１１の内壁に付着する。この発光管１１内に付着したタングステンは、発光管１１内に封入したハロゲンと反応して、ハロゲン化タングステンになるとともに、このハロゲン化タングステンは発光管１１内を浮遊し、温度の高い電極１４の先端に達すると、再び、もとのハロゲンとタングステンに解離して、タングステンは電極１４の先端に戻る。いわゆるハロゲンサイクルが繰り返される。   In the arc tube 11, tungsten evaporates and adheres to the inner wall of the arc tube 11 due to the temperature rise of the electrode due to arc discharge. Tungsten adhering in the arc tube 11 reacts with the halogen enclosed in the arc tube 11 to become tungsten halide. The tungsten halide floats in the arc tube 11, and the high temperature electrode 14 When the tip is reached, it is again dissociated into the original halogen and tungsten, and tungsten returns to the tip of the electrode 14. The so-called halogen cycle is repeated.

上記の点灯装置は、例えば、次のようなプロジェクタ装置に用いる。   The above lighting device is used, for example, in the following projector device.

図１１に示すように、このプロジェクタ装置は、上記の点灯装置を搭載し、高圧放電灯１の光１９がレンズ１５を介して照射される、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を回転方向に配色した板形状のカラーフィルタ１６と、回転するカラーフィルタ１６およびレンズ１５を介して高圧放電灯１の光１９が照射されるデジタルマイクロミラー素子１７と、このデジタルマイクロミラー素子１７によって反射された高圧放電灯１の光１９を画面１８に投光するレンズ１５とを備えたものである。   As shown in FIG. 11, this projector device is mounted with the above-described lighting device, and the light 19 of the high-pressure discharge lamp 1 is irradiated through the lens 15. The red (R), green (G), and blue (B ) In the rotation direction, a digital micromirror element 17 that is irradiated with the light 19 of the high-pressure discharge lamp 1 through the rotating color filter 16 and the lens 15, and the digital micromirror element 17 And the lens 15 that projects the light 19 of the high-pressure discharge lamp 1 reflected on the screen 18.

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−１３４１７６号公報 As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
JP 2004-134176 A

上記構成では、交流ランプ電圧の電圧波形の不連続点においてオーバーシュート２０が発生するので、この電圧波形と相似形の交流ランプ電流の電流波形にもオーバーシュート２０が発生し、高圧放電灯１に異常な交流ランプ電流が通電される。   In the above configuration, an overshoot 20 is generated at a discontinuous point of the AC lamp voltage voltage waveform. Therefore, an overshoot 20 is also generated in a current waveform of an AC lamp current similar to this voltage waveform, and the high pressure discharge lamp 1 Abnormal AC lamp current is applied.

これにより、高圧放電灯１には安定的な通電がなされず、特に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）を回転方向に配色した板形状のカラーフィルタ１６を回転させ、このカラーフィルタ１６を介して、高圧放電灯１の光を投光するようなプロジェクタ装置に用いた場合では、交流ランプ電流のオーバーシュート２０の瞬間に、カラーフィルタ１６の一部の色が強調され、色調にばらつきが生じるという問題点を有していた。   As a result, the high-pressure discharge lamp 1 is not stably energized. In particular, the plate-shaped color filter 16 in which red (R), green (G), and blue (B) are arranged in the rotation direction is rotated. When used in a projector apparatus that projects the light of the high-pressure discharge lamp 1 through the color filter 16, the color of a part of the color filter 16 is emphasized at the moment of the overshoot 20 of the AC lamp current, There was a problem that variation in color tone occurred.

本発明は上記問題点を解決するもので、複数色を配色し、回転するカラーフィルタを介して高圧放電灯の光を投光しても、カラーフィルタの一部の色が強調されず、色調にばらつきの生じない点灯装置およびそれを用いたプロジェクタ装置を提供することを目的としている。   The present invention solves the above-described problems. Even when a plurality of colors are arranged and light from a high-pressure discharge lamp is projected through a rotating color filter, some colors of the color filter are not emphasized, and the color tone is not enhanced. It is an object of the present invention to provide a lighting device that does not vary and a projector device using the same.

本発明は上記問題点を解決するために、特に、交流変換回路には、基準矩形波の周期と同期するように、交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させる周波数制御回路を設けた構成である。   In order to solve the above-described problems, the present invention particularly has a configuration in which the AC converter circuit is provided with a frequency control circuit that changes the voltage frequency of the AC lamp voltage so as to synchronize with the period of the reference rectangular wave.

上記構成により、基準矩形波の周期と同期するように、交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させることができるので、例えば、複数色を配色し、回転するカラーフィルタを介して高圧放電灯の光を画面に投光するようなプロジェクタ装置に点灯装置を用いても、カラーフィルタに配色した各々の色境界部が回転方向に表れる色境界部の周期と、点灯装置の基準矩形波の周期とを同期させ、この色境界部の周期に同期した基準矩形波の周期と同期するように交流ランプ電圧周波数を変化させれば、交流ランプ電圧の電圧波形の不連続点におけるオーバーシュートを、回転するカラーフィルタの色境界部において発生させることができる。   With the above configuration, the voltage frequency of the AC lamp voltage can be changed so as to synchronize with the cycle of the reference rectangular wave. For example, the light of the high-pressure discharge lamp is arranged through a color filter that arranges a plurality of colors and rotates. Even when a lighting device is used in a projector device that projects light onto the screen, the period of the color boundary portion where each color boundary portion arranged in the color filter appears in the rotation direction and the cycle of the reference rectangular wave of the lighting device are synchronized. If the AC lamp voltage frequency is changed so as to be synchronized with the period of the reference rectangular wave synchronized with the period of the color boundary portion, the color filter that rotates the overshoot at the discontinuous point of the voltage waveform of the AC lamp voltage Can be generated at the color boundary.

すなわち、カラーフィルタの一部の色が強調されることがなく、色調のばらつきを抑制できる。   That is, some colors of the color filter are not emphasized, and variations in color tone can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態を用いて、本発明の全請求項に記載の発明について図面を参照しながら説明する。   DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は本発明の一実施の形態における点灯装置のブロック図、図２は同点灯装置の等価回路図、図３はプロジェクタ装置のカラーフィルタの拡大図である。   FIG. 1 is a block diagram of a lighting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the lighting device, and FIG. 3 is an enlarged view of a color filter of the projector device.

図１、図２において、本発明の一実施の形態における点灯装置は、高圧水銀ランプ等の高圧放電灯２１と、高圧放電灯２１の初期始動用の交流始動電圧を印加するイグナイタ回路２２と、高圧放電灯２１の通常始動用の交流ランプ電圧を印加する交流変換回路２３とを備えている。   1 and 2, a lighting device according to an embodiment of the present invention includes a high-pressure discharge lamp 21 such as a high-pressure mercury lamp, an igniter circuit 22 that applies an AC starting voltage for initial starting of the high-pressure discharge lamp 21, And an AC conversion circuit 23 for applying an AC lamp voltage for normal starting of the high-pressure discharge lamp 21.

上記の交流変換回路２３には、駆動用の駆動回路２４を接続するとともに、制御回路２５からのＰＷＭ制御信号によって、直流電源の電圧を数十ｋＨｚの高周波の電圧に変換し平滑して、所望の出力電圧を発生させるＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６を接続している。このＤＣ−ＤＣコンバータ回路２６から発生した所望の電圧は、イグナイタ回路２２において、バリスタ、アレスタ等スイッチ素子とコンデンサを用いて交流変換し、一次巻線２７と二次巻線２８を有するトランス２９によって、初期始動用の交流ランプ電圧として高圧放電灯２１に印加している。   A driving circuit 24 for driving is connected to the AC conversion circuit 23, and the voltage of the DC power source is converted into a high frequency voltage of several tens of kHz and smoothed by a PWM control signal from the control circuit 25. The DC-DC converter circuit 26 that generates the output voltage is connected. A desired voltage generated from the DC-DC converter circuit 26 is converted into an alternating current by using a switch element such as a varistor or an arrester and a capacitor in an igniter circuit 22, and is converted by a transformer 29 having a primary winding 27 and a secondary winding 28. The AC lamp voltage for initial start-up is applied to the high-pressure discharge lamp 21.

また、交流変換回路２３は、直列に接続した第１スイッチ３０および第２スイッチ３１と、直列に接続した第３スイッチ３２および第４スイッチ３３とを互いに並列接続し、かつ、高圧放電灯２１の一端側を第１スイッチ３０と第２スイッチ３１との間にトランス２９の二次巻線２８を介して接続するとともに、高圧放電灯２１の他端側を第３スイッチ３２と第４スイッチ３３との間に接続して形成したものである。第１スイッチ３０〜第４スイッチ３３にはＦＥＴを用いている。   The AC conversion circuit 23 includes a first switch 30 and a second switch 31 connected in series, and a third switch 32 and a fourth switch 33 connected in series with each other in parallel. One end side is connected between the first switch 30 and the second switch 31 via the secondary winding 28 of the transformer 29, and the other end side of the high pressure discharge lamp 21 is connected to the third switch 32 and the fourth switch 33. It is formed by connecting between the two. FETs are used for the first switch 30 to the fourth switch 33.

この交流変換回路２３には直流電圧を印加するが、交流変換回路２３に接続した駆動回路２４によって、第１スイッチ３０〜第４スイッチ３３の通電の切り替えタイミングを制御して駆動させており、第１スイッチ３０から高圧放電灯２１を介して第４スイッチ３３へ通電する第１通電と、第３スイッチ３２から高圧放電灯２１を介して第２スイッチ３１へ通電する第２通電とを交互に切り替えることによって、通常始動用の交流ランプ電圧を高圧放電灯２１に印加している。   A DC voltage is applied to the AC conversion circuit 23, and the drive circuit 24 connected to the AC conversion circuit 23 is driven by controlling the switching timing of energization of the first switch 30 to the fourth switch 33. A first energization that energizes the fourth switch 33 from the first switch 30 via the high-pressure discharge lamp 21 and a second energization that energizes the second switch 31 from the third switch 32 via the high-pressure discharge lamp 21 are alternately switched. Thus, the AC lamp voltage for normal starting is applied to the high pressure discharge lamp 21.

上記の点灯装置は、次のようなプロジェクタ装置に用いる。   The above lighting device is used in the following projector device.

このプロジェクタ装置は、背景技術で述べたように、図１１に示すような構成であるが、このプロジェクタ装置に搭載した点灯装置の交流変換回路２３には、高圧放電灯２１に印加する交流ランプ電圧の電圧周波数をカラーフィルタ１６の回転周期に同期させることができるように、交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させる周波数制御回路３４を設けている。   As described in the background art, this projector device has a configuration as shown in FIG. 11, but an AC lamp voltage applied to the high-pressure discharge lamp 21 is applied to the AC conversion circuit 23 of the lighting device mounted on the projector device. Is provided with a frequency control circuit 34 for changing the voltage frequency of the AC lamp voltage so that the voltage frequency can be synchronized with the rotation period of the color filter 16.

すなわち、図３に示すように、回転するカラーフィルタ１６に配色した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各々の色境界部３６は、カラーフィルタ１６の回転方向に対して一定の周期で表れるので、この色境界部３６の周期を基準にした基準矩形波を、交流ランプ電圧の電圧周波数と比較させて互いに同期させるように制御している。   That is, as shown in FIG. 3, the color boundary portions 36 of red (R), green (G), and blue (B) arranged on the rotating color filter 16 are constant with respect to the rotation direction of the color filter 16. Therefore, the reference rectangular wave based on the period of the color boundary portion 36 is controlled to be synchronized with the voltage frequency of the AC lamp voltage.

図４（ａ）はプロジェクタ装置におけるカラーフィルタの色境界部の周期を示した波形図、図４（ｂ）は同カラーフィルタの色境界部の周期を基準にした基準矩形波の波形図、図４（ｃ）は高圧放電灯に印加する通常始動用の交流ランプ電圧の電圧波形図、図４（ｄ）は高圧放電灯に通電される交流ランプ電流の電流波形図、図４（ｅ）は点灯装置の交流変換回路の第１スイッチのＯＮ−ＯＦＦ切り替えを示す信号波形図、図４（ｆ）は同点灯装置の交流変換回路の第２スイッチのＯＮ−ＯＦＦ切り替えを示す信号波形図、図４（ｇ）は同点灯装置の交流変換回路の第３スイッチのＯＮ−ＯＦＦ切り替えを示す信号波形図、図４（ｈ）は同点灯装置の交流変換回路の第４スイッチのＯＮ−ＯＦＦ切り替えを示す信号波形図である。   4A is a waveform diagram showing the period of the color boundary portion of the color filter in the projector apparatus, FIG. 4B is a waveform diagram of a reference rectangular wave based on the period of the color boundary portion of the color filter, FIG. 4 (c) is a voltage waveform diagram of an AC lamp voltage for normal starting applied to a high pressure discharge lamp, FIG. 4 (d) is a current waveform diagram of an AC lamp current passed through the high pressure discharge lamp, and FIG. FIG. 4F is a signal waveform diagram showing ON / OFF switching of the second switch of the AC conversion circuit of the lighting device, and FIG. 4F is a signal waveform diagram showing ON / OFF switching of the second switch of the AC conversion circuit of the lighting device. 4 (g) is a signal waveform diagram showing ON / OFF switching of the third switch of the AC conversion circuit of the lighting device, and FIG. 4 (h) is ON / OFF switching of the fourth switch of the AC conversion circuit of the lighting device. It is a signal waveform diagram shown.

図４（ａ）に示すように、回転するカラーフィルタ１６に配色した赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各々の色境界部３６は、順次、一定の周期で表れ、この色境界部３６の周期を基準にした基準矩形波は、図４（ｂ）に示すようになる。この基準矩形波は、カラーフィルタ１６の色境界部３６の周期を基準としているので、基準矩形波の不連続点３７は、ちょうど、色境界部３６の周期と同期するとともに、交流ランプ電圧の電圧波形の不連続点３７も、色境界部３６の周期と同期することとなる。   As shown in FIG. 4A, the color boundary portions 36 of red (R), green (G), and blue (B) arranged on the rotating color filter 16 sequentially appear at a constant cycle. A reference rectangular wave based on the period of the color boundary portion 36 is as shown in FIG. Since this reference rectangular wave is based on the period of the color boundary part 36 of the color filter 16, the discontinuous point 37 of the reference rectangular wave is exactly synchronized with the period of the color boundary part 36 and the voltage of the AC lamp voltage. The waveform discontinuity point 37 is also synchronized with the period of the color boundary portion 36.

すなわち、この基準矩形波と交流ランプ電圧の電圧周波数とは互いに同期するので、交流ランプ電圧の電圧波形における不連続点３７において発生するオーバーシュート３８は、色境界部３６の周期とも合致する。ここで、基準矩形波と交流ランプ電圧の電圧周波数とが互いに同期するとは、基準矩形波の不連続点３７と交流ランプ電圧の不連続点３７のうち、いずれか一方の不連続点３７は他方の不連続点３７と同じタイミングで表れるということである。   That is, since the reference rectangular wave and the voltage frequency of the AC lamp voltage are synchronized with each other, the overshoot 38 generated at the discontinuous point 37 in the voltage waveform of the AC lamp voltage also matches the period of the color boundary portion 36. Here, the reference rectangular wave and the voltage frequency of the AC lamp voltage are synchronized with each other, one of the discontinuous point 37 of the reference rectangular wave and the discontinuous point 37 of the AC lamp voltage is the other discontinuous point 37. It appears at the same timing as the discontinuous point 37.

さらに、上記周波数制御回路３４によって、交流ランプ電圧の電圧周波数を整数倍周や整数分周に変化させており、特に、交流ランプ電圧の電圧値が基準値よりも低下した場合は、交流ランプ電圧の電圧周波数を上昇させるように制御している。交流ランプ電圧の電圧値は、常時、モニタ回路３５によって検知しており、検知した電圧値を周波数制御回路３４にフィードバックして、基準値の電圧値よりも低下していれば、交流ランプ電圧の電圧周波数を上昇させるようにしている。   Further, the frequency control circuit 34 changes the voltage frequency of the AC lamp voltage to an integer multiple or an integer frequency. In particular, when the voltage value of the AC lamp voltage is lower than the reference value, the AC lamp voltage The voltage frequency is controlled to increase. The voltage value of the AC lamp voltage is always detected by the monitor circuit 35. If the detected voltage value is fed back to the frequency control circuit 34 and is lower than the voltage value of the reference value, the AC lamp voltage The voltage frequency is increased.

これは、交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させると、ハロゲンサイクルの過程において、タングステンの電極１４への付着量を制御することができるので、このタングステンの付着量の制御にあたって、交流ランプ電圧の電圧波形の不連続点３７が、ちょうど、カラーフィルタ１６の色境界部３６において位置するように、互いに同期させるために行なっている。   This is because if the voltage frequency of the AC lamp voltage is changed, the amount of tungsten deposited on the electrode 14 can be controlled during the halogen cycle. Therefore, when controlling the amount of tungsten deposited, the voltage of the AC lamp voltage is controlled. This is done in order to synchronize each other so that the waveform discontinuities 37 are located just at the color boundary 36 of the color filter 16.

一般に、ハロゲンサイクルの過程では、ハロゲン化タングステンが、ハロゲンとタングステンに解離して、再び、タングステンが電極１４の先端に戻るが、交流ランプ電圧の電圧周波数を大きくすれば、図５に示すように、微量のタングステンが付着物３９として電極１４の先端に付着し、交流ランプ電圧の電圧周波数を小さくすれば、図６に示すように、多量のタングステンが付着物３９として電極１４の先端に付着する。   In general, in the course of the halogen cycle, tungsten halide dissociates into halogen and tungsten, and tungsten returns to the tip of the electrode 14 again. However, if the voltage frequency of the AC lamp voltage is increased, as shown in FIG. If a small amount of tungsten adheres to the tip of the electrode 14 as the deposit 39 and the voltage frequency of the AC lamp voltage is reduced, a large amount of tungsten adheres to the tip of the electrode 14 as the deposit 39 as shown in FIG. .

この際、一対の電極１４間が短くなる方向にタングステンが付着した場合は、付着物３９の付着量によって、交流ランプ電圧の電圧値が非常に低下し、高圧放電灯２１の明るさを一定に保つために、交流ランプ電流の制限電流値を越える電流を通電する必要の生じる場合があるので（一般的に、高圧放電灯２１の明るさを一定に保つためには、交流ランプ電圧と交流ランプ電流とによる電力を常に一定にする必要がある）、これを抑制するために、タングステンの電極１４への付着量を制御している。これにより、電極１４から蒸発するタングステンの蒸発量との割合に応じて、一対の電極１４間が短くなる方向に付着するタングステンの付着量を意図的に減少させ、電力を一定に保つために、制限電流値を越える電流を通電する必要がなくなる。   At this time, if tungsten adheres in a direction in which the distance between the pair of electrodes 14 is shortened, the voltage value of the AC lamp voltage is greatly reduced by the amount of deposit 39, and the brightness of the high-pressure discharge lamp 21 is kept constant. In order to maintain the brightness of the AC lamp current, it may be necessary to pass a current exceeding the current limit value of the AC lamp current (in general, in order to keep the brightness of the high-pressure discharge lamp 21 constant, the AC lamp voltage and the AC lamp In order to suppress this, the amount of tungsten deposited on the electrode 14 is controlled. Accordingly, in order to intentionally reduce the adhesion amount of tungsten adhering in the direction in which the gap between the pair of electrodes 14 is shortened according to the ratio with the evaporation amount of tungsten evaporated from the electrode 14, in order to keep the power constant, There is no need to pass a current exceeding the limit current value.

上記構成により、基準矩形波の周期と同期するように、交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させることができるので、例えば、複数色を配色し、回転するカラーフィルタ１６を介して高圧放電灯２１の光を投光するようなプロジェクタ装置に点灯装置を用いても、カラーフィルタ１６に配色した各々の色境界部３６が回転方向に表れる色境界部３６の周期と、点灯装置の基準矩形波の周期とを同期させ、この色境界部３６の周期に同期した基準矩形波の周期と同期するように交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させれば、交流ランプの電圧波形の不連続点３７におけるオーバーシュート３８を、回転するカラーフィルタ１６の色境界部３６において発生させることができる。   With the above configuration, the voltage frequency of the AC lamp voltage can be changed so as to synchronize with the cycle of the reference rectangular wave. For example, a plurality of colors are arranged and the high-pressure discharge lamp 21 is rotated via the rotating color filter 16. Even if the lighting device is used in a projector device that projects light, the period of the color boundary portion 36 where each color boundary portion 36 arranged in the color filter 16 appears in the rotation direction, and the cycle of the reference rectangular wave of the lighting device And the voltage frequency of the AC lamp voltage is changed so as to synchronize with the period of the reference rectangular wave synchronized with the period of the color boundary portion 36, and the overshoot at the discontinuous point 37 of the AC lamp voltage waveform. 38 can be generated at the color boundary 36 of the rotating color filter 16.

よって、カラーフィルタ１６の一部の色が強調されることがなく、色調のばらつきを抑制できる。   Therefore, some of the colors of the color filter 16 are not emphasized, and variations in color tone can be suppressed.

また、交流ランプ電流の制限電流値を越える電流を通電する必要が生じないように、電極１４へのタングステンの付着量を交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させて制御する際も、交流ランプ電圧の電圧周波数を、整数倍周に変化させたり、整数分周に変化させたりすることによって、交流ランプ電圧の電圧波形の不連続点３７に生じるオーバーシュート３８をカラーフィルタ１６の色境界部３６において発生させることができ、色調のばらつきを抑制できる。   Further, when the amount of tungsten deposited on the electrode 14 is controlled by changing the voltage frequency of the AC lamp voltage so that it is not necessary to supply a current exceeding the limit current value of the AC lamp current, the AC lamp voltage is also controlled. By changing the voltage frequency to an integral multiple or to an integer division, an overshoot 38 that occurs at the discontinuous point 37 of the voltage waveform of the AC lamp voltage is generated at the color boundary portion 36 of the color filter 16. And variation in color tone can be suppressed.

特に、整数分周することによって、交流ランプ電圧の電圧周波数にバラツキが生じていても（各々の矩形波における波長が完全に一致せず、バラツキが生じていても）、そのバラツキを吸収することができる。すなわち、各々の矩形波の波長にバラツキが生じていると、高圧放電灯２１の左右の電極に印加される交流ランプ電圧が異なり、電極に付着する付着物３９の量も左右の電極によって異なるようになる。そして、電極間の光点（中心位置）がずれて、高圧放電灯２１から照射される光の焦点がずれるという問題を生じるが、分周することによって、これを抑制できる。   In particular, by dividing by an integer, even if there is a variation in the voltage frequency of the AC lamp voltage (even if the wavelength in each rectangular wave does not match completely, a variation occurs), the variation is absorbed. Can do. That is, when the wavelength of each rectangular wave is varied, the AC lamp voltage applied to the left and right electrodes of the high-pressure discharge lamp 21 is different, and the amount of the deposit 39 attached to the electrodes is also different depending on the left and right electrodes. become. And the light spot (center position) between electrodes shift | deviates and the problem that the focus of the light irradiated from the high pressure discharge lamp 21 shifts arises, but this can be suppressed by dividing.

なお、高圧放電灯２１は高圧水銀ランプの他、メタルハライドランプ等でも良い。   The high pressure discharge lamp 21 may be a metal halide lamp or the like in addition to the high pressure mercury lamp.

以上のように本発明にかかる点灯装置およびそれを用いたプロジェクタ装置は、複数色を配色し、回転するカラーフィルタを介して高圧放電灯の光を投光しても、カラーフィルタの一部の色が強調されず、色調にばらつきを生じさせないので、各種電子機器に適用できる。   As described above, the lighting device according to the present invention and the projector device using the same are arranged in a plurality of colors, and even if the light of the high pressure discharge lamp is projected through the rotating color filter, a part of the color filter is used. Since the color is not emphasized and the color tone does not vary, the present invention can be applied to various electronic devices.

本発明の一実施の形態における点灯装置のブロック図The block diagram of the lighting device in one embodiment of this invention 同点灯装置の等価回路図Equivalent circuit diagram of the lighting device プロジェクタ装置のカラーフィルタの拡大図Enlarged view of the color filter of the projector device 同点灯装置の動作波形図Operation waveform diagram of the lighting device 微量のタングステンの付着時における高圧放電灯の断面図Cross section of high pressure discharge lamp when a small amount of tungsten is deposited 多量のタングステンの付着時における高圧放電灯の断面図Cross section of high pressure discharge lamp when a large amount of tungsten is deposited 従来の点灯装置のブロック図Block diagram of a conventional lighting device 同点灯装置のブロック図における交流変換回路の等価回路図Equivalent circuit diagram of AC converter circuit in block diagram of lighting device 同点灯装置の動作波形図Operation waveform diagram of the lighting device 高圧放電灯の断面図Cross section of high pressure discharge lamp プロジェクタ装置の概略図Schematic diagram of projector device

符号の説明Explanation of symbols

２１ 高圧放電灯
２２ イグナイタ回路
２３ 交流変換回路
２４ 駆動回路
２５ 制御回路
２６ ＤＣ−ＤＣコンバータ回路
２７ 一次巻線
２８ 二次巻線
２９ トランス
３０ 第１スイッチ
３１ 第２スイッチ
３２ 第３スイッチ
３３ 第４スイッチ
３４ 周波数制御回路
３５ モニタ回路
３６ 色境界部
３７ 不連続点
３８ オーバーシュート
３９ 付着物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 High pressure discharge lamp 22 Igniter circuit 23 AC converter circuit 24 Drive circuit 25 Control circuit 26 DC-DC converter circuit 27 Primary winding 28 Secondary winding 29 Transformer 30 1st switch 31 2nd switch 32 3rd switch 33 4th switch 34 Frequency control circuit 35 Monitor circuit 36 Color boundary 37 Discontinuity point 38 Overshoot 39 Deposit

Claims (4)

高圧放電灯に交流ランプ電圧を印加する交流変換回路を備え、前記交流変換回路には、基準矩形波の周期と同期するように、前記交流ランプ電圧の電圧周波数を変化させる周波数制御回路を設けた点灯装置。 An AC converter circuit for applying an AC lamp voltage to the high-pressure discharge lamp is provided, and the AC converter circuit is provided with a frequency control circuit for changing the voltage frequency of the AC lamp voltage so as to be synchronized with a cycle of a reference rectangular wave. Lighting device. 前記周波数制御回路で、前記交流ランプ電圧の電圧周波数を整数倍周に変化させる請求項１記載の点灯装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the frequency control circuit changes the voltage frequency of the AC lamp voltage to an integral multiple. 前記周波数制御回路で、前記交流ランプ電圧の電圧周波数を整数分周に変化させる請求項１記載の点灯装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the frequency control circuit changes the voltage frequency of the AC lamp voltage to an integer frequency division. 複数色を回転方向に配色した板形状のカラーフィルタと、回転する前記カラーフィルタを介して前記高圧放電との光が照射されるデジタルマイクロミラー素子と、前記デジタルマイクロミラー素子に照射された前記高圧放電灯の光を投光するレンズとを備え、前記基準矩形波の周期は、前記カラーフィルタに配色した各々の色境界部が回転方向に表れる前記色境界部の周期と同期させた請求項１記載の点灯装置を用いたプロジェクタ装置。 A plate-shaped color filter in which a plurality of colors are arranged in the rotation direction, a digital micromirror element that is irradiated with light from the high-voltage discharge through the rotating color filter, and the high-pressure that is irradiated to the digital micromirror element A lens for projecting light from a discharge lamp, and the period of the reference rectangular wave is synchronized with the period of the color boundary part where each color boundary part arranged in the color filter appears in the rotation direction. A projector device using the lighting device described.
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