JP2006260800A - ３つ以上の電極を有する放電ランプの制御 - Google Patents

Abstract

【課題】 周波数成分を有するエネルギーを放電ランプに供給しながらも、直流光源に近い点灯状態を発生させる技術を提供する。
【解決手段】 放電ランプに電極を３つ備え、各々の電極間で放電可能とする。放電ランプの最大出力時は、３つの電極端子間電圧ＶｅＡＢ，ＶｅＢＣ，ＶｅＣＡの少なくとも１つが放電域となるよう、電極端子に電圧を印加する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、放電ランプの制御に関する。

従来の放電ランプは、２つの電極を備えるものが多い。放電ランプ制御装置は、２つの電極に電圧を印加して、２つの電極間で放電させることにより放電ランプを点灯させていた。このような従来の単相駆動の放電ランプに、交流電圧を印加すると、放電ランプは点灯状態と非点灯状態を交互に繰り返す光源となる。

特開平６−３２５７３５号公報

放電ランプが点滅を繰り返す光源となることにより、様々な問題が生じていた。例えば、このような放電ランプをプロジェクタ等の表示装置に適用した場合、光源の点滅周波数と表示装置の駆動周波数との干渉によるフリッカ現象が発生していた。また、点滅を繰り返す放電ランプを照明装置として用いる場合、周囲環境にある他の光源の点滅周波数と干渉してフリッカ現象を発生させる可能性があった。更に、放電周波数の影響で、眼と脳内にストレスを与える可能性もあった。

一方では、直流電圧を電極に印加して放電ランプを点灯させるという考えも存在する。しかし、直流電圧を印加すると電極にかかる負荷が大きくなり、電極の寿命を短くしてしまうという問題がある。

本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、周波数成分を有するエネルギーを放電ランプに供給しながらも、直流光源に近い点灯状態を発生させる技術を提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を解決するため、本発明による放電ランプ制御装置は、
放電ランプは、互いに放電可能な３つ以上の電極を備え、
前記放電ランプ制御装置は、前記３つ以上の電極へ周波数成分を有する電力信号を供給し、前記放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に前記３つ以上の電極のうちの少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように、前記電力信号の供給を制御することを特徴とする。

本発明によれば、放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように電力信号の供給を制御するので、周波数成分を有する電力信号を供給しながらも、直流光源に近い点灯状態を発生させることができる。

更に、前記放電ランプを最大出力で点灯させるときにも、前記３つ以上の電極各々において、放電が起きない無放電期間が順次発生するように、前記電力信号の供給を制御するものとしても良い。

これによれば、各電極において放電が起きない無放電期間を発生させるので、電極の負荷を減少させることができる。

前記放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように設定されたデジタル信号を出力するデジタル信号出力部と、
前記デジタル信号に基づいて、前記３つ以上の電極に供給する電力信号を生成する電力信号生成部と、
を備えるものとしても良い。

これによれば、デジタル信号に基づいて電力信号を生成するので、制御が簡便である。

前記デジタル信号出力部は、
矩形以外の波形を有する基準波信号と、前記基準波信号の波長に比べ波長が短い矩形以外の波形を有する比較波信号とを発生させる波形発生部と、
前記基準波信号と前記比較波信号とを比較して、第１のＰＷＭ信号を生成する第１のＰＷＭ信号生成部と、
を備え、前記第１のＰＷＭ信号を前記デジタル信号として出力するものとしても良い。

これによれば、ＰＷＭ制御により、放電ランプを制御することが可能である。

前記デジタル信号出力部は、更に、
前記放電ランプを最大出力で点灯させるときにも、前記３つ以上の電極各々において、放電が起きない無放電期間が順次発生するように、予め記憶しているマスク量で前記第１のＰＷＭ信号をマスクして第２のＰＷＭ信号を生成する第２のＰＷＭ信号生成部を備え、
前記第２のＰＷＭ信号を前記デジタル信号として出力するものとしても良い。

これによれば、第１のＰＷＭ信号をマスクすることで、容易に、放電が起きない無放電期間を発生させることができる。

更に、前記放電ランプの輝度を調節する調光値を設定する調光値設定部を備え、
前記第２のＰＷＭ信号生成部は、前記調光値に応じて、前記第１のＰＷＭ信号をマスクする量を調節するものとしても良い。

これによれば、調光値に応じて第１のＰＷＭ信号をマスクすることで、容易に調光を行なうことが可能である。

なお本発明は種々の形態で実現可能であり、例えば、放電ランプ制御方法，照明装置，投写型画像表示装置，これらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現可能である。

Ａ．第１実施例：
図１は、本発明の投写型画像表示装置の一実施例としての液晶プロジェクタ１０の概略構成を示す説明図である。液晶プロジェクタ１０は、レシーバ２０と、画像処理部３０と、液晶パネル駆動部４０と、液晶パネル５０と、液晶パネル５０を透過した透過光をスクリーンＳＣ上に投写するための投写光学系６０と、ＣＰＵ７００とを備えている。液晶プロジェクタ１０は、更に、液晶パネル５０を照明するための放電ランプ６００と、放電ランプ６００を制御するための放電ランプ制御部１０００とを備えている。

レシーバ２０は、図示しないパーソナルコンピュータなどから供給される画像信号ＶＳを入力し、画像処理部３０で処理可能な形式の画像データに変換する。画像処理部３０は、レシーバ２０を介して入力された画像データに対して、輝度調整や色バランス調整などの各種画像処理を施す。液晶パネル駆動部４０は、画像処理部３０において画像処理が施された画像データに基づいて、液晶パネル５０を駆動するための駆動信号を生成する。液晶パネル５０は、液晶パネル駆動部４０で生成された駆動信号に応じて照明光を変調する。投写光学系６０は、ズーム機能を備えた投写レンズを備えており（図示省略）、投写レンズのズーム比を変更し、焦点距離を変化させることによって、ピントを合わせたまま投写画像のサイズを変化させる。液晶パネル駆動部４０と、液晶パネル５０と、投写光学系６０と、スクリーンＳＣは、放電ランプ６００の照明光を利用して画像を投写表示する本発明の投写表示部に相当する。

ＣＰＵ７００は、図示しないリモートコントローラや、液晶プロジェクタ１０本体に備えられた操作ボタンの操作にしたがって、画像処理部３０や、投写光学系６０を制御する。また、ＣＰＵ７００は、放電ランプ制御部１０００にも制御信号を出力する。更に、ＣＰＵ７００は、放電ランプ制御部１０００の輝度を調節する調光値を設定する機能を有する。調光に関しては後述する。

図２は、放電ランプ制御部１０００の機能ブロック図と放電ランプ６００の構造を示す説明図である。放電ランプ制御部１０００と、放電ランプ６００は、３本の電源線８１０Ａ〜８１０Ｃにより接続されている。

放電ランプ６００は、放電管６４０と、凹面状の反射面を有するガラス製の反射ケース６６０とを備えている。放電管６４０は、その先端が反射ケース６６０の中空部６７０内に突出するように、反射ケース６６０のベース部６５０に固定されている。反射ケース６６０の中空部６７０内には、例えば窒素ガスが封入されている。

図３は、放電管６４０の詳細構成を示す説明図である。図３（ａ）には、放電管６４０の横断面を示しており、図３（ｂ）には、図３（ａ）のｂ−ｂ断面を示している。放電管６４０は、放電空間６４２を内部に有する放電容器６４１を備えている。放電容器６４１は、例えば石英ガラスを用いて略円柱形状に形成されている。放電空間６４２は、放電容器６４１の一端の内部に形成された略回転楕円形状の空間であり、放電空間６４２内には、例えば水銀とアルゴンガスとが封入されている。

放電容器６４１の内部には、電極６４３と、金属箔６４６と、電極端子６４７とが、それぞれ３つずつ収納されている。電極６４３および電極端子６４７は、例えばタングステンを用いて形成されており、金属箔６４６は、例えばモリブデンを用いて形成されている。電極６４３と金属箔６４６と電極端子６４７とは、この順に接続されている。また、図２で示すように、３つの電極端子６４７Ａ〜６４７Ｃのそれぞれは、３本の電源線８１０Ａ〜８１０Ｃのそれぞれに接続されている。

電極６４３は、棒状形状であり、一方の端部（以下「放電端」と呼ぶ）が放電容器６４１の放電空間６４２内に突出している。本実施例では、電極６４３は、放電端を含む先端部６４４と、残りの部分である胴体部６４５とから構成されており、先端部６４４と胴体部６４５とが所定の角度を有するような形状となっている。図３（ａ）に示すように、３つの電極６４３の胴体部６４５は、互いに略平行に配置されている。また、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、３つの電極６４３の先端部６４４はすべて、１つの仮想的な点（以下「結合点Ｐ」と呼ぶ）を指向するように配置されている。なお、以下の説明では、３つの電極６４３を、それぞれ「Ａ極」、「Ｂ極」、「Ｃ極」とも呼ぶものとする。

図４は、放電管における電極６４３の概念図である。電極６４３（Ａ極６４３Ａ、Ｂ極６４３Ｂ、Ｃ極６４３Ｃ）は、図４（ａ）に示すような配置となっている。これは、図４（ｂ）に示すように、３つの電極６４３のそれぞれが、容量Ｃを介して他の２つの電極６４３と接続されたデルタ型の電気回路に相当している。

図２に示すように、放電ランプ制御部１０００は、デジタル信号出力部１００と、３つの電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃを備えており、３相駆動回路として構成されている。デジタル信号出力部１００は、放電ランプ６４０に供給する電力信号の波形を表わすデジタル信号を出力する。デジタル信号出力部１００が出力するデジタル信号について、詳しくは後述する。電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃは、デジタル信号出力部１００が出力したデジタル信号に基づいて、それぞれ電極端子６４７Ａ〜６４７Ｃに印加する電圧を制御する。電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃは、本発明の電力信号生成部に相当する。

図５は、電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃの構成を示す説明図である。電圧制御部２００Ａは、レベルシフタ部２１０Ａと、２つのスイッチングトランジスタ２３０Ａｐ，２３０Ａｎと、昇圧部２５０ＡＢとを備えている。レベルシフタ部２１０Ａは、デジタル信号出力部１００から供給される２つのデジタル信号Ａｐ，Ａｎをそれぞれ増幅する。第１のトランジスタ２３０Ａｐは、第１のデジタル信号Ａｐの値に応じてオン／オフし、オン状態のときに電極端子６４７Ａに正電圧を印加する。第２のトランジスタ２３０Ａｎは、第２のデジタル信号Ａｎの値に応じてオン／オフし、オン状態のときに電極端子６４７Ａに負電圧を印加する。トランジスタ２３０Ａｐ，２３０Ａｎの間にある駆動端子２４０Ａは、昇圧部２５０ＡＢを介してＡ極６４７Ａに接続されている。

昇圧部２５０ＡＢは、図６（ａ）で示すように、駆動端子２４０Ａ，２４０Ｂ（図５参照）と、電極端子６４７Ａ，６４７Ｂ（図５参照）との間に存在し、駆動端子２４０Ａ，２４０Ｂ間の電圧Ｖａｂを電極端子６４７Ａ，６４７Ｂ間の電圧ＶｅＡＢに増幅する。なお、図５においては、便宜上、昇圧部２５０ＡＢ，２５０ＢＣ，２５０ＣＡを１つの電極端子と１つの駆動端子の間にあるように図示したが、昇圧部２５０ＡＢ，２５０ＢＣ，２５０ＣＡは、実際には、図６（ｂ）で示すように配置される。昇圧部２５０ＢＣは、駆動端子２４０Ｂ，２４０Ｃ間の電圧を電極端子６４７Ｂ，６４７Ｃ間の電圧に増幅し、昇圧部２５０ＣＡは、駆動端子２４０Ｃ，２４０Ａ間の電圧を電極端子６４７Ｃ，６４７Ａ間の電圧に増幅する。図６（ａ）には、昇圧部２５０ＡＢの構成例としてトランスを示した。

図７（ａ），（ｂ）には昇圧部２５０ＡＢの他の構成例を示した。図７（ａ），（ｂ）のように、インダクタンスと静電容量によっても昇圧部２５０ＡＢを構成することができる。

図５では、電圧制御部２００Ａについて説明したが、電圧制御部２００Ｂ，２００Ｃも、電圧制御部２００Ａと同じ構成である。

図８は、デジタル信号出力部１００が出力するデジタル信号Ａｐ，Ａｎ，Ｂｐ，Ｂｎ，Ｃｐ，Ｃｎ（以下、デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎと呼ぶ）と、デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎの変動に伴う電圧の変動を示すタイミングチャートである。図９は、各タイミングにおいて、各電極間に形成される放電電流の様子を概念的に示す説明図である。図８の最上部に示したＰ１、Ｐ２・・・の符号は、タイミングチャートにおける各期間を表しており、図９に示したＰ１、Ｐ２・・・の符号と対応している。なお、図８のデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎは、放電ランプ６００を最大出力で点灯させる場合のデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎである。

例えば、図８のタイミングチャートにおける期間Ｐ１においては、デジタル信号出力部１００は、２つのデジタル信号Ａｐ，ＢｎがＨレベルの信号を出力し、他の４つのデジタル信号Ａｎ，Ｂｐ，Ｃｐ，ＣｎがＬレベルの信号を出力する。このとき、図５に示す回路において、２つのトランジスタ２３０Ａｐ、２３０Ｂｎがオン状態となり、残りの４つのトランジスタ２３０Ａｎ、２３０Ｂｐ、２３０Ｃｐ、２３０Ｃｎがオフ状態となる。そのため、電源２２０ＡからＡ極６４３Ａを経てＢ極６４３Ｂのグラウンドまでの電気経路が開通する。このとき、図９のＰ１の符号を付した図に示すように、Ａ極６４３ＡからＢ極６４３Ｂに向けて放電電流が発生し、図５においてＩＡ＋、ＩＢ−で示した方向に電流が流れる。

なお、図５の駆動端子２４０Ａにおいて、ＩＡ＋方向に電流を流す電圧を正電圧とし、ＩＡ−方向に電流を流す電圧を負電圧とすると、期間Ｐ１においては、駆動端子２４０Ａの電圧Ｖａは、正である（図８参照）。一方、駆動端子２４０Ｂにおいて、ＩＢ＋方向に電流を流す電圧を正電圧とし、ＩＢ−方向に電流を流す電圧を負電圧とすると、期間Ｐ１においては、駆動端子２４０Ｂの電圧Ｖｂは、負である（図８参照）。そして、電極６４３Ａと電極６４３Ｂ間の電圧ＶｅＡＢ（以下、電極間電圧ＶｅＡＢと呼ぶ）は、正である（図８参照）。

同様に、図８のタイミングチャートにおける期間Ｐ２においては、デジタル信号出力部１００は、３つのデジタル信号Ａｐ，Ｂｎ，ＣｎがＨレベルとなり、他の３つのデジタル信号Ａｎ，Ｂｐ，ＣｐがＬレベルの信号を出力する。このとき、図５に示す回路において、３つのトランジスタ２３０Ａｐ、２３０Ｂｎ、２３０Ｃｎがオン状態となり、残りの３つのトランジスタ２３０Ａｎ、２３０Ｂｐ、２３０Ｃｐがオフ状態となる。そのため、電源２２０ＡからＡ極６４３Ａを経てＢ極６４３ＢおよびＣ極６４３Ｃのグラウンドまでの電気経路が開通する。このとき、図９のＰ２の符号を付した図に示すように、Ａ極６４３ＡからＢ極６４３ＢおよびＣ極６４３Ｃに向けて放電電流が発生し、図５においてＩＡ＋、ＩＢ−、ＩＣ−で示した方向に電流が流れる。

なお、図５の駆動端子２４０Ａの電圧Ｖａは、期間Ｐ２においては、正である（図８参照）。一方、駆動端子２４０Ｂの電圧Ｖｂは、期間Ｐ２においては、負である（図８参照）。図５の駆動端子２４０Ｃにおいて、ＩＣ＋方向に電流を流す電圧を正電圧とし、ＩＣ−方向に電流を流す電圧を負電圧とすると、期間Ｐ２においては、駆動端子２４０Ｃの電圧Ｖｃは、負である（図８参照）。そして、電極間電圧ＶｅＡＢは＋であり、電極６４３Ｃと電極端子６４３Ａ間の電圧ＶｅＣＡ（以下、電極間電圧ＶｅＣＡと呼ぶ）は、負である（図８参照）。期間Ｐ３〜Ｐ１２についても、同様である。

このように、デジタル信号出力部１００が出力するデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎに基づいて、電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃが、電極間電圧ＶｅＡＢと、電極６４３Ｂと電極端子６４３Ｃ間の電圧ＶｅＢＣ（以下、電極間電圧ＶｅＢＣと呼ぶ）と、電極間電圧ＶｅＣＡを制御する。電極間電圧ＶｅＡＢ，ＶｅＢＣ，ＶｅＣＡの変動に伴い、電極６４３Ａと電極端子６４３Ｂ間の放電光量Ｌａｂ（以下、電極間放電光量Ｌａｂと呼ぶ）と、電極６４３Ｂと電極６４３Ｃ間の放電光量Ｌｂｃ（以下、電極間放電光量Ｌｂｃと呼ぶ）と、電極６４３Ｃと電極６４３Ａ間の放電光量Ｌｃａ（以下、電極間放電光量Ｌｃａと呼ぶ）の大きさは、概略的に図８で示すように変動する。

第１実施例の放電ランプ制御部１０００においては、調光が可能である。図２のデジタル信号出力部１００は、調光値に応じたデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎを予め記憶している。デジタル信号出力部１００は、ＣＰＵ７００から調光値を受信すると（図示せず）、調光値に応じたデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎを出力する。具体的には、デジタル信号出力部１００は、電極間放電光量Ｌａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃａを最大出力より小さくする調光値を受信した場合は、デジタル信号Ａｐ〜ＣｎのＨレベル期間が図８の最大出力の例より短いデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎを出力する。デジタル信号Ａｐ〜ＣｎのＨレベル期間が短いので、電極間電圧ＶｅＡＢ，ＶｅＢＣ，ＶｅＣＡの放電域も短くなる。よって、電極間放電光量Ｌａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃａは小さくなる。

本実施例の放電ランプ制御部１０００では、駆動端子の電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃから分かるように、周波数成分を有する、つまり点灯状態と非点灯状態を交互に繰り返すような電圧を各電極６４３に印加している。しかし、図８の電極間電圧ＶｅＡＢ，ＶｅＢＣ，ＶｅＣＡから分かるように、すべての期間（Ｐ１〜Ｐ１２）において、３つの電極（Ａ極６４３Ａ，Ｂ極６４３Ｂ，Ｃ極６４３Ｃ）のうち、少なくとも２つの電極間で常に放電が同時に起きている。よって、周波数成分を有する電圧を各電極６４３に印加しながらも、直流光源に近い点灯状態を発生させることができる。これにより、放電周波数と液晶パネル５０の駆動周波数との干渉を低減し、フリッカ現象の発生を抑制することができる。更に、液晶パネル５０は、フリッカ現象の発生を抑制するために倍速変換技術により駆動されていたが、倍速変換技術により駆動する必要がなくなり、低周波数での表示装置を実現できる。

また、本実施例の放電ランプ制御部１０００によれば、放電のエネルギーが３つの電極６４３Ａ，６４３Ｂ，６４３Ｃに分散されるため、電極６４３Ａ，６４３Ｂ，６４３Ｃの長寿命化を図ることができる。図８の電極間電圧ＶｅＡＢ，ＶｅＢＣ，ＶｅＣＡから分かるように、各電極６４３Ａ，６４３Ｂ，６４３Ｃにおいて放電が起きない期間として無放電域を備えているので、電極６４３Ａ，６４３Ｂ，６４３Ｃの負荷を更に減少させることができる。

また、本実施例では、Ａ極用の２つのデジタル信号Ａｐ，ＡｎのそれぞれのＨレベル期間の間に、双方がＬレベルとなる期間Ｐ５，Ｐ１１が設けられているので、図５におけるＡ極用の２つのトランジスタ２３０Ａｐ，２３０Ａｎが同時にＯＮになる可能性が無い。この結果、電源２２０Ａの電圧がトランジスタ２３０Ａｐ，２３０Ａｎに印加されてトランジスタ２３０Ａｐ，２３０Ａｎが破壊されることを防ぐことができる。トランジスタ２３０Ｂｐ，２３０Ｂｎ，２３０Ｃｐ，２３０Ｃｎに関しても同様である。

更に、本実施例では、デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎに基づいて電極にエネルギー供給するので、制御が簡便である。また、放電ランプ制御部１０００をデジタル回路で構成することができるので、回路を小型化することが可能である。本実施例では、デジタル信号出力部１００は、１つであるが、デジタル信号出力部１００は、各電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃに対して１つずつ存在するものとしても良い。また、本実施例の放電ランプ制御部１０００によれば、調光も可能である。

Ｂ．第２実施例：
図１０は、第２実施例のデジタル信号出力部１００ａのブロック図である。第２実施例は、デジタル信号出力部１００ａの構成が第１実施例と異なるだけであり、他の構成は第１実施例と同じである。デジタル信号出力部１００ａは、ＰＬＬ回路１１０と、タイミング形成部１２０と、パターン形成部１３０と、駆動パターン部１４０と、ＰＷＭ制御部１５０を備える。ＰＷＭ制御部１５０は、演算部１５１と、比較部１５２と、正弦波パターン部１５３と、ノコギリ波発生部１５４を備える。ＣＰＵ７００は、各部の動作を統括制御する。更に、ＣＰＵ７００は、デジタル信号出力部１００ａが使用する調光値を設定する機能を有する。ＣＰＵ７００は、本発明の調光値設定部に相当する。

ＰＬＬ回路１１０は、クロック信号ＣＫを他の回路に出力する。タイミング形成部１２０は、パターン形成部１３０とＰＷＭ制御部１５０を同期させるための同期信号ＳＳをパターン形成部１３０とＰＷＭ制御部１５０に出力する。図１１は、デジタル信号出力部１００ａにおける各信号を示すタイミングチャートである。図１１（ａ）は、クロック信号ＣＫを示す。

正弦波パターン部１５３は、クロック信号ＣＫのパルスをカウントし、カウント値に従って、３つの正弦波信号Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ（以下、まとめて正弦波Ａ１と呼ぶ）を発生させる（図１１（ｂ））。３つの正弦波信号Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃの位相差は互いに１２０度である。

ノコギリ波発生部１５４は、３つの正弦波信号Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃのためのノコギリ波信号Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃを発生する（図１１（ｃ））。３つのノコギリ波信号Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃの位相差も互いに１２０度であるので、ノコギリ波信号Ａ２ｂ，Ａ２ｃの図示は省略した。以下の信号Ａ３〜Ａ６も、正弦波信号Ａ１と同様に３種類の信号を含むが、３種類の信号の位相差は互いに１２０であるので、１種類の信号のみ図示し、他の２種類の信号の図示は省略した。正弦波パターン部１５３とノコギリ波発生部１５４は、本発明の波形発生部に相当する。

比較部１５２は、正弦波信号Ａ１ａと、ノコギリ波信号Ａ２ａを比較し、ＰＷＭ信号Ａ３ａを生成する（図１１（ｄ））。ＰＷＭ信号Ａ３ｂ，Ａ３ｃも同様に生成される。比較部１５２は、本発明の第１のＰＷＭ信号生成部に相当する。

正弦波パターン部１５３は、正弦波パターン信号Ａ４Ｐａ，Ａ４Ｐｂ，Ａ４Ｐｃと、正弦波ピーク信号Ａ４ＰＫａ，Ａ４ＰＫｂ，Ａ４ＰＫｃも発生させる。以下では、正弦波パターン信号Ａ４Ｐａ，Ａ４Ｐｂ，Ａ４Ｐｃと、正弦波ピーク信号Ａ４ＰＫａ，Ａ４ＰＫｂ，Ａ４ＰＫｃをまとめて、パターン信号Ａ４と呼ぶ。図１１（ｅ）に示すように、正弦波パターン信号Ａ４Ｐａは、正弦波信号Ａ１ａの正負を示す信号である。図１１（ｆ）に示すように、正弦波ピーク信号Ａ４ＰＫａは、正弦波信号Ａ１ａがピークとなっている位相を示す信号である。

パターン形成部１３０は、正弦波パターン部１５３から送信される各パターン信号Ａ４をまとめて駆動パターン部１４０に送信する。駆動パターン部１４０は、パターン信号Ａ４に基づいて、図８における期間Ｐ１〜Ｐ１２のいずれの期間であるかを判断し、いずれの期間であるかを示す信号（期間Ｐ１〜Ｐ１２のいずれか。以下、期間識別信号と呼ぶ）をパターン形成部１３０に出力する。

パターン形成部１３０は、図８のデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎの波形パターンを記憶しており、駆動パターン部１４０から入力した期間識別信号に基づいて、各々デジタル信号Ａｐ〜Ｃｎと同一波形のデジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎ，Ａ５ｂｐ，Ａ５ｂｎ，Ａ５ｃｐ，Ａ５ｃｎを出力する（図１１（ｇ），（ｈ））。

演算部１５１は、ＰＷＭ信号Ａ３ａとデジタル信号Ａ５ａｐのＡＮＤ演算を実行し、駆動信号Ａ６ａｐとして出力する（図１１（ｉ））。また、ＰＷＭ信号Ａ３ｂとデジタル信号Ａ５ａｎのＡＮＤ演算を実行し、駆動信号Ａ６ａｎとして出力する（図１１（ｊ））。デジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎは、正弦波信号Ａ１ａの正負が反転するタイミングを中心とした対称な時間的範囲において、ＰＷＭ信号Ａ３ａをマスクするように設定されている。演算部１５１は、他のＰＷＭ信号Ａ３ｂ，Ａ３ｃについても同様の処理を実行し、駆動信号Ａ６ｂｐ，Ａ６ａｎ，Ａ６ｃｐ，Ａ６ｃｎを出力する。パターン形成部１３０と、演算部１５１は、本発明の第２のＰＷＭ信号生成部に相当する。

駆動信号Ａ６ａｐ，Ａ６ａｎは、図５で示した電圧制御部２００Ａに出力される。すなわち、駆動信号Ａ６ａｐはトランジスタ２３０Ａｐのゲートに供給され、駆動信号Ａ６ａｎはトランジスタ２３０Ａｎのゲートに供給される。このとき、駆動端子２４０Ａの電圧Ａ７Ｖａは、図１１（ｋ）に示すように変動する。なお、同様に、駆動信号Ａ６ｂｐ，Ａ６ｂｎは、電圧制御部２００Ｂに、駆動信号Ａ６ｃｐ，Ａ６ｃｎは、電圧制御部２００Ｃに出力される。これにより、駆動端子２４０Ａの電圧Ａ７Ｖａと、駆動端子２４０Ｂの電圧（図示せず）と、駆動端子２４０Ｃの電圧（図示せず）は、位相差が互いに１２０度となる。

図１１（ｌ）は、３つの電極間放電光量Ａ８Ｌａｂ，Ａ８Ｌｂｃ，Ａ８Ｌｃａの変化を示している。電極間放電光量Ａ８Ｌａｂ，Ａ８Ｌｂｃ，Ａ８Ｌｃａは、それぞれ図５の電極６４３Ａ―６４３Ｂ間，６４３Ｂ―６４３Ｃ間，６４３Ｃ―６４３Ａ間の放電光量である。

第２実施例のデジタル信号出力部１００ａは、調光が可能である。調光方法は、例えば以下の方法を採用することができる。

１．第１の調光方法
例えば、電極間放電光量Ａ８Ｌａｂ，Ａ８Ｌｃａを小さくする際には、正弦波信号Ａ１ａの振幅を小さくする。すると、ＰＷＭ信号Ａ３ａのデューティ比は小さくなるので、ＰＷＭ信号Ａ３ａをデジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎによりマスクして生成される電圧Ａ７Ｖａのデューティ比も小さくなり、電極間放電光量Ａ８Ｌａｂ，Ａ８Ｌｃａはそれぞれ小さくなる。電極間放電光量Ａ８Ｌｂｃを小さくする場合も、同様に正弦波信号Ａ１ｂまたは正弦波信号Ａ１ｃの振幅を小さくすれば良い。

２．第２の調光方法
図１２は、第２の調光方法を示している。第２の調光方法では、図１０のパターン形成部１３０が、調光値に応じたデジタル信号Ａ５ａｐ〜Ａ５ｃｎを予め記憶している。パターン形成部１３０は、ＣＰＵ７００から調光値を受信すると（図示せず）、調光値に応じたデジタル信号Ａ５ａｐ〜Ａ５ｃｎを出力する。具体的には、パターン形成部１３０は、電極間放電光量Ａ８Ｌａｂ，Ａ８Ｌｂｃ，Ａ８Ｌｃａを小さくする調光値を受信した場合は、デジタル信号Ａ５ａｐ〜Ａ５ｃｎのデューティ比が小さいデジタル信号Ａ５ａｐ〜Ａ５ｃｎを出力する（図１２（ｇ），（ｈ））。デジタル信号Ａ５ａｐ〜Ａ５ｃｎのデューティ比が小さいので、ＰＷＭ信号Ａ３ａをデジタル信号Ａ５ａｐ〜Ａ５ｃｎによりマスクして生成される駆動信号Ａ６ａｐ〜Ａ６ｃｎのデューティ比が小さくなり、更に、電圧Ａ７Ｖａのデューティ比も小さくなる。よって、電極間放電光量Ａ８Ｌａｂ，Ａ８Ｌｂｃ，Ａ８Ｌｃａも図１２（ｉ）に示すように、それぞれ小さくなる。

なお、調光時も、デジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎは、正弦波信号Ａ１の正負が反転するタイミングを中心とした対称な時間的範囲において、ＰＷＭ信号Ａ３ａをマスクするように設定されている。また、図１２の１周期Ｔｐｒの始期と終期は、図８の期間Ｐ１１の中央のタイミングに相当している。

上述したように、第２実施例のデジタル信号出力部１００ａによれば、ＰＷＭ制御により、放電ランプ６００を制御することが可能である。また、演算部１５１において、ＰＷＭ信号Ａ３ａをデジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎをマスクすることで、容易に、放電が起きない無放電期間を備えることができる。また、第２実施例のデジタル信号出力部１００ａによれば、２通りの調光方法で調光を行なうことができる。第２の調光方法においては、デジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎのＨレベル期間を調整して、調光値に応じてＰＷＭ信号Ａ３ａをマスクすることで、容易に調光を行なうことが可能である。

なお、第２の調光方法において、演算部１５１は、ＰＷＭ信号Ａ３ａをデジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎでマスクして調光しているが、調光方法は、これに限らず、正弦波信号Ａ１やその他の放電ランプに印加する電圧の基準となる信号をマスクすることにより、調光を行なうものとしても良い。その場合、マスクされて生成された信号は、ＰＷＭ信号に変換することが望ましい。

また、デジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎは、正弦波信号Ａ１の正負が反転するタイミングを中心とした対称な時間的範囲において、ＰＷＭ信号Ａ３がマスクされるように設定されている。調光時においても同様である。しかし、デジタル信号Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎは、これに限らず、ＰＷＭ信号Ａ３ａの任意の期間をマスクするものとしても良い。

更に、ここでは、ＰＷＭ信号の生成に用いる基準波信号は、正弦波信号Ａ１であるものとしているが、基準波信号は、正弦波信号以外でも、矩形以外の波形を有する信号であれば良い。例えば、三角波信号やノコギリ波信号であっても良い。ただし、正弦波の場合は、少量の電流しか流れていない間の電圧の損失を減らし、電力効率を向上させることが可能で、電力効率の向上に伴い、輻射ノイズも低減可能という利点を有する。その結果、ノイズ対策部品を減らすことも可能である。また、上記第２実施例では、比較波信号は、ノコギリ波信号であるものとしているが、比較波信号は、ノコギリ波信号以外でも、正弦波信号Ａ１の波長に比べ波長が短い矩形以外の波形を有する信号であれば良い。例えば、三角波信号であっても良い。

その他の実施例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記各実施例では、調光を行なっているが、調光は必ずしも必要ではなく、調光を行わないものとしても良い。調光を行なわない場合には、放電ランプの「最大出力」とは定格出力を意味する。

（２）上記各実施例では、ＰＷＭ制御やデジタル制御により電圧制御を行なっているが、これに限らず、他の回路などを用いて電圧制御を行なうものとしても良い。

（３）上記各実施例では、電極６４３Ａ〜６４３Ｃにおいて放電が起きない無放電域を備えるものとしたが、必ずしも備えていなくとも良い。

（４）上記各実施例では、放電ランプ６００は、３つの電極６４３Ａ〜６４３Ｃを備えるものとして説明したが、４つ以上の電極を備え、四相以上の多相駆動回路により放電ランプ６００を駆動するとしてもよい。この場合も、最大出力で放電ランプを点灯させるときには、少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように、放電ランプに電力信号を供給することが好ましい。

（５）上記各実施例では、放電ランプ６００として、アーク放電を利用した高圧水銀ランプを用いるものとした。放電ランプ６００として、メタルハライドランプ、キセノンランプなどの他の放電ランプを用いるようにしてもよい。

（６）上記各実施例における放電ランプ６００および放電管６４０の構成、材料等はあくまで一例であり、他の構成、材料等を採用することも可能である。例えば、上記各実施例では、電極６４３の先端部６４４と胴体部６４５とが所定の角度を有するように形成されているが、必ずしもこのように形成されている必要はなく、例えば電極６４３の先端部６４４と胴体部６４５とが同一の軸に沿って真っ直ぐな形状に形成されているとしてもよい。また、上記各実施例では、３つの電極６４３の胴体部６４５が互いに略平行に配置されているが、必ずしもこのような配置である必要はない。なお、上記各実施例のように、３つの電極６４３の胴体部６４５が互いに略平行に配置されているとすれば、光の伝達経路において光を遮る障害物をより少なくすることができ、光損失を特に抑制することができるため、好ましい。

（７）上記各実施例では、投写型画像表示装置として液晶プロジェクタ１０について説明したが、投写型画像表示装置はこれに限らず、一般的な液晶表示装置であっても良いし、ＤＬＰ（米国テキサスインスツルメンツ社の登録商標）方式の投写型画像表示装置であっても良い。また、本発明は、照明装置として構成することもできる。図１３は、照明装置の一例としての車載照明装置を示す説明図である。車載照明装置は、放電ランプの一例としてのヘッドランプ６００ａｎと、ヘッドランプ制御部１０００ａｎとを備えている。ヘッドランプ制御部１０００ａｎは、デジタル信号出力部１００ａｎと、電圧制御部２００Ａａｎ〜２００Ｃａｎとを備えている。デジタル信号出力部１００ａｎと、電圧制御部２００Ａａｎ〜２００Ｃａｎとは、それぞれ、上記実施例で説明したデジタル信号出力部１００と、電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃと同じ機能を有する。車載照明装置には、更に、上記ＣＰＵ７００と同じ機能を有する調光値設定部を備えるものとしても良い。照明装置は、車載照明装置に限らず、冷陰極管、ネオン管等の屋内外照明機器など、様々な用途で使用されるものであっても良い。本発明の照明装置によれば、放電周波数を上昇させなくても、フリッカなどの現象を抑制することができる。

以上、実施例に基づき本発明に係る放電ランプ制御装置、放電ランプ制御方法、投写型画像表示装置、照明装置を説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。

本発明の投写型画像表示装置の一実施例としての液晶プロジェクタ１０の概略構成を示す説明図。 放電ランプ制御部１０００の機能ブロック図と放電ランプ６００を示す説明図。 放電管６４０の詳細構成を示す説明図。 放電管における電極６４３の概念図。 電圧制御部２００Ａ〜２００Ｃの構成を示す説明図。 昇圧部２５０ＡＢの構成例と、昇圧部２５０ＡＢ，２５０ＢＣ，２５０ＣＡの配置を示す説明図。 昇圧部２５０ＡＢの他の構成例を示す説明図。 デジタル信号出力部１００が出力するデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎとデジタル信号Ａｐ〜Ｃｎの変動に伴う電圧の変動を示すタイミングチャート。 各タイミングにおいて各電極間に形成される放電電流の様子を概念的に示す説明図。 第２実施例のデジタル信号出力部１００ａのブロック図。 デジタル信号出力部１００ａにおける各信号を示すタイミングチャート。 第２の調光方法を示す説明図。 照明装置の一例としての車載照明装置を示す説明図。

符号の説明

１０...液晶プロジェクタ
２０...レシーバ
３０...画像処理部
４０...液晶パネル駆動部
５０...液晶パネル
６０...投写光学系
１００，１００Ａ...デジタル信号出力部
１２０...タイミング形成部
１３０...パターン形成部
１４０...駆動パターン部
１５１...演算部
１５２...比較部
１５３...正弦波パターン部
１５４...ノコギリ波発生部
２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ...電圧制御部
２１０Ａ...レベルシフタ部
２２０Ａ...電源
２３０Ａｐ，２３０Ａｎ，２３０Ｂｐ，２３０Ｂｎ，２３０Ｃｐ，２３０Ｃｎ...トランジスタ
２４０Ａ〜２４０Ｃ...駆動端子
２５０ＡＢ，２５０ＢＣ，２５０ＣＡ...昇圧部
６００...放電ランプ
６４０...放電管
６４１...放電容器
６４２...放電空間
６４３，６４３Ａ〜６４３Ｃ...電極
６４４...先端部
６４５...胴体部
６４６...金属箔
６４７Ａ〜６４７Ｃ，６４７...電極端子
６５０...ベース部
６６０...反射ケース
６７０...中空部
８１０Ａ〜８１０Ｃ...電源線
１０００...放電ランプ制御部
１００ａｎ...デジタル信号出力部
２００Ａａｎ，２００Ｂａｎ，２００Ｃａｎ...電圧制御部
６００ａｎ...ヘッドランプ
１０００ａｎ...ヘッドランプ制御部
ＳＣ...スクリーン
ＶＳ...画像信号
Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ...電圧
Ｖａｂ...電圧
Ａｐ，Ａｎ，Ｂｐ，Ｂｎ，Ｃｐ，Ｃｎ...デジタル信号
ＶｅＡＢ，ＶｅＢＣ，ＶｅＣＡ...電極間電圧
Ｌａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃａ...電極間放電光量
ＣＫ...クロック信号
Ａ１ａ，Ａ１ｂ，Ａ１ｃ，Ａ１...正弦波信号
Ａ２ａ，Ａ２ｂ，Ａ２ｃ...ノコギリ波信号
Ａ３ａ，Ａ３ｂ，Ａ３ｃ...ＰＷＭ信号
Ａ４Ｐａ，Ａ４Ｐｂ，Ａ４Ｐｃ...正弦波パターン信号
Ａ４ＰＫａ，Ａ４ＰＫｂ，Ａ４ＰＫｃ...正弦波ピーク信号
Ａ５ａｐ，Ａ５ａｎ，Ａ５ｂｐ，Ａ５ｂｎ，Ａ５ｃｐ，Ａ５ｃｎ...デジタル信号
Ａ６ａｐ，Ａ６ａｎ，Ａ６ｂｐ，Ａ６ａｎ，Ａ６ｃｐ，Ａ６ｃｎ...駆動信号
Ａ７Ｖａ，Ａ７Ｖｂ，Ａ７Ｖｃ...電圧
Ａ８Ｌａｂ，Ａ８Ｌｂｃ，Ａ８Ｌｃａ...電極間放電光量

Claims (9)

1. 放電ランプ制御装置であって、
   放電ランプは、互いに放電可能な３つ以上の電極を備え、
   前記放電ランプ制御装置は、前記３つ以上の電極へ周波数成分を有する電力信号を供給し、前記放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に前記３つ以上の電極のうちの少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように、前記電力信号の供給を制御する、
   放電ランプ制御装置。
2. 請求項１記載の放電ランプ制御装置であって、
   更に、前記放電ランプを最大出力で点灯させるときにも、前記３つ以上の電極各々において、放電が起きない無放電期間が順次発生するように、前記電力信号の供給を制御する、
   放電ランプ制御装置。
3. 請求項１記載の放電ランプ制御装置であって、
   前記放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように設定されたデジタル信号を出力するデジタル信号出力部と、
   前記デジタル信号に基づいて、前記３つ以上の電極に供給する電力信号を生成する電力信号生成部と、
   を備えた放電ランプ制御装置。
4. 請求項３記載の放電ランプ制御装置であって、
   前記デジタル信号出力部は、
   矩形以外の波形を有する基準波信号と、前記基準波信号の波長に比べ波長が短い矩形以外の波形を有する比較波信号とを発生させる波形発生部と、
   前記基準波信号と前記比較波信号とを比較して、第１のＰＷＭ信号を生成する第１のＰＷＭ信号生成部と、
   を備え、前記第１のＰＷＭ信号を前記デジタル信号として出力する、
   放電ランプ制御装置。
5. 請求項４記載の放電ランプ制御装置であって、
   前記デジタル信号出力部は、更に、
   前記放電ランプを最大出力で点灯させるときにも、前記３つ以上の電極各々において、放電が起きない無放電期間が順次発生するように、予め記憶しているマスク量で前記第１のＰＷＭ信号をマスクして第２のＰＷＭ信号を生成する第２のＰＷＭ信号生成部を備え、
   前記第２のＰＷＭ信号を前記デジタル信号として出力する、
   放電ランプ制御装置。
6. 請求項５記載の放電ランプ制御装置であって、更に、
   前記放電ランプの輝度を調節する調光値を設定する調光値設定部を備え、
   前記第２のＰＷＭ信号生成部は、前記調光値に応じて、前記第１のＰＷＭ信号をマスクする量を調節する、
   放電ランプ制御装置。
7. 互いに放電可能な３つ以上の電極を備えた放電ランプの制御方法であって、
   前記３つ以上の電極へ周波数成分を有する電力信号を供給し、前記放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に前記３つ以上の電極のうちの少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように、前記電力信号の供給を制御する、
   放電ランプ制御方法。
8. 照明装置であって、
   互いに放電可能な３つ以上の電極を備えた放電ランプと、
   前記放電ランプを制御する放電ランプ制御装置と、
   を備え、
   前記放電ランプ制御装置は、前記３つ以上の電極へ周波数成分を有する電力信号を供給し、前記放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に前記３つ以上の電極のうちの少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように、前記電力信号の供給を制御する、
   照明装置。
9. 投写型画像表示装置であって、
   互いに放電可能な３つ以上の電極を備えた放電ランプと、
   前記放電ランプの照明光を利用して画像を投写表示する投写表示部と、
   前記放電ランプを制御する放電ランプ制御装置と、
   を備え、
   前記放電ランプ制御装置は、前記３つ以上の電極へ周波数成分を有する電力信号を供給し、前記放電ランプを最大出力で点灯させるときには常に前記３つ以上の電極のうちの少なくとも２つの電極間で放電が同時に起きるように、前記電力信号の供給を制御する、
   投写型画像表示装置。

Images