JP2007173121A - 高輝度放電ランプ点灯装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】マニュアルの回路調整を無くし、共振回路の各素子の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除し、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減する。
【解決手段】共振電圧を検出する共振電圧検出回路１５と、共振電圧が、イグナイタ回路１４のトリガ電圧のバラツキ下限値に対応するレベルよりも低い第１電圧レベルからバラツキ上限値に対応するレベルよりも高い第２電圧レベルに段階的／連続的に上がるように、可変の周波数を調整する周波数制御回路１６とを備えた。これは、共振電圧が第１電圧レベルから第２電圧レベルに段階的／連続的に上がるように、可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的／連続的に下げ、共振電圧から得られる値を基に、共振電圧が第２電圧レベルに達したか否かを判別し、達した旨の判別結果が得られた後は、共振電圧を第２電圧レベルに維持するように可変の周波数を固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、メタルハライドランプ等の高輝度放電ランプを始動及び点灯するための高輝度放電ランプ点灯装置及びプロジェクタに関するものである。

メタルハライドランプ及び超高圧水銀ランプ等の高輝度放電ランプは、その発光効率の良さと高輝度放電ランプ自体の小型化が可能なことから、一般の照明器具以外に、前照灯等の車載用灯具やプロジェクタテレビジョン受像機の光源等に使用されることが多くなってきている。

この種の放電ランプを始動するには、高電圧が必要であるので、一般的に、高圧のパルス始動電圧を発生するイグナイタ回路が高輝度放電ランプ点灯装置に具備される。

この高輝度放電ランプ点灯装置は、例えば、直流電圧を矩形波交流電圧に変換する極性反転回路と、矩形波交流電圧が印加される共振回路（例えばＬＣ直列共振回路）と、そのキャパシタと並列に接続される高輝度放電ランプと、共振回路の共振電圧を利用して、ピーク値が数ｋＶ、幅が数十ないし数千ｎｓｅｃのパルス始動電圧を発生し、これを高輝度放電ランプに印加するイグナイタ回路とで構成される。

このイグナイタ回路は、例えば、１次電圧をパルス始動電圧としての２次電圧に昇圧して高輝度放電ランプに印加するパルストランスと、１次電圧を生成するためのキャパシタと、このキャパシタに共振電圧を整流して印加する整流ダイオードと、キャパシタで生成される１次電圧がトリガ電圧に達したときに１次電圧をパルストランス（の１次巻線）に印加するスイッチ素子とで構成される。このスイッチ素子には、例えば、上記トリガ電圧として所定のオン電圧（ブレイクダウンしきいレベル）を持つ放電ギャップ又はトライアック等の双方向性２端子素子が使用される。高輝度放電ランプは、上記パルス始動電圧が印加されることでグロー放電を発生して始動し、グロー放電を発生している間に極性反転回路から交流電力が供給されることで、アーク放電に移行して点灯する（定常点灯状態に至る）。

このような高輝度放電ランプ点灯装置では、高輝度放電ランプを始動するのに充分な１次電圧及び無負荷電圧を、共振回路を共振させることによって得るので、共振回路の共振周波数に対応する駆動周波数で極性反転回路の各スイッチ素子をオン及びオフしなければならない。このため、先ず、共振回路の共振条件（各素子の値）が、上記１次電圧及び無負荷電圧が得られるように設定され、次いで駆動周波数が、その共振条件で共振回路を動作させるための周波数に設定されることになる。

なお、特許文献１には、インバータ回路の出力電圧の周波数を次第に上昇させ、共振回路の振動電圧の振幅が所定値以上になったときにおけるインバータ回路の出力電圧の周波数に、インバータ回路の出力電圧の周波数を設定するランプ点灯装置が記載されている。一実施例では、共振回路の振動電圧が所定値以上になれば、共振点に入ったと判断し、そのときにおける周波数で、インバータ回路の出力電圧の周波数を固定するか、または検出した周波数よりも若干高い周波数に固定する。別の実施例では、インバータ回路の出力電圧の周波数を、共振回路の共振周波数の１／Ｎ倍の周波数よりも低い周波数で、起動した後に、周波数を次第に高くし、イグナイタ回路のスイッチ素子がブレークダウンしたときにおける周波数に、インバータ回路の出力電圧の周波数を固定する。この場合、スイッチ素子の放電電圧の±１５％程度のバラツキのため、ブレークダウンしたときにおける周波数よりも数％高い周波数に、インバータ回路の出力電圧の周波数を固定する。
特開２００４−１２７６５６号公報 （請求項１、段落００３８，００７４，００７５）

しかしながら、上記共振条件を基に駆動周波数を設定する構成では、共振回路における各素子の値の許容誤差を抑える必要があるため、バラツキが非常に小さい部品を共振回路に使用しなければならず、コスト増大の要因となっていた。

このため、製造ないし出荷時に、共振条件を満足するように、駆動周波数を調整して設定すれば、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除することができる。しかし、このようなマニュアルによる調整では、工数及び工費が増大するという問題がある。

なお、特許文献１に記載された発明は、進相電流で制御するので、スイッチ素子に大きなストレスが加わる問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除し、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる高輝度放電ランプ点灯装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための請求項１記載の発明の高輝度放電ランプ点灯装置は、電源の入力電圧から可変の直流電圧を得る直流変換回路と、前記直流電圧の極性を可変の周波数で反転させて交流電圧を得る極性反転回路と、前記交流電圧を印加され、この交流電圧の周波数に応じた共振電圧を生成して高輝度放電ランプに印加する共振回路と、前記共振電圧を印加され、これがトリガ電圧に対応するレベルに達したときに、パルス始動電圧を発生して前記高輝度放電ランプに印加するイグナイタ回路と、前記共振電圧を検出する共振電圧検出回路と、前記共振電圧が、前記トリガ電圧のバラツキ範囲の下限値に対応するレベルよりも低い第１電圧レベルから前記トリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高い第２電圧レベルに段階的又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を調整する周波数制御回路とを備え、前記周波数制御回路は、前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に又は連続的に下げ、前記共振電圧検出回路によって検出された共振電圧から得られる値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定することを特徴とする。

この構成では、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくしなくても、第１電圧レベルと第２電圧レベルとの間にトリガ電圧のバラツキ範囲が収まるように設計することができるので、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除することができる。また、遅相電流で制御するので、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる。

請求項２記載の発明は、前記高輝度放電ランプ点灯装置において、前記周波数制御回路は、前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に下げ、前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振回路の共振周波数よりも高く、前記第２周波数は、前記共振周波数近傍に設定されることを特徴とする。この構成では、共振電圧を第１電圧レベルから第２電圧レベルに段階的に上げることができ、第２電圧レベルを、イグナイタ回路を確実に動かすためのトリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高くすることができる。

請求項３記載の発明は、前記高輝度放電ランプ点灯装置において、前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１よりも高く、前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１近傍に設定されることを特徴とする。この構成では、極性反転回路で得られる交流電圧の高調波成分により、共振電圧を第１電圧レベルから第２電圧レベルに段階的に上げることができ、第２電圧レベルを、イグナイタ回路を確実に動かすためのトリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高くすることができる。

請求項４記載の発明は、前記高輝度放電ランプ点灯装置において、前記共振電圧検出回路は、前記イグナイタ回路に印加されて前記イグナイタ回路が前記パルス始動電圧を発生する度にレベルが変動する電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて、前記パルス始動電圧の発生間隔時間を計測し、前記周波数制御回路は、前記パルス始動電圧の発生間隔時間の値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定することを特徴とする。この構成でも、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除し、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる。

請求項５記載の発明のプロジェクタは、前記高輝度放電ランプ点灯装置と、前記高輝度放電ランプとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、マニュアルによる回路の調整を不要とし、共振回路における各素子の値の許容誤差を非常に小さくする必要性を排除し、回路のスイッチ素子に対するストレスを低減することができる。

図１は、本発明による第１実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置を示す。図２に示すように、第１実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置１０は、例えば、放電ランプ２、光学系３、外部信号入力部４、複数の冷却用ファン５及び電源部６等と共にプロジェクタ１に搭載される。放電ランプ２は、例えば、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ナトリウムランプ又はメタルハライドランプ等の高輝度放電ランプである。電源部６は、商用電源からプロジェクタ１の各部に各種電源を供給するように構成され、高輝度放電ランプ点灯装置１０用の直流電源７を含む。

図１に示すように、高輝度放電ランプ点灯装置１０は、放電ランプ２を始動及び点灯するように構成され、例えば、ＤＣ−ＤＣ変換回路（直流変換回路）１１、極性反転回路１２、共振回路１３、イグナイタ回路１４、共振電圧検出回路１５及び周波数制御回路１６を備える。

ＤＣ−ＤＣ変換回路１１は、直流電源７の入力電圧Ｖinから可変の直流電圧Ｖ11を得るように構成される。例えば、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１は、直流電源７と逆並列に接続されるダイオードＤ１１と、このカソードと直流電源７の一端（正端子）との間に挿入されるスイッチ素子（例えばＦＥＴ）Ｑ１１と、ダイオードＤ１１と並列に接続されるキャパシタＣ１１と、この一端とダイオードＤ１１のカソードとの間に挿入されるインダクタ（チョークコイル）Ｌ１１と、検出回路１１１と、ランプ電力制御回路１１２と、駆動回路１１３とで構成される。検出回路１１１は、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧であるキャパシタＣ１１の電圧及びインダクタＬ１１を流れる電流を検出する。その検出した電圧及び電流を基に、ランプ電力制御回路１１２は、キャパシタＣ１１の電圧を放電ランプ２の始動又は点灯用の電圧に設定するための制御信号を生成する。この制御信号に従って、駆動回路１１３は、スイッチ素子Ｑ１１への数１０ｋＨｚの駆動信号のデューティ及び周波数を調整する。これにより、スイッチ素子Ｑ１１が、その調整した駆動信号に従って、高周波でオン及びオフし、キャパシタＣ１１の電圧が、負荷（放電ランプ２）の状態に応じて変圧（昇圧又は降圧）される。

極性反転回路１２は、直流電圧Ｖ11の極性を可変の周波数で反転させて矩形波状の交流電圧を得るように構成される。例えば、極性反転回路１２は、ブリッジ回路と、駆動回路１２１及び１２２とで構成される。ブリッジ回路は、直列に接続されたスイッチ素子Ｑ１及びＱ２と、直列に接続されたスイッチ素子Ｑ３及びＱ４とを、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力（キャパシタＣ１１）に並列に接続して構成される。ブリッジ回路の各スイッチ素子には、ＦＥＴを使用することができるほか、例えば、バイポーラ・トランジスタ及びこれに逆並列に接続されるダイオードを使用することができる。駆動回路１２１及び１２２は、周波数制御回路１６の制御に従って、スイッチ素子Ｑ１及びＱ４とスイッチ素子Ｑ２及びＱ３とを、可変の周波数で交互にオン及びオフする。これにより、スイッチ素子Ｑ１及びＱ２の接続点とスイッチ素子Ｑ３及びＱ４の接続点との間（以下「極性反転回路１２の出力」という）に矩形波状の交流電圧が発生する。

共振回路１３は、矩形波状の交流電圧を印加され、この交流電圧の周波数（第１実施形態では基本波の周波数）に応じた共振電圧を生成して放電ランプ２に印加するように構成される。例えば、共振回路１３は、直列に接続されたインダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３で構成され、極性反転回路１２の出力に接続される。このキャパシタＣ１３には、ソケットを介して、放電ランプ２及びイグナイタ回路１４の一部（パルストランスの２次巻線）が並列に接続される。

イグナイタ回路１４は、共振電圧を印加され、これがトリガ電圧に対応するレベルに達したときに、パルス始動電圧を発生して放電ランプ２に印加するように構成される。例えば、イグナイタ回路１４は、抵抗Ｒ１４と、これを介して電源としてのキャパシタＣ１３の一端（Ｌ１３及びＣ１３の接続点）とアノードが接続されるダイオードＤ１４と、このカソードとキャパシタＣ１３の他端との間に接続されるキャパシタＣ１４と、スイッチ素子Ｑ１４と、パルストランスＰＴ１４とで構成される。スイッチ素子Ｑ１４は、放電ギャップ、トライアック又はサイリスタ等であり、トリガ電圧として所定のバラツキ範囲内のオン電圧（ブレイクダウンしきいレベル）を持つ。パルストランスＰＴ１４は、１次巻線及び一対の２次巻線を有し、１次巻線は、スイッチ素子Ｑ１４と直列に接続される一方、その直列の組の１次巻線及びスイッチ素子Ｑ１４は、キャパシタＣ１４と並列に接続される。一対の２次巻線は、それぞれ放電ランプ２の両端と直列に接続される一方、その直列の組の２次巻線、放電ランプ２及び２次巻線は、キャパシタＣ１３と並列に接続される。この構成では、キャパシタＣ１３の両端に発生する共振電圧がダイオードＤ１４によって整流されてキャパシタＣ１４に印加される。このキャパシタＣ１４の電圧がトリガ電圧に達したとき、スイッチ素子Ｑ１４がオンする。これにより、パルストランスＰＴ１４が、キャパシタＣ１４から放電電圧を受け、巻数比に応じてピーク値が数ｋＶ、幅が数十ないし数千ｎｓｅｃのパルス始動電圧を発生して放電ランプ２に印加する。

共振電圧検出回路１５は、共振電圧を検出するように構成される。例えば、共振電圧検出回路１５は、インダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３の接続点とアノードが接続されるダイオードＤ１５と、このカソードと一端が接続される抵抗Ｒ１５１と、この他端とＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力の負端子との間に並列に接続される抵抗Ｒ１５２及びキャパシタＣ１５とで構成される。この構成では、インダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３の接続点の共振電圧が、整流、分圧及び平滑されて、検出電圧Ｖ15が得られる。

周波数制御回路１６は、始動制御モード及び点灯制御モードを有し、極性反転回路１６の各スイッチ素子のスイッチング周波数を制御するように、例えばマイコン及びプログラム等で構成される。なお、周波数制御回路１６は、対角の各組のスイッチ素子が同時にオンになることが無いようにスイッチングのタイミングを制御する。

始動制御モードでは、周波数制御回路１６は、共振電圧が、スイッチ素子Ｑ１４のトリガ電圧のバラツキ範囲の下限値に対応するレベルよりも低い第１電圧レベルからそのトリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高い第２電圧レベルに段階的又は連続的（第１実施形態では段階的）に上がるように、直流電圧Ｖ11の極性を反転させるための上記可変の周波数を調整するように構成される。

具体的には、周波数制御回路１６は、図３に示すように、共振電圧が上記第１電圧レベルとしての電圧Ｖｓのレベルから上記第２電圧レベルとしての電圧Ｖｅのレベルに段階的に上がるように、上記可変の周波数を周波数ｆｓからこれよりも低い周波数ｆｅに段階的に下げる。周波数ｆｓ及びｆｅは、共振回路１３の共振周波数ｆ０よりも高い数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚの範囲内の周波数に設定され、周波数ｆｅは、共振周波数ｆ０近傍に設定される。

また、周波数制御回路１６は、共振電圧検出回路１５によって検出された共振電圧から得られる値（Ｖ15のＡ／Ｄ変換値）に基づいて、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達したか否かを判別し、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達した旨の判別結果が得られた後は、共振電圧を電圧Ｖｅのレベルに維持するように上記可変の周波数を固定する。

更に、周波数制御回路１６は、上記判別結果が規定回数得られたとき、始動及び点灯の処理を停止する。この規定回数は、放電ランプ２が故障により点灯せずに無限ループに入るのを防止するためのものである。

次に、点灯制御モードへの移行について説明する。周波数制御回路１６は、検出電圧Ｖ15のデジタル値に基づいて、放電ランプ２が始動して点灯したか否かを判別し、放電ランプ２が点灯したとき、点灯制御モードに移行する。放電ランプ２が始動して点灯すると、極性反転回路１２の負荷状態が高インピーダンス状態から低インピーダンス状態に変化して、キャパシタＣ１３の電圧が変化（低下）するので、例えば、共振電圧Ｖ15が所定のしきいレベルを下回ったか否かを判別することにより、放電ランプ２が点灯したか否かを判別することができる。

点灯制御モードに移行すれば、周波数制御回路１６は、所定時間（数秒間）、高周波で極性反転回路１２の各スイッチ素子をオン及びオフして電力を放電ランプ２に供給し、その後、そのスイッチング周波数を数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚの範囲内の低周波に変更し、またＤＣ−ＤＣ変換回路１１のスイッチ素子Ｑ１１のデューティやスイッチング周波数を制御して、放電ランプ２に供給される電力量を放電ランプ２の定常点灯用の電力量に調整する。

次に、図４及び５を参照しながら、第１実施形態の動作について説明する。電源が投入されて、高輝度放電ランプ点灯装置１０が起動されると（Ｓ１１）、始動制御モードに入り、周波数制御回路１６が、高輝度放電ランプ点灯装置１０の各部の初期設定（ループ回数のゼロへの初期化を含む）を行い（Ｓ１２）、直流電圧Ｖ11の極性を反転するための可変の周波数ｆを指令値（この場合は周波数ｆｓ）に設定する（Ｓ１３）。これにより、極性反転回路１２の各スイッチ素子が周波数ｆｓでオン及びオフし、始動電圧Ｖｓが共振回路１３のキャパシタＣ１３に発生して放電ランプ２及びイグナイタ回路１４に印加する。

続いて、周波数制御回路１６は、検出電圧Ｖ15に基づいて、放電ランプ２が始動して点灯したか否かを判別し（Ｓ１４）、放電ランプ２が点灯すれば（Ｓ１４でＹＥＳ）、点灯制御モードに移行して、上述の点灯制御を行う（Ｓ１５）。一方、放電ランプ２が点灯しなければ（Ｓ１４でＮＯ）、周波数制御回路１６は、ループ回数が規定回数であるか否かを判別し（Ｓ１６）、ループ回数が規定回数であれば（Ｓ１６でＹＥＳ）、始動及び点灯の処理を停止する（ＥＮＤ）。

ループ回数が規定回数でなければ（Ｓ１６でＮＯ）、周波数制御回路１６は、共振電圧検出回路１５で共振電圧を検出し（Ｓ１７）、この共振電圧から得られる検出値（Ｖ15）が規定値（電圧Ｖｅ）に達したか否かを判別する（Ｓ１８）。検出値が規定値に達しなければ（Ｓ１８でＮＯ）、周波数制御回路１６は、現在の可変の周波数ｆから予め決められた周波数△ｆだけ減じて指令値とし（Ｓ１９）、処理をステップＳ１３に戻す。これにより、可変の周波数ｆがｆ−△ｆに設定されるので、図５に示すように、ステップＳ１９に入る毎に、高輝度放電ランプ点灯装置の各動作波形が変化する。例えば、検出電圧Ｖ15及びキャパシタＣ１４の電圧が上昇し、キャパシタＣ１４の電圧がトリガ電圧Ｖｂｄに達した時点で、イグナイタ回路１４が放電ランプ２にパルス始動電圧を印加する。その結果として、放電ランプ２が点灯すると、ステップＳ１４で、ステップＳ１５に分岐することになる。なお、図５には、Ｑ２，Ｑ３の駆動信号を図示していないが、それらの波形は、Ｑ１，Ｑ４の波形と逆になる。

検出値が規定値に達すれば（Ｓ１８でＹＥＳ）、周波数制御回路１６は、ループ回数を１増分し、指令値（可変の周波数ｆ）を現在の周波数（ｆｅ）に固定して（Ｓ２０）、処理をステップＳ１３に戻す。これにより、放電ランプ２が始動して点灯するか、ループ回数がＳ１６の規定回数に達するまで、周波数ｆｅに対応する電圧Ｖｅを印加されたイグナイタ回路１４が、パルス始動電圧を確実かつ迅速に発生するので、放電ランプ１を確実かつ迅速に始動することができる。

一変形実施形態において、電圧Ｖｓ及びＶｅのレベルに対応する可変の周波数ｆは、図６及び７に示すように、それぞれ、ｆ０／ｎよりも高い周波数ｆｓ及びｆｅであり、ここで、ｎは奇数（図７の例では３）である。また、周波数ｆｅは、ｆ０／ｎ近傍に設定される。共振は、可変の周波数ｆのｎ次高調波が使用され、共振周波数は、周波数ｆｓのｎ倍から周波数ｆｅのｎ倍に向けて所定周波数ずつ減分される。この構成でも、共振電圧が電圧Ｖｓのレベルから電圧Ｖｅのレベルに上がるので、共振回路及びイグナイタ回路は、第１実施形態のそれらと同様に動作する。特に、極性反転のデューティーが約５０％のときには、奇数時の高調波で強い共振を利用でき有効である。このように、高次の高調波を使い、共振回路１３の共振周波数ｆ０を高くすることによって、共振回路１３のインダクタＬ１３及びキャパシタＣ１３の定数をより小さくすることができ、高輝度放電ランプ点灯装置１０を小型化することができる。例えば、３次高調波の場合には、次式よりＬ１３×Ｃ１３は１／９となり、小型化が可能となる。

ｆ０＝１／（２π×√（Ｌ１３×Ｃ１３））
ｆ０’＝３×ｆ０
（Ｌ１３×Ｃ１３）’＝（Ｌ１３×Ｃ１３）／９
図８は、本発明による第２実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置を示す。図８に示すように、第２実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置２０は、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１、極性反転回路１２、共振回路１３及びイグナイタ回路１４を上記変形実施形態と同様に備えるほか、第２実施形態の特徴として、共振電圧検出回路２５及び周波数制御回路２６を備える。

共振電圧検出回路２５は、イグナイタ回路１４に印加されてイグナイタ回路１４がパルス始動電圧を発生する度にレベルが変動する電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて、パルス始動電圧の発生間隔時間を計測するように構成される。例えば、共振電圧検出回路２５は、図示しない差動増幅回路等の電圧検出部及び時間を計測するタイマーなどで構成され、イグナイタ回路１４のキャパシタＣ１４の電圧を検出して、パルス始動電圧の発生時間間隔を計測する。タイマーは、パルス始動電圧の発生時点でリセットされる。

周波数制御回路２６は、上記パルス始動電圧の発生間隔時間に基づいて、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達したか否かを判別し、共振電圧が電圧Ｖｅのレベルに達した旨の判別結果が得られた後は、共振電圧を電圧Ｖｅのレベルに維持するように可変の周波数ｆを固定する。より具体的には、周波数制御回路２６は、発生間隔時間が、予め決められた規定時間（ｔｒ）以下になったか否かを判別し、発生間隔時間が規定時間以下になれば、可変の周波数ｆを周波数ｆｅに固定する。これ以外は、前述の実施形態と同様である。

次に、図９及び１０を参照しながら、第２実施形態の動作について説明する。ステップＳ１１〜Ｓ１６までは第１実施形態と同様である。ループ回数が規定回数でなければ（Ｓ１６でＮＯ）、周波数制御回路２６は、共振電圧検出回路２５でパルス始動電圧の発生間隔時間（計測値）を計測し（Ｓ２７）、計測値が規定値（規定時間ｔｒ）以下になったか否かを判別する（Ｓ２８）。計測値が規定値以下にならなければ（Ｓ２８でＮＯ）、周波数制御回路２６は、現在の可変の周波数ｆから予め決められた周波数△ｆだけ減じて指令値とし（Ｓ１９）、処理をステップＳ１３に戻す。図１０に示すように、ステップＳ１９に入る毎に、キャパシタＣ１３の電圧が段階的に高くなって、計測値が段階的に小さくなる（図１０のｔ０，ｔ１，ｔ２参照）。

計測値が規定値以下になれば（Ｓ２８でＹＥＳ）、周波数制御回路２６は、ループ回数を１増分し、指令値（可変の周波数ｆ）を現在の周波数（ｆｅ）に固定して（Ｓ２０）、処理をステップＳ１３に戻す。

本発明による第１実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置の回路図である。 図２のプロジェクタの概略構成図である。 図１の高輝度放電ランプ点灯装置の共振動作の説明図である。 図１の高輝度放電ランプ点灯装置の動作フロー図である。 図１の高輝度放電ランプ点灯装置の動作波形図である。 一変形実施形態の共振動作の説明図である。 その変形実施形態の動作波形図である。 本発明による第２実施形態の高輝度放電ランプ点灯装置の回路図である。 図８の高輝度放電ランプ点灯装置の動作フロー図である。 図８の高輝度放電ランプ点灯装置の動作波形図である。

符号の説明

１ プロジェクタ
２ 放電ランプ
７ 直流電源
１０，２０ 高輝度放電ランプ点灯装置
１１ ＤＣ−ＤＣ変換回路
１２ 極性反転回路
１３ 共振回路
１４ イグナイタ回路
１５，２５ 共振電圧検出回路
１６，２６ 周波数制御回路

Claims (5)

1. 電源の入力電圧から可変の直流電圧を得る直流変換回路と、
   前記直流電圧の極性を可変の周波数で反転させて交流電圧を得る極性反転回路と、
   前記交流電圧を印加され、この交流電圧の周波数に応じた共振電圧を生成して高輝度放電ランプに印加する共振回路と、
   前記共振電圧を印加され、これがトリガ電圧に対応するレベルに達したときに、パルス始動電圧を発生して前記高輝度放電ランプに印加するイグナイタ回路と、
   前記共振電圧を検出する共振電圧検出回路と、
   前記共振電圧が、前記トリガ電圧のバラツキ範囲の下限値に対応するレベルよりも低い第１電圧レベルから前記トリガ電圧のバラツキ範囲の上限値に対応するレベルよりも高い第２電圧レベルに段階的又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を調整する周波数制御回路と
   を備え、
   前記周波数制御回路は、
   前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に又は連続的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に又は連続的に下げ、
   前記共振電圧検出回路によって検出された共振電圧から得られる値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、
   前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定する
   ことを特徴とする高輝度放電ランプ点灯装置。
2. 前記周波数制御回路は、前記共振電圧が前記第１電圧レベルから前記第２電圧レベルに段階的に上がるように、前記可変の周波数を第１周波数からこれよりも低い第２周波数に段階的に下げ、
   前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振回路の共振周波数よりも高く、
   前記第２周波数は、前記共振周波数近傍に設定される
   ことを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプ点灯装置。
3. 前記第１周波数及び前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１よりも高く、
   前記第２周波数は、前記共振周波数の奇数分の１近傍に設定される
   ことを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプ点灯装置。
4. 前記共振電圧検出回路は、前記イグナイタ回路に印加されて前記イグナイタ回路が前記パルス始動電圧を発生する度にレベルが変動する電圧を検出し、その検出した電圧に基づいて、前記パルス始動電圧の発生間隔時間を計測し、
   前記周波数制御回路は、前記パルス始動電圧の発生間隔時間の値に基づいて、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達したか否かを判別し、前記共振電圧が前記第２電圧レベルに達した旨の判別結果が得られた後は、前記共振電圧を前記第２電圧レベルに維持するように前記可変の周波数を固定する
   ことを特徴とする請求項１記載の高輝度放電ランプ点灯装置。
5. 請求項１から４の何れかに記載の高輝度放電ランプ点灯装置と、
   前記高輝度放電ランプと
   を備えることを特徴とするプロジェクタ。
   

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