JP2008243507A - 放電灯点灯装置およびプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】コスト高を招くことなく色再現性能を向上させた放電灯点灯装置およびプロジェクタを提供する。
【解決手段】制御回路１３は、低周波のランプ電流波形の各半周期毎にランプ電流の極性が反転する直前に高周波動作区間を設け、低周波のランプ電流波形の各半周期において、高周波動作区間のランプ電流のピーク値のうち、直前の低周波動作区間におけるランプ電流と極性が同じ側のピーク値のみ、直前の低周波動作区間における平均ランプ電流よりも大きくする。また制御回路１３は、プロジェクタから回転カラーフィルタの回転に同期した同期信号が入力される同期信号入力端子１３ａを備え、同期信号に基づいて、低周波動作区間において同一色のカラーセグメントに照射光が入射する間はランプ電流波形の波高値を一定とし、且つ、低周波動作区間においてランプ電流波形の波高値が少なくとも２つ以上の異なる波高値となるようにランプ電流を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯点灯装置およびプロジェクタに関するものである。

従来、大画面の液晶テレビやプラズマテレビは高価であったため、プロジェクタの画質向上などの技術の進歩とともに、この技術を生かした安価なリアプロジェクションテレビが北米を中心に需要が高まってきていた。しかしながら、近年、液晶テレビやプラズマテレビの低価格化が進み、リアプロジェクションテレビとの価格差が縮小していく傾向にあるため、プロジェクションテレビの市場を維持、拡大していくためには、更なる画質の向上と低価格化が重要な要素になってくる。

例えば特許文献１、２にはプロジェクタに用いられる高圧放電灯点灯装置の従来例が開示されており、図９（ａ）のイは特許文献１の高圧放電灯点灯装置において高圧放電灯に供給されるランプ電流波形の半周期分の波形を示し、同図（ｂ）のロは特許文献２の高圧放電灯点灯装置において高圧放電灯に供給されるランプ電流波形の半周期分の波形を示している。

これらの高圧放電灯点灯装置では、低周波で極性が交番する矩形波のランプ電流を高圧放電灯に供給するとともに、所定周波数のランプ電流波形の各半周期毎に、ランプ電流波形の極性が反転する直前の所定区間を、上記所定周波数よりも高い周波数でランプ電流の極性が反転する高周波動作区間とし、所定周波数の半周期において、高周波動作区間のランプ電流波形のピーク値のうち、直前の低周波動作区間のランプ電流と極性が同じ側のピーク値のみ、直前の低周波動作区間における平均ランプ電流よりも大きくし、且つ、高周波動作区間のランプ電流波形のピーク値を大きくした部分のみ時間幅を広げることで、高圧放電灯の点灯中に発生するフリッカ（放電アークの揺らぎ）を抑制している。

上述の特許文献１、２の高圧放電灯点灯装置では、ランプ電流波形を上記のように制御することでフリッカを抑制して、画質の安定化を図っているのであるが、液晶テレビやプラズマテレビなどと対向するために、更なる画質の向上が要求されている。

ところで、図１０は高圧放電灯点灯装置を用いたプロジェクタ１０の概略構成図であり、高圧放電灯２を点灯させる放電灯点灯装置１と、周方向に沿ってＲ（red）、Ｇ（green）、Ｂ（blue）の３色のカラーセグメント４Ｒ，４Ｇ，４Ｂが設けられた回転カラーフィルタ４と、ＣＭＯＳ半導体上に独立して動くミラーが数十万〜数百万個形成された素子であって、個々のミラーを制御することによって濃淡画像を表示できるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子６と、回転カラーフィルタ４を通過した照射光をＤＭＤ素子６に入射させるレンズ５と、ＤＭＤ素子６で反射された光をスクリーン（図示せず）に投影する投射レンズ７とを備えている。

ここで、制御回路８から放電灯点灯装置１へ点灯命令信号が入力されると、放電灯点灯装置１が動作して、高圧放電灯２を点灯させる。高圧放電灯２の照射光はレンズ３により集光されて回転カラーフィルタ４に入射し、回転カラーフィルタ４を透過した光がレンズ５を介してＤＭＤ素子６に照射され、その反射光が投射レンズ７を介してスクリーン（図示せず）に投影される。ここに、レンズ３，５、ＤＭＤ素子６および投射レンズ７などから光学系部品が構成される。なお図中の矢印Ａ１，Ａ２は照射光の光路を示している。

また制御回路８が回転カラーフィルタ４の備えるモータ（図示せず）を制御して、カラーセグメント４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを回転させると、高圧放電灯Ｌａからの照射光が照射されるカラーセグメントが例えば４Ｒ→４Ｇ→４Ｂ→４Ｒ…の順番で周期的に変化する。この時、ＤＭＤ素子６に照射される光がＲ（red）→Ｇ（green）→Ｂ（blue）の順番で周期的に切り替わるため、回転カラーフィルタ４の回転に同期して、制御回路８からＤＭＤ素子６に三原色及び輝度の画像信号を与えることによって、スクリーンにカラー映像を投影することができる。このようなシステムは、ＤＬＰシステム（登録商標）として知られている。
特許第３７３８７１２号公報（段落［００１２］、及び、第１図） 特許第３８４４０４６号公報（段落［００１１］−［００１７］、及び、第１図）

上述したプロジェクタにおいて、画質を向上させる方法の一つとしては、投影される映像の色再現性能を向上させることが考えられる。そのためには、回転カラーフィルタ４の色セグメントを増やせば良い。図１１（ａ）は光の三原色を示しており、上述のプロジェクタではＲ，Ｇ，Ｂの３色のカラーセグメントを有する回転カラーフィルタ４（図１１（ｂ）参照）を用いているが、図１１（ｃ）〜（ｆ）に示すようにＲ，Ｇ，Ｂの３原色のカラーセグメントにＷ（white）、Ｃ（cyan）、Ｍ（magenta）、又はＹ（yellow）等のカラーセグメントを１つ追加して４色のカラーセグメントで回転カラーフィルタ４を構成することで、色再現性能の向上を図ることが考えられる。しかしながら、所望の色再現性能を得るためにカラーセグメントの数を増やすと、回転カラーフィルタ４の種類が無数に増え、回転カラーフィルタ４を共通化することが出来ないために、プロジェクタ全体として低価格化が実現できないという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、コスト高を招くことなく色再現性能を向上させた放電灯点灯装置およびプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、高圧放電灯に低周波で極性が交番するランプ電流を供給する電力変換回路と、電力変換回路の出力を制御する制御回路とを備え、制御回路は、低周波のランプ電流波形の各半周期毎に、ランプ電流の極性が反転する直前の所定区間を高周波でランプ電流の極性が交番する高周波動作区間とし、低周波のランプ電流波形の各半周期において、高周波動作区間のランプ電流のピーク値のうち、直前の低周波動作区間におけるランプ電流と極性が同じ側のピーク値のみ、直前の低周波動作区間における平均ランプ電流よりも大きくした放電灯点灯装置において、回転方向に沿って少なくとも３色以上のカラーセグメントが設けられた回転カラーフィルタを有し、回転に応じて各カラーセグメントに高圧放電灯の照射光を順番に照射させ、カラーセグメントを通過した光を光学系部品を介してスクリーン上に画像を投影させる画像表示装置から、回転カラーフィルタの回転に同期した同期信号が入力される同期信号入力端子を備え、制御回路は、同期信号に基づいて、低周波動作区間において同一色のカラーセグメントに照射光が入射する間はランプ電流波形の波高値を一定とし、且つ、低周波動作区間においてランプ電流波形の波高値が少なくとも２つ以上の異なる波高値となるようにランプ電流を制御することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、同期信号の立上がりエッジ又は立下りエッジのうち一方のタイミングを、所定周波数のランプ電流波形の半周期毎に設けた高周波動作区間の開始点に合わせたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、同期信号の立上がりエッジ又は立下りエッジのうち他方のタイミングを、所定周波数のランプ電流波形の半周期毎に設けた低周波動作区間の開始点に合わせたことを特徴とする。

請求項４の発明はプロジェクタであって、請求項１乃至３の何れか１項に記載の放電灯点灯装置を用いたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、制御回路は、低周波のランプ電流波形の各半周期において、高周波動作区間のランプ電流のピーク値のうち、直前の低周波動作区間におけるランプ電流と極性が同じ側のピーク値のみ、直前の低周波動作区間における平均ランプ電流よりも大きくしているので、高圧放電灯の点灯中に発生するフリッカを抑制することで、画質を安定させることができる。しかも制御回路は、同期信号に基づいて、低周波動作区間において同一色のカラーセグメントに照射光が入射する間はランプ電流波形の波高値を一定とし、且つ、低周波動作区間においてランプ電流波形の波高値が少なくとも２つ以上の異なる波高値となるように、ランプ電流を制御しており、回転カラーフィルタの各カラーセグメント毎にランプ電流の大きさを変化させることで、カラーセグメントの種類を増やすことなく、色再現性能を向上させることができ、コストアップを招くことなく色再現性能を向上させた放電灯点灯装置を実現することができる。

請求項２の発明によれば、同期信号の立上りエッジ又は立下りエッジのうち一方のタイミングを、高周波動作区間の開始点、すなわち低周波動作区間の終了時間に合わせているので、高周波動作区間の時間幅を放電灯点灯装置に予め設定しておけば、低周波動作区間の終了時間を放電灯点灯装置に設定しておく必要が無く、メモリのデータ量を少なくできる。また、低周波動作区間や高周波動作区間の開始時間および終了時間は使用環境などによって変化するが、同期信号の立上りエッジ又は立下りエッジに同期させたタイミングで低周波動作区間を終了しているので、高周波動作区間の終了時間に誤差が発生した場合でも、低周波動作区間の時間幅で誤差を吸収することができる。

請求項３の発明によれば、同期信号の立上りエッジ又は立下りエッジのうち一方のタイミングを高周波動作区間の開始点、すなわち低周波動作区間の終了時間に合わせ、他方のタイミングを低周波動作区間の開始点、すなわち高周波動作区間の終了時間に合わせているので、高周波動作区間および低周波動作時間の終了時間を放電灯点灯装置に設定しておく必要がなく、メモリのデータ量を少なくできる。また、低周波動作区間や高周波動作区間の開始時間および終了時間は使用環境などによって変化するが、同期信号の立上りエッジおよび立下りエッジに同期させたタイミングで高周波動作区間および低周波動作区間を終了しているので、高周波動作区間や低周波動作区間の終了時間に誤差が発生した場合でも、各区間の時間幅で誤差を吸収することができる。

請求項４の発明によれば、コストアップを招くことなく色再現性能を向上させたプロジェクタを実現することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１に本実施形態の放電灯点灯装置１の回路図を示す。この放電灯点灯装置１は、図８に示すように、例えば放電ランプ（高圧放電灯）Ｌａ、光学系部品３１、複数の冷却用ファン３２および電源部３３等と共に画像表示装置としてのプロジェクタ１０に搭載される。なおプロジェクタ１０の概略的な構成は図１０で説明したプロジェクタ１０と同様であり、本実施形態では回転カラーフィルタ４としてＲ（red）、Ｇ（green）、Ｂ（blue）、Ｗ（white）の４色のカラーセグメントを備えるものを用いている。また光学系部品３１は、図１０におけるレンズ３，５、ＤＭＤ素子６および投射レンズ７などで構成される。

放電灯点灯装置１は、直流電源Ｅを電源とするＤＣ−ＤＣ変換回路１１と、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１から出力される直流電圧を矩形波交番電圧に変換して放電ランプＬａに印加する極性反転回路１２とからなる電力変換回路を有し、電力変換回路に設けたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５のオンオフを制御する制御回路１３を有する。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５としては、パワートランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴから選択する。また、放電ランプＬａとしては、高輝度放電ランプ、たとえば１２０〜３００Ｗの超高圧水銀放電ランプを用いる。なお、放電ランプＬａを始動するための高電圧を発生させるイグナイタは図示を省略している。

ＤＣ−ＤＣ変換回路１１は、図示例では降圧形のチョッパ回路であって、直流電源Ｅ（交流電源を整流して得た直流電源でもよい）の両端間にスイッチング素子Ｑ１とダイオードＤ１との直列回路を挿入し、さらにＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力端間に接続される平滑コンデンサＣ２とインダクタＬ１との直列回路をダイオードＤ１に並列接続した構成を有する。ダイオードＤ１のカソードは、スイッチング素子Ｑ１とインダクタＬ１との接続点に接続され、ダイオードＤ１のアノードは平滑コンデンサＣ２の負極に接続される。このチョッパ回路は、周知のように、スイッチング素子Ｑ１のオン期間において、インダクタＬ１を通して直流電源Ｅから平滑コンデンサＣ２に充電電流を流し、スイッチング素子Ｑ１のオフ期間に平滑コンデンサＣ２とダイオードＤ１とを通る経路でインダクタＬ１のエネルギを放出させるものである。直流電源Ｅの負極とダイオードＤ１のアノードとの間には入力電流検出用の抵抗Ｒ１が挿入され、抵抗Ｒ１により入力電流を検出する電流検出回路１４が構成される。また、平滑コンデンサＣ２と抵抗Ｒ１との直列回路には２個の抵抗Ｒ２，Ｒ３の直列回路が並列接続され、抵抗Ｒ２，Ｒ３の分圧回路により放電ランプＬａの両端電圧（以下、ランプ電圧）を検出する電圧検出回路１５が構成される。ここでは、直流電源Ｅとして放電ランプＬａの点灯電圧よりも高電圧のものを想定しているから、降圧形のチョッパ回路を用いているが、直流電源Ｅと放電ランプＬａとの関係に応じて他の構成のＤＣ−ＤＣ変換回路を用いることも可能である。

極性反転回路１２は、４個のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５をブリッジ接続したフルブリッジ形のインバータ回路であって、各一対のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５の直列回路からなる一対のアームが並列接続され、各アームは平滑コンデンサＣ２の両端間に接続される。また、各アームを構成する各一対のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５の接続点間にはインダクタＬ２とコンデンサＣ３との直列回路が挿入され、コンデンサＣ３の両端間に放電ランプＬａが接続される。

制御回路１３は、抵抗Ｒ１，Ｒ３の各両端電圧を監視することによって、直流電源Ｅからの供給電流とＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧とを監視し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ５のオンオフを制御するための制御信号を出力する。極性反転回路１２に設けたスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のオンオフは、制御回路１３からの指示によってコントロール部１８で生成される２相の制御信号によって制御される。コントロール部１８はドライブ回路（たとえば、ＩＲ社製のＩＲ２１１１を用いる）１６ａ，１６ｂを介してスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５に制御信号を与える。抵抗Ｒ３の両端電圧はＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧（平滑コンデンサＣ２の両端電圧）に比例する電圧であって、ランプ電圧を反映した電圧になる。

制御回路１３には、例えば８ｂｉｔのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と呼ぶ。例えばルネサステクノロジ製のＭ３７５４６を用いる）２０が含まれ、マイコン２０には抵抗Ｒ３の両端電圧が内蔵のＡ／Ｄ変換部１７を介して入力される。上述のように抵抗Ｒ３の両端電圧は極性反転回路１２の電源電圧に比例しているから、放電ランプＬａの印加電圧（つまり、ランプ電圧）を反映している。またマイコン２０には、プロジェクタ１０の同期信号発生部３０から回転カラーフィルタ４の回転に同期して出力される同期信号が同期信号入力端子１３ａを介して入力される。

ところで、プロジェクタやプロジェクションテレビに用いる高圧放電灯は、光出力の立上がり時間を短縮するために、始動直後の所定期間においては比較的大きな定電流（定格電流よりも大きい電流）を流す電流制御を行って水銀蒸気圧を上昇させ、水銀蒸気圧の上昇によって光出力が上昇した後の定常点灯状態においては光出力を安定に保つように定電力を供給する電力制御を行うのが一般的である。このような制御は、Ａ／Ｄ変換器１７の出力を監視してマイコン２０が行っている。電流制御を行う期間と電力制御を行う期間とはＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧の変化を監視することによってマイコン２０が決定する。つまり、放電ランプＬａの始動直後においては放電ランプＬａの両端電圧は低電圧であるから、抵抗Ｒ３の両端電圧が、規定電圧（安定点灯時の電圧を基準にして規定した電圧）よりも低電圧である期間を始動期間として電流制御を行い、規定電圧以上になると安定点灯であるものとして電力制御を行う。

電流制御の際の電流の目標値および電力制御（以下、定電力モードという）の際の電力の目標値はマイコン２０において設定されている。定電力モードの動作時においてＡ／Ｄ変換部１７から出力されるランプ電圧に相当する電圧はデータテーブル１９によって電力制御データにあらかじめ対応付けられており、マイコン２０のコントロール部１８がデータテーブル１９を用いることによってＡ／Ｄ変換部１７の出力値を電力制御データに変換する。この電力制御データと上述した電力の目標値との差に相当する供給電力の補正量がコントロール部１８から出力される。コントロール部１８の出力端子には抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ１の直列回路に接続されており、ＰＷＭ制御回路２１では、抵抗Ｒ１の両端電圧として検出された供給電流と、コンデンサＣ１の両端電圧として与えられたマイコン２０からの電力補正量とを用いてＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧の補正量を求め、電圧の補正量に応じたパルス幅の制御信号を生成してスイッチング素子Ｑ１のオンオフを制御する。ここに、抵抗Ｒ１の両端電圧は直流電源Ｅからの供給電流に相当するから、消費電流を反映している。なお、ＰＷＭ制御回路２１では所定周波数の三角波または鋸歯状波を生成しており、電力の補正量を入力電流で除算することにより求めた電圧の補正量に応じたレベルを閾値とし、三角波または鋸歯状波のうち閾値以上の区間がオンになるパルスを生成することによって、スイッチング素子Ｑ１をオンオフさせるパルス状の制御信号を生成する。

ここで、図２（ａ）は高圧放電灯Ｌａの照射光が照射されるカラーセグメントを示しており、回転カラーフィルタ４の回転に応じて照射光が照射されるカラーセグメントが、Ｒ→Ｇ→Ｂ→Ｗ→Ｒ…の順番で周期的に切り替わるようになっている。一方、図２（ｂ）はランプ電流ＩＬａの波形図であり、制御回路１３（つまりマイコン２０）では、プロジェクタ１０の同期信号発生部３０から与えられる同期信号に基づいて、ランプ電流ＩＬａの極性を所定の周波数（ｆ＝１／２Ｔ）で交番させるとともに、所定周波数で交番するランプ電流波形の各半周期Ｔ毎に、ランプ電流の極性が周期Ｔで反転（正から負、又は、負から正に反転）する直前の所定区間を上記所定周波数に比べて高周波でランプ電流の極性が交番する高周波動作区間（図２の区間（Ｔｂ＋Ｔｃ））としている。また図２（ｃ）〜（ｅ）は時間軸を拡大して、半周期Ｔにおけるスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５のオン／オフと、抵抗Ｒ１の両端電圧Ｖ１とを表したものであり、制御回路１３では、低周波動作区間Ｔａおよび高周波動作区間の区間Ｔｂ，Ｔｃの各区間毎にスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の組と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組とが交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことで、ランプ電流ＩＬａの極性を交番させている。

ここにおいて本実施形態では、低周波動作区間Ｔａにおいて回転カラーフィルタ４のカラーセグメントをＲ→Ｇ→Ｂの順番で切り換えるとともに、その後の高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）においてカラーセグメントをＷに切り換えており、低周波動作区間ＴａにおいてカラーセグメントがＲ，Ｇ，Ｂに切り替えられた区間をそれぞれ区間Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔａ３とする。すなわち区間Ｔａ＝Ｔａ１＋Ｔａ２＋Ｔａ３となる。

ここで、各区間Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔｂ，Ｔｃの長さは、制御回路１３が備えるマイコン２０のデータテーブル１９内に時間制御データｔａ１，ｔａ２，ｔａ３，ｔｂ，ｔｃとして予め設定されており、マイコン２０では、プロジェクタ１０から与えられる同期信号と、時間制御データｔａ１，ｔａ２，ｔａ３，ｔｂ，ｔｃとに基づいて各区間Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔａ３，Ｔｂ，Ｔｃの開始時刻および終了時刻を決定する。またマイコン２０では、電圧検出回路１５により検出されたランプ電圧をＡ／Ｄ変換部１７によりＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換されたランプ電圧の検出値に対応した電力制御データをデータテーブル１９より読み込む。データテーブル１９には各区間毎に電力制御データが設定されており、マイコン２０は区間Ｔａ１では電力制御データＰａ１を、区間Ｔａ２では電力制御データＰａ２を、区間Ｔａ３では電力制御データＰａ３を、区間Ｔｂでは電力制御データＰｂを、区間Ｔｃでは電力制御データＰｃをそれぞれ基準電圧（指令値）として読み込み、ＰＷＭ制御回路２１に出力するようになっており、ＰＷＭ制御回路２１がスイッチング素子Ｑ１のオン／オフを制御することで、ＤＣ−ＤＣ変換回路１１から必要な電力が放電灯Ｌａに供給されるようになっている。すなわち、マイコン２０では、各区間毎に放電灯Ｌａに供給される電力を個別に制御しており、低周波のランプ電流波形の各半周期Ｔにおいて、高周波動作区間Ｔｂ，Ｔｃのランプ電流のピーク値ＩＬａ-b，ＩＬａ-cのうち、直前の低周波動作区間Ｔａにおけるランプ電流と極性が同じ側のピーク値（区間Ｔｃのピーク値ＩＬａ-c）のみ、直前の低周波動作区間（区間Ｔａ）における平均ランプ電流よりも大きくなるようにＤＣ−ＤＣ変換回路１１および極性反転回路１２を制御している。

このように制御回路１３は、所定周波数で交番するランプ電流波形の各半周期Ｔ毎に、ランプ電流の極性が周期Ｔで反転する直前に高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）を設け、高周波動作区間において直前の低周波動作区間Ｔａと極性が同じ側のピーク値のみを、直前の低周波動作区間Ｔａにおける平均ランプ電流よりも大きくしているので、フリッカ（放電アークの揺らぎ）を抑制することができる。また制御回路１３では、低周波動作区間Ｔａにおいて同一色のカラーセグメントに照射光が入射する間はランプ電流波形の波高値を一定とし、且つ、低周波動作区間Ｔａにおいてランプ電流波形の波高値が少なくとも２つ以上の異なる波高値となるように、つまり各カラーセグメントに照射光が入射する際のランプ電流波高値が少なくとも２つ以上の異なる波高値となるようにランプ電流を制御しているので、カラーセグメントの数を増やすのではなく、各カラーセグメントに照射される照射光の出力を複数通りに異ならせることで、色再現性能を向上させることができる。なお本実施形態では制御回路１３が、各カラーセグメントに照射される照射光の光出力を個別に制御しているので、色再現性能をさらに向上させることができる。また本実施形態ではフリッカを低減するために低周波で極性が交番するランプ電流波形の各半周期毎の極性が反転する直前において、高周波でランプ電流が交番する高周波動作区間を１周期分設けているが、高周波動作区間を１周期に限定する趣旨のものではなく、２周期あるいは複数周期設けても良い。

（実施形態２）
図３に本実施形態の放電灯点灯装置１の回路図を示す。この放電灯点灯装置１は、図８および図１０に示すプロジェクタ１０に用いられるものであり、本実施形態では回転カラーフィルタ４としてＲ（red）、Ｇ（green）、Ｂ（blue）、Ｗ（white）の４色のカラーセグメントを備えるものを用いている。

本実施形態の放電灯点灯装置１では、実施形態１で説明した放電灯点灯装置１において、プロジェクタ１０の同期信号発生部３０から入力される同期信号ｓｙｃの立上がりエッジを検出する同期信号検出回路２２を設け、同期信号検出回路２２の検出信号をマイコン２０のコントロール部１８に入力している。尚、同期信号検出回路２２以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

プロジェクタ１０の同期信号発生部３０は、回転カラーフィルタ４の回転に同期した同期信号ｓｙｃを発生しており、本実施形態では図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、立上がりエッジのタイミングが高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）の開始時刻に同期した同期信号ｓｙｃを出力している。尚、図４（ｂ）〜（ｆ）の波形図は、図４（ａ）の時間軸を拡大して図示してある。

同期信号検出回路２２では、同期信号入力端子１３ａを介して入力される同期信号ｓｙｃの立上がりを監視し、立上がりを検知するとコントロール部１８に検出信号を出力しており、コントロール部１８では、同期信号検出回路２２より検出信号が入力されたタイミングで、高周波動作区間の初めの区間Ｔｂを開始させ、その後区間Ｔｃ→Ｔａ１→Ｔａ２→Ｔａ３の順番で区間を切り替え、各々の区間では実施形態１で説明したようにＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧やランプ電流の波高値を制御する（図４（ｄ）〜（ｆ）参照）。その後、同期信号検出回路２２が同期信号ｓｙｃの立上がりを検出して、検出信号をコントロール部１８に出力すると、コントロール部１８では、検出信号が入力されたタイミングで再び高周波動作区間の区間Ｔｂを開始させ、その後区間Ｔｃ→Ｔａ１→Ｔａ２→Ｔａ３の順番で区間を切り換えるのである。

ここで、プロジェクタ１０から入力される同期信号の周期Ｔは、使用される環境などによって変化するため、各区間Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅が周期Ｔに対する割合で規定され、時間制御データrate-W1，rate-W2，rate-R，rate-Gとしてデータテーブル１９に設定されている。なお、この場合に区間Ｔａ３の時間幅を周期Ｔに対する割合として規定した時間制御データはデータテーブル１９に登録されておらず、区間Ｔａ３に移行した後に同期信号検出回路２２から検出信号が入力されたタイミングを、区間Ｔａ３（つまり低周波動作区間Ｔａ）が終了し、高周波動作区間Ｔｂが開始するタイミングとしている。

このように本実施形態では、区間Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅を周期Ｔに対して各区間毎に設定したある一定の割合で規定しているので、同期信号の立上がりエッジを検出した時点から区間Ｔｂを開始させ、周期Ｔに対する割合から求めた各区間Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間が経過すると、次の区間に切り換えているため、各区間毎に時間幅の誤差が発生し、高周波動作区間の終了時間に誤差が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では１周期Ｔ内の最後の区間Ｔａ３の時間データを設定しておらず、低周波動作区間Ｔａの最後の区間Ｔａ３の終了時刻を、次の半周期Ｔにおける高周波動作区間Ｔｂの開始時刻で規定しているので、各区間Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅に発生した誤差を、区間Ｔａ３の時間幅により吸収することができ、また区間Ｔａ３の時間幅を示す時間制御データを無くすことで、データテーブル１９に登録するデータ量を低減できるという効果もある。

尚、本実施形態において同期信号の立下りエッジのタイミングを、高周波動作区間の開始点、すなわち低周波動作区間の終了時間に合わせるようにしても良く、上述と同様の効果が得られる。

（実施形態３）
図５に本実施形態の放電灯点灯装置１の回路図を示す。この放電灯点灯装置１は、図８および図１０に示すプロジェクタ１０に用いられるものであり、本実施形態では回転カラーフィルタ４としてＲ（red）、Ｇ（green）、Ｂ（blue）、Ｗ（white）の４色のカラーセグメントを備えるものを用いている。

本実施形態の放電灯点灯装置１では、実施形態１で説明した放電灯点灯装置１において、プロジェクタ１０の同期信号発生部３０から入力される同期信号ｓｙｃの立上がりエッジおよび立ち下りエッジの両方を検出する同期信号検出回路２２を設け、同期信号検出回路２２の検出信号をマイコン２０のコントロール部１８に入力している。尚、同期信号検出回路２２以外の構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

プロジェクタ１０の同期信号発生部３０は、回転カラーフィルタ４の回転に同期した同期信号ｓｙｃを発生しており、本実施形態では図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、立上がりエッジのタイミングを高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）のうち区間Ｔｂの開始時刻に同期し、立ち下りエッジのタイミングを低周波動作区間Ｔａの開始時刻（つまり区間Ｔｃの終了時刻）に同期した同期信号ｓｙｃを出力している。尚、図６（ｂ）〜（ｆ）の波形図は、図６（ａ）の時間軸を拡大して図示してある。

同期信号検出回路２２では、同期信号入力端子１３ａを介して入力される同期信号ｓｙｃの立上がり及び立下がりを監視し、立上がりを検知するとコントロール部１８に立上りエッジ検出信号を出力し、立下りを検知するとコントロール部１８に立下りエッジ検出信号を出力する。コントロール部１８では、同期信号検出回路２２より立上りエッジ検出信号が入力されたタイミングで、高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）の最初の区間Ｔｂを開始させ、その後時間制御データで規定されたタイミングで区間Ｔｃに切り替える。またコントロール部１８では、同期信号検出回路２２より立下りエッジ検出信号が入力されたタイミングで、低周波動作区間Ｔａの最初の区間Ｔａ１を開始させ、その後Ｔａ１→Ｔａ２→Ｔａ３の順番で区間を切り替える。なおコントロール部１８は、各々の区間において実施形態１で説明したようにＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧やランプ電流の波高値を制御する（図６（ｄ）〜（ｆ）参照）。その後、コントロール部１８では、同期信号検出回路２２から再び立上りエッジ検出信号が入力されたタイミングで高周波動作区間の最初の区間Ｔｂを開始させ、区間Ｔｂから区間Ｔｃに切り替えた後、再び立下りエッジ検出信号が入力されると、低周波動作区間Ｔａの最初の区間Ｔａ１を開始させ、その後Ｔａ１→Ｔａ２→Ｔａ３の順番で区間を切り換えるのである。

ここで、プロジェクタ１０から入力される同期信号の周期Ｔは、使用される環境などによって変化し、それによって低周波動作区間Ｔａおよび高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）の時間幅もそれぞれ変化するため、各区間Ｔｂ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅が周期Ｔに対する割合で規定され、時間制御データrate-W1，rate-R，rate-Gとしてデータテーブル１９に設定されている。なお、この場合に区間Ｔｃおよび区間Ｔａ３の時間幅をそれぞれ周期Ｔに対する割合として規定した時間制御データはデータテーブル１９に登録されておらず、区間Ｔｃに移行した後に同期信号検出回路２２から立下りエッジ検出信号が入力されたタイミングを、区間Ｔｃ（つまり高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ））が終了し、低周波動作区間Ｔａが開始するタイミングとしている。また、コントロール部１８では、低周波動作区間Ｔａの区間Ｔａ３に移行した後に同期信号検出回路２２から立上りエッジ検出信号が入力されたタイミングを、区間Ｔａ３（つまり低周波動作区間Ｔａ）が終了し、高周波動作区間Ｔｂが開始するタイミングとしている。

このように本実施形態では、区間Ｔｂ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅を周期Ｔに対して各区間毎に設定したある一定の割合で規定しており、同期信号の立上がりエッジを検出した時点から区間Ｔｂを開始させ、周期Ｔに対する割合から求めた区間Ｔｂの時間が経過すると、次の区間Ｔｃに切り換えるとともに、同期信号の立下がりエッジを検出した時点から区間Ｔａ１を開始させ、周期Ｔに対する割合から求めた区間Ｔａ１，Ｔａ２の時間がそれぞれ経過すると、次の区間Ｔａ２，Ｔａ３に切り換えているため、各区間毎に時間幅の誤差が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では高周波動作区間の最後の区間Ｔｃと、低周波動作区間Ｔａの最後の区間Ｔａ３の時間データを設定しておらず、区間Ｔｃおよび区間Ｔａ３の終了時刻を、次の区間Ｔａ１，Ｔｂの開始時刻でそれぞれ規定しているので、区間Ｔｂの時間幅に発生した誤差を区間Ｔｃの時間幅で、区間Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅に発生した誤差を区間Ｔａ３の時間幅でそれぞれ吸収することができ、また区間Ｔｃおよび区間Ｔａ３の時間幅を示す時間制御データを無くすことで、データテーブル１９に登録するデータ量を低減できるという効果もある。

尚、本実施形態において同期信号の立下りエッジのタイミングを高周波動作区間の開始点、すなわち低周波動作区間の終了時間に合わせるとともに、同期信号の立上りエッジのタイミングを低周波動作区間の開始点、すなわち高周波動作区間の終了時間に合わせても良く、上述と同様の効果を得ることができる。

（実施形態４）
本発明の実施形態４を図７に基づいて説明する。上述の実施形態３では、同期信号の立上りエッジ検出信号が入力されるタイミングを高周波動作区間の初めの区間Ｔｂが開始するタイミングとし、立下りエッジ検出信号が入力されるタイミングを高周波動作区間の終わりの区間Ｔｃが終了するタイミングとしているのに対して、本実施形態では区間Ｔｃにおいて立下りエッジ検出信号が入力されると、コントロール部１８がドライブ回路１６ａ，１６ｂを用いてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の組と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組のオン／オフを反転させることで、ランプ電流ＩＬａの極性を反転させるとともに、区間Ｔｃが終了した時点で低周波動作区間Ｔａを開始させている。ここで、区間Ｔｃにおいて、同期信号の立下りエッジが入力された時点より低周波動作区間Ｔａを開始させるまでの区間を区間Ｔｃｘとし、この区間Ｔｃｘの時間幅を示す時間制御データや区間Ｔｃｘにおけるランプ電圧に対応した電力制御データはデータテーブル１９に予め設定してある。尚、放電灯点灯装置１の構成は実施形態３と同様であるので、図示および説明は省略する。

プロジェクタ１０の同期信号発生部３０は、回転カラーフィルタ４の回転に同期した同期信号ｓｙｃを発生しており、本実施形態では図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、立上がりエッジのタイミングが高周波動作区間の初めの区間Ｔｂの開始時刻に同期し、且つ、立ち下りエッジのタイミングが高周波動作区間の終わりの区間Ｔｃの途中に設けた区間Ｔｃｘの開始時刻に同期した同期信号ｓｙｃを出力している。尚、図７（ｂ）〜（ｆ）の波形図は、図７（ａ）の時間軸を拡大して図示してある。

同期信号検出回路２２では、同期信号入力端子１３ａを介して入力される同期信号ｓｙｃの立上がり及び立下がりを監視し、立上がりを検知するとコントロール部１８に立上りエッジ検出信号を出力し、立下りを検知するとコントロール部１８に立下りエッジ検出信号を出力する。コントロール部１８では、同期信号検出回路２２より立上りエッジ検出信号が入力されたタイミングで、高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）の初めの区間Ｔｂを開始させ、その後時間制御データで規定されたタイミングで区間Ｔｃに切り替える。またコントロール部１８では、同期信号検出回路２２より立下りエッジ検出信号が入力されたタイミングで、図７（ｅ）（ｆ）に示すようにドライブ回路１６ａ，１６ｂを用いてスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５の組と、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の組のオン／オフを反転させることで、ランプ電流ＩＬａの極性を反転させるとともに、区間Ｔｃの時間幅（時間制御データによって規定される）が経過した時点で低周波動作区間Ｔａの最初の区間Ｔａ１を開始させ、その後Ｔａ１→Ｔａ２→Ｔａ３の順番で区間を切り替える。またコントロール部１８は、各々の区間において実施形態１で説明したようにＤＣ−ＤＣ変換回路１１の出力電圧やランプ電流の波高値を制御する（図７（ｄ）参照）。その後、コントロール部１８では、同期信号検出回路２２から再び立上りエッジ検出信号が入力されたタイミングで高周波動作区間の最初の区間Ｔｂを開始させ、区間Ｔｂから区間Ｔｃに切り替えた後、再び立下りエッジ検出信号が入力されると区間Ｔｃｘに切り替え、その後区間Ｔｃｘの動作時間が終了すると、低周波動作区間Ｔａの最初の区間Ｔａ１を開始させるとともに、所定の時間が経過すると区間Ｔａ１→Ｔａ２→Ｔａ３の順番で区間を切り換えるのである。

ここで、プロジェクタ１０から入力される同期信号の周期Ｔは、使用される環境などによって変化し、それによって低周波動作区間Ｔａおよび高周波動作区間（Ｔｂ＋Ｔｃ）の時間幅もそれぞれ変化するため、各区間Ｔｂ，Ｔｃｘ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅が周期Ｔに対する割合で規定され、時間制御データとしてデータテーブル１９に設定される。なお、この場合に区間Ｔｃにおいて区間Ｔｃｘに移行する前の区間（この区間を区間（Ｔｃ−Ｔｃｘ）という）および区間Ｔａ３の時間幅をそれぞれ周期Ｔに対する割合として規定した時間制御データはデータテーブル１９に登録されておらず、区間Ｔｃに移行した後に同期信号検出回路２２から立下りエッジ検出信号が入力されたタイミングを、高周波動作区間の最後の区間Ｔｃｘが開始するタイミングとしている。また、コントロール部１８では、低周波動作区間Ｔａの区間Ｔａ３に移行した後に同期信号検出回路２２から立上りエッジ検出信号が入力されたタイミングを、区間Ｔａ３（つまり低周波動作区間Ｔａ）が終了し、高周波動作区間Ｔｂが開始するタイミングとしている。

このように本実施形態では、区間Ｔｂ，Ｔｃｘ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅を周期Ｔに対して各区間毎に設定したある一定の割合で規定しており、同期信号の立上がりエッジを検出した時点から区間Ｔｂを開始させ、周期Ｔに対する割合から求めた区間Ｔｂの時間が経過すると、次の区間Ｔｃに切り換えるとともに、同期信号の立下がりエッジを検出した時点から区間Ｔｃｘを開始させ、周期Ｔに対する割合から求めた区間Ｔｃｘ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間がそれぞれ経過すると、次の区間に切り換えているため、各区間毎に時間幅の誤差が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では高周波動作区間の終わりの区間Ｔｃのうち区間Ｔｃｘに移行する前の区間（Ｔｃ−Ｔｃｘ）と、低周波動作区間Ｔａの最後の区間Ｔａ３の時間データを設定しておらず、区間（Ｔｃ−Ｔｃｘ）および区間Ｔａ３の終了時刻を、次の区間Ｔｃｘ，Ｔｂの開始時刻でそれぞれ規定しているので、区間Ｔｂの時間幅に発生した誤差を区間（Ｔｃ−Ｔｃｘ）の時間幅で、区間Ｔｃｘ，Ｔａ１，Ｔａ２の時間幅に発生した誤差を区間Ｔａ３の時間幅でそれぞれ吸収することができ、また区間Ｔｃｘおよび区間Ｔａ３の時間幅を示す時間制御データを無くすことで、データテーブル１９に登録するデータ量を低減できるという効果もある。

ところで、上述した各実施形態の放電灯点灯装置１は、スクリーンに前面側から画像を投影するプロジェクタ１０に用いられるものであり、実施形態１〜４で説明した放電灯点灯装置を用いることによって、フリッカを低減しつつ、色再現性能を向上させた安価なプロジェクタを実現することができる。

また上述した各実施形態の放電灯点灯装置を、スクリーンの背面側から映像を投射し、スクリーンを透過させて見せるプロジェクションテレビに用いても良いことは言うまでもなく、実施形態１〜４で説明した放電灯点灯装置を用いることによって、フリッカを低減しつつ、色再現性能を向上させた安価なプロジェクションテレビを実現することができる。なおプロジェクションテレビの構成は従来周知であるので、図示および説明は省略する。

実施形態１の放電灯点灯装置の回路図である。 （ａ）〜（ｅ）は同上の動作を説明する説明図である。 実施形態２の放電灯点灯装置の回路図である。 （ａ）〜（ｆ）は同上の動作を説明する説明図である。 実施形態３の放電灯点灯装置の回路図である。 （ａ）〜（ｆ）は同上の動作を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｆ）は実施形態４の放電灯点灯装置の動作を説明する説明図である。 各実施形態の放電灯点灯装置を用いたプロジェクタの概略構成図である。 （ａ）（ｂ）は従来の放電灯点灯装置のランプ電流を示す波形図である。 従来の放電灯点灯装置を用いたプロジェクタの概略構成図である。 （ａ）は光の三原色の説明図、（ｂ）〜（ｆ）は回転カラーフィルタの説明図である。

符号の説明

１ 放電灯点灯装置
４ 回転カラーフィルタ
１０ プロジェクタ（画像表示装置）
１１ ＤＣ−ＤＣ変換回路（電力変換回路）
１２ 極性反転回路（電力変換回路）
１３ 制御回路
１３ａ 同期信号入力端子
Ｌａ 放電灯ランプ（高圧放電灯）

Claims (4)

1. 高圧放電灯に低周波で極性が交番するランプ電流を供給する電力変換回路と、電力変換回路の出力を制御する制御回路とを備え、制御回路は、低周波のランプ電流波形の各半周期毎に、ランプ電流の極性が反転する直前の所定区間を高周波でランプ電流の極性が交番する高周波動作区間とし、低周波のランプ電流波形の各半周期において、高周波動作区間のランプ電流のピーク値のうち、直前の低周波動作区間におけるランプ電流と極性が同じ側のピーク値のみ、直前の低周波動作区間における平均ランプ電流よりも大きくした放電灯点灯装置において、
   回転方向に沿って少なくとも３色以上のカラーセグメントが設けられた回転カラーフィルタを有し、回転に応じて各カラーセグメントに高圧放電灯の照射光を順番に照射させ、カラーセグメントを通過した光を光学系部品を介してスクリーン上に画像を投影させる画像表示装置から、回転カラーフィルタの回転に同期した同期信号が入力される同期信号入力端子を備え、制御回路は、同期信号に基づいて、低周波動作区間において同一色のカラーセグメントに照射光が入射する間はランプ電流波形の波高値を一定とし、且つ、低周波動作区間においてランプ電流波形の波高値が少なくとも２つ以上の異なる波高値となるようにランプ電流を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 同期信号の立上がりエッジ又は立下りエッジのうち一方のタイミングを、所定周波数のランプ電流波形の半周期毎に設けた高周波動作区間の開始点に合わせたことを特徴とする請求項１記載の放電灯点灯装置。
3. 同期信号の立上がりエッジ又は立下りエッジのうち他方のタイミングを、所定周波数のランプ電流波形の半周期毎に設けた低周波動作区間の開始点に合わせたことを特徴とする請求項２記載の放電灯点灯装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の放電灯点灯装置を用いたことを特徴とするプロジェクタ。

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