JP2011060682A - 点灯装置、点灯制御装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で高電圧パルスの発生タイミングを設定できる点灯装置、点灯制御装置及びプロジェクターを提供すること。
【解決手段】放電灯の電極Ｅに電力を供給して、放電灯を点灯させる点灯装置６であって、入力される直流電流を交流電流に変換する変換回路６２と、変換回路６２から入力される交流電流から高電圧パルスを生成し、当該高電圧パルスを電極Ｅに印加するパルス生成回路６４と、変換回路６２とパルス生成回路６４との間に設けられ、パルス生成回路６４により高電圧パルスを電極Ｅに印加させるトリガー回路６５とを備え、トリガー回路６５は、変換回路６２の駆動周波数の変動に応じて、パルス生成回路６４に高電圧パルスを電極Ｅに印加させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、放電灯を点灯させる点灯装置、点灯制御装置及びプロジェクターに関する。

従来、光源と、当該光源から出射された光束を変調して、画像情報に応じた画像を形成する光変調装置と、当該画像を投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このような光源として、内部に一対の電極及び放電物質が封入される放電空間が形成された超高圧水銀ランプ等の放電灯が採用されることが多く、この場合には、当該放電灯の点灯を制御する点灯制御装置が採用される。このような点灯制御装置として、放電灯にランプ電力を供給して当該放電灯を点灯させる点灯装置と、当該点灯装置の動作を制御する制御装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の点灯制御装置では、出力電流及び出力電力を調整する変換回路と、直流電流を交流電流に変換するインバーター回路と、イグナイター回路と、当該イグナイター回路に接続される一次巻線、及び、インバーター回路に接続される二次巻線を有するトランスと、当該各回路を複数の駆動回路を介して制御する制御回路（マイクロコンピューター）とを備える。そして、この点灯制御装置では、当該制御回路が駆動回路にシグナルを出力することで、イグナイター回路が高電圧のイグニッションパルスをトランスの一次巻線に供給する。これにより、当該トランスの二次巻線に生じた高電圧パルスが、放電灯に印加され、当該放電灯にて放電が開始される。

米国特許第５４６３２８７号明細書

しかしながら、前述の特許文献１に記載の点灯制御装置では、制御回路及び駆動回路とイグナイター回路とが制御線で接続されているので、当該制御線に高電圧が印加される可能性があり、これにより、制御回路が損傷する場合がある。また、この高電圧によってノイズが発生し、制御回路が誤動作する可能性がある。このため、制御回路に耐高電圧及びノイズ対策を施す必要があり、点灯制御回路の構成が複雑化するという問題がある。

本発明の目的は、簡易な構成で高電圧パルスの印加タイミングを設定できる点灯装置、点灯制御装置及びプロジェクターを提供することである。

前記した目的を達成するために、本発明の点灯装置は、放電灯の電極に電力を供給して、前記放電灯を点灯させる点灯装置であって、入力される直流電流を交流電流に変換する変換回路と、前記変換回路から入力される交流電流から高電圧パルスを生成し、当該高電圧パルスを前記電極に印加するパルス生成回路と、前記変換回路と前記パルス生成回路との間に設けられ、前記パルス生成回路により前記高電圧パルスを前記電極に印加させるトリガー回路とを備え、前記トリガー回路は、前記変換回路の駆動周波数の変動に応じて、前記パルス生成回路に前記高電圧パルスを前記電極に印加させることを特徴とする。

このような点灯装置により点灯される放電灯としては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプを挙げることができる。
本発明によれば、変換回路の駆動周波数を変動させることにより、トリガー回路が、パルス生成回路に放電灯の電極へ高電圧パルスを印加させるので、当該高電圧パルスの印加時に、パルス生成回路を直接制御する必要が無い。これによれば、点灯装置を制御する制御装置が設けられる場合に、当該制御装置は、変換回路の駆動周波数を変動可能であればよく、高電圧が発生するパルス生成回路と制御装置とを制御線により接続する必要がない。従って、耐高電圧及びノイズ対策を施す必要がなく、簡易な構成で高電圧パルスの印加タイミングを設定できる。

また、本発明の点灯制御装置は、前述の点灯装置と、前記点灯装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングで、前記変換回路の駆動周波数を変動させることを特徴とする。
本発明によれば、制御装置が高電圧パルスの印加タイミングに応じて変換回路の駆動周波数を変動させるので、前述の構成により、当該印加タイミングに高電圧パルスを確実に印加することができる。また、前述のように耐高電圧及びノイズ対策を施す必要がないので、点灯制御装置の構成を簡略化できる。

本発明では、前記パルス生成回路は、オン状態で、生成した前記高電圧パルスを前記電極に印加させるスイッチング素子を備え、前記トリガー回路は、入力される電流の周波数の変動に応じて、前記スイッチング素子をオン状態とするトリガー信号を出力することが好ましい。

このようなスイッチング素子としては、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）等のトランジスター及びサイリスターを例示できる。また、これらスイッチング素子の場合、トリガー信号としては、ゲート電流、ゲート電圧及びベース電流等を例示できる。
本発明によれば、トリガー回路が、変換回路から入力される交流電流の周波数変動に応じて、パルス生成回路のスイッチング素子をオン状態にするトリガー信号を出力する。これによれば、当該トリガー信号の入力に応じてスイッチング素子がオン状態となり、パルス生成回路が高電圧パルスを電極に印加できる。従って、変換回路の駆動周波数の変動を、交流電流の周波数変動を指標として検出することができ、当該周波数変動に応じて高電圧パルスを確実に印加できる。

本発明では、前記トリガー回路は、積分回路と、前記積分回路に直列に接続され、当該積分回路を介して入力される電圧値が所定値を超えた場合に、前記トリガー信号を出力する信号出力回路とを備え、前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングで、前記変換回路の駆動周波数を下げることが好ましい。

本発明によれば、変換回路の駆動周波数、すなわち、トリガー回路に入力される交流電圧の周波数が下げられると、積分回路からの出力電圧が増大する。この出力電圧が所定値を超えると、信号出力回路がパルス生成回路にトリガー信号を出力する。これによれば、制御装置により変換回路の駆動周波数が下げられて、信号出力回路に入力される電圧が所定値を越えたタイミングで、スイッチング素子をオン状態にすることができ、高電圧パルスを電極に印加できる。従って、制御装置により変換回路の駆動周波数が下げられたタイミングで、高電圧パルスを確実に電極に印加できる。

或いは、本発明では、前記トリガー回路は、所定の共振周波数を有する共振回路と、前記共振回路に直列に接続され、当該共振回路から入力される電圧値の変動に応じて、前記トリガー信号を出力する信号出力回路とを備え、前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングと、印加させないタイミングとで、前記共振回路から出力される電圧に変化が生じうる周波数に、前記変換回路の駆動周波数を設定することが好ましい。

本発明によれば、変換回路の駆動周波数が変動されると、共振回路からの出力電圧が変動するので、当該出力電圧の変動に応じて、信号出力回路がパルス生成回路にトリガー信号を出力する。これによれば、前述の積分回路を採用した場合と同様に、変換回路の駆動周波数が変化されたタイミングで、スイッチング素子をオン状態にすることができ、ひいては、パルス生成回路により高電圧パルスを電極に印加できる。従って、高電圧パルスを所望のタイミングで、電極に確実に印加できる。

本発明では、前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングで、前記変換回路の駆動周波数の奇数倍が前記所定の共振周波数に近い値となるように、当該駆動周波数を設定することが好ましい。

ここで、共振回路の共振周波数に近い値とは、当該共振周波数を含む所定範囲の周波数を示し、当該所定範囲は、例えば、共振周波数の１割程度の範囲を示す。
本発明によれば、制御装置は、変換回路の駆動周波数を、当該駆動周波数の奇数倍が共振回路の共振周波数に近い値となるように設定する。換言すると、制御装置は、共振回路の共振周波数を奇数で除算した値に近い周波数に、変換回路の駆動周波数を設定する。これによれば、共振回路から信号出力回路に入力される電圧は、当該駆動周波数の偶数倍が共振回路の共振周波数に近い値となる場合に比べて高くなる。このため、共振周波数が駆動周波数の偶数倍である場合と奇数倍である場合とで、当該電圧の差が大きくなる。従って、信号出力回路に印加される電圧の変動を検出しやすくすることができ、駆動周波数の変動タイミングで、高電圧パルスを電極に確実に印加できる。

本発明では、前記信号出力回路は、入力される電流の波形を整形して、前記トリガー信号を生成し、当該トリガー信号を前記スイッチング素子に出力することが好ましい。
本発明によれば、信号出力回路が、入力される電流の波形を整形してトリガー信号を生成するので、スイッチング素子に出力されるトリガー信号を別途生成する場合に比べ、信号出力回路の構成を簡略化することができる。

本発明では、前記トリガー回路は、前記変換回路に対して、前記パルス生成回路と並列接続されていることが好ましい。
本発明によれば、トリガー回路が、変換回路からパルス生成回路に流れる電流の経路とは別の経路上に設けられる。これによれば、当該トリガー回路に異常が生じた場合でも、変換回路からパルス生成回路に電流を供給し続けることができる。従って、放電灯の点灯を継続できる。
また、共振回路を有するトリガー回路を採用した場合には、高電圧が印加される箇所は、当該トリガー回路の信号出力回路のみである。これによれば、パルス生成回路に高電圧が印加されないので、当該パルス生成回路の負荷を軽減することができるほか、共振回路に採用されるコンデンサーの容量を小さくすることができる。

また、本発明のプロジェクターは、前述の点灯制御装置と、電極を有し、前記点灯制御装置により点灯される放電灯とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、前述の点灯制御装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。 前記実施形態における点灯制御装置の構成を示す図。 前記実施形態におけるトリガー回路の構成を示す回路図。 前記実施形態におけるトリガー回路に入出力される電圧波形を示すグラフ。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクターのトリガー回路の構成を示す回路図。 前記実施形態における共振周波数に対する交流電流の周波数の比率と、当該共振回路を介して出力される電圧との関係を示す図。 前記実施形態におけるトリガー回路に印加される電圧波形を示すグラフ。

〔１．第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた光源装置４１１から出射された光束を変調して、画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射するものである。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２、投射光学装置３及び画像形成装置４を備える。この他、プロジェクター１は、当該プロジェクター１内部を冷却する冷却ファン等で構成される冷却ユニット９１、プロジェクター１内部の各構成部材に電力を供給する電源ユニット９２、及び、プロジェクター１全体を制御する制御ユニット９３等を備える。

〔外装筐体及び投射光学装置の構成〕
外装筐体２は、合成樹脂又は金属により全体略直方体状に形成された筐体であり、前述の各装置３，４及び各ユニット９１〜９３等を内部に収納配置する。
投射光学装置３は、後述する画像形成装置４にて形成された画像を被投射面上に結像させるとともに、当該画像を拡大投射する。この投射光学装置３は、図示を省略するが、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。

〔画像形成装置の構成〕
画像形成装置４は、前述の制御ユニット９３による制御の下、画像情報に応じた画像光を形成する光学装置である。この画像形成装置４は、照明光学装置４１、色分離光学装置４２、リレー光学装置４３及び電気光学装置４４と、これらを内部に設定された照明光軸Ａ上の所定位置に収納配置するほか、投射光学装置３を支持する光学部品用筐体４５とを備える。

照明光学装置４１は、光源装置４１１、一対のレンズアレイ４１２，４１３、偏光変換素子４１４及び重畳レンズ４１５を備える。
色分離光学装置４２は、ダイクロイックミラー４２１，４２２及び反射ミラー４２３を備え、リレー光学装置４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３及び反射ミラー４３２，４３４を備える。
電気光学装置４４は、フィールドレンズ４４１と、光変調装置としての３つの液晶パネル４４２（赤色光用、緑色光用及び青色光用の液晶パネルを、それぞれ４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂとする）と、それぞれ３つの入射側偏光板４４３、視野角補償板４４４及び出射側偏光板４４５と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４４６とを備える。

このような画像形成装置４では、照明光学装置４１により照明領域内の照度が略均一化された光束が出射され、当該光束は、色分離光学装置４２により、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３つの色光に分離される。これら分離された各色光は、各液晶パネル４４２にて画像情報に応じてそれぞれ変調され、色光毎の画像が形成される。そして、当該色光毎の画像は、クロスダイクロイックプリズム４４６にて合成され、投射光学装置３により被投射面上に拡大投射される。

〔光源装置の構成〕
光源装置４１１は、図１に示すように、放電灯４１６と、主反射鏡４１７及び副反射鏡４１８と、平行化凹レンズ４１９と、これらを内部に収納するハウジング（図示省略）と、放電灯４１６の点灯を制御する点灯制御装置５とを備える。
このうち、放電灯４１６は、内部に形成された放電空間内に一対の電極Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）（図２参照）及び放電物質が封入された略球状を有する発光部４１６１と、当該発光部４１６１の両端から互いに離間する方向に延出する一対の封止部４１６２，４１６３とを有する。このような放電灯として、例えば、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

主反射鏡４１７は、レンズアレイ４１２から離間する側の封止部４１６２に接着剤により固定される。この主反射鏡４１７の内側には、凹曲面状の反射面が形成されており、当該反射面により発光部４１６１から入射された光を反射させて、照明光軸Ａ上の第２焦点に収束させる。
副反射鏡４１８は、発光部４１６１における封止部４１６３側（主反射鏡４１７側とは反対側）を覆うガラス製の成形品である。この副反射鏡４１８は、当該発光部４１６１の外形に沿う形状を有し、発光部４１６１と対向する面には、反射面が形成されている。そして、副反射鏡４１８は、発光部４１６１から出射された光のうち、主反射鏡４１７側とは反対側に射出された光を、当該反射面により反射させて、主反射鏡４１７の反射面に入射させる。これにより、発光部４１６１から光源装置４１１の光束出射方向の先端側に直接射出され、かつ、レンズアレイ４１２に入射しない光の発生を抑えることができる。
平行化凹レンズ４１９は、主反射鏡４１７にて反射され収束される光束を照明光軸Ａに対して平行化する。

〔点灯制御装置の構成〕
図２は、点灯制御装置５の構成を示すブロック図である。
点灯制御装置５は、図２に示すように、前述の電源ユニット９２から供給される直流電流を交流電流に変換して放電灯４１６の電極Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）に出力して、当該放電灯４１６を点灯させる点灯装置６と、前述の制御ユニット９３の制御下で点灯装置６を制御する制御装置７とを備える。

〔点灯装置の構成〕
点灯装置６は、降圧回路６１、変換回路６２、コンデンサー６３、パルス生成回路６４及びトリガー回路６５を備える。
降圧回路６１は、ダウンチョッパー回路であり、制御装置７の制御の下、電源ユニット９２から入力される略３８０Ｖの直流電流を、放電灯４１６に適した電圧（例えば、略５０Ｖ〜１５０Ｖ）に降下させる回路である。この降圧回路６１は、詳しい図示を省略するが、例えば、直列接続されるスイッチング素子としてのＦＥＴ（Field Effect Transistor）及びコイルと、これらの素子から分岐して接続されるダイオード及びコンデンサーとを備える。これらのうち、ＦＥＴは、制御装置７により印加されるゲート電圧に応じて、入力される直流電流を所望の電圧に降下させる。また、コイル、ダイオード及びコンデンサーは、入力される直流電流の高周波成分の除去、整流及び定電力化を行う。
なお、降圧回路６１の出力端は、後述する制御装置７と接続され、制御装置７により、当該降圧回路６１から変換回路６２に入力される電流、及び、当該電流の電圧が検出されるように構成されている。

変換回路６２は、インバーター回路であり、入力される直流電流を交流電流に変換する。この変換回路６２は、一対のＦＥＴ６２１及び一対のＦＥＴ６２２を備えたブリッジ回路として構成されている。このブリッジ回路には、降圧回路６１を経て整流された直流電流が入力される。そして、後述する制御装置７によりＦＥＴ６２１及びＦＥＴ６２２にゲート電圧が印加されると、一対のＦＥＴ６２１を含む経路と、一対のＦＥＴ６２２を含む経路とが交互に短絡して電流が流れ、これにより、交流電流が生成される。この変換回路６２は、放電灯４１６の点灯前では高周波数（例えば１０ｋＨｚ以上）で駆動され、点灯後では低周波数（例えば１ｋＨｚ以下）で駆動される。
コンデンサー６３は、変換回路６２とパルス生成回路６４とを接続するカップリングコンデンサーである。

パルス生成回路６４は、イグナイター回路であり、放電灯４１６の点灯始動時に動作する。具体的に、パルス生成回路６４は、電極Ｅに高電圧パルスを出力して当該電極Ｅ間の絶縁破壊を行い、放電灯４１６の始動を促す。このパルス生成回路６４は、降圧回路６１及び変換回路６２と、放電灯４１６との間に、当該放電灯４１６と並列となるように接続されている。このようなパルス生成回路６４は、一次回路６４１と、イグナイタートランス（以下、「トランス」と略す場合がある）６４２とを備える。

一次回路６４１は、抵抗６４１１、ダイオード６４１２、コンデンサー６４１３及びスイッチング素子としてのＦＥＴ６４１４を有する。この一次回路６４１では、変換回路６２から入力される電圧は、抵抗６４１１を介してダイオード６４１２により整流された後、コンデンサー６４１３に印加され、当該コンデンサー６４１３に電荷が蓄積される。そして、コンデンサー６４１３に十分な電荷が蓄積された後、後述するトリガー回路６５によりトリガー信号としてのゲート電圧が印加されると、ＦＥＴ６４１４はオン状態（導通状態）となり、コンデンサー６４１３に蓄えられた電荷が解放される。これにより、ＦＥＴ６４１４を介して、トランス６４２の一次巻線６４２１に大きなパルス電流が流れる。

トランス６４２は、一次巻線６４２１及び二次巻線６４２２を有する。これらのうち、一次巻線６４２１は、一次回路６４１に接続される。また、二次巻線６４２２の入力端は変換回路６２に接続され、出力端は電極Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）に接続される。
このようなトランス６４２は、一次巻線６４２１に流れる電流に応じて、二次巻線６４２２に流れる電流を変圧する。このため、一次巻線６４２１に前述のパルス電流が流れると、二次巻線６４２２に略１０ｋＶの高電圧パルスが生じ、当該高電圧パルスは、電極Ｅに印加される。これにより、電極Ｅ１，Ｅ２間の絶縁が破壊され、当該電極Ｅ１，Ｅ２間の電気的導通が確保されて放電灯４１６が点灯する。
このようにして放電灯４１６が点灯すると、当該放電灯４１６は定電圧負荷（略１０〜１５０Ｖ）で動作し、後述する制御装置７が検出した降圧回路６１の出力電圧及び出力電流に基づいて、定電力制御される。

図３は、トリガー回路６５の構成を示す回路図である。
トリガー回路６５は、変換回路６２に対して、パルス生成回路６４と並列に接続されている。このトリガー回路６５は、当該変換回路６２から入力される電流の周波数変動（具体的には、周波数低下）に応じて、ＦＥＴ６４１４にトリガー信号としてのゲート電圧を印加する。このようなトリガー回路６５は、図３に示すように、積分回路６５１と、当該積分回路６５１に直列に接続された信号出力回路６５２とを備える。

積分回路６５１は、抵抗６５１１及びコンデンサー６５１２を有し、入力端が変換回路６２に接続され、出力端が信号出力回路６５２に接続されている。この積分回路６５１は、コンデンサー６５１２による充放電を行い、変換回路６２の駆動周波数が高い場合（入力電流の周波数が高い場合）には低い電圧を出力し、当該駆動周波数が低い場合（入力電流の周波数が低い場合）には高い電圧を出力する。

信号出力回路６５２は、一対の抵抗６５２１，６５２２により構成される分圧回路６５２Ａと、当該分圧回路６５２Ａの出力端に設けられるツェナーダイオード６５２３と、当該ツェナーダイオード６５２３に接続された抵抗６５２４及びコンデンサー６５２５により構成されるノイズ除去回路６５２Ｂとを備える。

この信号出力回路６５２では、分圧回路６５２Ａにより抵抗分圧されてツェナーダイオード６５２３に入力される電圧が、ツェナー電圧を超えた場合に、ノイズ除去回路６５２Ｂを介して、当該電圧をゲート電圧としてＦＥＴ６４１４に印加する。
すなわち、信号出力回路６５２では、トリガー回路６５に入力される電流の周波数が低下して、積分回路６５１から分圧回路６５２Ａを介してツェナーダイオード６５２３に入力される電圧が大きくなり、当該電圧がツェナー電圧（定格の降伏電圧）を超えると、当該電圧をゲート電圧としてＦＥＴ６４１４に印加する。これにより、一次回路６４１が動作して二次巻線６４２２に高電圧パルスが生成され、当該高電圧パルスが電極Ｅに供給される。

図４は、トリガー回路６５に入出力される電圧波形を示すグラフである。具体的に、図４（Ａ）は、積分回路６５１に印加される電圧波形を示すグラフであり、図４（Ｂ）は、ツェナーダイオード６５２３に印加される電圧波形を示すグラフであり、図４（Ｃ）は、信号出力回路６５２から出力される電圧波形を示すグラフである。
具体的に、図４（Ａ）に示す波形を有する電圧がトリガー回路６５に印加された場合、積分回路６５１からの出力電圧波形は、図４（Ｂ）のようになる。そして、制御装置７の制御により、積分回路６５１に入力される交流電流の周波数がｆ１からｆ２に変化（低下）されると、図４（Ｂ）に示すように、積分回路６５１からの出力電圧が大きくなり、ツェナーダイオード６５２３に印加される電圧が大きくなる。この電圧がツェナー電圧Ｚを超えた場合、電流がツェナーダイオード６５２３を逆方向に流れ、図４（Ｃ）に示すように、当該ツェナーダイオードを超えた電圧がＦＥＴ６４１４のゲートに印加される。これにより、当該ＦＥＴ６４１４がオン状態となる。

なお、抵抗６５１１及びコンデンサー６５１２の各定数、ツェナー電圧、並びに、変換回路６２の駆動周波数は、当該変換回路６２から出力される交流電流の周波数がｆ１の時は、ツェナーダイオード６５２３に印加される電圧がツェナー電圧Ｚを超えず、当該周波数がｆ２の時に、当該電圧がツェナー電圧Ｚを超え、かつ、ＦＥＴ６４１４をオン状態にして一次回路６４１を動作させるのに十分な電圧が発生する値に、それぞれ設定される。

〔制御装置の構成〕
制御装置７は、前述のように、制御ユニット９３の制御の下、降圧回路６１の出力電圧及び出力電流に基づいて、点灯装置６の動作を制御する。例えば、制御装置７は、前述のように、降圧回路６１と接続され、降圧回路６１のＦＥＴにゲート電圧を印加して、当該降圧回路６１から変換回路６２に供給される電流を降圧する。
また、制御装置７は、変換回路６２を構成する各ＦＥＴ６２１，６２２と接続され、当該各ＦＥＴ６２１，６２２にゲート電圧を出力して、当該変換回路６２により直流電流から交流電流を生じさせる。この際、制御装置７は、変換回路６２の駆動周波数を変動させることで、前述の周波数の交流電流を生成し、前述のように、トリガー回路６５により、一次回路６４１のＦＥＴ６４１４にゲート電圧を印加させる。なお、この制御装置７による変換回路６２の駆動周波数変動は、一次回路６４１のコンデンサー６４１３に十分な電荷が蓄積された後に行われるが、本実施形態では、制御装置７は、当該十分な電荷が蓄積される時点を、点灯装置６の駆動開始時からの経過時間で判断する。

以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
（１）変換回路６２の駆動周波数の変動、すなわち、当該変換回路６２から出力される交流電流の周波数の変動に応じて、トリガー回路６５が、パルス生成回路６４に電極Ｅへの高電圧パルスの印加を行わせる。これによれば、高電圧パルスの印加時に、制御装置７がパルス生成回路６４を直接制御する必要が無いので、当該制御装置７と高電圧を生じさせるパルス生成回路６４とを制御線等により接続する必要がない。このため、制御装置７に高電圧が印加されることがないので、当該制御装置７に耐高電圧及びノイズ対策を施す必要がない。従って、点灯制御装置５の構成を簡略化することができるほか、任意のタイミングで高電圧パルスを電極に印加できる。
（２）制御装置７が高電圧パルスの印加タイミングに応じて変換回路６２の駆動周波数を変動させるので、当該印加タイミングに高電圧パルスを確実に印加することができる。

（３）トリガー回路６５が、変換回路６２から入力される交流電流の周波数変動に応じて、ＦＥＴ６４１４をオン状態にするゲート電圧（トリガー信号）を印加する。これによれば、入力される交流電流の周波数の変動を指標として、変換回路６２の駆動周波数の変動を検出することができ、当該周波数変動に応じて高電圧パルスを確実に印加できる。

（４）変換回路６２の駆動周波数、すなわち、入力される交流電流の周波数が下げられると、積分回路６５１からの出力電圧が増大する。この出力電圧がツェナー電圧Ｚを超えた場合に、信号出力回路６５２がＦＥＴ６４１４にゲート電圧を印加する。これによれば、制御装置７により変換回路６２の駆動周波数が下げられたタイミングで、ＦＥＴ６４１４をオン状態にすることができ、高電圧パルスを電極Ｅに印加できる。従って、高電圧パルスを任意のタイミングで、確実に電極Ｅに印加できる。

（５）信号出力回路６５２が、入力される電流の波形を整形してトリガー信号としてのゲート電圧を生成するので、当該ゲート電圧を別途生成する場合に比べ、信号出力回路６５２の構成を簡略化することができる。
（６）トリガー回路６５が、変換回路６２に対してパルス生成回路６４と並列に設けられていることにより、当該トリガー回路６５に異常が生じた場合でも、変換回路６２からパルス生成回路６４に電流を供給し続けることができる。従って、放電灯４１６の点灯を継続できる。

〔２．第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、前述のプロジェクター１と同様の構成を備えるが、本実施形態のプロジェクターは、積分回路６５１に代えて共振回路６６１を備える点で、プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図５は、本実施形態に係るプロジェクターが備えるトリガー回路６６の構成を示す回路図である。
本実施形態のプロジェクターは、トリガー回路６５に代えて、トリガー回路６６を備えるほかは、前述のプロジェクター１と同様の構成を備える。
トリガー回路６６は、図５に示すように、共振回路６６１、整流回路６６２及び信号出力回路６５２を備え、前述のトリガー回路６５と同様に、変換回路６２に対して、パルス生成回路６４と並列に接続される。

共振回路６６１は、コイル６６１１及びコンデンサー６６１２を備え、入力される電流に自由振動を発生させる。この共振回路６６１には、所定の共振周波数が設定されている。そして、前述の制御装置７は、電極Ｅに高電圧パルスを印加するために、ＦＥＴ６４１４をオン状態にする（ゲート電圧を印加する）際には、変換回路６２の駆動周波数（生成される交流電流の周波数）の奇数倍が、当該共振周波数に近い値となるように設定する。

整流回路６６２は、ダイオード６６２１及びコンデンサー６６２２を備え、共振回路６６１に直列に接続される。この整流回路６６２は、共振回路６６１から出力される電流を整流して、信号出力回路６５２に出力する。
信号出力回路６５２は、整流回路６６２に直列に接続され、前述のように、分圧回路６５２Ａ、ツェナーダイオード６５２３及びノイズ除去回路６５２Ｂを備える。

図６は、共振回路６６１の共振周波数に対する交流電流の周波数の比率と、当該共振回路６６１から出力される電圧との関係を示す図である。
トリガー回路６６においては、変換回路６２から入力された交流電流は、共振回路６６１及び整流回路６６２を介して、信号出力回路６５２に入力される。この際、当該交流電流の周波数の奇数倍が、共振回路６６１の共振周波数に近い値となる場合には、当該周波数の偶数倍が共振周波数に近い値となる場合に比べ、共振により当該共振回路６６１から出力される電圧が高くなる。換言すると、共振周波数を奇数で除算した周波数（例えば、図６における１、１／３及び１／５の位置）に近い値に交流電流の周波数が設定されている場合には、当該共振周波数を偶数で除算した周波数（例えば、図６における１／２及び１／４の位置）に近い値に交流電流の周波数が設定されている場合に比べ、共振により共振回路６６１から出力される電圧が高くなる。

そして、分圧回路６５２Ａを介してツェナーダイオード６５２３に印加される電圧がツェナー電圧Ｚを超えた場合に、電流がツェナーダイオード６５２３を逆方向に流れる。これにより、ノイズ除去回路６５２Ｂを介してＦＥＴ６４１４にゲート電圧（トリガー信号）が印加され、当該ＦＥＴ６４１４がオン状態となって一次回路６４１が駆動する。

図７は、トリガー回路６６に印加される電圧波形を示すグラフである。具体的に、図７（Ａ）は、共振回路６６１に印加される電圧波形を示すグラフであり、図７（Ｂ）は、ツェナーダイオード６５２３に印加される電圧波形を示すグラフである。
例えば、図７（Ａ）に示すように、制御装置７により、変換回路６２の駆動周波数（入力される交流電流の周波数）が、共振回路６６１の共振周波数の１／２に近い周波数ｆ３に設定されている場合には、図７（Ｂ）に示すように、ツェナーダイオード６５２３に印加される電圧は電圧Ｖｆ３となり、ツェナー電圧Ｚを超えない。このため、ツェナーダイオード６５２３を介してＦＥＴ６４１４にゲート電圧が印加されることはなく、一次回路６４１は起動しない。

一方、制御装置７により、変換回路６２の駆動周波数が共振回路６６１の共振周波数の１／３に近い周波数ｆ４に設定されると、図７（Ｂ）に示すように、ツェナーダイオード６５２３に印加される電圧は、共振回路６６１での共振により電圧Ｖｆ３より大きな電圧Ｖｆ４となり、ツェナー電圧Ｚを超える。これにより、ツェナーダイオード６５２３を介してＦＥＴ６４１４にゲート電圧が印加され、一次回路６４１ひいてはパルス生成回路６４が起動する。

なお、トリガー回路６６のコイル６６１１、コンデンサー６６１２，６６２２及び抵抗５６１１，５６１２の定数、ツェナー電圧Ｚ、並びに、変換回路６２の駆動周波数は、当該変換回路６２からの出力電流の周波数が、周波数ｆ３に設定されている場合にツェナー電圧Ｚを越える電圧をツェナーダイオード６５２３に印加せず、また、当該周波数が、周波数ｆ４に設定された場合にツェナー電圧Ｚを越える電圧をツェナーダイオード６５２３に印加して、ＦＥＴ６４１４をオン状態にするゲート電圧を発生させることができる値に、それぞれ設定されている。

以上説明した本実施形態に係るプロジェクターによれば、前述のプロジェクター１が奏する効果（１）〜（３）、（５）及び（６）と同様の効果がある他、以下の効果がある。
（７）制御装置７により変換回路６２の駆動周波数が変動（低下）され、入力される交流電流の周波数が変動（低下）されると、共振回路６６１からの出力電圧が変動する（高くなる）。この出力電圧の変動に応じて、信号出力回路６５２がＦＥＴ６４１４にトリガー信号としてのゲート電圧を印加する。これによれば、前述の積分回路６５１を採用した場合と同様に、変換回路６２の駆動周波数が変化されたタイミングで、当該ＦＥＴ６４１４をオン状態にすることができ、ひいては、パルス生成回路６４により高電圧パルスを電極Ｅに印加できる。従って、高電圧パルスを適切なタイミングで、確実に電極Ｅに印加できる。

（８）制御装置７は、変換回路６２の駆動周波数を、当該駆動周波数の奇数倍が共振回路６６１の共振周波数に近い値となるように設定する。換言すると、制御装置７は、共振回路６６１の共振周波数を奇数で除算した値に近い周波数に、変換回路６２の駆動周波数を設定する。これによれば、共振回路６６１から信号出力回路６５２に入力される電圧は、当該駆動周波数の偶数倍が共振回路６６１の共振周波数近傍の値となる場合に比べて高くなる。これにより、信号出力回路６５２に印加される電圧の変動を検出しやすくすることができるので、当該駆動周波数の変動タイミング、すなわち、高電圧パルスの印加タイミングを検出しやすくすることができる。従って、駆動周波数の変動タイミングで、ゲート電圧を確実に印加でき、高電圧パルスを電極Ｅに確実かつ適切に印加できる。

（９）トリガー回路６６が、変換回路６２に対してパルス生成回路６４と並列に設けられていることにより、共振回路６６１の共振によって高電圧が生じる箇所は、トリガー回路６６のみとなる。これによれば、パルス生成回路６４に高電圧が印加されることがないので、当該パルス生成回路６４の負荷を軽減することができる。また、信号出力回路６５２により検出可能な電圧の変化（ツェナー電圧Ｚを超える程度の電圧）を共振回路６６１により生じられればよいので、当該共振回路６６１に採用されるコンデンサー６６１２の容量を小さくすることができる。

〔３．実施形態の変形〕
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第１実施形態では、積分回路６５１及び信号出力回路６５２を備えるトリガー回路６５を採用し、前記第２実施形態では、共振回路６６１、整流回路６６２及び信号出力回路６５２を備えるトリガー回路６６を採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、変換回路６２の駆動周波数の変動を検出し、当該変動に応じて、パルス生成回路６４による高電圧パルスの電極Ｅへの印加を生じさせるトリガー信号を出力することができれば、回路構成は他の構成でもよい。

前記各実施形態では、パルス生成回路６４は、スイッチング素子として、ＦＥＴ６４１４を有するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、入力されるトリガー信号に応じて、所定の信号入力に応じて、高電圧パルスを電極Ｅに印加することが可能であれば、他の構成でもよい。また、他のトランジスター及びサイリスター等の他のスイッチング素子を採用してもよい。この場合、これらスイッチング素子に応じて、トリガー回路の構成を適宜変更可能である。

前記第１実施形態では、制御装置７は、高電圧パルスの印加タイミングで、変換回路６２の駆動周波数を高周波数から低周波数に変動させるとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、制御装置７が、当該駆動周波数を低周波数から高周波数に変動させてもよく、これに応じて、入力される交流電流の周波数の変動をトリガー回路が検出し、当該トリガー回路がトリガー信号をパルス生成回路に出力できればよい。

前記第２実施形態では、ＦＥＴ６４１４にトリガー信号としてのゲート電圧を印加する前では、変換回路６２の駆動周波数（すなわち、交流電流の周波数）を、共振回路６６１の共振周波数の１／２に設定し、当該ゲート電圧を印加する際に、変換回路６２の駆動周波数を共振周波数の１／３に設定するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該ゲート電圧を印加する前及び印加時に、検出可能な電位差を生じることができればよい。例えば、ゲート電圧の印加前に、変換回路の駆動周波数を、共振周波数の１／４に設定し、当該ゲート電圧の印加時に、共振周波数の１／３に設定してもよい。更には、当該駆動周波数は、厳密に共振周波数を偶数で除算した値、及び、奇数で除算した場合に限定されず、検出可能な電位差を生じることができるのであれば、これらの数値に近い周波数としてもよい。また、共振周波数を偶数で除算した周波数に変換回路６２の駆動周波数を設定し、ゲート電圧の印加時に、当該共振周波数を奇数で除算した周波数に変換回路６２の駆動周波数を設定するようにしてもよい。

前記各実施形態では、信号出力回路６５２は、ツェナーダイオード６５２３を逆方向に流れる電流を利用して、ＦＥＴ６４１４にゲート電圧を印加するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ツェナー電圧Ｚを超えたことを検出して、パルス生成回路のスイッチング素子を導通状態（オン状態）にするトリガー信号を生成し、当該トリガー信号を出力する構成としてもよい。

前記各実施形態では、トリガー回路６５，６６は、変換回路６２に対して、パルス生成回路６４と並列に設けられるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、変換回路６２とパルス生成回路６４との間に設けられていればよく、変換回路、トリガー回路及びパルス生成回路が、それぞれ直列に接続されていてもよい。

前記各実施形態では、３つの液晶パネル４４２Ｒ，４４２Ｇ，４４２Ｂを備えるプロジェクター１を挙げたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
前記各実施形態では、画像形成装置４は平面視略Ｌ字形状を有した構成を説明したが、これに限らず、例えば、平面視略Ｕ字形状を有した構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、光束入射面と光束射出面とが異なる透過型の液晶パネル４４２を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。

前記各実施形態では、光変調装置として液晶パネル４４２を備えたプロジェクター１を例示したが、入射光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置であれば、他の構成の光変調装置を採用してもよい。例えば、マイクロミラーを用いたデバイスなど、液晶以外の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用することも可能である。このような光変調装置を用いた場合、光束入射側及び光束射出側の偏光板４４３，４４５は省略することができる。

前記各実施形態では、放電灯４１６の点灯を制御する点灯制御装置５を、プロジェクター１に採用したが、本発明はこれに限らない。すなわち、このような点灯制御装置５は、スタンド等の照明装置に利用することも可能である。更に、当該点灯制御装置５を構成する点灯装置６を単体で利用することも可能である。

本発明は、放電灯の点灯装置に利用でき、特にプロジェクターの点灯制御装置に好適に利用することができる。

１…プロジェクター、５…点灯制御装置、６…点灯装置、７…制御装置、４１６…放電灯、６２…変換回路、６４…パルス生成回路、６５，６６…トリガー回路、６５１…積分回路、６５２…信号出力回路、６６１…共振回路、６４１４…ＦＥＴ（スイッチング素子）、Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）…電極。

Claims (9)

1. 放電灯の電極に電力を供給して、前記放電灯を点灯させる点灯装置であって、
   入力される直流電流を交流電流に変換する変換回路と、
   前記変換回路から入力される交流電流から高電圧パルスを生成し、当該高電圧パルスを前記電極に印加するパルス生成回路と、
   前記変換回路と前記パルス生成回路との間に設けられ、前記パルス生成回路により前記高電圧パルスを前記電極に印加させるトリガー回路とを備え、
   前記トリガー回路は、前記変換回路の駆動周波数の変動に応じて、前記パルス生成回路に前記高電圧パルスを前記電極に印加させることを特徴とする点灯装置。
2. 請求項１に記載の点灯装置と、
   前記点灯装置を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングで、前記変換回路の駆動周波数を変動させることを特徴とする点灯制御装置。
3. 請求項２に記載の点灯制御装置において、
   前記パルス生成回路は、オン状態で、生成した前記高電圧パルスを前記電極に印加させるスイッチング素子を備え、
   前記トリガー回路は、入力される電流の周波数の変動に応じて、前記スイッチング素子をオン状態とするトリガー信号を出力することを特徴とする点灯制御装置。
4. 請求項３に記載の点灯制御装置において、
   前記トリガー回路は、
   積分回路と、
   前記積分回路に直列に接続され、当該積分回路を介して入力される電圧値が所定値を超えた場合に、前記トリガー信号を出力する信号出力回路とを備え、
   前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングで、前記変換回路の駆動周波数を下げることを特徴とする点灯制御装置。
5. 請求項３に記載の点灯制御装置において、
   前記トリガー回路は、
   所定の共振周波数を有する共振回路と、
   前記共振回路に直列に接続され、当該共振回路から入力される電圧値の変動に応じて、前記トリガー信号を出力する信号出力回路とを備え、
   前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングと、印加させないタイミングとで、前記共振回路から出力される電圧に変化が生じうる周波数に、前記変換回路の駆動周波数を設定することを特徴とする点灯制御装置。
6. 請求項５に記載の点灯制御装置において、
   前記制御装置は、前記高電圧パルスを前記電極に印加させるタイミングで、前記変換回路の駆動周波数の奇数倍が前記所定の共振周波数に近い値となるように、当該駆動周波数を設定することを特徴とする点灯制御装置。
7. 請求項４から請求項６のいずれかに記載の点灯制御装置において、
   前記信号出力回路は、入力される電流の波形を整形して、前記トリガー信号を生成し、当該トリガー信号を前記スイッチング素子に出力することを特徴とする点灯制御装置。
8. 請求項２から請求項７のいずれかに記載の点灯制御装置において、
   前記トリガー回路は、前記変換回路に対して、前記パルス生成回路と並列接続されていることを特徴とする点灯制御装置。
9. 請求項２から請求項８のいずれかに記載の点灯制御装置と、電極を有し、前記点灯制御装置により点灯される放電灯とを備えることを特徴とするプロジェクター。

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