JP2015062205A - 放電灯の駆動装置および駆動方法、光源装置並びに画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放電灯の駆動装置は、交流電流を放電灯に供給することにより、放電灯の2つの電極間に電力を供給して放電灯を点灯する放電灯点灯部と、2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知する電極間電圧検知部と、検出した電極間電圧に基づいて、放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える給電条件切替部と、を備え、各給電条件は、交流電流の周波数と、交流電流のデューティー比と、周波数の変調パターンと、デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられる。
【選択図】図8
Description
放電灯の駆動装置であって、
交流電流を前記放電灯に供給することにより、前記放電灯の2つの電極間に電力を供給して前記放電灯を点灯する放電灯点灯部と、
前記2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知する電極間電圧検知部と、
前記検知した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える給電条件切替部と、
を備え、
前記各給電条件は、前記交流電流の周波数と、前記交流電流のデューティー比と、前記周波数の変調パターンと、前記デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられる、放電灯の駆動装置。
適用例1記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記放電灯の電気的な挙動に基づく所定のパラメータによって、前記ヒステリシスの幅を変更する、放電灯の駆動装置。
適用例2記載の放電灯の駆動装置であって、
前記放電灯の電気的な挙動に基づくパラメータは、前記電極間電圧検知部によって検知される電極間電圧の変動幅である、放電灯の駆動装置。
適用例3に記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記電極間電圧の変動幅が大きいほど、前記ヒステリシスの幅を大きくする、放電灯の駆動装置。
適用例2記載の放電灯の駆動装置であって、
前記放電灯の電気的な挙動に基づくパラメータは、前記放電灯点灯部によって前記放電灯の2つの電極間に供給される電力である、放電灯の駆動装置。
適用例5に記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記放電灯の2つの電極間に供給される電力が小さいほど、前記ヒステリシスの幅を大きくする、放電灯の駆動装置。
適用例1記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記検知した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、前記第2の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第3の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える、放電灯の駆動装置。
適用例7記載の放電灯の駆動装置であって、
前記各給電条件は、前記検知した電極間電圧が低い順に、第1の給電条件、第2の給電条件、第3の給電条件であり、
前記第2の給電条件と前記第3の給電条件との切替のヒステリシス幅は、前記第1の給電条件と前記第2の給電条件との切替のヒステリシス幅よりも大きい、放電灯の駆動装置。
適用例1記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記2つの電極間に供給する電力の給電条件を、前記第1の給電条件の下で前記電極間電圧が上昇して第1の上限電圧に到達した場合に前記第1の給電条件から前記第2の給電条件に切り替え、前記第2の給電条件の下で前記電極間電圧が下降して前記第1の上限電圧よりも低い第2の下限電圧に到達した場合に前記第2の給電条件から前記第1の給電条件に切り替える、放電灯の駆動装置。
適用例7記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記2つの電極間に供給する電力の給電条件を、前記第2の給電条件の下で前記電極間電圧が上昇して第2の上限電圧に到達した場合に前記第2の給電条件から前記第3の給電条件に切り替え、前記第3の給電条件の下で前記電極間電圧が下降して前記第2の上限電圧よりも低い第3の下限電圧に到達した場合に前記第3の給電条件から前記第2の給電条件に切り替える、放電灯の駆動装置。
A.第1実施例(デューティー比変調範囲を切り替える実施例):
B.第2実施例(ランプ電圧に応じてヒステリシス幅を変更する実施例):
C.第3実施例(駆動周波数を切り替える実施例):
D.変形例:
図1は、本発明の第1実施例を適用するプロジェクタ1000の概略構成図である。プロジェクタ1000は、光源装置100と、照明光学系310と、色分離光学系320と、3つの液晶ライトバルブ330R,330G,330Bと、クロスダイクロイックプリズム340と、投写光学系350とを備えている。
図10は、第2実施例における給電条件設定テーブル622の内容を示す表である。第2実施例は、給電条件設定テーブル622の内容が、第1実施例と異なっている。他の点は第1実施例と同じである。
図12は、第3実施例における給電条件設定テーブル622の内容を示す表である。第3実施例は、給電条件設定テーブル622の内容が異なっている点と、複数の給電条件として駆動周波数fdが互いに異なる給電条件を用いている点とで、第1実施例と異なっている。他の点は第1実施例と同じである。
なお、この発明は上記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。
上記各実施例では、放電灯に矩形のパルス電流を供給しているが、放電灯500に供給する交流パルス電流の波形は、必ずしも矩形でなくても良い。例えば、交流パルス電流の波形は、矩形波にランプ波を重畳した波形としても良く、矩形波の後端部にさらに矩形のパルス波形を重畳した波形としても良い。但し、放電灯500が放射する光量の変動が抑制できる点で、交流パルス電流は矩形波とするのがより好ましい。
上記各実施例では、プロジェクタ1000(図1)における光変調手段として、液晶ライトバルブ330R,330G,330Bを用いているが、光変調手段としては、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス:Texas Instruments社の商標)など、他の任意の変調手段を用いることも可能である。また、本発明は、放電灯を光源とする装置であれば、液晶表示装置をはじめとする種々の画像表示装置や、露光装置や照明装置等に適用することもできる。
上記第2の実施例では、ランプ電圧に応じてヒステリシス幅を変更する例を示したが、その他の放電灯の挙動に基づいてヒステリシス幅を変更してもよい。例えば、ランプ電圧の変動幅に応じてヒステリシス幅を変更してもよい。放電灯を長期に亘って使用していると経時変化により、電極の形状が荒れて、電極間電圧の変動幅が大きくなる場合がある。このように、電極の形状が荒れると、電極の先端部の溶融が困難になる。したがって、電極電圧の変動幅が大きい場合に、ヒステリシス幅を大きくすると、電極の形状を十分回復させることができる。また、電極電圧の変動幅が小さい場合には、比較的容易に電極形状を回復することが可能であるため、ヒステリシス幅を小さくすることにより、電極の黒化等の弊害を起こすことを抑制することができ、全体として、放電灯の劣化を抑制することができる。電極間電圧の変動幅が小さい場合にヒステリシス幅を大きくした方が、放電灯の劣化の抑制に効果がある場合には、電極間電圧の変動幅が小さい場合に、ヒステリシス幅を大きくしてもよい。
1000…プロジェクタ
110…光源ユニット
112…主反射鏡
114…平行化レンズ
116…無機接着剤
200…放電灯駆動装置
2005…特開
210…駆動制御部
220…点灯回路
222…インバーター
310…照明光学系
320…色分離光学系
330R,330G,330B…液晶ライトバルブ
340…クロスダイクロイックプリズム
350…投写光学系
500…放電灯
510…放電灯本体
512…放電空間
520…副反射鏡
522…無機接着剤
532,542…電極
534,544…接続部材
536,546…電極端子
538,548…突起
538a,548a…突起
610…CPU
612…給電状態制御部
614…給電条件設定部
620…ROM
622…給電条件設定テーブル
630…RAM
640…タイマー
650…出力ポート
660…入力ポート
AR…アーク
MR…溶融部
[形態1]
放電灯の駆動装置であって、
交流電流を前記放電灯に供給することにより、前記放電灯の2つの電極間に電力を供給して前記放電灯を点灯する放電灯点灯部と、
前記2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知する電極間電圧検知部と、
前記検知した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間、および前記第2の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第3の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える給電条件切替部と、
を備え、
前記各給電条件は、
前記交流電流の周波数と、前記交流電流のデューティー比と、前記周波数の変調パターンと、前記デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられ、
前記検知した電極間電圧が低い順に、前記第1の給電条件、前記第2の給電条件、前記第3の給電条件であり、
前記第2の給電条件と前記第3の給電条件との切替のヒステリシス幅は、前記第1の給電条件と前記第2の給電条件との切替のヒステリシス幅よりも大きい、
放電灯の駆動装置。
この構成によれば、さらに詳細に給電条件を切り替えることができるため、より適切に放電灯の劣化を抑制することができる。放電灯の劣化が進行しやすい電極間電圧が高い状態においてヒステリシス幅を大きくすることにより、第3の給電条件から第2の給電条件への切替が発生し得る状態においては、第2の給電条件への切替がより抑制され、第3の給電条件での駆動時間が長くなる。この構成では、このように第2の給電条件への切替が発生し得る状態における第3の給電条件での駆動時間をより長くすることができるので、突起をより確実に修復する事が可能となり、放電灯の劣化が抑制される。
[形態2]
放電灯の駆動装置であって、
交流電流を前記放電灯に供給することにより、前記放電灯の2つの電極間に電力を供給して前記放電灯を点灯する放電灯点灯部と、
前記2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知する電極間電圧検知部と、
前記検知した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える給電条件切替部と、
を備え、
前記各給電条件は、前記交流電流の周波数と、前記交流電流のデューティー比と、前記周波数の変調パターンと、前記デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられ、
前記給電条件切替部は、前記放電灯の使用時間に基づいて前記ヒステリシスの幅を変更する、放電灯の駆動装置。
放電灯を長期に亘って使用していると経時変化により、電極の形状が荒れて電極の先端部の溶融が困難になり、電極の形状を回復するのが困難になる場合がある。そのため、放電灯の使用時間に応じて、ヒステリシス幅を所定の幅に広げると、電極の形状を十分回復させることができる。
[形態3]
形態2記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、前記放電灯の使用時間が所定時間に達した場合、前記ヒステリシスの幅を大きくする、放電灯の駆動装置。
Claims (13)
- 放電灯の駆動装置であって、
交流電流を前記放電灯に供給することにより、前記放電灯の2つの電極間に電力を供給して前記放電灯を点灯する放電灯点灯部と、
前記2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知する電極間電圧検知部と、
前記検知した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える給電条件切替部と、
を備え、
前記各給電条件は、前記交流電流の周波数と、前記交流電流のデューティー比と、前記周波数の変調パターンと、前記デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられる、放電灯の駆動装置。 - 請求項1記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記放電灯の電気的な挙動に基づく所定のパラメータによって、前記ヒステリシスの幅を変更する、放電灯の駆動装置。 - 請求項2記載の放電灯の駆動装置であって、
前記放電灯の電気的な挙動に基づくパラメータは、前記電極間電圧検知部によって検知される電極間電圧の変動幅である、放電灯の駆動装置。 - 請求項3記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記電極間電圧の変動幅が大きいほど、前記ヒステリシスの幅を大きくする、放電灯の駆動装置。 - 請求項2記載の放電灯の駆動装置であって、
前記放電灯の電気的な挙動に基づくパラメータは、前記放電灯点灯部によって前記放電灯の2つの電極間に供給される電力である、放電灯の駆動装置。 - 請求項5に記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記放電灯の2つの電極間に供給される電力が小さいほど、前記ヒステリシスの幅を大きくする、放電灯の駆動装置。 - 請求項1記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記検知した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、前記第2の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第3の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える、放電灯の駆動装置。 - 請求項7記載の放電灯の駆動装置であって、
前記各給電条件は、前記検知した電極間電圧が低い順に、第1の給電条件、第2の給電条件、第3の給電条件であり、
前記第2の給電条件と前記第3の給電条件との切替のヒステリシス幅は、前記第1の給電条件と前記第2の給電条件との切替のヒステリシス幅よりも大きい、放電灯の駆動装置。 - 請求項1記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記2つの電極間に供給する電力の給電条件を、前記第1の給電条件の下で前記電極間電圧が上昇して第1の上限電圧に到達した場合に前記第1の給電条件から前記第2の給電条件に切り替え、前記第2の給電条件の下で前記電極間電圧が下降して前記第1の上限電圧よりも低い第2の下限電圧に到達した場合に前記第2の給電条件から前記第1の給電条件に切り替える、放電灯の駆動装置。 - 請求項7記載の放電灯の駆動装置であって、
前記給電条件切替部は、
前記2つの電極間に供給する電力の給電条件を、前記第2の給電条件の下で前記電極間電圧が上昇して第2の上限電圧に到達した場合に前記第2の給電条件から前記第3の給電条件に切り替え、前記第3の給電条件の下で前記電極間電圧が下降して前記第2の上限電圧よりも低い第3の下限電圧に到達した場合に前記第3の給電条件から前記第2の給電条件に切り替える、放電灯の駆動装置。 - 光源装置であって、
放電灯と、
交流電流を前記放電灯に供給することにより、前記放電灯の2つの電極間に電力を供給して前記放電灯を点灯する放電灯点灯部と、
前記2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知する電極間電圧検知部と、
前記検出した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える給電条件切替部と、
を備え、
前記各給電条件は、前記交流電流の周波数と、前記交流電流のデューティー比と、前記周波数の変調パターンと、前記デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられる、光源装置。 - 画像表示装置であって、
画像表示用の光源である放電灯と、
交流電流を前記放電灯に供給することにより、前記放電灯の2つの電極間に電力を供給して前記放電灯を点灯する放電灯点灯部と、
前記2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知する電極間電圧検知部と、
前記検出した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替える給電条件切替部と、
を備え、
前記各給電条件は、前記交流電流の周波数と、前記交流電流のデューティー比と、前記周波数の変調パターンと、前記デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられる、画像表示装置。 - 交流電流を前記放電灯に供給することにより、放電灯の2つの電極間に電力を供給して前記放電灯を点灯する放電灯の駆動方法であって、
前記2つの電極間に所定の電力を供給した際の電極間電圧を検知し、
前記検出した電極間電圧に基づいて、前記放電灯点灯部による給電を、第1の給電条件と、前記第1の給電条件と異なる第2の給電条件との間で、所定のヒステリシスを持たせて切り替え、
前記各給電条件は、前記交流電流の周波数と、前記交流電流のデューティー比と、前記周波数の変調パターンと、前記デューティー比の変調パターンとの少なくとも一つを変更することにより切り替えられる、
放電灯の駆動方法。
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