JP2018045805A - Discharge lamp driving device, light source device, projector, and discharge lamp driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、および放電灯駆動方法に関する。 The present invention relates to a discharge lamp driving device, a light source device, a projector, and a discharge lamp driving method.
プロジェクターの光源装置として、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等の放電灯が使用されることがある。下記の特許文献1には、放電灯の点灯回路と、始動回路と、ランプ電圧検出回路と、異常判断手段と、異常処理手段と、放電灯消灯後の経過時間検出回路と、を含む高圧放電灯点灯装置を備えたプロジェクターが開示されている。このプロジェクターにおいて、異常判断手段は、ランプ電圧が基準電圧以下であった場合に放電灯が異常であると判断する。
As a light source device of a projector, a discharge lamp such as a high pressure mercury lamp or a metal halide lamp may be used. The following
上記のプロジェクターにおいて、異常判断手段は、ランプ電圧、すなわち電極間電圧にのみ基づいて放電灯の状態を判断している。そのため、放電灯の状態を正確に把握することができず、放電灯の寿命が低下する場合があった。 In the projector described above, the abnormality determination unit determines the state of the discharge lamp based only on the lamp voltage, that is, the voltage between the electrodes. Therefore, the state of the discharge lamp cannot be accurately grasped, and the life of the discharge lamp may be reduced.
具体的には、上記のプロジェクターによれば、電極間電圧に基づいて電極間距離を検出することができるが、放電灯の電極先端の突起の太さを検出することができない。そのため、ランプ電圧が所定の電圧範囲にあり、放電灯が正常と判断されたとしても、電極先端の突起が細い場合には突起が消滅する場合があり、放電灯が急激に劣化する虞があった。 Specifically, according to the projector described above, the interelectrode distance can be detected based on the interelectrode voltage, but the thickness of the protrusion at the tip of the electrode of the discharge lamp cannot be detected. Therefore, even if the lamp voltage is within a predetermined voltage range and the discharge lamp is determined to be normal, if the protrusion at the tip of the electrode is thin, the protrusion may disappear and the discharge lamp may deteriorate rapidly. It was.
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、放電灯の寿命を向上できる放電灯駆動装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、そのような放電灯駆動装置を備える光源装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、そのような光源装置を備えるプロジェクターを提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、放電灯の寿命を向上できる放電灯駆動方法を提供することを目的の一つとする。 One aspect of the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp driving device that can improve the life of the discharge lamp. Another object of one aspect of the present invention is to provide a light source device including such a discharge lamp driving device. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a projector including such a light source device. Another object of one aspect of the present invention is to provide a discharge lamp driving method capable of improving the life of a discharge lamp.
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の放電灯駆動装置は、一対の電極を備えた放電灯に駆動電流を供給する駆動部と、前記放電灯の電極間電圧を検出する検出部と、前記駆動部を制御する制御部と、を備える。前記駆動部は、前記放電灯に供給される駆動電流が互いに異なる複数の駆動パターンを有する。前記制御部は、前記放電灯の点灯期間において、前記複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを所定の選択率に従って所定のタイミングで順次選択し、選択された前記駆動パターンに対応する駆動電流が前記放電灯に供給されるように前記駆動部を制御する。前記制御部は、前記放電灯の前回の消灯前に検出された第1電極間電圧と、前記放電灯の今回の点灯後に検出された第2電極間電圧と、の間の変化量が所定値よりも大きい場合、前記放電灯の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった第1駆動パターンの選択率を、前回の点灯期間における前記第1駆動パターンの選択率よりも小さくする。 In order to achieve the above object, a discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention detects a voltage between electrodes of a driving unit that supplies a driving current to a discharge lamp having a pair of electrodes, and the discharge lamp. A detection unit; and a control unit that controls the drive unit. The driving unit has a plurality of driving patterns having different driving currents supplied to the discharge lamp. The control unit sequentially selects one of the plurality of drive patterns at a predetermined timing according to a predetermined selection rate during a lighting period of the discharge lamp, and a drive current corresponding to the selected drive pattern Is controlled to be supplied to the discharge lamp. The control unit has a predetermined amount of change between the first interelectrode voltage detected before the discharge lamp is turned off and the second interelectrode voltage detected after the discharge lamp is turned on this time. Is greater than the selection rate of the first drive pattern in the previous lighting period, the selection rate of the first drive pattern having the longest drive time in the predetermined period until the previous turn-off of the discharge lamp.
仮に放電灯の電極先端の突起が細かったとすると、放電灯の放電開始時の衝撃により突起が消滅することで電極間距離が拡大し、電極間電圧が大きくなる場合がある。本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、放電灯の前回の消灯前の第1電極間電圧と今回の点灯後の第2電極間電圧との間の変化量を検出するため、その変化量が所定値よりも大きい場合、今回の放電灯点灯前に突起が細い状態であったことが推定できる。そこで、制御部は、放電灯の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった第1駆動パターンの選択率を、前回の点灯期間における第1駆動パターンの選択率よりも小さくする。これにより、今回以降の点灯期間では、第1駆動パターンによる駆動時間が前回の点灯期間に比べて少なくなり、突起の細りが抑えられる。このようにして、本発明の一つの態様の放電灯駆動装置によれば、電極先端の突起の形状が良好に維持できるため、放電灯の寿命を向上することができる。 If the protrusion at the tip of the electrode of the discharge lamp is thin, the protrusion disappears due to an impact at the start of discharge of the discharge lamp, thereby increasing the distance between the electrodes and increasing the voltage between the electrodes. In the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention, the change is detected in order to detect the amount of change between the first interelectrode voltage before the previous extinction of the discharge lamp and the second interelectrode voltage after the current lighting. When the amount is larger than a predetermined value, it can be estimated that the protrusion was thin before the current discharge lamp was turned on. Therefore, the control unit makes the selection rate of the first drive pattern that has the longest driving time in the predetermined period until the discharge lamp is turned off earlier than the selection rate of the first drive pattern in the previous lighting period. Thereby, in the lighting period after this time, the driving time by the first drive pattern is shorter than that in the previous lighting period, and the thinning of the protrusion is suppressed. Thus, according to the discharge lamp driving device of one aspect of the present invention, the shape of the protrusion at the tip of the electrode can be maintained well, so that the life of the discharge lamp can be improved.
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記制御部は、前記変化量が前記所定値よりも大きい場合、前記第1駆動パターンの低下した選択率よりも高い選択率を有する第2駆動パターンを選択してもよい。 In the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention, the control unit has a second drive having a higher selectivity than the reduced selectivity of the first drive pattern when the amount of change is greater than the predetermined value. A pattern may be selected.
この構成によれば、第1駆動パターンの低下した選択率よりも高い選択率を有する第2駆動パターン、換言すると、突起形状の維持に対して第1駆動パターンよりも好ましいと判定されている第2駆動パターンにより放電灯が駆動される。これにより、電極先端の突起の形状が維持できるため、放電灯の寿命を向上することができる。 According to this configuration, the second drive pattern having a higher selectivity than the lowered selectivity of the first drive pattern, in other words, the first drive pattern determined to be preferable to the first drive pattern for maintaining the protrusion shape. The discharge lamp is driven by two driving patterns. Thereby, since the shape of the protrusion at the tip of the electrode can be maintained, the life of the discharge lamp can be improved.
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記制御部は、前記変化量が前記所定値よりも大きい場合、前記第1駆動パターンの選択率を前記複数の駆動パターンの各選択率の平均値よりも小さくしてもよい。 In the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention, when the change amount is larger than the predetermined value, the control unit calculates the selection rate of the first drive pattern as an average of the selection rates of the plurality of drive patterns. It may be smaller than the value.
この構成によれば、複数の駆動パターンの中から第1駆動パターンが選択される確率が十分に下がり、電極先端の突起の形状が維持できるため、放電灯の寿命を向上することができる。 According to this configuration, the probability that the first drive pattern is selected from among a plurality of drive patterns is sufficiently reduced, and the shape of the protrusion at the tip of the electrode can be maintained, so that the life of the discharge lamp can be improved.
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記制御部は、前記変化量が所定値以下の場合、前記第2電極間電圧が検出された時点で設定されていた駆動パターンを維持してもよい。 In the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention, the control unit maintains the driving pattern set when the voltage between the second electrodes is detected when the amount of change is equal to or less than a predetermined value. Also good.
第1電極間電圧と第2電極間電圧との変化量が所定値よりも小さい場合、第2電極間電圧が検出された時点で設定されていた駆動パターンは、特に突起の形状を劣化させる原因にはならないと推定できる。上記の構成によれば、第2電極間電圧が検出された時点で設定されていた駆動パターンが維持されるため、突起の形状が良好に維持でき、放電灯の寿命を向上することができる。 When the amount of change between the first inter-electrode voltage and the second inter-electrode voltage is smaller than a predetermined value, the drive pattern set at the time when the second inter-electrode voltage is detected causes the shape of the protrusion to deteriorate in particular. It can be estimated that it will not be. According to said structure, since the drive pattern set when the voltage between 2nd electrodes was detected is maintained, the shape of protrusion can be maintained favorable and the lifetime of a discharge lamp can be improved.
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記制御部は、前記点灯期間において、前記複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを選択し、選択された前記一つの駆動パターンに対応する駆動電流を所定時間前記放電灯に供給し、前記所定時間において検出された電極間電圧に基づいて前記電極間電圧の変化量を取得する動作を、前記複数の駆動パターンの間で繰り返し、前記一つの駆動パターンと前記一つの駆動パターンに対応する前記変化量との相関データを取得してもよい。 In the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention, the control unit selects one of the plurality of driving patterns in the lighting period, and corresponds to the selected one driving pattern. An operation of supplying a driving current to the discharge lamp for a predetermined time and obtaining a change amount of the interelectrode voltage based on the interelectrode voltage detected at the predetermined time is repeated between the plurality of driving patterns, Correlation data between one drive pattern and the amount of change corresponding to the one drive pattern may be acquired.
この構成によれば、制御部は、一つの駆動パターンと一つの駆動パターンに対応する変化量との相関データを参照することにより、現時点での電極の状態に合った各駆動パターンの選択率を適切に設定することができる。 According to this configuration, the control unit refers to the correlation data between one drive pattern and the amount of change corresponding to one drive pattern, thereby determining the selection rate of each drive pattern that matches the current electrode state. It can be set appropriately.
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置において、前記制御部は、前記点灯期間において、選択された前記一つの駆動パターンに対応する駆動電流が前記放電灯に供給される供給期間において検出された前記電極間電圧に基づいて、前記選択された一つの駆動パターンの選択率を更新してもよい。 In the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention, the control unit detects the driving current corresponding to the selected one driving pattern in the lighting period in the supply period in which the driving current is supplied to the discharge lamp. The selection rate of the selected one driving pattern may be updated based on the voltage between the electrodes.
この構成によれば、制御部は、複数の駆動パターンの選択率を電極間電圧の検出のときに適切に設定することができる。 According to this configuration, the control unit can appropriately set the selection rates of the plurality of drive patterns when detecting the interelectrode voltage.
本発明の一つの態様の光源装置は、光を射出する前記放電灯と、本発明の一つの態様の放電灯駆動装置と、を備える。 A light source device according to one aspect of the present invention includes the discharge lamp that emits light and the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention.
本発明の一つの態様の光源装置は、本発明の一つの態様の放電灯駆動装置を備えているため、信頼性の高い光源装置を実現することができる。 Since the light source device according to one aspect of the present invention includes the discharge lamp driving device according to one aspect of the present invention, a highly reliable light source device can be realized.
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置から射出される光を映像信号に応じて変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された光を投射する投射光学系と、を備える。 A projector according to one aspect of the present invention includes a light source device according to one aspect of the present invention, a light modulation element that modulates light emitted from the light source apparatus in accordance with a video signal, and the light modulation element that modulates the light. A projection optical system for projecting light.
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置を備えているため、信頼性の高いプロジェクターを実現することができる。 Since the projector according to one aspect of the present invention includes the light source device according to one aspect of the present invention, a highly reliable projector can be realized.
本発明の一つの態様の放電灯駆動方法は、一対の電極を有する放電灯に駆動電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、前記放電灯に供給される駆動電流が互いに異なる複数の駆動パターンを有し、前記放電灯の点灯期間において、前記複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを所定の選択率に従って所定のタイミングで順次選択し、選択された前記駆動パターンに対応する駆動電流を前記放電灯に供給し、前記放電灯の前回の消灯前に検出された第1電極間電圧と、前記放電灯の今回の点灯後に検出された第2電極間電圧と、の間の変化量が所定値よりも大きい場合、前記放電灯の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった第1駆動パターンの選択率を、前回の点灯期間における前記第1駆動パターンの選択率よりも小さくする。 A discharge lamp driving method according to one aspect of the present invention is a discharge lamp driving method for driving a discharge lamp by supplying a driving current to a discharge lamp having a pair of electrodes, the driving current being supplied to the discharge lamp. Have a plurality of different drive patterns, and sequentially select one drive pattern of the plurality of drive patterns at a predetermined timing according to a predetermined selection rate during the lighting period of the discharge lamp, and the selected drive A driving current corresponding to a pattern is supplied to the discharge lamp, a first interelectrode voltage detected before the discharge lamp is turned off last time, and a second interelectrode voltage detected after the discharge lamp is turned on this time. When the change amount between and is larger than a predetermined value, the selection rate of the first driving pattern that has the longest driving time in the predetermined period until the previous extinction of the discharge lamp is set to the first driving in the previous lighting period. Smaller than the turn of the selection rate.
本発明の一つの態様の放電灯駆動装置と同様、本発明の一つの態様の放電灯駆動方法によれば、電極先端の突起の形状が良好に維持できるため、放電灯の寿命を向上することができる。 As with the discharge lamp driving device of one aspect of the present invention, according to the discharge lamp driving method of one aspect of the present invention, the shape of the protrusion at the tip of the electrode can be maintained satisfactorily, thereby improving the life of the discharge lamp. Can do.
以下、本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following drawings, in order to make each component easy to see, the scale of the size may be varied depending on the component.
[プロジェクター]
図1は、本実施形態のプロジェクターの光学系の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター500は、光源装置200と、平行化レンズ305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(光変調素子)330R,330G,330Bと、クロスダイクロイックプリズム340と、投射光学系350と、を備えている。
[projector]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system of a projector according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
光源装置200から射出された光は、平行化レンズ305を通過して照明光学系310に入射する。平行化レンズ305は、光源装置200からの光を平行化する。
Light emitted from the
照明光学系310は、光源装置200から射出される光の照度を、液晶ライトバルブ330R,330G,330B上において均一化するように調整する。さらに、照明光学系310は、光源装置200から射出される光の偏光方向を一方向に揃える。その理由は、光源装置200から射出される光を液晶ライトバルブ330R,330G,330Bで有効に利用するためである。
The illumination optical system 310 adjusts the illuminance of light emitted from the
照度分布と偏光方向とが調整された光は、色分離光学系320に入射する。色分離光学系320は、入射光を赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)の3つの色光に分離する。3つの色光は、各色光に対応付けられた液晶ライトバルブ330R,330G,330Bにより、映像信号に応じてそれぞれ変調される。液晶ライトバルブ330R,330G,330Bは、後述する液晶パネル560R,560G,560Bと、偏光板(図示略)と、を備えている。偏光板は、液晶パネル560R,560G,560Bのそれぞれの光入射側および光射出側に配置される。
The light whose illuminance distribution and polarization direction are adjusted enters the color separation
変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム340により合成される。合成光は投射光学系350に入射する。投射光学系350は、入射光をスクリーン700(図3参照)に投射する。これにより、スクリーン700上に映像が表示される。なお、平行化レンズ305、照明光学系310、色分離光学系320、クロスダイクロイックプリズム340、投射光学系350の各々の構成としては、周知の構成を採用することができる。
The three modulated color lights are combined by the cross
図2は、光源装置200の構成を示す断面図である。
図2に示すように、光源装置200は、光源ユニット210と、放電灯点灯装置(放電灯駆動装置)10と、を備えている。光源ユニット210は、主反射鏡112と、放電灯90と、副反射鏡50と、を備えている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
As shown in FIG. 2, the
放電灯点灯装置10は、放電灯90に駆動電流Iを供給して放電灯90を点灯させる。主反射鏡112は、放電灯90から放出された光を照射方向Dに向けて反射する。照射方向Dは、放電灯90の光軸AXと平行である。
The discharge
放電灯90の形状は、照射方向Dに沿って延びる棒状である。放電灯90の一方の端部を第1端部90e1とし、放電灯90の他方の端部を第2端部90e2とする。放電灯90の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。放電灯90の中央部は球状に膨らんでおり、中央部の内部は放電空間91である。放電空間91には、希ガス、金属ハロゲン化合物などを含む放電媒体であるガスが封入されている。
The shape of the
放電空間91には、第1電極(電極)92および第2電極(電極)93の先端が突出している。第1電極92は、放電空間91の第1端部90e1側に配置されている。第2電極93は、放電空間91の第2端部90e2側に配置されている。第1電極92および第2電極93の形状は、光軸AXに沿って延びる棒状である。放電空間91には、第1電極92および第2電極93の電極先端部が、所定距離だけ離れて対向するように配置されている。第1電極92および第2電極93の材料としては、タングステン等の金属が用いられる。
In the
放電灯90の第1端部90e1に、第1端子536が設けられている。第1端子536と第1電極92とは、放電灯90の内部を貫通する導電性部材534により電気的に接続されている。同様に、放電灯90の第2端部90e2に、第2端子546が設けられている。第2端子546と第2電極93とは、放電灯90の内部を貫通する導電性部材544により電気的に接続されている。第1端子536および第2端子546の材料としては、タングステン等の金属が用いられる。導電性部材534,544の材料としては、モリブデン箔等が用いられる。
A
第1端子536および第2端子546は、放電灯点灯装置10に接続されている。放電灯点灯装置10は、第1端子536および第2端子546に、放電灯90を駆動するための駆動電流Iを供給する。その結果、第1電極92および第2電極93の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光(放電光)は、破線の矢印で示すように、放電位置から全方向に向かって放射される。
The
主反射鏡112は、固定部材114により、放電灯90の第1端部90e1に固定されている。主反射鏡112は、放電光のうち、照射方向Dと反対側に向かって進む光を照射方向Dに向かって反射する。主反射鏡112の反射面(放電灯90側の面)の形状は、放電光を照射方向Dに向かって反射できる範囲内において、特に限定されず、例えば回転楕円形状であっても、回転放物線形状であってもよい。例えば主反射鏡112の反射面の形状を回転放物線形状とした場合、主反射鏡112は、放電光を光軸AXに略平行な光に変換することができる。これにより、平行化レンズ305を省略することができる。
The main reflecting
副反射鏡50は、固定部材522により、放電灯90の第2端部90e2側に固定されている。副反射鏡50の反射面(放電灯90側の面)の形状は、放電空間91の第2端部90e2側の部分を囲む球面形状である。副反射鏡50は、放電光のうち、主反射鏡112が配置された側と反対側に向かって進む光を主反射鏡112に向かって反射する。これにより、放電空間91から放射される光の利用効率を高めることができる。
The
固定部材114,522の材料は、放電灯90からの発熱に耐え得る耐熱材料である範囲内において、特に限定されず、例えば無機接着剤が用いられる。主反射鏡112および副反射鏡50と放電灯90との配置を固定する方法としては、主反射鏡112および副反射鏡50を放電灯90に固定する方法に限らず、任意の方法を採用することができる。例えば放電灯90と主反射鏡112とを、独立にプロジェクター500の筐体(図示せず)に固定してもよい。副反射鏡50についても同様である。
The material of the fixing
以下、プロジェクター500の回路構成について説明する。
図3は、本実施形態のプロジェクター500の回路構成の一例を示す図である。
プロジェクター500は、図1に示した光学系の他、画像信号変換部510と、直流電源装置80と、液晶パネル560R,560G,560Bと、画像処理装置570と、CPU(Central Processing Unit)580と、を備えている。
Hereinafter, the circuit configuration of the
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
In addition to the optical system shown in FIG. 1, the
画像信号変換部510は、外部から入力された画像信号502(輝度−色差信号やアナログRGB信号など)を所定のワード長のデジタルRGB信号に変換して画像信号512R,512G,512Bを生成し、画像処理装置570に供給する。
The image
画像処理装置570は、3つの画像信号512R,512G,512Bに対してそれぞれ画像処理を行う。画像処理装置570は、画像信号512R,512G,512Bを液晶パネル560R,560G,560Bをそれぞれ駆動するための駆動信号572R,572G,572Bに変換し、駆動信号572R,572G,572Bを液晶パネル560R,560G,560Bに供給する。
The
直流電源装置80は、外部の交流電源600から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換する。直流電源装置80は、トランス(図示略、直流電源装置80に含まれる)の2次側にある画像信号変換部510、画像処理装置570およびトランスの1次側にある放電灯点灯装置10に直流電圧を供給する。
The DC
放電灯点灯装置10は、起動時に放電灯90の電極間に高電圧を発生させ、絶縁破壊を生じさせて放電路を形成する。放電路を形成した後、放電灯点灯装置10は、放電灯90が放電を維持するための駆動電流Iを供給する。
The discharge
液晶パネル560R,560G,560Bは、液晶ライトバルブ330R,330G,330Bにそれぞれ備えられている。液晶パネル560R,560G,560Bは、それぞれ駆動信号572R,572G,572Bに基づいて、前述の光学系を介して各液晶パネル560R,560G,560Bに入射される色光の透過率(輝度)を変調する。
CPU580は、プロジェクター500の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を制御する。例えば、図3の例では、通信信号582を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯装置10に出力する。CPU580は、放電灯点灯装置10から通信信号584を介して放電灯90の点灯情報を受け取る。
The
[放電灯点灯装置]
以下、放電灯点灯装置10の構成について説明する。
図4は、放電灯点灯装置10の回路構成の一例を示す図である。
図4に示すように、放電灯点灯装置10は、電力制御回路20と、極性反転回路30と、制御部40と、動作検出部60と、イグナイター回路70と、を備えている。
[Discharge lamp lighting device]
Hereinafter, the configuration of the discharge
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the discharge
As shown in FIG. 4, the discharge
電力制御回路20は、放電灯90に供給する駆動電力を生成する。本実施形態において、電力制御回路20は、直流電源装置80からの電圧を入力とし、入力電圧を降圧して直流電流Idを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。
The
電力制御回路20は、スイッチング素子21、ダイオード22、コイル23、およびコンデンサー24を含んで構成されている。スイッチング素子21は、例えばトランジスターで構成されている。本実施形態において、スイッチング素子21の一端は直流電源装置80の正電圧側に接続され、他端はダイオード22のカソード端子およびコイル23の一端に接続されている。
The
コイル23の他端にコンデンサー24の一端が接続され、コンデンサー24の他端はダイオード22のアノード端子および直流電源装置80の負電圧側に接続されている。スイッチング素子21の制御端子には、後述する制御部40から電流制御信号が入力されてスイッチング素子21のON/OFFが制御される。電流制御信号には、例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御信号が用いられてもよい。
One end of a capacitor 24 is connected to the other end of the
スイッチング素子21がONすると、コイル23に電流が流れ、コイル23にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチング素子21がOFFすると、コイル23に蓄えられたエネルギーがコンデンサー24とダイオード22とを通る経路で放出される。その結果、スイッチング素子21がONする時間の割合に応じた直流電流Idが発生する。
When the switching
極性反転回路30は、電力制御回路20から入力される直流電流Idを所定のタイミングで極性反転させる。これにより、極性反転回路30は、制御された時間だけ継続する直流である駆動電流I、もしくは、任意の周波数を持つ交流である駆動電流Iを生成し、これらの電流を出力する。本実施形態において、極性反転回路30は、インバーターブリッジ回路(フルブリッジ回路)で構成されている。
The
極性反転回路30は、トランジスターなどで構成される第1スイッチング素子31、第2スイッチング素子32、第3スイッチング素子33、および第4スイッチング素子34を含んでいる。極性反転回路30は、直列接続された第1スイッチング素子31および第2スイッチング素子32と、直列接続された第3スイッチング素子33および第4スイッチング素子34と、が互いに並列接続された構成を有する。第1スイッチング素子31、第2スイッチング素子32、第3スイッチング素子33、および第4スイッチング素子34の制御端子に、それぞれ制御部40から極性反転制御信号が入力される。極性反転制御信号に基づいて、第1スイッチング素子31、第2スイッチング素子32、第3スイッチング素子33および第4スイッチング素子34のON/OFF動作が制御される。
The
極性反転回路30においては、第1スイッチング素子31および第4スイッチング素子34と、第2スイッチング素子32および第3スイッチング素子33と、を交互にON/OFFさせる動作が繰り返される。これにより、電力制御回路20から出力される直流電流Idの極性が交互に反転する。極性反転回路30は、第1スイッチング素子31と第2スイッチング素子32との共通接続点、および第3スイッチング素子33と第4スイッチング素子34との共通接続点から、制御された時間だけ同一極性状態を継続する直流である駆動電流I、もしくは制御された周波数をもつ交流である駆動電流Iを生成し、これらの電流を出力する。
In the
すなわち、極性反転回路30は、第1スイッチング素子31および第4スイッチング素子34がONのときには第2スイッチング素子32および第3スイッチング素子33がOFFであり、第1スイッチング素子31および第4スイッチング素子34がOFFのときには第2スイッチング素子32および第3スイッチング素子33がONであるように制御される。したがって、第1スイッチング素子31および第4スイッチング素子34がONのときには、コンデンサー24の一端から第1スイッチング素子31、放電灯90、第4スイッチング素子34の順に流れる駆動電流Iが発生する。第2スイッチング素子32および第3スイッチング素子33がONのときには、コンデンサー24の一端から第3スイッチング素子33、放電灯90、第2スイッチング素子32の順に流れる駆動電流Iが発生する。
That is, in the
本実施形態において、電力制御回路20と極性反転回路30とを合わせた部分が放電灯駆動部230に対応する。放電灯駆動部230は、放電灯90を駆動する駆動電流Iを放電灯90に供給する。
In the present embodiment, the combined portion of the
制御部40は、放電灯駆動部230を制御する。図4の例では、制御部40は、電力制御回路20および極性反転回路30を制御することにより、駆動電流Iが同一極性を継続する保持時間、駆動電流Iの電流値(駆動電力の電力値)、周波数等のパラメーターを制御する。制御部40は、極性反転回路30に対して、駆動電流Iの極性反転タイミングにより、駆動電流Iが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Iの周波数等を制御する極性反転制御を行う。制御部40は、電力制御回路20に対して、出力される直流電流Idの電流値を制御する電流制御を行う。
The
制御部40の構成は、特に限定されない。本実施形態においては、制御部40は、システムコントローラー41、電力制御回路コントローラー42、および極性反転回路コントローラー43を含んで構成されている。なお、制御部40の一部または全ては、半導体集積回路で構成されていてもよい。
The configuration of the
システムコントローラー41は、電力制御回路コントローラー42および極性反転回路コントローラー43を制御することにより、電力制御回路20および極性反転回路30を制御する。システムコントローラー41は、動作検出部60が検出したランプ電圧Vla(電極間電圧)および駆動電流Iに基づいて、電力制御回路コントローラー42および極性反転回路コントローラー43を制御してもよい。
The system controller 41 controls the
本実施形態においては、システムコントローラー41には、記憶部44が接続されている。システムコントローラー41は、記憶部44に格納された情報に基づいて、電力制御回路20および極性反転回路30を制御する。記憶部44には、例えば、駆動電流Iが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Iの電流値、周波数、デューティー比、波形、変調パターン等の駆動パラメーターに関する情報が格納されている。
In the present embodiment, a
本実施形態において、記憶部44には、上記の周波数、後述する交流期間の長さ、後述する直流期間の長さ等の駆動パラメーターの組合せを互いに異ならせた複数の駆動パターンが記憶されている。また、記憶部44には、個々の駆動パターンと後述するランプ電圧Vlaの変化量との相関データが記憶されている。
In the present embodiment, the
電力制御回路コントローラー42は、システムコントローラー41からの制御信号に基づいて、電力制御回路20へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路20を制御する。
The power
極性反転回路コントローラー43は、システムコントローラー41からの制御信号に基づいて、極性反転回路30へ極性反転制御信号を出力することにより、極性反転回路30を制御する。
The polarity
制御部40は、専用回路を用いて実現され、上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることができる。これに対して、制御部40は、例えば、CPUが記憶部44に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。
The
図5は、制御部40の他の構成例について説明するための図である。
図5に示すように、制御部40は、制御プログラムにより、電力制御回路20を制御する電流制御手段40−1、極性反転回路30を制御する極性反転制御手段40−2として機能するように構成されていてもよい。
FIG. 5 is a diagram for explaining another configuration example of the
As shown in FIG. 5, the
図4に示した例では、制御部40は、放電灯点灯装置10の一部として構成されている。これに対して、制御部40の機能の一部をCPU580が担うように構成されていてもよい。
In the example shown in FIG. 4, the
本実施形態において、動作検出部60は、放電灯90のランプ電圧Vlaを検出し、ランプ電圧情報を制御部40に出力する電圧検出部60Aを含んでいる。さらに、動作検出部60は、駆動電流Iを検出し、駆動電流情報を制御部40に出力する電流検出部60Bを含んでいる。本実施形態においては、動作検出部60は、第1の抵抗61、第2の抵抗62、および第3の抵抗63を含んで構成されている。
In the present embodiment, the operation detection unit 60 includes a voltage detection unit 60 </ b> A that detects the lamp voltage Vla of the
動作検出部60の電圧検出部60Aは、放電灯90と並列接続されるとともに、互いに直列接続された第1の抵抗61および第2の抵抗62で構成されている。電圧検出部60Aは、第1の抵抗61および第2の抵抗62で分圧した電圧によってランプ電圧Vlaを検出する。また、電流検出部60Bは、放電灯90に直列接続された第3の抵抗63で構成されている。電流検出部60Bは、第3の抵抗63の両端に発生する電圧によって駆動電流Iを検出する。
The
イグナイター回路70は、放電灯90の点灯開始時にのみ動作する。イグナイター回路70は、放電灯90の点灯開始時に一対の電極間(第1電極92と第2電極93との間)の空間を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧(放電灯90の通常点灯時よりも高い電圧)を、一対の電極間(第1電極92と第2電極93との間)に供給する。本実施形態においては、イグナイター回路70は、放電灯90と並列に接続されている。
The
図6Aおよび図6Bは、第1電極92および第2電極93の先端部分を示す図である。
図6Aおよび図6Bに示すように、第1電極92の先端に突起531pが形成され、第2電極93の先端に突起541pが形成されている。第1電極92と第2電極93との間で生じる放電は、主として突起531pと突起541pとの間で生じる。本実施形態のように、突起531p,541pが形成されている場合には、突起が形成されていない場合と比べて、第1電極92および第2電極93のそれぞれにおける放電位置(アーク位置)の移動を抑えることができる。
6A and 6B are diagrams showing the tip portions of the
As shown in FIGS. 6A and 6B, a
図6Aは、第1電極92が陽極として動作し、第2電極93が陰極として動作する第1極性状態を示している。第1極性状態では、放電によって第2電極93(陰極)から第1電極92(陽極)へ電子が移動する。すなわち、陰極(第2電極93)からは電子が放出される。陰極(第2電極93)から放出された電子は陽極(第1電極92)の先端に衝突する。この衝突によって熱が生じ、陽極(第1電極92)の先端(突起531p)の温度が上昇する。
FIG. 6A shows a first polarity state in which the
図6Bは、第1電極92が陰極として動作し、第2電極93が陽極として動作する第2極性状態を示している。第2極性状態では、第1極性状態とは逆に、第1電極92から第2電極93へ電子が移動する。その結果、第2電極93の先端(突起541p)の温度が上昇する。
FIG. 6B shows a second polarity state in which the
このように、放電灯90に駆動電流Iが供給されることにより、電子が衝突する陽極の温度は上昇する。一方、電子を放出する陰極については、陽極に向けて電子を放出している間、陰極の温度は低下する。
As described above, when the driving current I is supplied to the
第1電極92の突起531pと第2電極93の突起541pとの間の電極間距離Lは、突起531p,突起541pの劣化とともに大きくなる。突起531p,541pが消耗するためである。電極間距離Lが大きくなると、第1電極92と第2電極93との間の抵抗が大きくなるため、ランプ電圧Vlaが大きくなる。したがって、ランプ電圧Vlaを参照することによって、電極間距離Lの変化を検出することができる。
The interelectrode distance L between the
なお、第1電極92と第2電極93とは同様の構成であるため、以下の説明においては、第1電極92で代表して説明する場合がある。また、第1電極92の先端の突起531pと第2電極93の先端の突起541pとは同様の構成であるため、以下の説明においては、突起531pで代表して説明する場合がある。
Since the
次に、放電灯90に供給される駆動電流Iの駆動パターンについて説明する。
図7は、駆動パターンの一例を示す図である。
図7の縦軸は電流値Iを示し、横軸は時間Tを示す。図7において駆動電流Iは、第1極性状態である場合を正とし、第2極性状態となる場合を負として示す。
Next, a driving pattern of the driving current I supplied to the
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a drive pattern.
The vertical axis in FIG. 7 indicates the current value I, and the horizontal axis indicates time T. In FIG. 7, the drive current I is shown as positive when it is in the first polarity state and negative when it is in the second polarity state.
図7に示す駆動パターンは、時間的に連続した複数の第1混合期間PH31と、時間的に連続した複数の第2混合期間PH32と、を交互に有している。 The drive pattern shown in FIG. 7 alternately has a plurality of first mixing periods PH31 that are temporally continuous and a plurality of second mixing periods PH32 that are temporally continuous.
第1混合期間PH31は、第1交流期間PH31aと、第2交流期間PH31bと、直流期間PH31cと、をこの順で有している。第1交流期間PH31aおよび第2交流期間PH31bは、駆動電流Iの値がIm1と−Im1との間で交互に切り替わる交流電流が放電灯に供給される期間である。直流期間PH31cは、駆動電流Iの値がIm1で一定に維持される直流電流が放電灯に供給される期間である。 The first mixing period PH31 has a first AC period PH31a, a second AC period PH31b, and a DC period PH31c in this order. The first AC period PH31a and the second AC period PH31b are periods in which an AC current in which the value of the drive current I is alternately switched between Im1 and −Im1 is supplied to the discharge lamp. The direct current period PH31c is a period in which a direct current in which the value of the drive current I is kept constant at Im1 is supplied to the discharge lamp.
第2混合期間PH32は、第1交流期間PH32aと、第2交流期間PH32bと、直流期間PH32cと、をこの順で有している。第1交流期間PH32aおよび第2交流期間PH32bは、第1混合期間PH31と同様、駆動電流Iの値がIm1と−Im1との間で交互に切り替わる交流電流が放電灯に供給される期間である。直流期間PH31cは、駆動電流Iの値が−Im1で一定に維持される直流電流が放電灯に供給される期間である。すなわち、第2混合期間PH32の直流期間PH32cでの駆動電流Iは、第1混合期間PH31の直流期間PH31cでの駆動電流Iに対して極性が反転している。 The second mixing period PH32 has a first AC period PH32a, a second AC period PH32b, and a DC period PH32c in this order. Similar to the first mixing period PH31, the first AC period PH32a and the second AC period PH32b are periods in which an AC current in which the value of the drive current I is alternately switched between Im1 and -Im1 is supplied to the discharge lamp. . The direct current period PH31c is a period in which a direct current that is maintained constant at a value of the drive current I at -Im1 is supplied to the discharge lamp. That is, the polarity of the drive current I in the direct current period PH32c of the second mixed period PH32 is inverted with respect to the drive current I in the direct current period PH31c of the first mixed period PH31.
具体的な駆動パラメーターの一例として、第1交流期間PH31a、PH32aにおける交流電流の周波数は、200Hzである。第1交流期間PH31a、PH32aの長さt31a、t32aは、200Hzの交流電流の3周期分の長さ、すなわち、15ms(ミリ秒)である。第2交流期間PH31b、PH32bにおける交流電流の周波数は、250Hzである。第2交流期間PH31b、PH32bの長さt31b、t32bは、250Hzの交流電流の2周期分の長さ、すなわち、8ms(ミリ秒)である。直流期間PH31c、PH32cの長さt31c、t32cは、5ms(ミリ秒)である。 As an example of specific driving parameters, the frequency of the alternating current in the first alternating periods PH31a and PH32a is 200 Hz. The lengths t31a and t32a of the first AC periods PH31a and PH32a are the length of three cycles of the 200 Hz AC current, that is, 15 ms (milliseconds). The frequency of the alternating current in the second alternating periods PH31b and PH32b is 250 Hz. The lengths t31b and t32b of the second AC periods PH31b and PH32b are the length of two cycles of the AC current of 250 Hz, that is, 8 ms (milliseconds). The lengths t31c and t32c of the direct current periods PH31c and PH32c are 5 ms (milliseconds).
ここでは、1種類の駆動パターンのみを示しているが、本実施形態において、放電灯駆動部230は、周波数、交流期間の長さ、直流期間の長さ、の3種類の駆動パラメーターの組合せが互いに異なるn個の駆動パターンを有する駆動電流Iにより放電灯90を駆動する。
Although only one type of driving pattern is shown here, in the present embodiment, the discharge
また、本実施形態において、プロジェクター500の電源オンにより放電灯90の点灯が開始されて放電灯90が点灯した時点以降から放電灯90が消灯されるまでの期間を点灯期間とする。
In the present embodiment, the lighting period is defined as a period from when the
[放電灯の駆動方法]
次に、本実施形態の放電灯90の駆動方法について説明する。
図8は、各駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との相関データの取得手順の一例を示すフローチャートである。
図9は、放電灯駆動方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
[Driving lamp driving method]
Next, a method for driving the
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a procedure for acquiring correlation data between each drive pattern and the amount of change in the lamp voltage Vla.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure of the discharge lamp driving method.
本実施形態の光源装置200において、制御部40は、n個の駆動パターンの中から一つの駆動パターンを選択し、選択する駆動パターンを適宜切り替える。放電灯駆動部230は、選択されている駆動パターンに対応する駆動電流Iを放電灯90に供給する。より詳細には、制御部40は、放電灯90の点灯期間において、複数(n個)の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを所定の選択率に従って所定のタイミングで順次選択し、選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iが放電灯90に供給されるように、放電灯駆動部230を制御する。本実施形態において、制御部40は、選択する駆動パターンを切り替える際には、現在選択されている駆動パターン以外の駆動パターンの中から任意の一つの駆動パターンを順次ランダムに選択する。
In the
ただし、制御部40は、必ずしも一つの駆動パターンをランダムに選択しなくてもよく、選択順序が予め設定されていてもよい。この場合の各駆動パターンの選択率は、例えば、互いに同じに設定されている。また、所定のタイミングは、例えば、各駆動パターンが実行される時間であり、例えば、それぞれ所定時間に設定されている。なお、所定のタイミングは、各駆動パターンの間で同じでもよいし、互いに異なって設定されていてもよい。
However, the
プロジェクター500の出荷段階において、各駆動パターンに対応する駆動電流Iが放電灯90に供給された場合にランプ電圧Vlaの変化についてある程度予測されたn個の駆動パターンが記憶部44に記憶されているが、使用者によるプロジェクター500の使い方、使用環境、累積使用時間等によって、ランプ電圧Vlaの変化が予測通りに推移しない場合が発生する。そこで、光源装置200の点灯初期において、光源装置200は、各駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との初期の相関データを取得する。
In the shipping stage of the
以下、各駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との初期の相関データを取得する手順を、図8を用いて説明する。
最初に、プロジェクター500の電源が投入されると、光源装置200において放電灯90の点灯が開始される(ステップS1)。
ここで、制御部40は、放電灯90の点灯期間において、n個の駆動パターン(複数の駆動パターン)のうちの一つの駆動パターンを選択する(ステップS2)。放電灯駆動部230は、選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iを放電灯90に供給する(ステップS3)。
Hereinafter, a procedure for acquiring initial correlation data between each drive pattern and the amount of change in the lamp voltage Vla will be described with reference to FIG.
First, when the power of the
Here, the
次に、動作検出部60は、選択された駆動電流Iが放電灯90に供給される供給期間における初期段階でのランプ電圧Vlasを検出する(ステップS4)。制御部40は、検出されたランプ電圧Vlasを記憶部44に記憶する。
Next, the operation detection unit 60 detects the lamp voltage Vlas in the initial stage in the supply period in which the selected drive current I is supplied to the discharge lamp 90 (step S4). The
次に、制御部40は、ステップS2で選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iが放電灯90へ供給されてから所定時間が経過したか否かを判断する(ステップS5)。本実施形態において、所定時間は、例えば15分〜2時間の範囲内で適宜設定されるが、特にこの範囲内に限定されることはない。前述の通り、所定のタイミングとしての所定時間は、一定時間であってもよいし、各駆動パターンの間で異なって設定されていてもよい。所定時間が経過していない場合(ステップS5:NO)、選択されている駆動パターンに対応する駆動電流Iの供給が続行される。
Next, the
所定時間が経過した場合(ステップS5:YES)、動作検出部60は、選択された駆動電流Iの供給期間が所定時間に達した後のランプ電圧Vlafを検出する(ステップS6)。制御部40は、検出されたランプ電圧Vlafを記憶部44に記憶する。
When the predetermined time has elapsed (step S5: YES), the operation detection unit 60 detects the lamp voltage Vlaf after the supply period of the selected drive current I reaches the predetermined time (step S6). The
次に、制御部40は、選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iが放電灯90に供給される供給期間における初期段階でのランプ電圧Vlasと、当該駆動電流Iが供給されてから所定時間経過後のランプ電圧Vlafと、の変化量を算出し、取得する(ステップS7)。制御部40は、取得したランプ電圧Vlaの変化量を記憶部44に記憶する。すなわち、選択された一つの駆動パターンについて、駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との相関データが取得されることとなる。なお、本実施形態において、ランプ電圧Vlaの変化量は、差分としての電圧値と、増減を示す符号とを含む。すなわち、ランプ電圧Vlaの変化量は、例えば、+5V、−2Vというように取得される。
Next, the
次に、制御部40は、n個の駆動パターンの全てについて、駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との相関データの取得が完了したか否かを判断する(ステップS8)。
Next, the
n個全ての駆動パターンについて相関データの取得が完了していない場合(ステップS8:NO)、制御部40は、ステップS2に移行させ、前回までのステップS2において選択されていない一つの駆動パターン(未だ初期の相関データを取得していない駆動パターン)を選択し、以降のステップに移行する。制御部40は、放電灯90の点灯期間において、複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを、所定の選択率に従って所定のタイミングで順次選択し、選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iが放電灯90に供給されるように放電灯駆動部230を制御する。図9に示される、各駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との初期の相関データを取得する手順における所定の選択率は、ステップ2においてn個全ての駆動パターンが選択される選択率に設定されている。また、所定のタイミングは、前述の通り、各駆動パターンに設定されている所定時間である。
When acquisition of correlation data has not been completed for all n driving patterns (step S8: NO), the
すなわち、制御部40は、複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを選択し、選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iを所定時間放電灯90に供給し、所定時間において検出されたランプ電圧Vlaに基づいてランプ電圧Vlaの変化量を取得する動作を、複数の駆動パターンの間で繰り返し、一つの駆動パターンと一つの駆動パターンに対応するランプ電圧Vlaの変化量との相関データを取得する。
That is, the
以上の手順を繰り返し、n個全ての駆動パターンについて初期の相関データの取得が完了した場合、制御部40は、各駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との初期の相関データを取得する処理を終了する(ステップS9)。
When the above procedure is repeated and the acquisition of initial correlation data for all n drive patterns is completed, the
次に、各駆動パターンとランプ電圧変化量との初期の相関データを取得した後の放電灯90の駆動方法について、図9を用いて説明する。
初期の相関データを取得した以降は、制御部40は、n個の駆動パターンの中から一つの駆動パターンを、駆動パターン毎に設定された初期の相関データに基づく選択率に従って選択し、選択される駆動パターンを所定期間(例えば15分〜2時間)毎に切り替える駆動を行う。
Next, a driving method of the
After acquiring the initial correlation data, the
ここで、初期の相関データに基づく選択率に従って所定のタイミングで複数の駆動パターンの中から一つの駆動パターンを選択し、選択された駆動パターンに応じた駆動電流Iを放電灯90に供給する駆動においても、前述したように、プロジェクター500の累積使用時間等によって、各駆動パターンにおけるランプ電圧Vlaの変化量が、光源装置200の点灯初期に取得した初期の相関データとは異なってくる場合がある。この場合に、上記のように初期の相関データに基づいて複数の駆動パターンの間で駆動パターンの切り替えを実行していくと、ランプ電圧Vlaの所望の範囲に対するランプ電圧Vlaの低下や上昇を招き、放電灯90を劣化させる虞がある。そこで、図9に示されるように、制御部40は、各駆動パターンにおけるランプ電圧Vlaの変化量、すなわち相関データを更新していく制御を行う。
Here, a drive that selects one drive pattern from a plurality of drive patterns at a predetermined timing according to a selection rate based on the initial correlation data, and supplies a drive current I corresponding to the selected drive pattern to the
最初に、光源装置200の電源がオンされると、放電灯90の点灯が開始される(ステップS11)。
First, when the power source of the
次に、動作検出部60は、放電灯90が点灯した後に第2ランプ電圧Vla2を検出する(ステップS12)。なお、第2ランプ電圧Vla2が検出される時点で、放電灯90の前回の消灯前に動作検出部60によって検出された第1ランプ電圧Vla1が記憶部44に記憶されている。
以下の説明においては、放電灯90の前回の消灯前に動作検出部60により検出されたランプ電圧を第1ランプ電圧Vla1と称し、放電灯90の今回の点灯後に動作検出部60により検出されたランプ電圧を第2ランプ電圧Vla2と称する。
Next, the operation detection unit 60 detects the second lamp voltage Vla2 after the
In the following description, the lamp voltage detected by the operation detection unit 60 before the
次に、制御部40は、放電灯90の前回の消灯前の第1ランプ電圧Vla1と今回の放電灯90の点灯後の第2ランプ電圧Vla2との間の変化量が所定値以下であるか否かを判断する(ステップS13)。より具体的には、当該変化量は、第1ランプ電圧Vla1に対する第2ランプ電圧Vla2の変化量である。本実施形態において、所定値は、例えば+3Vに設定されている。制御部40は、第1ランプ電圧Vla1と第2ランプ電圧Vla2との間の変化量が+3V以下であるか否かを判断する。ただし、所定値は、+3Vに限らず、適宜変更が可能である。
Next, the
第1ランプ電圧Vla1に対する第2ランプ電圧Vla2の変化量が+3V以上であった場合(ステップS13:NO)、制御部40は、放電灯90の電極先端の突起531p,541pが消滅したおそれがあると判断する。
When the change amount of the second lamp voltage Vla2 with respect to the first lamp voltage Vla1 is +3 V or more (step S13: NO), the
ここで、放電灯90が消灯している状態でプロジェクター500の電源がオンされると、駆動電流Iが供給されていない状態の放電灯90に駆動電流Iが供給され、放電灯90の第1電極92および第2電極93には急激な熱負荷が与えられることになる。このとき、各電極91,92の先端の突起531p,541pの太さが、例えば、図6Aおよび図6Bに示される突起532p,542pよりも細い場合、急激な熱負荷により突起が欠落・消滅し、電極間距離Lが急に大きくなる。すなわち、放電灯90の点灯が開始されるときに、各電極91,92の先端の突起531p,541pが細い場合、第1ランプ電圧Vla1に対して第2ランプ電圧Vla2が大きく上昇する。したがって、制御部40は、ステップS13において、第1ランプ電圧Vla1に対する第2ランプ電圧Vla2の変化量が所定値以上の場合に、今回の放電灯90の点灯以前に既に突起531p,541pの細り等の異常が生じていたおそれがあると判断する。
Here, when the power source of the
本発明者の知見によれば、放電灯において各電極先端の突起の細りが急速に進むおそれは少なく、突起は長時間の点灯期間を経て徐々に細くなっていくと考えられる。このことから、放電灯90の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった駆動パターン(第1駆動パターン)が突起531p,541pの細りに最も影響を与えていたと考えられる。以下、放電灯90の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった駆動パターンを第1駆動パターンと称する。
According to the knowledge of the present inventor, it is considered that the projection at the tip of each electrode in the discharge lamp is less likely to progress rapidly, and the projection gradually becomes thinner after a long lighting period. From this, it can be considered that the drive pattern (first drive pattern) having the longest drive time in the predetermined period until the previous discharge of the
上記の判断に基づいて、制御部40は、第1駆動パターンが突起531p,541pの形状維持にとって好ましくない駆動パターンであると判断する。そこで、制御部40は、第1駆動パターンの選択率を、放電灯90の前回の点灯期間における第1駆動パターンの選択率よりも小さくする(ステップS14)。すなわち、制御部40は、一つの駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との相関データを更新する。より詳細には、制御部40は、第1駆動パターンの選択率を、例えば、複数の(n個)の駆動パターンのうち各駆動パターンに設定されている選択率の平均値よりも小さくする。
Based on the above determination, the
次に、制御部40は、複数の駆動パターンのうち、上記第1駆動パターンの低下した選択率よりも高い選択率を有する駆動パターン(第2駆動パターン)を選択する(ステップS15)。なお、選択される第2駆動パターンは、ステップS12において第2ランプ電圧Vla2が検出された時点で選択されていた駆動パターンの選択率よりも高い選択率を有する駆動パターンとしてもよい。
Next, the
次に、放電灯駆動部230は、選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iを放電灯90に供給する(ステップS17)。この場合、放電灯駆動部230は、第2駆動パターンに対応する駆動電流Iを放電灯90に供給する。
Next, the discharge
一方、第1ランプ電圧Vla1に対する第2ランプ電圧Vla2の変化量が+3V以下であった場合(ステップS13:YES)、制御部40は、放電灯90の電極先端の突起531p,541pの欠落や消滅は生じていないと判断する。すなわち、制御部40は、今回の放電灯90の点灯以前に突起531p,541pの細り等の形状異常は生じておらず、または形状変化は許容できる範囲のものであり、放電灯90の前回の点灯期間において選択された1以上の駆動パターンに問題はなかったと判断する。
On the other hand, when the amount of change in the second lamp voltage Vla2 with respect to the first lamp voltage Vla1 is +3 V or less (step S13: YES), the
そこで、制御部40は、放電灯90の前回の消灯直前に選択されていた駆動パターンを、放電灯90の今回の点灯期間においても継続して選択する(ステップS16)。すなわち、制御部40は、第2ランプ電圧Vla2が動作検出部60により検出された時点で設定されていた駆動パターンを維持する。次に、ステップS17に移行し、放電灯駆動部230は、選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iを放電灯90に供給する。
Therefore, the
次に、制御部40は、ステップS15またはステップS16にて選択された駆動パターンに対応する駆動電流Iが放電灯90に供給されてから所定時間が経過したか否かを判断する(ステップS18)。所定時間が経過していない場合(ステップS18:NO)、選択されている駆動パターンに対応する駆動電流Iの供給が続行される。
Next, the
所定時間が経過した場合(ステップS18:YES)、動作検出部60は、選択された駆動電流Iの供給期間が所定時間に達した後の第3ランプ電圧Vla3を検出する(ステップS19)。制御部40は、検出された第3ランプ電圧Vla3を記憶部44に記憶する。
When the predetermined time has elapsed (step S18: YES), the operation detection unit 60 detects the third lamp voltage Vla3 after the supply period of the selected drive current I reaches the predetermined time (step S19). The
次に、制御部40は、ステップS12において検出された第2ランプ電圧Vla2と第3ランプ電圧Vla3との間の変化量が所定範囲内にあるか否かを判断する(ステップS20)。本実施形態において、所定範囲は例えば±2Vに設定されているが、適宜変更が可能である。具体的には、制御部40は、第2ランプ電圧Vla2と第3ランプ電圧Vla3との間の変化量が±2V以内であるか否かを判断する。
Next, the
第2ランプ電圧Vla2と第3ランプ電圧Vla3との間の変化量が所定範囲内であった場合(ステップS20:YES)、制御部40は、突起531p,541pの異常は発生していないと判断する。すなわち、制御部40は、現在選択されている駆動パターンが突起形状の維持にとって好ましい駆動パターンであると判断する。そこで、制御部40は、現在選択されている駆動パターンの選択率を、現時点での当該駆動パターンの選択率よりも大きくする(ステップS21)。すなわち、制御部40は、放電灯90の点灯期間において、選択された一つの駆動パターンに対応する駆動電流Iが供給される供給期間にて検出されたランプ電圧Vlaに基づいて、当該選択された一つの駆動パターンの選択率を更新する。更に換言すると、制御部40は、一つの駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との相関データを更新する。
When the amount of change between the second lamp voltage Vla2 and the third lamp voltage Vla3 is within a predetermined range (step S20: YES), the
次に、制御部40は、各駆動パターンに設定されている選択率に従って、現在選択されている駆動パターンとは異なる他の駆動パターンを選択する(ステップS22)。放電灯駆動部230は、選択された他の駆動パターンに対応する駆動電流Iを放電灯90に供給する(ステップS25)。
Next, the
一方、変化量が所定範囲外である場合(ステップS20:NO)、制御部40は、突起531p,541pの形状異常が発生していると判断する。すなわち、制御部40は、現在選択されている駆動パターンが突起形状の維持にとって好ましくない駆動パターンであると判断する。そこで、制御部40は、現在選択されている駆動パターンの選択率を、現時点での当該駆動パターンの選択率よりも小さくする(ステップS23)。すなわち、制御部40は、放電灯90の点灯期間において、選択された一つの駆動パターンに対応する駆動電流Iが供給される供給期間にて検出されたランプ電圧Vlaに基づいて、当該選択された一つの駆動パターンの選択率を更新する。更に換言すると、制御部40は、一つの駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との相関データを更新する。例えば、制御部40は、現在選択されている駆動パターンの選択率を、複数の駆動パターンのうち各駆動パターンに設定されている選択率の平均値よりも小さくする。
On the other hand, when the amount of change is outside the predetermined range (step S20: NO), the
次に、制御部40は、複数の駆動パターンのうち、現在選択されている駆動パターンの低下した選択率よりも高い選択率を有する駆動パターン(第3駆動パターン)を選択する(ステップS24)。次に、ステップS25に移行し、放電灯駆動部230は、選択された第3駆動パターンに対応する駆動電流Iを放電灯90に供給する。
Next, the
以降、制御部40は、ステップS18〜S25の手順を繰り返す。
Thereafter, the
次に、光源装置200の電源がオフされると、放電灯90が消灯される。なお、上述したように、動作検出部60は、放電灯90の消灯前に第1ランプ電圧Vla1を検出し、制御部40は、検出された第1ランプ電圧Vla1を記憶部44に記憶する。
Next, when the
本実施形態の放電灯点灯装置10において、制御部40は、第1ランプ電圧Vla1と第2ランプ電圧Vla2との間の変化量が所定値よりも大きい場合、放電灯90の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった第1駆動パターンの選択率を、前回の放電灯90の点灯期間における第1駆動パターンの選択率よりも小さくする。これにより、今回以降の放電灯90の点灯期間においては、突起形状の維持にとって好ましくないと判定された第1駆動パターンによる駆動時間が、前回の放電灯90の消灯前までの所定期間の中での駆動時間よりも少なくなる。その結果、電極先端の突起531p,541pの細り等の形状異常の発生を抑え、突起形状を安定させることができる。このようにして、本実施形態の放電灯点灯装置10によれば、放電灯90の寿命を向上することができる。
In the discharge
また、本実施形態の放電灯点灯装置10において、制御部40は、第1ランプ電圧Vla1と第2ランプ電圧Vla2との間の変化量が所定値よりも大きい場合、第1駆動パターンの低下した選択率よりも高い選択率を有する第2駆動パターンを選択する。これにより、突起形状の維持に対して好ましいと判定されている第2駆動パターンに対応する駆動電流Iが放電灯90に供給される。その結果、電極先端の突起531p,541pの形状が十分に維持されるため、放電灯90の寿命をさらに向上することができる。
Further, in the discharge
本実施形態の放電灯点灯装置10において、制御部40は、第1ランプ電圧Vla1と第2ランプ電圧Vla2との間の変化量が所定値よりも大きい場合、第1駆動パターンの選択率を複数の駆動パターンの各選択率の平均値よりも小さくしてもよい。この場合、今回の放電灯90の点灯から少なくとも暫くの期間において、突起形状の維持にとって好ましくないと判定された第1駆動パターンによる駆動時間を、前回の放電灯90の消灯前までの所定期間の中での駆動時間よりもより一層少なくすることができる。これにより、突起531p,541pの形状が良好に維持できるため、放電灯90の寿命を向上することができる。
In the discharge
また、本実施形態の放電灯点灯装置10において、制御部40は、第1ランプ電圧Vla1と第2ランプ電圧Vla2との間の変化量が所定値以下の場合、第2ランプ電圧Vla2が検出された時点で設定されていた駆動パターンを維持する。この駆動パターンは、特に突起形状を劣化させる原因にはならないと推定できるため、突起形状が維持でき、放電灯90の寿命を向上することができる。
Further, in the discharge
また、本実施形態の放電灯点灯装置10では、制御部40は、放電灯90の点灯期間において、複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを選択し、選択された一つの駆動パターンに対応する駆動電流Iを所定時間放電灯90に供給し、所定時間において検出されたランプ電圧Vlaに基づいてランプ電圧Vlaの変化量を取得する動作を、複数の駆動パターンの間で繰り返し、制御部40は、点灯期間において、一つの駆動パターンとランプ電圧Vlaの変化量との相関データを取得する。そのため、制御部40は、上記の相関データを参照することにより、現時点での電極先端の突起531p,541pの状態に合った各駆動パターンの選択率を適切に設定することができる。
Further, in the discharge
本実施形態の光源装置200は上記の放電灯点灯装置10を備えているため、信頼性の高い光源装置200を実現することができる。また、本実施形態のプロジェクター500は上記の光源装置200を備えているため、信頼性の高いプロジェクター500を実現することができる。
Since the
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過するタイプであることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味する。なお、光変調装置は、液晶パネル等に限られず、例えばデジタルマイクロミラーデバイスを用いた光変調装置であってもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the embodiment described above, an example in which the present invention is applied to a transmissive projector has been described, but the present invention can also be applied to a reflective projector. Here, the “transmission type” means that a liquid crystal light valve including a liquid crystal panel or the like is a type that transmits light. “Reflective type” means that the liquid crystal light valve reflects light. The light modulation device is not limited to a liquid crystal panel or the like, and may be a light modulation device using a digital micromirror device, for example.
また、上記実施形態において、3つの液晶パネル560R,560G,560B(液晶ライトバルブ330R,330G,330B)を用いたプロジェクター500の例を挙げたが、本発明は、1つの液晶パネルのみを用いたプロジェクター、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。
In the above embodiment, an example of the
10…放電灯点灯装置(放電灯駆動装置)、40…制御部、60…動作検出部(検出部)、90…放電灯、200…光源装置、230…放電灯駆動部(駆動部)、330R,330G,330B…液晶ライトバルブ(光変調素子)、350…投射光学系、500…プロジェクター。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記放電灯の電極間電圧を検出する検出部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記駆動部は、前記放電灯に供給される駆動電流が互いに異なる複数の駆動パターンを有し、
前記制御部は、前記放電灯の点灯期間において、前記複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを所定の選択率に従って所定のタイミングで順次選択し、選択された前記駆動パターンに対応する駆動電流が前記放電灯に供給されるように前記駆動部を制御し、
前記制御部は、前記放電灯の前回の消灯前に検出された第1電極間電圧と、前記放電灯の今回の点灯後に検出された第2電極間電圧と、の間の変化量が所定値よりも大きい場合、前記放電灯の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった第1駆動パターンの選択率を、前回の点灯期間における前記第1駆動パターンの選択率よりも小さくする、放電灯駆動装置。 A drive unit for supplying a drive current to a discharge lamp having a pair of electrodes;
A detection unit for detecting a voltage between the electrodes of the discharge lamp;
A control unit for controlling the driving unit;
With
The drive unit has a plurality of drive patterns with different drive currents supplied to the discharge lamp,
The control unit sequentially selects one of the plurality of drive patterns at a predetermined timing according to a predetermined selection rate during a lighting period of the discharge lamp, and a drive current corresponding to the selected drive pattern Controlling the driving unit so that is supplied to the discharge lamp,
The control unit has a predetermined amount of change between the first interelectrode voltage detected before the discharge lamp is turned off and the second interelectrode voltage detected after the discharge lamp is turned on this time. Is greater than the selection rate of the first drive pattern in the previous lighting period, the selection rate of the first drive pattern that has the longest drive time in the predetermined period until the previous extinction of the discharge lamp, Discharge lamp driving device.
前記複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを選択し、選択された前記一つの駆動パターンに対応する駆動電流を所定時間前記放電灯に供給し、前記所定時間において検出された電極間電圧に基づいて前記電極間電圧の変化量を取得する動作を、前記複数の駆動パターンの間で繰り返し、
前記一つの駆動パターンと前記一つの駆動パターンに対応する前記変化量との相関データを取得する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。 In the lighting period, the control unit
One driving pattern is selected from the plurality of driving patterns, a driving current corresponding to the selected driving pattern is supplied to the discharge lamp for a predetermined time, and the inter-electrode voltage detected at the predetermined time is set. The operation of acquiring the amount of change in the inter-electrode voltage based on the plurality of drive patterns is repeated,
The discharge lamp drive device according to any one of claims 1 to 4, wherein correlation data between the one drive pattern and the amount of change corresponding to the one drive pattern is acquired.
請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の放電灯駆動装置と、
を備える、光源装置。 A discharge lamp that emits light;
The discharge lamp driving device according to any one of claims 1 to 6,
A light source device.
前記光源装置から射出される光を映像信号に応じて変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を投射する投射光学系と、
を備えた、プロジェクター。 The light source device according to claim 7;
A light modulation element that modulates light emitted from the light source device according to a video signal;
A projection optical system for projecting light modulated by the light modulation element;
Equipped with a projector.
前記放電灯に供給される駆動電流が互いに異なる複数の駆動パターンを有し、
前記放電灯の点灯期間において、前記複数の駆動パターンのうちの一つの駆動パターンを所定の選択率に従って所定のタイミングで順次選択し、
選択された前記駆動パターンに対応する駆動電流を前記放電灯に供給し、
前記放電灯の前回の消灯前に検出された第1電極間電圧と、前記放電灯の今回の点灯後に検出された第2電極間電圧と、の間の変化量が所定値よりも大きい場合、前記放電灯の前回の消灯までの所定期間において駆動時間が最も長かった第1駆動パターンの選択率を、前回の点灯期間における前記第1駆動パターンの選択率よりも小さくする、放電灯駆動方法。 A discharge lamp driving method for supplying a driving current to a discharge lamp having a pair of electrodes and driving the discharge lamp,
The drive current supplied to the discharge lamp has a plurality of different drive patterns,
In the lighting period of the discharge lamp, one of the plurality of driving patterns is sequentially selected at a predetermined timing according to a predetermined selection rate,
Supplying a driving current corresponding to the selected driving pattern to the discharge lamp;
When the amount of change between the first interelectrode voltage detected before the discharge lamp is turned off and the second interelectrode voltage detected after the discharge lamp is turned on is greater than a predetermined value, A discharge lamp driving method, wherein a selection rate of a first drive pattern having a longest driving time in a predetermined period until the discharge lamp is turned off is smaller than a selection rate of the first drive pattern in a previous lighting period.
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