JP3794415B2 - 放電灯点灯装置およびプロジェクタ - Google Patents
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Description
本例は、図1に示すように、直流電源Eを電源とするDC−DC変換回路1と、DC−DC変換回路1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2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3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していない。
本例は、図7に示すように、図1に示した基本構成1に対して、フリッカ検出手段としてのチラツキ検出部11と、後述する時限動作用のタイマ12とを付加したものである。また、放電ランプLaのランプ電流を検出するために平滑コンデンサC1の負極とスイッチング素子Q3との間に抵抗R4を挿入するとともに、抵抗R4の両端電圧を検出する電流検出部8を設け、さらに放電ランプLaの光出力を検出する光出力検出部9を設けている。光出力検出部9としては、たとえば放電ランプLaの近傍に配置したフォトダイオードなどの受光素子を用いる。ランプ電圧に相当する抵抗R3の両端電圧と、ランプ電流に相当する電流検出部8の出力と、光出力を反映した光出力検出部9の出力とは、それぞれA/D変換器13〜15を通してマイコン10に入力される。ここに、抵抗R3の両端電圧は平滑コンデンサC1により平滑された電圧であってA/D変換器13のサンプリング周期内では一定と考えてよいからA/D変換器13に直接入力しているが、抵抗R4の両端電圧は極性反転回路2におけるスイッチング素子Q2〜Q5のスイッチングによって変動ししかも抵抗R4は小抵抗であって両端電圧が低電圧であるからフィルタおよび増幅の機能を備えた電流検出回路8を通してA/D変換器14に入力する。
上述した各例において説明したように、高電力モードではDC−DC変換回路1(図16参照)の出力電力を定電力モードよりも大きくしている。ただし、高電力モードにおいて電力を大きくする目的は、電極の温度やバルブ内の温度を上昇させることであるから、必ずしも電力の実効値を大きくしなくてもよく、DC−DC変換回路1から出力される矩形波電圧の一部の期間において電力を大きくしても目的を達成することが可能である。矩形波電圧の半サイクルの期間の電力の値は正弦波ではピーク値で代表されるから、DC−DC変換回路1の出力は矩形波電圧であるが、以下ではピーク値と呼ぶことにする。高電力モードにおいて定電力モードよりも電力の実効値を大きくすれば、電極の温度やバルブ内の温度を迅速に上昇させることができるが、電力の実効値が大きくなれば光出力の変化を伴うから、光出力の変化を抑制する場合には高電力モードにおいて定電力モードと電力の実効値を等しくしピーク値を大きくするのが望ましい。要するに、高電力モードでは、電力の実効値とピーク値との少なくとも一方を大きくすればよい。以下では放電ランプLaに供給する電力の制御をランプ電流Ilaの制御によって行うものとする。
上述した各例では、放電ランプLaに印加する電圧を一定周期で交番させる構成を採用しているが、本実施形態は、図19(a)(b)のように、ランプ電流Ilaを増加させる期間Tn,Twを他の期間Tuと異ならせたものである。すなわち、図19(a)はランプ電流Ilaを増加させる期間Tnを他の期間Tuよりも短くし(Tn<Tu)、図19(b)はランプ電流Ilaを増加させる期間Twを他の期間Tuよりも長くしている(Tw>Tu)例である。実施形態1において説明したように、ランプ電流Ilaの増加率と半サイクルの時間とは装置に関係するから、ランプ電流Ilaを増加させる期間Tn,Twを他の期間Tuに対して増減させることにより、所望のランプ電流Ilaを放電ランプLaに与えることができる。
上述した各例では、基本的には、図20に示すように、定電力モードの期間Pb1においてはランプ電流Ilaのピーク値を一定に保ち、高電力モードの期間Pb2においてはランプ電流Ilaのピーク値を変化させている。
本実施形態は、上述した放電灯点灯装置により点灯するランプLaをプロジェクタの光源に用いる例であって、ここでは、DMD(デジタルマイクロミラー)素子を用いるDLP(登録商標)方式のプロジェクタに用いる場合を例示する。ランプLaおよび放電灯点灯装置はDMD素子やファンなどとともに筐体に収納される。筐体の一部には投影用のレンズが突出する。この種のプロジェクタは、光源の前方に図25に示すような円板形のカラーフィルタ16を有し、カラーフィルタ16を透過した光をDMD素子で反射させるように構成されている。カラーフィルタ16は、赤(R)、緑(G)、青(B)、無色(W)の領域に分割されており、図25の矢印Xの向きに一定周期で回転する。したがって、カラーフィルタ16の透過色は、図26(a)に示すように、時間経過に伴って、赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)のように変化する。
2 インバータ回路
3 制御回路
4 分圧回路
5 フルブリッジ制御部
6a,6b ドライブ回路
7 PWM制御回路
8 電流検出回路
9 光出力検出部
10 マイコン
11 チラツキ検出部
12 タイマ
13 A/D変換器
14 A/D変換器
15 A/D変換部
16 カラーフィルタ
La 放電ランプ
Q1 スイッチング素子
Q2〜Q5 スイッチング素子
Claims (8)
- スイッチング素子のオンオフを制御することにより高輝度放電ランプである放電ランプへの供給電力を可変とした電力変換回路と、放電ランプの安定点灯時に放電ランプに定電力が供給される定電力モードで電力変換回路のスイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備え、電力変換回路は放電ランプに極性が交番する矩形波電圧を印加し、制御回路は、放電ランプに印加する矩形波電圧の極性が規定回数反転する期間を単位期間とし、単位期間内で矩形波電圧の少なくとも1回の半サイクルの期間に電力変換回路から供給するランプ電流を他の期間よりも増加させる高電力モードを、放電ランプが安定点灯に移行した後の放電ランプの点灯期間中に選択可能であり、高電力モードとして、放電ランプに供給する電力の実効値を定電力モードと等しくする実効値同一モードを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
- 前記制御回路は、ランプ電流を他の期間よりも増加させる半サイクルの時間を他の半サイクルの時間とは異ならせることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、矩形波電圧の周波数を変化させることを特徴とする請求項1または請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、ランプ電流を増加させる頻度を変化させることを特徴とする請求項1または請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、ランプ電流のピーク値を変化させることを特徴とする請求項1または請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 前記制御回路は、前記高電力モードにおいて、特定の移行条件が成立したときには、矩形波電圧の周波数とランプ電流を増加させる頻度とランプ電流のピーク値とのうちの2以上の要素を変化させることを特徴とする請求項1または請求項2記載の放電灯点灯装置。
- 前記放電ランプを光源とし、光源からの光の透過色が規定周期で時間変化するカラーフィルタを備えたプロジェクタに用いる放電灯点灯装置であって、前記制御回路は、放電ランプに印加する矩形波電圧の極性を反転させるタイミングを、カラーフィルタの透過色を変更するタイミングに同期させていることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の放電灯点灯装置。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の放電灯点灯装置を搭載したことを特徴とするプロジェクタ。
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