JP4802581B2 - 放電灯点灯装置および画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置および画像表示装置に関し、特にランプの長寿命化に関するものである。

近年、プロジェクタやリアプロジェクションＴＶが普及しており、その光源となる放電ランプの長寿命化が必要となってきている。放電ランプを長寿命化させるための１つの手段として、電極にダメージを与えないような始動方式の採用がある。

特許文献１（特表２００３−５３１４６８号公報）に記載されているように、ランプの始動を数十ｋＨｚ〜百数十ｋＨｚの高周波電流にすることで、ブレークダウン時に発生するランプヘの突入電流を無くすことができ、電極へのダメージを軽減させるとともに、両側の電極を暖める効果があるため、グロー放電からアーク放電ヘの移行をスムーズに行うことができる。このため、従来、直流や数Ｈｚ〜数百Ｈｚの低周波で始動させていた方式から高周波で始動する方式に移行しつつある。

ただし、ランプが最も点灯しにくい状態（コールド状態）で高周波のランプ電流値（周波数）や高周波時間などの条件を決定するのが一般的である。この場合、電極温度がどんな温度であっても電極へ印加するエネルギーは一定である。そのため、ランプの消灯後、時間経過によって電極温度は低下していくが、電極の温度がまだ高いうちに再度始動を行うと、電極にとってエネルギーが供給過多となり、電極を損傷する場合がある。

特にランプ消灯後から数十秒〜数分以内では電極はまだ暖まっており、再始動を行うと電極の先端から電子が放出されるため、高周波のランプ電流値（周波数）や高周波時間などの条件をコールド状態での設定値で始動すると、電極先端の温度が必要以上に上昇し、電極の劣化や損傷を引き起こす恐れがあるため、コールド状態の各設定値より小さい値で十分である。
特表２００３−５３１４６８号公報

そこで、本発明は、放電灯点灯装置およびこれを用いた画像表示装置において、ランプの始動の際の放電ランプの電極温度に応じて高周波電流の時間もしくは電流値を最適に制御することにより、放電ランプの電極へのダメージを軽減し、ランプ寿命を長くすることを目的とする。

請求項１の放電灯点灯装置は、放電ランプに高周波電圧・電流を印加して始動させる放電灯点灯装置において、図１，図４，図５，図７，図９，図１１，図１２に示すように、ランプの消灯後の経過状態を計測する手段と、消灯後の経過状態に応じて高周波電圧・電流の印加時間または高周波電流値を消灯後の電極温度が高いほど減少させる制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２の放電灯点灯装置は、請求項１の放電灯点灯装置において、図７，図９，図１１に示すように、計測手段をランプ温度を検出する温度検出手段としたことを特徴とする。

請求項３の放電灯点灯装置は、請求項１の放電灯点灯装置において、図１，図４，図５，図１２に示すように、計測手段を、ランプの消灯後の経過時間をカウントする計時手段としたことを特徴とする。

請求項４の放電灯点灯装置は、請求項１〜３の放電灯点灯装置において、図１６，図１７に示すように高周波で始動後、一定期間直流または定常点灯時より低い周波数で放電ランプを点灯することを特徴とする。

請求項５の画像表示装置は、請求項１〜４の放電灯点灯装置を用いた図１８に示すようなプロジェクタやリアプロジェクションＴＶといった画像表示装置であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ランプの消灯後の経過状態を計測し、経過状態に応じて高周波電圧・電流の印加時間または高周波電流を最適な値に制御することにより、電極へのダメージを少なくして始動することができる。

請求項２の発明によれば、ランプ消灯後の経過状態を、ランプ温度で計測し、温度に応じて高周波電圧・電流の印加時間または高周波電流を最適な値に制御することにより、電極へのダメージを少なくして始動することができる。

請求項３の発明によれば、ランプ消灯後の経過状態を、ランプ消灯後の経過時間で計測し、経過時間に応じて高周波電圧・電流の印加時間または高周波電流を最適な値に制御することにより、電極へのダメージを少なくして始動することができる。

請求項４の発明によれば、高周波で始動後、一定期間直流または定常点灯時より低い周波数でランプを点灯することにより、高周波電流より直流電流の方が電極の暖まり方が早いため、光束立ち上がりが早くなり、定常点灯状態への移行時間が短縮され、また、高周波電圧・電流の印加時間または高周波電流を最適な値に制御することにより、電極へのダメージを少なくして始動することができる。

請求項５の発明によれば、ランプの寿命が伸びるため、ランプの交換（メンテナンス）の頻度を少なくできる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る放電灯点灯装置の回路図である。この実施の形態１は、放電ランプの消灯後の経過時間に応じて、高周波電流の時間Ｔ（図２）を変更する例であり、請求項１，３に対応する実施の形態である。

以下、図１の回路構成について説明する。直流電源Ｅの正極はスイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ１を介してコンデンサＣ１の正極に接続されており、コンデンサＣ１の負極は電流検出用の抵抗Ｒ１を介して直流電源Ｅの負極に接続されている。コンデンサＣ１の負極には回生電流通電用のダイオードＤ１のアノードが接続されており、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の接続点に接続されている。スイッチング素子Ｑ１はＰＷＭ制御回路２の出力により高周波でＯＮ・ＯＦＦ駆動され、スイッチング素子Ｑ１がＯＮのとき、直流電源Ｅからスイッチング素子Ｑ１、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、抵抗Ｒ１を介して電流が流れ、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦのとき、インダクタＬ１、コンデンサＣ１、ダイオードＤ１を介して回生電流が流れる。これにより、直流電源Ｅの直流電圧を降圧した直流電圧がコンデンサＣ１に充電される。スイッチング素子Ｑ１がＯＮのとき、インダクタＬ１に流れるチョッパ電流は抵抗Ｒ１により検出され、ＰＷＭ制御回路２に入力されており、所定の電流値に達すると、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦするように制御される。ＰＷＭ制御回路２によりスイッチング素子Ｑ１のＯＮデューティ（一周期に占めるＯＮ時間の割合）を変えることにより、コンデンサＣ１に得られる電圧を可変制御できる。以上により降圧チョッパ回路を構成している。

直流電源Ｅは例えば商用交流電源を整流・平滑した直流電圧であり、例えば、全波整流回路の出力に接続された昇圧チョッパ回路（図示せず）の出力電圧であっても良い。

コンデンサＣ１の両端には、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の直列回路と、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の直列回路が並列に接続されている。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３はドライブ回路９ａにより高周波または低周波で交互にＯＮ・ＯＦＦ駆動され、スイッチング素子Ｑ４，Ｑ５はドライブ回路９ｂにより高周波または低周波で交互にＯＮ・ＯＦＦ駆動される。ドライブ回路９ａ，９ｂはＩＲ社製造のＩＲ２１１１などが用いられ、フルブリッジ制御部８によりスイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がＯＮ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がＯＦＦの状態と、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ５がＯＦＦ、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４がＯＮの状態とが高周波（数十ｋＨｚ〜百数十ｋＨｚ）または低周波（数Ｈｚ〜数百Ｈｚ）で交番するように制御される。以上によりフルブリッジ型のインバータ回路（極性反転回路）を構成している。

次に、負荷回路について説明する。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３の接続点にはインダクタＬ２の一端が接続されており、インダクタＬ２の他端には放電ランプＬａの一端が接続されている。放電ランプＬａの他端はスイッチング素子Ｑ４，Ｑ５の接続点に接続されている。放電ランプＬａの両端にはコンデンサＣ２が並列接続されている。インダクタＬ２とコンデンサＣ２は共振回路を構成している。高周波動作期間（始動時）には、共振回路の共振作用により高周波の高電圧が得られて放電ランプＬａを絶縁破壊すると共に、グロー放電からアーク放電へ移行させるためのエネルギーを供給する（なお、放電ランプＬａの絶縁破壊のために別設のイグナイタ回路（図示せず）により高電圧パルスを印加するように構成しても良い）。低周波動作期間（定常点灯時）には、コンデンサＣ１の電圧が低周波で極性反転しながら放電ランプＬａに印加される。

コンデンサＣ１の電圧は抵抗Ｒ２，Ｒ３により分圧されて、ランプ電圧Ｖｌａの検出値としてマイコン３のＡ／Ｄ変換入力ポート４に取り込まれる。これによりランプ電圧検出回路を構成している。

次に、制御回路１について説明する。制御回路１は降圧チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ１を制御するためのＰＷＭ制御回路２と、フルブリッジ型のインバータ回路のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ５を制御するためのフルブリッジ制御部８と、これらを制御するマイコン３を備える。マイコン３としては、例えばルネサス製のＭ３７５４０などを用いる。マイコン３のＡ／Ｄ変換入力ポート４には、ランプ電圧Ｖｌａの検出値が入力されている。抵抗Ｒ４とコンデンサＣ３よりなるＣＲフィルタ回路が接続されたマイコンの２値出力ポートには、デューティ可変の矩形波電圧が出力されている。このデューティ可変の矩形波電圧をＣＲフィルタ回路により直流電圧に平滑化することにより、ＰＷＭ制御回路２に出力電圧の指令値を与えている。これによりマイコン３は降圧チョッパ回路の出力電圧（コンデンサＣ１の電圧）を任意に制御することができる。

安定点灯時（低周波動作期間）において、マイコン３はランプ電圧Ｖｌａの検出値に応じて、コンデンサＣ１の電圧が最適化されるように降圧チョッパ回路を制御している。また、始動時（高周波動作期間）においては、放電ランプＬａの絶縁破壊が可能となり、その後、所定の高周波電流が流れるようなコンデンサＣ１の電圧となるように、降圧チョッパ回路を制御している。

マイコン３の出力ポートＦＢ１，ＦＢ２からはフルブリッジ制御部８に対してフルブリッジ制御信号が出力されており、これによりインバータ回路を高周波動作または低周波動作に切り替えることができる。高周波動作時には、その動作周波数を共振回路の共振周波数に近づけることにより放電ランプＬａに流れる高周波電流を増大させることができ、反対に、共振回路の共振周波数から遠ざけることにより放電ランプＬａに流れる高周波電流を減少させることができる。

本実施の形態では、放電ランプＬａの消灯を例えばランプ電圧Ｖｌａの変化で検出し、それによりマイコン３内のタイマーカウンタ６で時間をカウント開始する。具体的には、Ａ／Ｄ変換入力ポート４によりデジタル値に変換されたランプ電圧Ｖｌａを点灯判別部５により所定の閾値と比較し、ランプ電圧が所定の閾値以上になれば放電ランプＬａは消灯したと判別し、タイマーカウンタ６で消灯時間ｔｘをカウント開始させる。マイコン３に放電ランプＬａを点灯させる点灯命令が入力されれば、マイコン３内で消灯時間ｔｘに応じて高周波時間Ｔｘを決定し、放電ランプＬａを点灯するための始動動作（高周波始動）を行い、放電ランプＬａを点灯させる。

高周波時間Ｔｘの決定方法は、例えば図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、消灯時間の経過につれて連続的に増加させ、時間経過がある一定以上になるとリミットＴｍａｘで制限する。また、図３（ｄ）に示すように、消灯時間の経過につれて少なくとも２段階以上に高周波時間を段階的に増加させ、時間経過がある一定以上になるとリミットＴｍａｘで制限する。リミットＴｍａｘはコールド状態（初始動）の時の値として設定しても良いし、所定の経過時間以上の場合の値として設定してもよい。

図３（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係は、消灯時間ｔｘ（＝ｔ０，ｔ１，…，ｔｘ）と高周波時間Ｔｘ（＝Ｔ０，Ｔ１，…，Ｔｘ）の対応表（テーブルデータ）としてマイコン３内のメモリ７に設定しておけば変換処理が簡単となる。また、図３（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係を表す所定の演算式（関数）を用いてマイコンの演算機能により算出するようにしても良く、その場合、メモリの容量を節約できる。

（実施の形態１’）
図１に示したように、ランプ消灯後の経過時間を計測する手段は、タイマ付きマイコン内のタイマーカウンタを用いても良いが、その他の例として、図１２のようなアナログ回路を用いた構成としても良い。放電ランプＬａの消灯を例えばランプ電圧Ｖｌａの変化で検出し、抵抗Ｒ９とコンデンサＣ５の充電電圧で時間を計測する。図１３のように、消灯時に出力ポート１２をＨｉｇｈとし、コンデンサＣ５を抵抗Ｒ９を介して充電し、点灯時は出力ポート１２をＬｏｗとし、コンデンサＣ５を抵抗Ｒ９を介して放電させる。コンデンサＣ５の電圧をＡ／Ｄ変換入力ポート１３により取得し、その充電電圧に応じて消灯時間ｔｘを計測する。以下に述べる実施の形態においても、同様の手段を用いてランプ消灯後の経過時間を計測しても構わない。

（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２に係る放電灯点灯装置の回路図である。この実施の形態２は、放電ランプの消灯後の経過時間に応じて、高周波電流Ｉｐ（図２）を変更する例であり、請求項１，３に対応する別の実施の形態である。高周波電流Ｉｐを増減するためには、高周波動作時の降圧チョッパ回路の出力電圧の電圧値を増減させてやれば良い。あるいは、高周波動作期間の動作周波数を共振周波数（あるいはその整数倍もしくは整数分の１）に近づけたり遠ざけたりすることによっても高周波電流Ｉｐを変化させることができる。

ここでは、降圧チョッパ出力制限回路１０を設けることで、高周波動作時の降圧チョッパ回路の出力電圧の電圧値を消灯時間ｔｘに応じた所定の設定値Ｖｐｘに制限するように構成している。降圧チョッパ出力制限回路１０では、コンデンサＣ１の電圧を抵抗Ｒ５，Ｒ６により分圧し、コンパレータＩＣ１の−入力端子に印加している。コンパレータＩＣ１の＋入力端子には、基準電圧（コンデンサＣ４の充電電圧）が印加されている。コンデンサＣ１の電圧を分圧した検出電圧が基準電圧よりも高くなると、コンパレータＩＣ１の出力がＬｏｗレベルとなり、ＰＷＭ制御回路２の動作が停止する（スイッチング素子Ｑ１がＯＮしなくなる）。これによりコンデンサＣ１の電圧が低下すると、コンパレータＩＣ１の出力は再びＨｉｇｈレベルとなり、ＰＷＭ制御回路２が動作を再開する。

コンパレータＩＣ１に基準電圧を与えるコンデンサＣ４は、抵抗Ｒ７を介してマイコン３の２値出力ポートに接続されている。この２値出力ポートからは、デューティ可変の矩形波電圧が出力されている。この矩形波電圧のデューティが、マイコン３のタイマーカウンタ６により計測された消灯時間ｔｘに応じて決定された所定の設定値Ｖｐｘに応じて変化することで、高周波動作時の降圧チョッパ回路の出力電圧の電圧値を消灯時間ｔｘに応じた所定の設定値Ｖｐｘに制限することができる。これにより、降圧チョッパ回路の出力電圧が所定の電圧に制限され、高周波動作時のランプ電流Ｉｐが決定され、放電ランプＬａを点灯するための始動動作（高周波始動）を行い、放電ランプＬａを点灯させる。その他の構成及び動作は実施の形態１と同様である。

ランプ電流Ｉｐの決定方法は、例えば図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように消灯時間の経過につれて連続的に増加させ、時間経過がある一定以上になると、リミットＩｐｍａｘで制限する。また、図６（ｄ）に示すように、消灯時間の経過につれて、少なくとも２段階以上に高周波電流Ｉｐを段階的に増加させ、時間経過がある一定以上になるとリミットＩｐｍａｘで制限する。リミットＩｐｍａｘはコールド状態（初始動）の時の値として設定しても良いし、所定の経過時間以上の場合の値として設定してもよい。降圧チョッパ回路の出力制限電圧値の設定値Ｖｐｘは所望の高周波電流Ｉｐとなるように関係付けておく。

図６（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係は、消灯時間ｔｘ（＝ｔ０，ｔ１，…，ｔｘ）と設定値Ｖｐｘ（＝Ｖｐ０，Ｖｐ１，…，Ｖｐｘ）の対応表（テーブルデータ）としてマイコン３内のメモリ７に設定しておけば変換処理が簡単となる。また、図６（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係を表す所定の演算式（関数）を用いてマイコンの演算機能により算出するようにしても良く、その場合、メモリの容量を節約できる。

（実施の形態２’）
また、高周波電流Ｉｐ（図２）を変更する別の実施の形態として、図５に示すように、消灯時間ｔｘと高周波周波数ｆｘの関係をテーブルデータとして設定しておき、高周波動作時の周波数ｆｘを低くしたり高くしたりすることで、高周波電流Ｉｐを増減するように構成しても良い。

本実施の形態では、放電ランプＬａの消灯を例えばランプ電圧Ｖｌａの変化で検出し、それによりマイコン３内のタイマーカウンタ６で時間をカウント開始する。マイコン３に放電ランプＬａを点灯させる点灯命令が入力されれば、マイコン３内で消灯時間ｔｘに応じて高周波周波数ｆｘを決定し、放電ランプＬａを点灯するための始動動作（高周波始動）を行い、放電ランプＬａを点灯させる。その他の構成及び動作は実施の形態２と同様である。

ここでもランプ電流Ｉｐの決定方法は、例えば図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように消灯時間の経過につれて連続的に増加させ、時間経過がある一定以上になると、リミットＩｐｍａｘで制限する。また、図６（ｄ）に示すように、消灯時間の経過につれて、少なくとも２段階以上に高周波電流Ｉｐを段階的に増加させ、時間経過がある一定以上になるとリミットＩｐｍａｘで制限する。リミットＩｐｍａｘはコールド状態（初始動）の時の値として設定しても良いし、所定の経過時間以上の場合の値として設定してもよい。高周波周波数の設定値ｆｘは所望の高周波電流Ｉｐとなるように関係付けておく。

図６（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係は、消灯時間ｔｘ（＝ｔ０，ｔ１，…，ｔｘ）と高周波周波数ｆｘ（＝ｆ０，ｆ１，…，ｆｘ）の対応表（テーブルデータ）としてマイコン３内のメモリ７に設定しておけば変換処理が簡単となる。また、図６（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係を表す所定の演算式（関数）を用いてマイコンの演算機能により算出するようにしても良く、その場合、メモリの容量を節約できる。

（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３に係る放電灯点灯装置の回路図である。この実施の形態３は、放電ランプの消灯後のランプ温度に応じて、高周波電流の時間Ｔ（図２）を変更する例であり、請求項１，２に対応する実施の形態である。

放電ランプＬａの近傍には、温度検出手段として、サーミスタＲｔｈ１が配置されている（図１４参照）。サーミスタＲｔｈ１の一端は抵抗Ｒ８を介して電源電圧Ｖｃｃのラインに接続されており、サーミスタＲｔｈ１の他端はグランドラインに接続されている。これにより、サーミスタＲｔｈ１と抵抗Ｒ８は電源電圧Ｖｃｃを抵抗比に応じて分圧する抵抗分圧回路を構成しており、サーミスタＲｔｈ１の両端電圧を検出することにより放電ランプＬａのランプ温度を計測することができる。サーミスタＲｔｈ１の両端電圧は、マイコン３のＡ／Ｄ変換入力ポート１１に入力されて、デジタル値（ランプ温度Ａｘ）に変換される。

本実施の形態では、放電ランプＬａの消灯を例えばランプ電圧Ｖｌａの変化で検出し、それによりランプ温度の検出を開始する。具体的には、Ａ／Ｄ変換入力ポート４によりデジタル値に変換されたランプ電圧Ｖｌａを点灯判別部５により所定の閾値と比較し、ランプ電圧が所定の閾値以上になれば放電ランプＬａは消灯したと判別し、サーミスタＲｔｈ１によるアナログの検出電圧をＡ／Ｄ変換入力ポート１１を介してデジタル値のランプ温度Ａｘに変換する。マイコン３に放電ランプＬａを点灯させる点灯命令が入力されれば、マイコン３内でランプ温度Ａｘに応じて高周波時間Ｔｘを決定し、放電ランプＬａを点灯するための始動動作（高周波始動）を行い、放電ランプＬａを点灯させる。

高周波時間Ｔｘの決定方法は、例えば図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ランプ温度の低下につれて連続的に増加させ、ランプ温度がある一定以下になるとリミットＴｍａｘで制限する。また、図８（ｄ）に示すように、ランプ温度の低下につれて少なくとも２段階以上に高周波時間を段階的に増加させ、ランプ温度がある一定温度以下になると、リミットＴｍａｘで制限する。リミットＴｍａｘはコールド状態（初始動）の時の値として設定しても良いし、所定のランプ温度以下の場合の値として設定してもよい。

図８（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係は、ランプ温度Ａｘ（＝Ａ０，Ａ１，…，Ａｘ）と高周波時間Ｔｘ（＝Ｔ０，Ｔ１，…，Ｔｘ）の対応表（テーブルデータ）としてマイコン３内のメモリ７に設定しておけば変換処理が簡単となる。また、図８（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係を表す所定の演算式（関数）を用いてマイコンの演算機能により算出するようにしても良く、その場合、メモリの容量を節約できる。

（実施の形態４）
図９は本発明の実施の形態４に係る放電灯点灯装置の回路図である。この実施の形態４は、放電ランプＬａの消灯後のランプ温度に応じて、高周波電流Ｉｐ（図２）を変更する例であり、請求項１，２に対応する別の実施の形態である。高周波電流Ｉｐを増減するためには、高周波動作時の降圧チョッパ回路の出力電圧の電圧値を増減させてやれば良い。あるいは、高周波動作期間の動作周波数を共振周波数（あるいはその整数倍もしくは整数分の１）に近づけたり遠ざけたりすることによっても高周波電流Ｉｐを変化させることができる。

ここでは、降圧チョッパ出力制限回路１０を設けることで、高周波動作時の降圧チョッパ回路の出力電圧の電圧値をランプ温度Ａｘに応じた所定の設定値Ｖｐｘに制限するように構成している。降圧チョッパ出力制限回路１０では、コンデンサＣ１の電圧を抵抗Ｒ５，Ｒ６により分圧し、コンパレータＩＣ１の−入力端子に印加している。コンパレータＩＣ１の＋入力端子には、基準電圧（コンデンサＣ４の充電電圧）が印加されている。コンデンサＣ１の電圧を分圧した検出電圧が基準電圧よりも高くなると、コンパレータＩＣ１の出力がＬｏｗレベルとなり、ＰＷＭ制御回路２の動作が停止する（スイッチング素子Ｑ１がＯＮしなくなる）。これによりコンデンサＣ１の電圧が低下すると、コンパレータＩＣ１の出力は再びＨｉｇｈレベルとなり、ＰＷＭ制御回路２が動作を再開する。

コンパレータＩＣ１に基準電圧を与えるコンデンサＣ４は、抵抗Ｒ７を介してマイコン３の２値出力ポートに接続されている。この２値出力ポートからは、デューティ可変の矩形波電圧が出力されている。この矩形波電圧のデューティが、サーミスタＲｔｈ１により計測されたランプ温度Ａｘに応じて決定された所定の設定値Ｖｐｘに応じて変化することで、高周波動作時の降圧チョッパ回路の出力電圧の電圧値をランプ温度Ａｘに応じた所定の設定値Ｖｐｘに制限することができる。これにより、降圧チョッパ回路の出力電圧が所定の電圧に制限され、高周波動作時のランプ電流Ｉｐが決定され、放電ランプＬａを点灯するための始動動作（高周波始動）を行い、放電ランプＬａを点灯させる。その他の構成及び動作は実施の形態３と同様である。

ランプ電流Ｉｐの決定方法は、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ランプ温度の低下に応じて連続的に増加させ、ランプ温度がある一定以下になると、リミットＩｐｍａｘで制限する。また、図１０（ｄ）に示すように、ランプ温度の低下につれて少なくとも２段階以上に高周波電流Ｉｐを段階的に増加させ、ランプ温度がある一定温度以下になると、リミットＩｐｍａｘで制限する。リミットＩｐｍａｘはコールド状態（初始動）の時の値として設定しても良いし、所定のランプ温度以下の場合の値として設定してもよい。降圧チョッパ出力制限電圧値の設定値Ｖｐｘは所望の高周波電流Ｉｐとなるように関係付けておく。

図１０（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係は、ランプ温度Ａｘ（＝Ａ０，Ａ１，…，Ａｘ）と設定値Ｖｐｘ（＝Ｖｐ０，Ｖｐ１，…，Ｖｐｘ）の対応表（テーブルデータ）としてマイコン３内のメモリ７に設定しておけば変換処理が簡単となる。また、図１０（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係を表す所定の演算式（関数）を用いてマイコンの演算機能により算出するようにしても良く、その場合、メモリの容量を節約できる。

（実施の形態４’）
また、高周波電流Ｉｐ（図２）を変更する別の実施の形態として、図１１に示すように、ランプ温度Ａｘと高周波周波数ｆｘの関係をテーブルデータとして設定しておき、高周波動作時の周波数ｆｘを低くしたり高くしたりすることで、高周波電流Ｉｐを増減するように構成しても良い。

本実施の形態では、放電ランプＬａの消灯を例えばランプ電圧Ｖｌａの変化で検出し、消灯後のランプ温度をサーミスタＲｔｈ１と抵抗Ｒ８の分圧回路によりアナログの検出電圧に変換し、この電圧値をマイコン３のＡ／Ｄ変換入力ポート１１でデジタル値として取得することで、ランプ温度Ａｘを計測する。マイコン３に放電ランプＬａを点灯させる点灯命令が入力されれば、マイコン３内でランプ温度Ａｘに応じて高周波周波数ｆｘを決定し、放電ランプＬａを点灯するための始動動作（高周波始動）を行い、放電ランプＬａを点灯させる。その他の構成及び動作は実施の形態４と同様である。

ここでもランプ電流Ｉｐの決定方法は、例えば図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ランプ温度の低下に応じて連続的に増加させ、ランプ温度がある一定以下になると、リミットＩｐｍａｘで制限する。また、図１０（ｄ）に示すように、ランプ温度の低下につれて少なくとも２段階以上に高周波電流Ｉｐを段階的に増加させ、ランプ温度がある一定温度以下になると、リミットＩｐｍａｘで制限する。リミットＩｐｍａｘはコールド状態（初始動）の時の値として設定しても良いし、所定のランプ温度以下の場合の値として設定してもよい。高周波周波数の設定値ｆｘは所望の高周波電流Ｉｐとなるように関係付けておく。

図１０（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係は、ランプ温度Ａｘ（＝Ａ０，Ａ１，…，Ａｘ）と高周波周波数ｆｘ（＝ｆ０，ｆ１，…，ｆｘ）の対応表（テーブルデータ）としてマイコン３内のメモリ７に設定しておけば変換処理が簡単となる。また、図１０（ａ）〜（ｄ）のいずれかの関係を表す所定の演算式（関数）を用いてマイコンの演算機能により算出するようにしても良く、その場合、メモリの容量を節約できる。

（実施の形態５）
図１５は本発明の実施の形態５に係る放電灯点灯装置の回路図である。上述の実施の形態１〜４では、ランプ消灯後の経過時間ｔｘの計測やランプ温度Ａｘの計測を放電灯点灯装置自体で行っていたが、本実施の形態ではそれらを画像表示装置のメインマイコン２０で行うものである。放電灯点灯装置のマイコン３の構成は図１２と同じで良い。

放電灯点灯装置のマイコン３の点灯判別部５では、Ａ／Ｄ変換入力ポート４により取得されたランプ電圧Ｖｌａの検出値（デジタル値）を所定の閾値と比較して、所定の閾値以上であれば、放電ランプＬａは消灯したと判別する。これにより、点灯検知部（出力ポート１２）のＨ／Ｌが反転し、フォトカプラＰＣ１を介してメインマイコン２０の点灯判別部２１が放電ランプＬａの消灯を検知する。これにより、メインマイコン２０のタイマーカウンタ２２が消灯時間の計測を開始し、テーブル２３を参照して消灯時間ｔｘに応じたデューティ信号を出力する。このデューティ信号がフォトカプラＰＣ２を介して放電灯点灯装置の制御回路１に返送されて、ＣＲフィルタ回路によりデューティ信号に応じたアナログ電圧に変換され、マイコン３のＡ／Ｄ変換入力ポート１３により消灯時間ｔｘのデジタル値が取得される。取得された消灯時間ｔｘに応じて高周波時間Ｔｘを決定する。

図１５は消灯時間ｔｘに応じて高周波時間Ｔｘを決定する場合の例であるが、消灯時間ｔｘに応じて高周波周波数ｆｘや降圧チョッパ出力制限電圧値Ｖｐｘを決定するように構成しても良い。

また、消灯時間ｔｘの検出をランプ温度Ａｘの検出に置き換えて実施しても良い。具体的には、サーミスタＲｔｈ１と抵抗Ｒ８の温度検出回路を画像表示装置のメインマイコンのＡ／Ｄ変換入力ポートに接続してランプ温度Ａｘをメインマイコン側で計測し、これをデューティ信号に変換してフォトカプラを介して放電灯点灯装置に送信し、放電灯点灯装置の制御回路内でＣＲフィルタ回路によりデューティ信号に応じたアナログ電圧に変換し、これを放電灯点灯装置側のマイコンのＡ／Ｄ変換入力ポートに取り込めば、ランプ温度Ａｘのデジタル値を取得できる。その後は実施の形態３、４、４’と同様であり、取得されたランプ温度Ａｘに応じて高周波時間Ｔｘ、高周波周波数ｆｘ、降圧チョッパ出力制限電圧値Ｖｐｘを決定すれば良い。

（実施の形態６）
本実施の形態では、図１６または図１７に示すように、高周波で始動後、一定期間直流または定常点灯時より低い周波数で放電ランプＬａを点灯させる。このように制御すれば、高周波電流より直流電流の方が電極の暖まり方が早いため、光束立ち上がりが早くなり、定常点灯状態への移行時間が短縮される。

具体的には、上述の各実施の形態において、高周波動作（始動時）から低周波動作（定常時）に移行する間に、直流（図１６）や定常点灯時より低い周波数（図１７）でフルブリッジインバータを駆動するように、マイコン３からの信号ＦＢ１，ＦＢ２を制御すれば良い。

（実施の形態７）
上述の各実施の形態の放電灯点灯装置は、プロジェクタやリアプロジェクションＴＶのような画像表示装置の光源となる放電ランプの点灯に用いられる。ここでは、プロジェクタに実装する場合を例示する。図１８は画像表示装置３０の外観を示す斜視図であり、図１９は画像表示装置３０の内部構成を示す概略構成図である。図中、３１は投光窓、３２は電源部、３３ａ，３３ｂ，３３ｃは冷却用ファン、３４は外部信号入力部、３５は光学系、３６はメイン制御基板、４０は放電灯点灯装置、Ｌａは放電ランプである。破線で示した枠内にメイン制御基板３６が実装されている。このように、放電ランプＬａは画像表示装置３０の内部に実装されているが、本発明の放電灯点灯装置４０を採用することにより、放電ランプＬａの寿命が伸びるため、放電ランプＬａの交換（メンテナンス）の頻度を少なくできる。

本発明の実施の形態１の回路図である。 本発明の実施の形態１の動作波形図である。 本発明の実施の形態１の動作説明図である。 本発明の実施の形態２の回路図である。 本発明の実施の形態２の一変形例の回路図である。 本発明の実施の形態２の動作説明図である。 本発明の実施の形態３の回路図である。 本発明の実施の形態３の動作説明図である。 本発明の実施の形態４の回路図である。 本発明の実施の形態４の動作説明図である。 本発明の実施の形態４の一変形例の回路図である。 本発明の実施の形態１の一変形例の回路図である。 図１２の回路の動作説明のための波形図である。 本発明の実施の形態３または４の温度検出素子の配置を示す説明図である。 本発明の実施の形態５の回路図である。 本発明の実施の形態６の動作波形図である。 本発明の実施の形態６の他の例を示す動作波形図である。 本発明の実施の形態７に係る画像表示装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態７に係る画像表示装置の内部構成を示す概略構成図である。

符号の説明

Ｌａ 放電ランプ
５ 点灯判別部
６ タイマーカウンタ
７ メモリ（テーブルデータ）

Claims (5)

1. 放電ランプに高周波電圧・電流を印加して始動させる放電灯点灯装置において、放電ランプの消灯後の経過状態を計測する計測手段と、消灯後の経過状態に応じて始動時の高周波電圧・電流の印加時間または高周波電流値の少なくとも一方を消灯後の電極温度が高いほど減少させる制御手段とを備えることを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 請求項１の放電灯点灯装置において、計測手段は、ランプ温度を検出する温度検出手段としたことを特徴とする放電灯点灯装置。
3. 請求項１の放電灯点灯装置において、計測手段は、放電ランプの消灯後の経過時間をカウントする計時手段としたことを特放とする放電灯点灯装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、高周波で始動後、一定期間は直流または定常点灯時より低い周波数で放電ランプを点灯することを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の放電灯点灯装置を備えることを特徴とする画像表示装置。

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