JP4876677B2

JP4876677B2 - 高圧放電ランプ点灯装置

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Publication number: JP4876677B2
Application number: JP2006096924A
Authority: JP
Inventors: 勝美菅谷
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: US20070228996A1; US7446482B2; JP2007273235A

Description

本発明は高圧放電ランプ点灯装置に関し、特にプロジェクター装置の光源として用いるに好適な高圧放電ランプ点灯装置に関するものである。

投射型プロジェクター装置は、矩形状のスクリーンに対して均一に、しかも充分な演色性をもって画像を照明させることが要求され、これらプロジェクター装置の光源は、高い水銀蒸気圧の高圧放電ランプが使用される。
水銀蒸気圧を高くすることで、可視波長域の光を高い出力で得られるからである。このような特徴を有する超高圧水銀ランプは点灯方式によってＡＣ放電ランプとＤＣ放電ランプに大別される。
各ランプには、それぞれ特徴があり、ＡＣ放電ランプは、電極先端に突起が生成し、各突起前面にほぼ均等な輝点が損耗成長を繰り返すことによって、長時間において高い光束維持率が得られる。
ＡＣ放電ランプを用いた高圧放電ランプ点灯装置については、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のものは、電極間距離を安定に維持するため、放電ランプの点灯電圧が下限値より下回ったとき、放電ランプの点灯周波数を所定数下げて上記点灯電圧上げるようにしたものである。
一方、ＤＣ放電ランプは、陰極前面のみに輝点が生じるので、小さな光デバイスにおいて、効率よく光を利用することが可能である。この技術は、現在のプロジェクターの小型化傾向においてメリットであるが、一方、陽極側が単調に損耗していくため、アーク長を一定に保つことが困難であり、光束維持率は良好でない。

ところで、プロジェクター装置は、一般に、ＤＬＰ（登録商標）を使う方式と液晶パネルを用いる方式とが存在する。
ＤＬＰ（登録商標）を使う方式は、図１０に示すように、光源１１０からの放射光を、レンズ１１１、ＲＧＢの領域が分割形成されたカラーホイル（回転フィルター）１１２、ロットインテグレータ１１３、レンズ１１４を介して空間変調素子１１５［光変調デバイスともいい、具体的にはＤＭＤ素子（デジタル・マイクロミラー・デバイス）などをいう］などに時分割で照射し、このＤＭＤ素子で特定の光を反射させて投影用のレンズ１１６を介してスクリーン１１７に照射するものである。
ＤＭＤ素子とは、１画素ごとに小さな鏡を数百万個敷き詰めたものであって、一つ一つの小さな鏡の向きを制御することで光の投射が制御される。
ＤＬＰ（登録商標）方式は、液晶方式に比較して、光学系が簡易であるとともに３枚もの液晶パネルを使う必要がないことから装置全体が小型簡易化するメリットがある。

一方、液晶パネルを使う方式は、１枚式と３枚式があるがいずれの方式であっても、光源からの放射光を３色（ＲＧＢ）に分離して、液晶パネルにおいて画像情報に対応させた光を透過調整して、その後、パネルを透過した３色を合成させてスクリーン上に投射させる方式である。
図１１に液晶パネルを用いるプロジェクター装置の概略構成を示す。
同図に示すように、ランプ１００から放射された光は、インテグレータレンズ（フライアイレンズ）１０１で、均一な光にし、偏光変換素子１０２によりＳ偏光のみの光にする。このＳ偏光はミラー１０３を介してダイクロイックミラー１０４〜１０６に入射し、白色光が、ＲＧＢに分割される。
分割された光はミラー１０７で反射し、ＬＣＤパネル１０８を通過後、ダイクロイックプリズム１０９によって合成されて画像が作成される。
特開２００４−１７２０８６号公報

プロジェクター装置の小型化、ランプの長寿命化のニーズに伴い、輝点が小さく、かつ、寿命中におけるアーク長の変動が小さい超高圧水銀ランプ点灯装置の必要性が高まってきている。
これは以下の理由による。
前記したＤＭＤ素子を画像素子とした場合について図１２により説明する。
図１２に示すように、ランプ１１０から放射された光は、カラーホイル（回転フィルター）１１２を通過することにより、光の三原色であるＲＧＢに時間分割される。その後、ロットインテグレータ１１３内で反射を繰り返すことにより、均一な光となる。均一化された光は、反射型画像素子であるＤＭＤ素子１１５に照射され、画像が作成される。
このようなプロジェクターを小型化するためには、画像素子であるＤＭＤ素子、光学系の小型化とともに、光源を短アーク化することが必要となる。
図１３に、アーク長（ＡＬ）を１．４ｍｍから０．８ｍｍまで０．２ｍｍ間隔で変化させたときの集光率をプロジェクターのエテンデューに対してシミュレーション計算した結果を示す。ここで、エテンデュー（ｅｔｅｎｄｕｅ）とは、［利用できる光源の面積］×［立体角］であり、例えば図１２では、Ω１×Ｓ１（Ｓ１はロットインテグレータの面積）である。図１３から、エテンデューの低下とともに集光率が低下するが、ランプのアーク長が短いほど集光率の低下が小さいことが読み取れる。

プロジェクタを小さくするためには、光学系を小さくする必要があり、例えば図１２の例では、光源の反射鏡の大きさやロットインテグレータの大きさ等を小さくすることになるが、これらを小さくした場合、ランプのアーク長が長いと、ロットインテグレータからアーク像がはみ出し、結果として光の利用効率が低下する。
つまり、小型のプロジェクタ（エテンデューの小さいプロジェクタ）ではランプのアーク長を短くしたほうが、集光率の低下を防ぐことができる。
これは、前記図１１に示したＬＣＤを画像素子として用いた場合も同様であり、ＤＭＤ素子を用いた場合と同様に、プロジェクタを小型化するためには、光学系の小型化に加えて短アーク長化が必要となる。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、輝点が小さく、かつ寿命中のアーク長の変動が少く、また、小型なプロジェクター装置に適用した場合であっても、光利用効率が良好で、かつ長寿命化が可能な高圧放電ランプ点灯装置を提供することを目的とする。

本発明においては、上記課題を解決するため、ランプに供給する電流のデューティ比を偏らせる。これより、高い輝度を有し、かつ寿命中のアーク長変動が少ない高圧水銀ランプ点灯装置を提供することができる。
すなわち、本発明においては、以下のように構成する。
（１）石英ガラスからなる放電容器に、大きさの異なる一対の電極が対向配置され、放電容器内に水銀とハロゲンが封入される高圧放電ランプと、この高圧放電ランプの一対の電極間に交互に極性の異なる電圧を印加して上記放電ランプを点灯させる給電装置から構成される高圧放電ランプ点灯装置において、上記一対の電極の内、大きさの大きい電極にプラス側の電圧を印加する時間［Ｔ１−Ｔ２］（Ｔ１は周期）を、大きさが小さい電極にプラス側の電圧を印加する時間Ｔ２より長くし、上記給電装置は、ランプ電圧を検出し、ランプ電圧の上昇に伴い、上記デューティ比（Ｔ２／Ｔ１）が小さくなるように制御する。
（２）上記（１）において、デューティ比は、１％〜４５％の範囲で変化する。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）上記一対の電極の内、大きさの大きい電極にプラス側の電圧を印加する時間［Ｔ１−Ｔ２] （Ｔ１は周期）を、大きさが小さい電極にプラス側の電圧を印加する時間Ｔ２より長くするようにしたので、輝度分布を片方の電極に偏らせることができる。このため、光の利用効率が良く、輝点が小さく、かつ、寿命中のアーク長の変動が少ない超高圧水銀ランプ点灯装置を得ることができる。
（２）ランプ電圧を検出し、ランプ電圧の上昇に伴い、デューティ比（Ｔ２／Ｔ１）が小さくなるように制御することにより、寿命中のアーク長の変動が少なく、光の利用効率の増大を図ることができる。

図１（ａ）は本発明の実施例で使用される放電ランプの構成を示す図である。
放電ランプ１は、同図に示すように、石英ガラスからなる放電容器によって形成された発光部２を有し、この内部に大きさの異なる一対の電極３，４を対向配置したものである。また、発光部２の両端部から伸びるよう封止部５が形成され、これらの封止部５内には、通常モリブデンよりなる導電用金属箔６が気密に埋設されている。一対の電極３，４は軸部が、金属箔６に溶接されて電気的に接続され、また、金属箔６の他端には、外部に突出する外部リード７が溶接されている。
上記放電容器内には、０．２ｍｇ／ｍｍ³以上の水銀と、１０^-6〜１０^-2μｍｏｌ／ｍｍ³のハロゲンが封入される。
電極３，４は電極を支持する内部リードの先端にコイルを巻き回し、溶けたコイルによってできた略球状の溶融電極であり、電極３，４のサイズは、２００Ｗでランプを点灯させる場合、例えば電極サイズの大きい方の溶融直径Ｄ１は、１．５≦Ｄ１≦１．７ｍｍ、電極サイズの小さい方の溶融直径Ｄ２は、１．１≦Ｄ２≦１．３ｍｍである。

本実施例においては、上記電極３，４にデューティの偏った電圧を印加する。すなわち、電極３にプラス側の電圧が印加される時間を、電極４にプラス側の電圧が印加される時間より大きくし、図１（ｂ）に示すように、電極３から電極４側に電流が流れる期間（Ｔ１−Ｔ２）を、電極４から電極３側に電流が流れる期間Ｔ２より大きくする。
なお、Ｔ１は周期であり、通常周期Ｔ１を一定とするが、（Ｔ１−Ｔ２）あるいはＴ２を一定とし、１周期にかかる時間を変更してもよい。ここでは、Ｔ２／Ｔ１をデューティ比と呼ぶ。
図１（ａ）に示す放電ランプは、電極（陽極）３が電極（陰極）４より大きく、構造的にはＤＣ放電ランプに近いが、本発明では、上記ランプにデューティの偏った交流電流を流す。したがって、ここでは、このランプをデューティ制御型ＡＣ放電ランプとよぶ。
また、上記電極３，４間には、ランプの点灯中、上記したようにデューティの偏った交流電流が流れるが、（Ｔ１−Ｔ２）＞Ｔ２であることから、ここでは上記電極３を陽極、電極４を陰極と呼ぶ。

図２（ａ）は、従来のＡＣ放電ランプの輝度分布を示す図、図２（ｂ）は従来のＤＣ放電ランプの輝度分布を示す図である。
ＡＣ放電ランプは、電極間に交流電流を流してランプを点灯させるものであり、同図（ａ）に示すように、電極間にアークが発生するとともに、電極の近傍にそれぞれ輝点が生ずる。すなわち、輝点は２箇所となる。
ＡＣ放電ランプは、前述したように、電極先端に突起が生成し、各突起前面にほぼ均等な輝点が損耗成長を繰り返すことによって長時間において高い光束維持率が得られるものであるが、上記のように輝点は２箇所となる。この２箇所の輝点を光源として利用しようとすると、小型のプロジェクタに適用する場合、ランプのアーク長が長くなり集光率が低下する。
一方、ＤＣ放電ランプは、電極間に直流電流を流してランプを点灯させるものであり、図２（ｂ）に示すように、電極間にアークが発生するとともに、陰極（電流が流れ込む側の電極）の近傍のみに輝点が発生する。すなわち、輝点は一箇所であるので、ランプのアーク長は短く、小型のプロジェクターにおいて、効率よく光を利用することが可能である。しかし、前述したように、陽極側が単調に損耗していくため、アーク長を一定に保つことが困難であり、光束維持率は良好でない。

本実施例のデューティ制御型ＡＣ放電ランプでは、図１（ａ）に示す放電ランプにおいて、図１（ｂ）に示すようにデューティの偏った交流電流を流し、輝度分布が片側の電極前面に偏らせる。このため、アーク像は前記図２（ｂ）のＤＣ放電ランプと同様に一方の電極（陰極）前面に偏り、アーク像は図２（ａ）に示したＡＣ放電ランプのように長くならない。このため、小型のプロジェクターにおいて、効率よく光を利用することが可能である。
さらに、ランプに交流電圧を印加するので、ＤＣ放電ランプのように陽極側が単調に損耗していくこともなく、ＤＣ放電ランプと比べ、寿命中のアーク長の変動も少ない。

本実施例のデューティ制御型ＡＣ放電ランプに流れる電流のデューティ比（Ｔ２／Ｔ１）を変化させ、ランプの照度を調べた。
照度測定は、図３（ａ）に示すような、光学系を用いて測定を行なった。図３（ａ）において、１は上記のようにデューティを偏らせた交流電圧を印加して点灯させるデューティ制御型ＡＣ放電ランプ、８は反射鏡であり、反射鏡８により放電ランプ１から出射する光を集光し、アパーチャ９ａを介して積分球９ｂに入射させた。積分球９ｂ内には照度測定部９ｃを設け、アパーチャ９ａを介して入射する光の照度を測定した。
ここでは、Φ３とΦ６ｍｍの径が二種類のアパーチャを用いた。
Φ３、Φ６ｍｍのアパーチャを用いた各測定において、デューティ比５０％での測定値を１００％の照度値とし、５０％からデューティ比を変化させたときの照度変化を図３（ｂ）に示す。

図３（ｂ）に示すように、Φ６ｍｍアパーチャでは、デューティ比を変えても明るさには、変化が見られないが、Φ３ｍｍアパーチャでは、デューティ比を小さくすると明るくなる傾向が見られる。
この現象は、図３（ｃ）の輝度分布から説明することができる。すなわち、アパーチャがΦ６ｍｍ（大きい）の場合、光を利用できる領域は大きく、図３（ｃ）の枠で囲まれたアーク全体の光を取り込むことが可能である。この場合、電流値のデューティ比を変化させ、輝度分布をかたよらせても、変化が見られない。すなわち、デューティ比を変えても図３（ｃ）の枠で囲まれたアーク全体の照度は変わらない。
一方、アパーチャがΦ３（小さい）の場合には、図３（ｃ）の太線で囲まれた領域の光を取り込むことはできるが、枠で囲まれたアーク全体の光を取り込むことはできず、図３（ｃ）に示す輝点の近傍の光のみを取り込んで照度を測定していることになる。
この場合は、図３（ｂ）に示すように、デューティ比（Ｔ２／Ｔ１）を小さくするほど、照度比は大きくなる。すなわち、デューティ比５０％の場合よりも、デューティ比を下げ、輝度分布を片方の電極に偏らせた方が、光の利用効率がアップするために、明るくなると考えられる。

次に上記ランプを点灯させるための点灯装置の構成例について説明する。図４は本実施例の放電ランプ点灯装置の構成例を示す図である。
図４に示す点灯装置１０は、スイッチ素子Ｓ１がパルス巾制御されることによって電力が制御されるスイッチング回路１１と、そのスイッチング回路１１の直流電力を交流矩形波電力に変換するスイッチ素子Ｓ２〜Ｓ５からなるフルブリッジ回路１２、および、これらスイッチング回路１１およびフルブリッジ回路１２をそれぞれを制御する制御部１３とから構成される。
放電ランプ１には、直列にイグナイタ用のトランスＴＲ１が接続され、また、放電ランプ１とトランスＴＲ１に直列にコンデンサＣ３が接続されており、放電ランプ１とトランスＴＲ１の直列回路にフルブリッジ回路１２から交流矩形波を供給し放電ランプ１を点灯させる。放電ランプ１は前記した図１（ａ）に示した構成のものが使用される。

スイッチング回路１１は、コンデンサＣ１と、制御部１３の出力によりスイッチング動作をするスイッチ素子Ｓ１と、ダイオードＤ１とインダクタンスＬ１と平滑コンデンサＣ２から構成され、制御部１３のパルス幅変調回路２５により上記スイッチング素子Ｓ１のオン／オフ比が制御され、フルブリッジ回路１２を介して放電ランプ１に供給される電力が制御される。
また、電圧およびスイッチング回路１１から放電ランプ１に供給される電流を検出するため、それぞれ電圧検出用抵抗Ｒ１，Ｒ２、および電流検出用抵抗Ｒ３が設けられている。
フルブリッジ回路１２は、ブリッジ状に接続されたトランジスタやＦＥＴからなるスイッチ素子Ｓ２〜Ｓ５から構成される。
上記スイッチ素子Ｓ２〜Ｓ５は、制御部１３に設けられたフルブリッジ駆動回路２１により駆動され、放電ランプ１に前述したようにデューティの偏った交流矩形波電流を供給して、放電ランプ１を点灯させる。
すなわち、スイッチ素子Ｓ２、Ｓ５、スイッチ素子Ｓ３、Ｓ４を交互にオンにして、スイッチング回路１１→スイッチ素子Ｓ２→放電ランプ１→スイッチ素子Ｓ５→スイッチング回路１１、および、スイッチング回路１１→スイッチ素子Ｓ４→放電ランプ１→スイッチ素子Ｓ３→スイッチング回路１１の経路で放電ランプ１に交流矩形波を供給し、放電ランプ１を点灯させる。
上記スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５を駆動するに際し、スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５の同時オンを防止するため、交流矩形波の極性切り替わり時に、スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５の全てオフにする期間（デッドタイムＴｄ）が設けられる。

制御回路１３は、フルブリッジ駆動回路２１、電力変換器２２、設定器２３、比較器２４、パルス幅変調回路２５、制御部２６から構成される。
電力変換器２２は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で検出された電圧信号と電流信号を乗算し、電力信号に変換する。ランプ１の点灯後、この電力信号は比較器２４で、設定器２３で設定された基準電力値と比較されパルス幅変調回路２５により、スイッチング素子Ｓ１をフィードバック制御する。これにより、ランプ１の点灯電力を一定値とする、いわゆる定電力制御が実施される。また、スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５は、制御部２６を介してフルブリッジ駆動回路２１により前述したように駆動される。
なお、後述するように、ランプ点灯開始時、アーク放電に移行するまでの間、フルブリッジ回路の極性が固定され、直流電圧がランプ１に印加される。そして、アーク放電に移行後、ランプ１を交流駆動するが、ランプ１の電圧が所定の電圧に立ちあがるまでは、ランプ電流が一定になるように定電流制御が行なわれる。この定電流制御の期間、比較器２４はランプ電流と電流設定値を比較して、ランプ電流が一定になるように、パルス幅変調回路２５により、スイッチング素子Ｓ１をフィードバック制御する。

ここで、本発明の放電ランプ点灯装置は、放電ランプ１の電流のデューティ比を１〜４５％の範囲で点灯させる。このことにより、一方は、他の一方の電極よりも陰極サイクルである時間を長くすることが可能となり、結果として、輝度分布を一方に偏らせることが可能となる。
また、ランプは寿命中において、電極の損耗によりアーク長が伸びていき、結果として、ランプ電圧も上昇していく。このような、現象において、本発明では、電圧の上昇に伴い、デューティ比を小さく（４５％→１％）に変化させていく。
この制御方法について、下記に説明する。
制御部２６には、図５に示すような、各ランプ電圧時にどのデューティ比で点灯すべきであるかを決める設定値が記憶されており、ランプが寿命初期、例えば、７５Ｖの電圧を示す場合には、３０％のデューティ比の電流で点灯される。
例えば、ランプ電圧が変動し８０Ｖを超えた場合、制御部２６は、ランプ電圧が変動したと判断し、フルブリッジ駆動回路２１にデューティ比を２０％に変更するように信号を出力し、その信号を受け、フルブリッジ駆動回路２１は、スイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５を駆動する。

制御部２６は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）等から構成され、上記デューティ比の制御処理をソフトウェアにより実現する。
図６は上記制御部２６の機能構成を示すブロック図である。
制御部２６には、抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧されたランプ電圧が入力され、図示しない内蔵するアナログ／デジタル変換器によりデジタル信号に変換される。また、制御部２６には、メモリ部が設けられ、メモリ部には、図６に示すランプ電圧−デューティ比変換テーブル２６ｅが記憶されている。このテーブル２６ｅには、例えば前記図５に示した各ランプ電圧時にどのデューティ比で点灯すべきであるかを決める設定値が記憶されている。
デューティ比選定部２６ｃは、上記テーブル２６ｅを参照して、上記デジタル信号に変換されたランプ電圧に対応したデューティ比を読み出し、駆動信号生成部２６ｄに与える。駆動信号生成部２６ｄは、上記デューティ比の駆動信号を生成し、フルブリッジ駆動回路２１に出力する。これに応じてフルブリッジ駆動回路２１は上記デューティ比でスイッチング素子Ｓ２〜Ｓ５を駆動する。
図７は、上記デューティ比の制御を説明する図である。同図に示すように、ランプ電圧が上昇し、この電圧が所定の閾値を超えると、デューティ比選定部２６ｃはデューティ比をＡからＢに変化させる。
また、制御部２６はタイマ２６ｂと起動部２６ａを有し、起動部２６ａはタイマ回路２６ｂの出力とランプ電圧に応じてフルブリッジ回路１２とイグナイタ回路を制御してランプを点灯させる。

図８はランプ点灯開始時の動作を示すタイムチャート、図９は上記制御部２６の動作を示すフローチャートであり、同図により、上記制御部２６の動作について説明する。
まず、制御部２６の起動部２６ａは、タイマ回路２６ｂをスタートさせるとともに、フルブリッジ回路１２の極性を固定し（例えばスイッチング素子Ｓ２，Ｓ５をオン、Ｓ３，Ｓ４をオフにする）、図８の(1)(2)に示すように、ランプ１にオープン電圧を印加する（図９のステップＳ１，Ｓ２）。
ついで、図８の(3) に示すように、イグナイタ回路の動作を開始し、イグナイタ回路による電圧数ｋＶを印加する。また、ランプ１に流れる電流の定電流制御を開始する（図９のステップＳ３）。これにより、図８に示すようにランプの電極に付着した水銀からの放電が行なわれた後、電極間にグロー放電が発生し、グロー放電からアーク放電に移行する。
続いて図８の(4) に示すように、前記タイマ回路２６ｂがスタートしてから数秒後、ランプ電圧の検知を開始するとともに、ランプ等を保護する保護回路（図示せず）の動作を開始する（図９のステップＳ４〜Ｓ５）。

ついで、本発明においては、以下のような制御を行なう。
まず、制御部２６のデューティ比選定部２６ｃが、デューティ比を暫定値（例えば４５％）に設定し、図８の(5) に示すように、フルブリッジ回１２にＡＣ動作を開始させる（ステップＳ６）。
図８の(6) に示すようにランプ電圧が一定電圧まで上昇すると、デューティ比選定部２６ｃは、比較器２４の動作を切り換えて一定電力制御に移行させる（ステップＳ７）。
ついで、デューティ比選定部２６ｃはランプ電圧を判定し、前記ランプ電圧−デューティ比変換テーブル２６ｅを参照して、デューテイ比を決定する。駆動信号生成部２６ｄは、決定したデューティ比の駆動信号を生成し、フルブリッジ駆動回路２１によりフルブリッジ回路を駆動する（ステップＳ９，Ｓ１０）。
そして、前回デューティ比を更新してから、デューティ比更新時間（例えば一時間）経過したかを判定し（ステップＳ１１）、デューティ比更新時間を経過したら、ステップＳ８に戻り、デューティ比を更新する。
また、デューティ比更新時間を経過していなければ、消灯であるかを調べ（ステップＳ１２）、消灯でなければ、ステップＳ１１に戻り、上記処理を繰り返す。また、消灯であれば、点灯回路の動作を停止させる（ステップＳ１３）。

従来技術においては、ランプの電気特性の不安定な始動初期にはＤＣ点灯、もしくは高周波で点灯させ、ランプが安定状態になると、デューティ比が５０％の一定の周波数の信号でフルブリッジ回路を駆動し、ランプを交流点灯させていいたが、本発明では、上述したようにランプ１が安定点灯になったとき、デューティ比が４５％未満の交流をランプに印加して、ランプを点灯させるようにしているので、輝度分布が偏った状態でランプを点灯させることができ、輝点が小さくなり、光の利用効率を向上させることができる。
また、上記のように、ランプ電圧が大きくなったとき、それに応じてデューティ比が小さくなるように制御することにより、寿命中のアーク長の変動が少なく、光の利用効率の増大を図ることができる。

本発明の実施例で使用される放電ランプの構成および電流波形例を示す図である。ＡＣ放電ランプおよびＤＣ放電ランプの輝度分布を示す図である。デューティ比を変化させてランプ照度を測定したときの測定装置の構成および測定結果であるデューティ比と照度比の関係を示す図である。本発明の実施例の放電ランプ点灯装置の構成を示す図である。ランプ電圧とデューティ比の設定値の関係を示す図である。図４に示した制御部の機能ブロック図である。デューティ比の制御を説明する図である。ランプ点灯開始時のタイムチャートである。制御部の動作を示すフローチャートである。ＤＭＤ素子を使用するプロジェクター装置の概略構成を示す図である。液晶パネルを用いるプロジェクター装置の概略構成を示す図である。ＤＭＤ素子を用いたプロジェクター装置を小型化する上での問題点を説明する図である。アーク長とエテンデューと集光率のシミュレーション結果を示す図である。

符号の説明

１放電ランプ
２発光部
３，４電極
５封止部
６導電用金属箔
７外部リード
１０放電ランプ点灯装置
１１スイッチング回路
１２フルブリッジ回路
１３制御部
ＴＲ１イグナイタ用のトランス
Ｃ３コンデンサ
Ｃ１コンデンサ
Ｃ２平滑コンデンサ
２１フルブリッジ駆動回路
２２電力変換器
２３設定器
２４比較器
２５パルス幅変調回路
２６制御部
Ｓ１〜Ｓ５スイッチ素子
Ｒ１，Ｒ２電圧検出用抵抗
Ｒ３電流検出用抵抗

Claims

石英ガラスからなる放電容器に、大きさの異なる一対の電極が対向配置され、放電容器内に水銀とハロゲンが封入される高圧放電ランプと、この高圧放電ランプの一対の電極間に交互に極性の異なる電圧を印加して上記放電ランプを点灯させる給電装置から構成される高圧放電ランプ点灯装置であって、
上記給電装置は、上記一対の電極の内、大きさの大きい電極にプラス側の電圧を印加する時間［Ｔ１−Ｔ２］（Ｔ１は周期）を、大きさが小さい電極にプラス側の電圧を印加する時間Ｔ２より長くし、
上記給電装置は、ランプ電圧を検出し、ランプ電圧の上昇に伴い、上記デューティ比（Ｔ２／Ｔ１）が小さくなるように制御する
ことを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
デューティ比は、１％〜４５％の範囲で変化する
ことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ点灯装置。