JP5013108B2 - 放電灯点灯装置及びその制御方法並びにプロジェクタ - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置及びその制御方法並びにプロジェクタに関する。

プロジェクタの光源として高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電灯が使用されている。放電灯の最適な駆動条件（駆動電流の周波数、デューティ比及び波形）は放電灯の状態により異なる。例えば、点灯開始直後と点灯からある程度の時間を経過した後では最適な駆動条件は異なり、放電灯の使用期間が短いものと寿命が近いものでも最適な駆動条件は異なる。また、放電灯の種類によっても最適な駆動条件は異なる。

放電灯を最適ではない駆動条件で使用することは、放電管が黒化したり失透したりする原因となる。また、フリッカの発生原因にもなり、例えば放電灯をプロジェクタに用いる場合には、プロジェクタの使用中に投射される映像の明るさが変動することになる。

そのため、放電灯点灯装置の内部にあらかじめ複数の駆動条件を設定した制御回路を設け、放電灯の点灯状態に応じて駆動条件を適宜選択可能とする放電灯点灯装置が提案されている。
特表２００２−５３２８６６号公報

上記特許文献１にも記載されているように、例えば、放電灯駆動電圧の連続的な上昇現象を検知するためには、数百時間から数千時間の点灯時間を要する。そして、この放電灯駆動電圧の連続的な上昇現象を放置することは、放電灯の輝度を落とすことになる。このことは、例えばプロジェクタのように、長期間にわたって放電灯の輝度変動を最小限に抑えたい用途に用いる場合には問題となる。

しかしながら、通常のユーザが連続して使用するのは、長くても数時間であるため、放電灯駆動電圧の連続的な上昇現象を検知するためには短すぎる。したがって、上記特許文献１に記載の放電灯点灯装置のように、放電灯の点灯状態に応じて制御するだけでは十分な対策ができなかった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、長期的な経時的動向に基づいて放電灯の駆動条件を設定可能な放電灯点灯装置、及びこれを用いたプロジェクタを提供することを目的とする。

（１）本発明に係る放電灯点灯装置は、直流電流を出力する電力制御回路と、前記直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路と、前記交流変換回路に対して前記放電灯駆動用の交流電流の極性反転タイミングを制御する交流変換制御処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記極性反転タイミング区間ごとに前記直流電流の電流値を制御する区間電流制御処理を行う制御手段と、定常点灯時の放電灯駆動電圧を検出する検出手段と、検出された前記放電灯駆動電圧の履歴情報を定期的に記憶する履歴情報記憶手段と、記憶された前記履歴情報を所定期間ごとに統計処理する統計処理手段と、前記統計処理後の情報を統計情報として記憶する統計情報記憶手段とを含み、前記制御手段は、前記統計情報の経時的動向に基づき、前記放電灯駆動用の交流電流の周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを設定制御することを特徴とする。

本発明によれば、制御手段が、統計情報の経時的動向に基づき、放電灯駆動用の交流電流の周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを設定制御することにより、放電灯の駆動条件をより適切に設定することが可能になる。したがって、放電灯を長期間、安定した状態で駆動することが可能な放電灯点灯装置を実現することができる。

デューティ比は、第１極性と第２極性に反転する放電灯駆動用の交流電流の１周期に占める第１極性の時間の割合である。

（２）この放電灯点灯装置であって、前記履歴情報記憶手段及び前記統計情報記憶手段は、放電灯消灯後においても情報を保持してもよい。

（３）この放電灯点灯装置であって、前記統計処理手段は、前記統計処理に用いた前記履歴情報を消去してもよい。

（４）この放電灯点灯装置であって、前記統計処理は、所定期間ごとに前記履歴情報の平均値を求める平均処理を含んでもよい。

（５）この放電灯点灯装置であって、前記統計処理は、前記平均値のうち最新の所定個数の値を基に移動平均値を求める移動平均処理を含んでもよい。

（６）この放電灯点灯装置であって、前記統計処理は、前記移動平均値のうち最新の所定個数の値を基に標準誤差を求める標準誤差処理を含んでもよい。

（７）この放電灯点灯装置であって、前記統計処理は、所定期間ごとに前記履歴情報の標準偏差を求める標準偏差処理及び所定期間ごとに前記履歴情報の分散を求める分散処理のうち少なくとも１つを含んでもよい。

（８）この放電灯点灯装置であって、前記統計処理は、前記平均値のうち最新の所定個数の値を基に前記平均値の最大値を求める最大値処理及び前記平均値のうち最新の所定個数の値を基に前記平均値の最小値を求める最小値処理のうち少なくとも１つを含んでもよい。

これらのいずれかの放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記移動平均値が上限閾値以上になった場合に、前記放電灯駆動用の交流電流の周波数を下げる交流変換制御処理を行ってもよい。

これらのいずれかの放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記移動平均値が下限閾値以下になった場合に、前記放電灯駆動用の交流電流の周波数を上げる交流変換制御処理を行ってもよい。

これらのいずれかの放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記標準偏差、前記分散及び前記標準誤差のいずれか１つが閾値以上になった場合に、前記放電灯駆動用の交流電流のデューティ比を周期的なパターンで変化させる交流変換制御処理を行ってもよい。

これらのいずれかの放電灯点灯装置であって、前記制御手段は、前記最大値と前記最小値との差が閾値以上になった場合に、前記放電灯駆動用の交流電流の波形を変更する区間電流制御処理を行ってもよい。

（９）本発明に係るプロジェクタは、これらのいずれかの放電灯点灯装置を含むことを特徴とする。

（１０）本発明に係る放電灯点灯装置の制御方法は、直流電流を出力する電力制御回路と、前記直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路とを含む放電灯点灯装置の制御方法であって、前記交流変換回路に対して前記放電灯駆動用の交流電流の極性反転タイミングを制御する交流変換制御処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記極性反転タイミング区間ごとに前記直流電流の電流値を制御する区間電流制御処理を行う制御手順と、定常点灯時の放電灯駆動電圧を検出する検出手順と、検出された前記放電灯駆動電圧の履歴情報を定期的に記憶する電圧情報記憶手順と、記憶された前記履歴情報を所定期間ごとに統計処理する統計処理手順と、前記統計処理後の情報を統計情報として記憶する統計情報記憶手順とを含み、前記制御手段は、前記統計情報の経時的動向に基づき、前記放電灯駆動用の交流電流の周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを設定制御することを特徴とする。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．放電灯点灯装置
（１）放電灯点灯装置の回路構成例
図１は、本実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路図の一例である。

放電灯点灯装置１０は、電力制御回路２０を含む。電力制御回路２０は、放電灯９０に供給する駆動電力を制御する。本実施の形態においては、電力制御回路２０は、直流電源８０を入力とし、当該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。

電力制御回路２０は、スイッチ素子２１、ダイオード２２、コイル２３及びコンデンサ２４を含んで構成されてもよい。スイッチ素子２１は、例えばトランジスタで構成されてもよい。本実施の形態においては、スイッチ素子２１の一端は直流電源８０の正電圧側に接続され、他端はダイオード２２のカソード端子及びコイル２３の一端に接続されている。また、コイル２３の他端にはコンデンサ２４の一端が接続され、コンデンサ２４の他端はダイオード２２のアノード端子及び直流電源８０の負電圧側に接続されている。スイッチ素子２１の制御端子には制御手段４０から電流制御信号が入力されてスイッチ素子２１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。電流制御信号には、例えばＰＷＭ制御信号が用いられてもよい。

ここで、スイッチ素子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。

放電灯点灯装置１０は、交流変換回路３０を含む。交流変換回路３０は、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄを入力し、所与のタイミングで極性反転することにより、任意の周波数及びデューティ比をもつ放電灯駆動用の駆動電流を生成出力する。デューティ比は、第１極性と第２極性に反転する放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期に占める第１極性の時間の割合である。本実施の形態においては、交流変換回路３０はインバータブリッジ回路（フルブリッジ回路）で構成されている。

交流変換回路３０は、例えば、トランジスタなどの第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４を含んで構成され、直列接続された第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２と、直列接続された第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４を、互いに並列接続して構成される。第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４の制御端子には、それぞれ制御手段４０から周波数制御信号が入力され、第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

交流変換回路３０は、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４と、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３を交互にＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの極性を交互に反転し、第１及び第２のスイッチ素子３１及び３２の共通接続点及び第３及び第４のスイッチ素子３３及び３４の共通接続点から、制御された周波数及びデューティ比をもった放電灯駆動用の交流電流Ｉを生成出力する。

すなわち、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＦＦにし、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＦＦの時には第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮにするように制御する。従って、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には、コンデンサ２４の一端から第１のスイッチ素子３１、放電灯９０、第４のスイッチ素子３４の順に流れる放電灯駆動用の交流電流Ｉが発生する。また、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３をＯＮの時には、コンデンサ２４の一端から第３のスイッチ素子３３、放電灯９０、第２のスイッチ素子３２の順に流れる放電灯駆動用の交流電流Ｉが発生する。

放電灯点灯装置１０は、制御手段４０を含む。制御手段４０は、電力制御回路２０及び交流変換回路３０を制御することにより、放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流値、周波数、デューティ比及び波形を制御する。制御手段４０は、交流変換回路３０に対して放電灯駆動用の交流電流Ｉの極性反転タイミングにより周波数及びデューティ比を制御する交流変換制御処理を行うとともに、電力制御回路２０に対して、極性反転タイミング区間ごとに、出力される直流電流Ｉｄの電流値を制御する区間電流制御処理を行う。ここで、区間とは、時間的に隣接する極性反転タイミング同士の間の時間である。すなわち、放電灯駆動用の交流電流Ｉの１周期には２区間が含まれる。

制御手段４０の構成は、特に限定されるものではないが、本実施の形態においては、制御手段４０は、システムコントローラ４１、電力制御回路コントローラ４２及び交流変換回路コントローラ４３含んで構成されている。なお、制御手段４０は、その一部又は全てを半導体集積回路で構成してもよい。

システムコントローラ４１は、電力制御回路コントローラ４２及び交流変換回路コントローラ４３を制御することにより、電力制御回路２０及び交流変換回路３０を制御する。システムコントローラ４１は、後述する放電灯点灯装置１０内部に設けた動作検出部６０により検出した放電灯駆動電圧及び放電灯駆動用の交流電流Ｉに基づき、電力制御回路コントローラ４２及び交流変換回路コントローラ４３を制御してもよい。

本実施の形態においては、システムコントローラ４１は記憶部４４を含んで構成されている。なお、記憶部４４は、システムコントローラ４１とは独立に設けてもよい。

システムコントローラ４１は、記憶部４４に格納された情報に基づき、電力制御回路２０及び交流変換回路３０を制御してもよい。記憶部４４には、例えば放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流値、周波数、デューティ比及び波形に関する情報が格納されていてもよい。

加えて、システムコントローラ４１は、後述する動作検出部６０により検出され、記憶部４４に記憶された放電灯駆動電圧の履歴情報を所定期間ごとに統計処理する統計処理手段としての機能を兼ねてもよい。

また、記憶部４４は、後述する動作検出部６０により検出された放電灯駆動電圧の履歴情報を定期的に記憶する履歴情報記憶手段４５としての機能を兼ねてもよい。

さらに、記憶部４４は、統計処理手段により統計処理された情報を統計情報として記憶する統計情報記憶手段４６としての機能を兼ねてもよい。

なお、履歴情報記憶手段４５及び統計情報記憶手段４６は、放電灯消灯後においても情報を保持するように構成してもよい。

電力制御回路コントローラ４２は、システムコントローラ４１からの制御信号に基づき、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。

交流変換回路コントローラ４３は、システムコントローラ４１からの制御信号に基づき、交流変換回路３０へ反転制御信号を出力することにより、交流変換回路３０を制御する。

放電灯点灯装置１０は、動作検出部６０を含んでもよい。動作検出部６０は、放電灯９０の動作、例えば放電灯の放電灯駆動電圧や放電灯駆動用の交流電流Ｉを検出し、駆動電圧情報や駆動電流情報を出力してもよい。また、動作検出部６０は、定常点灯時の放電灯駆動電圧を検出する検出手段としても機能する。本実施の形態においては、動作検出部６０は、第１乃至第３の抵抗６１乃至６３を含んで構成されている。

動作検出部６０は、放電灯９０と並列に、互いに直列接続された第１及び第２の抵抗６１及び６２で分圧した電圧により放電灯駆動電圧を検出し、放電灯９０に直列に接続された第３の抵抗６３に発生する電圧により放電灯駆動用の交流電流Ｉを検出している。

放電灯点灯装置１０は、イグナイタ回路７０を含んでもよい。イグナイタ回路７０は、放電灯９０の点灯開始時にのみ動作し、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極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（通常制御動作時よりも高い電圧）を放電灯９０の電極間に供給する。本実施の形態においては、イグナイタ回路７０は、放電灯９０と並列に接続されている。

（２）放電灯点灯装置の制御例
次に、本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０の制御の具体例について説明する。

図２は、本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０の制御の概略を示すフローチャートである。

まず、検出手段が、定常点灯時の放電灯駆動電圧を検出する（ステップＳ１００）。本実施の形態においては、動作検出部６０により検出する。

次に、履歴情報記憶手段４５が、検出された放電灯駆動電圧の履歴情報を定期的に記憶する（ステップＳ１０２）。本実施の形態においては、システムコントローラ４１が、定期的に記憶部４４の履歴情報記憶手段４５に履歴情報を書き込む。また、履歴情報を書き込む周期は、例えば、５分とすることができる。

次に、統計処理手段が、記憶された履歴情報を所定期間ごとに統計処理する（ステップＳ１０４）。本実施の形態においては、システムコントローラ４１が、統計処理する。また、所定期間は、例えば、１時間とすることができる。

統計処理には、例えば、所定期間ごとに履歴情報の平均値を求める平均処理、履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値を基に移動平均値を求める移動平均処理、移動平均値のうち最新の所定個数の値を基に標準誤差を求める標準誤差処理、所定期間ごとに履歴情報の標準偏差を求める標準偏差処理、所定期間ごとに履歴情報の分散を求める分散処理、履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値を基に履歴情報の平均値の最大値を求める最大値処理及び履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値を基に履歴情報の平均値の最小値を求める最小値処理のうち少なくとも１つを含んでもよい。

なお、ステップＳ１０４において、統計処理手段は、統計処理に用いた放電灯駆動電圧の履歴情報を、順次消去してもよい。これにより、履歴情報記憶手段の記憶領域を節約することができる。

次に、統計情報記憶手段４６が、統計処理後の情報を統計情報として記憶する（ステップＳ１０６）。本実施の形態においては、システムコントローラ４１が、定期的に記憶部４４の統計情報記憶手段４６に統計情報を書き込む。

次に、制御手段４０が、統計情報の経時的動向に基づき、放電灯駆動用の交流電流Ｉの駆動条件を設定変更する条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。本実施の形態においては、システムコントローラ４１が判定する。駆動条件には、例えば、周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを含んでもよい。

制御手段４０が、放電灯駆動用の交流電流Ｉの駆動条件を設定変更する条件を満たすものと判定した場合は、新たな駆動条件を設定し、放電灯９０を制御する（ステップＳ１１０）。本実施の形態においては、システムコントローラ４１が新たな駆動条件を設定し、電力制御回路コントローラ４２及び交流変換回路４３を制御することにより、新たな駆動条件で放電灯９０を制御する。

なお、制御手段４０が、放電灯駆動用の交流電流Ｉの駆動条件を設定変更する条件を満たさないものと判定した場合は、駆動条件を変更せずに放電灯９０の駆動を継続する。

次に、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９における処理の具体例について説明する。

図３は、ステップＳ１０８及びステップＳ１０９における処理の一例を示すフローチャートである。図３のステップＳ２００乃至ステップＳ２０６は、図２のステップＳ１０８に対応し、図３のステップＳ２１０乃至ステップＳ２１６は、図２のステップＳ１０８に対応する。

また、図４（Ａ）乃至図４（Ｄ）は放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流波形の例を示し、初期状態での放電灯駆動用の交流電流Ｉの電流波形は、図４（Ａ）に示すような、デューティ比５０％の矩形波とする。

まず、制御手段４０は、放電灯駆動電圧が上昇傾向を示しているか否かを判定する（ステップＳ２００）。放電灯駆動電圧が上昇傾向を示すか否かは、例えば、上述の平均処理により所定期間ごとに履歴情報の平均値を求め、さらに上述の移動平均処理により履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値を基に移動平均値を求め、移動平均値が上限閾値以上になったか否かで判定してもよい。上限閾値は、例えば、特定の値を予め設定してもよいし、最初の移動平均値＋１Ｖのように設定してもよい。

履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値から求めた移動平均値を基に判定することにより、放電灯駆動電圧の短期的な変動によらず、放電灯駆動電圧の長期的な上昇傾向を判定することができる。

放電灯駆動電圧が上昇傾向を示しているものと判断した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数を下げる交流変換制御処理を行う（ステップＳ２１０）。例えば図４（Ｂ）に示す波形のように、時刻ｔ１から放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数を下げる交流変換制御処理を行う。

放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数を下げることにより電極温度が上昇するために、電極の溶融を促進し、これにより電極間距離が短くなることを抑制し、放電灯駆動電圧の上昇を抑制することができる。

放電灯駆動電圧が上昇傾向を示さないものと判断した場合は、制御手段４０は、放電灯駆動電圧が下降傾向を示しているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。放電灯駆動電圧が下降傾向を示すか否かは、例えば、上述の平均処理により所定期間ごとに履歴情報の平均値を求め、さらに上述の移動平均処理により履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値を基に移動平均値を求め、移動平均値が下限閾値以上になったか否かで判定してもよい。下限閾値は、例えば、特定の値を予め設定してもよいし、最初の移動平均値−１Ｖのように設定してもよい。

履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値から求めた移動平均値を基に判定することにより、放電灯駆動電圧の短期的な変動によらず、放電灯駆動電圧の長期的な下降傾向を判定することができる。

放電灯駆動電圧が下降傾向を示しているものと判断した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数を上げる交流変換制御処理を行う（ステップＳ２１２）。例えば図４（Ｃ）に示す波形のように、時刻ｔ２から放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数を上げる交流変換制御処理を行う。

放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数を上げることにより電極温度が下降するため、電極が過剰に溶融して電極間距離が長くなることを抑制し、放電灯駆動電圧の下降を抑制することができる。

放電灯駆動電圧が下降傾向を示さないものと判断した場合は、制御手段４０は、放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の変動が大きいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。

放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の変動が大きいか否かは、例えば、上述の標準偏差処理により所定期間ごとに履歴情報の標準偏差を求め、標準偏差が閾値以上になったか否かで判定してもよい。あるいは、上述の分散処理により所定期間ごとに履歴情報の分散を求め、分散が閾値以上になったか否かで判定してもよい。

また例えば、上述の標準誤差処理により移動平均値のうち最新の所定個数の値を基に標準誤差を求め、標準誤差が閾値以上になったか否かで判定してもよい。

図５（ａ）は、履歴情報の平均値（放電灯駆動電圧の平均値）及びその移動平均値の例を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は放電灯駆動電圧を示す。

また図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すグラフに対応する履歴情報の平均値（放電灯駆動電圧の平均値）、その移動平均値及び移動平均値の標準誤差を示す表である。

この例では、１時間ごとに放電灯駆動電圧の平均値を求めている。また、移動平均値は、履歴情報の平均値のうち最新の３個の値を基に求めている。そして、標準誤差は、移動平均値のうち最新の３個の値を基に求めている。

図５（ａ）に示すグラフによれば、１時間目から９時間目までにおいては、履歴情報の平均値（放電灯駆動電圧の平均値）は相対的に変動が小さいものと考えられるが、１０時間目から１４時間目までにおいては、履歴情報の平均値（放電灯駆動電圧の平均値）は相対的に変動が大きいものと考えられる。そして、変動が大きい１０時間目から１４時間目までにおいては、移動平均値の標準誤差も相対的に大きくなっている。

したがって、例えば、標準誤差が０．４Ｖ以上になった場合に放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の変動が大きいものと判断するものとしてもよい。

放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の変動が大きいものと判断した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を周期的なパターンで変化させる交流変換制御処理を行う（ステップＳ２１４）。例えば図４（Ｄ）に示す波形のように、時刻ｔ３から放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を周期的なパターンで増減させる交流変換制御処理を行う。図４（Ｄ）に示す波形では、デューティ比を８０％から２０％までの範囲で周期的なパターンで増減させる交流変換制御処理を行っている。

放電灯駆動用の交流電流Ｉのデューティ比を周期的なパターンで変化させることによって、放電灯９０の両電極及びその周辺の熱的状態を変動させることができる。これにより、両電極が偏って消耗することや電極材料が偏って析出することを抑えることができる。したがって、放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の変動を抑制することができる。

放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の変動が大きくないものと判断した場合には、制御手段４０は、複数の所定期間を含む期間において、放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の一部に大きな変動があるか否かを判定する（ステップＳ２０６）。放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の一部に大きな変動があるか否かは、例えば、履歴情報の平均値のうち最新の所定個数の値を基に求めた履歴情報の平均値の最大値と最小値の差が閾値以上になったか否かで判定してもよい。

複数の所定期間を含む期間において、放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の一部に大きな変動があるものと判断した場合には、制御手段４０は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形を変更する区間電流制御処理を行う（ステップＳ２１６）。

図６（ａ）乃至図６（ｃ）は、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄ及び放電灯駆動用の交流電流Ｉの波形例を示す図である。横軸は時間、縦軸は電流値を示している。時刻ｔ１乃至ｔ７は、放電灯駆動用の交流電流Ｉの極性反転タイミングを示す。

図６（ａ）に示す波形は、制御手段４０が、極性反転タイミング区間内において、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄを一定にする区間電流制御処理を行っている場合の波形である。

図６（ｂ）に示す波形は、制御手段４０が、極性反転タイミング区間内において、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの電流値を直線的に単調増加させる区間電流制御処理を行っている場合の波形である。

図６（ｃ）に示す波形は、制御手段４０が、極性反転タイミング区間内において、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの電流値を段階的に増加させる区間電流制御処理を行っている場合の波形である。

放電灯駆動用の交流電流Ｉを図６（ｂ）に示す波形や図６（ｃ）に示す波形のように、放電灯駆動用の交流電流の半周期の後半で、交流駆動電流の電流値を高くすることにより、放電灯電極の温度を上げて電極先端を溶融することにより、電極形状を滑らかにすることができる。これにより、放電位置が安定し、フリッカの発生などによる放電灯駆動電圧変動や輝度変動を抑制することができる。

したがって、例えば初期状態では、放電灯駆動用の交流電流Ｉが図６（ａ）に示す波形となるように区間電流制御処理を行っていたものを、放電灯駆動用の交流電流Ｉが図６（ｂ）に示す波形や図６（ｃ）に示す波形となるように区間電流制御処理を変更することにより、放電灯駆動電圧の所定期間ごとの平均値の一部に現れる大きな変動を抑制することができる。

このように、制御手段４０が、統計情報の経時的動向に基づき、放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを設定制御することにより、放電灯９０の駆動条件をより適切に設定することが可能になる。したがって、放電灯を長期間、安定した状態で駆動することが可能な放電灯点灯装置を実現することができる。

２．プロジェクタ
図７は、本実施の形態に係るプロジェクタの回路構成の一例を示す図である。プロジェクタ５００は、図示しない光学系の他に、画像信号変換部５１０、直流電源装置５２０、放電灯点灯装置１０、放電灯９０、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ、画像処理装置５７０を含む。

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。

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い、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を出力する。

直流電源装置５２０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し、トランス（図示しないが、直流電源装置５２０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及びトランスの１次側にある放電灯点灯装置１０に直流電圧を供給する。

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して絶縁破壊させて放電路を形成し、以後放電灯９０が放電を維持するための駆動電流を供給する。

液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂには、それぞれ駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂによる画像が表示されており、当該画像によって各液晶パネルに入射する色光の輝度が変調される。

ＣＰＵ５８０は、プロジェクタの点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。プロジェクタの電源が投入され直流電源装置５２０の出力電圧が所定の値になると、点灯信号５８２を発生して放電灯点灯装置１０に供給する。ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から放電灯９０の点灯情報５３２を受け取ってもよい。

このように構成したプロジェクタ５００は、統計情報の経時的動向に基づき、放電灯駆動用の交流電流Ｉの周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを設定制御することにより、放電灯９０の駆動条件をより適切に設定することが可能になる。したがって、放電灯を長期間、安定した状態で駆動することが可能なプロジェクタを実現することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

上記各実施形態においては、３つの液晶パネルを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクタにも適用可能である。

上記各実施形態においては、透過型のプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶パネル等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶パネルやマイクロミラー型光変調装置などのように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（Texas Instruments社の商標）を用いることができる。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の回路構成例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の制御例を説明するための図。 本発明の実施の形態に係るプロジェクタの構成を説明するための図。

符号の説明

１０ 放電灯点灯装置、２０ 電力制御回路、２１ スイッチ素子、２２ ダイオード、２３ コイル、２４ コンデンサ、３０ 交流変換回路、３１〜３４ スイッチ素子、４０ 制御手段、４１ システムコントローラ、４２ 電力制御回路コントローラ、４３ 交流変換回路コントローラ、４４ 記憶部、４５ 履歴情報記憶手段、４６ 統計情報記憶手段、６０ 動作検出部、６１〜６３ 抵抗、７０ イグナイタ回路、８０ 直流電源、９０ 放電灯、５００ プロジェクタ、５１０ 画像信号変換部、５１２Ｒ 画像信号（Ｒ）、５１２Ｇ 画像信号（Ｇ）、５１２Ｂ 画像信号（Ｂ）、５２０ 直流電源装置、５３２ 点灯情報、５６０Ｒ 液晶パネル（Ｒ）、５６０Ｇ 液晶パネル（Ｇ）、５６０Ｂ 液晶パネル（Ｂ）、５７０ 画像処理装置、５７２Ｒ 液晶パネル（Ｒ）駆動信号、５７２Ｇ 液晶パネル（Ｇ）駆動信号、５７２Ｂ 液晶パネル（Ｂ）駆動信号、５８０ ＣＰＵ、５８２ 点灯信号、６００ 交流電源、７００ スクリーン

Claims (10)

1. 直流電流を出力する電力制御回路と、
   前記直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路と、
   前記交流変換回路に対して前記放電灯駆動用の交流電流の極性反転タイミングを制御する交流変換制御処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記極性反転タイミング区間ごとに前記直流電流の電流値を制御する区間電流制御処理を行う制御手段と、
   定常点灯時の放電灯駆動電圧を検出する検出手段と、
   検出された前記放電灯駆動電圧の履歴情報を定期的に記憶する履歴情報記憶手段と、
   記憶された前記履歴情報を所定期間ごとに統計処理する統計処理手段と、
   前記統計処理後の情報を統計情報として記憶する統計情報記憶手段とを含み、
   前記制御手段は、前記統計情報の経時的動向に基づき、前記放電灯駆動用の交流電流の周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを設定制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
2. 請求項１に記載の放電灯点灯装置であって、
   前記履歴情報記憶手段及び前記統計情報記憶手段は、放電灯消灯後においても情報を保持することを特徴とする放電灯点灯装置。
3. 請求項１及び２のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
   前記統計処理手段は、前記統計処理に用いた前記履歴情報を消去することを特徴とする放電灯点灯装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
   前記統計処理は、所定期間ごとに前記履歴情報の平均値を求める平均処理を含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
5. 請求項４に記載の放電灯点灯装置であって、
   前記統計処理は、前記平均値のうち最新の所定個数の値を基に移動平均値を求める移動平均処理を含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
6. 請求項５に記載の放電灯点灯装置であって、
   前記統計処理は、前記移動平均値のうち最新の所定個数の値を基に標準誤差を求める標準誤差処理を含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
   前記統計処理は、所定期間ごとに前記履歴情報の標準偏差を求める標準偏差処理及び所定期間ごとに前記履歴情報の分散を求める分散処理のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の放電灯点灯装置であって、
   前記統計処理は、前記平均値のうち最新の所定個数の値を基に前記平均値の最大値を求める最大値処理及び前記平均値のうち最新の所定個数の値を基に前記平均値の最小値を求める最小値処理のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の放電灯点灯装置を含むプロジェクタ。
10. 直流電流を出力する電力制御回路と、
    前記直流電流を所与のタイミングで極性反転することで放電灯駆動用の交流電流を生成出力する交流変換回路とを含む放電灯点灯装置の制御方法であって、
    前記交流変換回路に対して前記放電灯駆動用の交流電流の極性反転タイミングを制御する交流変換制御処理を行うとともに、前記電力制御回路に対して前記極性反転タイミング区間ごとに前記直流電流の電流値を制御する区間電流制御処理を行う制御手順と、
    定常点灯時の放電灯駆動電圧を検出する検出手順と、
    検出された前記放電灯駆動電圧の履歴情報を定期的に記憶する電圧情報記憶手順と、
    記憶された前記履歴情報を所定期間ごとに統計処理する統計処理手順と、
    前記統計処理後の情報を統計情報として記憶する統計情報記憶手順とを含み、
    前記制御手段は、前記統計情報の経時的動向に基づき、前記放電灯駆動用の交流電流の周波数、デューティ比及び波形の少なくとも１つを設定制御することを特徴とする放電灯点灯装置の制御方法。

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