JP5077593B2 - 放電灯点灯装置、プロジェクター及び放電灯点灯装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、放電灯点灯装置、プロジェクター及び放電灯点灯装置の制御方法に関する。

プロジェクター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（駆動電流の電流値、周波数及び波形）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ーに用いる場合には、プロジェクター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、例えば特表２００２−５３３８８４公報では、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。

しかしながら、あらかじめ駆動条件を設定した制御回路は放電灯点灯装置の内部にあるため、放電灯点灯時には、あらかじめ設定した駆動条件以外の駆動条件に変更することはできなかった。そのため、放電灯点灯装置の柔軟な設計変更は困難だった。

また、放電灯の種類により最適な駆動条件が異なるため、放電灯の種類ごとに放電灯点灯装置を別個に用意する必要があった。

さらに、高圧放電灯の場合には個体による特性の差が大きいため、放電灯単体ごとに異なった駆動条件での制御が求められる。このため、放電灯点灯装置（バラスト）内部に放電灯単体ごとに対応できるだけの駆動波形を発生させる装置や記憶装置（メモリ）等を用意しておくのは非常に困難であった。

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、放電灯の駆動条件を放電灯点灯装置の外部から自由に設定可能な放電灯点灯装置、これを用いたプロジェクター及び放電灯点灯装置の制御方法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、放電灯を駆動するための駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作を行う制御部を含む放電灯点灯装置において、前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを前記第１制御動作とは異なる態様で制御可能な駆動制御信号を受け付ける信号受付部を含み、前記制御部は、前記信号受付部が前記駆動制御信号を受け付けた場合には、前記駆動制御信号に基づいて前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第２制御動作を行うことを特徴とする。

本発明によれば、放電灯の駆動条件を放電灯点灯装置の外部から自由に設定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）この放電灯点灯装置は、前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに関連する駆動情報を記憶する記憶部を含み、前記制御部は、前記信号受付部が前記駆動制御信号を受け付けなかった場合には、前記記憶部に記憶された前記駆動情報に基づいて前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作を行ってもよい。

（３）この放電灯点灯装置は、放電灯駆動用電力を生成する電力制御回路と、前記電力制御回路が出力する直流電流を所与のタイミングで極性反転することで前記放電灯を駆動するための前記駆動電流を生成出力する交流変換回路とを含み、前記制御部は、前記直流電流の電流値を制御するための電流制御信号を前記電力制御回路に対して出力するとともに、前記駆動電流の極性反転タイミングを制御するための制御信号を前記交流変換回路に対して出力することにより、前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御してもよい。

（４）この放電灯点灯装置は、前記電力制御回路は、前記直流電流を出力するスイッチング制御電力回路を含み、前記制御部は、前記電流制御信号としてパルス幅変調信号を前記スイッチング制御電力回路に対して出力することにより、前記直流電流の電流値を制御してもよい。

（５）この放電灯点灯装置は、前記スイッチング制御電力回路は、降圧チョッパー回路であってもよい。

（６）この放電灯点灯装置は、前記交流変換回路は、前記駆動電流を生成出力するインバーターブリッジ回路を含んでもよい。

（７）この放電灯点灯装置は、前記信号受付部が前記駆動制御信号を受け付けたか否かを判定する判定部を含み、前記制御部は、前記判定部が前記駆動制御信号を受け付けたものと判定した場合には、前記第２制御動作を行い、前記判定部が前記駆動制御信号を受け付けなかったものと判定した場合には、前記第２制御動作を行ってもよい。

（８）この放電灯点灯装置は、前記判定部は、前記駆動制御信号の振幅が閾値を超えた場合には前記駆動制御信号を受け付けたものと判定し、前記駆動制御信号の振幅が閾値を超えなかった場合には前記駆動制御信号を受け付けなかったものと判定してもよい。

（９）この放電灯点灯装置は、アナログ信号をデジタル情報に変換する変換部を含み、前記信号受付部は、前記駆動制御信号を前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに対応するアナログ信号として受け付け、前記変換部は、前記信号受付部が受け付けた前記アナログ信号をデジタル情報に変換し、前記制御部は、前記変換部で変換された前記デジタル情報に基づいて前記第２制御動作を行ってもよい。

（１０）この放電灯点灯装置は、前記信号受付部は、前記駆動制御信号を前記駆動電流の極性反転タイミングに対応する極性反転タイミングを有するアナログ信号として受け付け、前記制御部は、前記信号受付部が受け付けた前記駆動制御信号の極性反転タイミングに関連付けたタイミングで前記駆動電流が極性反転するように前記交流変換回路を制御してもよい。

（１１）この放電灯点灯装置は、前記信号受付部は、前記駆動制御信号を前記駆動電流の周波数に対応する周波数を有するアナログ信号として受け付け、前記制御部は、前記信号受付部が受け付けた前記駆動制御信号の周波数に関連付けた周波数で前記駆動電流を供給するように前記交流変換回路を制御してもよい。

（１２）この放電灯点灯装置は、前記信号受付部は、前記駆動制御信号を前記駆動電流のデューティー比に対応するデューティー比を有するアナログ信号として受け付け、前記制御部は、前記信号受付部が受け付けた前記駆動制御信号のデューティー比に関連付けたデューティー比で前記駆動電流を供給するように前記交流変換回路を制御してもよい。

（１３）この放電灯点灯装置は、前記信号受付部は、前記駆動制御信号を前記駆動電流の電流値に対応する振幅を有するアナログ信号として受け付け、前記制御部は、前記信号受付部が受け付けた前記駆動制御信号の振幅に関連付けた電流値で前記駆動電流を供給するように前記電力制御回路を制御してもよい。

（１４）この放電灯点灯装置は、前記信号受付部は、前記駆動制御信号を前記駆動電流の波形に対応する波形を有するアナログ信号として受け付け、前記制御部は、前記信号受付部が受け付けた前記駆動制御信号の波形に関連付けた波形で前記駆動電流を供給するように前記電力制御回路を制御してもよい。

（１５）この放電灯点灯装置は、前記駆動制御信号は、プロジェクターの制御部から供給されてもよい。

（１６）この放電灯点灯装置は、前記放電灯の駆動電圧を検出し、駆動電圧情報を出力する動作検出部を含み、前記駆動制御信号は、駆動電圧情報に基づいてプロジェクターの制御部から供給されてもよい。

（１７）本発明に係るプロジェクターは、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。

（１８）本発明に係る放電灯点灯装置の制御方法は、放電灯を駆動するための駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御可能な駆動制御信号を受け付ける信号受付部を含み、前記駆動電流を出力する放電灯点灯装置の制御方法であって、前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作を行い、前記信号受付部が、前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御可能な駆動制御信号を受け付け、前記信号受付部が前記駆動制御信号を受け付けた場合には、前記駆動制御信号に基づいて前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第２制御動作を行うことを特徴とする。

図１は、本発明の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。 図２は、本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の動作を説明するためのフローチャートである。 図３は、駆動電流Ｉと駆動制御信号Ｓとの対応関係の一例を示すタイミングチャートである。 図４は、本発明の実施の形態に係る放電灯点灯装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。 図５は、本発明の実施の形態に係るプロジェクターの構成の一例である。

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）放電灯点灯装置の構成
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生成する。電力制御回路２０は、例えばスイッチング制御電力回路で構成してもよい。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出力する降圧チョッパー回路（スイッチング制御電力回路の一種）で構成されている。

電力制御回路２０、スイッチ素子２１、ダイオード２２、コイル２３及びコンデンサー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ー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部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、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ；Pulse Width Modulation）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、スイッチ素子２１がＯＮする時間の割合に応じた直流電力が発生する。これにより、電力制御回路２０は、この直流電力と放電灯９０の駆動電圧とに基づいて定まる直流電流を出力する。

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が出力する直流電流を所与のタイミングで極性反転することで、任意の周波数及びデューティー比の放電灯駆動用の駆動電流を生成する。本実施の形態においては、交流変換回路３０はインバーターブリッジ回路（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、トランジスターなどの第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、それぞれ制御部４０から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の出力電圧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、制御された周波数の駆動電流Ｉを出力する。

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。したがって、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４がＯＮの時には、コンデンサー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の順に流れる駆動電流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、コンデンサー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の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。

放電灯点灯装置１０は、制御部４０を含む。制御部４０は、駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作と、後述する駆動制御信号Ｓに基づいて駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを、第１制御動作とは異なる態様で制御する第２制御動作を行う。駆動電流Ｉのデューティー比は、駆動電流Ｉの１周期の長さに対する正極性となる期間の長さの割合である。

制御部４０は、電力制御回路２０が出力する直流電流の電流値を制御するための電流制御信号を電力制御回路２０に対して出力するとともに、駆動電流Ｉの極性反転タイミングを制御するための制御信号を交流変換回路３０に対して出力することにより、放電灯９０の駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する。

本実施の形態においては、制御部４０は、判定部４１及びマイコン４２含んで構成されている。なお、判定部４１は、制御部４０とは独立に設けてもよい。また、判定部４１は、例えばマイコン４２に含まれてもよい。

判定部４１は、駆動制御信号Ｓの有無を判定する。判定部４１は、例えば駆動制御信号Ｓの振幅が閾値を超えた場合には駆動制御信号Ｓを受け付けたものと判定し、駆動制御信号Ｓの振幅が閾値を超えなかった場合には駆動制御信号Ｓを受け付けなかったものと判定してもよい。

マイコン４２は、判定部４１が駆動制御信号Ｓを受け付けたものと判定した場合には、駆動制御信号Ｓに基づいて駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第２制御動作を行い、判定部４１が駆動制御信号Ｓを受け付けなかったものと判定した場合には、後述する記憶部４３に記憶された駆動情報に基づいて駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作を行う。

なお、マイコン４２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９０の駆動電圧及び駆動電流Ｉを監視しながら、所望の駆動条件で放電灯９０を駆動するように電力制御回路２０及び交流変換回路３０を制御してもよい。

本実施の形態においては、マイコン４２は記憶部４３を含んで構成されている。なお、記憶部４３は、制御部４０やマイコン４２とは独立に設けてもよい。

マイコン４２は、記憶部４３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４３には、例えば第１制御動作時の駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに関連する駆動情報が格納されていてもよい。また、記憶部４３には、例えば駆動制御信号Ｓに基づいて、第２制御動作時の駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形に関する情報が格納されてもよい。

なお、制御部４０は、後述する信号受付部５０から記憶部４３までの経路の途中（判定部４１との前後は問わない）に、アナログ信号をデジタル情報に変換する変換部４４を含んでもよい。変換部４４は、制御部４０とは独立に設けてもよい。

放電灯点灯装置１０は、信号受付部５０を含む。信号受付部５０は、駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御可能な駆動制御信号Ｓの入力を受け付ける。

信号受付部５０は、例えばフォトトランジスターを含み、発光ダイオードを介した光信号として駆動制御信号Ｓを入力することにより、駆動制御信号Ｓの信号源と放電灯点灯装置１０を絶縁した構成としてもよい。

信号受付部５０は、例えばフォトカプラを介した駆動制御信号Ｓを受け付けてもよい。また、信号受付部５０は、例えばフォトカプラを含み、フォトカプラを介して駆動制御信号Ｓを受け付けてもよい。

駆動制御信号Ｓの信号源と放電灯点灯装置１０を絶縁する必要がない場合には、信号受付部５０は、例えばバッファアンプを含み、バッファアンプを介して駆動制御信号Ｓを受け付けてもよい。

信号受付部５０は、例えば、駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに対応するデジタル情報を含む駆動制御信号Ｓを受け付け、制御部４０は、駆動制御信号Ｓに含まれるデジタル情報に基づいて第２制御動作を行ってもよい。

また例えば、信号受付部５０は、駆動制御信号Ｓを駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに対応するアナログ信号として受け付け、変換部４４は、信号受付部５０が受け付けたアナログ信号をデジタル情報に変換し、制御部４０は、変換部４４で変換されたデジタル情報に基づいて第２制御動作を行ってもよい。

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、例えば放電灯の駆動電圧や駆動電流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。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駆動電流Ｉを検出している。

放電灯点灯装置１０は、イグナイター回路７０を含んでもよい。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（第１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、イグナイター回路７０は、放電灯９０と並列に接続されている。

（２）放電灯点灯装置の動作
次に、本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０の動作を説明する。図２は、放電灯点灯装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。

ユーザーの操作等により点灯命令を受け付けた後の放電灯点灯装置１０は、駆動制御信号Ｓの有無を判定する（ステップＳ１０）。駆動制御信号Ｓの有無を判定は、判定部４１で行う。判定部４１は、例えば駆動制御信号Ｓの振幅が閾値を超えた場合には駆動制御信号Ｓを受け付けたものと判定し、駆動制御信号Ｓの振幅が閾値を超えなかった場合には駆動制御信号Ｓを受け付けなかったと判定してもよい。

閾値は、駆動制御信号Ｓとして有意な信号が入力されたか否かを判断するために十分な値を設定する。これにより、ノイズ等の入力による誤動作を抑制することができる。

駆動制御信号Ｓを受け付けなかったものと判定した場合（ステップＳ１０でＮＯの場合）には、放電灯点灯装置１０は、第１制御動作で放電灯９０を駆動する（ステップＳ１２）。第１制御動作は、放電灯点灯装置１０に設定された電流値、周波数、デューティー比又は波形をもった駆動電流Ｉで放電灯９０を制御する動作である。放電灯点灯装置１０に設定された電流値、周波数、デューティー比又は波形に関連する駆動情報は、例えば記憶部４３に格納されていてもよい。

ステップＳ１２で駆動制御信号Ｓを受け付けたものと判定された場合（ステップＳ１２でＹＥＳの場合）には、放電灯点灯装置１０は、第２制御動作で放電灯９０を駆動する（ステップＳ１４）。

第２制御動作は、駆動制御信号Ｓに基づいて駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御して、放電灯９０を制御する動作である。

例えば、信号受付部５０が、駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに対応するデジタル情報を含む駆動制御信号Ｓを受け付け、制御部４０が、駆動制御信号Ｓに含まれるデジタル情報に基づいて第２制御動作を行ってもよい。

また例えば、信号受付部５０が、駆動制御信号Ｓを駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに対応するアナログ信号として受け付け、変換部４４が、信号受付部５０が受け付けたアナログ信号をデジタル情報に変換（サンプリング）し、制御部４０が、変換部４４で変換されたデジタル情報に基づいて第２制御動作を行ってもよい。

この場合、例えば、信号受付部５０は、駆動制御信号Ｓを駆動電流Ｉの極性反転タイミングに対応する極性反転タイミングを有するアナログ信号として受け付け、制御部４０は、信号受付部５０が受け付けた駆動制御信号Ｓの極性反転タイミングに関連付けたタイミングで駆動電流Ｉが極性反転するように交流変換回路３０を制御してもよい。

また例えば、信号受付部５０は、駆動制御信号Ｓを駆動電流Ｉの周波数に対応する周波数を有するアナログ信号として受け付け、制御部４０は、信号受付部５０が受け付けた駆動制御信号Ｓの周波数に関連付けた周波数で駆動電流Ｉを供給するように交流変換回路３０を制御してもよい。

また例えば、信号受付部５０は、駆動制御信号Ｓを駆動電流Ｉのデューティー比に対応するデューティー比を有するアナログ信号として受け付け、制御部４０は、信号受付部５０が受け付けた駆動制御信号Ｓのデューティー比に関連付けたデューティー比で駆動電流Ｉを供給するように交流変換回路３０を制御してもよい。

また例えば、信号受付部５０は、駆動制御信号Ｓを駆動電流Ｉの電流値に対応する振幅を有するアナログ信号として受け付け、制御部４０は、信号受付部５０が受け付けた駆動制御信号Ｓの振幅に関連付けた電流値で駆動電流Ｉを供給するように電力制御回路２０を制御してもよい。

また例えば、信号受付部５０は、駆動制御信号Ｓを駆動電流Ｉの波形に対応する波形を有するアナログ信号として受け付け、制御部４０は、信号受付部５０が受け付けた駆動制御信号Ｓの波形に関連付けた波形で駆動電流Ｉを供給するように電力制御回路２０を制御してもよい。

図３は、駆動電流Ｉと駆動制御信号Ｓとの対応関係の一例を示すタイミングチャートである。図３の１００で示すタイミングチャートの横軸は時間、縦軸は駆動電流Ｉの電流値である。図３の２００で示すタイミングチャートの横軸は時間、縦軸は駆動制御信号Ｓの電圧値である。

時刻ｔ１までにおいては、信号受付部５０に駆動制御信号Ｓは入力されていない。この場合、制御部４０は、第１制御処理を行う。図３の１００に示す例では、第１制御処理時の駆動電流Ｉは、周波数ｆ１でデューティー比が５０％の矩形波になっている。

時刻ｔ１以降では、信号受付部５０に駆動制御信号Ｓが入力されている。図３の２００に示す例では、駆動制御信号Ｓは、周波数ｆ１でデューティー比が５０％、半周期内で電圧値の絶対値が直線的に単調増加する波形になっている。

信号受付部５０にアナログ波形として入力された駆動制御信号Ｓは、変換部４４でデジタル情報に変換（サンプリング）され、記憶部４３に格納される。記憶部４３に格納されたデジタル情報を基に、制御部４０は、時刻ｔ２から第２制御処理を行う。時刻ｔ２は、例えば時刻ｔ１からサンプリング及び駆動電流Ｉの波形の生成に必要な時間経過後の時刻である。また、時刻ｔ２を駆動電流Ｉの極性反転タイミングに同期させてもよい。第２制御処理時の駆動電流Ｉは、駆動制御信号Ｓと同様に、周波数ｆ１でデューティー比が５０％、半周期内で電流値の絶対値が直線的に単調増加する波形となる。

図３に示す例では、駆動制御信号Ｓに基づいて駆動電流Ｉの波形を変更する例について説明したが、同様の手法により駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形の条件を任意に組み合わせて駆動条件を設定することが可能である。

このように、本実施の形態における放電灯点灯装置１０は、駆動制御信号Ｓをアナログ信号として受け付け、変換部４４でサンプリングされた振幅、周波数、デューティー比又は波形に基づいて駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比又は波形を設定できることにより、駆動条件を設定する自由度が大きくなる。

図２におけるステップＳ１４の後、放電灯点灯装置１０は、ユーザー操作等により消灯命令の有無を判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６の判定は、例えば制御部４０で行ってもよい。消灯命令があった場合（ステップＳ１６でＹＥＳの場合）には、放電灯点灯装置１０は、放電灯９０の駆動を終了する。消灯命令がなかった場合（ステップＳ１６でＮＯの場合）には、放電灯点灯装置１０は、ステップＳ１０〜Ｓ１６を繰り返す。

図４は、駆動電流Ｉの波形と、制御部４０から電力制御回路２０のスイッチ素子２１及び交流変換回路３０の第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４への制御信号波形との関係の一例を示すタイミングチャートである。図４では、上から順に、駆動電流Ｉの波形、スイッチ素子２１への電流制御信号波形、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４への制御信号波形、第２及び第３のスイッチ素子３２及び３３への制御信号波形を示している。駆動電流Ｉの波形の波高は電流値を表している。また、例えばスイッチ素子２１及び第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４を電界効果トランジスター（ＦＥＴ）で構成した場合には、制御信号波形の波高は電圧値を表す。

本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０においては、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４への制御信号波形がＯＮになっている区間、例えば区間Ｔ１では、駆動電流Ｉの波形は正の電流値示す。第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４への制御信号波形がＯＮになっている区間、例えば区間Ｔ２では、駆動電流Ｉの波形は負の電流値を示す。交流変換回路３０を構成しているインバーターブリッジ回路（フルブリッジ回路）の短絡を防止するために、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４への制御信号と第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４への制御信号は、同時にＯＮにならないように制御されている。なお、区間Ｔ１と区間Ｔ２の間に、第１及び第４のスイッチ素子３１及び３４への制御信号と第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４への制御信号が同時にＯＦＦになる区間Ｔｄを設定してインバーターブリッジ回路（フルブリッジ回路）の短絡を防止してもよい。区間Ｔｄにおいては、駆動電流Ｉの波形は０の電流値を示す。

本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０においては、駆動電流Ｉの波形が示す電流値の絶対値は、対応する区間においてスイッチ素子２１がＯＮになっている時間の割合（デューティー比）に比例する。例えば、区間Ｔ３よりも区間Ｔ４において、スイッチ素子２１がＯＮになっている時間の割合（デューティー比）が大きくなるように制御することにより、区間Ｔ３よりも区間Ｔ４において相対的に駆動電流Ｉの電流値の絶対値が大きくなるように制御することができる。

したがって、制御部４０から電力制御回路２０のスイッチ素子２１及び交流変換回路３０の第１乃至第４のスイッチ素子３１乃至３４への制御信号を任意に組み合わせることにより、駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形を任意に設定することが可能になる。

このように、放電灯点灯装置１０を、駆動制御信号Ｓに基づき、制御部４０から電力制御回路２０及び交流変換回路３０への制御信号波形を制御できる構成とすることにより、放電灯の駆動条件を放電灯点灯装置１０の外部から自由に設定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。

放電灯９０の駆動条件（駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形）を決定するための代表的なパラメータとしては、初期の放電灯電圧、直近の放電灯電圧、放電灯の点灯中におけるフリッカの発生の有無に加え、放電灯の点灯時間、放電灯の点灯回数、放電灯を最後に消灯してからの経過時間等がある。このうち、放電灯の点灯時間、放電灯の点灯回数、放電灯を最後に消灯してからの経過時間等の放電灯の点灯履歴に関する情報は、例えばプロジェクター等の放電灯を使用する装置側の記録として残っているのが通常であり、放電灯点灯装置側には残っていなかったために従来は利用することが困難であったパラメータである。

本実施の形態に係る放電灯点灯装置１０においては、駆動制御信号Ｓに基づき放電灯点灯装置１０の外部から駆動電流Ｉの波形を制御することが可能になるため、例えば駆動制御信号Ｓをプロジェクター等の主制御部から供給することにより、従来は利用することが困難であったパラメータを利用して、より適切な駆動条件（駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形）で放電灯９０を駆動することができる放電灯点灯装置を実現することができる。

例えば、動作検出部６０により、放電灯９０の駆動電圧の時間的な変化（上昇や下降）が検出された場合やフリッカが検出された場合に、プロジェクター等の主制御部は駆動電圧情報に基づいて、さらに放電灯９０の点灯時間、放電灯９０の点灯回数、放電灯９０を最後に消灯してからの経過時間等の放電灯の点灯履歴に関する情報も考慮して、より適切な駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形を設定するための駆動制御信号Ｓを放電灯点灯装置１０に供給して、放電灯９０を駆動することが可能になる。これにより、フリッカの発生や輝度の変化を抑制することが可能になる。

２．プロジェクター
図５は、本実施の形態に係るプロジェクターの構成の一例を示す図である。プロジェクター５００は、画像信号変換部５１０、直流電源装置５２０、放電灯点灯装置５３０、放電灯５４０、ミラー群５５０、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５３０に直流電圧を供給する。

放電灯点灯装置５３０は、起動時に放電灯５４０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５４０が放電を維持するための駆動電流を供給する。本実施の形態においては、図１を用いて説明した放電灯点灯装置１０と同じ構成の放電灯点灯装置を使用している。

放電灯５４０が発する光束は、ミラー群５５０に含まれる２つのダイクロイックミラーを通してそれぞれＲ、Ｇ、Ｂの色光に分離され、その他のミラーで反射されて、それぞれ液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂに透過される。

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、再びダイクロイックプリズムで合成されてスクリーン７００に投射される。

ＣＰＵ５８０は、プロジェクターの点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。プロジェクター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５３０に供給する。また、ＣＰＵ５８０は、放電灯の点灯時間、放電灯の点灯回数、放電灯を最後に消灯してからの経過時間等の放電灯の点灯履歴に関する情報を取得する。さらに、ＣＰＵ５８０は、放電灯５４０を駆動する駆動電流の電流値、周波数及び波形の少なくとも１つを制御する駆動制御信号５８４を放電灯点灯装置５３０に供給する。また、ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置５３０から放電灯５４０の駆動電圧情報５３２を受け取ってもよい。

時計５９０は、例えば、プロジェクター５００の電源を切ってもバックアップ電池で動作して、ネットワークや電波を介して常に現在の時刻情報５９２を出力することができる。

このように構成したプロジェクター５００は、放電灯５４０の駆動条件を放電灯点灯装置５３０の外部（本実施の形態においてはＣＰＵ５８０）から自由に設定することが可能となるので、従来はランプの仕様に応じて専用の設計をしていた放電灯点灯装置５３０の共用化を図ることができ、最終製品であるプロジェクターのコストダウンを実現することができる。

また、放電灯の点灯時間、放電灯の点灯回数、放電灯を最後に消灯してからの経過時間等の放電灯の点灯履歴に関する情報のように、放電灯点灯装置側には履歴が残っていなかったために従来は利用することが困難であったパラメータを利用して、より適切な駆動条件（駆動電流Ｉの電流値、周波数、デューティー比及び波形）で放電灯５４０を駆動することができるプロジェクターを実現することができる。

例えば、ＣＰＵ５８０が、放電灯５４０の駆動電圧の時間的な変化（上昇や下降）、フリッカの発生を駆動電圧情報５３２により検出した場合に、ＣＰＵ５８０は駆動電圧情報５３２に基づいて、さらに放電灯５４０の点灯時間、放電灯５４０の点灯回数、放電灯５４０を最後に消灯してからの経過時間等の放電灯の点灯履歴に関する情報も考慮して、より適切な駆動電流の電流値、周波数及び波形を設定するための駆動制御信号５８４を放電灯点灯装置５３０に供給して、放電灯５４０を駆動することが可能になる。これにより、フリッカの発生や輝度の変化を抑制することが可能になる。

なお、本発明は本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。

Claims (13)

1. 放電灯を駆動するための駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作を行う制御部を含む放電灯点灯装置において、
   前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形を前記第１制御動作とは異なる態様で制御可能な駆動制御信号を受け付ける信号受付部を含み、
   前記駆動制御信号は、
   前記駆動電流の電流値に対応する振幅と、
   前記駆動電流の周波数に対応する周波数と、
   前記駆動電流のデューティー比に対応するデューティー比と、
   前記駆動電流の波形に対応する波形と、
   を有するアナログ信号であり、
   前記制御部は、前記信号受付部が前記駆動制御信号を受け付けた場合には、
   前記駆動制御信号の振幅に基づいて前記駆動電流の電流値を制御し、
   前記駆動制御信号の周波数に基づいて前記駆動電流の周波数を制御し、
   前記駆動制御信号のデューティー比に基づいて前記駆動電流のデューティー比を制御し、
   前記駆動制御信号の波形に基づいて前記駆動電流の波形を制御する
   第２制御動作を行う、放電灯点灯装置。
2. 請求項１に記載の放電灯点灯装置において、
   前記信号受付部が前記駆動制御信号を受け付けたか否かを判定する判定部を含み、
   前記制御部は、前記判定部が前記駆動制御信号を受け付けたものと判定した場合には、前記第２制御動作を行い、前記判定部が前記駆動制御信号を受け付けなかったものと判定した場合には、前記第１制御動作を行う、放電灯点灯装置。
3. 請求項２に記載の放電灯点灯装置において、
   前記判定部は、前記駆動制御信号の振幅が閾値を超えた場合には前記駆動制御信号を受け付けたものと判定し、前記駆動制御信号の振幅が閾値を超えなかった場合には前記駆動制御信号を受け付けなかったものと判定する、放電灯点灯装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
   前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つに関連する駆動情報を記憶する記憶部を含み、
   前記制御部は、前記信号受付部が前記駆動制御信号を受け付けなかった場合には、前記記憶部に記憶された前記駆動情報に基づいて前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作を行う、放電灯点灯装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
   放電灯駆動用電力を生成する電力制御回路と、
   前記電力制御回路が出力する直流電流を所与のタイミングで極性反転することで前記放電灯を駆動するための前記駆動電流を生成出力する交流変換回路と、を含み、
   前記制御部は、前記直流電流の電流値を制御するための電流制御信号を前記電力制御回路に対して出力するとともに、前記駆動電流の極性反転タイミングを制御するための制御信号を前記交流変換回路に対して出力することにより、前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する、放電灯点灯装置。
6. 請求項５に記載の放電灯点灯装置において、
   前記電力制御回路は、前記直流電流を出力するスイッチング制御電力回路を含み、
   前記制御部は、前記電流制御信号としてパルス幅変調信号を前記スイッチング制御電力回路に対して出力することにより、前記直流電流の電流値を制御する、放電灯点灯装置。
7. 請求項６に記載の放電灯点灯装置において、
   前記スイッチング制御電力回路は、降圧チョッパー回路である、放電灯点灯装置。
8. 請求項５ないし７のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
   前記交流変換回路は、前記駆動電流を生成出力するインバーターブリッジ回路を含む、放電灯点灯装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
   アナログ信号をデジタル情報に変換する変換部を含み、
   前記変換部は、前記信号受付部が受け付けた前記アナログ信号をデジタル情報に変換し、
   前記制御部は、前記変換部で変換された前記デジタル情報に基づいて前記第２制御動作を行う、放電灯点灯装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置において、
    前記駆動制御信号は、プロジェクターの制御部から供給される、放電灯点灯装置。
11. 請求項１０に記載の放電灯点灯装置において、
    前記放電灯の駆動電圧を検出し、駆動電圧情報を出力する動作検出部を含み、
    前記駆動制御信号は、駆動電圧情報に基づいてプロジェクターの制御部から供給される、放電灯点灯装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の放電灯点灯装置を含む、プロジェクター。
13. 放電灯を駆動するための駆動電流を出力する放電灯点灯装置の制御方法であって、
    前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも１つを制御する第１制御動作と、
    前記駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形を制御可能であり、前記駆動電流の電流値に対応する振幅と、前記駆動電流の周波数に対応する周波数と、前記駆動電流のデューティー比に対応するデューティー比と、前記駆動電流の波形に対応する波形と、を有するアナログ信号である駆動制御信号を受け付けた場合には、前記駆動制御信号の振幅に基づいて前記駆動電流の電流値を制御し、前記駆動制御信号の周波数に基づいて前記駆動電流の周波数を制御し、前記駆動制御信号のデューティー比に基づいて前記駆動電流のデューティー比を制御し、前記駆動制御信号の波形に基づいて前記駆動電流の波形を制御する第２制御動作と、
    を行う、放電灯点灯装置の制御方法。

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