JP5260603B2 - プロジェクタ装置、これに用いられる高圧放電ランプの点灯装置、および高圧放電ランプの点灯方法 - Google Patents
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Description
[第1の実施形態]
<構成>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る2灯式のプロジェクタ装置の構成を示す機能ブロック図である。
交流電流生成部102aは、DC/DCコンバータ11aおよびDC/ACインバータ12aを備える。DC/DCコンバータ11aは、制御信号CN5に基づく大きさの直流電流を出力する。DC/ACインバータ12aは、制御信号CN1に基づく周波数および位相の交流電流を出力する。DC/DCコンバータ11aとDC/ACインバータ12aが縦続接続されているので、交流電流生成部102aでは、制御信号CN1、CN5に基づく大きさ、周波数および位相の交流電流が生成されることになる。
ランプ103a、103bのそれぞれは、凹状の反射鏡の内側に配置されていて、当該反射鏡とともにランプユニットを構成する。これら2つのランプユニットは、反射鏡の開口部が対向するように対向配置されている。また、ランプ103a、103bの光は、反射鏡で反射して集光される。なお、図1では、簡単のため、ランプユニットを省略して、その構成要素であるランプ103a、103bだけを表している。また、図1は、ランプ103a、103bなど各構成要素の配置関係をイメージ的に示したものであり、実際の配置関係を正確に示したものではない。
制御部106は、電流検出部31a、31b、電圧検出部32a、32b、電力演算部33a、33b、比較部34a、34b、PWM信号生成部35a、35b、マイコン36を備える。
比較部34aは、所定周期で、制御信号CN3で示される目標電力と現在の直流電力との差分を得る。
<波形>
図2は、第1の実施形態に係る制御信号、ランプ電流およびランプの光束を示すタイミングチャートである。
制御信号CN1は、マイコン36において、内部クロックCLKをカウンタでカウントして分周することにより生成される。DC/ACインバータ12aは、制御信号CN1がハイレベルのときに正電流を流し、制御信号CN1がローレベルのときに負電流を流す。したがって、制御信号CN1の周期および位相は、ランプ103aに供給される交流電流の周期および位相に一致する(ランプ電流la1参照)。例えば、交流電流の周期を10[ms](周波数では100[Hz])にする場合には、制御信号CN1の周期が10[ms]になるようにカウンタが設定される。
次に、第1の実施形態に係る2灯式のプロジェクタ装置における光束の変化を抑制する効果を実証した実験結果について説明する。
図3(a)〜(d)には、実施例および比較例における照度データの変化と、ランプ電流la1,la2の波形とが、それぞれ示されている。各図の横軸が時間[ms]、縦軸が出力電圧値[mV]および電流値[A]を示している。また、各図における、ランプ電流la1,la2の波形の乱れ(正負の切り替え直後)は、オーバーシュートによるものである。
[第2の実施形態]
<概略>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図4は、第2の実施形態に係る制御信号、ランプ電流およびランプの光束を示すタイミングチャートである。
ここでのマイコン36には、基本情報として、ランプ電力の目標値となる、2つの電力値(高電力値W1、低電力値W2)が登録されている。
制御信号CN3は、マイコン36において、内部クロックCLKをカウンタでカウントして、ランプ電流la1の半周期に相当するカウント毎に、所定のカウントまでは低電力値W2、所定のカウント以降は高電力値W1になるように生成される。比較部34aは、制御信号CN3で示される目標電力と電力演算部33aで得た現在の直流電力との差分をPWM信号生成部35aに出力し、PWM信号生成部35aが制御信号CN5を生成して、DC/DCコンバータ11aから直流電流が出力される。こうして出力された電流の大きさは、制御信号CN3が低電力値W2のときに電流値I2であり、制御信号CN3が高電力値W1のときに電流値I1である。
次に、第2の実施形態に係る2灯式のプロジェクタ装置における光束の変化を抑制する効果を実証した実験結果について説明する。
本実証実験でも、ランプ103a、103bに供給する交流電流の周期が等しく、かつ位相差が異なる2つの実施例および2つの比較例を用意した。
図5(a)に示すように、実施例3では、ランプ電流la1,la2の跳ね上げタイミングを除いたときの照度データの通常値Vstが472.0[mV]であり、跳ね上げタイミングにおける照度データの最大値Vhigh(以下、単に照度データの最大値Vhighという)が601.1[mV]である。よって、ランプ電流la1,la2の跳ね上げタイミングにおいて、照度データは129.1[mV]増加(変化)し、変化率が27.4[%]である。
<ランプの長寿命化について>
ここでは、先ず、ランプ103a、103bの構成について詳しく説明しておく。なお、ランプ103a、103bをまとめて説明するときには「ランプ103」という。
このように、跳ね上げタイミングが重複しない場合には、重複する場合と比べて、プロジェクタ装置から出射される光束の維持率の低下が抑制されているので、ランプの長寿命化が図られていると言える。
[第3の実施形態]
<構成>
図6は、本発明の第3の実施形態に係る2灯式のプロジェクタ装置の構成を示す機能ブロック図である。
図7は、第3の実施形態に係る制御信号、カラーホイール、ランプ電流およびランプの光束を示すタイミングチャートである。
<変形例>
(1)上記実施形態では、2灯式のプロジェクタ装置を一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、4灯式や6灯式など多灯式のプロジェクタ装置に対しても採用することができる。この場合、ランプ毎に、DC/DCコンバータおよびDC/ACインバータからなる交流電流生成部などが設けられる。
(2)また、上記実施形態では、3板式のLCDプロジェクタ装置、または単板式のDLPプロジェクタ装置を一例として説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、3板式のDLPプロジェクタ装置や、3枚の反射型の液晶パネルを有する3板式のLCOS(Liquid Crystal On Silicon)プロジェクタ装置に対しても採用することができる。
(3)上記実施形態では、ランプ103a、103bに供給する交流電流の同期をとるため、同一の内部クロックCLKに基づいてそれぞれの交流電流を生成する構成を示したが、これに限定するものではない。例えば、ランプ103a、103bに供給する交流電流を、別個の内部クロックCLKに基づいて生成することもできる。この場合には、各内部クロックCLKを同期させておく必要がある。
12a,12b DC/ACインバータ
31a,31b 電流検出部
32a,32b 電圧検出部
33a,33b 電力演算部
34a,34b 比較部
35a,35b PWM信号生成部
36 マイコン
100 プロジェクタ装置
102a,102b 交流電流生成部
103a,103b ランプ
104 光学ユニット
106 制御部
200 プロジェクタ装置
204 光学ユニット
224 カラーホイール
224a 境界線
225 DMDパネル
227 回転駆動部
CN1,CN2,CN3,CN4,CN5,CN6,CN7 制御信号
I1,I2 電流値
k1 終期区間(半周期中の一部区間)
k2 それ以外の区間(半周期中のそれ以外の区間)
Claims (4)
- 第1および第2の高圧放電ランプを光源とし、これら第1および第2の高圧放電ランプの出射光の光路上に配された複数の色セグメントを有するカラーホイールと、当該カラーホイールを回転駆動する回転駆動部とを備えたプロジェクタ装置であって、
前記第1の高圧放電ランプに供給する第1の交流電流を、入力された制御信号に基づいて生成する第1の交流電流生成部と、
前記第2の高圧放電ランプに供給する第2の交流電流を、入力された制御信号に基づいて生成する第2の交流電流生成部と、
前記第1および第2の交流電流の周期が等しく、かつ位相がずれるように、前記第1および第2の交流電流生成部にそれぞれ制御信号を入力する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1および第2の交流電流におけるそれぞれの半周期中の一部区間の電流値を、半周期中のそれ以外の区間の電流値よりも大きくし、
前記第1の交流電流の一部区間と前記第2の交流電流の一部区間とが重複しないように位相をずらすとともに、
前記第1の交流電流の正負の切り替えタイミングを、前記カラーホイールの色が2以上の所定の回数切り替わるタイミングに一致させ、
前記第2の交流電流の正負の切り替えタイミングを、前記カラーホイールの色が前記所定の回数と同じ回数切り替わり、かつ、前記第1の交流電流の正負が切り替わるタイミングと異なるタイミングに一致させる
ことを特徴とするプロジェクタ装置。 - 前記制御部は、
前記第1および第2の交流電流の正負の切り替えタイミングは、正電流の期間と負電流の期間とが一致するタイミングに定められていることを特徴とする
ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ装置。 - 複数の色セグメントを有し、回転駆動されるカラーホイールを備えたプロジェクタにおいて、光源として用いられる第1および第2の高圧放電ランプに交流電流を供給して点灯させる点灯装置であって、
前記第1の高圧放電ランプに供給する第1の交流電流を制御信号に基づいて生成する第1の交流電流生成部と、
前記第2の高圧放電ランプに供給する第2の交流電流を制御信号に基づいて生成する第2の交流電流生成部と、
前記第1および第2の交流電流の周期が等しく、かつ位相がずれるように、前記第1および第2の交流電流生成部にそれぞれ制御信号を入力する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第1および第2の交流電流におけるそれぞれの半周期中の一部区間の電流値を、半周期中のそれ以外の区間の電流値よりも大きくし、
前記第1の交流電流の一部区間と前記第2の交流電流の一部区間とが重複しないように位相をずらすとともに、
前記第1の交流電流の正負の切り替えタイミングを、前記カラーホイールの色が2以上の所定の回数切り替わるタイミングに一致させ、
前記第2の交流電流の正負の切り替えタイミングを、前記カラーホイールの色が前記所定の回数と同じ回数切り替わり、かつ、前記第1の交流電流の正負が切り替わるタイミングと異なるタイミングに一致させる
ことを特徴とする高圧放電ランプの点灯装置。 - 複数の色セグメントを有し、回転駆動されるカラーホイールを備えたプロジェクタにおいて、光源として用いられる第1および第2の高圧放電ランプのうち、第1の高圧放電ランプに供給する第1の交流電流を制御信号に基づいて生成する第1の交流電流生成部と、第2の高圧放電ランプに供給する第2の交流電流を制御信号に基づいて生成する第2の交流電流生成部と、前記第1および第2の交流電流生成部を制御する制御部とを備えた点灯装置による高圧放電ランプの点灯方法であって、
前記制御部が、
前記第1および第2の交流電流の周期が等しく、かつ位相がずれるように、前記第1および第2の交流電流生成部にそれぞれ制御信号を入力するとともに、
前記第1および第2の交流電流におけるそれぞれの半周期中の一部区間の電流値を、半周期中のそれ以外の区間の電流値よりも大きくし、
前記第1の交流電流の一部区間と前記第2の交流電流の一部区間とが重複しないように位相をずらし、
さらに、前記第1の交流電流の正負の切り替えタイミングを、前記カラーホイールの色が2以上の所定の回数切り替わるタイミングに一致させ、
前記第2の交流電流の正負の切り替えタイミングを、前記カラーホイールの色が前記所定の回数と同じ回数切り替わり、かつ、前記第1の交流電流の正負が切り替わるタイミングと異なるタイミングに一致させる
ことを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法。
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