JP5267117B2 - 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
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 Download PDFInfo
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Description
放電ランプ)が使用されている。これらの放電灯においては、放電による電極の消耗によ
り電極の形状が変化する。電極先端部に複数の突起が成長したり、電極本体部の不規則な
消耗が進行したりすると、アーク起点の移動やアーク長の変化が生じる。これらの現象は
、放電灯の輝度低下を招き、放電灯の寿命を縮めることになるため、望ましくない。
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。
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。
電灯の定常点灯時における駆動電圧(ランプ電圧)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。
の内容積や水銀量のばらつきの影響や、発光管の内容積の経時変化の影響を受ける。その
ため、放電灯の定常点灯時における駆動電圧を基に放電灯の電極の状態を精度よく把握す
ることには限界がある。
適切に設定可能な放電灯点灯装置、プロジェクター及び放電灯点灯装置の制御方法を提供
することを目的とする。
る放電灯駆動部と、前記放電灯に供給される前記交流駆動電流を検出する電流検出部と、
前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記放電灯の点灯駆動動作
開始時から所与の時間において前記電流検出部で検出される前記交流駆動電流の挙動に基
づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部
を制御することを特徴とする。
た所定の時間でもよいし、交流駆動電流の挙動に応じた可変の時間でもよい。
挙動に基づいてその後の駆動条件を設定することができる。したがって、放電灯の駆動条
件をより適切に設定可能な放電灯点灯装置を実現することができる。
流値の絶対値が第1の閾値以上となり、かつ、前記交流駆動電流の第2極性時における平
均電流値の絶対値が第2の閾値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続いたか否かを
判定する第1の判定処理を行い、前記第1の判定処理で前記第1期間が第1の基準時間以
上続いたものと判定した場合には、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記第1期間の
開始時までの第1時間の長さに基づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与
の時間経過後の前記放電灯駆動部を制御してもよい。
流値の絶対値及び前記交流駆動電流の第2極性時における平均電流値の絶対値のいずれか
一方が第3の閾値以上となる第2期間が第2の基準時間以上続いたか否かを判定する第2
の判定処理を行い、前記第2の判定処理で前記第2期間が第2の基準時間以上続いたもの
と判定した場合には、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記第2期間の開始時までの
第2時間の長さに基づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後
の前記放電灯駆動部を制御してもよい。
流値の絶対値が第1の閾値以上となり、かつ、前記交流駆動電流の第2極性時における平
均電流値の絶対値が第2の閾値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続いたか否かを
判定する第1の判定処理と、前記交流駆動電流の第1極性時における平均電流値の絶対値
及び前記交流駆動電流の第2極性時における平均電流値の絶対値のいずれか一方が第3の
閾値以上となる第2期間が第2の基準時間以上続いたか否かを判定する第2の判定処理と
を行い、前記第1の判定処理で前記第1期間が第1の基準時間以上続いたものと判定し、
前記第2の判定処理で前記第2期間が第2の基準時間以上続いたものと判定した場合には
、前記第2期間の開始時から前記第1期間の開始時までの第3時間の長さに基づいて、前
記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部を制御して
もよい。
のいずれかの長さに基づいて前記放電灯の仕様を判定する仕様判定処理を行い、前記仕様
判定処理の結果に基づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後
の前記放電灯駆動部を制御してもよい。
電灯点灯装置のリセット処理後の初回点灯時に前記仕様判定処理を行ってもよい。
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
記放電灯に供給する前記交流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、前記交流変換回路に対して前記交流駆動電流の極性反転タイミングを制御する交流変
換制御と、前記電力制御回路に対して前記電力制御回路が出力する直流電流の電流値を制
御する電流制御とのうち少なくとも一方を行うことにより前記放電灯の点灯駆動動作開始
時から前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部を制御してもよい。
交流駆動電流の電流値、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。
極性の時間の割合である。
制御したり、周波数を小さく制御したり、デューティー比の偏り(50%との差)を大き
く制御したりしてもよい。また、交流駆動電流の半周期の後半に電極に与える累積エネル
ギーを、前半に電極に与える累積エネルギーよりも大きくなるような波形に制御する場合
には、第1時間、第2時間及び第3時間のいずれかが長くなるほど、後半に電極に与える
累積エネルギーと前半に電極に与える累積エネルギーとの差を大きく制御してもよい。
駆動する放電灯駆動部と、前記放電灯に供給される前記交流駆動電流を検出する電流検出
部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含む放電灯点灯装置の制御方法であって、
前記制御部は、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から所与の時間において前記電流検出部
で検出される前記交流駆動電流の挙動に基づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から
前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする。
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。
図1は、本発明の一実施例としてのプロジェクター500を示す説明図である。プロジ
ェクター500は、光源装置200と、平行化レンズ305と、照明光学系310と、色
分離光学系320と、3つの液晶ライトバルブ330R、330G、330Bと、クロス
ダイクロイックプリズム340と、投写光学系350とを有している。
源ユニット210は、主反射鏡112と副反射鏡50と放電灯90とを有している。放電
灯点灯装置10は、放電灯90に電力を供給して、放電灯90を点灯させる。主反射鏡1
12は、放電灯90から放出された光を、照射方向Dに向けて反射する。照射方向Dは、
光軸AXと平行である。光源ユニット210からの光は、平行化レンズ305を通過して
照明光学系310に入射する。この平行化レンズ305は、光源ユニット210からの光
を、平行化する。
30G、330Bにおいて均一化する。また、照明光学系310は、光源装置200から
の光の偏光方向を一方向に揃える。この理由は、光源装置200からの光を液晶ライトバ
ルブ330R、330G、330Bで有効に利用するためである。照度分布と偏光方向と
が調整された光は、色分離光学系320に入射する。色分離光学系320は、入射光を、
赤(R)、緑(G)、青(B)の3つの色光に分離する。3つの色光は、各色に対応付け
られた液晶ライトバルブ330R、330G、330Bによって、それぞれ変調される。
液晶ライトバルブ330R、330G、330Bは、液晶パネル560R、560G、5
60Bと、液晶パネル560R、560G、560Bのそれぞれの光入射側及び出射側に
配置される偏光板を備える。変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム3
40によって合成される。合成光は、投写光学系350に入射する。投写光学系350は
、入射光を、図示しないスクリーンに投写する。これにより、スクリーン上には画像が表
示される。
イクロイックプリズム340と、投写光学系350とのそれぞれの構成としては、周知の
種々の構成を採用可能である。
210と放電灯点灯装置10とを有している。図中には、光源ユニット210の断面図が
示されている。光源ユニット210は、主反射鏡112と放電灯90と副反射鏡50とを
有している。
て延びる棒形状である。放電灯90の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である
。放電灯90の中央部は球状に膨らんでおり、その内には、放電空間91が形成されてい
る。放電空間91内には、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封
入されている。
。第1電極92は、放電空間91の第1端部90e1側に配置され、第2電極93は、放
電空間91の第2端部90e2側に配置されている。これらの電極92、93の形状は、
光軸AXに沿って延びる棒形状である。放電空間91内では、各電極92、93の電極先
端部(「放電端」とも呼ぶ)が、所定距離だけ離れて向かい合っている。なお、これらの
電極92、93の材料は、例えば、タングステン等の金属である。
6と第1電極92とは、放電灯90の内部を通る導電性部材534によって電気的に接続
されている。同様に、放電灯90の第2端部90e2には、第2端子546が設けられて
いる。第2端子546と第2電極93とは、放電灯90の内部を通る導電性部材544に
よって電気的に接続されている。各端子536、546の材料は、例えば、タングステン
等の金属である。また、各導電性部材534、544としては、例えば、モリブデン箔が
利用される。
置10は、これらの端子536、546に、交流電流を供給する。その結果、2つの電極
92、93の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光(放電光)は、破線
の矢印で示すように、放電位置から全方向に向かって放射される。
されている。主反射鏡112の反射面(放電灯90側の面)の形状は、回転楕円形状であ
る。主反射鏡112は、放電光を照射方向Dに向かって反射する。なお、主反射鏡112
の反射面の形状としては、回転楕円形状に限らず、放電光を照射方向Dに向かって反射す
るような種々の形状を採用可能である。例えば、回転放物線形状を採用してもよい。この
場合は、主反射鏡112は、放電光を、光軸AXにほぼ平行な光に変換することができる
。したがって、平行化レンズ305を省略することができる。
されている。副反射鏡50の反射面(放電灯90側の面)の形状は、放電空間91の第2
端部90e2側を囲む球面形状である。副反射鏡50は、放電光を、主反射鏡112に向
かって反射する。これにより、放電空間91から放射される光の利用効率を高めることが
できる。
材料(例えば、無機接着剤)を採用可能である。また、主反射鏡112及び副反射鏡50
と放電灯90との配置を固定する方法としては、主反射鏡112及び副反射鏡50を放電
灯90に固定する方法に限らず、任意の方法を採用可能である。例えば、放電灯90と主
反射鏡112とを、独立に、プロジェクターの筐体(図示せず)に固定してもよい。副反
射鏡50についても同様である。
92b、コイル部92cから構成されている。同様に電極93は、電極先端部93a、軸
部93b、コイル部93cから構成されている。
に接続されている。コイル部92cは、電極先端部92a及び軸部92bとは分離して形
成され、その一部が電極先端部92aや軸部92bと接することで電気的に接続している
。したがって、電極先端部92a及び軸部92bとコイル部92cとの間では、熱の移動
量が小さい構成(熱的に分離されているに近い構成)となっている。
材544に接続されている。コイル部93cは、電極先端部93a及び軸部93bとは分
離して形成され、その一部が電極先端部93aや軸部93bと接することで電気的に接続
している。また、電極先端部93a及び軸部93bとコイル部93cとの接触面積は小さ
く構成しており、電極先端部93a及び軸部93bとコイル部93cとの間では、熱の移
動量が小さい構成(熱的に分離されているに近い構成)となっている。
スが電離してグロー放電が生じる。グロー放電では、電極の特に電場が集中している箇所
(例えば電極先端部92a、93aやコイル部92c、93cの凸部分)に電離した正イ
オンが衝突して、電極にエネルギーが供給される。これにより電極温度が上昇し、熱電子
放出の温度に最初に到達した場所からアーク放電が始まる。
、熱容量が大きく温度が上がりにくい。一方、コイル部92c、93cは、体積が小さい
ため熱容量が小さく温度が上がりやすい。そのため、通常はコイル部92c、93cから
アーク放電が始まる。
料が堆積して、軸部とコイル部との物理的な接触面積が大きくなる。これにより、軸部と
コイル部との間での熱の移動量が大きくなる。
りにくくなる。したがって、アーク放電が始まるまでの時間が長くなる。
比べて電極の温度が上がりにくいため、アーク放電が始まるまでの時間が長くなる。
到達していない場合には、一方の電極からのみアーク放電が生じる。以下、このような期
間を半波期間と呼ぶ。
ほど、半波期間は長くなる。同様に、熱容量の大きな電極を有する放電灯は、半波期間が
長くなる。
(1)放電灯点灯装置の構成
図4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。
供給する駆動電力を生成する。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。
ー24を含んで構成することができる。スイッチ素子21は、例えばトランジスターで構
成することができる。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PWM(Pulse
Width Modulation)制御信号が用いられてもよい。
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流Idが発生する。
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
、任意の周波数をもつ放電灯駆動用の駆動電流を生成出力する。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
。
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/OF
Fが制御される。
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
御された周波数をもった交流駆動電流Iを生成出力する。
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OF
F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の順に流れる交
流駆動電流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の順に流れる交流駆動電流Iが発生する。
部に対応する。
変換回路30を制御することにより、交流駆動電流Iの電流値及び周波数を制御する。制
御部40は、交流変換回路30に対して交流駆動電流Iの極性反転タイミングにより周波
数を制御する交流変換制御を行う。また、制御部40は、電力制御回路20に対して、出
力される直流電流Idの電流値を制御する電流制御を行う。
部40は、システムコントローラー41、電力制御回路コントローラー42及び交流変換
回路コントローラー43含んで構成されている。なお、制御部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。
ントローラー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ー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交流駆動電流Iに基づき、電力制御回路コン
トローラー42及び交流変換回路コントローラー43を制御してもよい。
ている。なお、記憶部44は、システムコントローラー41とは独立に設けてもよい。
20及び交流変換回路30を制御してもよい。記憶部44には、例えば交流駆動電流Iの
電流値、周波数、デューティー比及び波形のうち少なくとも1つに関する情報や放電灯9
0の仕様に関する情報が格納されていてもよい。
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。
づき、交流変換回路30へ交流変換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90の放電灯駆動電圧Vdを検出し、駆動電圧情報を出力する電圧検出部や、交流
駆動電流Iを検出し、駆動電流情報を出力する電流検出部を含んでもよい。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。
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する。また、
本実施の形態において、電流検出部は、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交流駆動電流Iを検出している。
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
92、93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92、93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。
関係を示す説明図である。図5(A)、図5(B)は、2つの電極92、93の動作状態
を示している。図中には、2つの電極92、93の先端部分が示されている。電極92、
93の先端には突起552p、562pがそれぞれ設けられている。放電は、これらの突
起552p、562pの間で生じる。本実施例では、突起が無い場合と比べて、各電極9
2、93における放電位置(アーク位置)の移動を抑えることができる。ただし、このよ
うな突起を省略してもよい。
第1極性状態P1を示している。第1極性状態P1では、放電によって、第2電極93(
陰極)から第1電極92(陽極)へ電子が移動する。陰極(第2電極93)からは、電子
が放出される。陰極(第2電極93)から放出された電子は、陽極(第1電極92)の先
端に衝突する。この衝突によって熱が生じ、そして、陽極(第1電極92)の先端(突起
552p)の温度が上昇する。
第2極性状態P2を示している。第2極性状態P2では、第1極性状態P1とは逆に、第
1電極92から第2電極93へ電子が移動する。その結果、第2電極93の先端(突起5
62p)の温度が上昇する。
が他方の電極と比べて高い状態が続くことは、種々の不具合を引き起こし得る。例えば、
高温電極の先端が過剰に溶けた場合には、意図しない電極変形が生じ得る。その結果、ア
ーク長が適正値からずれる場合がある。また、低温電極の先端の溶融が不十分な場合には
、先端に生じた微少な凹凸が溶けずに残り得る。その結果、いわゆるアークジャンプが生
じる場合がある(アーク位置が安定せずに移動する)。
を利用可能である。図5(C)は、放電灯90(図2)に供給される交流駆動電流(駆動
信号)を示すタイミングチャートである。横軸は時間Tを示し、縦軸は交流駆動電流Iの
電流値を示している。交流駆動電流Iは、放電灯90を流れる電流を示す。正値は、第1
極性状態P1を示し、負値は、第2極性状態P2を示す。図5(C)の例では、矩形波交
流電流が利用されている。そして、第1極性状態P1と第2極性状態P2とが交互に繰り
返される。ここで、第1極性区間Tpは、第1極性状態P1が続く時間を示し、第2極性
区間Tnは、第2極性状態P2が続く時間を示す。また、第1極性区間Tpの平均電流値
はIm1であり、第2極性区間Tnの平均電流値は−Im2である。なお、駆動周波数は
、放電灯90の特性に合わせて、実験的に決定可能である(例えば、30Hz〜1kHz
の範囲の値が採用される)。他の値Im1、−Im2、Tp、Tnも、同様に実験的に決
定可能である。
Tを示し、縦軸は温度Hを示している。第1極性状態P1では、第1電極92の温度Hが
上昇し、第2極性状態P2では、第1電極92の温度Hが降下する。また、第1極性状態
P1と第2極性状態P2状態が繰り返されるので、温度Hは、最小値Hminと最大値H
maxとの間で周期的に変化する。なお、図示は省略するが、第2電極93の温度は、第
1電極92の温度Hとは逆位相で変化する。すなわち、第1極性状態P1では、第2電極
93の温度が降下し、第2極性状態P2では、第2電極93の温度が上昇する。
極92(突起552p)の先端が滑らかになる。これにより、第1電極92での放電位置
の移動を抑制できる。また、第2電極93(突起562p)の先端の温度が降下するので
、第2電極93(突起562p)の過剰な溶融が抑制される。これにより、意図しない電
極変形を抑制できる。第2極性状態P2では、第1電極92と第2電極93の立場が逆で
ある。したがって、2つの状態P1、P2を繰り返すことによって、2つの電極92、9
3のそれぞれにおける不具合を抑制できる。
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。
0を駆動した場合の、放電灯90の点灯駆動動作開始時から定常動作までの駆動電力、駆
動電圧の実効値、交流駆動電流Iの実効値及び交流駆動電流Iの波形を概略的に示したグ
ラフである。横軸は時間を表す。実際の交流駆動電流Iは、図6(D)に示す波形よりも
高い周波数である。
圧が供給され、電極92、93間を絶縁破壊して放電路を形成する。
。グロー放電により電極92、93が熱電子放出の温度に到達すると、電極92、93間
でアーク放電が生じるアーク放電区間となる。アーク放電区間では、グロー放電区間に比
べて駆動電圧の実効値が小さく、交流駆動電流の実効値が大きくなる。なお、以下におい
ては、グロー放電区間とアーク放電区間を合わせて始動区間と呼ぶ。
力に到達した後は定電力駆動される定常動作区間となる。
始時から所与の時間において電流検出部63で検出される交流駆動電流Iの挙動に基づい
て、放電灯90の点灯駆動動作開始時から所与の時間経過後の放電灯駆動部を制御する。
度が定常駆動動作時に比べて低い状態にある。よって、特に上述の始動区間における交流
駆動電流Iの挙動は、放電灯90の製造時の内容積や水銀量のばらつきの影響や、放電灯
90の内容積の経時変化の影響を受けにくい。そのため、電極92、93の状態をより反
映した点灯駆動動作開始時直後の交流駆動電流Iの挙動に基づいてその後の駆動条件を設
定することができる。したがって、放電灯90の駆動条件をより適切に設定可能な放電灯
点灯装置10を実現することができる。
間、縦軸は交流駆動電流Iの電流値を表す。
における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上となり、かつ、交流駆動電流Iの第2極性
時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続
いたか否かを判定する第1の判定処理を行い、第1の判定処理で第1期間が第1の基準時
間以上続いたものと判定した場合には、放電灯90の点灯駆動動作開始時から第1期間の
開始時までの第1時間の長さに基づいて、放電灯90の点灯駆動動作開始時から所与の時
間経過後の放電灯駆動部を制御してもよい。
間」としている例で説明するが、第1の判定処理を行うのに十分な時間であればよく、例
えば第1の基準時間経過後の所定時間(例えば1秒程度)までを「所与の時間」としても
よい。
安定してアーク放電が生じるまでの時間(第1時間)の長さに基づいて放電灯90の点灯
駆動動作開始時から所与の時間経過後の放電灯駆動部を制御する。放電灯90を長時間使
用するほど電極の温度が上がりにくくなるため、第1時間は長くなる。したがって、第1
時間に基づいて放電灯90の駆動条件を適切に設定することができる。
お、後述するステップS12とステップS14を合わせた処理が上述の第1の判定処理に
対応する。
御部40は、交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上
、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上であ
るか否かを判定する(ステップS12)。ステップS12において、交流駆動電流Iの第
1極性時における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極
性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上ではないものと判定した場合(ステッ
プS12でNOの場合)には、ステップS10〜S12を繰り返す。
実効値の1/2程度に設定してもよい。図7に示す例では、交流駆動電流Iの設定電流実
効値は2アンペアとしている。この場合、第1の閾値及び第2の閾値は1アンペアとする
ことができる。本実施の形態においては第1の閾値と第2の閾値とが同一の値であるが、
第1の閾値と第2の閾値は異なる値であってもよい。
第1の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2
の閾値以上であるものと判定した場合(ステップS12でYESの場合)には、制御部4
0は、ステップS12で交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値が第1
の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾
値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続いたか否かを判定する(ステップS14)
。第1の基準時間は、例えば0.5秒程度としてもよい。ステップS14は、電極92、
93の両方から安定してアーク放電が生じているか否かを判定することに相当する。
いものと判定した場合(ステップS14でNOの場合)には、再びステップS10〜S1
4を繰り返す。
と判定した場合(ステップS14でYESの場合)には、制御部40は、放電灯90の点
灯駆動動作開始時から第1期間の開始時までの第1時間の長さが第1の規定時間以上であ
るか否かを判定する(ステップS16)。第1の規定時間は、使用する放電灯の特性に応
じて実験的に決定することが可能である。例えば、第1の規定時間を1〜1.2秒程度に
設定してもよい。
合(ステップS16でNOの場合)には、制御部40は、初期の放電灯に適した駆動制御
を行う(ステップS18)。ステップS16において第1時間の長さが第1の規定時間以
上であるものと判定した場合(ステップS16でYESの場合)には、制御部40は、長
時間使用後の放電灯に適した駆動制御を行う(ステップS20)。
適した波形例の組合せ例を示すグラフである。横軸は時間、縦軸は交流駆動電流Iの電流
値を表す。
大きい期間を有している波形である。長時間使用後の放電灯を駆動する場合においては、
電流値の大きい期間と他の期間での電流値の差を、初期の放電灯を駆動する場合よりも大
きくする制御を行っている。
加させている波形である。長時間使用後の放電灯を駆動する場合においては、半周期の最
初と最後の電流値の差を、初期の放電灯を駆動する場合よりも大きくする制御を行ってい
る。
ーティー比が大きい)波形である。長時間使用後の放電灯を駆動する場合においては、初
期の放電灯を駆動する場合よりもデューティー比を大きくする制御を行っている。
図9(C)に示す波形のように一方の極性の期間を長くしたりすることにより、電極温度
を大きく変動させることができる。したがって、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、放電位置が再び
安定し、放電灯の長時間使用時に特に問題となる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。
放電灯90の電極の状態に応じて適切な駆動条件を設定することが可能となる。
第1の時間の長さに基づく制御に代えて、制御部40は、交流駆動電流Iの第1極性時
における平均電流値の絶対値及び交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対
値のいずれか一方が第3の閾値以上となる第2期間が第2の基準時間以上続いたか否かを
判定する第2の判定処理を行い、第2の判定処理で第2期間が第2の基準時間以上続いた
ものと判定した場合には、放電灯の点灯駆動動作開始時から第2期間の開始時までの第2
時間の長さに基づいて、放電灯の点灯駆動動作開始時から所与の時間経過後の放電灯駆動
部を制御してもよい。
間」としている例で説明するが、第2の判定処理を行うのに十分な時間であればよく、例
えば第2の基準時間経過後の所定時間(例えば1秒程度)までを「所与の時間」としても
よい。
放電期間の半波期間へ移行するまでの時間(第2時間)の長さに基づいて放電灯90の点
灯駆動動作開始時から所与の時間経過後の放電灯駆動部を制御する。放電灯90を長時間
使用するほど電極の温度が上がりにくくなるため、第2時間は長くなる。したがって、第
2時間に基づいて放電灯90の駆動条件を適切に設定することができる。
述するステップS32とステップS34を合わせた処理が上述の第2の判定処理に対応す
る。
御部40は、交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値及び交流駆動電流
Iの第2極性時における平均電流値の絶対値のいずれか一方が第3の閾値以上であるか否
かを判定する(ステップS32)。ステップS32において、交流駆動電流Iの第1極性
時における平均電流値の絶対値及び交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶
対値のいずれか一方が第3の閾値以上ではないものと判定した場合(ステップS32でN
Oの場合)には、ステップS30〜S32を繰り返す。
程度に設定してもよい。図7に示す例では、交流駆動電流Iの設定電流実効値は2アンペ
アとしている。この場合、第3の閾値は1アンペアとすることができる。
いものと判定した場合(ステップS34でNOの場合)には、再びステップS30〜S3
4を繰り返す。
と判定した場合(ステップS34でYESの場合)には、制御部40は、放電灯90の点
灯駆動動作開始時から第2期間の開始時までの第2時間の長さが第2の規定時間以上であ
るか否かを判定する(ステップS36)。第2の規定時間は、使用する放電灯の特性に応
じて実験的に決定することが可能である。例えば、第2の規定時間を0.1秒程度に設定
してもよい。
9(A)乃至図9(C)に示したとおりである。
放電灯90の電極の状態に応じて適切な駆動条件を設定することが可能となる。
第1の時間や第2の時間の長さに基づく制御に代えて、制御部40は、交流駆動電流I
の第1極性時における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上となり、かつ、交流駆動電流
Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上となる第1期間が第1の基
準時間以上続いたか否かを判定する第1の判定処理と、交流駆動電流Iの第1極性時にお
ける平均電流値の絶対値及び交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値の
いずれか一方が第3の閾値以上となる第2期間が第2の基準時間以上続いたか否かを判定
する第2の判定処理とを行い、第1の判定処理で第1期間が第1の基準時間以上続いたも
のと判定し、第2の判定処理で第2期間が第2の基準時間以上続いたものと判定した場合
には、第2期間の開始時から第1期間の開始時までの第3時間の長さに基づいて、放電灯
90の点灯駆動動作開始時から所与の時間経過後の放電灯駆動部を制御してもよい。
間」としている例で説明するが、第1の判定処理を行うのに十分な時間であればよく、例
えば第1の基準時間経過後の所定時間(例えば1秒程度)までを「所与の時間」としても
よい。
電灯90の点灯駆動動作開始時から所与の時間経過後の放電灯駆動部を制御する。放電灯
90を長時間使用するほど電極の温度が上がりにくくなるため、第3時間は長くなる。し
たがって、第3時間に基づいて放電灯90の駆動条件を適切に設定することができる。
述するステップS56とステップS58を合わせた処理が上述の第1の判定処理に対応す
る。また、後述するステップS52とステップS54を合わせた処理が上述の第2の判定
処理に対応する。
御部40は、交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値及び交流駆動電流
Iの第2極性時における平均電流値の絶対値のいずれか一方が第3の閾値以上であるか否
かを判定する(ステップS52)。ステップS52において、交流駆動電流Iの第1極性
時における平均電流値の絶対値及び交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶
対値のいずれか一方が第3の閾値以上ではないものと判定した場合(ステップS52でN
Oの場合)には、ステップS50〜S52を繰り返す。
程度に設定してもよい。図7に示す例では、交流駆動電流Iの設定電流実効値は2アンペ
アとしている。この場合、第3の閾値は1アンペアとすることができる。
び交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値のいずれか一方が第3の閾値
以上であるものと判定した場合(ステップS52でYESの場合)には、制御部40は、
ステップS52で交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値及び交流駆動
電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値のいずれか一方が第3の閾値以上となる
第2期間が第2の基準時間以上続いたか否かを判定する(ステップS54)。第1の基準
時間は、例えば0.5秒程度としてもよい。ステップS34は、グロー放電期間からアー
ク放電期間の半波期間へ移行したか否かを判定することに相当する。
いものと判定した場合(ステップS54でNOの場合)には、再びステップS50〜S5
4を繰り返す。
と判定した場合(ステップS54でYESの場合)には、制御部40は、交流駆動電流I
の第1極性時における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第
2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上であるか否かを判定する(ステッ
プS56)。ステップS56において、交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値
の絶対値が第1の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶
対値が第2の閾値以上ではないものと判定した場合(ステップS56でNOの場合)には
、再びステップS50〜S56を繰り返す。
実効値の1/2程度に設定してもよい。図7に示す例では、交流駆動電流Iの設定電流実
効値は2アンペアとしている。この場合、第1の閾値及び第2の閾値は1アンペアとする
ことができる。本実施の形態においては第1の閾値と第2の閾値とが同一の値であるが、
第1の閾値と第2の閾値は異なる値であってもよい。
第1の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2
の閾値以上であるものと判定した場合(ステップS56でYESの場合)には、制御部4
0は、ステップS56で交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値が第1
の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾
値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続いたか否かを判定する(ステップS58)
。第1の基準時間は、例えば0.5秒程度としてもよい。ステップS58は、電極92、
93の両方から安定してアーク放電が生じているか否かを判定することに相当する。
いものと判定した場合(ステップS58でNOの場合)には、再びステップS50〜S5
8を繰り返す。
と判定した場合(ステップS58でYESの場合)には、制御部40は、第2期間の開始
時から第1期間の開始時までの第3時間の長さが第3の規定時間以上であるか否かを判定
する(ステップS60)。第3の規定時間は、使用する放電灯の特性に応じて実験的に決
定することが可能である。例えば、第3の規定時間を1〜1.2秒程度に設定してもよい
。
合(ステップS60でNOの場合)には、制御部40は、初期の放電灯に適した駆動制御
を行う(ステップS62)。ステップS60において第3時間の長さが第3の規定時間以
上であるものと判定した場合(ステップS60でYESの場合)には、制御部40は、長
時間使用後の放電灯に適した駆動制御を行う(ステップS64)。
9(A)乃至図9(C)に示したとおりである。
放電灯90の電極の状態に応じて適切な駆動条件を設定することが可能となる。
第1時間、第2時間及び第3時間のいずれかの長さに基づいて放電灯90の点灯駆動動
作開始時から所与の時間経過後の放電灯駆動部を制御する処理に加えて、制御部40は、
第1時間、第2時間及び第3時間のいずれかの長さに基づいて放電灯90の仕様を判定す
る仕様判定処理を行い、仕様判定処理の結果に基づいて、放電灯90の点灯駆動動作開始
時から所与の時間経過後の放電灯駆動部を制御してもよい。
放電灯の仕様の違いにより第1時間、第2時間及び第3時間の長さは異なる。したがって
、第1時間、第2時間及び第3時間のいずれかの長さに基づいて放電灯の仕様を判定し、
その判定結果に基づいて放電灯の仕様に応じてより適切な駆動条件を設定することが可能
になる。
10のリセット処理後の初回点灯時に仕様判定処理を行ってもよい。放電灯の仕様判定処
理は、放電灯接続して最初の点灯時や放電灯を交換するなどして駆動条件設定のリセット
処理を行った後の最初の点灯時に行えば十分であることが多いからである。
示す例は、第1時間に基づいて仕様判定処理を行う例について示している。また、放電灯
点灯装置10に使用できる放電灯(サポートされている放電灯)の種類が、放電灯Aと放
電灯Bの2種類である場合について示している。
10のリセット処理後の初回点灯であるか否かを判定する(ステップS80)。この判定
は、例えば記憶部44等に放電灯の仕様に関する情報が記憶されているか否かにより判定
する。
Oの場合)には、図8、図10、図11のフローチャートのステップS10、ステップS
30又はステップS50に進み、それ以降はそれぞれのフローチャートに従って処理を進
める。初回点灯ではない場合には、既に放電灯の仕様に関する情報が、例えば記憶部44
等に記憶されており、改めて仕様判定処理を行う必要がないからである。
Sの場合)には、電流検出部63により交流駆動電流Iを検出する(ステップS82)。
次に、制御部40は、交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値が第1の
閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値
以上であるか否かを判定する(ステップS84)。ステップS84において、交流駆動電
流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上、かつ、交流駆動電流I
の第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上ではないものと判定した場合
(ステップS84でNOの場合)には、ステップS82〜S84を繰り返す。
第1の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2
の閾値以上であるものと判定した場合(ステップS84でYESの場合)には、制御部4
0は、ステップS84で交流駆動電流Iの第1極性時における平均電流値の絶対値が第1
の閾値以上、かつ、交流駆動電流Iの第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾
値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続いたか否かを判定する(ステップS86)
。第1の基準時間は、例えば0.5秒程度としてもよい。
いものと判定した場合(ステップS86でNOの場合)には、再びステップS82〜S8
6を繰り返す。
と判定した場合(ステップS86でYESの場合)には、制御部40は、放電灯90の点
灯駆動動作開始時から第1期間の開始時までの第1時間の長さが第4の規定時間以上であ
るか否かを判定する(ステップS88)。第4の規定時間は、使用する放電灯(放電灯A
及び放電灯B)の特性に応じて実験的に決定することが可能である。例えば、第4の規定
時間を1〜1.2秒程度に設定してもよい。
合(ステップS88でNOの場合)には、制御部40は、放電灯Aに適した駆動制御を行
う(ステップS90)。ステップS88において第1時間の長さが第4の規定時間以上で
あるものと判定した場合(ステップS88でYESの場合)には、制御部40は、放電灯
Bに適した駆動制御を行う(ステップS92)。
てもよい。同様に、ステップS92の放電灯Bに適した駆動制御は、放電灯Bの初期に適
した駆動制御としてもよい。ステップS90又はステップS92の駆動制御が行われる場
合は、放電灯A又は放電灯Bが放電灯点灯装置10に接続され又は交換されて最初に点灯
される場合であるからである。
る情報を記憶部44に格納する(ステップS94)。
時間の長さに代えて、第2時間や第3時間の長さに基づいて放電灯90の仕様判定処理を
行ってもよい。
その判定結果に基づいて駆動条件を設定することにより、放電灯の仕様(種類)に応じた
最適な駆動条件を設定することが可能になる。
図13は、本実施の形態に係るプロジェクターの回路構成の一例を示す図である。プロ
ジェクター500は、先に説明した光学系のほかに、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。
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512
R、512G、512Bを生成し、画像処理装置570に供給する。
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。
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。
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。
572Bにより、各液晶パネルに入射する色光の輝度を変調する。
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10に供給する。ま
た、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。
ことができるので、投射輝度を長期にわたって保持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。
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ーにも適用可能である。
これに限定されるものではなく、反射型のプロジェクター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ーにこの発明を適用した場合にも、透過
型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
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ー
に適用する場合にも可能である。
が可能である。
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。
の制御を行う例について説明したが、放電灯の使用時間に応じて複数の基準時間を設定し
、3種類以上の制御を行ってもよい。
類である場合を想定して2種類の制御を行う例について説明したが、放電灯点灯装置に使
用できる放電灯の種類が3種類以上である場合には、放電灯の種類に応じて複数の基準時
間を設定し、3種類以上の制御を行ってもよい。
間、第2の規定時間又は第3の規定時間の長さ等)と駆動条件とを関連付けたテーブルを
予め記憶部44等に記憶させておき、制御部40は、その中から最適な駆動条件を選択す
ることにより駆動条件を設定してもよい。
23 コイル、24 コンデンサー、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ー、42 電力制御回路コントローラー、
43 交流変換回路コントローラー、44 記憶部、50 副反射鏡、60 動作検出部
、61,62 抵抗、63 抵抗(電流検出部)70 イグナイター回路、80 直流電
源、90 放電灯、91 放電空間、92 第1電極、92a 電極先端部、92b 軸
部、92c コイル部、93 第2電極、93a 電極先端部、93b 軸部、93c
コイル部、112 主反射鏡、114 固定部材、200 光源装置、210 光源ユニ
ット、305 平行化レンズ、310 照明光学系、320 色分離光学系、330R,
330G,330B 液晶ライトバルブ、340 クロスダイクロイックプリズム、35
0 投写光学系、500 プロジェクター、502 画像信号、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、522 固定部材、532 点灯情報、534 導電性部材、5
36 第1端子、540 放電灯、544 導電性部材、546 第2端子、550 ミ
ラー群、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、5
82 点灯信号、600 交流電源、700 スクリーン、I 交流駆動電流、Id 直
流電流、Vd 放電灯駆動電圧
Claims (7)
- 放電灯に交流駆動電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部と、
前記放電灯に供給される前記交流駆動電流を検出する電流検出部と、
前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含み、
前記制御部は、
前記放電灯の点灯駆動動作開始時から所与の時間において、前記交流駆動電流の第1極性時における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上となり、かつ、前記交流駆動電流の第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続いたか否かを判定する第1の判定処理を行い、
前記第1の判定処理で前記第1期間が第1の基準時間以上続いたものと判定した場合には、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記第1期間の開始時までの第1時間の長さに基づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 請求項1に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、前記第1時間、前記第2時間及び前記第3時間のいずれかの長さに基づいて前記放電灯の仕様を判定する仕様判定処理を行い、前記仕様判定処理の結果に基づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 請求項2に記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、放電灯点灯装置と前記放電灯との接続後又は放電灯点灯装置のリセット処理後の初回点灯時に前記仕様判定処理を行うことを特徴とする放電灯点灯装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
前記放電灯駆動部は、
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に供給する前記交流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、前記交流変換回路に対して前記交流駆動電流の極性反転タイミングを制御する交流変換制御と、前記電力制御回路に対して前記電力制御回路が出力する直流電流の電流値を制御する電流制御とのうち少なくとも一方を行うことにより前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の放電灯点灯装置において、
前記制御部は、前記放電灯駆動部を制御することにより、前記交流駆動電流の電流値、周波数、デューティー比及び波形の少なくとも1つを制御することを特徴とする放電灯点灯装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の放電灯点灯装置を含むことを特徴とするプロジェク
ター。 - 放電灯に交流駆動電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部と、
前記放電灯に供給される前記交流駆動電流を検出する電流検出部と、
前記放電灯駆動部を制御する制御部とを含む放電灯点灯装置の制御方法であって、
前記制御部は、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から所与の時間において、前記交流駆動電流の第1極性時における平均電流値の絶対値が第1の閾値以上となり、かつ、前記交流駆動電流の第2極性時における平均電流値の絶対値が第2の閾値以上となる第1期間が第1の基準時間以上続いたか否かを判定する第1の判定処理を行い、
前記制御部は、前記第1の判定処理で前記第1期間が第1の基準時間以上続いたものと判定した場合には、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記第1期間の開始時までの第1時間の長さに基づいて、前記放電灯の点灯駆動動作開始時から前記所与の時間経過後の前記放電灯駆動部を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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