JP5293315B2 - 放電ランプ駆動装置、放電ランプ駆動方法、光源装置、およびプロジェクター - Google Patents
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Description
A.第1実施例:
A−1.全体構成:
A−2.電力供給部の構成:
A−3.制御処理:
A−4.作用効果:
A−5.第1実施例の変形例:
B.第2実施例:
C.第3実施例:
D.第4実施例:
E.他の変形例:
A−1.全体構成:
図1は、本発明の第1実施例としてのプロジェクター1000を示す説明図である。プロジェクター1000は、光源装置100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。
図3は、電力供給部200の構成を示す説明図である。電力供給部200は、ダウンチョッパ回路C1と、インバータブリッジ回路C2と、イグナイタ回路C3と、回路C1〜C2を制御する制御回路C4と、を有している。
次に、電力の極性と電極の温度との関係と、駆動信号としての交流電流とについて説明し、続けて、制御処理について説明する。
図8は、本実施例のアークの発生状態を、従来例と比較する説明図である。放電灯500の駆動を定格電力モードから低電力モードへ切り替える前においては、図8(A)に示すように、各電極532、542は、交流の定格電力によって、十分な溶融量でもって溶融、固化を繰り返す。図中においては、ハッチ部分が溶融された領域で、広い領域にわたって両電極532、542の先端か溶融している。このときの交流電流のデューティー比は50:50である。
第1実施例についての変形例を次に示す。
図9は、第1実施例の変形例1における、放電灯に出力する交流電流のデューティー比の変調の様子を示すタイミングチャートである。第1実施例では、変調を行う期間を、16の区分期間により構成される1周期Taとしたが、これに換えて、変形例1では、上記と同一の周期パターンである周期Taを2つ連ねた期間が、変調を行う期間となる構成とした。また、周期Taを3つ、4つと他の複数分、連ねた期間とすることもできる。
上記変形例1における図9の構成では、最初の周期Taのデューティー比の変化パターンと、次の周期Taのデューティー比の変化パターンとが同一である構成としたが、これに換えて、後の周期Taの変化パターンを、前の変化パターンと相違するようにして、デューティー比を変化させる変化幅を時間経過に従って増大する構成としてもよい。
図11は、第1実施例の変形例3における、放電灯に出力する交流電流のデューティー比の変調の様子を示すタイミングチャートである。第1実施例および変形例1−2では、デューティー比(この明細書では、単に「デューティー比」と呼ぶときも、交流電流のデューティー比を意味する)は、ステップ的に変化し、1周期の間に全体として凸凹の形に変化する構成としていたが、これに換えて、図11に示すように、区分期間E1では、デューティー比を基準デューティー比よりも所定値だけ大きい第1の値(図中では60%)とし、区分期間E1に続く区分期間E2では、デューティー比を基準デューティー比よりも前記所定値だけ小さい第2の値(図中では40%)とし、これを16の区分期間E1、E2、E3、…、E15、E16の間、繰り返す構成としてもよい。
前記変形例3では、区分期間毎に、同じ変化幅で基準デューティー比よりも大きい側、小さい側と順に変化する構成としていたが、これに換えて変化幅が変動する構成とすることもできる。
本発明の第2実施例について次に説明する。第2実施例は、第1実施例と比較して、制御回路にて実行される切り替え時制御ルーチンの構成が相違するだけで、その他の構成は同一である。
本発明の第3実施例について次に説明する。第1および第2実施例では、定格電力モードから短時間で低電力モードへの切り替えがなされるが、これに替えて、この第3実施例では、所定の切り換え期間で徐々に上記の切り替えを行うようにしている。
図17は、第4実施例におけるプロジェクターに備えられる電力供給部4200とその周辺の構成を示す説明図である。プロジェクターは、放電灯の電極の劣化の程度を検出する劣化程度検出部4300を備え、この点で第1実施例とは相違する。劣化程度検出部4300は、プロジェクターの累積点灯時間を経時するものである。すなわち、プロジェクターの累積点灯時間でもって放電灯の電極の劣化の程度を検知しようというものである。なお、劣化程度検出部4300は、放電灯の電極間の電圧を検知し、この検知結果から放電灯の電極の劣化の程度を知る構成としてもよい。電極間の電圧は前述したように供給する電流値によらずほぼ一定であるが、劣化の程度が大きくなると、上昇するためである。また、放電灯の電極の劣化の程度を検出することができれば、劣化程度検知部はどのような構成とすることもできる。
なお、上記各実施例およびその変形例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
前記各実施例やその変形例では、電力低減制御部は、第1の大きさとしての定格電力から第2の大きさとしての低電力への切り替えを行っていたが、上記第1の大きさおよび第2の大きさは上記に限る必要なく、第2の大きさが第1の大きさよりも小さいという関係を満たす電力低減であればどのような構成としてもよい。
前記各実施例やその変形例では、電力低減制御部は、押しボタンスイッチ300から送信されてくる、定格電力モードから低電力モードへの切り替え指令BSを受信する構成としたが、上記切り替え指令BSは押しボタンスイッチ300から送られてくるものに限らない。例えば、プロジェクターに備えられる電力制御部以外の制御部により定格電力モードから低電力モードへの切り替え指令BSを発生する構成とし、その切り替え指令を受信する構成としてもよい。さらには、電力制御部で各種の運転状態から定格電力モードから低電力モードへの切り替え時を判定して、その切り換えの際に本発明を適用する構成としてもよい。
上述の各実施例において、放電灯本体510の構成、材料等は一例であり、他の構成、材料等を採用可能である。例えば、2つの電極532、542が同じ軸上で向かい合う代わりに、2つの電極532、542が同じ方向に向かって突出してもよい。一般には、2つの放電電極を含む任意の構成を採用可能である。また、ランプの種類としては、例えば、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の種々の種類を採用可能である。また、光源ユニットの構成としては、図2に示す構成に限らず、放電ランプを含む任意の構成を採用可能である。例えば、反射鏡112、520が省略されてもよい。
上述の各実施例では、液晶ライトバルブ330R、330G、330Bは透過型であるが、この代わりに、反射型の液晶ライトバルブを採用してもよい。また、上述の各実施例において、放電ランプによって発せられた光を、画像を投写するための投写光に変調する空間光変調部としては、液晶ライトバルブに限らず、任意の空間光変調装置を採用可能である。例えば、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD:TI社の商標)などのマイクロミラー型光変調装置を用いることもできる。また、空間光変調部の総数は、3に限らず、任意である。例えば、1つや2つや4以上を採用可能である。
また、プロジェクターとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェクターと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクターとがあるが、図1に示すプロジェクターの構成は、いずれにも適用可能である。
上述の各実施例において、光源装置100、100A、100Bは、プロジェクターに限らず、他の任意の装置に組み込んでもよい。例えば、車両のヘッドライトや、照明機器を採用可能である。
上述の各実施例において、電力供給部200の構成としては、図3に示す構成に限らず、上述したような交流電力を出力可能な任意の構成を採用可能である。例えば、ダウンチョッパ回路C1が省略されてもよい。また、イグナイタ回路C3の代わりに、他の点灯開始装置を利用してもよい。また、交流電力の波形を制御する回路としては、インバータブリッジ回路C2に限らず、他の種々の回路を採用可能である。
上記各実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部あるいは全部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
110…光源ユニット
112…主反射鏡
112…反射鏡
114…固定部材
200…電力供給部
210…電力低減制御部
220…デューティー比制御部
300…ボタンスイッチ
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
350…投写光学系
500…放電灯
510…放電灯本体
512…放電空間
520…副反射鏡
522…固定部材
532…電極
532…第1電極
532p…突起
534…導電性部材
536…第1端子
542…第2電極
542p…突起
544…導電性部材
546…第2端子
1000…プロジェクター
510e1…第1端部
510e2…第2端部
4200…電力供給部
4300…劣化程度検出部
D1〜D16…区分期間
E1〜E16…区分期間
F1〜F16…区分期間
H1〜H9…区分期間
G1〜G9…区分期間
C1…ダウンチョッパ回路
C2…インバータブリッジ回路
C3…イグナイタ回路
C4…制御回路
Dd1…ダイオード
L1…コイル
Cd1…コンデンサー
AX…光軸
OL1…第1出力ライン
OL2…第2出力ライン
CSc、CS1、CS2、CS3、CS4…制御信号
Tr1、Tr2、Tr3、Tr4…トランジスタ
Trc…スイッチ素子
BS…切り替え指令
Claims (9)
- 第1電極と第2電極とを有する放電ランプの駆動装置であって、
定格電力モードから低電力モードへの切り替え指令を、当該放電ランプ駆動装置の外部から受信する切り替え指令受信部と、
前記第1電極と前記第2電極との間に交流電流を入力することにより前記放電ランプに交流電力を供給する電力供給部と
を備え、
前記電力供給部は、
前記切り替え指令受信部により前記切り替え指令を受信したときに、前記交流電力を、定格電力から前記定格電力よりも小さい低電力に低減する電力低減制御部と、
前記交流電力の低減の際の期間であって前記切り替え指令受信部により前記切り替え指令を受信したときから始まる所定の期間に、前記交流電流のデューティー比をステップ的に変化させるデューティー比制御部と
を備える、放電ランプ駆動装置。 - 請求項1に記載の放電ランプ駆動装置であって、
前記デューティー比制御部は、
前記所定の期間の終点を、前記低電力モードを脱するときと定める構成である、放電ランプ駆動装置。 - 請求項1または2に記載の放電ランプ駆動装置であって、
前記電力低減制御部は、
前記定格電力から前記低電力への低減を、前記所定の期間と同一の期間でもって徐々に行う構成である、放電ランプ駆動装置。 - 請求項3に記載の放電ランプ駆動装置であって、
前記電力低減制御部は、
前記定格電力から前記低電力への低減を、ステップ的に変化させることにより行う構成であり、
前記デューティー比制御部は、
前記デューティー比のステップ的な変化を、前記電力低減制御部による前記交流電力のステップ的な変化に同期させる構成である、放電ランプ駆動装置。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載の放電ランプ駆動装置であって、
前記デューティー比制御部は、
前記デューティー比を1または複数の周期パターンで変化させるとともに、前記周期パターンは、1周期を区分する複数の区分期間を含み、隣接する前記区分期間の間の前記デューティー比の変化幅が一定となるように定める構成である、放電ランプ駆動装置。 - 請求項1ないし5のいずれかに記載の放電ランプ駆動装置であって、
前記電極の劣化の程度を検出する劣化程度検出部を備え、
前記電力低減制御部は、
前記劣化程度検出部により検出された劣化の程度に基づいて前記変化幅を定める変化幅設定部を備える、放電ランプ駆動装置。 - 光源装置であって、
放電ランプと、
請求項1ないし6のいずれかに記載の放電ランプ駆動装置と、
前記放電ランプの前記第1電極側に配置されるとともに、前記放電ランプからの光を所定方向に向かって反射する主反射鏡と、
前記放電ランプの前記第2電極側に配置されるとともに、前記放電ランプからの光を前記主反射鏡に向かって反射する副反射鏡と、
を備える、光源装置。 - プロジェクターであって、
放電ランプと、
請求項1ないし6のいずれかに記載の放電ランプ駆動装置と、
前記放電ランプによって発せられた光を、画像を投写するための投写光に変調する空間光変調部と、
前記投写光を投写する投写光学系と、
を備える、プロジェクター。 - 第1電極と第2電極とを有する放電ランプの駆動方法であって、
定格電力モードから低電力モードへの切り替え指令を、当該放電ランプ駆動装置の外部から受信する切り替え指令受信工程と、
前記第1電極と前記第2電極との間に交流電流を入力することにより前記放電ランプに交流電力を供給する電力供給工程と
を備え、
前記電力供給工程は、
前記切り替え指令受信工程により前記切り替え指令を受信したときに、前記交流電力を、定格電力から前記定格電力よりも小さい低電力に低減する電力低減制御工程と、
前記交流電力の低減の際の期間であって前記切り替え指令受信部により前記切り替え指令を受信したときから始まる所定の期間に、前記交流電流のデューティー比をステップ的に変化させるデューティー比制御工程と
を備える、放電ランプ駆動方法。
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