JP5375817B2 - 放電灯の駆動方法および駆動装置、光源装置並びに画像表示装置 - Google Patents
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放電灯の駆動装置であって、
前記放電灯の2つの電極間に交流電流を供給する交流電流供給部と、
変調の一周期内において、前記交流電流の周波数が互いに異なる複数の期間を設けることにより前記周波数を変調する周波数変調部と
を備え、
前記周波数変調部は、所定の条件が満たされた場合に、前記複数の期間のうちの、前記周波数が所定の基準周波数以下である少なくとも一期間を、前記所定の条件が満たされる前と比べて短縮する
放電灯の駆動装置。
適用例1記載の放電灯の駆動装置であって、前記周波数変調部は、前記短縮を行う際に、前記複数の期間のうち、前記周波数が第1の周波数である第1の期間の長さを、前記周波数が前記第1の周波数よりも高い第2の周波数である第2の期間よりも短くする放電灯の駆動装置。
適用例2記載の放電灯の駆動装置であって、前記周波数変調部は、前記短縮を行う際に、前記周波数が低くなるに従って当該周波数の期間を短くする放電灯の駆動装置。
適用例1ないし3のいずれか記載の放電灯の駆動装置であって、前記周波数変調部は、前記所定の条件が満たされた場合に、前記複数の期間のそれぞれを短縮する放電灯の駆動装置。
適用例1ないし4のいずれか記載の放電灯の駆動装置であって、さらに、前記所定の条件の判断基準として前記放電灯におけるフリッカの発生を検出するフリッカ検出部を備え、前記周波数変調部は、前記周波数が前記基準周波数以下である期間においてフリッカが検出された場合に前記短縮を行う放電灯の駆動装置。
適用例5記載の放電灯の駆動装置であって、前記周波数変調部は、前記短縮から所定の時間が経過した後、前記フリッカが検出された周波数においてフリッカが発生しているか否かを判断し、フリッカが発生していない場合には、前記短縮された期間を短縮前の長さに復元する放電灯の駆動装置。
適用例1ないし4のいずれか記載の放電灯の駆動装置であって、前記所定の条件は、前記放電灯の劣化状態に基づいて判断され、前記周波数変調部は、前記放電灯の劣化が進行していると判断された場合に前記短縮を行う放電灯の駆動装置。
適用例7記載の放電灯の駆動装置であって、さらに、前記劣化状態を表すパラメータとして前記放電灯の使用開始からの累積点灯時間を算出する点灯時間累算部を備え、前記周波数変調部は、前記累積点灯時間が所定の上限時間を超えた場合に、前記短縮を行う放電灯の駆動装置。
適用例1ないし8のいずれか記載の放電灯の駆動装置であって、前記交流電流供給部は、前記放電灯に供給する前記交流電流の電力を変更可能に構成されており、前記周波数変調部は、前記放電灯に供給される前記交流電流の電力が所定の基準電力より低い場合には、前記短縮を行う放電灯の駆動装置。
図1は、本発明の第1実施例を適用するプロジェクタ1000の概略構成図である。プロジェクタ1000は、光源装置100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とを備えている。
図2は、光源装置100の構成を示す説明図である。光源装置100は、上述のように、光源ユニット110と放電灯駆動装置200とを有している。光源ユニット110は、放電灯500と、回転楕円形の反射面を有する主反射鏡112と、出射光をほぼ並行光にする平行化レンズ114とを備えている。ただし、主反射鏡112の反射面は、必ずしも回転楕円形である必要はない。例えば、主反射鏡の112の反射面は、回転放物形であってもよい。この場合、放電灯500の発光部を放物面鏡のいわゆる焦点に置けば、平行化レンズ114を省略することができる。主反射鏡112と放電灯500とは、無機接着剤116により接着されている。
図4は、変調パターン設定部614により設定される駆動周波数fdの変調パターンの一例を示す説明図である。図4(a)は、駆動周波数fdの時間変化を示すグラフである。図4(a)に示す変調パターンでは、駆動周波数fdが4秒毎に50Hzずつ変更されことにより、駆動周波数fdが変調される。駆動周波数fdが一定値に維持される期間(維持期間)を12個設けることにより、駆動周波数fdの変調の周期(変調周期)Tm1は48秒となっており、最も駆動周波数fdが高い期間(最高周波数期間)Th1の駆動周波数fdは350Hzに、最も駆動周波数fdが低い期間(最低周波数期間)Tl1の駆動周波数fdは50Hzに設定されている。
図7は、第1実施例において変調パターンが変更される様子を示す説明図である。なお、変調パターンの変更は、変調パターン設定部614の機能として実現されている。変調パターン設定部614(図3)は、予めROM620に格納された複数の変調パターンから設定する変調パターンを選択するものとしてもよく、また、ROM620に格納された変調パターンの複製をRAM630上に生成し、生成した変調パターンを変更するものとしてもよい。
図8は、第2実施例において変調パターンが変更される様子を示す説明図である。第2実施例は、変更前後の変調パターン、すなわち、定常パターンと短縮パターンとが第1実施例と異なっている。他の点は、第1実施例と同じである。
図9は、第3実施例における放電灯駆動装置200aの構成を示すブロック図である。第3実施例の放電灯駆動装置200aは、放電灯500に近接して設けられたフリッカセンサ700を有している点と、駆動制御部210aにフリッカセンサ700からの出力信号が供給されるセンサインタフェース670が設けられている点と、CPU610aが点灯時間累算部616に換えてフリッカ検出処理部618としての機能を実現している点とで、第1実施例の放電灯駆動装置200(図3)と異なっている。また、変調パターン設定部614aは、フリッカ検出処理部618が検出したフリッカの発生状態に基づいて変調パターンを変更する点で、第1実施例の変調パターン設定部614と異なっている。他の点は、第1実施例と同様である。
図12は、第4実施例において変調パターンが変更される様子を示す説明図である。第4実施例は、変更前後の変調パターンが第1実施例と異なっている。他の点は、第1実施例と同じである。
図13は、第5実施例において変調パターンが変更される様子を示す説明図である。第5実施例は、変更前後の変調パターンが第2実施例と異なっている。他の点は、第2実施例と同じである。第4実施例では、変更後の変調パターン(伸長パターン)は、最高周波数期間Th3の長さが定常パターンの場合と比べて長くなるように構成されていた。これに対して、この第5実施例では、伸長パターンは、所定の基準周波数を上回る全ての維持期間の長さが、定常パターンの場合と比べて長くなるように構成されている。
なお、この発明は上記実施例や実施形態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。
上記各実施例に示した変調パターンは、あくまで一例であって、駆動周波数の変調範囲(すなわち、最高周波数期間Th1〜Th5と最低周波数期間Tl1〜Tl5における駆動周波数)、駆動周波数が一定に保たれる維持期間の数、維持期間の長さ、駆動周波数の変化量等は、放電灯500の特性などによって適宜変更される。一般に、駆動周波数の変調は、変調周期内に駆動周波数が互いに異なる複数の期間を設けることにより行われればよい。例えば、維持期間の長さが駆動周波数ごとに異なっていても良く、また、駆動周波数が段階的に切り替えられないものとしてもよい。このようにしても、所定の周波数以下の維持期間を短縮することにより、低周波駆動時におけるフリッカの発生を抑制することができる。また、所定の条件が満たされた場合に、最低周波数期間だけを、所定の条件が満たされる前と比べて短縮する構成としてもよい。
前記第1ないし第3実施例では、所定の基準周波数以下である少なくとも一期間を短縮する構成とし、第4実施例では、所定の基準周波数を上回る少なくとも一期間を伸長する構成としたが、上記「所定の基準周波数」は、200Hzに限る必要はなく、フリッカが発生し易い周波数であれば、放電灯500の特性などによって適宜変更され得る。さらに、期間を短縮する第1ないし第3実施例における「所定の基準周波数」と、期間を伸長する第4実施例における「所定の基準周波数」とは、同一である必要はなく個別の値でもよい。
上記各実施例では、放電灯500の劣化状態や実際のフリッカの発生に基づいて、変調パターンを定常パターンから短縮パターンに切り替えているが、他の条件に基づいて変調パターンを切り替えることも可能である。例えば、放電灯駆動装置200が、放電灯500の定格電力よりも低い電力で放電灯500を駆動することが可能に構成されている場合、定格電力で駆動している際には定常パターンを用い、定格電力よりも低い電力(低電力)で駆動している際には短縮パターンを用いるものとしてもよい。なお、変調パターンの切替の基準となる電力は、必ずしも定格電力に限らない。一般に、放電灯の駆動電力が所定の基準電力以上の場合に定常パターンを用い、所定の基準電力よりも小さい場合に短縮パターンを用いるものとしてもよい。
図15は、放電灯に備えられる電極についての変形例を上記実施例と比較して示す説明図である。図15(a)は上記各実施例における電極532(542)の形状を示すものであり、図15(b)は変形例4における電極の形状を示すものである。図15(a)に示すように、上記各実施例における電極532(542)の先端は球面となっている。球面形状となっていることは、先に説明した図5および図6にも示した。このように、上記各実施例では、電極の先端を球面形状とすることで、劣化時の変化を修復する効果をより大きくすることが可能となっている。
上記各実施例では、プロジェクタ1000(図1)における光変調手段として、液晶ライトバルブ330R,330G,330Bを用いているが、光変調手段としては、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス:Texas Instruments社の商標)など、他の任意の変調手段を用いることも可能である。また、本発明は、放電灯を光源とする装置であれば、液晶表示装置をはじめとする種々の画像表示装置や、露光装置や照明装置等に適用することもできる。
110…光源ユニット
112…主反射鏡
114…平行化レンズ
116…無機接着剤
200,200a…放電灯駆動装置
210,210a…駆動制御部
220…点灯回路
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…無機接着剤
532,542…電極
534,544…接続部材
536,546…電極端子
538,538a,538b,538c,538d…突起
548…突起
610…CPU
612…駆動周波数設定部
614,614a…変調パターン設定部
616…点灯時間累算部
618…フリッカ検出処理部
620…ROM
630…RAM
640…タイマ
650…出力ポート
660…入力ポート
670…センサインタフェース
700…フリッカセンサ
1000…プロジェクタ
MRa,MRb…溶融部
HRa,HRc,HRd…ホットスポット
Claims (7)
- 放電灯の駆動装置であって、
前記放電灯の2つの電極間に交流電流を供給する交流電流供給部と、
変調の一周期内において、前記交流電流の周波数が互いに異なる複数の期間を設けることにより前記周波数を変調する周波数変調部と
を備え、
前記周波数変調部は、前記放電灯の劣化状態を表すパラメータに基づいて所定の条件が満たされたと判断された場合に、前記複数の期間のうちの、前記周波数が所定の基準周波数を上回る値である1または複数の期間を、前記所定の条件が満たされる前と比べて伸張する
放電灯の駆動装置。 - 請求項1記載の放電灯の駆動装置であって、
前記周波数変調部は、前記伸張を行う際に、前記複数の期間のうち、前記周波数が第1の周波数である第1の期間の長さを、前記周波数が前記第1の周波数よりも低い第2の周波数である第2の期間よりも長くする
放電灯の駆動装置。 - 請求項1または2記載の放電灯の駆動装置であって、
前記周波数変調部は、前記放電灯の劣化が進行していると判断された場合に前記伸張を行う
放電灯の駆動装置。 - 請求項3記載の放電灯の駆動装置であって、さらに、
前記劣化状態を表すパラメータとして前記放電灯の使用開始からの累積点灯時間を算出する点灯時間累算部を備え、
前記周波数変調部は、前記累積点灯時間が所定の上限時間を超えた場合に、前記伸張を行う
放電灯の駆動装置。 - 光源装置であって、
放電灯と、
前記放電灯を点灯するために、前記放電灯の2つの電極間に交流電流を供給する交流電流供給部と、
変調の一周期内において、前記交流電流の周波数が互いに異なる複数の期間を設けることにより前記周波数を変調する周波数変調部と
を備え、
前記周波数変調部は、前記放電灯の劣化状態を表すパラメータに基づいて所定の条件が満たされたと判断された場合に、前記複数の期間のうちの、前記周波数が所定の基準周波数を上回る値である1または複数の期間を、前記所定の条件が満たされる前と比べて伸張する
光源装置。 - 画像表示装置であって、
画像表示用の光源である放電灯と、
前記放電灯を点灯するために、前記放電灯の2つの電極間に交流電流を供給する交流電流供給部と、
変調の一周期内において、前記交流電流の周波数が互いに異なる複数の期間を設けることにより前記周波数を変調する周波数変調部と
を備え、
前記周波数変調部は、前記放電灯の劣化状態を表すパラメータに基づいて所定の条件が満たされたと判断された場合に、前記複数の期間のうちの、前記周波数が所定の基準周波数を上回る値である1または複数の期間を、前記所定の条件が満たされる前と比べて伸張する
画像表示装置。 - 放電灯の駆動方法であって、
前記放電灯の2つの電極間に供給する交流電流の周波数を、変調の一周期内において前記交流電流の周波数が互いに異なる複数の期間を設けることにより変調し、
前記放電灯の劣化状態を表すパラメータに基づいて所定の条件が満たされたと判断された場合に、前記複数の期間のうちの、前記周波数が所定の基準周波数を上回る値である1または複数の期間を、前記所定の条件が満たされる前と比べて伸張する
放電灯の駆動方法。
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