JP5885879B1 - 高圧放電ランプの点灯方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を決定し、たとえ飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要のない、常に良好なコントラストが得られる高圧放電ランプの点灯方法を提供する。【解決手段】高圧放電ランプ10への供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプ10の点灯方法において、当該高圧放電ランプ10の発光管部12内に封入するハロゲン26を、水銀24の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように内部空間16の容積に対して過剰に封入し、内部空間16の温度を、水銀24の析出温度よりもさらに低い、発光管部12の内壁に著しい黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することにより、上記課題を解決できる。【選択図】図3

Description

本発明は、発光管部の内壁に著しい黒化が生じるのを回避できる高圧放電ランプの点灯方法に関する。
高圧放電ランプは、1個のランプから得られる光量が非常に多いといった特性を有しており、プロジェクター等に広く用いられている。高圧放電ランプは、石英ガラス製の発光管部の内部空間に一対の電極が配設されているとともに、当該内部空間に水銀が封入されており、電極間に電圧を加えてアーク放電を生じさせることにより、蒸発した水銀が励起されて光を発するようになっている。
特表2008−527405号公報
特許文献1には、プロジェクターで高いコントラストを得る目的から、画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を変更し、全動作時間の少なくとも一部において高圧放電ランプの発光管部内で水銀が析出(凝縮)する「飽和動作」と、同発光管部内で全ての水銀が蒸発する「不飽和動作」とを切り替える技術が開示されている。
このように「飽和動作」と「不飽和動作」とを切り替えなければいけないのは、飽和動作で発光管部内に水銀が大量に析出すると発光管部の内壁に黒化が生じる原因となり、アーク放電部分から放出される光を遮って照度が低下するとともに、発光管部の局所的な温度上昇をもたらして当該発光管部の破裂や損傷の原因になるおそれがあるからである。
このため、例えば、暗いシーンが長時間継続するような、飽和動作が長時間継続する場合には、黒化を防止するために画像コンテンツの輝度パラメータに係わらず高圧放電ランプを一時的に不飽和動作で駆動する必要があった。しかしながら、輝度パラメータが小さい「暗いシーン」において一時的ではあっても高圧放電ランプへの電力を高めると、コントラストが良好ではない状態が生じてしまうことから、このような問題を解消できる技術の開発が待たれていた。
本発明は、このような従来技術の問題に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を決定し、たとえ飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要のない、常に良好なコントラストが得られる高圧放電ランプの点灯方法を提供することにある。
(1)
本発明の一局面によれば、
高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の1/3を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法が提供される。
(2)
また、本発明の他の局面によれば、
高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
前記高圧放電ランプに供給する最低電力を前記高圧放電ランプの定格電力に対する所定の割合による電力以上に設定することにより、前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の1/3を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法が提供される。
(3)
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.27mg/mm3以上0.45mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は1×10-4μmol/mm3以上30×10-4μmol/mm3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する33%以上である。
(4)
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.27mg/mm3以上0.36mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は5×10-4μmol/mm3以上20×10-4μmol/mm3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する25%以上である。
(5)
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.27mg/mm3以上0.33mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は5×10-4μmol/mm3以上10×10-4μmol/mm3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する21%以上である。
(6)
好適には、前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.33mg/mm3以上0.36mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は10×10-4μmol/mm3以上20×10-4μmol/mm3以下であり、
前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する17%以上である。
高圧放電ランプの発光管部内で水銀の一部が析出(凝縮)するような点灯状態(飽和動作)において、発光管部内に封入されたハロゲンは析出した水銀に取り込まれてしまう。このため、発光管部の内部空間においてハロゲンサイクルに寄与できるハロゲンの量は、析出した水銀の分だけ少なくなる。このようにハロゲンの量が少なくなることによってハロゲンサイクルが阻害されることが、発光管部の内壁に著しい黒化が生じる原因である。
このような黒化に関し、発明者らは、高圧放電ランプにおける発光管部の内部空間の容積に対して過剰な量のハロゲンを封入することにより、当該内部空間の温度が析出温度を下回って当該水銀の一部が析出した状態(飽和動作)となってもハロゲンサイクルが維持できること、さらに言えば、当該析出温度よりも低い温度領域において、発光管部の内壁に著しい黒化が生じる「黒化温度」が存在することを見いだした。
本発明によれば、過剰な量のハロゲンが封入された高圧放電ランプの内部空間の温度を黒化温度よりも高く維持することにより、画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプへの供給電力を決定し、たとえ内部空間の温度が水銀の析出温度よりも低い飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要のない、常に良好なコントラストが得られる高圧放電ランプの点灯方法を提供することができた。
本発明が適用される高圧放電ランプの一例を示す図である。 本発明が適用される高圧放電ランプを点灯させる点灯回路の一例を示す図である。 本発明に係る点灯方法で高圧放電ランプを点灯させた場合における、輝度パラメータの増減および供給電力の増減の一例を示すグラフである。
以下、本発明が適用される高圧放電ランプ10、および、この高圧放電ランプ10を点灯させる点灯回路100の実施例について説明する。
最初に、高圧放電ランプ10について説明する。高圧放電ランプ10は、図1に示すように、石英ガラスで一体的に形成された発光管部12と当該発光管部12から延出する一対の封止部14とを有しており、発光管部12内には封止部14によって密閉された内部空間16が形成されている。また、各封止部14内にはモリブデン製の箔18が埋設されている。なお、図示しないが、封止部14が一つの高圧放電ランプを用いてもよい。
さらに、一端が箔18の一方端部に接続されているとともに他端が内部空間16に配置されたタングステン製の一対の電極20と、一端が箔18の他方端部に接続されているとともに他端が封止部14から外部へ延出する一対のリード棒22とがそれぞれ設けられている。また、内部空間16には、所定量の水銀24およびハロゲン26(例えば臭素)が封入されている。
高圧放電ランプ10に設けられた一対のリード棒22に所定の高電圧を印加すると、発光管部12の内部空間16に設けられた一対の電極20間で開始したグロー放電がアーク放電に移行し、このアークによって蒸発/励起された水銀24から光が放射される。つまり、発光管部12の内部空間16は「放電空間」でもある。なお、図1中において参照番号24が示す黒い部分は、析出した状態の水銀を示している。
ここで、高圧放電ランプ10における発光管部12の内部空間16に封入された水銀24の量、および、ハロゲン26の量について説明する。実施例に係る高圧放電ランプ10において、ハロゲン26は、水銀24の一部が気化せずに析出(凝縮)しているときに適正なハロゲンサイクルが成立するように、発光管部12の内部空間16の容積に対して従来の高圧放電ランプの場合よりも過剰に封入されている。ここでいう「従来の高圧放電ランプ」とは、発光管部の内部空間に封入された全ての水銀が蒸発した状態で、適正なハロゲンサイクルが成立するような量のハロゲンが封入されている高圧放電ランプを意味する。
次に、ハロゲンサイクルについて簡単に説明する。通電によって高温になった電極20から、当該電極20を構成するタングステンが昇華する。昇華したタングステンは、発光管部12の内壁面近傍でハロゲン26と化合し、ハロゲン化タングステンを形成する。ハロゲン化タングステンは、気化した状態のままで電極20付近に戻る。電極20付近に戻ったハロゲン化タングステンが1400℃以上に過熱されると、タングステンおよびハロゲンは互いに分離する。分離したタングステンは再び電極20に戻る。また、分離したハロゲンは再び発光管部12の内壁面近傍に戻り、別のタングステンと化合する。このようなハロゲンサイクルが継続的に行われることにより、電極20から昇華したタングステンが発光管部12の内壁面に付着して著しい黒化を生じさせたり、電極20が消耗したりすることが抑制される。換言すれば、発光管部12の内部空間16においてタングステンと結びつくことのできるハロゲン26の量が適正でなければ、ハロゲンサイクルは阻害され、黒化や電極20の消耗が急速に進むことになる。
ところで、水銀24が発光管部12の内部空間16で析出したとき、ハロゲン26は析出した水銀24に取り込まれてしまい、上述したように昇華したタングステンと結びつくことができなくなる。このため、水銀の一部が析出してしまうと、タングステンと結びつくことのできるハロゲンの量が減少し、ハロゲンサイクルが阻害されるおそれがある。
この点、本実施例の高圧放電ランプ10では、上述のように、ハロゲン26が予め過剰に封入されている。このため、発光管部12の内部空間16で水銀24の一部が析出した状態を維持しつつ高圧放電ランプ10を通常点灯させても、水銀24に取り込まれることなく内部空間16に残存しているタングステンと結びつくことのできるハロゲンの量が適切であればハロゲンサイクルは阻害されない。
しかしながら、内部空間16の温度が低くなりすぎると過剰な量の水銀24が析出してしまい、その分、タングステンと結びつくことのできるハロゲンの量も少なくなる。つまり、ハロゲン26を過剰に封入したとしても、内部空間16の温度をある程度まで下げていくと発光管部12の内壁に著しい黒化が生じる「黒化温度」に到達する。この黒化温度は、発光管部12内への水銀24の封入率とハロゲン26の封入率とのバランスによって決まる。
したがって、画像コンテンツの輝度パラメータにしたがって決定した出力電力で内部空間16の温度が水銀24の析出温度よりも低い飽和動作になる場合でも、当該温度が黒化温度よりも高くなるように維持すれば、飽和動作時間が長時間継続するような場合であっても当該発光管部12の内壁に著しい黒化が生じるのを回避することができる。なお、ここでいう「長時間」とは、例えば、後述する実験で採用した50時間が考えられるが、これに限定されるものではない。
高圧放電ランプ10における発光管部12の内部空間16の温度が黒化温度よりも高いことを確認するために熱電対等を用いて当該温度をリアルタイムで直接測定するのは現実的に困難な場合がある。そこで、以下の「実験データ」で述べるように、水銀24あるいはハロゲン26の封入率がそれぞれ異なる複数の高圧放電ランプ10に対する供給電力を下げていったところ、定格電力が互いに異なる高圧放電ランプ10であっても、水銀24およびハロゲン26の封入率が同じであれば、内部空間16の温度が黒化温度となる供給電力の定格電力に対する割合も同じであることがわかった。つまり、高圧放電ランプ10に供給する最低電力を高圧放電ランプ10の定格電力に対する所定の割合による電力以上に設定することにより、高圧放電ランプ10の定格電力にかかわらず、内部空間16の温度を黒化温度よりも高く維持できる。
(実験データ)
本発明の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率、ハロゲン26の封入率、および、当該高圧放電ランプ10への供給電力を変化させた場合の実験結果について説明する。なお、本明細書において、「水銀の封入率」とは、発光管部12に封入した水銀の重量(mg)を発光管部12の内部空間16の容積(mm3)で除した値(mg/mm3)をいう。また、「ハロゲンの封入率」とは、発光管部12に封入したハロゲンの物質量(μmol)を発光管部12の内部空間16の容積(mm3)で除した値(μmol/mm3)をいう。
また、高圧放電ランプ10への供給電力は、「定格電力に対する割合(%)」で示している。例えば、定格電力が240Wの高圧放電ランプ10の場合、「出力電力 定格の50%」とは、120Wの電力を供給した場合を意味し、「出力電力 定格の25%」とは、60Wの電力を供給した場合を意味する。
実験は、表1から表8に示すように、定格電力がそれぞれ240Wおよび200Wである2種類の高圧放電ランプ10を用いて、それぞれ13通りの条件で実施した。実験に用いた定格電力が240Wの高圧放電ランプ10は、発光管部12の内部空間16の容積が55mm3、発光管部12の内表面積が81mm2、管壁負荷が3.0W/mm2である。また、実験に用いた定格電力が200Wの高圧放電ランプ10は、発光管部12の内部空間16の容積が50mm3、発光管部12の内表面積が77mm2、管壁負荷が2.6W/mm2である。なお、従来の高圧放電ランプにおける一般的なハロゲン封入率は、1×10-4μmol/mm3である。
なお、本明細書において、「高圧放電ランプの定格電力」とは、例えば、高圧放電ランプ10がプロジェクターに使用される場合であれば、そのプロジェクターが高圧放電ランプ10に対して供給する最大の電力をいう。プロジェクターの例を用いて具体的に述べると、当該プロジェクターに、例えば、「ノーマルモード」と、このノーマルモードよりも小さい電力で高圧放電ランプ10を点灯させる「エコモード」とが用意されている場合であれば、「ノーマルモード」を用いて「全体が白一色の画面」を投影させているときの供給電力が、「高圧放電ランプの定格電力」である。
また、「電力」とは、供給電力の周波数に比べて短い周期で生じるリップル電流の上限あるいは下限の瞬間に対応する電力や、プロジェクター等から投射する光のチラツキを抑えることや特定の色を明るくすることを目的として加えられるパルス電流の上限あるいは下限の瞬間に対応する電力など、短い時間における電力をいうものではなく、これらリップル電流やパルス電流に対応する電力を含めたある程度長い期間の平均電力をいう。
表1は、ハロゲン26の封入率が1×10-4μmol/mm3であり定格電力が240Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
表2は、ハロゲン26の封入率が5×10-4μmol/mm3であり定格電力が240Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
表3は、ハロゲン26の封入率が10×10-4μmol/mm3であり定格電力が240Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
表4は、ハロゲン26の封入率が20×10-4μmol/mm3あるいは30×10-4μmol/mm3であり、定格電力が240Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力をそれぞれ変化させたときの結果をまとめたものである。
表5は、ハロゲン26の封入率が1×10-4μmol/mm3であり定格電力が200Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
表6は、ハロゲン26の封入率が5×10-4μmol/mm3であり定格電力が200Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
表7は、ハロゲン26の封入率が10×10-4μmol/mm3であり定格電力が200Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力を変化させたときの結果をまとめたものである。
表8は、ハロゲン26の封入率が20×10-4μmol/mm3あるいは30×10-4μmol/mm3であり、定格電力が200Wである高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率および供給電力をそれぞれ変化させたときの結果をまとめたものである。
各高圧放電ランプ10を各条件下で50時間連続点灯させて発光管部12の内壁に著しい黒化が生じたか否かを確認した。連続点灯時間が50時間に到達したときに、著しい黒化が生じていなかったものを「OK」とし、著しい黒化が生じていたものを「NG」とした。なお、本明細書において「著しい黒化」とは、発光管部12の内壁全体の面積の1/3を超える範囲が黒化することを意味している。発光管部12の内壁全体の面積の1/3を超える範囲が黒化すると、黒化した部分が発光管部12の局所的な温度上昇をもたらして当該発光管部12の破裂や損傷の原因となるおそれがある。
水銀24は、発光管部12の一方を封止部14で封止した後、水銀24を充填したシリンジで既定量の水銀24を押し出して発光管部12の内部空間16に注入し、他方の封止部14で当該内部空間16を封止する方法にて発光管部12の内部空間16に封入した。また、実際に封入した水銀24の重量は、水銀24が入った状態のバルブ(一方の封止部14が形成された状態の発光管部12)の重量を測定した後、当該バルブを熱することによって水銀24を完全に蒸発させて排出し、水銀24が無い状態のバルブの重量を再度測定し、水銀24を蒸発させる前後における重量差を水銀24の重量として算出する方法で確認した。
ハロゲン26には臭素(Br)を用いた。このハロゲン26は、発光管部12の一方を封止部14で封止した後、ハロゲン26を発光管部12の内部空間16に入れ、他方の封止部14で当該内部空間16を封止する方法にて発光管部12の内部空間16に封入した。また、実際に封入したハロゲン26の量は、イオンクロマトグラフ法にて確認した。
実験の結果、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.27mg/mm3以上0.45mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を1×10-4μmol/mm3以上30×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の33%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
また、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.27mg/mm3以上0.36mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を5×10-4μmol/mm3以上20×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の25%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
また、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.27mg/mm3以上0.33mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を5×10-4μmol/mm3以上10×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の21%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
また、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.33mg/mm3以上0.36mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を10×10-4μmol/mm3以上20×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の17%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
さらに、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.27mg/mm3以上0.33mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を1×10-4μmol/mm3以上10×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の29%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
また、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.33mg/mm3以上0.40mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を10×10-4μmol/mm3以上30×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の21%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
また、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.36mg/mm3以上0.45mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を20×10-4μmol/mm3以上30×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の17%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
また、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.27mg/mm3以上0.33mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を10×10-4μmol/mm3以上30×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の15%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
また、定格電力が240Wおよび200Wの両方の高圧放電ランプ10において、水銀24の封入率を0.27mg/mm3以上0.36mg/mm3以下、かつ、ハロゲン26の封入率を20×10-4μmol/mm3以上30×10-4μmol/mm3以下とし、各高圧放電ランプ10に供給する最低電力を定格電力の15%以上として点灯させることにより、発光管部12における内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避でき、長時間にわたって著しい黒化が生じないことがわかった。
ところで、水銀24の封入率を0.27mg/mm3以上としたのは、水銀24の封入率を0.27mg/mm3未満にするとプロジェクター用の光源として使用する際に高圧放電ランプ10に求められる発光量を満たさなくなるおそれがあるからである。
また、水銀24の封入率を0.45mg/mm3以下としたのは、水銀24の封入率を0.45mg/mm3よりも大きくすると、ランプを点灯した際、気化した水銀24の量が多くなって内部空間16の圧力が高くなりすぎてしまい発光管部12がその圧力に耐えられなくなる可能性があるからである。
ハロゲン26の封入率を1×10-4μmol/mm3以上としたのは、ハロゲン26の封入率を1×10-4μmol/mm3未満にすると、水銀24の封入率を最低の0.27mg/mm3にしても、水銀24の一部が析出した飽和動作においてハロゲンサイクルが成立しない可能性があるからである。
また、ハロゲン26の封入率を30×10-4μmol/mm3以下としたのは、ハロゲン26の封入率を30×10-4μmol/mm3よりも大きくすると、高圧放電ランプ10の製造時の歩留まりが悪化したり、過剰なハロゲン26が電極20を腐食させたりといった別の問題が生じる可能性があるからである。
さらに、実験の結果、上述した各最低電力で高圧放電ランプ10を点灯させたとき、発光管部12の温度は、650℃から750℃未満の範囲にあることがわかった。したがって、各条件において発光管部12の最低温度を650℃以上750℃未満に設定するのが好適である。
なお、発光管部12の内部空間16の温度を直接測定するのは難しいことから、上記実験では、発光管部12の上面(高圧放電ランプ10を点灯させたときにおける、発光管部12の鉛直上部の外表面)の温度を熱電対で測定した。本明細書では、このようにして測定された発光管部12の上面の温度を「発光管部の温度」という。
次に、本実施例に係る高圧放電ランプ10に供給する電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させて当該高圧放電ランプ10を点灯させる例について説明する。このような点灯方法を実施できる点灯回路100は、図2に例示するように、少なくとも、電力供給回路102と、電力信号送信手段104とを備えている。
電力供給回路102は、電源103から受けた電力を高圧放電ランプ10の点灯に適した電圧および電流に変換した上で、一対のリード線106を介して当該高圧放電ランプ10に供給するための回路である。
電力信号送信手段104は、外部から輝度パラメータ信号Pを受け入れ、この輝度パラメータ信号Pに応じた電力を決定する。然る後、決定した電力に応じた電力信号Rを生成し、電力信号送信線108を介して、この電力信号Rを電力供給回路102に送信する。
電力信号Rを受け取った電力供給回路102は、当該電力信号Rの指示にしたがい、高圧放電ランプ10に供給する電流値Aを変更あるいは維持する。
このようにして高圧放電ランプ10に供給する電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させると、図3に示すように、輝度パラメータの増減と供給する電力の増減とが一致する。
電力信号送信手段104には、高圧放電ランプ10に封入された水銀24およびハロゲン26の封入率に応じて予め決定された最低電力が設定されており、電力信号送信手段104は、輝度パラメータの値が最も暗い画面を要求する場合であっても、電力供給回路102に送信する電力信号Rに対応する電力がこの最低電力以下にならないようになっている。
これにより、過剰な量のハロゲン26が封入された高圧放電ランプ10の内部空間16の温度を黒化温度よりも高く維持することができるので、常に画像コンテンツの輝度パラメータに応じて高圧放電ランプ10への供給電力を決定することができ、たとえ内部空間16の温度が水銀24の析出温度よりも低い飽和動作の時間が長時間継続したとしても一時的に不飽和動作に変更する必要がないので、常に良好なコントラストを得ることができる。
(変形例)
上述した実施例では、水銀24およびハロゲン26の封入率に応じて高圧放電ランプ10に供給する最低電力を設定するようにしているが、これに代えて、点灯中の高圧放電ランプ10における発光管部12の温度を測定および監視することにより、発光管部12の内部空間16の温度が黒化温度以下になるのを回避してもよい。
また、上述の実験では、定格電力が240Wおよび200Wの高圧放電ランプ10を用いたが、高圧放電ランプ10の定格電力はこれらに限られるものではなく、例えば、180Wから400Wの定格電力が考えられる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10…高圧放電ランプ、12…発光管部、14…封止部、16…内部空間、18…箔、20…電極、22…リード棒、24…水銀、26…ハロゲン、100…点灯回路、102…電力供給回路、103…電源、104…電力信号送信手段、106…リード線、108…電力信号送信線

Claims (6)

  1. 高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
    前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
    前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
    前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の1/3を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法。
  2. 高圧放電ランプへの供給電力を画像コンテンツの輝度パラメータに応じて変化させる高圧放電ランプの点灯方法において、
    前記高圧放電ランプは、一対の電極が対向配置されているとともに、水銀およびハロゲンが封入された内部空間を有する発光管部を備えており、
    前記ハロゲンは、前記水銀の一部が気化せずに析出しているときにハロゲンサイクルが成立するように前記内部空間の容積に対して過剰に封入されており、
    前記高圧放電ランプに供給する最低電力を前記高圧放電ランプの定格電力に対する所定の割合による電力以上に設定することにより、前記内部空間の温度を、前記水銀の析出温度よりもさらに低い、前記発光管部の内壁全体の面積の1/3を超える範囲に黒化が生じる黒化温度よりも高く維持することを特徴とする高圧放電ランプの点灯方法。
  3. 前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.27mg/mm3以上0.45mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は1×10-4μmol/mm3以上30×10-4μmol/mm3以下であり、
    前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する33%以上であることを特徴とする請求項2に記載の点灯方法。
  4. 前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.27mg/mm3以上0.36mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は5×10-4μmol/mm3以上20×10-4μmol/mm3以下であり、
    前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する25%以上であることを特徴とする請求項2に記載の点灯方法。
  5. 前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.27mg/mm3以上0.33mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は5×10-4μmol/mm3以上10×10-4μmol/mm3以下であり、
    前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する21%以上であることを特徴とする請求項2に記載の点灯方法。
  6. 前記高圧放電ランプにおける前記水銀の封入率は0.33mg/mm3以上0.36mg/mm3以下であり、前記ハロゲンの封入率は10×10-4μmol/mm3以上20×10-4μmol/mm3以下であり、
    前記最低電力は、前記高圧放電ランプの定格電力に対する17%以上であることを特徴とする請求項2に記載の点灯方法。
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