JP6003425B2 - Discharge lamp driving device and driving method, light source device, and projector - Google Patents
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Description
本発明は、電極間の放電により点灯する放電灯の駆動技術に関する。 The present invention relates to a driving technique for a discharge lamp that is lit by discharge between electrodes.
プロジェクターなどの画像表示装置の光源として、高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電灯が使用されている。この放電灯は、例えば、高周波数の交流電流を供給する駆動方法により駆動される。この駆動方法によれば、放電の安定性が得られ、放電灯本体のいわゆる黒化や失透等を防止することができ、放電灯の寿命の低下を抑制することができる(例えば特許文献1)。 As a light source of an image display device such as a projector, a discharge lamp such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp is used. This discharge lamp is driven by, for example, a driving method for supplying a high-frequency alternating current. According to this driving method, discharge stability can be obtained, so-called blackening or devitrification of the discharge lamp body can be prevented, and a reduction in the life of the discharge lamp can be suppressed (for example, Patent Document 1). ).
ところで、交流駆動における放電灯の発光は、交流電流の正負の極性切換えに応じて、一対の電極の近傍におけるプラズマ密度が変化する。このプラズマ密度の変化が内部ガス密度の粗密として現れ、振動となり一対の電極の近傍から内壁に向けて伝搬する。この振動が、内壁で反射し、再度、一対の電極の近傍に戻ってきた場合に、共鳴現象によって振動を強めあうことがある。この共鳴現象により電極に設けられたコイル部が一部破損したり、電極が折れるといった問題がある。共鳴現象が発生する基本周波数を音響共鳴周波数という。共鳴現象は、音響共鳴周波数ばかりでなく、音響共鳴周波数をfcとしたとき、周波数fc/2n(nは自然数)でも発生する。但し、nが大きくなるにつれ、振動の振幅は減少する。 By the way, the light emission of the discharge lamp in the AC drive changes the plasma density in the vicinity of the pair of electrodes in accordance with the positive / negative polarity switching of the AC current. This change in plasma density appears as the density of the internal gas density, which becomes a vibration and propagates from the vicinity of the pair of electrodes toward the inner wall. When this vibration is reflected by the inner wall and returns to the vicinity of the pair of electrodes again, the vibration may intensify by the resonance phenomenon. Due to this resonance phenomenon, there is a problem that the coil portion provided on the electrode is partially broken or the electrode is broken. The fundamental frequency at which the resonance phenomenon occurs is called the acoustic resonance frequency. The resonance phenomenon occurs not only at the acoustic resonance frequency but also at the frequency fc / 2n (n is a natural number) when the acoustic resonance frequency is fc. However, the amplitude of vibration decreases as n increases.
黒化や失透等を防止するために、高周波数の交流電流を供給する場合、低周波数の交流電流を供給する駆動方法と比較して、共鳴現象の影響を受け易いといった問題がある。
本発明は、高周波数の交流電流の供給する場合に、電極などの損傷を低減することなどを解決課題とする。
In order to prevent blackening, devitrification, and the like, when a high-frequency alternating current is supplied, there is a problem that it is more susceptible to a resonance phenomenon than a driving method that supplies a low-frequency alternating current.
An object of the present invention is to reduce damage to electrodes and the like when a high frequency alternating current is supplied.
本発明の一態様に係る駆動装置は、放電媒体が封入された空洞部内に第1電極と第2電極とを有する放電灯を駆動するものであって、第1期間において、前記第1電極と前記第2電極との間に1kHzより高い周波数の交流電流を前記第1電極と前記第2電極との間に供給し、前記第1期間の前記交流電流は、1kHzより高い第1周波数の第1交流電流と、1kHzより高く前記第1周波数と異なる第2周波数の第2交流電流とを少なくとも含み、 前記第1期間を繰り返して前記放電灯を駆動定することを特徴とする。 A driving apparatus according to an aspect of the present invention drives a discharge lamp having a first electrode and a second electrode in a cavity in which a discharge medium is sealed, and in the first period, An alternating current having a frequency higher than 1 kHz is supplied between the second electrode and the second electrode, and the alternating current in the first period is a first frequency having a first frequency higher than 1 kHz. It includes at least one alternating current and a second alternating current having a second frequency higher than 1 kHz and different from the first frequency, and driving the discharge lamp by repeating the first period.
高周波駆動では、共鳴現象により電極などの損傷が問題となるが、本発明の一態様によれば、高周波駆動において、周波数が相違する第1交流信号と第2交流信号とを放電灯に供給する。これにより、黒化や失透を抑制しつつ、仮に、ある波形で共鳴現象が発生したとしても、周波数の異なる他の波形で共鳴現象が発生する可能性を低減でき、音響共鳴による電極などの損傷、更には光量変化を低減することが可能となる。 In high-frequency driving, damage to electrodes and the like becomes a problem due to a resonance phenomenon. According to one aspect of the present invention, a first AC signal and a second AC signal having different frequencies are supplied to a discharge lamp in high-frequency driving. . As a result, while suppressing blackening and devitrification, even if a resonance phenomenon occurs in a certain waveform, the possibility of the resonance phenomenon occurring in another waveform having a different frequency can be reduced. It is possible to reduce damage and further change in light quantity.
上述した駆動装置の一態様において、前記第1交流電流および前記第2交流電流は、波形が矩形状の直流交番電流であることが好ましい。この場合には、矩形状の直流交番電流を生成すればよいので、比較的簡易なブリッジ回路などで、第1交流電流および第2交流電流を生成できる。 In one aspect of the driving device described above, it is preferable that the first alternating current and the second alternating current are direct current alternating current having a rectangular waveform. In this case, since a rectangular DC alternating current may be generated, the first AC current and the second AC current can be generated with a relatively simple bridge circuit or the like.
上述した駆動装置の一態様において、前記第1交流電流および前記第2交流電流のうち、少なくとも一方は供給時間が半周期以下であり、前記供給時間内における波形が直流電流となることが好ましい。この発明の一態様によれば、第1交流電流および第2交流電流のうち、少なくとも一方は供給時間が半周期以下となるので、一方の交流電流によって共鳴現象は発生しても継続時間を短くすることができ、音響共鳴による電極などの損傷、更には光量変化を低減することが可能となる。 In one aspect of the driving device described above, it is preferable that at least one of the first alternating current and the second alternating current has a supply time of a half cycle or less, and a waveform within the supply time is a direct current. According to one aspect of the present invention, since at least one of the first alternating current and the second alternating current has a supply time of half a cycle or less, even if a resonance phenomenon occurs due to one alternating current, the duration is shortened. It is possible to reduce damage to electrodes and the like due to acoustic resonance, and further to change in light quantity.
上述した駆動装置の一態様において、前記第1期間を所定の条件により終了させた後に、第2期間と第3期間とを交互に繰り返して前記放電灯を駆動し、前記第2期間において、前記第1電極と前記第2電極との間に1kHzより高い周波数の交流電流を前記第1電極と前記第2電極との間に供給する一方、前記第3期間において、1kHz以下の周波数である交流電流を前記第1電極と前記第2電極との間に供給し、前記第2期間に供給する交流電流は、1kHzより高い第3周波数の第3交流電流と、1kHzより高く前記第3周波数と異なる第4周波数の第4交流電流とを少なくとも含み、前記第3期間に供給する交流電流は、1kHz以下の第5周波数の第5交流電流を少なくとも含むことが好ましい。
この発明の一態様によれば、第1期間においては、組み合わせ駆動ではなく、あえて高周波駆動を実行するので、動作開始直後の立ち上げ時における電極の形状変化が抑えられるとともに黒化が防止され、さらに、電極などの損傷を低減することができる。さらに、第2期間および第3期間においては、高周波駆動と低周波駆動を交互に実行するので、黒化や失透を抑制しつつ、電極間距離を維持することができるので、放電灯の寿命を延ばすことができる。さらに、電極などの損傷や光量変化を低減することができる。
In one aspect of the driving device described above, after the first period is ended under a predetermined condition, the discharge lamp is driven by alternately repeating the second period and the third period, and in the second period, An alternating current having a frequency higher than 1 kHz is supplied between the first electrode and the second electrode between the first electrode and the second electrode, while an alternating current having a frequency of 1 kHz or less is supplied in the third period. An alternating current supplied between the first electrode and the second electrode and supplied in the second period is a third alternating current with a third frequency higher than 1 kHz, and a third alternating current higher than 1 kHz with the third frequency. It is preferable that at least a fourth alternating current having a different fourth frequency is included, and the alternating current supplied in the third period includes at least a fifth alternating current having a fifth frequency of 1 kHz or less.
According to one aspect of the invention, in the first period, high-frequency driving is intentionally executed instead of combination driving, so that change in the shape of the electrode at the start-up immediately after the start of operation is suppressed and blackening is prevented, Furthermore, damage to the electrodes and the like can be reduced. Furthermore, in the second period and the third period, high-frequency driving and low-frequency driving are performed alternately, so that the distance between the electrodes can be maintained while suppressing blackening and devitrification. Can be extended. Further, damage to the electrodes and the change in the amount of light can be reduced.
次に、本発明に係る光源装置の一態様は、上述した駆動装置と、放電媒体が封入された空洞部内に第1電極と第2電極とを有する放電灯とを備える。この光源装置によれば、黒化や失透を抑制しつつ、電極などの損傷や光量変化を低減することができる。 Next, an aspect of the light source device according to the present invention includes the above-described driving device and a discharge lamp having a first electrode and a second electrode in a cavity in which a discharge medium is enclosed. According to this light source device, it is possible to reduce damage to the electrodes and the change in the amount of light while suppressing blackening and devitrification.
次に、本発明に係るプロジェクターの一態様は、上述した光源装置と、前記放電灯から射出した光を画像情報に基づいて変調する変調装置と、前記変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備える。この発明の一態様によれば、黒化や失透を抑制しつつ、電極などの損傷や光量変化を低減することができるので、長時間、安定した画像を表示することができる。 Next, one aspect of the projector according to the present invention includes the light source device described above, a modulation device that modulates light emitted from the discharge lamp based on image information, and a projection that projects light modulated by the modulation device. Device. According to one embodiment of the present invention, damage to electrodes and the change in light amount can be reduced while suppressing blackening and devitrification, so that a stable image can be displayed for a long time.
次に、本発明に係る放電灯の駆動方法の一態様は、放電媒体が封入された空洞部内に配置された第1電極と第2電極とを有する放電灯を駆動する方法であって、第1期間において、前記第1電極と前記第2電極との間に1kHzより高い周波数の交流電流を前記第1電極と前記第2電極との間に供給し、前記第1期間の前記交流電流は、1kHzより高い第1周波数の第1交流電流と、1kHzより高く前記第1周波数と異なる第2周波数の第2交流電流とを少なくとも含み、前記第1期間を繰り返して前記放電灯を駆動することを特徴とする。この発明の一態様によれば、黒化や失透を抑制しつつ、電極などの損傷や光量変化を低減することができる。 Next, one aspect of a method for driving a discharge lamp according to the present invention is a method for driving a discharge lamp having a first electrode and a second electrode disposed in a cavity in which a discharge medium is enclosed. In one period, an alternating current having a frequency higher than 1 kHz is supplied between the first electrode and the second electrode between the first electrode and the second electrode, and the alternating current in the first period is Including at least a first alternating current having a first frequency higher than 1 kHz and a second alternating current having a second frequency higher than 1 kHz and different from the first frequency, and driving the discharge lamp by repeating the first period. It is characterized by. According to one embodiment of the present invention, it is possible to reduce damage to the electrodes and the change in the amount of light while suppressing blackening and devitrification.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態の一例について説明する。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態に係る光源装置について説明する。
Hereinafter, an example of an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
The light source device according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1は、光源装置の構造の一例を示す図である。この図に示されるように、光源装置1は、放電灯500を有する光源ユニット110と、放電灯500を駆動する駆動装置200とを有する。放電灯500は、駆動装置200から電力の供給を受けて放電して、光を放射する。
光源ユニット110は、放電灯500と、凹状の反射面を有する主反射鏡112と、出射光をほぼ平行光にする平行化レンズ114とを含む。主反射鏡112と放電灯500とは、接着材116により接着されている。また、主反射鏡112は、放電灯500側の面(内面)が反射面となっており、この反射面は、図示の構成では、回転楕円面をなしている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the structure of a light source device. As shown in this figure, the
The
なお、主反射鏡112の反射面の形状は、回転楕円面に限定されず、例えば回転放物面等としても良い。主反射鏡112の反射面が回転放物面である場合は、放電灯500の発光部を回転放物面のいわゆる焦点に配置すれば、平行化レンズ114を省略することができる。
The shape of the reflecting surface of the main reflecting
放電灯500は、放電灯本体510と、凹状の反射面を有する副反射鏡520とを備え。放電灯本体510と副反射鏡520とは、副反射鏡520が主反射鏡112に向かい合って配置されるとともに、上記凹状の反射面が放電灯本体510との間に所定の間隔をおいて配置されるように接着材522により接着されている。また、副反射鏡520は、放電灯500側の内面が反射面となっており、この反射面は、図示の構成では、球面をなしている。
The
放電灯本体510の中央部は、放電媒体が封入された状態で密閉された空洞部512となっている。放電灯本体510には、光透過性を有する材料、例えば、石英ガラス等や、光透過性セラミックスなどが材料が用いられる。また、放電媒体とは、例えば放電開始用ガスや、発光に寄与するガスなどであり、このうち、放電開始用ガスとしては、例えばネオン、アルゴン、キセノン等の希ガス等が挙げられ、また、発光に寄与するガスとしては、例えば水銀、ハロゲン化金属の気化物等が挙げられる。
放電灯本体510には、一対の電極610、710と、一対の導電性を有する接続部材620、720と、一対の電極端子630、730とが設けられている。電極610、710は、空洞部512に取り付けられている。詳細には、各電極610、710の先端部は、放電灯本体510の空洞部512において、互いに所定距離離間し、互いに対向するように取り付けられている。このうち、電極(第1電極)610と電極端子630とは、接続部材620により互い電気的に接続されている。同様に、電極(第2電極)710と電極端子730とは、接続部材720により互いに電気的に接続されている。電極端子630、730は、それぞれ駆動装置200の出力端子に接続されている。
A central portion of the discharge lamp
The discharge lamp
駆動装置200は、電極端子630、730に対し、後述する交流電流(交流電力)を供給する。このため、電極端子630に接続部材620を介して接続された電極610と、電極端子730に接続部材720を介して接続された電極710とにあっては、電位が相対的に高くなる正極と、相対的に低くなる負極とで交互に極性が切り替わる。
The
電極端子630、730に交流電流が供給されると、空洞部512内にあって電極610、710の先端部の間でアーク放電が生じ、放電媒体が発光する。アーク放電により発生した光は、アークの発生位置(放電位置)から全方向に向かって放射されるが、当該放射光のうち、電極710の方向に放射された光は、副反射鏡520によって主反射鏡112に向かって反射する。このため、電極710の方向に放射される光を有効に利用することができる。
なお、本実施形態において、放電灯500は、副反射鏡520を備えているが、放電灯500は副反射鏡520を備えていない構成であっても良い。
When an alternating current is supplied to the
In the present embodiment, the
図2は、放電灯500の要部断面図の一例である。なお、図2では、図1における副反射鏡520が省略されている。
図2に示されるように、電極610は、芯棒612と、コイル部614と、本体部616とを有している。この電極610は、放電灯本体510内への封入前の段階において、芯棒612に電極材の線材を巻き付けてコイル部614を形成し、形成されたコイル部614を加熱・溶融することにより形成される。これにより、電極610の先端側には、熱容量が大きい本体部616が形成される。電極710についても、芯棒712と、コイル部714と、本体部716とを有しており、電極610と同様に形成される。
なお、各電極610、710の構成材料としては、例えば、タングステン等の高融点金属材料等が挙げられる。
FIG. 2 is an example of a cross-sectional view of a main part of the
As shown in FIG. 2, the
In addition, as a constituent material of each electrode 610,710, high melting point metal materials, such as tungsten, etc. are mentioned, for example.
放電灯500を1度も点灯させていない状態では、本体部616、716には、突起618、718は形成されていないが、後述するように放電灯500をアーク放電ARによって1度でも点灯させると、本体部616、716の先端部に、それぞれ突起618、718が形成される。この突起618、718は、放電灯500の点灯中維持されるとともに、また、消灯後も維持される。
In the state where the
図3は、光源装置1、特に駆動装置200の電気的な構成の一例を示す図である。この図に示されるように、駆動装置200は、交流電流を放電灯500に供給する供給部30と、供給部30を制御する制御部33と、放電灯500の電極間電圧を測定する電圧計35とを備える。
また、供給部30は、定電流源31とブリッジ接続されたスイッチSw1〜Sw4とを備える。定電流源31は、その正極出力端(+)から負極出力端(−)に戻ってくる電流値が制御部33から指定された値で一定となるように制御するものである。
スイッチSw1〜Sw4は、それぞれ制御部33によってオン(閉成)状態、オフ(開放)状態が制御されるものであり、このうち、スイッチSw1、Sw4が組をなして同一状態に制御され、同様にスイッチSw2、Sw3が組をなして同一状態に制御される。ただし、スイッチSw1、Sw4の組と、スイッチSw2、Sw3の組とが同時にオン状態とはならずに、互いに排他的にオン状態になるように制御される。
スイッチSw1は、定電流源31の正極出力端(+)と放電灯500の電極端子630との間に電気的に介挿され、スイッチSw2は、電極端子630と定電流源31の負極出力端(−)との間に電気的に介挿されている。スイッチSw3は、定電流源31の正極出力端(+)と放電灯500の電極端子730との間に電気的に介挿され、スイッチSw4は、電極端子730と定電流源31の負極出力端(−)との間に電気的に介挿されている。
電圧計35は、定電流源31の正極出力端(+)と負極出力端(−)と間の電圧を測定して、その測定値を制御部33に供給する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an electrical configuration of the
Further, the
The switches Sw1 to Sw4 are respectively controlled to be in an on (closed) state and an off (open) state by the
The switch Sw1 is electrically inserted between the positive electrode output terminal (+) of the constant
The
この駆動装置200において、制御部33によってスイッチSw1、Sw4の組がオン状態に制御されるとともに、スイッチSw2、Sw3の組がオフ状態に制御されたとき、定電流が、電極端子630から電極端子730に向かって流れる。反対に、スイッチSw1、Sw4の組がオフ状態に制御されるとともに、スイッチSw2、Sw3の組がオン状態に制御されたとき、定電流が電極端子730から電極端子630に向かって流れる。このため、制御部33がスイッチSw1、Sw4の組とスイッチSw2、Sw3の組とに対するオン、オフ状態を交互に切り替えると、電極610、710の間に交流電流が流れるとともに、オン、オフ状態の切り替え周期を短くすると、当該交流の周波数が高くなることになる。
なお、本説明において、電極610、710の間に流れる電流(または電圧)については、電極610から電極710に向かって流れる場合を正の値(正極性)とし、反対に電極710から電極610に向かって流れる場合を負の値(負極性)とする。ただし、電圧計35で測定される電圧は、電極610、710に流れる電流の方向にかかわらず、電極610、710の間の電圧の絶対値(正値)である。
In this
In this description, regarding the current (or voltage) flowing between the
駆動装置200から放電灯500に供給される交流電流について説明する。本実施形態においては、所定周波数以上の交流電流を放電灯500に供給する高周波駆動において、周波数が所定周波数以上であり且つ周期が互いに相違する複数種類の波形を切り替えて交流電流を生成する。
高周波駆動によれば、上述したように放電の安定性が得られるほか、電極610、710を含む放電灯500での温度変化が小さいため、黒化を抑制・回復するための化学反応が安定的となり、黒化や、それに伴う失透等を防止することができる。
An alternating current supplied from the driving
According to the high frequency driving, the stability of the discharge can be obtained as described above, and the temperature change in the
ところで、交流駆動における放電灯500の発光は、交流電流の正負の極性切換えに応じて、電極610、710の近傍におけるプラズマ密度が変化する。このプラズマ密度の変化が内部ガス密度の粗密として現れ、振動となり空洞部512の中心から内壁に向けて伝搬する。この振動が、空洞部512の内壁で反射し、再度、電極610、710の近傍に戻ってきた場合に、共鳴現象によって振動を強めあうことがある。そのような交流電流の周波数を音響共鳴周波数fcという。音響共鳴周波数fcは放電灯500の形状及び内部ガスなどによって定まる。
By the way, in the light emission of the
共鳴現象によって、電極610、710が振動し、コイル部614及びコイル部714が一部破損したり、あるいは電極610、710が折れるといった問題があり、更には、プラズマの粗密によって光量が変化し、発光が不安定になるといった問題が発生する。
音響共鳴周波数fcは、放電灯500の形状にもよるが、プロジェクターに用いられる小型のものでは、数十kHz(例えば60kHz)であることが多い。但し、交流電流の周波数がfc/2n(但し、nは自然数)の場合にも音響共鳴が発生する。
Due to the resonance phenomenon, the
Although depending on the shape of the
図4に、交流電流の周波数と放電灯500の光量の標準偏差との関係の一例を示す。光量のピークは共鳴現象によって発生し、周波数が低下するにつれ光量変化も次第に低下する。そして、低周波駆動(1kHz未満)では、共鳴現象の影響がなくなっており、高周波駆動で問題となる音響共鳴によるコイル部や電極の破損、更には光量変化を低減する観点から、交流電流の周波数は、共鳴現象が発生しない周波数に設定することが好ましい。
FIG. 4 shows an example of the relationship between the alternating current frequency and the standard deviation of the light quantity of the
しかし、音響共鳴周波数fcは、上述したように放電灯500の形状や内部ガスによって定まるが、放電灯500の製造ばらつきによって音響共鳴周波数fcが変化する。このため、量産される放電灯500の全てについて共鳴現象が発生しないように、交流電流の周波数を設定するのは困難である。
However, although the acoustic resonance frequency fc is determined by the shape of the
そこで、本実施形態では、共鳴現象の影響を受け易い高周波駆動において、周波数が所定周波数以上であり且つ周期が互いに相違する複数種類の波形を切り替えて交流電流を生成する。すなわち、高周波駆動の期間においては、複数種類の周波数を切り替えて交流電流を生成する。この結果、仮に、高周波駆動で選択した複数種類の周波数の一つで共鳴現象が発生したとしても、他の周波数で共鳴現象が発生する可能性を低減でき、音響共鳴によるコイル部や電極の破損、更には光量変化を低減することが可能となる。 Therefore, in the present embodiment, in a high frequency drive that is easily affected by the resonance phenomenon, an alternating current is generated by switching a plurality of types of waveforms having a frequency equal to or higher than a predetermined frequency and having different periods. That is, in the period of high frequency driving, an alternating current is generated by switching a plurality of types of frequencies. As a result, even if a resonance phenomenon occurs at one of a plurality of types of frequencies selected by high-frequency driving, the possibility of the resonance phenomenon occurring at another frequency can be reduced, and the coil part or electrode is damaged by acoustic resonance. In addition, it is possible to reduce the change in the amount of light.
高周波駆動の交流電流波形の具体例を図5に示す。波形例1は、周期T1(周波数f1)の1周期の波形→周期T2(周波数f2)の1周期の波形→周期T3(周波数f3)の1周期の波形→周期T4(周波数f4)の1周期の波形を1単位とし、これを繰り返すようになっている。 A specific example of an alternating current waveform of high frequency driving is shown in FIG. Waveform example 1 is one cycle of cycle T1 (frequency f1) → one cycle of cycle T2 (frequency f2) → one cycle of cycle T3 (frequency f3) → one cycle of cycle T4 (frequency f4). This waveform is repeated as one unit.
次に、波形例2は、周期T1(周波数f1)の2周期の波形→周期T2(周波数f2)の2周期の波形→周期T3(周波数f3)の2周期の波形→周期T4(周波数f4)の2周期の波形を1単位とし、これを繰り返すようになっている。 Next, the waveform example 2 includes a waveform of two cycles of cycle T1 (frequency f1) → a waveform of two cycles of cycle T2 (frequency f2) → a waveform of two cycles of cycle T3 (frequency f3) → a cycle T4 (frequency f4). The two-cycle waveform is set as one unit, and this is repeated.
次に、波形例3は、周期T1(周波数f1)の半周期の波形→周期T2(周波数f2)の半周期の波形→周期T3(周波数f3)の半周期の波形→周期T4(周波数f4)の半周期の波形→周期T5(周波数f5)の半周期の波形を1単位とし、これを繰り返すようになっている。上述したように共鳴現象は、内部ガス密度の粗密が振動となり、空洞部512の内壁で反射し、電極610、710の近傍に至る際に振動を強めあうことにより発生する。したがって、振動が繰り返し強めあうことにより、振幅が大きくなっていく。波形例3では、半周期ごとに周波数を切り替えるので、ある波形の周波数が音響共鳴を引き起こしても、次の半周期では、異なる周波数の波形が選択される。異なる周波数の波形が選択されることによって、振動を強めあう可能性を減らすことができる。よって、波形例3によれば、コイル部の一部破損や電極の折れを大幅に抑制することができる。
Next, waveform example 3 is a half-cycle waveform of cycle T1 (frequency f1) → a half-cycle waveform of cycle T2 (frequency f2) → a half-cycle waveform of cycle T3 (frequency f3) → cycle T4 (frequency f4). A half-cycle waveform of the cycle T5 (frequency f5) is set as one unit, and this is repeated. As described above, the resonance phenomenon occurs when the density of the internal gas density becomes vibration, is reflected by the inner wall of the
また、波形例3では、奇数種類(3以上)の波形を半周期ごとに反転するように切り替える。この場合、奇数番目の単位期間(第1期間)と偶数番目の単位期間(第1期間)で正極性の時間と負極性の時間を等しくするのとができる。これによって、電極610、710の温度負荷を同程度にすることができ、放電灯500の寿命を延ばすことが可能となる。なお、偶数種類(2以上)の波形を半周期ごとに反転するように切り替えてもよい。
また、波形例1乃至3では、波形が矩形状の直流交番電流となっている。すなわち、直流を切り替えることによって交流電流を生成している。さらに、高周波駆動の第2期間にあっては、第1周波数の前記第1交流電流および第2周波数の第2交流電流のうち、少なくとも一方は供給時間が半周期以下であってもよい。この供給時間内における波形は直流電流となる。
In waveform example 3, switching is performed so that odd-numbered types (three or more) of waveforms are inverted every half cycle. In this case, the positive time and the negative time can be made equal in the odd-numbered unit period (first period) and the even-numbered unit period (first period). As a result, the temperature loads on the
In waveform examples 1 to 3, the waveform is a rectangular alternating current. That is, alternating current is generated by switching direct current. Further, in the second period of high frequency driving, at least one of the first alternating current having the first frequency and the second alternating current having the second frequency may have a supply time of a half cycle or less. The waveform within this supply time is a direct current.
次に、図6は、高周波駆動で実行される高周波駆動処理のフローチャートである。この例では、図5に示す波形例2を生成するものとする。駆動が開始されると、制御部33は、第1周期T1(周波数f1)の波形を選択し(ステップS10)、この後、所定周期が経過したか否かを判定する(ステップS11)。この例では、所定周期は2周期であるから、制御部33は、周波数f1の波形を2周期分、生成したか否かを判定する。所定周期が経過していない場合には、制御部33は、処理をステップS10に戻し、2周期が経過するまで、ステップS10及びステップS11を繰り返す。
Next, FIG. 6 is a flowchart of a high-frequency driving process executed by high-frequency driving. In this example, the waveform example 2 shown in FIG. 5 is generated. When driving is started, the
そして、周波数f1の波形を2周期分、生成すると、ステップS11の判定結果は「YES」となり、制御部33は、第2周期T2(周波数f2)の波形を選択し(ステップS12)、この後、所定周期が経過したか否かを判定する(ステップS13)。周波数f2の波形を2周期分、生成すると、ステップS23の判定結果は「YES」となり、制御部33は、第3周期T3(周波数f3)を選択し(ステップS14)、この後、所定周期が経過したか否かを判定する(ステップS15)。周波数f3の波形を2周期分、生成すると、ステップS25の判定結果は「YES」となり、制御部33は、第4周期T4(周波数f4)の波形を選択し(ステップS16)、この後、所定周期が経過したか否かを判定する(ステップS17)。周波数f4の波形を2周期分、生成すると、ステップS17の判定結果は「YES」となり、制御部33は、処理をステップS10に戻す。これにより、周波数f1の波形→周波数f2の波形→周波数f3の波形→周波数f4の波形が繰り返し選択される。
When the waveform of the frequency f1 is generated for two periods, the determination result in step S11 is “YES”, and the
なお、この例では、所定周期は2周期であったが、図5に示す波形例1を生成する場合は所定周期は1周期であり、図5に示す波形例3を生成する場合は所定周期は半周期である。更に、複数種類の周波数において、所定周期は同一でなくてもよく任意である。例えば、周波数f1を1周期、周波数f2を1.5周期、周波数f3を2周期、周波数f4を2.5周期としてもよい。くわえて、複数種類の周波数を選択する順序は、単位期間ごとに一定なくてもよく、ランダムであってもよいし、予め定められた順序であってもよい。例えば、第1番目の単位期間では、周波数f1→周波数f2→周波数f3→周波数f4、第2番目の単位期間では、周波数f2→周波数f3→周波数f4→周波数f1であってもよい。また、同一周波数を連続させない観点から、ある単位期間の終わりに選択する周波数と、次の単位期間の最初に選択する周波数とが異なるように設定することが好ましい。
In this example, the predetermined cycle is two cycles. However, when the waveform example 1 shown in FIG. 5 is generated, the predetermined cycle is one cycle, and when the waveform example 3 shown in FIG. 5 is generated, the predetermined cycle. Is a half cycle. Furthermore, the predetermined period may not be the same for a plurality of types of frequencies, and is arbitrary. For example, the frequency f1 may be 1 period, the frequency f2 may be 1.5 periods, the frequency f3 may be 2 periods, and the frequency f4 may be 2.5 periods. In addition, the order of selecting a plurality of types of frequencies may not be constant for each unit period, may be random, or may be a predetermined order. For example, in the first-th unit period, the frequency f1 → the frequency f2 → frequency f3 → frequency f4, the second th unit period may be a frequency f2 → frequency f3 → frequency f4 → frequency f1. Further, from the viewpoint of preventing the same frequency from continuing, it is preferable to set the frequency selected at the end of a certain unit period to be different from the frequency selected at the beginning of the next unit period.
<第2実施形態>
上述した第1実施形態においては、高周波駆動において周期が互いに相違する複数種類の波形を切り替えて交流電流を生成することにより、黒化や、それに伴う失透等を防止しつつ、コイル部の一部破損や電極折れを低減した。しかしながら、高周波駆動では、電極610、710の間で発生するアーク放電のために、当該電極610、710が高温になって溶融するので、電極間の距離が徐々に広がってくる。電極間の距離が広がると、光の利用効率が低下するだけでなく、電極間のインピーダンスが変化して、無効電力が増加する結果、効率が低下するなどの問題が発生する。
一方、低周波駆動によれば、放電灯が点灯している際、電極610、710の先端に突起が形成されるとともに、溶融と凝固との繰り返しによって当該突起が成長するので、電極間が狭い状態を維持することができる。
ただし、低周波電流を放電灯500に供給する駆動方法では、放電灯500での温度変化が大きいため、黒化を抑制するための化学反応が不安定的となり、黒化や失透等が生じて放電量の寿命が低下する、という問題がある。
Second Embodiment
In the first embodiment described above, an alternating current is generated by switching a plurality of types of waveforms having different periods in high-frequency driving, thereby preventing blackening and accompanying devitrification and the like. Reduced breakage and broken electrodes. However, in high-frequency driving, because the arc discharge generated between the
On the other hand, according to the low frequency driving, when the discharge lamp is lit, a protrusion is formed at the tip of the
However, in the driving method of supplying a low-frequency current to the
そこで、第2実施形態では、図7に示されるように、所定の条件(例えば所定時間の経過)が充足されて第1期間が終了した後、高周波駆動を行う第2期間と低周波駆動を行う第3期間とを組み合わせて交互に切り替える組み合わせ駆動を採用する。
ところで、放電灯がプロジェクターなどの光源として用いられる場合、電源のオン(投入)、オフ(遮断)が何度も繰り返される。
前回の使用状態から十分に時間が経過した状態において放電灯500の電極温度はほぼ室温であり、また、空洞部512の圧力は低い。一方で、放電灯500の定格状態において放電灯500の電極610、710の温度は極めて高く(1000℃以上)、また、空洞部512の圧力も高い(50atm以上)。このため、電源が投入されてから定常状態までに放電灯500を素早く移行させるためには、電源投入後から定常状態に近い、または、定常状態と同等な電流を放電灯500に供給する必要がある。しかしながら、電源投入後において、電極610、710には多大な熱負荷がかかるため、先端に形成された突起618、718が変形したり、電極の昇華に起因する黒化が発生したりする。
Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, after a predetermined condition (for example, elapse of a predetermined time) is satisfied and the first period ends, the second period in which high-frequency driving is performed and low-frequency driving are performed. The combination drive which switches alternately in combination with the third period to be performed is adopted.
By the way, when the discharge lamp is used as a light source for a projector or the like, the power is turned on (turned on) and turned off (shut off) many times.
The electrode temperature of the
このため、本実施形態では、図7に示されるように、電源投入直後の第1期間においては、組み合わせ駆動ではなく、あえて高周波駆動を実行する。この場合の高周波駆動は、上述した第1実施形態と同様に周期の異なる複数種類の波形を切り替えて実行する。これにより、立ち上げ時における電極610、710の形状変化が抑えられるとともに黒化が防止され、さらに、コイル部や電極の損傷を低減することができる。制御部33は、所定の条件が充足されたら第1期間を終了する。例えば、電源投入からの時間が所定時間に達したことであってもよい。
For this reason, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, in the first period immediately after power-on, high-frequency driving is intentionally executed instead of combination driving. In this case, the high-frequency driving is performed by switching a plurality of types of waveforms having different periods as in the first embodiment. Thereby, the shape change of the
次に、第1期間の後の第2期間および第3期間において組み合わせ駆動を実行して、電極間距離の維持と黒化の防止との両立を図る。このとき、組み合わせ駆動においては、先に高周波駆動とする。これにより、仮に立ち上げ時に突起618、718が変形したとしても、当該変形部分は、組み合わせ駆動における高周波駆動によって溶融するとともに表面張力によって滑らかになる、すなわち形状がリセットされるので、組み合わせ駆動が正常に継続することができる。なお、第2期間の高周波駆動においても、第1実施形態と同様に周期の異なる複数種類の波形を切り替えて交流電流を生成する。
より具体的には、第1期間の交流電流は、1kHzより高い第1周波数の第1交流電流と、1kHzより高く前記第1周波数と異なる第2周波数の第2交流電流とを少なくとも含む。また、第2期間に供給する交流電流は、1kHzより高い第3周波数の第3交流電流と、1kHzより高く前記第3周波数と異なる第4周波数の第4交流電流とを少なくとも含む。さらに、第3期間に供給する交流電流は、1kHz以下の第5周波数の第5交流電流を少なくとも含む。
Next, combined driving is executed in the second period and the third period after the first period to achieve both maintenance of the distance between the electrodes and prevention of blackening. At this time, in combination driving, high frequency driving is performed first. Thereby, even if the
More specifically, the alternating current in the first period includes at least a first alternating current having a first frequency higher than 1 kHz and a second alternating current having a second frequency higher than 1 kHz and different from the first frequency. The alternating current supplied in the second period includes at least a third alternating current having a third frequency higher than 1 kHz and a fourth alternating current having a fourth frequency higher than 1 kHz and different from the third frequency. Furthermore, the alternating current supplied in the third period includes at least a fifth alternating current having a fifth frequency of 1 kHz or less.
また、第2期間の組み合わせ駆動では、第1に、電極610、710の間の電圧に上限値Vmax及び下限値Vminを予め設定しておく。上述したように、駆動装置200は、電極610、710には定電流を流すので電極間距離が広くなるにつれて、電極610、710の間の電圧が高くなる。このため、電極間電圧は、電極610、710の距離を示すことになる。
第2に、例えば高周波電流を供給しつつ、電極間電圧を測定し、当該測定電圧が上限値Vmaxに達したとき、高周波駆動から低周波駆動に切り替える。なお、低周波駆動に切り替えると、図7に示されるように、電極間電圧が低下して、電極間距離が次第に狭まる。一方で、黒化が発生するのは避けられない。
第3に、測定した電圧が下限値Vminに達したとき、低周波駆動から高周波駆動に切り替える。なお、高周波駆動に切り替えると、同図に示されるように、電極間電圧が徐々に上昇して、電極間距離が徐々に広がる、一方で、低周波駆動で発生した黒化は、上記化学反応によって回復する場合がある。
即ち、高周波駆動の第2期間中の予め定められた電流値を印加したときの電極間電圧である第1電圧値を測定し、低周波駆動の第3期間の中の予め定められた電流値を印加したときの電極間電圧である第2電圧値を測定し、第1電圧値が予め定められた上限値Vmax(第1の閾値)を越えたときに第2期間から第3期間に遷移させ、第2電圧値が予め定められた下限値Vmin(第2の閾値)を越えたときに第3期間から第2期間に遷移させる。
In combination driving in the second period, first, an upper limit value Vmax and a lower limit value Vmin are set in advance for the voltage between the
Secondly, for example, the voltage between the electrodes is measured while supplying a high frequency current, and when the measured voltage reaches the upper limit value Vmax, the high frequency driving is switched to the low frequency driving. Note that when switching to low frequency driving, as shown in FIG. 7, the voltage between the electrodes decreases, and the distance between the electrodes gradually decreases. On the other hand, blackening is unavoidable.
Third, when the measured voltage reaches the lower limit value Vmin, the low frequency driving is switched to the high frequency driving. When switching to high frequency driving, as shown in the figure, the interelectrode voltage gradually increases and the interelectrode distance gradually increases. On the other hand, blackening generated by low frequency driving is caused by the above chemical reaction. May recover.
That is, a first voltage value that is a voltage between electrodes when a predetermined current value during the second period of high frequency driving is applied is measured, and a predetermined current value during the third period of low frequency driving is measured. The second voltage value, which is the voltage between the electrodes when the voltage is applied, is measured, and the transition from the second period to the third period occurs when the first voltage value exceeds a predetermined upper limit value Vmax (first threshold value). When the second voltage value exceeds a predetermined lower limit value Vmin (second threshold value), the transition is made from the third period to the second period.
この組み合わせ駆動によれば、電極間距離が、電極間電圧の下限値Vminに相当する距離から上限値Vmaxに相当する距離までの範囲に保たれるとともに、高周波駆動のときには、黒化が発生しないだけなく、低周波電流が供給されているときに発生した黒化も回復する場合もある。このため、電極間距離の維持と黒化の防止との両立を図ることができる。なお、高周波駆動と低周波駆動との境界となる所定周波数は、電極間距離を所定範囲内に保ち、黒化を抑制する観点から決定すればよく、この例では1kHzを採用する。また、低周波駆動の周波数は10Hz以上1kHz以下が好ましく、高周波駆動の周波数は1kHzを超え10GHz未満が好ましい。
なお、最初の第2期間の高周波駆動においては、第1期間の高周波駆動によって電極間距離が広がるので、第2期間の移行したときに電極間電圧が上限値に達している、または、すでに超えている場合がある。この場合、先に述べた組み合わせ駆動においては、直ちに第3期間の低周波駆動に切り替わってしまうが、最初の第2期間の高周波駆動では制御部33は、電圧計35からの電圧を無視して強制的に高周波駆動としてもよい。このとき、高周波駆動の時間的な長さとしては、例えば5分に設定される。
また、第1期間の直後に第3期間の低周波駆動を実行してもよい。さらに、高周波駆動と低周波駆動との間の切替は、電極間電圧に基づくものでなくてもよく、所定の切替条件を充足したことを制御部33で判定してもよい。例えば、高周波駆動の時間と低周波駆動の時間を各々定めておき、当該時間に達したら高周波駆動と低周波駆動とを切替てもよい。
According to this combination driving, the distance between the electrodes is maintained in a range from a distance corresponding to the lower limit value Vmin of the interelectrode voltage to a distance corresponding to the upper limit value Vmax, and blackening does not occur during high frequency driving. In addition, blackening that occurs when a low-frequency current is supplied may be recovered. For this reason, it is possible to achieve both maintenance of the distance between the electrodes and prevention of blackening. The predetermined frequency that becomes the boundary between the high frequency driving and the low frequency driving may be determined from the viewpoint of keeping the distance between the electrodes within a predetermined range and suppressing blackening, and in this example, 1 kHz is adopted. Further, the frequency of the low frequency drive is preferably 10 Hz or more and 1 kHz or less, and the frequency of the high frequency drive is preferably more than 1 kHz and less than 10 GHz.
In the first high-frequency driving in the second period, the inter-electrode distance is widened by the high-frequency driving in the first period, so that the inter-electrode voltage reaches or exceeds the upper limit when the second period starts. There may be. In this case, the combination driving described above immediately switches to the low frequency driving in the third period, but the
Further, the low frequency driving in the third period may be performed immediately after the first period. Furthermore, the switching between the high-frequency driving and the low-frequency driving may not be based on the interelectrode voltage, and the
次に、本発明の実施例について比較例と対比して説明する。
ここで、実施例は、図1及び図3に示した光源装置1であって、図2に示した放電灯500が用いられる。この実施例の駆動条件は以下の通りである。
Next, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples.
Here, the embodiment is the
<実施例1>
放電灯本体の構成材料:石英ガラス
放電灯本体内の封入物:アルゴン、水銀、臭素メチル
放電灯本体内の点灯時の気圧:200atm
電極の構成材料:タングステン
電極間距離:1.1mm
定格電力:200W
交流電流値(平均):2.9A
低周波電流の周波数:135Hz(矩形波、Duty比50%)
高周波電流の周波数:4周期毎に5kHz→4.54kHz→4.16kHz→3.86kHz→3.55kHz→3.33kHzとし、以降繰り返す。
<Example 1>
Material of the discharge lamp body: Quartz glass Inclusion in the discharge lamp body: Argon, mercury, methyl bromide
Pressure at lighting in the discharge lamp body: 200 atm
Electrode constituent material: Tungsten Electrode distance: 1.1 mm
Rated power: 200W
AC current value (average): 2.9 A
Low frequency current frequency: 135 Hz (rectangular wave, 50% duty ratio)
The frequency of the high-frequency current: 5 kHz → 4.54 kHz → 4.16 kHz → 3.86 kHz → 3.55 kHz → 3.33 kHz every 4 cycles, and so on.
<実施例2>
高周波電流の周波数:1周期毎に5kHz→4.54kHz→4.16kHz→3.86kHz→3.55kHz→3.33kHzとし、以降繰り返す。
他の条件は実施例1と同じ
<Example 2>
The frequency of the high-frequency current: 5 kHz → 4.54 kHz → 4.16 kHz → 3.86 kHz → 3.55 kHz → 3.33 kHz for each cycle, and this is repeated thereafter.
Other conditions are the same as in Example 1.
<実施例3>
高周波電流の周波数:半周期毎に5kHz→4.54kHz→4.16kHz→3.86kHz→3.55kHz→3.33kHzとし、以降繰り返す。
他の条件は実施例1と同じ
<Example 3>
The frequency of the high-frequency current: 5 kHz → 4.54 kHz → 4.16 kHz → 3.86 kHz → 3.55 kHz → 3.33 kHz every half cycle, and so on.
Other conditions are the same as in Example 1.
<比較例1>
高周波電流の周波数:5kHz(矩形波、Duty比50%)
他の条件は実施例1と同じ
<Comparative Example 1>
High-frequency current frequency: 5 kHz (square wave, 50% duty ratio)
Other conditions are the same as in Example 1.
<比較例2>
高周波電流の周波数:4.16kHz(矩形波、Duty比50%)
他の条件は実施例1と同じ
<Comparative example 2>
High frequency current frequency: 4.16 kHz (square wave, duty ratio 50%)
Other conditions are the same as in Example 1.
<比較例3>
高周波電流の周波数:3.86kHz(矩形波、Duty比50%)
他の条件は実施例1と同じ
<Comparative Example 3>
High frequency current frequency: 3.86 kHz (rectangular wave, duty ratio 50%)
Other conditions are the same as in Example 1.
<比較例4>
高周波電流の周波数:3.33kHz(矩形波、Duty比50%)
他の条件は実施例1と同じ
<Comparative example 4>
Frequency of high frequency current: 3.33 kHz (rectangular wave, duty ratio 50%)
Other conditions are the same as in Example 1.
<比較例5>
低周波駆動を無くし高周波駆動のみ
高周波電流の周波数:5kHz(矩形波、Duty比50%)
他の条件は実施例1と同じ
<Comparative Example 5>
Only high frequency drive without low frequency drive Frequency of high frequency current: 5 kHz (rectangular wave, duty ratio 50%)
Other conditions are the same as in Example 1.
<比較例6>
低周波駆動を無くし高周波駆動のみ
高周波電流の周波数:
1周期毎に5kHz→4.54kHz→4.16kHz→3.86kHz→3.55kHz→3.33kHzとし、以降繰り返す。
<Comparative Example 6>
Low frequency drive is eliminated and only high frequency drive is used.
Every cycle, 5 kHz → 4.54 kHz → 4.16 kHz → 3.86 kHz → 3.55 kHz → 3.33 kHz, and so on.
<評価>
実施例1〜3及び比較例1〜6について、各5本のサンプルについて点灯試験を行い200時間経過した時点で電極状態を調べた。実施例1〜3の評価結果を図8に示し、比較例1〜6の評価結果を図9に示す。なお、電極間維持は電極間電圧ついて評価し、電極間電圧が70V〜80Vは「良好」、80V〜100Vは「普通」、100V以上は「不良」と評価した。また、黒化については、いずれの箇所にも黒化が無い状態を「良好」、電極の根元部分に黒化が認められる場合を「普通」、管全体に黒化が認められる場合を「不良」と評価した。
図8及び図9に示すように、比較例1〜4ではコイル取れ、電極折れが発生している。比較例5ではコイル取れ、電極折れが発生し、且つ極間維持もできていない。さらに比較例6ではコイル取れ、電極折れはないものの極間維持ができていない。
これに対して、実施例1では一部のサンプルでコイル取れがあるものの、電極折れは全くなく、極間維持もできている。実施例2及び実施例3では、全てのサンプルにおいてコイル取れ、電極折れもなく極間距離も維持できている。これらのことから、第1期間において周期が互いに相違する複数種類の波形を切り替えて交流電流を生成することにより、コイル部の一部破損や電極の折れを抑制しつつ、放電灯の寿命を延ばすことができる。
そして、実施例1から明らかなように、4周期毎に波形を切り替えることによって、コイル部や電極への損傷を低減でき、また、実施例3から明らかなように、半周期毎に波形を切り替えると、更に、コイル部や電極への損傷を低減できる。よって、第1期間において複数種類の波形の一つを選択する時間は、選択された一種類の波形の半周期以上4周期以下とすることが好ましい。
<Evaluation>
About Examples 1-3 and Comparative Examples 1-6, the lighting test was done about each five samples, and the electrode state was investigated when 200 hours passed. The evaluation results of Examples 1 to 3 are shown in FIG. 8, and the evaluation results of Comparative Examples 1 to 6 are shown in FIG. In addition, the maintenance between electrodes evaluated about the voltage between electrodes, and the voltage between electrodes 70V-80V was evaluated as "good", 80V-100V was evaluated as "normal", and 100V or more was evaluated as "bad". As for blackening, “good” indicates no blackening at any location, “normal” indicates blackening at the base of the electrode, and “bad” indicates blackening in the entire tube. "
As shown in FIGS. 8 and 9, in Comparative Examples 1 to 4, the coil is removed and the electrode is broken. In Comparative Example 5, the coil is removed, the electrode is broken, and the gap is not maintained. Further, in Comparative Example 6, although the coil is removed and the electrode is not broken, the gap between the electrodes cannot be maintained.
On the other hand, in Example 1, although some samples can be coiled, there is no electrode breakage and the gap can be maintained. In Example 2 and Example 3, it is possible to remove the coil in all the samples, and the distance between the electrodes can be maintained without electrode breakage. From these things, the lifetime of a discharge lamp is extended, suppressing the partial breakage of a coil part and the bending of an electrode by switching several types of waveforms from which a period mutually differs in a 1st period, and producing | generating an alternating current. be able to.
As is clear from the first embodiment, by switching the waveform every four cycles, damage to the coil part and the electrode can be reduced, and as is clear from the third embodiment, the waveform is switched every half cycle. Furthermore, damage to the coil part and the electrode can be reduced. Therefore, it is preferable that the time for selecting one of the plurality of types of waveforms in the first period is not less than half cycle and not more than 4 cycles of the selected one type of waveform.
<プロジェクター>
次に、上述した光源装置1を適用したプロジェクターの一例について説明する。
図10は、このプロジェクターの外観構成の一例を示す図である。この図に示されるように、プロジェクター2100は据え置き型であり、その正面に、映像を投射するための投射レンズ2114が設けられ、その天板に、電源の投入/遮断を指示するプッシュオン型のスイッチ38が設けられている。
<Projector>
Next, an example of a projector to which the
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an external configuration of the projector. As shown in this figure, the
図11は、プロジェクター2100の光学的構成の一例を示す平面図である。
この図に示されるように、プロジェクター2100は、透過型の液晶ライトバルブ100R、100G、100Bを用いた、いわゆる3板式である。
プロジェクター2100の内部には、上述した光源装置1が設けられ、駆動装置200から放電灯500に交流電流が供給されて、白色光が当該放電灯500から放出されるとともに、主反射鏡などの光学部材によって図において3時方向に射出する。射出された白色光は、内部に配置された3枚のミラー2106及びダイクロイックミラー2108、2109によってR(赤)、G(緑)、B(青)の3原色に分離されて、各原色に対応する液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bにそれぞれ入射する。詳細には、ダイクロイックミラー2108は、図において9時方向から入射した白色光のうち、Rの波長域の光を透過し、残りのG、Bの波長域の光を6時方向に反射させる。ダイクロイックミラー2109は、12時方向から入射したG、Bの波長域の光のうち、Bの波長域の光を透過し、それ以外のGの波長域の光を3時方向に反射させる。なお、Bは、RやGと比較すると、光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123及び出射レンズ2124からなるリレーレンズ系2121を介して導かれる。
FIG. 11 is a plan view showing an example of the optical configuration of the
As shown in this figure, the
Inside the
プロジェクター2100には、R、G、Bの各色のそれぞれに対応する映像信号がそれぞれ図示省略した上位回路から供給され、液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bのそれぞれが、R、G、Bのそれぞれに対応する映像信号によって駆動される。これにより、液晶ライトバルブ100R、100G、100Bに入射した光は、その透過率が画素毎に変調されて出射することになる。すなわち、液晶ライトバルブ100R、100G、100Bは、放電灯500から射出した光を映像信号(画像情報)に基づいて変調する変調装置として機能する。
液晶ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光は、ダイクロイックプリズム2112に3方向から入射する。そして、このダイクロイックプリズム2112において、R及びBの光は90度に屈折する一方、Gの光は直進する。したがって、各色の変調光が合成された後、投射レンズ2114によってカラー画像がスクリーン2120に投射されることとなる。これらの光学系は、液晶ライトバルブ100R、100G、100Bによってそれぞれ変調された光を投射する投射装置として機能する。
The
The lights modulated by the liquid crystal
なお、液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bには、ダイクロイックミラー2108によって、R、G、Bのそれぞれに対応する光が入射するので、直視型のようにカラーフィルターは設けられない。また、液晶ライトバルブ100R、100Bの透過像は、ダイクロイックプリズム2112により反射した後に投射されるのに対し、液晶ライトバルブ100Gの透過像はそのまま投射されるので、液晶ライトバルブ100R、100Bによる水平走査方向は、液晶ライトバルブ100Gによる水平走査方向と逆向きにされて、左右反転像が作成される。
Since light corresponding to each of R, G, and B is incident on the liquid crystal
また、変調装置として、液晶ライトバルブ100R、100G及び100Bの替わりにマイクロミラーの集合体素子であるDMD(Digital Mirror Device )を用いてDLP(Digital Light Processing)方式のプロジェクターを構成してもよい。DMDは、多数の微細なマイクロミラーを1枚のパネル状に形成したものである。これらのマイクロミラーは、それぞれ±10度程度傾けることが可能に装着されている。1つのミラーは、1つの画素に対応して例えば+10度に傾いた時に放電灯500からの入射光を投射レンズの方向に反射し、−10度に傾いた時に投射レンズの方向に反射しないように作用させる。従って、表示映像のデジタル信号を受け取ったDMDがそのミラー1つ1つの傾斜角度を変え、光源ランプから発せられた光のオン/オフを行う仕組みになっており、オン/オフというデジタルで色階調を制御できるため、色ムラの無い鮮明な画像を得ることができるプロジェクターとして構成することが可能である。さらにDLP方式のプロジェクターとしては、カラーホイールと1枚のDMDの構成であっても良い。
Further, as a modulation device, a DLP (Digital Light Processing) type projector may be configured by using a DMD (Digital Mirror Device) which is an assembly element of micromirrors instead of the liquid crystal
1…光源装置、30…供給部、31…定電流源、33…制御部、35…電圧計、Vmax…上限値、Vmin…下限値、200…駆動装置、500…放電灯、610,710…電極、100R,100G,100B…液晶ライトバルブ、2100…プロジェクター。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1電極と前記第2電極との間に交流電流を供給する供給部を備え、
前記供給部は、
第1期間において、1kHzより高い第1周波数の第1交流電流と、1kHzより高く前記第1周波数と異なる第2周波数の第2交流電流と、を前記第1電極と前記第2電極との間に供給し、
前記第1期間を繰り返して前記放電灯を駆動し、
前記第1交流電流および前記第2交流電流は、波形が矩形状の直流交番電流であり、
前記第1交流電流および前記第2交流電流のうち少なくとも一方は、半周期の長さで前記第1電極と前記第2電極との間に供給される直流電流であることを特徴とする駆動装置。 A driving device for driving a discharge lamp having a first electrode and a second electrode,
A supply unit for supplying an alternating current between the first electrode and the second electrode;
The supply unit
In the first period, a first alternating current having a first frequency higher than 1 kHz and a second alternating current having a second frequency higher than 1 kHz and different from the first frequency are between the first electrode and the second electrode. To supply
Driving the discharge lamp by repeating the first period ;
The first AC current and the second AC current are DC alternating currents having a rectangular waveform,
At least one of the first alternating current and the second alternating current is a direct current supplied between the first electrode and the second electrode with a half cycle length. .
前記第1電極と前記第2電極との間に交流電流を供給する供給部を備え、A supply unit for supplying an alternating current between the first electrode and the second electrode;
前記供給部は、The supply unit
第1期間において、1kHzより高い第1周波数の第1交流電流と、1kHzより高く前記第1周波数と異なる第2周波数の第2交流電流と、を前記第1電極と前記第2電極との間に供給し、In the first period, a first alternating current having a first frequency higher than 1 kHz and a second alternating current having a second frequency higher than 1 kHz and different from the first frequency are between the first electrode and the second electrode. To supply
前記放電灯の立ち上げ時に前記第1期間を繰り返して前記放電灯を駆動し、Driving the discharge lamp by repeating the first period when starting up the discharge lamp;
所定の条件が満たされた場合に前記第1期間を終了させ、前記第1期間の後に第2期間と第3期間とを交互に繰り返して前記放電灯を駆動し、When the predetermined condition is satisfied, the first period is ended, and after the first period, the second period and the third period are alternately repeated to drive the discharge lamp,
前記第2期間において、1kHzより高い第3周波数の第3交流電流と、1kHzより高く前記第3周波数と異なる第4周波数の第4交流電流と、を前記第1電極と前記第2電極との間に供給し、In the second period, a third alternating current having a third frequency higher than 1 kHz and a fourth alternating current having a fourth frequency higher than 1 kHz and different from the third frequency are obtained by the first electrode and the second electrode. Supply in between
前記第3期間において、1kHz以下の第5周波数の第5交流電流を前記第1電極と前記第2電極との間に供給することを特徴とする駆動装置。In the third period, a fifth alternating current having a fifth frequency of 1 kHz or less is supplied between the first electrode and the second electrode.
前記供給部は、前記放電灯の点灯中に前記第1期間を繰り返すことを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 1 ,
The supply device repeats the first period while the discharge lamp is turned on.
前記放電灯と、
を備えたことを特徴とする光源装置。 A drive device according to any one of claims 1 to 3 ,
The discharge lamp;
A light source device comprising:
前記光源装置から射出された光を画像情報に基づいて変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投射する投射装置と、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。 A light source device according to claim 4 ;
A modulation device that modulates light emitted from the light source device based on image information;
A projection device for projecting light modulated by the modulation device;
A projector characterized by comprising:
第1期間において、1kHzより高い第1周波数の第1交流電流と、1kHzより高く前記第1周波数と異なる第2周波数の第2交流電流と、を前記第1電極と前記第2電極との間に供給するステップと、
前記第1期間を繰り返すステップと、
を備え、
前記第1交流電流および前記第2交流電流は、波形が矩形状の直流交番電流であり、
前記第1交流電流および前記第2交流電流のうち少なくとも一方は、半周期の長さで前記第1電極と前記第2電極との間に供給される直流電流であることを特徴とする放電灯の駆動方法。 A method of driving a discharge lamp having a first electrode and a second electrode,
In the first period, a first alternating current having a first frequency higher than 1 kHz and a second alternating current having a second frequency higher than 1 kHz and different from the first frequency are between the first electrode and the second electrode. Supplying to, and
Repeating the first period;
Equipped with a,
The first AC current and the second AC current are DC alternating currents having a rectangular waveform,
At least one of the first alternating current and the second alternating current is a direct current supplied between the first electrode and the second electrode with a half cycle length. Driving method.
第1期間において、1kHzより高い第1周波数の第1交流電流と、1kHzより高く前記第1周波数と異なる第2周波数の第2交流電流と、を前記第1電極と前記第2電極との間に供給するステップと、In the first period, a first alternating current having a first frequency higher than 1 kHz and a second alternating current having a second frequency higher than 1 kHz and different from the first frequency are between the first electrode and the second electrode. Supplying to,
前記放電灯の立ち上げ時に前記第1期間を繰り返すステップと、Repeating the first period when starting up the discharge lamp;
所定の条件が満たされた場合に前記第1期間を終了させ、前記第1期間の後に第2期間と第3期間とを交互に繰り返して前記放電灯を駆動するステップと、Ending the first period when a predetermined condition is satisfied, and driving the discharge lamp by alternately repeating a second period and a third period after the first period;
前記第2期間において、1kHzより高い第3周波数の第3交流電流と、1kHzより高く前記第3周波数と異なる第4周波数の第4交流電流と、を前記第1電極と前記第2電極との間に供給するステップと、In the second period, a third alternating current having a third frequency higher than 1 kHz and a fourth alternating current having a fourth frequency higher than 1 kHz and different from the third frequency are obtained by the first electrode and the second electrode. Supplying in between,
前記第3期間において、1kHz以下の第5周波数の第5交流電流を前記第1電極と前記第2電極との間に供給するステップと、Supplying a fifth alternating current having a fifth frequency of 1 kHz or less between the first electrode and the second electrode in the third period;
を備えることを特徴とする放電灯の駆動方法。A method for driving a discharge lamp, comprising:
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