JP6252121B2 - 放電ランプ点灯装置、放電ランプ点灯方法、及びプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、放電ランプ点灯装置、放電ランプ点灯方法、及びプロジェクターに関する。

従来より、プロジェクター用の光源として、例えば、超高圧水銀ランプや、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の放電ランプ（放電灯）が使用されている。

ところで、このような放電ランプの点灯を制御する放電ランプ点灯装置では、放電ランプが点灯している時の駆動電流の波形にオーバーシュート及びアンダーシュートが発生することがある。

オーバーシュート及びアンダーシュートは、放電ランプ点灯装置が備える回路構成等の原因により、放電ランプの電極間に一時的に想定以上の電流が流れる現象であり、放電ランプに供給される駆動電流の極性を切り替える度に、駆動電流の波形（矩形波）の立上り部分と立下り部分において、その波形が定常値となる基線を超過する現象のことを言う。

オーバーシュート及びアンダーシュートが発生すると、放電ランプの照度変化や、放電ランプの電極へのダメージ等を引き起こす。具体的に、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生により、放電ランプの電極が過熱されると、電極を形成するタングステンが蒸散を引き起こし、放電ランプに黒化が発生する恐れがある。また、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生により、放電ランプの電極に振動が加わると、電極コイルの破壊等を引き起こすこともある。

このようなオーバーシュート及びアンダーシュートの発生によるダメージは、放電ランプの駆動周波数が高いほど受ける回数が多くなり、且つ、放電ランプに供給される駆動電力（電流、電圧）が高いほど大きくなる。このため、放電ランプ点灯装置では、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生をなるべく抑える必要がある。

オーバーシュート（アンダーシュート）の発生を抑制する方法としては、例えば、複数のタイマーによって電流値を補正制御してオーバーシュートを低減する方法が提案されている（特許文献１を参照。）。また、オーバーシュート抑止回路を設けて、放電ランプの電圧、電流、電力及び光量が所定値に到達する度に、オーバーシュート抑止回路を動作させる方法が提案されている（特許文献２を参照。）。

しかしながら、このような従来のオーバーシュートの抑制方法は、何れも制御部の駆動波形の応答性を低下させるものであり、オーバーシュートの発生を過度に抑制すると、駆動電流の波形や駆動電力等を正確に制御できなくなる。

この場合、放電ランプの照度変化によりプロジェクターの投影画像がちらついてしまうことがある。特に、この現象は、放電ランプの駆動周波数に依存し、高周波になるほど制御が困難になる。

特開平９−２３２０９１号公報 特開２００４−３９３９７号公報

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えつつ、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる放電ランプ点灯装置及び放電ランプ点灯方法、並びにそのような放電ランプ点灯装置を備えたプロジェクターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る放電ランプ点灯装置は、放電ランプの点灯を制御する放電ランプ点灯装置であって、前記放電ランプを駆動する駆動部と、前記駆動部の駆動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、少なくとも前記放電ランプに供給される駆動電力の大きさに応じて、前記駆動部が放電ランプを駆動するときの駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値が異なることを特徴とする。

この放電ランプ点灯装置では、放電ランプに供給される駆動電力の大きさに応じて、放電ランプを駆動するときの駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせることで、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えつつ、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記制御部は、前記放電ランプに供給される駆動電力が大きいときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値が相対的に小さく、前記放電ランプに供給される駆動電力が小さいときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値が相対的に大きいことが好ましい。

この場合、放電ランプに供給される駆動電力が大きいときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に小さくすることで、制御部の応答速度の低下をある程度許容しながら、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を低く抑えることができる。一方、放電ランプに供給される駆動電力が小さいときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に大きくすることで、制御部の応答速度を上げながら、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記制御部は、前記放電ランプの駆動モードに応じて、前記駆動部が放電ランプを駆動するときの駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値が異なることが好ましい。

この場合、放電ランプの駆動モードに応じて、放電ランプを駆動するときの駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせることで、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えつつ、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記制御部は、前記放電ランプの駆動モードに応じて、前記放電ランプの平均駆動周波数が高いときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値が相対的に小さく、前記放電ランプの平均駆動周波数が低いときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値が相対的に大きいことが好ましい。

この場合、放電ランプの平均駆動周波数が高いときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に小さくすることで、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を低く抑えることができる。一方、放電ランプの平均駆動周波数が低いときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に大きくすることで、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記制御部は、前記放電ランプの駆動モードに応じて、前記放電ランプの駆動周波数の変動幅が大きいときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値が相対的に大きいことが好ましい。

この場合、放電ランプの駆動周波数の変動幅が大きいときに、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を大きくすることで、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記制御部は、前記放電ランプに供給される駆動電力の大きさに応じた前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値に、前記放電ランプの駆動モードに応じた係数を乗算した電流値とすることが好ましい。

この場合、放電ランプに供給される駆動電力の大きさに応じたオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値の調整と、放電ランプの駆動モードに応じたオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値の調整との両立を図りながら、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えると共に、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記駆動部は、入力される直流電力を所定の出力電圧に降下して出力するダウンチョッパー部と、前記ダウンチョッパー部から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する電力変換部とを有し、前記ダウンチョッパー部は、前記制御部からの制御信号に基づいて、この制御信号のデューティー比に応じた出力電圧に変換された直流電力を出力し、前記制御部は、所定の期間における前記制御信号のデューティー比を変更することによって、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせるものであってもよい。

この場合、上述した放電ランプに供給される駆動電力の大きさや放電ランプの駆動モードに応じて、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせることができる。

また、本発明に係る放電ランプ点灯方法は、放電ランプの点灯を制御する放電ランプ点灯方法であって、少なくとも前記放電ランプに供給する駆動電力の大きさに応じて、その駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせることを特徴とする。

この放電ランプ点灯方法では、放電ランプに供給する駆動電力の大きさに応じて、放電ランプを駆動するときの駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせることで、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えつつ、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記放電ランプに供給する駆動電力が大きいときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に小さくし、前記放電ランプに供給する駆動電力が小さいときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電力値を相対的に大きくすることが好ましい。

この場合、放電ランプに供給する駆動電力が大きいときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に小さくすることで、制御部の応答速度の低下をある程度許容しながら、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を低く抑えることができる。一方、放電ランプに供給する駆動電力が小さいときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に大きくすることで、制御部の応答速度を上げながら、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記放電ランプの駆動モードに応じて、その駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせることが好ましい。

この場合、放電ランプの駆動モードに応じて、放電ランプを駆動するときの駆動電流の波形に発生するオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を異ならせることで、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えつつ、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記放電ランプの駆動モードに応じて、前記放電ランプの平均駆動周波数が高いときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に小さくし、前記放電ランプの平均駆動周波数が低いときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に大きくすることが好ましい。

この場合、放電ランプの平均駆動周波数が高いときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に小さくすることで、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を低く抑えることができる。一方、放電ランプの平均駆動周波数が低いときは、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に大きくすることで、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記放電ランプの駆動モードに応じて、前記放電ランプの駆動周波数の変動幅が大きいときに、前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を相対的に大きくすることが好ましい。

この場合、放電ランプの駆動周波数の変動幅が大きいときに、オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を大きくすることで、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、前記放電ランプに供給される駆動電力の大きさに応じた前記オーバーシュート及びアンダーシュートの電流値に、前記放電ランプの駆動モードに応じた係数を乗算した電流値とすることが好ましい。

この場合、放電ランプに供給される駆動電力の大きさに応じたオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値の調整と、放電ランプの駆動モードに応じたオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値の調整との両立を図りながら、オーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えると共に、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる。

また、本発明に係るプロジェクターは、上記何れかの放電ランプ点灯装置を備えることを特徴とする。

このプロジェクターでは、上述したオーバーシュート及びアンダーシュートの発生による影響を抑えつつ、放電ランプの点灯制御を適切に行うことができる放電ランプ点灯装置を備えることで、更なる品質の向上を図ることができる。

本実施形態によるプロジェクターの一構成例を示すブロック図である。 本実施形態による放電ランプ点灯装置の一構成例を示すブロック図である。 オーバーシュート及びアンダーシュートが発生した場合の駆動電流の波形図の一例である。 表１中に示す駆動電力が２８０Ｗのときオーバーシュート率を１０％に設定した場合の駆動電流の波形図である。 表１中に示す駆動電力が２５０Ｗのときオーバーシュート率を１５％に設定した場合の駆動電流の波形図である。 表１中に示す駆動電力が２００Ｗのときオーバーシュート率を２０％に設定した場合の駆動電流の波形図である。 表１中に示す駆動電力が１７０Ｗのときオーバーシュート率を３０％に設定した場合の駆動電流の波形図である。 駆動周波数が変化する場合の駆動電流の波形図の一例である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（プロジェクター）
図１は、本実施形態によるプロジェクター１の一構成例を示すブロック図である。
このプロジェクター１は、図１に示すように、照明光Ｌを照射する放電ランプ（光源）１０と、照明光Ｌを画像データに応じて変調した画像光Ｌ’を形成する液晶パネル（光変調装置）２０と、画像光Ｌ’をスクリーン（図示せず。）に投射する投射光学系３０とを概略備えている。

なお、本実施形態では、放電ランプ１０として、アーク放電を利用した超高圧水銀ランプを用いた場合を例示するが、この場合に限定されず、例えばメタルハライドランプやキセノンランプなどの任意の放電ランプを用いることができる。

また、プロジェクター１は、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）部４０と、画像処理部５０と、液晶パネル駆動部６０と、放電ランプ点灯装置７０と、ＣＰＵ(Central Processing Unit)８０とを概略備えている。

インターフェイス部４０は、図示しないパーソナルコンピュータなどから入力される画像信号を、画像処理部５０で処理可能な形式の画像データに変換するものである。

画像処理部５０は、インターフェイス部４０から供給される画像データに対して、輝度調整や色バランス調整などの各種画像処理を施すものである。

液晶パネル駆動部６０は、画像処理部５０により画像処理が施された画像データに基づいて液晶パネル２０を駆動するためのものである。

放電ランプ点灯装置７０は、放電ランプ１０の点灯を制御するものであり、放電ランプ１０の始動時に後述する共振回路部７３を用いて放電ランプ１０の一対の電極間に数十ｋＨｚ程度の高周波電圧を印加する。始動後は、放電ランプ１０の駆動周波数を共振周波数よりも低い定常周波数（数百Ｈｚ程度）まで下げる動作を行い、この定常周波数での定常点灯を行う。

ＣＰＵ８０は、図示しないリモートコントローラや、上記プロジェクター１の本体部等に設けられた操作ボタンの操作に従って、画像処理部５０や投写光学系３０を制御するものである。

本実施形態では、例えば、利用者がプロジェクター１の電源スイッチ（図示せず。）を操作したときに、ＣＰＵ８０が放電ランプ点灯装置７０に対して放電ランプ１０を点灯させるための制御信号を出力する。

（放電ランプ点灯装置）
図２は、本実施形態による放電ランプ点灯装置７０の一構成例を示すブロック図である。
この放電ランプ点灯装置７０は、図２に示すように、ダウンチョッパー部７１と、電力変換部７２と、共振回路部７３と、電圧検出部７４と、点灯検出部７５と、制御部７６とを概略備えている。このうち、ダウンチョッパー部７１と、電力変換部７２と、共振回路部７３とが、上記放電ランプ１０を駆動する駆動部７７を構成している。

ダウンチョッパー部７１は、入力端子ＴＩＮ１と入力端子ＴＩＮ２との間に図示しない直流電源から印加される電圧Ｖｉｎを有する直流電力を所定の直流電圧を有する直流電力に変換するものであり、例えばｎチャネル型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）７１１と、チョークコイル７１２と、ダイオード７１３と、コンデンサ７１４とから構成されている。

そして、このダウンチョッパー部７１では、制御部７６から供給される制御信号Ｓ７１１に基づいて、ＦＥＴ７１１に流れる電流をチョッピングすることにより、制御信号Ｓ７１１のデューティー比に応じた所望の出力電圧を有する直流電力を得ることができる。

電力変換部７２は、ダウンチョッパー部７１から供給される直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を共振回路部７３を介して放電ランプ１０に供給するためのものであり、例えば、４つのｎチャネル型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）７２１〜７２４からなるフルブリッジ回路により構成されている。

すなわち、このフルブリッジ回路を構成するＦＥＴ７２１〜７２４のうち、ＦＥＴ７２１，７２２の各ドレインは、ダウンチョッパー部７１を構成するＦＥＴ７１１及びチョークコイル７１２を介して入力端子ＴＩＮ１に繋がる高電位ノードＮＨに接続されている。また、これらＦＥＴ７２１，７２２の各ソースは、それぞれＦＥＴ７２３，７２４の各ドレインに接続されている。また、これらＦＥＴ７２３，７２４の各ソースは、後述する点灯検出部７５を構成する抵抗７５１を介して、入力端子ＴＩＮ２に繋がる低電位ノードＮＬに接続されている。

ＦＥＴ７２１とＦＥＴ７２４のゲートには、制御部７６から制御信号Ｓａが供給され、ＦＥＴトランジス７２２とＦＥＴ７２３のゲートには、制御部７６から上記制御信号Ｓａの反転信号に相当する制御信号Ｓｂが供給される。

本実施形態では、ＦＥＴ７２１のソースとＦＥＴ７２３のドレインとの間の接続部を電力変換部７２の一方の出力ノードＮ１とし、ＦＥＴ７２２のソースとＦＥＴ７２４のドレインとの間の接続部を電力変換部７２の他方の出力ノードＮ２としている。

そして、この電力変換部７２では、制御部７６から供給される制御信号Ｓ（Ｓａ，Ｓｂ）に基づいて一対のＦＥＴ７２２，７２３と一対のＦＥＴ７２１，７２４とが相補的にスイッチング動作することにより、直流電力を交流電力に変換することが可能となっている。

なお、本実施形態では、電力変換部７２をフルブリッジ回路により構成したが、交流電力を共振回路部７３に供給することができる限度において、電力変換部７２の回路形式として、ハーフブリッジ回路等の任意の回路形式を用いてもよい。

共振回路部７３は、上記放電ランプ１０の放電開始電圧（ブレークダウン電圧）を超える高電圧を発生させるイグナイタとして機能するものであり、出力端子ＴＯＵＴ１，ＴＯＵＴ２を介して電力変換部７２とは並列に放電ランプ１０と接続される。

共振回路部７３は、磁気的に結合された２つのコイル７３１，７３２と、コンデンサ７３３とから構成されている。このうち、コイル７３１の一端が電力変換部７２の出力ノードＮ１に接続され、このコイル７３１の他端がコイル７３２の一端に接続され、このコイル７３２の他端が出力端子ＴＯＵＴ１に接続されている。また、コイル７３１とコイル７３２との間の接続ノードには、コンデンサ７３３の一方の電極が接続され、このコンデンサ７３３の他方の電極が、電力変換部７２の出力ノードＮ２に接続されると共に、出力端子ＴＯＵＴ２に接続されている。

本実施形態では、共振回路部７３を構成するコイル７３１とコンデンサ７３３によりＬＣ直列共振回路が形成されており、基本的には、このＬＣ直列共振回路の共振周波数（コイル７３１とコンデンサ７３３により定まる共振周波数）が共振回路部７３の固有の共振周波数になる。したがって、電力変換部７２から供給される交流電力の周波数が共振回路部７３の共振周波数と一致して、コイル７３１とコンデンサ７３３により構成されるＬＣ直列共振回路が共振状態になれば、原理上、コンデンサ７３３の端子間電圧Ｖ７３３が無限大になり、放電ランプ１０の放電を開始させるのに必要な高電圧が共振回路部７３により得られる。

ここで、上記ＬＣ直列共振回路が共振状態になっても、電力変換部７２を構成するＦＥＴトランジス７２１〜７２４の抵抗成分や配線インピーダンスが存在すると、コンデンサ７３３の端子間電圧Ｖ７３３は概ね１〜１．５ｋＶ程度に留まり、放電ランプ１０の放電を開始させるのに必要な高電圧が得られなくなる。

そこで、本実施形態では、上記ＬＣ直列共振回路を構成するコイル７３１と磁気的に結合されたコイル７３２を配置し、コンデンサ７３３の端子間電圧Ｖ７３３を、コイル７３１とコイル７３２との巻数比に応じて増幅することにより、最終的に上記放電ランプ１０の放電を開始させるのに必要な数ｋＶの高電圧（共振電圧）を発生させている。

電圧検出部７４は、共振回路部７３を構成するコンデンサ７３３の端子間電圧Ｖ７３３を検出するためのものであり、このコンデンサ７３３の端子間に直列に接続された抵抗７４１及び抵抗７４２と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部７４３とから構成されている。

このうち、抵抗７４１及び抵抗７４２は、共振回路部７３のコンデンサ７３３の端子間電圧Ｖ７３３を分圧して、その抵抗比に応じた電圧Ｖ７４を得るためのものである。

一方、アナログ／デジタル変換部７４３は、分圧された電圧Ｖ７４をデジタルデータに変換して出力するものである。本実施形態では、この分圧された電圧Ｖ７４が、電圧Ｖ７３３をアナログ／デジタル変換部７４３の入力特性に適合させるために生成される中間段階の電圧である。したがって、アナログ／デジタル変換部７４３が出力するデジタルデータは、電圧Ｖ７３３の値を表し、この電圧検出部７４で検出された電圧Ｖ７３３は制御部７６に供給される。

点灯検出部７５は、上記放電ランプ１０の点灯／不点灯を検出するものであり、抵抗７５１とコンパレータ部７５２とから構成されている。

このうち、抵抗７５１は、入力端子ＴＩＮ２と電力変換部７２を構成するＦＥＴ７２３，７２４の各ソースとの間に接続されており、この抵抗７５１の端子間電圧（降下電圧）はコンパレータ部７５２に入力される。

コンパレータ部７５２は、抵抗７５１の端子間電圧に基づいて上記放電ランプ１０を流れる電流を検出し、この検出された電流と、上記放電ランプ１０が点灯したときに抵抗７５１を流れる電流に対応する所定電圧値（図示なし）とを比較することにより、上記放電ランプ１０の点灯／不点灯を検出する。

すなわち、この点灯検出部７５は、例えば、抵抗７５１の端子間電圧が所定電圧値以上である場合には、上記放電ランプ１０の点灯を検出する。一方、抵抗７５１の端子間電圧が所定電圧値を下回る場合には、上記放電ランプ１０の不点灯を検出する。そして、この点灯検出部７５は、上記放電ランプの点灯を検出した場合、その旨を示す信号を制御部７６に出力する。

制御部７６は、上述したダウンチョッパー部７１と電力変換部７２の各スイッチング動作を制御するものである。また、制御部７６は、電圧制御発振器７６１を備えている。この電圧制御発振器７６１は、入力電圧（図示なし）に応じた周波数の信号を制御信号Ｓとして出力するものである。この電圧制御発振器７６１の入力電圧を規定する信号は、電力変換部７２のスイッチング動作が得られるように、制御部７６において生成される。

（放電ランプ点灯方法）
次に、本実施形態による放電ランプ点灯装置７０の点灯制御（放電ランプ点灯方法）について説明する。
上記放電ランプ点灯装置７０では、例えば図３に示すように、上記放電ランプ１０を点灯させる際の駆動電流の波形（矩形波）にオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳが発生することがある。なお、図３は、駆動電流の波形図において、駆動電流の波形にオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳが発生した場合を例示したものである。

本発明による点灯制御では、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力の大きさに応じて、上記放電ランプ１０を駆動するときの駆動電流の波形に発生するオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を異ならせることを特徴とする。

具体的に、上記制御部７６は、所定の期間における上記制御信号Ｓ７１１のデューティー比を変更することによって、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生量（電流値）ＳＴを異ならせることが可能である。

すなわち、上記ダウンチョッパー部７１では、スイッチング素子である上記ＦＥＴ７１１のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）の切り替えによって、上記電力変換部７２のフルブリッジ回路を構成するＦＥＴ７２１〜７２４へと直流電力を出力する。

上記電力変換部７２では、上記ダウンチョッパー部７１から供給される直流電力を交流電力に変換する。上記電力変換部７２では、駆動電流の波形が極性反転する際に、フルブリッジ回路を構成する全てのＦＥＴ７２１〜７２４がオフ（ＯＦＦ）となり、一瞬だけ通電が途切れる時間がある。

このとき、ＦＥＴ７１１がオン（ＯＮ）になると、コンデンサ７１４に電荷が蓄えられる。そして、このフルブリッジ回路が再度通電したときに、コンデンサ７１４に蓄えられた電荷が放出される。このときの駆動電流の波形がオーバーシュートＯＳ又はアンダーシュートＵＳの形で現れる。

図３に示す駆動電流の波形（矩形波）には、駆動電流の極性が切り替わる度に、この駆動電流の波形の立上り部分と立下り部分において、それぞれの波形が定常値となる基線±Ｔを超過するオーバーシュートＯＳとアンダーシュートＵＳが発生する。

したがって、上記ダウンチョッパー部７１では、上記ＦＥＴ７１１のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）のデューティー比を変更することで、コンデンサ７１４に蓄えられる電荷量が調節される。これにより、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生量（電流値）ＳＴを調整することが可能となっている。

すなわち、ダウンチョッパー部７１のＯＮのデューティー比を高くしてダウンチョッパー部７１からの電圧を高くすると、コンデンサ７１４に蓄えられる電荷量が大きくなり、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生量（電流値）ＳＴが相対的に大きくなる。一方、ダウンチョッパー部７１のＯＮのデューティー比を低くしてダウンチョッパー部７１からの電圧を低くすると、コンデンサ７１４に蓄えられる電荷量が小さくなり、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生量（電流値）ＳＴが相対的に小さくなる。

ここで、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生量（電流値）ＳＴについて、上記放電ランプ１０を駆動しているときの駆動電流の波形が定常値となる基線Ｔを超過する割合を百分率（％）で表した値を「オーバーシュート率」と定義する。例えば、図３に示す波形のオーバーシュート率は、定格電力比（％）が１００％のとき、（１４０−１００）／１００×１００＝４０％の場合を表している。これは、オーバーシュートＯＳが発生したときと、アンダーシュートＵＳが発生したときで同じ値を示すことから、これらをまとめて「オーバーシュート率」として表すものとする。

なお、定格電力比は、上記放電ランプ１０の駆動時における電力値を駆動電力の定格値で除した値を百分率（％）で表した値である。例えば、上記放電ランプ１０の駆動電力の定格値が２８０Ｗの場合、上記放電ランプ１０を２８０Ｗで駆動しているときの定格電力比は、２８０／２８０×１００＝１００％である。

本発明による点灯制御では、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力が大きいときに、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を相対的に小さくする方向に調整を行い、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力が小さいときに、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を相対的に大きくする方向に調整を行う。

例えば、表１は、上記放電ランプ１０の駆動電力の定格値が２８０Ｗの場合に、駆動電力毎の定格電力比（％）とオーバーシュート率（％）とを例示したものである。

本発明による点灯制御では、表１に示すように、上記放電ランプ１０の駆動電力毎に、上記放電ランプ１０を駆動するときの駆動電流の波形におけるオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を異ならせている。

ここで、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値については、実験に基づいて算出された下記式（１）を満足するように、上記放電ランプ１０の駆動電力毎に上記放電ランプ１０に供給される駆動電流のオーバーシュート率を設定することが好ましい。
Ｚ＜−０．４５Ｗ＋６０ …（１）
Ｚ：オーバーシュート率［％］
Ｗ：定格電力比［％］

すなわち、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力が大きいときには、上記式（１）から、駆動電流のオーバーシュート率を相対的に小さくなる値に設定し、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力が小さいときには、上記式（１）から、駆動電流のオーバーシュート率を相対的に大きくなる値に設定することが好ましい。

図４〜図７は、表１中に示す上記放電ランプ１０の駆動電力毎の上記放電ランプ１０に供給される駆動電流の波形図を表したものである。なお、図４は、表１中に示す駆動電力が２８０Ｗ（定格電力比１００％）のときオーバーシュート率を１０％に設定した場合の駆動電流の波形図である。図５は、表１中に示す駆動電力が２５０Ｗ（定格電力比９０％）のときオーバーシュート率を１５％に設定した場合の駆動電流の波形図である。図６は、表１中に示す駆動電力が２００Ｗ（定格電力比７０％）のときオーバーシュート率を２０％に設定した場合の駆動電流の波形図である。図７は、表１中に示す駆動電力が１７０Ｗ（定格電力比６０％）のときオーバーシュート率を３０％に設定した場合の駆動電流の波形図である。

上記式（１）から、オーバーシュート率Ｚの上限については、この「−０．４５Ｗ＋６０」の値を超えないように設定を行うことが好ましい。一方、オーバーシュート率Ｚの下限については、駆動電流の波形や駆動電力等を正確に制御でき、なお且つ、上記放電ランプ１０の照度変化によりプロジェクター１の投影画像にちらつきが発生しない範囲で設定を行うことが好ましい。

上記ランプ点灯装置７０では、図４〜図７に示すように、上記放電ランプ１０の駆動電力が大きいときほど、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を下げる制御が行われる。逆に、上記ランプ点灯装置７０では、上記放電ランプ１０の駆動電力が小さいときほど、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を上げる制御が行われる。

上記放電ランプ１０の駆動電力が高い場合には、上記放電ランプ１０の電極は高温による突起溶融のため放電が安定し、ちらつきが発生しにくい。このため、上記制御部７６の応答速度の低下をある程度許容しつつ、上記放電ランプ１０へのダメージのリスクを抑えるため、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を下げる制御を行う。これにより、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を相対的に小さくして、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生による影響を低く抑えることができる。

これに対して、上記放電ランプ１０の駆動電力が低い場合には、上記放電ランプ１０の電極は溶融しづらくなり、ちらつきのリスクが高まる。一方、上記放電ランプ１０の駆動電力は低いため、上記放電ランプ１０へのダメージのリスクは高電力駆動時よりも低い。そこで、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を過多に抑制せず、上記制御部７６の応答速度を上げながら駆動電流の波形を正確に制御できるように、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を上げる制御を行う。これにより、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を相対的に大きくして、上記放電ランプ１０の点灯制御を適切に行うことができる。

また、本発明による点灯制御では、上記放電ランプ１０の駆動モードに応じて、その駆動電流の波形に発生するオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を異ならせることを特徴とする。

具体的に、本発明による点灯制御では、上記放電ランプ１０の駆動モードに応じて、上記放電ランプ１０の平均駆動周波数が高いときに、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を相対的に小さくする方向に調整を行い、上記放電ランプ１０の平均駆動周波数が低いときに、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を相対的に大きくする方向に調整を行う。

上記放電ランプ１０の駆動電力が同じで上記放電ランプの駆動モードが異なる場合は、上記放電ランプの平均駆動周波数が高い駆動モードほど、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生によるリスクが大きい。

そこで、上記放電ランプ１０の駆動電力毎に設定されたオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値に対して、平均駆動周波数の違いによって乗算される係数（以下、オーバーシュート係数という。）を決定する。

例えば、表２は、上記放電ランプ１０の駆動モードのうち、平均駆動周波数が高い場合（駆動モードＡ）と、平均駆動周波数が低い場合（駆動モードＢ）のオーバーシュート係数を例示したものである。

上記ランプ点灯装置７０では、上記放電ランプ１０の平均駆動周波数が高いほど、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を下げる制御が行われる。逆に、上記放電ランプ１０の平均駆動周波数が低いほど、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を上げる制御が行われる。

このように、上記放電ランプ１０の平均駆動周波数が高い駆動モードでは、上記制御部７６に早い応答性が求められるが、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳによる上記放電ランプ１０へのリスクとの兼ね合いを考え、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を設定することが好ましい。

これにより、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生による影響を低く抑えつつ、上記放電ランプ１０の点灯制御を適切に行うことができる。

また、本発明による点灯制御では、上記放電ランプ１０の駆動モードに応じて、上記放電ランプ１０の駆動周波数の変動幅が大きくなるときに、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値を相対的に大きくする方向に調整を行う。

具体的に、上記放電ランプ点灯装置７０では、例えば図８に示すように、上記放電ランプ１０を点灯させる際の駆動モードによって駆動周波数が急激に変化する場合がある。なお、図８は、駆動電流の波形図において、上記放電ランプ１０の駆動周波数が変化する場合を例示したものである。

図８中に示す駆動電流の波形図において、駆動周波数が５００Ｈｚから１００Ｈｚに切り替わる部分と、駆動周波数が１００Ｈｚから５００Ｈｚに切り替わる部分で、駆動周波数の変動幅が大きくなっている。そして、これらの部分において、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を過多に抑制すると、上記制御部７６の応答性が低下し、駆動電流の波形を正確に出力できなくなる。

そこで、上記放電ランプ１０の駆動電力毎に設定されたオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値に対して、駆動周波数の変動幅の違いによって乗算されるオーバーシュート係数を決定する。

例えば、表３は、上記放電ランプ１０の駆動モードのうち、駆動周波数の変動幅が大きい場合（駆動モードＣ）と、駆動周波数の変動幅が小さい場合（駆動モードＤ）のオーバーシュート係数を例示したものである。

上記ランプ点灯装置７０では、上記放電ランプ１０の駆動周波数の変動幅が大きいほど、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値を相対的に大きくする制御が行われる。これにより、駆動電流の波形や駆動電力等を正確に制御でき、なお且つ、上記放電ランプ１０の照度変化によりプロジェクター１の投影画像にちらつきが発生しない範囲で設定を行うことができる。

表４は、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力の大きさと、上記放電ランプ１０の駆動モードに応じて設定されるオーバーシュート係数とから求まるオーバーシュート率Ｚをまとめたものである。

本発明による点灯制御では、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力の大きさに応じたオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値に、上記放電ランプ１０の駆動モードに応じたオーバーシュート係数を乗算した電流値とする制御を行う。

すなわち、本発明による点灯制御では、上記放電ランプ１０の駆動電力毎に設定された電流値に、駆動モード毎に設定されたオーバーシュート係数を乗算することによって、上記放電ランプ１０の駆動電力及び駆動モードに応じたオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュードＵＳの電流値の設定を行う。

これにより、上記放電ランプ１０に供給される駆動電力の大きさに応じたオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値の調整と、上記放電ランプ１０の駆動モードに応じたオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの電流値の調整との両立を図りながら、上述したオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生による影響を抑えると共に、上記放電ランプ１０の点灯制御を適切に行うことができる。

以上のように、本発明による上記放電ランプ１０の点灯制御を行うことで、オーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生によって上記放電ランプ１０に黒化やコイル破壊等が発生するリスクと、上記放電ランプ１０の照度変化によって投影画像にちらつきが発生するリスクとを回避することが可能である。

したがって、上記プロジェクター１では、上述したオーバーシュートＯＳ及びアンダーシュートＵＳの発生による影響を抑えつつ、上記放電ランプ１０の点灯制御を適切に行うことができる放電ランプ点灯装置７０を備えることで、更なる品質の向上を図ることが可能である。

１…プロジェクター １０…放電ランプ（光源） ２０…液晶パネル（光変調装置） ３０…投射光学系 ４０…インターフェイス部 ５０…画像処理部 ６０…液晶パネル駆動部 ７０…放電ランプ点灯装置 ７１…ダウンチョッパー部 ７２…電力変換部 ７３…共振回路部 ７４…電圧検出部 ７５…点灯検出部 ７６…制御部 ７７…駆動部 ８０…ＣＰＵ

Claims (9)

1. 放電ランプの点灯を制御する放電ランプ点灯装置であって、
   前記放電ランプに駆動電流を供給する駆動部と、
   前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記駆動電流の駆動周波数に応じて、前記駆動電流におけるオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を変化させることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
2. 請求項１に記載の放電ランプ点灯装置であって、
   前記制御部は、前記駆動電流の平均駆動周波数が第１駆動周波数である場合の前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値を、前記平均駆動周波数が前記第１駆動周波数よりも低い第２駆動周波数である場合の前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値よりも小さくすることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
3. 請求項１または２に記載の放電ランプ点灯装置であって、
   前記制御部は、前記駆動電流の前記駆動周波数の変動幅が第１の値である場合の前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値を、前記変動幅が前記第１の値よりも小さい第２の値である場合の前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値よりも大きくすることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載の放電ランプ点灯装置であって、
   前記制御部は、前記放電ランプに供給される駆動電力の大きさに応じて、前記駆動電流における前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値を変化させることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
5. 請求項４に記載の放電ランプ点灯装置であって、
   前記制御部は、前記駆動電力が第１駆動電力である場合の前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値を、前記駆動電力が前記第１駆動電力よりも小さい第２駆動電力である場合の前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値よりも小さくすることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
6. 請求項４または５に記載の放電ランプ点灯装置であって、
   前記制御部は、前記駆動電力の大きさに応じた前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値に、前記駆動電流の前記駆動周波数に応じた係数を乗算した電流値とすることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載の放電ランプ点灯装置であって、
   前記駆動部は、入力される直流電力を所定の出力電圧に降下して出力するダウンチョッパー部と、前記ダウンチョッパー部から供給される直流電力を交流電力に変換して出力する電力変換部と、を有し、
   前記ダウンチョッパー部は、前記ダウンチョッパー部に電力を供給する電源と前記電力変換部との間に接続されたスイッチング素子を有し、
   前記ダウンチョッパー部は、前記制御部からの制御信号に基づいて前記スイッチング素子のオン／オフを切り替えることにより、前記スイッチング素子のデューティー比に応じた出力電圧に変換された直流電力を出力し、
   前記制御部は、前記デューティー比を調整することによって、前記オーバーシュート及び前記アンダーシュートの電流値を変化させることを特徴とする放電ランプ点灯装置。
8. 放電ランプの点灯を制御する放電ランプ点灯方法であって、
   前記放電ランプに駆動電流を供給するステップと、
   前記駆動電流の駆動周波数に応じて、前記駆動電流におけるオーバーシュート及びアンダーシュートの電流値を変化させるステップと、
   を備えることを特徴とする放電ランプ点灯方法。
9. 光を照射する放電ランプと、
   請求項１から７の何れか一項に記載の放電ランプ点灯装置と、
   前記放電ランプからの光を画像データに応じて変調する光変調装置と、
   前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を備えたプロジェクター。

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