JPH06283290A - 放電灯点灯装置及びこの放電灯点灯装置を用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯の長
寿命化を図る。 【構成】 本発明に係る放電灯点灯装置は、放電灯１を
始動させる際に、前記放電灯１に高圧パルスを印加する
放電灯点灯装置である。本発明に係る放電灯点灯装置
は、前記放電灯１に接続され、この放電灯１内に供給す
る直流電流の方向を切り換えるための電流方向切換部で
ある交流変換回路３と、電源の投入毎に、前回の直流電
流の方向と今回の直流電流の方向とを異ならせるように
前記電流方向切換部である交流変換回路３を制御する切
換制御部である変換制御部５とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、放電灯、特に、メタ
ルハライドランプ等の放電灯を点灯させるための放電灯
点灯装置及びこの放電灯点灯装置を用いた画像表示装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプ等の放電灯を点灯
させるための放電灯点灯装置においては、アコースチッ
クレゾナンス（音響的共振）の問題から高周波で点灯す
ることはできない。また、直流による点灯を行うと、放
電灯の管内におけるアーク放電の部分に色分離が生じ好
ましくない。そこで、従来においては、低周波（１〜１
０００Ｈｚ）による点灯が行われている。

【０００３】しかしながら、放電灯の始動に際して、上
記の低周波を放電灯に供給するのみでは、放電灯の電極
間にグロー放電が生じないことから、始動時に２０ＫＶ
程度の高圧パルスを放電灯に印加することが不可欠とな
っている。係る高圧パルスを用いて始動を行うようにし
た放電灯点灯装置として、特開平３−１１６６８５号公
報に示される放電灯点灯装置が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の放電点灯装置に
おいては、高圧パルスを印加する際に、フルブリッジイ
ンバータ回路のいずれか１の組みのスイッチング素子を
オンとし、他の１の組みのスイッチング素子をオフとす
る。ところが、この従来の装置において、高圧パルスを
印加する際に、オンとされるスイッチング素子の組み
は、常に固定されていた。このため、高圧パルスが正の
パルスであるため、始動時に放電灯内には一定の方向に
電子が飛ぶことになり、２つの電極のうち、一方のみが
磨耗してしまうという問題点があった。

【０００５】本発明は、上記の如き従来の放電灯点灯装
置の問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的
は、始動時の高圧パルスの印加にも拘らず、２つの電極
のうち、一方のみが磨耗するという問題点を除去し、放
電灯の長寿命化を図ることのできる放電灯点灯装置を提
供することである。また、本発明の他の目的は、放電灯
の適切な始動及び長寿命である放電灯点灯装置及びこの
装置により点灯される放電灯を用いて、故障の少ない長
寿命な画像表示装置を実現することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明では、放電
灯を始動させる際に、前記放電灯に高圧パルスを印加す
る放電灯点灯装置に、前記放電灯に接続され、この放電
灯内に供給する直流電流の方向を切り換えるための電流
方向切換部と、電源の投入毎に、前回の直流電流の方向
と今回の直流電流の方向とを異ならせるように前記電流
方向切換部を制御する切換制御部とを具備させて放電灯
点灯装置を構成した。

【０００７】更に本発明では、直流電力を供給する直流
電源部と、この直流電源部から供給される電圧をスイッ
チングにより構成されたフルブリッジインバータ回路を
含み、フルブリッジインバータ回路を介して交流を放電
灯へ与える交流変換回路と、前記放電灯に対し、始動時
に高圧パルスを与える始動回路と、前記フルブリッジイ
ンバータ回路の対となっているスイッチング素子の組を
オンオフ制御する変換制御回路であって、電源投入後の
前記始動回路による始動時にオンとするスイッチング素
子の組を、各始動時毎に切り換える変換制御回路とを具
備する放電灯点灯装置と、この放電灯点灯装置により点
灯される放電灯と、表示する画像の画像データを出力す
る画像データ出力装置と、前記放電灯の照射光及び前記
画像データ出力装置により出力された画像データを受け
て、当該画像データに応じた画像を形成する画像形成部
とを備えさせて画像表示装置を構成した。

【０００８】

【作用】上記構成に係る放電灯点灯装置によると、放電
灯を始動させる際に、前記放電灯に高圧パルスを印加す
るので、的確な始動が確保される。しかも、放電灯に接
続され、この放電灯内に供給する直流電流の方向を切り
換えるための電流方向切換部と、電源の投入毎に、前回
の直流電流の方向と今回の直流電流の方向とを異ならせ
るように前記電流方向切換部を制御する切換制御部とが
備えられていることから、放電灯内において、電源の切
り換え毎に、電流の方向、つまり、電子の飛ぶ方向が変
わり、電極の一方が磨耗することなく、両方が均等に磨
耗し放電灯の寿命を延ばすように働く。

【０００９】上記構成に係る放電灯点灯装置を用いた画
像表示装置によれば、放電灯の両電極が均等に磨耗し、
従来より長寿命となるので、その分、画像表示装置を長
寿命化できる。

【００１０】

【実施例】以下添付図面を参照して、本発明の実施例を
説明する。各図面において、同一の構成要素には同一の
符号を付して、重複する説明を省略する。図１には、本
発明の実施例に係る放電灯点灯装置の構成図が示されて
いる。この実施例では、メタルハライドランプ等の放電
灯１に対し、直流電源部２から供給される直流電圧を、
交流変換回路３を介して交流電圧へ変換して与える構成
を採る。交流変換回路３と放電灯１との間には、始動時
に高圧パルスを放電灯１へ印加する始動回路４が接続さ
れている。

【００１１】直流電源部２には、交流電源２１、この交
流電源２１の交流を整流する整流回路２２、整流出力に
対し電力制御を行うチョッパ回路２３、チョッパ回路２
３の出力を平滑化する平滑回路２４が含まれ、直流が得
られる。この直流は、交流変換回路３により低周波交流
（１〜１０００Ｈｚ）に変換されて、放電灯１へ印加さ
れる。交流変換回路３には、スイッチング素子が含ま
れ、このスイッチング素子を変換制御回路５がオンオフ
させることにより、上記低周波交流が作成される。

【００１２】ここで、交流変換回路３が図２に示される
フルブリッジインバータ回路により構成され、始動回路
４が図３の如く構成されているとする。

【００１３】図２に示された交流変換回路３の実施例に
係るフルブリッジインバータ回路は、直流電源部２から
直流電圧を受け、スイッチング素子であるＦＥＴＱ１、
Ｑ２、ＦＥＴＱ３、Ｑ４がそれぞれ直列に接続された回
路へ与える構成を採る。各ＦＥＴのゲートと上記直列接
続された回路のそれぞれのＦＥＴの接続点から端子Ａ〜
Ｆが引き出されている。変換制御回路５が、対となって
いるＦＥＴＱ１、Ｑ４とＦＥＴＱ２、Ｑ３とが、交互に
オンオフされるように、これら端子Ａ〜Ｆに制御信号を
与える。この交流変換回路３は、フルブリッジ型である
から、始動時には、いずれかの対のスイッチング素子が
オンとなるように、変換制御回路５が制御信号を与え
る。

【００１４】一方、図３に示された始動回路４では、直
流電源部２の直流電圧により、抵抗ｒを介してコンデン
サＣ１を充電し、コンデンサＣ１の両端間電位が所定ま
で上昇すると、ＳＣＲがターンオンとなり、トランスＴ
Ｒ１を介して２次側に電圧がパルス状に生じる。このト
ランスＴＲ１の２次側に生じた電圧による電流でダイオ
ードＤ１を介してコンデンサＣ２を充電し、コンデンサ
Ｃ２の両端間電圧がＧＡＰの放電電位となるとトランス
ＴＲ２側へ電流が流れることを利用して昇圧し、トラン
スＴＲ２の２次側へ高電圧（パルス）を生じさせて放電
灯１へ印加する。なお、この始動回路４は、電源スイッ
チＳＷ１に同期して投入され、始動時にのみ投入状態を
継続するように制御される始動用スイッチＳＷ２が設け
られている。

【００１５】本実施例では、変換制御回路５が、電源ス
イッチＳＷ１の投入を受けて、始動時に図２に示された
フルブリッジインバータ回路のいずれかの対のスイッチ
ング素子がオンとなるように制御信号を与えるのである
が、各電源の投入毎に、オンとするスイッチング素子の
対とオフとするスイッチング素子の対を、交互に交替さ
せる。

【００１６】図４には、変換制御回路５の要部構成図が
示されている。この実施例では、電源スイッチＳＷ１の
オンオフによる電源のオンオフに連動するラッチングリ
レー４１によって、その接点４２をＯＰアンプ４３の反
転側入力端子と非反転側入力端子とに切り換えて接続
し、論理レベル５Ｖ_REF を発振回路４４のフリップフロ
ップ４５へ、そのまま、或いは反転して与える。発振回
路４４は、フリップフロップ４５の状態を受けて、始動
時の所定期間、フルブリッジインバータ回路のいずれか
の対のスイッチング素子がオンとなるように制御信号Ａ
〜Ｆを出力する。

【００１７】即ち、ある時点で電源がオフとされ、リレ
ーの接点４２が図４のようにＯＰアンプ４３の非反転側
入力端子に接続されたとすると、次の第ｉ回目の電源投
入によって、ラッチングリレー４１がこの接点状態を保
持する。すると、５Ｖが反転されずにフリップフロップ
４５に与えられ、これにより、発振回路４４は、例え
ば、スイッチング素子の一方の対であるＦＥＴＱ１、Ｑ
４をオンとし、他方の対であるＦＥＴＱ２、Ｑ３をオフ
とするように、制御信号Ａ〜Ｆを出力する。始動時の所
定時間が経過すると、発振回路４４はフルブリッジイン
バータ回路がインバータ動作するように、ＦＥＴＱ１、
Ｑ４と、他方の対であるＦＥＴＱ２、Ｑ３とを所定周波
数で交互にオンオフさせるように制御信号Ａ〜Ｆを出力
する。これにより、始動から点灯状態が継続される。

【００１８】次に、電源がオフとされると、放電灯１は
消灯状態となるが、このとき電源に連動しているリレー
４１は接点をＯＰアンプ４３の非反転側入力端子側に倒
す。次の第ｉ＋１回目の電源投入によって、リレー４１
がこの接点状態を保持する。すると、５Ｖが反転されて
フリップフロップ４３に与えられ、これにより、発振回
路４４は、例えば、スイッチング素子の他方の対である
ＦＥＴＱ２、Ｑ３をオンとし、一方の対であるＦＥＴＱ
１、Ｑ４をオフとするように、制御信号Ａ〜Ｆを出力す
る。始動時の所定時間が経過すると、発振回路４４はフ
ルブリッジインバータ回路がインバータ動作するよう
に、ＦＥＴＱ１、Ｑ４と、他方の対であるＦＥＴＱ２、
Ｑ３とを所定周波数で交互にオンオフさせるように制御
信号Ａ〜Ｆを出力する。これにより、始動から点灯状態
が継続される。以上の動作のタイムチャートが図５に示
されている。

【００１９】以降、同様の動作が繰り返され、始動時毎
に、オンとされるＦＥＴの対が交替される。このため、
放電灯１内を流れる電流は、図２のＩ１とＩ２との流れ
を交互に繰り返すことになる。つまり、始動時ごとに、
電流の流れは反対向きとなり、２つの電極の双方に、始
動時毎に交互に電子が飛ぶように（ぶつかるように）な
る。これにより、電子の衝突だけを考慮に入れた電極の
磨耗は従来の半分になる。

【００２０】なお、上記の実施例では、始動後の点灯時
にインバータ動作により放電灯を点灯させることとした
が、本発明は、始動後に直流を放電灯に与える直流点灯
回路にも適用できる。また、始動毎に、対のスイッチン
グ素子を切り換える手段は、実施例の構成に限らず、他
の実施例では、例えば、電源バックアップされたフラグ
を用いるなどする。

【００２１】図６には、上記の放電灯点灯装置を用いた
画像表示装置の一例の液晶ビデオ・プロジェクタのブロ
ック図が示されている。この液晶ビデオ・プロジェクタ
は、画像をスクリーン８０に投影するタイプである。液
晶ビデオ・プロジェクタには、放電灯点灯装置５０、画
像データ出力装置６０、画像形成液晶系（画像形成部）
７０が含まれている。放電灯点灯装置５０は、図１に示
される構成を有している。放電灯１から照射された光
は、画像形成液晶系７０へ至る。画像データ出力装置６
０は、例えば、ＮＴＳＣ方式による画像データ（ビデオ
信号）を画像形成液晶系７０へ与える。画像形成液晶系
７０には、液晶ディバイスが含まれる。画像形成液晶系
７０は、放電灯１の照射光及び画像データ出力装置６０
により出力された画像データを受けて、上記の液晶ディ
バイス上に当該画像データに応じた画像を形成する。こ
の画像は、スクリーン８０に投影される。

【００２２】この実施例に係る液晶ビデオ・プロジェク
タによれば、放電灯点灯装置５０として図１の構成の装
置が用いられるので、放電灯１の一方電極のみが電子の
衝突で磨耗することなく、適切な始動と装置の長寿命化
が期待できる。

【００２３】更に、実施例の液晶ビデオ・プロジェクタ
は、スクリーンに画像を投射するタイプであるが、他の
実施例では、液晶自体に表示された画像を見るタイプが
ある。更に、液晶ビデオ・プロジェクタは、特開昭６１
−１５０４８７号公報に示されるように様々なタイプが
あるが、本発明の放電点灯装置は、これらのタイプ及び
他のタイプの液晶ビデオ・プロジェクタに、その他、映
写装置、オバーヘッドプロジェクタ等の画像表示装置に
適用される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
電灯を始動させる際に、前記放電灯に高圧パルスを印加
するので、的確な始動が確保される。しかも、放電灯内
において、電源の切り換え毎に、電流の方向、つまり、
電子の飛ぶ方向が変わり、電極の一方が磨耗することな
く、両方が均等に磨耗し放電灯の寿命を延ばす効果があ
る。

【００２５】更に本発明の放電灯点灯装置を用いた画像
表示装置によれば、放電灯の両電極が均等に磨耗し、従
来より長寿命となるので、その分、画像表示装置を長寿
命化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の構成
図。

【図２】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の要部構
成図。

【図３】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の要部構
成図。

【図４】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の要部構
成図。

【図５】本発明の実施例に係る放電灯点灯装置の動作を
説明するためのタイムチャート。

【図６】本発明の実施例に係る液晶ビデオ・プロジェク
タの構成図。

【符号の説明】 １ 放電灯 ２ 直流電源
部 ３ 交流変換回路 ４ 始動回路 ５ 変換制御回路 ６ 始動制御
回路 ２１ 交流電源 ２２ 整流回
路 ２３ チョッパ回路 ２４ 平滑回
路 ４１ リレー ４２ リレー
接点 ４３ ＰＯアンプ ４４ 発振回
路 ４５ フリップフロップ ５０ 放電灯
点灯装置 ６０ 画像データ出力装置 ７０ 画像形
成液晶系（画像形成部） ８０ スクリーン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電灯を始動させる際に、前記放電灯に
   高圧パルスを印加する放電灯点灯装置において、 前記放電灯に接続され、この放電灯内に供給する直流電
   流の方向を切り換えるための電流方向切換部と、 電源の投入毎に、前回の直流電流の方向と今回の直流電
   流の方向とを異ならせるように前記電流方向切換部を制
   御する切換制御部とを具備することを特徴とする放電灯
   点灯装置。
2. 【請求項２】 直流電力を供給する直流電源部と、 この直流電源部から供給される電圧をスイッチングによ
   り構成されたフルブリッジインバータ回路を含み、フル
   ブリッジインバータ回路を介して交流を放電灯へ与える
   交流変換回路と、 前記放電灯に対し、始動時に高圧パルスを与える始動回
   路と、 前記フルブリッジインバータ回路の対となっているスイ
   ッチング素子の組をオンオフ制御する変換制御回路であ
   って、電源投入後の前記始動回路による始動時にオンと
   するスイッチング素子の組を、各始動時毎に切り換える
   変換制御回路とを具備したことを特徴とする放電灯点灯
   装置。
3. 【請求項３】 変換制御回路は、電源の投入毎に前回と
   異なる接点を選択するリレーと、 この異なる接点に対し、異なる論理レベルを供給する電
   位供給源と、 前記リレーにより選択された論理レベルに基づき、フル
   ブリッジインバータ回路の対となっているスイッチング
   素子の組をオンオフ制御する制御信号を出力する発振回
   路とを具備することを特徴とする請求項２記載の放電灯
   点灯装置。
4. 【請求項４】 直流電力を供給する直流電源部と、この
   直流電源部から供給される電圧をスイッチングにより構
   成されたフルブリッジインバータ回路を含み、フルブリ
   ッジインバータ回路を介して交流を放電灯へ与える交流
   変換回路と、前記放電灯に対し、始動時に高圧パルスを
   与える始動回路と、前記フルブリッジインバータ回路の
   対となっているスイッチング素子の組をオンオフ制御す
   る変換制御回路であって、電源投入後の前記始動回路に
   よる始動時にオンとするスイッチング素子の組を、各始
   動時毎に切り換える変換制御回路とを具備する放電灯点
   灯装置と、 この放電灯点灯装置により点灯される放電灯と、 表示する画像の画像データを出力する画像データ出力装
   置と、 前記放電灯の照射光及び前記画像データ出力装置により
   出力された画像データを受けて、当該画像データに応じ
   た画像を形成する画像形成部とを備えることを特徴とす
   る画像表示装置。