KR20000062743A

KR20000062743A - 고압 수은증기 방전램프의 구동방법, 고압 수은증기방전램프의 구동장치 및 영상 프로젝터

Info

Publication number: KR20000062743A
Application number: KR1020000010848A
Authority: KR
Inventors: 카이마코토; 호리우치마코토; 타케다마모루; 쯔쯔미타케하루; 오구라토시아키
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-03-04
Publication date: 2000-10-25
Also published as: US20020101163A1; EP1035756A3; TW472504B; EP1035756A2; US6479946B2

Abstract

영상 프로젝터에는 고압 수은증기 방전램프(21)와 방물면경(放物面鏡)(22)이 조합된 램프유닛(23)이 설치되어 있다. 상기 고압 수은증기 방전램프(21)에는 구동장치(24)에 의해, 20 ∼ 42kHz의 범위내에서, 고압 수은증기 방전램프(21)의 전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수의 교류전압이 인가되도록 되어 있다. 이것에 의해, 액정프로젝터 등에 있어서, 투사화면의 플리커가 방지되므로, 높은 영상품질을 얻을 수 있다.

Description

고압 수은증기 방전램프의 구동방법, 고압 수은증기 방전램프의 구동장치 및 영상 프로젝터{DRIVING METHOD OF HIGH PRESSURE MERCURY VAPOR DISCHARGE LAMP, DRIVING DEVICE OF HIGH PRESSURE MERCURY VAPOR DISCHARGE LAMP AND IMAGE PROJECTOR}

본 발명은 발광관의 내부에 한쌍의 방전전극을 가지고, 수은 및 희가스가 봉입되어 있는 고압 수은증기 방전램프의 구동방법, 구동장치 및 그와 같은 램프를 이용한 영상 프로젝터에 관한 것이다.

고압 방전램프는, 고휘도라고 하는 장점을 가지고, 반사경(방물면경(放物面鏡) 등)의 초점에 발광부(아크)가 위치하도록 배치하여, 액정 프로젝터용의 광원등으로서 이용되고 있다. 고압방전램프를 이와 같은 광학장치의 구성요소로서 이용하는 경우, 투사화면의 조도를 높게 하기 위해, 램프로부터 발해진 광을 가능한 한 손실없이 목적대상(투사 스크린)까지 도달시킬 필요가 있다. 이 때문에, 광원용의 램프로서는 램프의 발광부가 가능한 한 점광원에 가까운 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 발광부가 짧은, 소위 쇼트 아크램프가 바람직하며, 또한 메탈핼라이드램프보다도 고압 수은증기 방전램프 쪽이 바람직하다.

즉, 메탈핼라이드램프는, 할로겐화 금속으로서 봉입되는 금속의 단체(單體)에서의 평균 여기에너지가 낮고, 비교적 낮은 아크온도에서 발광하기 때문에, 발광부는 전극간 뿐만 아니라 발광관 중심으로부터 관벽을 향하는 넓은 범위에 걸쳐, 점광원으로 되기 어렵다. 한편, 고압 수은증기 방전램프는 주로 평균 여기에너지가 높은 수은을 봉입함으로써, 발광부의 확대를 억제할 수 있으므로, 점광원에 가까운 발광부를 얻기 쉽다. 이와 같은 쇼트아크의 고압 수은증기 방전램프의 예는, 예컨대 특개평 2-148561호 공보에 개시되어 있다. 이 램프는 점등동작 중의 수은증기압을 200기압 이상으로 함으로써, 수은분자 발광에 의한 가시파장역의 연속한 파장의 방사성분을 발생시키고 있다. 이 램프는 50W의 램프전력으로, 고휘도화에 더하여 연색성(演色性)도 개선되고 있고, 액정프로젝터용 광원으로서 적합하다.

상기한 바와 같은 고압 수은증기 방전램프를 액정프로젝터 등에 이용하는 경우의 구동방법에 관해서는, 예컨대 자동차용 헤드라이트에 요구되는 순간 재시동이나 광속 순간상승 등과 같은 특수한 동작조건은 필요로 되지 않으므로, 특히 문헌 등으로서 공표되는 것은 별로 없지만, 일반적으로 대전력용 반도체 소자의 응답속도의 점에서 회로를 구성하는 것이 비교적 용이한 수십 내지 수백 Hz 정도의 주파수의 교류로 구동된다.

그런데, 근래의 액정프로젝터에 있어서는 화면사이즈의 대형화나 영상의 고정세화에 따라서, 투사화면의 조도를 높게 할 수 있는 램프전력이 큰 램프가 요구되고 있다. 램프전력을 크게하기 위해서는 점등동작중의 수은증기압을 상승시켜 램프전압을 높게 하는 것도 고려될 수 있지만, 발광관의 내압강도의 제약으로 수은증기압을 상승시키는 것이 곤란한 경우에는 램프전류를 크게 하는 것으로 된다.

그러나, 고압 수은증기 방전램프를 큰 램프전류로 점등시키는 경우, 상기한 바와 같은 주파수가 수십 내지 수백 Hz 정도의 교류를 이용하는 종래의 구동방법에서는, 투사화면의 조도가 시시각각 변화하는 깜빡거림(flicker)이 자주 발생한다고 하는 문제점을 가지고 있었다. 이와 같은 플리커는 고압 수은증기 방전램프가 액정프로젝터 등에 이용되는 경우에는 영상품질의 악화를 초래한다.

본 발명은 고압 수은증기 방전램프를 액정프로젝터 등에 이용하는 경우에 있어서, 큰 램프전류로 점등시키는 경우라도 투사화면의 플리커를 발생하는 일이 없는 고압 수은증기 방전램프의 구동방법, 구동장치 및 그와 같은 구동장치를 이용한 영상 프로젝터의 제공을 목적으로 하고 있다.

본원 발명자들은, 상기의 목적을 달성하기 위해, 투사화면의 플리커가 발생하는 메카니즘을 구명(究明)한 바, 전극의 선단부 부근에서의 음극휘점의 이동이 원인인 것을 밝혀내었다. 여기서, 상기 음극휘점은, 예컨대 전극(11, 12) 사이의 발광부의 휘도분포를 도 1에 나타내는 바와 같이, 전극(11, 12)에서의 각각의 전극(11, 12)이 음극으로 된 때에 전자가 방출되는 위치의 근방에서 휘도가 가장 높게 되고 있는 부분(동 도면 중의 부호(11a, 12a))이다. 이하, 상기 음극휘점의 이동이 발생하는 과정을 설명한다.

예컨대, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 전극(11)에 -, 전극(12)에 +의 전압이 인가되면, 전극(11)의 선단부 부근의 어느 미소영역(11a)이 고온으로 되어, 열전자 방출 작용에 의해 아크를 발생하는 음극휘점으로 된다. 또한, 이 때 상기 미소영역(11a)은 전자의 방출에 의해 더욱 고온상태가 유지된다. 다음으로, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 인가되는 전압의 극성이 반전되면, 전극(12)으로부터 방출된 전자는 전극(11)의 선단부에서의 넓은 범위로 돌입한다. 이 전자의 돌입에 의해 전극(11)에는 전자로부터의 에너지가 받아 넘겨져 미소영역(11a)뿐만 아니라 상기 넓은 범위에 걸치는 영역이 가열된다.

여기서, 램프전류가 비교적 작은 경우에는 전극(11)이 가열되어도 미소영역(11a)이 다른 영역에 비하여 고온의 상태는 유지되기 때문에, 재차 인가전압의 극성이 반전된 때에는 결국 미소영역(11a)이 음극휘점으로 된다. 그러므로, 음극휘점은 미소영역(11a)에 일단 형성되면, 다른 부분으로는 이동하기 어렵고 비교적 안정한 위치를 유지한다. 그렇지만, 램프전류가 큰 경우, 구체적으로는 예컨대 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 전극(11)이 그 선단부의 넓은 영역(11b)에 걸쳐 가열되고, 미시적으로는 전극(11)이 시시각각으로 용융 변형하는 만큼 램프전류가 큰 경우에는, 반드시 미소영역(11a)이 다른 부분보다도 고온의 상태인 것으로는 한정되지 않으며, 전극(11)선단부 부근의 넓은 범위가 음극휘점으로 될 수 있는 온도로 된다. 그 때문에, 재차 인가전압의 극성이 반전한 때에, 도 2(d)에 나타내는 바와 같이, 미소영역(11a)과는 다른 미소영역(11c)이 음극휘점으로 되는 것이 있다. 즉, 음극휘점의 위치는 용융 변형에 의한 전극(11)의 선단부의 요철이나 발광관 내에 발생하고 있는 대류등의 영향에 의해 전극(11)의 선단부 부근을 빈번(頻繁)하게 이동하는 경향으로 되는 것이 있다. 이 음극휘점의 이동은, 주기적으로 발생하는 것도 있고, 돌발적으로 발생하는 것도 있다. 또한, 이와 같은 음극휘점의 이동은 전극(12)에 있어서도 마찬가지로 발생할 수 있다.

상기한 바와 같은 음극휘점의 이동이 발생하면, 전극(11, 12) 사이에 형성되는 발광부 내에서 휘도분포가 변화하게 된다. 한편, 액정프로젝터 등에 있어서는, 상기 발광부가 이상적인 점광원이 아니라 유한한 체적을 가지는 것이므로, 일반적으로 어느 정도의 폭을 가진 발광부의 각부로부터의 광이 투사화면에 도달하여 중첩되도록 구성된다. 이 때문에, 발광부의 휘도분포가 변화하면, 투사화면의 조도가 변화하게 된다. 또한, 상기한 바와 같은 조도의 변화는 쇼트 아크램프를 이용하는 경우에 현저한 문제이다. 왜냐하면, 일반적으로 소위 롱 아크램프에서는 아크의 형상 및 위치는 발광관의 관벽에 의해 정해지므로, 음극휘점의 이동은 발생하기 어려운 데다가, 생긴다고 해도 아크의 크기에 대하여 음극휘점의 이동량이 작으면, 조도의 변화에 대한 영향이 적기 때문이다.

본 발명자들은 또한, 상기한 바와 같은 조도의 변화가 어떠한 경우에 시각적으로 플리커로서 인식되는 지에 대한 고찰을 행하였다. 그 결과, 예컨대 조도의 변화량이 바로 전의 조도의 ±5%를 넘고, 발생빈도가 60회/초 이하 정도인 경우에, 플리커로서 인식되고, 영상품질의 저하를 초래하는 것을 알아내었다.

이상의 사정에 의거하여, 투사화면의 플리커를 방지하기 위해 음극휘점의 이동을 억제하는 방법을 모색한 결과, 본 발명은 완성되었다.

도 1은 전극 사이의 발광부의 휘도분포를 나타내는 설명도,

도 2는 음극휘점의 이동의 메카니즘을 나타내는 설명도,

도 3은 실시의 형태의 영상 프로젝터의 구성을 나타내는 설명도,

도 4는 실시의 형태의 고압 수은증기 방전램프의 구성을 나타내는 단면도,

도 5는 휘점의 이동에 따르는 조도의 변화를 측정하는 장치의 구성을 나타내는 설명도,

도 6은 휘점의 이동이 생기는 경우의 조도의 변화를 나타내는 그래프,

도 7은 휘점의 이동이 억제되는 경우의 조도의 변화를 나타내는 그래프,

도 8은 실시의 형태의 다른 영상 프로젝터의 구성을 나타내는 설명도이다.

즉, 청구범위 제1항 내지 제3항의 발명은,

발광관 내에, 대향하여 설치된 한쌍의 방전전극을 가지고, 적어도 수은과 희가스가 봉입된 고압 수은증기 방전램프의 구동방법으로서,

상기 방전전극 사이에 예컨대 20kHz이상, 42kHz이하의 범위내의 주파수로, 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수의 교류전압을 인가하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 고압 수은증기 방전램프는,

아크길이를 d[mm], 정격전력을 P[W]로 한 때에,

단위 아크길이당 정격전력 P/d[W/mm]이

P/d ≥80[W/mm]

가 되도록, 상기 방전전극 사이의 거리 및 상기 정격전력이 설정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 주파수의 교류전압을 램프에 인가하는 구동방법에 의해 음극휘점의 이동이 억제되므로, 예컨대 고압 수은증기 방전램프가 액정프로젝터 등에 이용되는 경우에 음극휘점의 이동에 기인하는 투사화면의 플리커를 방지할 수 있다.

또한, 청구범위 제4항 내지 제9항의 발명은

발광관 내에 대향하여 설치된 한쌍의 방전전극을 가지고, 적어도 수은과 희가스가 봉입된 고압 수은증기 방전램프의 상기 방전전극 사이에 교류전압을 인가하여 점등시키는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치로서,

상기 교류전압의 주파수가 예컨대 20kHz 이상, 42kHz 이하의 범위 내의 주파수로, 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수, 구체적으로는 예컨대 상기 방전전극의 선단부 부근의 아크의 상(像)을 소정의 투사면에 투사한 때에, 상기 투사면의 조도의 변화가 ±5%이하로 되는 주파수인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 고압 수은증기 방전램프는

아크길이를 d[mm], 정격전력을 P[W]로 한 때에,

단위 아크길이당 정격전력 P[W/mm]이

P/d ≥80[W/mm]

으로 되도록,

상기 방전전극 사이의 거리 및 상기 정격전력이 설정되고, 또는 상기 방전전극 사이의 거리가 3[mm]이하이며, 또는 점등시의 상기 방전전극의 선단부 부근의 온도가 3000K이상인 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 주파수의 교류전압을 램프에 인가하는 구동장치를 이용함으로써, 음극휘점의 이동이 억제되므로, 예컨대 고압 수은증기 방전램프가 액정프로젝터 등에 이용되는 경우에, 음극휘점의 이동에 기인하는 투사화면의 플리커를 방지할 수 있다.

또한, 청구범위 제10항 내지 제11항의 발명은,

청구범위 제4항의 고압 수은증기 방전램프의 구동장치로서,

상기 교류전압의 주파수를 조정하는 주파수 조정수단을 구비하고, 또한 상기 방전전극의 선단부 부근의 휘도를 검출하는 검출수단을 구비함과 동시에, 상기 주파수 조정수단은, 상기 검출수단의 검출결과에 따라서, 상기 교류전압의 주파수를 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수로 조정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의해, 램프의 특성에 편차가 있는 경우나 경시변화가 발생하는 경우등이라도, 확실하게 음극휘점의 이동을 억제하고, 투사화면의 플리커를 방지할 수 있다.

또한, 청구범위 제12항의 발명은,

영상 프로젝터로서,

발광관내에, 대향하여 설치된 한쌍의 방전전극을 가지고, 적어도 수은과 희가스가 봉입된 고압 수은증기 방전램프와,

상기 방전전극 사이에 교류전압을 인가하여 상기 고압 수은증기 방전램프를 점등시키는 구동장치를 구비하고,

상기 고압 수은증기 방전램프로부터 발해진 광을 광원광으로서, 영상을 투사스크린에 투사하는 영상 프로젝터로서,

상기 구동장치가 상기 고압 수은증기 방전램프에 인가하는 상기 교류전압의 주파수가, 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수인 것을 특징으로 하고 있다.

이것에 의해 음극휘점의 이동이 억제되고, 투사화면의 플리커가 방지되므로, 높은 영상품질을 얻을 수 있다.

(바람직한 실시예의 설명)

우선, 고압 수은증기 방전램프를 구비한 영상 프로젝터에 대하여 설명한다. 이 영상 프로젝터에는 도 3에 나타내는 바와 같이, 고압 수은증기 방전램프(21)와 방물면경(22)이 조합된 램프유닛(23)이 설치되어 있다. 상기 고압 수은증기 방전램프(21)에는 안정기로서의 기능을 가지는 구동장치(24)에 의해 후술하는 소정의 주파수의 교류전압이 인가되도록 되어 있다. 램프유닛(23)의 출사광측에는 고압수은증기 방전램프(21)로부터 발해지는 광의 색온도를 보상하는 UV필터(25), 및 반사미러(26)가 설치되어 있다. 반사미러(26)로부터 출사한 광은 다이크로익미러(dichroic mirror)(27, 28)에 의해 RGB의 3원색의 단색광으로 분리되어, 반사미러(29 ∼ 31)를 통하여, (정확하게는 RGB중의 하나는 직접) 액정패널(32 ∼ 34)에 입사하고, 휘도 변조되도록 되어 있다. 휘도 변조된 각 색의 광은 다이크로익프리즘(35)에 의해 합성되고, 투사렌즈(36)에 의해 스크린(37)에 투사되도록 되어 있다. 또한, 상기 액정패널(32 ∼ 34)에 대신하여, DMD 등의 휘도 변조소자를 이용해도 좋다.

상기 램프유닛(23)을 구성하는 고압 수은증기 방전램프(21)는 보다 상세하게는, 도 4에 나타내는 바와 같이 발광관(21a)의 내부에, 텅스텐으로 이루어지는 코일 형상 또는 봉(棒)형상의 한쌍의 방전전극(21b, 21c)이 설치됨과 동시에, 도시하지 않은 수은 및 희가스 등이 봉입되어 구성되어 있다. 또한 봉입물질로서, 더욱이 할로겐 가스나, 브롬화(臭化) 메틸 등의 비금속 할로겐화물, 또는 브롬화 수은 등의 할로겐화 금속등이 봉입되어 있어도 좋다. 이 고압 수은증기 방전램프(21)는 방전전극(21b, 21c)의 사이에 형성되는 아크에 의한 발광부(21d)가 방물면경(22)의 초점에 위치하도록 설치되고, 발사된 광의 대부분이 방물면경(22)의 광축에 거의 평행한 광으로 되어 출사하도록 되어 있다. 보다 상세하게는 발광부(21d)가 이상적인 점광원이라면, 방물면경(22)으로부터 출사하는 광은 완전한 평행광으로 되지만, 실제로는 발광부(21d)는 어느 정도의 크기(유한체적)를 가지고 있기 때문에, 방물면경(22)의 초점의 근방으로부터 발해진 광은 다소 평행광으로부터 어긋난 광으로 된다. 그래서, 투사렌즈(36)등의 투사광학계는 평행광으로부터 어긋난 광이라도 발광부(21d)내의 각 부로부터 발사되는 광을 가능한 한 많이 스크린(37)에 투사하도록 설계된다.

다음으로, 고압 수은증기 방전램프(21)에서의 음극휘점의 이동 및 스크린 조도의 변동과, 고압 수은증기 방전램프(21)를 구동하는 전원의 주파수와의 관계에 대하여 설명한다.

스크린 조도의 변동을 계측하기 위해, 도 5에 나타내는 바와 같은 장치를 제작하였다. 즉, 결상(結像)렌즈(41)를 이용하여, 고압 수은증기 방전램프(21)의 방전전극(21b, 21c) 및 발광부(21d)가 20배로 확대된 상(21b', 21c', 21d')을 맺는 위치에 조도계(42)를 배치하였다. 상기 고압 수은증기 방전램프(21)로서는, 정격전력이 150W, 아크길이가 1.5mm(정격전력/아크길이 = 100W/mm)이며, 방전전극(21b, 21c)의 직경이 1.2mm인 물질을 이용하였다. 또한, 상기 조도계(42)는 수광부의 직경이 10mm(거의 음극휘점의 상의 크기)인 물질을 이용하였다. 이것에 의해 음극휘점이 이동한 경우, 조도계(42)의 지시값이 변화하므로, 그 지시값의 변화에 의해, 음극휘점의 이동정도가 계측가능하게 된다. 또한, 이 경우, 실제로는 조도계(42)의 위치에서의 조도를 계측하는 것으로 되지만, 이것은 실질적으로 방전전극(21b, 21c)의 선단부 부근의 휘도를 검출하는 것과 동일하다.

그래서, 상기 고압 수은증기 방전램프(21)에 주파수가 270Hz의 구형파(矩形波) 전압을 인가하여 점등시키고 조도를 계측한 바, 도 6에 나타내는 바와 같이 되었다. 즉, 어느 시점의 조도가 바로 전의 조도에 대하여 크게 변화하는 상태(조도변화)가 약 30분의 동안에 약 40회 발생하였다(조도가 크게 되는 경우와 작게 되는 경우를 각각 카운트). 이들은 전부 음극휘점의 이동에 의한 것이다.

한편, 상기 고압 수은증기 방전램프(21)에 주파수가 29kHz의 정현파 전압을 인가하여 점등시키고, 조도를 계측한 바, 도 7에 나타내는 바와 같이 상기한 바와 같은 조도의 변화, 즉 음극휘점의 이동은 거의 발생하지 않았다.

또한 도 3에 나타내는 영상 프로젝터에서 고압 수은증기 방전램프(21)에 동일한 전압(270Hz의 구형파 전압, 또는 29kHz의 정현파 전압)을 인가하여 스크린(37)을 관찰하면, 전자의 경우에만, 확실한 플리커가 지각되었다. 게다가, 여러가지의 주파수나 파형의 전압을 인가하여, 조도변화의 정도 및 빈도와, 투사화면에서의 플리커의 유무의 지각과의 관계를 조사하였다. 그결과, 예컨대 조도의 변화량이 바로 전의 조도의 ±5%를 넘고, 발생빈도가 60회/초 미만정도인 경우에, 플리커로서 인식되기 쉽고, 영상품질의 저하가 현저한 것을 알았다.

또한 게다가 상기 조도변화의 측정에 이용한 램프와, 동일한 제원(諸元)으로 아크길이가 1.7mm 및 1.8mm(정격전력/아크길이 ≒ 88, 83W/mm)의 램프에 대하여 여러가지의 전원주파수의 정현파 전압을 인가하여, 각각 동일한 측정을 3분간 행하였다. 그 결과를 하기(표 1)에 나타낸다.

동 표에 있어서, ○표시는 음극휘점의 이동이 발생하지 않은(조도의 변화량이 ±5%이하, 또는 발생빈도가 60회/초 이상이었다) 것을 나타내고, X표시는 음극휘점의 이동이 발생한(조도의 변화량이 ±5%를 넘고, 발생빈도가 60회/초 미만이었다) 것을 나타낸다. 동표로 부터, 전원주파수가 20kHz이상, 42kHz이하의 범위내에서, 음극휘점의 이동이 발생하지 않은(또는 적은) 주파수 대역이 존재하는 것을 알았다. 또한, 30kHz근처의 전원주파수에서는 어떠한 아크길이의 램프라도, 음극휘점의 이동이 발생하지 않았다. 따라서, 상기 대역내의 어느 한쪽의 주파수를 선택함으로써, 음극휘점의 이동을 억제하고 투사화면의 플리커를 방지할 수 있다. 특히, 방전전극(21b, 21c)의 선단부의 온도가 3000K정도 이상으로 되는 경우에는 음극휘점의 이동이 발생하기 쉬우므로, 상기 전원 주파수의 선택에 의한 플리커 방지의 큰 효과가 얻어진다.

또한, 정현파 전압에 한하지 않고, 구형파 전압을 인가한 경우도, 동일한 결과가 얻어졌지만, 정현파 전압을 인가하는 쪽이 보다 확실하게 음극휘점의 이동을 억제할 수 있었다. 또한, 상기의 예에서는 조도의 변화량의 문턱치를 ±5%로 한 예를 나타냈지만, 변화량이 ±5%이상이라도 영상 프로젝터에서의 투사광학계와의 조합 등에 따라서, 실질적으로 투사화면의 플리커 정도가 문제로 되지 않는 주파수라면, 선택해도 좋다. 또한, 고압 수은증기 방전램프의 제원은 상기의 것에 한하지 않고, 전원 주파수를 적절하게 선택하는 것에 의해 동일한 효과가 얻어진다. 특히, 정격전력/아크길이 ≥80W/mm의 경우나 아크길이(전극간 거리)가 3mm 이하의 경우에는 확실하게 투사화면의 플리커 방지의 효과가 얻어졌다.

영상 프로젝터의 다른 예에 대하여 설명한다. 이 영상 프로젝터는 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 도 3의 영상 프로젝터와 비교하여, 음극휘점의 이동을 검출하는 검출부(51)를 구비하고 있는 점과, 구동장치(24)가 고압 수은증기 방전램프(21)에 인가하는 전압의 주파수를 제어(조정)하는 주파수 제어부(52)를 구비하고 있는 점이 다르다. 상기 검출부(51)는 도 5와 마찬가지로 결상렌즈(41)와 조도계(42)를 구비하고, 방물면경(22)의 반사면(반사막이라도 가능)을 투과하여 누설되는 광에 의한 조도를 계측하도록 되어 있다. 주파수 제어부(52)는 상기 검출부(51)에 의한 계측결과에 따라서, 휘점의 이동이 억제되도록 구동장치(24)가 출력하는 전압의 주파수를 제어하도록 되어 있다. 보다 구체적으로는 예컨대 램프의 점등개시 시나, 조도의 변동이 검출된 때에, 20 ∼ 42kHz의 범위내에서 주파수를 순차 변경하고, 조도의 변동이 없는, 또는 적은 주파수를 써치하도록 되어 있다. 이와 같이 구성됨으로써, 고압 수은증기 방전램프(21)의 특성에 편차가 있는 경우나 경시변화가 발생하는 경우 등이라도, 확실하게 음극휘점의 이동을 억제하고, 투사화면의 플리커를 방지할 수 있다.

또한, 조도계(42)는 상기한 바와 같이 방물면경(22)의 반사면을 투과하여 누설되어 오는 광에 의한 조도를 계측하는 것에 한정되지 않고, 방물면경(22)의 출사광측에서 출사하는 광에 의해 계측하도록 해도 된다. 또한 스크린(37) 상에서의 조도를 검출하도록 해도 좋다. 또한, 반드시 상기한 바와 같이 검출부(51)를 구비하지 않고, 구동장치(24)가 출력하는 전압의 주파수를 수동으로 조정할 수 있도록 하는 등해도 좋다.

본 발명은, 주파수의 교류전압을 램프에 인가하는 구동장치를 이용함으로써, 음극휘점의 이동이 억제되므로, 예컨대 고압 수은증기 방전램프가 액정프로젝터 등에 이용되는 경우에, 음극휘점의 이동에 기인하는 투사화면의 플리커를 방지할 수 있어 높은 영상품질을 얻을 수 있다. 또한, 램프의 특성에 편차가 있는 경우나 경시변화가 발생하는 경우등이라도, 확실하게 음극휘점의 이동을 억제하고, 투사화면의 플리커를 방지할 수 있다.

Claims

발광관 내에, 대향하여 설치된 한쌍의 방전전극을 가지고, 적어도 수은과 희가스가 봉입된 고압 수은증기 방전램프의 구동방법으로서,

상기 방전전극 사이에, 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수의 교류전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동방법.
제1항에 있어서,

상기 고압 수은증기 방전램프는,

아크길이를 d[mm], 정격전력을 P[W]로 한 때에,

단위 아크길이당의 정격전력 P/d[W/mm]이

P/d ≥ 80[W/mm]

이 되도록, 상기 방전전극 사이의 거리 및 상기 정격전력이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동방법.
제1항에 있어서,

상기 교류전압의 주파수가, 20kHz이상, 42kHz이하의 범위내의 주파수인 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동방법.
발광관 내에, 대향하여 설치된 한쌍의 방전전극을 가지고, 적어도 수은과 희가스가 봉입된 고압 수은증기 방전램프의 상기 방전전극 사이에 교류전압을 인가하여 점등시키는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치로서,

상기 교류전압의 주파수가, 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수인 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
제4항에 있어서,

상기 고압 수은증기 방전램프는

아크길이를 d[mm], 정격전력을 P[W]으로 한 때에,

단위 아크길이당의 정격전력 P/d[W/mm]이

P/d ≥80[W/mm]

이 되도록, 상기 방전전극 사이의 거리 및 상기 정격전력이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
제4항에 있어서,

상기 교류전압의 주파수가, 20kHz이상, 42kHz이하의 범위내의 주파수인 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
제4항에 있어서,

상기 교류전압의 주파수는, 상기 방전전극의 선단부 부근의 아크의 상(像)을 소정의 투사면에 투사한 때에, 상기 투사면의 조도의 변화가 ±5%이하로 되는 주파수인 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
제4항에 있어서,

상기 고압 수은증기 방전램프는, 상기 방전전극 사이의 거리가 3[mm]이하인 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
제4항에 있어서,

상기 고압 수은증기 방전램프는, 점등시의 상기 방전전극의 선단부 부근의 온도가 3000K이상인 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
제4항에 있어서,

상기 교류전압의 주파수를 조정하는 주파수 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
제10항에 있어서,

상기 방전전극의 선단부 부근의 휘도를 검출하는 검출수단을 더 구비하고,

상기 주파수 조정수단은 상기 검출수단의 검출결과에 따라서, 상기 교류전압의 주파수를 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수로 조정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 고압 수은증기 방전램프의 구동장치.
발광관 내에, 대향하여 설치된 한쌍의 방전전극을 가지고, 적어도 수은과 희가스가 봉입된 고압 수은증기 방전램프와,

상기 방전전극 사이에 교류전압을 인가하여 상기 고압 수은증기 방전램프룰 점등시키는 구동장치를 구비하고,

상기 고압 수은증기 방전램프로부터 발해진 광을 광원광으로서, 영상을 투사스크린에 투사하는 영상 프로젝터로서,

상기 구동장치가 상기 고압 수은증기 방전램프에 인가하는 상기 교류전압의 주파수가, 상기 방전전극의 선단부 부근에 발생하는 음극휘점의 이동이 억제되는 주파수인 것을 특징으로 하는 영상 프로젝터.