JP2011138742A5 - - Google Patents

Description

液晶プロジェクタや、ＤＬＰ（Digital Light Processing、商標）プロジェクタといった投射型プロジェクタは、大画面表示が可能であり、表示画像のリアリティや迫力を再現する上で効果的なディスプレイ装置である。図７にこのプロジェクタの構成例を示す。
プロジェクタは、反射ミラーを備えた高圧放電ランプ１０およびランプに電力を供給する給電装置３０を備えた高圧放電ランプ点灯装置、プロジェクタ制御部３１、液晶パネル等から構成される光変調素子３２、および、光変調素子３２に表示された画像を拡大表示するための投影レンズなどからなる拡大装置３３などを基本的に備えて構成されており、拡大装置３３により拡大された画像がスクリーン３４に投影表示される。
プロジェクタ制御部３１は、パソコンあるいはテレビなどの外部装置３５から与えられた画像信号を受信、処理する画像制御部３１ａと、高圧放電ランプを点灯するための給電装置３０に対して点灯指令および点灯電力指令を送出する点灯制御部３１ｂとを備えている。

（１）
石英ガラスからなる放電容器の内部に一対の電極が対向配置されてなる高圧放電ランプと、
この放電ランプに交流電流を供給して給電装置を具備してなる高圧放電ランプ点灯装置において、
前記給電装置は、定常電力点灯モードと、
前記定常電力点灯モードよりも低い電力で電流を供給する調光電力点灯モードとを備え、
前記調光電力点灯モードにおいて、第一の期間（τ１）と第二の期間（τ２）とを備えてなる矩形波交流を供給するものであり、
前記第一の期間（τ１）では高周波電流であって、一方の電極（２０ａ）が陽極フェーズの際に流れる平均電流値（Ｉ１ａ）が、他方の電極（２０ｂ）が陽極フェーズの際に流れる平均電流値（Ｉ１ｂ）よりも高くなるように供給し、
前記第二の期間（τ２）では、前記高周波電流の半周期期間（τ０）よりも長い期間、前記平均電流値（Ｉ１ａ）よりも低い電流（Ｉ２）を供給することを特徴とする。
（２）
また、前記第一の期間（τ１）に供給される前記高周波電流は２周期以上であるのがよい。
（３）
また、前記第一の期間（τ１）において、前記一方の電極（２０ａ）に供給される平均電流値（Ｉ１ａ）は前記他方の電極（２０ｂ）に供給される平均電流値（Ｉ１ｂ）の１００〜４５０％であるのがよい。
（４）
また、前記第一の期間（τ１）における前記高周波電流の周波数は８０Ｈｚ以上であるのがよい。
（５）
また前記第二の期間（τ２）においては極性の切り替えが行われないのがよい。
（６）
また、前記第二の期間（τ２）において、前記他方の電極（２０ｂ）に電流が供給される期間は前記第一の期間（τ１）に前記一方の電極（２０ａ）に供給される高周波電流の半周期期間（τ０）を整数倍したものであるのがよい。
（７）
また、前記第一の期間（τ１）と前記第二の期間（τ２）の和（τ１＋τ２）が２５［ｍｓ］以下であるのがよい。
（８）
また、前記第一の期間（τ１）を前記第二の期間（τ２）で除した値（τ１／τ２）が０．２〜１０．５の範囲であるのがよい。
（９）
また、前記第一の期間（τ１）において、前記一方の電極（２０ａ）に偏重して投入される電力の総和ΔＳａ［Ａ・ｍｓ］と、前記第二の期間（τ２）において前記他方の電極（２０ｂ）に偏重して投入される電力の総和ΔＳｂとの関係が以下の関係を満足するのがよい。
（式） ０．２７≦ΔＳａ／ΔＳｂ≦１０．５
（１０）
また、前記給電装置は、前記第一の期間（τ１）に供給する高周波電流及び前記第二の期間（τ２）に供給する電流の極性を切り替え可能とする切替手段を備えているのがよい。
（１１）
ランプ電圧、ランプ電流もしくはランプ電力によって、前記第一の期間（τ１）における波形の電流偏重率（Ｉ１ａ／Ｉ１ｂ）を変更するのがよい。
（１２）
また、前記給電装置は、前記調光電力点灯モードにおいて、前記半周期期間（τ０）、前記第一の期間（τ１）および前記第二の期間（τ２）のうち少なくとも１つの期間に対し、供給される電流波形を複数備え、
前記少なくとも１つの期間、ランプの点灯状態に基づいて前記複数の電流波形から選択し、電流を供給するのがよい。
（１３）
また、前記給電装置は、調光電力点灯モードが一定時間経過するごとに、一定期間、当該調光電力点灯モードにおける電力よりも高い電極修復用電力に切り替えることを特徴とする。
（１４）
また、前記電極修復用電力は、前記定常電力点灯モードにおける電力よりも低い電力であるのがよい。
（１５）
また、前記給電装置は、
前記電極修復用電力が供給される期間において、
調光電力点灯モードの電力から前記電極修復用電力まで徐々に電力を上昇させるとともに、
前記第一の期間（τ１）における波形の電流偏重率（Ｉ１ａ／Ｉ１ｂ）を下げ、
一定期間、前記電極修復用電力を保持し、
その後、前記第２の電力から調光電力点灯モードの電力まで徐々に電力を下降させるとともに、
前記第一の期間（τ１）における波形の電流偏重率（Ｉ１ａ／Ｉ１ｂ）を徐々に上げるよう制御するのがよい。
（１６）
また、前記給電装置は、
前記電極修復用電力が供給される期間において、
前記第二の期間（τ２）の半周期期間を徐々に変整するよう制御するのがよい。
（１７）
また、前記給電装置は、
前記電極修復用電力供給後、調光電力点灯モードにおける第二の期間（τ２）に供給する電極の極性を反転させるのがよい。
（１８）
また、前記給電装置は、前記調光電力点灯モードおよび／または前記電極修復用電力が供給される期間において、前記半周期期間（τ０）、前記第一の期間（τ１）および前記第二の期間（τ２）のうち少なくとも１つの期間に対し、供給される電流波形を複数備え、
前記少なくとも１つの期間において、ランプの点灯状態に基づいて前記複数の電流波形から選択し、電流を供給するのがよい。
（１９）
また、前記給電装置は、
電極修復用電力供給後であり、前記調光電力点灯モードへ移行するときおよび／または、前記調光電力点灯モード移行後の所定の期間、
前記調光電力点灯モードの期間における半周期期間（τ０）、第一の期間（τ１）および第二の期間（τ２）のうちいずれかの期間（τ０、τ１またはτ２）が、その期間（τ０、τ１またはτ２）に対応する電極修復用電力供給時における当該期間（τ０、τ１またはτ２）よりも短くなるよう制御するのがよい。
（２０）
また、前記給電装置は、
前記電極修復用電力供給期間において、前記電流偏重率（Ｉ１ａ／Ｉ１ｂ）が高い側の電極が陽極フェーズで入力される積算電力を、他方の電極ｂにおける陽極フェーズで入力される積算電力よりも大きくするよう制御するのがよい。
（２１）
また、本発明に係るプロジェクタは、上記いずれかに記載の高圧放電ランプ点灯装置と、
画像信号を処理する画像制御部及び前記高圧放電ランプの点灯を制御する点灯制御部を備える制御部と、
光変調素子と、
拡大装置とを備えてなることを特徴とする。

本発明に係る高圧放電ランプ点灯装置によれば、調光電力点灯モードにおいて、第一の期間（τ１）と第二の期間（τ２）とを備えてなる矩形波交流を供給し、第一の期間（τ１）では高周波電流であって、一方の電極（２０ａ）が陽極フェーズの際に流れる平均電流値（Ｉ１ａ）が、他方の電極（２０ｂ）が陽極フェーズの際に流れる平均電流値（Ｉ１ｂ）よりも高くなるように供給し、前記第二の期間（τ２）では、前記高周波電流の半周期期間（τ０）よりも長い期間、前記平均電流値（Ｉ１ａ）よりも低い電流（Ｉ２）を供給するようにしたので、アークの輝点の移動を少なくすることができるとともに、両方の電極（２０ａ，２０ｂ）の先端の到達温度を電極の溶融温度（Ｔｍ）以上の温度に到達させることが可能になる。この結果、突起の変形を抑制することができるので、アークジャンプの発生を抑えることができるとともに発光管の黒化の発生を抑制することができ、ちらつきが少なく、使用寿命の長い高圧放電ランプ点灯装置とすることができる。
また、本発明に係るプロジェクタによれば、使用状況に応じた明るさで高圧放電ランプを点灯することができ、かつ調光電力点灯時において電力を極限まで小さくすることができるとともに、高圧放電ランプの寿命末期まで投射画像のちらつきを抑制することができて鮮明な映像を投射することができる。

制御部５は、駆動信号発生手段５１とコントローラ５２から構成される。
駆動信号発生手段５１は、例えば交流信号発生部５１ａ，５１ｂと、最小の時間単位は時間幅τ０で構成されるように駆動期間が非対称な矩形波を発生させる非対称矩形波信号発生部５１ｃと、これらの出力を選択するセレクタ５１ｄから構成されており、交流信号発生部５１ａ，５１ｂ、非対称矩形波発生部５１ｃの出力を選択的に出力し、フルブリッジ回路２のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するための駆動信号を発生する。
コントローラ５２は、ランプ１０の点灯動作を制御する点灯動作制御部５２ａと、外部からの点灯電力指令に応じて、降圧チョッパ回路１のスイッチング素子Ｑｘを設定されたデューティで駆動し、ランプ電力を制御する電力制御部５２ｃを備える。
また、上記スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の駆動信号を設定するため、定常電力点灯モードと、０．８×Ｐ（Ｗ）以下の電力で動作させる調光電力点灯モードの切り替えに応じて、上記駆動信号発生手段５１のセレクタ５１ｄに周波数選択指令を送出する周波数選択部５２ｂを備える。

ところで、本願発明に係る高圧放電ランプ点灯装置においては、ランプ電圧、ランプ電流、ランプ電力のいずれかのパラメータを用いて第一の期間における高周波電流波形の電流偏重率（Ｉ１ａ／Ｉ１ｂ）を変更すればよい。ランプ電圧、ランプ電流もしくはランプ電力の絶対値もしくは変化速度を検知し、これに基いて電極先端突起形状の損耗程度を判断する。第一の期間の波形（第一の波形）の電流偏重率を適切に選択し、変更することによって、電極先端突起形状が変形することを回避し、ちらつきや電極間距離の拡大や黒化の発生等を抑制することができる。

Claims (2)

1. 石英ガラスからなる放電容器の内部に一対の電極が対向配置されてなる高圧放電ランプと、この高圧放電ランプに交流電流を供給する給電装置とを具備してなる高圧放電ランプ点灯装置において、
   前記給電装置は、定常電力点灯モードと、前記定常電力点灯モードよりも低い電力で電流を供給する調光電力点灯モードとを備え、
   前記調光電力点灯モードにおいて、第一の期間（τ１）と第二の期間（τ２）とを備えてなる矩形波交流を供給するものであり、
   前記第一の期間（τ１）では、高周波電流であって、一方の電極（２０ａ）が陽極フェーズの際に流れる平均電流値（Ｉ１ａ）が、他方の電極（２０ｂ）が陽極フェーズの際に流れる平均電流値（Ｉ１ｂ）よりも高くなるように供給し、
   前記第二の期間（τ２）では、前記高周波電流の半周期期間（τ０）よりも長い期間、前記平均電流値（Ｉ１ａ）よりも低い電流（Ｉ２）を供給する
   ことを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
2. 請求項１〜２０のいずれかに記載の高圧放電ランプ点灯装置と、
   画像信号を処理する画像制御部及び前記高圧放電ランプの点灯を制御する点灯制御部を備える制御部と、
   光変調素子と、
   拡大装置とを備えてなることを特徴とするプロジェクタ。