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技術 放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、および放電灯駆動方法

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 鈴木淳一
出願日 2018年3月20日 (2年9ヶ月経過) 出願番号 2018-053061
公開日 2019年9月26日 (1年2ヶ月経過) 公開番号 2019-164950
状態 未査定
技術分野 放電ランプ高周波または変換器直流点灯回路
主要キーワード 駆動電流情報 減少期間 駆動パラメーター 増加期間 消灯命令 駆動サイクル 極性状態 点灯命令
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

放電灯寿命を向上できる放電灯駆動装置を提供する。

解決手段

本発明の放電灯駆動装置一つの態様は、第1電極および第2電極を有する放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、放電灯駆動部を制御する制御部と、放電灯の電極間電圧を検出する電圧検出部と、を備え、制御部は、混合期間の中で第2期間が設けられる間隔の長さが変化しない定長駆動と、間隔の長さを変化させる変調駆動と、を実行可能であり、電極間電圧が所定電圧値以下である場合における定長駆動が実行される実行時間と変調駆動が実行される実行時間との合計に対する変調駆動が実行される実行時間の第1割合は、電極間電圧が所定電圧値よりも大きい場合における定長駆動が実行される実行時間と変調駆動が実行される実行時間との合計に対する変調駆動が実行される実行時間の第2割合よりも小さいことを特徴とする。

概要

背景

例えば、特許文献1には、高圧放電ランプに供給する交流電流周波数を、第1の周波数と、第1の周波数よりも大きい第2の周波数とに切り替え、第1の周波数の交流電流を半周期の長さで高圧放電ランプに供給する構成が記載されている。

概要

放電灯寿命を向上できる放電灯駆動装置を提供する。本発明の放電灯駆動装置一つの態様は、第1電極および第2電極を有する放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、放電灯駆動部を制御する制御部と、放電灯の電極間電圧を検出する電圧検出部と、を備え、制御部は、混合期間の中で第2期間が設けられる間隔の長さが変化しない定長駆動と、間隔の長さを変化させる変調駆動と、を実行可能であり、電極間電圧が所定電圧値以下である場合における定長駆動が実行される実行時間と変調駆動が実行される実行時間との合計に対する変調駆動が実行される実行時間の第1割合は、電極間電圧が所定電圧値よりも大きい場合における定長駆動が実行される実行時間と変調駆動が実行される実行時間との合計に対する変調駆動が実行される実行時間の第2割合よりも小さいことを特徴とする。

目的

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、放電灯の寿命を向上できる放電灯駆動装置、そのような放電灯駆動装置を備えた光源装置、およびそのような光源装置を備えたプロジェクターを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1電極および第2電極を有する放電灯駆動電流を供給する放電灯駆動部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部と、前記放電灯の電極間電圧を検出する電圧検出部と、を備え、前記制御部は、前記放電灯に交流電流が供給される第1期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第2期間とが交互に繰り返される混合期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第1直流期間、および前記第1直流期間において前記放電灯に供給される前記直流電流の極性と反対の極性を有する直流電流が前記放電灯に供給される第2直流期間を交互に含む第3期間と、が設けられるように前記放電灯駆動部を制御し、前記第1直流期間の長さは、前記第2直流期間の長さよりも大きく、前記第2直流期間の長さは、0.5msよりも小さく、前記第3期間における前記第1直流期間の長さの合計は、前記第2期間の長さよりも大きく、前記制御部は、前記混合期間の中で前記第2期間が設けられる間隔の長さが変化しない定長駆動と、前記間隔の長さを変化させる変調駆動と、を実行可能であり、前記電極間電圧が所定電圧値以下である場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第1割合は、前記電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第2割合よりも小さいことを特徴とする放電灯駆動装置

請求項2

前記第1割合は、ゼロであり、前記制御部は、前記電極間電圧が前記所定電圧値以下の場合、前記変調駆動を実行しない、請求項1に記載の放電灯駆動装置。

請求項3

前記電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記定長駆動が実行される実行時間の第3割合は、ゼロであり、前記制御部は、前記電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合、前記定長駆動から前記変調駆動に切り換える、請求項2に記載の放電灯駆動装置。

請求項4

前記制御部は、前記変調駆動において、前記間隔の長さが時間の経過に応じて減少する減少期間と、前記間隔の長さが時間の経過に応じて増加する増加期間と、が設けられるように前記放電灯駆動部を制御する、請求項1から3のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。

請求項5

前記制御部は、前記減少期間において、前記間隔の長さにおける変化の傾きが時間の経過に応じて小さくなるように前記放電灯駆動部を制御する、請求項4に記載の放電灯駆動装置。

請求項6

前記制御部は、前記増加期間において、前記間隔の長さにおける変化の傾きが時間の経過に応じて大きくなるように前記放電灯駆動部を制御する、請求項4または5に記載の放電灯駆動装置。

請求項7

前記定長駆動における前記間隔の長さは、前記変調駆動における前記間隔の長さの最大値よりも小さく、前記変調駆動における前記間隔の長さの最小値よりも大きい、請求項1から6のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。

請求項8

光を射出する放電灯と、請求項1から7のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置と、を備えることを特徴とする光源装置

請求項9

請求項8に記載の光源装置と、前記光源装置から射出される光を画像信号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、を備えることを特徴とするプロジェクター

請求項10

第1電極および第2電極を有する放電灯に駆動電流を供給して、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、前記放電灯に交流電流が供給される第1期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第2期間とが交互に繰り返される混合期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第1直流期間、および前記第1直流期間において前記放電灯に供給される前記直流電流の極性と反対の極性を有する直流電流が前記放電灯に供給される第2直流期間を交互に含む第3期間と、が設けられ、前記第1直流期間の長さは、前記第2直流期間の長さよりも大きく、前記第2直流期間の長さは、0.5msよりも小さく、前記第3期間における前記第1直流期間の長さの合計は、前記第2期間の長さよりも大きく、前記混合期間の中で前記第2期間が設けられる間隔の長さが変化しない定長駆動と、前記間隔の長さを変化させる変調駆動と、を実行し、前記放電灯の電極間電圧が所定電圧値以下である場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第1割合は、前記電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第2割合よりも小さいことを特徴とする放電灯駆動方法。

技術分野

0001

本発明は、放電灯駆動装置光源装置プロジェクター、および放電灯駆動方法に関する。

背景技術

0002

例えば、特許文献1には、高圧放電ランプに供給する交流電流周波数を、第1の周波数と、第1の周波数よりも大きい第2の周波数とに切り替え、第1の周波数の交流電流を半周期の長さで高圧放電ランプに供給する構成が記載されている。

先行技術

0003

特開2011−124184号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記のようなランプ放電灯)においては、ランプの寿命を向上させることを目的として、第1の周波数の交流電流が半周期の長さでランプに供給される期間(第2期間)が設けられる間隔の長さを変化させることが考えられる。しかし、単純に間隔の長さを変化させても、放電灯の寿命を向上させにくい場合があった。

0005

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、放電灯の寿命を向上できる放電灯駆動装置、そのような放電灯駆動装置を備えた光源装置、およびそのような光源装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、放電灯の寿命を向上できる放電灯駆動方法を提供することを目的の一つとする。

課題を解決するための手段

0006

本発明の放電灯駆動装置の一つの態様は、第1電極および第2電極を有する放電灯に駆動電流を供給する放電灯駆動部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部と、前記放電灯の電極間電圧を検出する電圧検出部と、を備え、前記制御部は、前記放電灯に交流電流が供給される第1期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第2期間とが交互に繰り返される混合期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第1直流期間、および前記第1直流期間において前記放電灯に供給される前記直流電流の極性と反対の極性を有する直流電流が前記放電灯に供給される第2直流期間を交互に含む第3期間と、が設けられるように前記放電灯駆動部を制御し、前記第1直流期間の長さは、前記第2直流期間の長さよりも大きく、前記第2直流期間の長さは、0.5msよりも小さく、前記第3期間における前記第1直流期間の長さの合計は、前記第2期間の長さよりも大きく、前記制御部は、前記混合期間の中で前記第2期間が設けられる間隔の長さが変化しない定長駆動と、前記間隔の長さを変化させる変調駆動と、を実行可能であり、前記電極間電圧が所定電圧値以下である場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第1割合は、前記電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第2割合よりも小さいことを特徴とする。

0007

本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、電極間電圧が所定電圧値以下である場合における変調駆動が実行される実行時間の第1割合は、電極間電圧が所定電圧値よりも大きい場合における変調駆動が実行される実行時間の第2割合よりも小さい。そのため、電極間電圧が比較的小さい初期の状態において、変調駆動が実行される割合を小さくすることができる。これにより、第1電極および第2電極に加えられる熱負荷が過剰に大きくなることを抑制でき、各電極の突起が過剰に溶融することを抑制できる。したがって、本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、電極間電圧が比較的小さい初期の状態において、各電極の突起が移動することを抑制でき、放電灯の寿命を向上できる。

0008

一方、電極間電圧が比較的大きくなり、放電灯がある程度劣化した状態においては、変調駆動が実行される割合を相対的に大きくすることができる。そのため、第1電極および第2電極に対して加えられる熱負荷の変化による刺激を大きくしやすく、放電灯がある程度劣化した状態においても各電極の突起を好適に成長させることができる。これにより、放電灯の寿命をより向上できる。また、電極間電圧がある程度大きくなった状態においては、第1電極および第2電極に流れる駆動電流が小さくなる。そのため、変調駆動においても各電極の突起が過剰に溶融することを抑制でき、各電極の突起が移動することを抑制できる。したがって、放電灯の寿命が低下することを抑制できる。

0009

前記第1割合は、ゼロであり、前記制御部は、前記電極間電圧が前記所定電圧値以下の場合、前記変調駆動を実行しない構成としてもよい。
この構成によれば、各電極の突起の移動が生じることをより抑制でき、放電灯の寿命をより向上できる。

0010

前記電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記定長駆動が実行される実行時間の第3割合は、ゼロであり、前記制御部は、前記電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合、前記定長駆動から前記変調駆動に切り換える構成としてもよい。
この構成によれば、放電灯が劣化した場合に、第1電極および第2電極に加えられる熱負荷の変化による刺激をより好適に大きくしやすい。したがって、放電灯の寿命をより向上できる。

0011

前記制御部は、前記変調駆動において、前記間隔の長さが時間の経過に応じて減少する減少期間と、前記間隔の長さが時間の経過に応じて増加する増加期間と、が設けられるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、変調駆動において第1電極および第2電極に対して加えられる熱負荷の変化による刺激を大きくできる。これにより、変調駆動において各電極の突起を成長させやすくでき、放電灯の寿命をより向上できる。この効果は、放電灯がある程度劣化した状態において変調駆動を実行する場合に、特に有用である。

0012

前記制御部は、前記減少期間において、前記間隔の長さにおける変化の傾きが時間の経過に応じて小さくなるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、減少期間において、混合期間の中で第2期間が設けられる間隔の長さが小さくなる程、間隔の長さの変化が緩やかになる。これにより、減少期間において、間隔の長さが比較的小さくなっている期間を長くできる。間隔の長さが小さい程、放電灯に直流電流が供給される第2期間が頻繁に設けられるため、各電極の突起を溶融させやすい。したがって、減少期間において、より好適に各電極の突起を溶融させることができ、放電灯の寿命をより向上できる。この効果は、放電灯がある程度劣化した状態において変調駆動を実行する場合に、特に有用である。

0013

前記制御部は、前記増加期間において、前記間隔の長さにおける変化の傾きが時間の経過に応じて大きくなるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、増加期間において、混合期間の中で第2期間が設けられる間隔の長さが比較的小さくなっている期間を長くできる。したがって、増加期間において、より好適に各電極の突起を溶融させることができ、放電灯の寿命をより向上できる。この効果は、放電灯がある程度劣化した状態において変調駆動を実行する場合に、特に有用である。

0014

前記定長駆動における前記間隔の長さは、前記変調駆動における前記間隔の長さの最大値よりも小さく、前記変調駆動における前記間隔の長さの最小値よりも大きい構成としてもよい。
この構成によれば、定長駆動から変調駆動に切り換えられた際に、混合期間の中で第2期間が設けられる間隔の長さが、定長駆動における間隔の長さよりも小さい値から大きい値まで変化するようになる。これにより、定長駆動から変調駆動に切り換えられたことによって第1電極および第2電極に加えられる熱負荷の変化の刺激を大きくしやすい。したがって、放電灯の寿命をより向上できる。また、電極間電圧が比較的小さい初期の状態において定長駆動を実行する際に、第1電極および第2電極に加えられる熱負荷を好適にしやすい。

0015

本発明の光源装置の一つの態様は、光を射出する放電灯と、上記の放電灯駆動装置と、を備えることを特徴とする。

0016

本発明の光源装置の一つの態様によれば、上記放電灯駆動装置を備えるため、上述したのと同様に、放電灯の寿命を向上できる。

0017

本発明のプロジェクターの一つの態様は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を画像信号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、を備えることを特徴とする。

0018

本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、上記光源装置を備えるため、上述したのと同様に、放電灯の寿命を向上できる。

0019

本発明の放電灯駆動方法の一つの態様は、第1電極および第2電極を有する放電灯に駆動電流を供給して、前記放電灯を駆動する放電灯駆動方法であって、前記放電灯に交流電流が供給される第1期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第2期間とが交互に繰り返される混合期間と、前記放電灯に直流電流が供給される第1直流期間、および前記第1直流期間において前記放電灯に供給される前記直流電流の極性と反対の極性を有する直流電流が前記放電灯に供給される第2直流期間を交互に含む第3期間と、が設けられ、前記第1直流期間の長さは、前記第2直流期間の長さよりも大きく、前記第2直流期間の長さは、0.5msよりも小さく、前記第3期間における前記第1直流期間の長さの合計は、前記第2期間の長さよりも大きく、前記混合期間の中で前記第2期間が設けられる間隔の長さが変化しない定長駆動と、前記間隔の長さを変化させる変調駆動と、を実行し、前記電極間電圧が所定電圧値以下である場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第1割合は、前記放電灯の電極間電圧が前記所定電圧値よりも大きい場合における前記定長駆動が実行される実行時間と前記変調駆動が実行される実行時間との合計に対する前記変調駆動が実行される実行時間の第2割合よりも小さいことを特徴とする。

0020

本発明の放電灯駆動方法の一つの態様によれば、上述したのと同様にして、放電灯の寿命を向上できる。

図面の簡単な説明

0021

本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
本実施形態における放電灯を示す図である。
本実施形態のプロジェクターの各種構成要素を示すブロック図である。
本実施形態の放電灯点灯装置回路図である。
本実施形態の制御部の一構成例を示すブロック図である。
放電灯の電極先端の突起の様子を示す図である。
放電灯の電極先端の突起の様子を示す図である。
本実施形態における放電灯に駆動電流が供給される期間の変化の一例を示す模式図である。
本実施形態における混合期間の駆動電流波形の一例を示す図である。
本実施形態における第3期間の駆動電流波形の一例を示す図である。
本実施形態における第4期間の駆動電流波形の一例を示す図である。
本実施形態の定長駆動における第2期間が設けられる間隔の長さの一例を示すグラフである。
本実施形態の変調駆動における第2期間が設けられる間隔の長さの一例を示すグラフである。

0022

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

0023

図1は、本実施形態のプロジェクター500を示す概略構成図である。図1に示すように、本実施形態のプロジェクター500は、光源装置200と、平行化レンズ305と、照明光学系310と、色分離光学系320と、3つの液晶ライトバルブ(光変調装置)330R,330G,330Bと、クロスダイクロイックプリズム340と、投射光学系350と、を備えている。

0024

光源装置200から射出された光は、平行化レンズ305を通過して照明光学系310に入射する。平行化レンズ305は、光源装置200からの光を平行化する。

0025

照明光学系310は、光源装置200から射出される光の照度を、液晶ライトバルブ330R,330G,330B上において均一化するように調整する。さらに、照明光学系310は、光源装置200から射出される光の偏光方向を一方向に揃える。その理由は、光源装置200から射出される光を液晶ライトバルブ330R,330G,330Bで有効に利用するためである。

0026

照度分布と偏光方向とが調整された光は、色分離光学系320に入射する。色分離光学系320は、入射光赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)の3つの色光に分離する。3つの色光は、各色光に対応付けられた液晶ライトバルブ330R,330G,330Bにより、画像信号に応じてそれぞれ変調される。液晶ライトバルブ330R,330G,330Bは、後述する液晶パネル560R,560G,560Bと、偏光板(図示せず)と、を備えている。偏光板は、液晶パネル560R,560G,560Bのそれぞれの光入射側および光射出側に配置される。

0027

変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム340により合成される。合成光は投射光学系350に入射する。投射光学系350は、入射光をスクリーン700(図3参照)に投射する。これにより、スクリーン700上に画像が表示される。なお、平行化レンズ305、照明光学系310、色分離光学系320、クロスダイクロイックプリズム340、投射光学系350の各々の構成としては、周知の構成を採用することができる。

0028

図2は、光源装置200の構成を示す断面図である。光源装置200は、光源ユニット210と、放電灯点灯装置(放電灯駆動装置)10と、を備えている。図2には、光源ユニット210の断面図が示されている。光源ユニット210は、主反射鏡112と、放電灯90と、副反射鏡113と、を備えている。

0029

放電灯点灯装置10は、放電灯90に駆動電流Iを供給して放電灯90を点灯させる。主反射鏡112は、放電灯90から放出された光を照射方向Dに向けて反射する。照射方向Dは、放電灯90の光軸AXと平行である。

0030

放電灯90の形状は、照射方向Dに沿って延びる棒状である。放電灯90の一方の端部を第1端部90e1とし、放電灯90の他方の端部を第2端部90e2とする。放電灯90の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。放電灯90の中央部は球状に膨らんでおり、その内部は放電空間91である。放電空間91には、希ガス金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガス封入されている。

0031

放電空間91には、第1電極92および第2電極93の先端が突出している。第1電極92は、放電空間91の第1端部90e1側に配置されている。第2電極93は、放電空間91の第2端部90e2側に配置されている。第1電極92および第2電極93の形状は、光軸AXに沿って延びる棒状である。放電空間91には、第1電極92および第2電極93の電極先端部が、所定距離だけ離れて対向するように配置されている。第1電極92および第2電極93の材料は、例えば、タングステン等の金属である。

0032

放電灯90の第1端部90e1に、第1端子536が設けられている。第1端子536と第1電極92とは、放電灯90の内部を貫通する導電性部材534により電気的に接続されている。同様に、放電灯90の第2端部90e2に、第2端子546が設けられている。第2端子546と第2電極93とは、放電灯90の内部を貫通する導電性部材544により電気的に接続されている。第1端子536および第2端子546の材料は、例えば、タングステン等の金属である。導電性部材534,544の材料としては、例えば、モリブデン箔が利用される。

0033

第1端子536および第2端子546は、放電灯点灯装置10に接続されている。放電灯点灯装置10は、第1端子536および第2端子546に、放電灯90を駆動するための駆動電流Iを供給する。その結果、第1電極92および第2電極93の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光(放電光)は、破線の矢印で示すように、放電位置から全方向に向かって放射される。

0034

主反射鏡112は、固定部材114により、放電灯90の第1端部90e1に固定されている。主反射鏡112は、放電光のうち、照射方向Dと反対側に向かって進む光を照射方向Dに向かって反射する。主反射鏡112の反射面(放電灯90側の面)の形状は、放電光を照射方向Dに向かって反射できる範囲内において、特に限定されず、例えば、回転楕円形状であっても、回転放物線形状であってもよい。例えば、主反射鏡112の反射面の形状を回転放物線形状とした場合、主反射鏡112は、放電光を光軸AXに略平行な光に変換することができる。これにより、平行化レンズ305を省略することができる。

0035

副反射鏡113は、固定部材522により、放電灯90の第2端部90e2側に固定されている。副反射鏡113の反射面(放電灯90側の面)の形状は、放電空間91の第2端部90e2側の部分を囲む球面形状である。副反射鏡113は、放電光のうち、主反射鏡112が配置された側と反対側に向かって進む光を主反射鏡112に向かって反射する。これにより、放電空間91から放射される光の利用効率を高めることができる。

0036

固定部材114,522の材料は、放電灯90からの発熱に耐え得る耐熱材料である範囲内において、特に限定されず、例えば、無機接着剤である。主反射鏡112および副反射鏡113と放電灯90との配置を固定する方法としては、主反射鏡112および副反射鏡113を放電灯90に固定する方法に限らず、任意の方法を採用できる。例えば、放電灯90と主反射鏡112とを、独立にプロジェクター500の筐体(図示せず)に固定してもよい。副反射鏡113についても同様である。

0037

以下、プロジェクター500の回路構成について説明する。
図3は、本実施形態のプロジェクター500の回路構成の一例を示す図である。プロジェクター500は、図1に示した光学系の他、画像信号変換部510と、直流電源装置80と、液晶パネル560R,560G,560Bと、画像処理装置570と、CPU(Central Processing Unit)580と、を備えている。

0038

画像信号変換部510は、外部から入力された画像信号502(輝度色差信号アナログRGB信号など)を所定のワード長デジタルRGB信号に変換して画像信号512R,512G,512Bを生成し、画像処理装置570に供給する。

0039

画像処理装置570は、3つの画像信号512R,512G,512Bに対してそれぞれ画像処理を行う。画像処理装置570は、液晶パネル560R,560G,560Bをそれぞれ駆動するための駆動信号572R,572G,572Bを液晶パネル560R,560G,560Bに供給する。

0040

直流電源装置80は、外部の交流電源600から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換する。直流電源装置80は、トランス(図示しないが、直流電源装置80に含まれる)の2次側にある画像信号変換部510、画像処理装置570およびトランスの1次側にある放電灯点灯装置10に直流電圧を供給する。

0041

放電灯点灯装置10は、起動時に放電灯90の電極間高電圧を発生し、絶縁破壊を生じさせて放電路を形成する。以後、放電灯点灯装置10は、放電灯90が放電を維持するための駆動電流Iを供給する。

0042

液晶パネル560R,560G,560Bは、前述した液晶ライトバルブ330R,330G,330Bにそれぞれ備えられている。液晶パネル560R,560G,560Bは、それぞれ駆動信号572R,572G,572Bに基づいて、前述した光学系を介して各液晶パネル560R,560G,560Bに入射される色光の透過率(輝度)を変調する。

0043

CPU580は、プロジェクター500の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を制御する。例えば、図3の例では、通信信号582を介して点灯命令消灯命令を放電灯点灯装置10に出力する。CPU580は、放電灯点灯装置10から通信信号584を介して放電灯90の点灯情報を受け取る。

0044

以下、放電灯点灯装置10の構成について説明する。
図4は、放電灯点灯装置10の回路構成の一例を示す図である。
放電灯点灯装置10は、図4に示すように、電力制御回路20と、極性反転回路30と、制御部40と、動作検出部60と、イグナイター回路70と、を備えている。

0045

電力制御回路20は、放電灯90に供給する駆動電力Wdを生成する。本実施形態においては、電力制御回路20は、直流電源装置80からの電圧を入力とし、入力電圧降圧して直流電流Idを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。

0046

電力制御回路20は、スイッチ素子21、ダイオード22、コイル23およびコンデンサー24を含んで構成される。スイッチ素子21は、例えば、トランジスターで構成される。本実施形態においては、スイッチ素子21の一端は直流電源装置80の正電圧側に接続され、他端はダイオード22のカソード端子およびコイル23の一端に接続されている。

0047

コイル23の他端にコンデンサー24の一端が接続され、コンデンサー24の他端はダイオード22のアノード端子および直流電源装置80の負電圧側に接続されている。スイッチ素子21の制御端子には、後述する制御部40から電流制御信号が入力されてスイッチ素子21のON/OFFが制御される。電流制御信号には、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御信号が用いられてもよい。

0048

スイッチ素子21がONすると、コイル23に電流が流れ、コイル23にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチ素子21がOFFすると、コイル23に蓄えられたエネルギーがコンデンサー24とダイオード22とを通る経路で放出される。その結果、スイッチ素子21がONする時間の割合に応じた直流電流Idが発生する。

0049

極性反転回路30は、電力制御回路20から入力される直流電流Idを所定のタイミングで極性反転させる。これにより、極性反転回路30は、制御された時間だけ継続する直流である駆動電流I、もしくは、任意の周波数を持つ交流である駆動電流Iを生成し、出力する。本実施形態において、極性反転回路30は、インバーターブリッジ回路(フルブリッジ回路)で構成されている。

0050

極性反転回路30は、例えば、トランジスターなどで構成される第1のスイッチ素子31、第2のスイッチ素子32、第3のスイッチ素子33、および第4のスイッチ素子34を含んでいる。極性反転回路30は、直列接続された第1のスイッチ素子31および第2のスイッチ素子32と、直列接続された第3のスイッチ素子33および第4のスイッチ素子34と、が互いに並列接続された構成を有する。第1のスイッチ素子31、第2のスイッチ素子32、第3のスイッチ素子33、および第4のスイッチ素子34の制御端子には、それぞれ制御部40から極性反転制御信号が入力される。この極性反転制御信号に基づいて、第1のスイッチ素子31、第2のスイッチ素子32、第3のスイッチ素子33および第4のスイッチ素子34のON/OFF動作が制御される。

0051

極性反転回路30においては、第1のスイッチ素子31および第4のスイッチ素子34と、第2のスイッチ素子32および第3のスイッチ素子33と、を交互にON/OFFさせる動作が繰り返される。これにより、電力制御回路20から出力される直流電流Idの極性が交互に反転する。極性反転回路30は、第1のスイッチ素子31と第2のスイッチ素子32との共通接続点、および第3のスイッチ素子33と第4のスイッチ素子34との共通接続点から、制御された時間だけ同一極性状態を継続する直流である駆動電流I、もしくは制御された周波数をもつ交流である駆動電流Iを生成し、出力する。

0052

すなわち、極性反転回路30は、第1のスイッチ素子31および第4のスイッチ素子34がONのときには第2のスイッチ素子32および第3のスイッチ素子33がOFFであり、第1のスイッチ素子31および第4のスイッチ素子34がOFFのときには第2のスイッチ素子32および第3のスイッチ素子33がONであるように制御される。したがって、第1のスイッチ素子31および第4のスイッチ素子34がONのときには、コンデンサー24の一端から第1のスイッチ素子31、放電灯90、第4のスイッチ素子34の順に流れる駆動電流Iが発生する。第2のスイッチ素子32および第3のスイッチ素子33がONのときには、コンデンサー24の一端から第3のスイッチ素子33、放電灯90、第2のスイッチ素子32の順に流れる駆動電流Iが発生する。

0053

本実施形態において、電力制御回路20と極性反転回路30とを合わせた部分が放電灯駆動部230に対応する。すなわち、放電灯駆動部230は、放電灯90を駆動する駆動電流Iを放電灯90に供給する。

0054

制御部40は、放電灯駆動部230を制御する。図4の例では、制御部40は、電力制御回路20および極性反転回路30を制御することにより、駆動電流Iが同一極性を継続する保持時間、駆動電流Iの電流値(駆動電力Wdの電力値)、周波数等パラメーターを制御する。制御部40は、極性反転回路30に対して、駆動電流Iの極性反転タイミングにより、駆動電流Iが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Iの周波数等を制御する極性反転制御を行う。制御部40は、電力制御回路20に対して、出力される直流電流Idの電流値を制御する電流制御を行う。

0055

本実施形態において制御部40は、交流駆動と、直流駆動と、片寄駆動と、低周波交流駆動と、混合駆動と、を実行可能である。交流駆動は、放電灯90に交流電流が供給される駆動である。直流駆動は、放電灯90に直流電流が供給される駆動である。

0056

片寄駆動は、放電灯90に極性の異なる直流電流が交互に供給され、一方の極性の直流電流の長さが、他方の極性の直流電流の長さよりも十分に長い駆動である。低周波交流駆動は、放電灯90に交流駆動の交流電流よりも周波数の低い交流電流が供給される駆動である。混合駆動は、交流駆動と直流駆動とが交互に実行される駆動である。各放電灯駆動によって放電灯90に供給される駆動電流Iの駆動電流波形については、後段において詳述する。

0057

制御部40の構成は、特に限定されない。本実施形態においては、制御部40は、システムコントローラー41、電力制御回路コントローラー42、および極性反転回路コントローラー43を含んで構成されている。なお、制御部40は、その一部または全てを半導体集積回路で構成してもよい。

0058

システムコントローラー41は、電力制御回路コントローラー42および極性反転回路コントローラー43を制御することにより、電力制御回路20および極性反転回路30を制御する。システムコントローラー41は、動作検出部60が検出したランプ電圧(電極間電圧)Vlaおよび駆動電流Iに基づき、電力制御回路コントローラー42および極性反転回路コントローラー43を制御してもよい。

0059

本実施形態においては、システムコントローラー41には、記憶部44が接続されている。
システムコントローラー41は、記憶部44に格納された情報に基づき、電力制御回路20および極性反転回路30を制御してもよい。記憶部44には、例えば、駆動電流Iが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Iの電流値、周波数、波形変調パターン等の駆動パラメーターに関する情報が格納されていてもよい。

0060

電力制御回路コントローラー42は、システムコントローラー41からの制御信号に基づき、電力制御回路20へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路20を制御する。

0061

極性反転回路コントローラー43は、システムコントローラー41からの制御信号に基づき、極性反転回路30へ極性反転制御信号を出力することにより、極性反転回路30を制御する。

0062

制御部40は、専用回路を用いて実現され、上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることができる。これに対して、制御部40は、例えば、CPUが記憶部44に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。

0063

図5は、制御部40の他の構成例について説明するための図である。図5に示すように、制御部40は、制御プログラムにより、電力制御回路20を制御する電流制御手段40−1、極性反転回路30を制御する極性反転制御手段40−2として機能するように構成されてもよい。

0064

図4に示した例では、制御部40は、放電灯点灯装置10の一部として構成されている。これに対して、制御部40の機能の一部をCPU580が担うように構成されていてもよい。

0065

動作検出部60は、本実施形態においては、放電灯90のランプ電圧Vlaを検出して制御部40にランプ電圧情報を出力する電圧検出部を含む。また、動作検出部60は、駆動電流Iを検出して制御部40に駆動電流情報を出力する電流検出部などを含んでいてもよい。本実施形態においては、動作検出部60は、第1の抵抗61、第2の抵抗62および第3の抵抗63を含んで構成されている。

0066

本実施形態において、動作検出部60の電圧検出部は、放電灯90と並列に、互いに直列接続された第1の抵抗61および第2の抵抗62で分圧した電圧によりランプ電圧Vlaを検出する。また、本実施形態において、電流検出部は、放電灯90に直列に接続された第3の抵抗63に発生する電圧により駆動電流Iを検出する。

0067

イグナイター回路70は、放電灯90の点灯開始時にのみ動作する。イグナイター回路70は、放電灯90の点灯開始時に放電灯90の電極間(第1電極92と第2電極93との間)を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧(放電灯90の通常点灯時よりも高い電圧)を、放電灯90の電極間(第1電極92と第2電極93との間)に供給する。本実施形態においては、イグナイター回路70は、放電灯90と並列に接続されている。

0068

図6Aおよび図6Bには、第1電極92および第2電極93の先端部分が示されている。第1電極92および第2電極93の先端にはそれぞれ突起552p,562pが形成されている。図6Aは、第1電極92が陽極として動作し、第2電極93が陰極として動作する第1極性状態を示している。第1極性状態では、放電により、第2電極93(陰極)から第1電極92(陽極)へ電子が移動する。陰極(第2電極93)からは電子が放出される。陰極(第2電極93)から放出された電子は陽極(第1電極92)の先端に衝突する。この衝突によって熱が生じ、陽極(第1電極92)の先端(突起552p)の温度が上昇する。

0069

図6Bは、第1電極92が陰極として動作し、第2電極93が陽極として動作する第2極性状態を示している。第2極性状態では、第1極性状態とは逆に、第1電極92から第2電極93へ電子が移動する。その結果、第2電極93の先端(突起562p)の温度が上昇する。

0070

このように、放電灯90に駆動電流Iが供給されることで、電子が衝突する陽極の温度は上昇する。一方、電子を放出する陰極は、陽極に向けて電子を放出している間、温度は低下する。

0071

第1電極92と第2電極93との電極間距離は、突起552p,562pの劣化とともに大きくなる。突起552p,562pが損耗するためである。電極間距離が大きくなると、第1電極92と第2電極93との間の抵抗が大きくなるため、ランプ電圧Vlaが大きくなる。したがって、ランプ電圧Vlaを参照することによって、電極間距離の変化、すなわち、放電灯90の劣化度合いを検出することができる。

0072

なお、第1電極92と第2電極93とは、同様の構成であるため、以下の説明においては、代表して第1電極92についてのみ説明する場合がある。また、第1電極92の先端の突起552pと第2電極93の先端の突起562pとは、同様の構成であるため、以下の説明においては、代表して突起552pについてのみ説明する場合がある。

0073

以下、本実施形態の制御部40による放電灯駆動部230の制御について説明する。本実施形態において制御部40は、交流駆動、直流駆動、片寄駆動、および低周波交流駆動の4つの駆動を組み合わせて放電灯駆動部230を制御する。本実施形態において制御部40は、これら4つの駆動を組み合わせた駆動パターンDWを実行可能である。

0074

図7は、本実施形態の駆動パターンDWにおける放電灯90に駆動電流Iが供給される期間の変化の一例を示す模式図である。図7において横軸は、時間Tを示している。

0075

本実施形態の駆動パターンDWにおいては、図7に示すように、駆動サイクルCが繰り返される。駆動サイクルCは、第1期間P1と、第2期間P2と、第3期間P3と、第4期間P4と、を有する。駆動サイクルCには、第1期間P1と第2期間P2とが交互に繰り返される混合期間PH1が設けられる。すなわち、制御部40は、混合期間PH1と、第3期間P3と、が設けられるように放電灯駆動部230を制御する。混合期間PH1における第1期間P1の数と第2期間P2の数とは、特に限定されない。図7の例では、駆動サイクルCは、3つの混合期間PH1と、2つの第3期間P3と、1つの第4期間P4とからなる。

0076

第1期間P1は、交流駆動が実行される期間である。第2期間P2は、直流駆動が実行される期間である。第3期間P3は、片寄駆動が実行される期間である。第4期間P4は、低周波交流駆動が実行される期間である。このように、駆動サイクルCは、制御部40が4つの駆動を行うことで実行される。混合期間PH1は、混合駆動が実行される期間である。以下、各期間について詳細に説明する。

0077

図8は、混合期間PH1の駆動電流波形の一例を示す図である。図8において、縦軸は駆動電流Iを示しており、横軸は時間Tを示している。駆動電流Iは、第1極性状態である場合を正とし、第2極性状態となる場合を負として示している。

0078

図8に示すように、第1期間P1は、第1周波数f1を有する交流電流が放電灯90に供給される期間である。本実施形態において第1期間P1は、第1交流期間P11と、第2交流期間P12と、第3交流期間P13と、第4交流期間P14と、を有する。第1交流期間P11と、第2交流期間P12と、第3交流期間P13と、第4交流期間P14とは、この順に連続して設けられる。

0079

本実施形態において第1交流期間P11と、第2交流期間P12と、第3交流期間P13と、第4交流期間P14と、における交流電流は、例えば、電流値Im1と電流値−Im1との間で極性が複数回反転される矩形波交流電流である。

0080

第1交流期間P11における第1周波数f11と、第2交流期間P12における第1周波数f12と、第3交流期間P13における第1周波数f13と、第4交流期間P14における第1周波数f14とは、互いに異なる。すなわち、本実施形態において第1周波数f1は、互いに異なる複数の周波数を含み、第1期間P1は、放電灯90に供給される交流電流の周波数が互いに異なる交流期間を複数有している。

0081

第1周波数f11と、第1周波数f12と、第1周波数f13と、第1周波数f14とは、この順に小さくなる。すなわち、第1期間P1において、時間的に後に設けられる交流期間ほど交流電流の周波数が小さくなる。

0082

本実施形態において、第1期間P1の開始極性は、例えば、直前に設けられる期間の終了極性と反対の極性である。開始極性とは、ある期間が開始した時点における駆動電流Iの極性である。終了極性とは、ある期間が終了した時点における駆動電流Iの極性である。

0083

具体的には、例えば、第1期間P1の直前に設けられた第2期間P2において放電灯90に供給される直流電流の極性が第2極性であった場合、第2期間P2の終了極性は第2極性となるため、第1期間P1の開始極性は第1極性である。また、例えば、第1期間P1の直前の第3期間P3あるいは第4期間P4の終了極性が第1極性であった場合、第1期間P1の開始極性は第2極性である。本実施形態において第1期間P1の開始極性とは、第1交流期間P11の開始極性である。

0084

本実施形態において、第1交流期間P11の長さt11と、第2交流期間P12の長さt12と、第3交流期間P13の長さt13と、第4交流期間P14の長さt14とは、例えば、同じである。

0085

第2期間P2は、直流電流が放電灯90に供給される期間である。図8に示す例では、第2期間P2においては、一定の電流値Im1を有する第1極性の駆動電流Iが放電灯90に供給される。混合期間PH1の第2期間P2において放電灯90に供給される直流電流の極性は、第2期間P2が設けられるごとに反転する。

0086

すなわち、図7に示す混合期間PH1において、第1期間P1の直前に設けられる第2期間P2の直流電流と、第1期間P1の直後に設けられる第2期間P2の直流電流とでは、互いに極性が異なる。例えば、第1期間P1の直前に設けられる第2期間P2の直流電流の極性が、図8に示す第2期間P2の直流電流と同様に第1極性である場合、第1期間P1の直後に設けられる第2期間P2の直流電流の極性は、第1極性と反対の第2極性である。この場合、第1期間P1の直後に設けられる第2期間P2においては、一定の電流値−Im1を有する第2極性の駆動電流Iが放電灯90に供給される。図8に示す第2期間P2の長さt2は、第1期間P1における第1周波数f11を有する交流電流の半周期の長さよりも大きい。

0087

図7に示すように、第3期間P3は、時間的に隣り合う混合期間PH1の間に設けられる。第3期間P3は、例えば、第1期間P1の直後に設けられる。第3期間P3は、例えば、第1期間P1の直前に設けられる。すなわち、第3期間P3は、例えば、第1期間P1に挟まれて設けられる。

0088

図9は、第3期間P3の駆動電流波形の一例を示す図である。図9において、縦軸は駆動電流Iを示しており、横軸は時間Tを示している。駆動電流Iは、第1極性状態である場合を正とし、第2極性状態となる場合を負として示している。

0089

図9に示すように、第3期間P3は、第1直流期間P31および第2直流期間P32を交互に含む期間である。第1直流期間P31は、直流電流が放電灯90に供給される期間である。図9に示す例では、第1直流期間P31においては、一定の電流値Im1を有する第1極性の駆動電流Iが放電灯90に供給される。

0090

第2直流期間P32は、第1直流期間P31において放電灯90に供給される直流電流の極性と反対の極性を有する直流電流が放電灯90に供給される期間である。すなわち、図9に示す例では、第2直流期間P32においては、一定の電流値−Im1を有する第2極性の駆動電流Iが放電灯90に供給される。

0091

第1直流期間P31において放電灯90に供給される直流電流の極性および第2直流期間P32において放電灯90に供給される直流電流の極性は、第3期間P3が設けられるごとに反転する。すなわち、図9に示される第3期間P3の次に設けられる第3期間P3においては、第1直流期間P31において放電灯90に供給される直流電流の極性は、第2極性となり、第2直流期間P32において放電灯90に供給される直流電流の極性は、第1極性となる。

0092

第1直流期間P31の長さt31は、第2直流期間P32の長さt32よりも大きい。第1直流期間P31の長さt31は、例えば、第2直流期間P32の長さt32の10倍以上である。第1直流期間P31の長さt31がこのように設定されることで、第3期間P3において、一方の電極を好適に加熱しつつ、他方の電極の温度が低下し過ぎることを好適に抑制できる。

0093

第1直流期間P31の長さt31は、例えば、5.0ms(ミリ秒)以上、20ms(ミリ秒)以下である。第2直流期間P32の長さt32は、0.5ms(ミリ秒)よりも小さい。

0094

第3期間P3における第1直流期間P31の長さt31の合計は、第2期間P2の長さt2よりも大きく、後述する第4期間P4の交流電流、すなわち第2周波数f2を有する交流電流の半周期の長さよりも大きい。第3期間P3における第1直流期間P31の長さt31の合計とは、第3期間P3に含まれるすべての第1直流期間P31の長さt31を足し合わせた長さである。図9の例では、第3期間P3には、4つの第1直流期間P31が含まれている。そのため、第3期間P3における第1直流期間P31の長さt31の合計とは、4つの第1直流期間P31の長さt31を足し合わせた長さである。

0095

第3期間P3における第1直流期間P31の長さt31の合計は、例えば、10ms(ミリ秒)以上、1.0s(秒)以下である。第3期間P3における第1直流期間P31の長さt31の合計がこのように設定されることで、第1電極92の突起552pに加えられる熱負荷を好適に大きくできる。第1直流期間P31の長さt31は、それぞれ同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。図9の例では、第1直流期間P31の長さt31は、それぞれ同じである。なお、以下の説明においては、第3期間P3における第1直流期間P31の長さt31の合計を、単に、第1直流期間P31の合計長さ、と呼ぶ場合がある。

0096

第3期間P3に含まれる第1直流期間P31の数は、例えば、第1直流期間P31の合計長さに基づいて決まる。第1直流期間P31の数は、例えば、各第1直流期間P31の長さt31が所定の値以下となる範囲内で、第1直流期間P31の長さt31をなるべく大きくしつつ、設定された第1直流期間P31の合計長さを実現できるように決められる。すなわち、第3期間P3に含まれる第1直流期間P31の数は、例えば、第1直流期間P31の合計長さが大きくなるほど多くなる。

0097

具体的には、例えば所定の値が10ms(ミリ秒)と設定される場合、第1直流期間P31の合計長さが10ms(ミリ秒)よりも大きく20ms(ミリ秒)以下のとき、第3期間P3に含まれる第1直流期間P31の数は2つである。また、第1直流期間P31の合計長さが20ms(ミリ秒)よりも大きく30ms(ミリ秒)以下のとき、第3期間P3に含まれる第1直流期間P31の数は3つである。

0098

図9に示す例では、第3期間P3に含まれる第1直流期間P31の数は4つである。すなわち、例えば所定の値が10ms(ミリ秒)と設定される場合、第1直流期間P31の合計長さは、30ms(ミリ秒)よりも大きく40ms(ミリ秒)以下である。

0099

以上のように設定することで、各第1直流期間P31の長さt31を所定の値(10ms)以下としつつ、設定された第1直流期間P31の合計長さを実現できる。

0100

図7に示すように、本実施形態において第4期間P4は、時間的に隣り合う混合期間PH1の間に設けられる。第4期間P4は、例えば、第1期間P1の直後に設けられる。第4期間P4は、例えば、第1期間P1の直前に設けられる。すなわち、第4期間P4は、例えば、第1期間P1に挟まれて設けられる。

0101

図10は、第4期間P4の駆動電流波形の一例を示す図である。図10において、縦軸は駆動電流Iを示しており、横軸は時間Tを示している。駆動電流Iは、第1極性状態である場合を正とし、第2極性状態となる場合を負として示している。

0102

図10に示すように、第4期間P4は、第1期間P1において放電灯90に供給される交流電流の第1周波数f1よりも小さい第2周波数f2を有する交流電流が放電灯90に供給される期間である。すなわち、第4期間P4における交流電流の第2周波数f2は、第1周波数f11〜f14のいずれよりも小さい。第2周波数f2の値は、例えば、10Hz以上、100Hz以下の間である。

0103

第4期間P4は、設けられるごとに開始極性が反転する。図10の例では、第4期間P4の開始極性は、例えば、第1極性である。そのため、図10に示す第4期間P4の次に設けられる第4期間P4においては、開始極性は第2極性となる。

0104

第4期間P4の長さt4は、例えば、第2期間P2の長さt2よりも大きい。第4期間P4の長さt4は、例えば、第2周波数f2を有する交流電流の6周期の長さ以上、30周期の長さ以下である。第4期間P4の長さt4がこのように設定されることで、第1電極92の突起552pの形状を好適に整えることができる。

0105

上述したように、本実施形態において第3期間P3と第4期間P4とは、時間的に隣り合う混合期間PH1同士の間にそれぞれ設けられる。駆動サイクルCにおいて第3期間P3と第4期間P4とは、一定のパターンに沿って周期的に設けられる。具体的には、制御部40は、第1所定間隔ごとに、第3期間P3と第4期間P4とのうちのいずれか一方が設けられるように、かつ、第1所定間隔よりも大きい第2所定間隔ごとに、第4期間P4が設けられるように放電灯駆動部230を制御する。第1所定間隔は、例えば、30s(秒)であり、第2所定間隔は、例えば、90s(秒)である。

0106

図7の例では、第3期間P3が30s(秒)ごとに2つ設けられた後に、第4期間P4が設けられる。すなわち、第4期間P4が設けられてから次の第4期間P4が設けられるまでの間に、2つの第3期間P3が設けられる。第3期間P3における第1直流期間P31において放電灯90に供給される直流電流の極性、および第2直流期間P32において放電灯90に供給される直流電流の極性は、第3期間P3が設けられるごとに反転する。そのため、時間的に隣り合う第4期間P4に挟まれて設けられる2つの第3期間P3においては、放電灯90に供給される駆動電流Iの極性が互いに逆となる。

0107

すなわち、本実施形態において制御部40は、第4期間P4が設けられる第2所定間隔において、第1極性の直流電流が放電灯90に供給される第1直流期間P31、および第2極性の直流電流が放電灯90に供給される第2直流期間P32を交互に含む第3期間P3と、第2極性の直流電流が放電灯90に供給される第1直流期間P31、および第1極性の直流電流が放電灯90に供給される第2直流期間P32を交互に含む第3期間P3と、の2つの第3期間P3が設けられるように放電灯駆動部230を制御する。言い換えると、時間的に隣り合う第4期間P4に挟まれる期間において、これら2つの第3期間P3が設けられる。

0108

制御部40は、上述した駆動パターンDWを実行しつつ、定長駆動SDと、変調駆動CDと、を実行可能である。定長駆動SDは、混合期間PH1の中で第2期間P2が設けられる間隔の長さGtが変化しない駆動である。変調駆動CDは、混合期間PH1の中で第2期間P2が設けられる間隔の長さGtを変化させる駆動である。混合期間PH1の中で第2期間P2が設けられる間隔の長さGtは、第1期間P1の長さt1に等しい。なお、以下の説明においては、混合期間PH1の中で第2期間P2が設けられる間隔の長さGtを、単に間隔の長さGtと呼ぶ場合がある。

0109

図11は、定長駆動SDにおける間隔の長さGtの一例を示すグラフである。図12は、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの一例を示すグラフである。図11および図12において、縦軸は間隔の長さGtを示しており、横軸は時間Tを示している。

0110

図11に示すように、定長駆動SDにおいて、間隔の長さGtは、一定に維持される。図11では、例えば、間隔の長さGtは、値Gt2に維持される。
図12に示すように、変調駆動CDにおいて、間隔の長さGtは、一定の周期FCで、時間Tの経過に応じて変化する。周期FCの長さtfは、例えば、10s(秒)以上、120s(秒)以下である。

0111

各周期FCには、間隔の長さGtが時間Tの経過に応じて減少する減少期間DPと、間隔の長さGtが時間Tの経過に応じて増加する増加期間UPと、が1つずつ含まれる。すなわち、制御部40は、変調駆動CDにおいて、減少期間DPと、増加期間UPと、が設けられるように放電灯駆動部230を制御する。本実施形態において、各周期FCは、減少期間DPと増加期間UPとからなり、各周期FCにおいて増加期間UPは、減少期間DPの後に連続して設けられる。これにより、変調駆動CDにおいては、減少期間DPと増加期間UPとが、交互に設けられる。

0112

減少期間DPにおいて、間隔の長さGtにおける変化の傾きは、時間Tの経過に応じて減少する。すなわち、制御部40は、減少期間DPにおいて、間隔の長さGtにおける変化の傾きが時間Tの経過に応じて小さくなるように放電灯駆動部230を制御する。これにより、減少期間DPにおいて間隔の長さGtは、時間Tの経過に対して、曲線的に変化する。

0113

減少期間DPにおいて、間隔の長さGtは、値Gt3から値Gt1まで減少する。値Gt3は、値Gt2よりも大きく、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの最大値である。値Gt1は、値Gt2よりも小さく、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの最小値である。すなわち、定長駆動SDにおける間隔の長さGt(値Gt2)は、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの最大値(値Gt3)よりも小さく、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの最小値(値Gt1)よりも大きい。

0114

一例として、最大値である値Gt3は、5s(秒)であり、最小値である値Gt1は、0.1s(秒)である。すなわち、変調駆動CDにおいて間隔の長さGtは、例えば、0.1s(秒)以上、5s(秒)以下の範囲で変化する。

0115

本実施形態において、値Gt3と値Gt2との差と、値Gt2と値Gt1との差とは、互いに同じである。すなわち、本実施形態において、定長駆動SDにおける間隔の長さGtは、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの最大値(値Gt3)と間隔の長さGtの最小値(Gt1)との中間の値Gt2である。なお、値Gt2は、0.5s(秒)以下としてもよい。このような数値とすることで、定長駆動SDにおいて第1電極92および第2電極93に加えられる熱負荷をより好適にできる。

0116

増加期間UPにおいて、間隔の長さGtにおける変化の傾きは、時間Tの経過に応じて増加する。すなわち、制御部40は、増加期間UPにおいて、間隔の長さGtにおける変化の傾きが時間Tの経過に応じて大きくなるように放電灯駆動部230を制御する。これにより、増加期間UPにおいて間隔の長さGtは、時間Tの経過に対して、曲線的に変化する。増加期間UPにおいて、間隔の長さGtは、値Gt1から値Gt3まで増加する。

0117

本実施形態の各周期FCにおいて、減少期間DPの長さと増加期間UPの長さとは、互いに同じである。また、本実施形態において、各周期FCにおける間隔の長さGtの変化曲線は、値が最小値(値Gt1)となる点を挟んで対称形である。各周期FCにおいて減少期間DPと増加期間UPとは、滑らかに連続して繋がる。間隔の長さGtが最小値(値Gt1)となる点において、間隔の長さGtにおける変化の傾きはゼロである。本実施形態において各周期FCにおける間隔の長さGtの変化曲線は、例えば、放物線である。隣り合う周期FC同士が切り換えられる点において、間隔の長さGtにおける変化の傾きは、正負が急激に反転する。

0118

本実施形態において制御部40は、ランプ電圧Vlaの値に応じて、定長駆動SDを実行するか、変調駆動CDを実行するか、を決定する。具体的に制御部40は、ランプ電圧Vlaの値が所定電圧値Vla1以下である場合には定長駆動SDを実行し、ランプ電圧Vlaの値が所定電圧値Vla1よりも大きい場合には、変調駆動CDを実行する。すなわち、制御部40は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合、定長駆動SDから変調駆動CDに切り換える。

0119

所定電圧値Vla1は、放電灯90の初期のランプ電圧Vlaよりも大きい値である。所定電圧値Vla1と放電灯90の初期のランプ電圧Vlaとの差は、例えば、20V未満であることが好ましく、10V未満であることがより好ましい。放電灯90の寿命をより向上させやすいためである。所定電圧値Vla1は、例えば、70V以上、80V以下程度である。

0120

このように、本実施形態においては、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合には、定長駆動SDのみが実行され、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合には、変調駆動CDのみが実行される。そのため、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計に対する変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計に対する変調駆動CDが実行される実行時間の第2割合Ra2よりも小さい。

0121

本実施形態において、「ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計」とは、放電灯90を初めて点灯してから放電灯90が寿命を迎えるまでの間において、放電灯90が点灯した総点灯時間のうち、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下で、かつ、定長駆動SDまたは変調駆動CDが実行された期間の長さの合計である。また、本実施形態において、「ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計」とは、放電灯90を初めて点灯してから放電灯90が寿命を迎えるまでの間において、放電灯90が点灯した総点灯時間のうち、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きく、かつ、定長駆動SDまたは変調駆動CDが実行された期間の長さの合計である。

0122

本実施形態では、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合には、定長駆動SDのみが実行される。すなわち、制御部40は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下の場合、変調駆動CDを実行しない。したがって、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1は、ゼロである。

0123

また、本実施形態において、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計に対する定長駆動SDが実行される実行時間の第3割合Ra3は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計に対する定長駆動SDが実行される実行時間の第4割合Ra4よりも小さい。

0124

上述したように、本実施形態では、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合には、変調駆動CDのみが実行される。すなわち、制御部40は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合、定長駆動SDを実行せず、定長駆動SDから変調駆動CDに切り換える。したがって、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における定長駆動SDが実行される実行時間の第3割合Ra3は、ゼロである。

0125

上述した制御を行う制御部40を備える放電灯点灯装置10は、放電灯駆動方法としても表現できる。すなわち、本実施形態の放電灯駆動方法の一つの態様は、第1電極92および第2電極93を有する放電灯90に駆動電流Iを供給して、放電灯90を駆動する放電灯駆動方法であって、放電灯90に交流電流が供給される第1期間P1と、放電灯90に直流電流が供給される第2期間P2とが交互に繰り返される混合期間PH1と、放電灯90に直流電流が供給される第1直流期間P31、および第1直流期間P31において放電灯90に供給される直流電流の極性と反対の極性を有する直流電流が放電灯90に供給される第2直流期間P32を交互に含む第3期間P3と、が設けられ、第1直流期間P31の長さt31は、第2直流期間P32の長さt32よりも大きく、第2直流期間の長さt32は、0.5msよりも小さく、第3期間P3における第1直流期間P31の長さt31の合計は、第2期間P2の長さt2よりも大きく、混合期間PH1の中で第2期間P2が設けられる間隔の長さGtが変化しない定長駆動SDと、間隔の長さGtを変化させる変調駆動CDと、を実行し、放電灯90のランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計に対する変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における定長駆動SDが実行される実行時間と変調駆動CDが実行される実行時間との合計に対する変調駆動CDが実行される実行時間の第2割合Ra2よりも小さいことを特徴とする。

0126

ランプ電圧Vlaが比較的小さい初期の状態の放電灯90においては、突起552p,562pが比較的成長しやすい。そのため、ランプ電圧Vlaが比較的小さい初期の状態の放電灯90に対して、第2期間P2が設けられる間隔の長さGtを変化させると、第1電極92および第2電極93に加えられる熱負荷の変化による刺激が過剰に大きくなりやすく、突起552p,562pが過剰に溶融する場合がある。突起552p,562pが過剰に溶融すると、溶融した突起552p,562pが固まる前に移動して、突起552p,562pが形成される位置がずれる場合がある。これにより、第1電極92および第2電極93の損耗が早まり、放電灯90の寿命が低下する場合がある。

0127

これに対して、本実施形態によれば、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第2割合Ra2よりも小さい。そのため、ランプ電圧Vlaが比較的小さい初期の状態において、変調駆動CDが実行される割合を小さくすることができる。これにより、第1電極92および第2電極93に加えられる熱負荷が過剰に大きくなることを抑制でき、突起552p,562pが過剰に溶融することを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、ランプ電圧Vlaが比較的小さい初期の状態において、突起552p,562pが移動することを抑制でき、放電灯90の寿命を向上できる。

0128

一方、ランプ電圧Vlaが比較的大きくなり、放電灯90がある程度劣化した状態においては、変調駆動CDが実行される割合を相対的に大きくすることができる。そのため、第1電極92および第2電極93に対して加えられる熱負荷の変化による刺激を大きくしやすく、放電灯90がある程度劣化した状態においても突起552p,562pを好適に成長させることができる。これにより、放電灯90の寿命をより向上できる。また、ランプ電圧Vlaがある程度大きくなった状態においては、第1電極92および第2電極93に流れる駆動電流Iが小さくなる。そのため、変調駆動CDにおいても突起552p,562pが過剰に溶融することを抑制でき、突起552p,562pが移動することを抑制できる。したがって、放電灯90の寿命が低下することを抑制できる。

0129

また、本実施形態によれば、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1は、ゼロであり、制御部40は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下の場合、変調駆動CDを実行しない。そのため、突起552p、562pの移動が生じることをより抑制でき、放電灯90の寿命をより向上できる。

0130

また、本実施形態によれば、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における定長駆動SDが実行される実行時間の第3割合Ra3は、ゼロであり、制御部40は、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合、定長駆動SDから変調駆動CDに切り換える。そのため、放電灯90が劣化した場合に、第1電極92および第2電極93に加えられる熱負荷の変化による刺激をより好適に大きくしやすい。したがって、放電灯90の寿命をより向上できる。

0131

また、本実施形態によれば、制御部40は、変調駆動CDにおいて、間隔の長さGtが時間Tの経過に応じて減少する減少期間DPと、間隔の長さGtが時間Tの経過に応じて増加する増加期間UPと、が設けられるように放電灯駆動部230を制御する。そのため、変調駆動CDにおいて第1電極92および第2電極93に対して加えられる熱負荷の変化による刺激を大きくできる。これにより、変調駆動CDにおいて突起552p,562pを成長させやすくでき、放電灯90の寿命をより向上できる。この効果は、放電灯90がある程度劣化した状態において変調駆動CDを実行する場合に、特に有用である。

0132

また、本実施形態によれば、制御部40は、減少期間DPにおいて、間隔の長さGtにおける変化の傾きが時間Tの経過に応じて小さくなるように放電灯駆動部230を制御する。そのため、減少期間DPにおいて、間隔の長さGtが小さくなる程、間隔の長さGtの変化が緩やかになる。これにより、減少期間DPにおいて、間隔の長さGtが比較的小さくなっている期間を長くできる。間隔の長さGtが小さい程、放電灯90に直流電流が供給される第2期間P2が頻繁に設けられるため、突起552p,562pを溶融させやすい。したがって、減少期間DPにおいて、より好適に突起552p,562pを溶融させることができ、放電灯90の寿命をより向上できる。この効果は、放電灯90がある程度劣化した状態において変調駆動CDを実行する場合に、特に有用である。

0133

また、本実施形態によれば、制御部40は、増加期間UPにおいて、間隔の長さGtにおける変化の傾きが時間Tの経過に応じて大きくなるように放電灯駆動部230を制御する。そのため、増加期間UPにおいて、間隔の長さGtが比較的小さくなっている期間を長くできる。したがって、増加期間UPにおいて、より好適に突起552p,562pを溶融させることができ、放電灯90の寿命をより向上できる。この効果は、放電灯90がある程度劣化した状態において変調駆動CDを実行する場合に、特に有用である。

0134

また、本実施形態によれば、定長駆動SDにおける間隔の長さGt(値Gt2)は、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの最大値(値Gt3)よりも小さく、変調駆動CDにおける間隔の長さGtの最小値(値Gt1)よりも大きい。そのため、定長駆動SDから変調駆動CDに切り換えられた際に、間隔の長さGtが、定長駆動SDにおける間隔の長さGtよりも小さい値から大きい値まで変化するようになる。これにより、定長駆動SDから変調駆動CDに切り換えられたことによって第1電極92および第2電極93に加えられる熱負荷の変化の刺激を大きくしやすい。したがって、放電灯90の寿命をより向上できる。また、ランプ電圧Vlaが比較的小さい初期の状態において定長駆動SDを実行する際に、第1電極92および第2電極93に加えられる熱負荷を好適にしやすい。

0135

なお、本実施形態においては、以下の構成および方法を採用することもできる。
ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1が、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第2割合Ra2よりも小さければ、定長駆動SDと変調駆動CDとは、どのように実行されてもよい。ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下の場合に、定長駆動SDと変調駆動CDとの両方が実行されてもよい。この場合においてランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下の場合には、変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1は、定長駆動SDが実行される実行時間の第4割合Ra4よりも小さくてもよいし、大きくてもよいし、同じであってもよい。

0136

ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合に、定長駆動SDと変調駆動CDとの両方が実行されてもよい。この場合においてランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合には、定長駆動SDが実行される実行時間の第3割合Ra3は、変調駆動CDが実行される実行時間の割合よりも小さくてもよいし、大きくてもよいし、同じであってもよい。

0137

なお、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下の場合において定長駆動SDが実行される実行時間の第4割合Ra4と変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1とが同じ場合、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合において定長駆動SDが実行される実行時間の第3割合Ra3は、変調駆動CDが実行される実行時間の第2割合Ra2よりも小さい。ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合において定長駆動SDが実行される実行時間の第3割合Ra3と変調駆動CDが実行される実行時間の第2割合Ra2とが同じ場合、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下の場合において変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1は、定長駆動SDが実行される実行時間の第4割合Ra4よりも小さい。

0138

放電灯90には、上述した駆動パターンDW以外の他の駆動パターンが実行されてもよい。この場合において、他の駆動パターンが混合期間PH1を含む場合には、定長駆動SDまたは変調駆動CDが実行されてもよい。他の駆動パターンが混合期間PH1を含まない場合には、定長駆動SDと変調駆動CDとのいずれもが実行されない。

0139

ランプ電圧Vlaの上昇に伴って、数段階に亘って定長駆動SDが実行される実行時間の割合と変調駆動CDが実行される実行時間の割合とが変化してもよい。具体的には、ランプ電圧Vlaが上昇するのに従って段階的に、変調駆動CDが実行される実行時間の割合が増加し、定長駆動SDが実行される実行時間の割合が減少してもよい。

0140

変調駆動CDにおける間隔の長さGtの変化は、特に限定されない。減少期間DPにおいて間隔の長さGtは、線形に変化してもよい。すなわち、減少期間DPにおいて間隔の長さGtにおける変化の傾きは、一定であってもよい。増加期間UPにおいて間隔の長さGtは、線形に変化してもよい。すなわち、増加期間UPにおいて間隔の長さGtにおける変化の傾きは、一定であってもよい。各周期FCの長さtfは、変化してもよい。各周期FCにおいて増減する間隔の長さGtの幅は、変化してもよい。変調駆動CDにおける間隔の長さGtの変化は、周期的でなくてもよい。

0141

また、上記実施形態において、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過するタイプであることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味する。なお、光変調装置は、液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。

0142

また、上記実施形態において、3つの液晶パネル560R,560G,560B(液晶ライトバルブ330R,330G,330B)を用いたプロジェクター500の例を挙げたが、本発明は、1つの液晶パネルのみを用いたプロジェクター、4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。

0143

また、上記説明した各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

0144

実施例と比較例とを比べて本発明の有用性について確認した。実施例においては、所定電圧値Vla1を75Vとし、上述した実施形態と同様にして定長駆動SDと変調駆動CDとを切り換えた。比較例においては、定長駆動SDを実行せず、常に変調駆動CDを実行した。実施例および比較例ともに、放電灯は、定格215Wの高圧水銀ランプとし、放電灯に供給される駆動電力Wdは、215Wとした。放電灯の初期のランプ電圧Vlaは、60Vであった。

0145

実施例および比較例ともに、2h(時間)の点灯と、15min(分)の消灯と、を交互に繰り返させて、累積点灯時間が500h(時間)経過するごとに放電灯の照度の計測を行った。計測した照度から照度維持率を算出し、算出した照度維持率が50%未満となった場合に、前回計測を行ったときの累積点灯時間を寿命の値として得た。照度維持率は、初めて点灯した際の放電灯の照度に対する現在の放電灯の照度の割合である。

実施例

0146

以上の計測・算出を、実施例および比較例ともに、10本の放電灯について行い、それぞれ得られた寿命の平均値を比較した。その結果、比較例では、寿命が6000h(時間)だったのに対して、実施例では、寿命が8000h(時間)であった。したがって、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1以下である場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第1割合Ra1を、ランプ電圧Vlaが所定電圧値Vla1よりも大きい場合における変調駆動CDが実行される実行時間の第2割合Ra2よりも小さくすることで放電灯の寿命を向上できることが確かめられた。以上により、本発明の有用性を確認できた。

0147

10…放電灯点灯装置(放電灯駆動装置)、40…制御部、90…放電灯、92…第1電極、93…第2電極、200…光源装置、230…放電灯駆動部、330R,330G,330B…液晶ライトバルブ(光変調装置)、350…投射光学系、500…プロジェクター、502,512R,512G,512B…画像信号、CD…変調駆動、DP…減少期間、Gt…間隔の長さ、I…駆動電流、P1…第1期間、P2…第2期間、P3…第3期間、P31…第1直流期間、P32…第2直流期間、PH1…混合期間、Ra1…第1割合、Ra2…第2割合、Ra3…第3割合、SD…定長駆動、UP…増加期間、Vla…ランプ電圧(電極間電圧)、Vla1…所定電圧値

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