高圧放電ランプ用給電装置
【課題】 高圧放電ランプを小電力点灯モードで点灯させたときに、フリッカの発生を抑制しながら、輝度むらの発生を防止または抑制することのできる高圧放電ランプ用給電装置を提供すること。
【解決手段】 液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる高圧放電ランプに交流電流を供給する高圧放電ランプ用給電装置において、定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードにおいて、高圧放電ランプに対して、所定のベース電流が連続して供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流が周期的に供給されるよう電流供給指令信号を発信すると共に、ブースト電流の供給に対応して動作される前記高圧放電ランプの動作電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号を発信する機能を有する給電装置制御部を具えている。
【解決手段】 液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる高圧放電ランプに交流電流を供給する高圧放電ランプ用給電装置において、定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードにおいて、高圧放電ランプに対して、所定のベース電流が連続して供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流が周期的に供給されるよう電流供給指令信号を発信すると共に、ブースト電流の供給に対応して動作される前記高圧放電ランプの動作電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号を発信する機能を有する給電装置制御部を具えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、調光機能を有する液晶プロジェクタ装置の光源として好適に用いることができる高圧放電ランプ用給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型プロジェクタ装置においては、矩形状のスクリーンに対して、均一でかつ十分な色再現性をもった画像を投影させることが要求されている。このため、光源としては、点灯時の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となるショートアーク型の高圧放電ランプが採用されており、例えば定常点灯時において交流点灯方式で点灯されて用いられる。
而して、最近においては、使用環境の明るさや投影する画像の種類に応じて画面の明るさを調整することが可能な調光機能を有するプロジェクタ装置、例えば、画面に応じて電力を下げることによりコントラストを上げて使用するディミング機能を用いたいわゆる「明るさ調整モード」や、更に電力を下げて使用するいわゆる「スーパーエコモード」などの小電力点灯モードを採用したものが開発されている。このようなプロジェクタ装置においては、小電力点灯モード時の電力を、定格電力の２５〜７０％の大きさまで小さくすることが要求されている。
【０００３】
しかしながら、このような小電力点灯モードの期間は、電極先端に投入される電力が絞られることにより電極先端温度が低下するために、アークの位置が不安定になりフリッカを起こしやすくなる。
このような問題に対して、特許文献１の特開２０１０−２３８５２６号公報には、定格電力の例えば７０％以下の大きさの電力を供給して高圧放電ランプを点灯させる小電力点灯モードにおいて、所定の周波数を有するベース電流を供給するベース点灯と、ベース電流の電流値よりも大きな電流値を有するブースト電流を供給するブースト点灯を交互に行うことが記載されている。
【０００４】
一方、交流点灯される放電ランプにおいて、供給される電力が増加されて点灯される場合には、電力の増加に伴ってランプ輝度が増加するために、投射画像に明るさの異なる領域が生じることとなって、スクリーン上に投射される投射画像に横縞状ノイズが知覚されるという問題が生ずることが知られている。
このような問題に対して、特許文献２の特開２００９−１９８８８６号公報には、交流電流により駆動される光源からの光を液晶パネルに照射して投射画像光を生成する液晶プロジェクタにおいて、図７に示すように、液晶パネルの垂直ブランキング期間を決定するパネル駆動用垂直同期信号に基づいて、ブースト点灯される期間（パルス期間ｔ１）における映像信号の輝度を予め定められた一定の量ΔＬ減少させることが記載されており、フリッカの発生を抑制しながら、スクリーン上に投射される投射画像の横縞状ノイズの発生を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３８５２６号公報
【特許文献２】特開２００９−１９８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された放電ランプ点灯装置のように、定格電力より小さい電力が供給されて高圧放電ランプを点灯させる小電力点灯モードにおいても、ブースト点灯させることにより投射画像に明るさの異なる領域が生じることが判明した。
そこで、本発明者らは、高圧放電ランプに定格電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードによって高圧放電ランプを点灯する機能を有するランプ点灯装置を備えた液晶プロジェクタ装置において、小電力点灯モード時に、上記の特許文献２に記載された液晶パネルの透過率を制御する技術を利用した構成のものを試作したところ、上記の問題を解決することができないことが確認された。この理由は、次のように考えられる。
【０００７】
小電力点灯モードによって高圧放電ランプを点灯させたときには、放電空間の蒸気温度および電極温度が低下しているため、放電空間内の水銀が不飽和状態、すなわち水銀の一部が凝集しており、水銀を蒸発させるのに時間を要するため、高圧放電ランプをブースト点灯させるに際しての電流供給指令信号の急峻な変化に対して、実際のランプ点灯電力の変化を追従させることができない状態となっている。このため、放電ランプに対して予め設定された一定の周期のブースト点灯期間で、ベース電流に予め設定された一定の大きさの電流を重畳したブースト電流が供給されるよう電流供給指令信号が発信された場合であっても、実際に高圧放電ランプに流れるランプ電流もブースト点灯期間毎に変動してしまい、所期のブースト点灯を行うことができない。
そして、放電ランプから放射される光の輝度はランプ電力に依存しており、このランプ電力は、放電ランプに実際に流れるランプ電流とランプ点灯電圧とによって決まることから、ランプ点灯電力ＷＬについても、ブースト点灯期間毎に変動して高圧放電ランプから出射される光の輝度がブースト点灯期間毎に変動して一定しなくなるため、輝度をあらかじめ知る（予測する）ことができないのが実情である。
従って、ブースト点灯時において、予め設定された一定のブースト点灯期間のタイミングで、輝度を予め設定された一定の量ΔＬ減少させる特許文献２に記載の技術では、実際上は、制御されるべきブースト点灯状態がブースト点灯期間毎に異なっているので、あるブースト点灯期間においては十分に減光できなかったり、別のブースト点灯期間においては減光しすぎたりし、結局、投射画像に明るさの異なる領域ができてしまうものと考えられる。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、放電ランプを小電力点灯モードで点灯させたときに、フリッカの発生を抑制しながら、輝度むらの発生を防止または抑制することのできる高圧放電ランプ用給電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置は、液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる高圧放電ランプに交流電流を供給する高圧放電ランプ用給電装置において、
前記高圧放電ランプに定格電力の７０％以上の大きさの電力を供給する定常点灯モードと、前記高圧放電ランプに前記定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードとを切り替えて前記高圧放電ランプを点灯する機能を有する給電装置制御部を具えており、
当該給電装置制御部は、前記小電力点灯モードにおいては、前記高圧放電ランプに対して、所定のベース電流が連続して供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流が周期的に供給されるよう電流供給指令信号を発信すると共に、当該ブースト電流の供給に対応して動作される前記高圧放電ランプの動作電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号を発信する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置においては、前記輝度調整信号は、前記ベース電流の供給によってベース点灯される前記高圧放電ランプの動作電力と、前記ブースト電流の供給によってブースト点灯される前記高圧放電ランプの動作電力との電力差に応じて設定されたものとすることができる。
【００１１】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置においては、前記小電力点灯モードにおける電流供給指令信号は、ブースト電流の供給時期、ブースト電流の大きさ若しくはブースト電流の供給時間が前記高圧放電ランプの点灯電圧の測定値に応じて制御されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置によれば、給電装置制御部によって、小電力点灯モードにおけるブースト点灯時に、ブースト電流の供給により動作される高圧放電ランプのランプ点灯電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号が発信されることにより、液晶パネルの透過率がブースト点灯時における実際のブースト点灯状態に即した調整量で制御されるので、フリッカの発生を抑制しながら、投射スクリーン上に投射される投射画像に明るさの異なる領域が生じること（例えば横縞状ノイズなどによる輝度ムラの発生）を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の高圧放電ランプ用給電装置によって給電される高圧放電ランプの一例における構成の概略を、管軸に沿った平面で切断して示す説明用断面図である。
【図２】本発明の高圧放電ランプ用給電装置を具えてなる液晶プロジェクタ装置の一例における構成の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の高圧放電ランプ用給電装置の一例における構成の概略を示すブロック図である。
【図４】小電力点灯モードにおける高圧放電ランプの点灯波形および液晶パネルの透過率を示す波形の一例を示す図であって、（ａ）は電流供給指令信号を示す波形、（ｂ）は高圧放電ランプに実際に流れるランプ電流を示す波形、（ｃ）はランプ点灯電力を示す波形、（ｄ）はブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量を示す波形、（ｅ）は液晶パネルの透過率を示す波形である。
【図５】本発明の実施の形態に係る小電力点灯モードにおけるブースト点灯に伴う輝度調整動作を説明するための動作フロー図である。
【図６】本発明に係る小電力点灯モードにおける高圧放電ランプの点灯波形および液晶パネルの透過率の波形の他の例を示す図であって、（ａ）は高圧放電ランプの平均点灯電力の波形、（ｂ）は電流供給指令信号を示す波形、（ｃ）はランプ点灯電力を示す波形、（ｄ）はブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量を示す波形、（ｅ）は液晶パネルの透過率を示す波形である。
【図７】従来の投影装置におけるブースト点灯時の点灯波形の一例を、映像信号の輝度調整信号と共に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の高圧放電ランプ用給電装置は、例えば、調光機能を有する液晶プロジェクタ装置に搭載されるものであって、高圧放電ランプに交流電力を供給するものである。以下においては、先ず、本発明の高圧放電ランプ用給電装置によって給電される高圧放電ランプについて説明する。
【００１５】
〔高圧放電ランプ〕
図１は、本発明の高圧放電ランプ用給電装置によって給電される高圧放電ランプの一例における構成の概略を、管軸に沿った平面で切断して示す説明用断面図である。
この高圧放電ランプ１０は、交流点灯方式により点灯されるものであり、内部に放電空間Ｓを形成する外形が略球形状の発光管部１２と、この発光管部１２の両端の各々に一体に連設された、管軸ＣＬに沿って外方に延びるロッド状の封止部１３とを有する発光管１１を具えている。
発光管１１における発光管部１２内には、それぞれタングステンよりなる一対の電極１４，１５が互いに対向して配置されている。具体的に説明すると、一対の電極１４，１５の各々は、発光管１１の管軸ＣＬに沿って延びる棒状の軸部１４ｂ，１５ｂと、この軸部１４ｂ，１５ｂの各々の先端に連続して形成された、先端に突起ｐが形成された略球状の頭部１４ａ，１５ａと、頭部１４ａ，１５ａの後端部分および軸部１４ｂ，１５ｂの先端部分に巻き回されたコイル部１４ｃ，１５ｃとにより構成されており、それぞれの頭部１４ａ，１５ａが互いに対向するよう配置されると共に、各軸部１４ｂ，１５ｂの基端部分が封止部１３の各々に埋設されることによって保持されている。ここに、電極間距離は、例えば２．０ｍｍ以下であって、例えば０．５〜２．０ｍｍである。
発光管１１における封止部１３の各々の内部には、モリブデンよりなる金属箔１６が気密に埋設され、各々の金属箔１６の各々の一端には、一対の電極１４，１５の各々における軸部１４ｂ，１５ｂの基端が溶接されて電気的に接続されており、一方、各々の金属箔１６の他端には、封止部１３の外端から外方に突出する外部リード１８が溶接されて電気的に接続されている。
【００１６】
発光管１１は石英ガラスにより構成され、この発光管１１の発光管部１２内には、例えば、水銀、希ガスおよびハロゲンが封入されている。
発光管部１２内に封入される水銀は、必要な可視光波長、例えば波長３６０〜７８０ｎｍの放射光を得るためのものであり、点灯時に例えば１５０気圧以上の高い水銀蒸気圧を確保するために、その封入量が０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上とされており、この水銀の封入量を増加することにより、点灯時に２００気圧以上、または３００気圧以上の高い水銀蒸気圧を得ることができ、プロジェクタ装置に適した光源を実現することができる。
発光管部１２内に封入される希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであり、その封入圧は、静圧で例えば１０〜２６ｋＰａである。また、希ガスとしては、アルゴンガスを好適に用いることができる。
発光管部１２内に封入されるハロゲンは、発光管部１２内においてハロゲンサイクルを形成すると共に、これにより、電極物質であるタングステンが発光管部１２の内壁に付着することを抑制するためのものであり、水銀その他の金属との化合物の形態で封入される。ハロゲンの封入量は、例えば１×１０-6〜１×１０-2μｍｏｌ／ｍｍ3 である。また、ハロゲンとしては、沃素、臭素、塩素などを用いることができる。
また、発光管部１２内には、更に他の放電媒体としてハロゲン化金属を封入することもできる。
【００１７】
このような高圧放電ランプ１０の具体的な仕様の一例を示すと、発光管１１における発光管部１２の最大外径が１２ｍｍ、電極間距離が１．２ｍｍ、発光管１１における発光管部１２の内容積が１２０ｍｍ3 、定格電圧が８５Ｖ、定格電力が３００Ｗである。
また、高圧放電ランプ１０においては、その点灯中に発光管部１２内の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となり、また、プロジェクタ装置においては、装置全体の小型化が図られる一方、高い光量が要求されることから、高圧放電ランプ１０の発光管１１における発光管部１２内の熱的条件は極めて厳しいものであり、例えば高圧放電ランプ１０の管壁負荷値は０．８〜３．０Ｗ／ｍｍ2 、より具体的には２．１Ｗ／ｍｍ2 である。
このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有することにより、プロジェクタ装置の光源として用いられる場合に色再現性の良好な放射光を得ることができる。
【００１８】
〔液晶プロジェクタ装置〕
図２は、本発明の高圧放電ランプ用給電装置を具えてなる液晶プロジェクタ装置の一例における構成の概略を示すブロック図、図３は、本発明の高圧放電ランプ用給電装置の一例における構成の概略を示すブロック図である。
この液晶プロジェクタ装置は、ランプユニット２０、このランプユニット２０から出射される光を例えば平行光として液晶パネル２５に照射する光学素子２３、液晶パネル２５および液晶パネル２５を透過した光（映像）を投射スクリーン２８上に投射する投射レンズ２４を具えた光学系と、プロジェクタ制御装置３０、高圧放電ランプ用給電装置（以下、単に「給電装置」という。）４０、映像信号制御装置３１および液晶パネル駆動装置３２を具えた制御系とにより構成されている。なお、光学系においては、上記の構成部品以外にも、カラーフィルターや偏光素子などの部品が必要に応じて配置される。
【００１９】
光学系を構成するランプユニット２０は、上記の高圧放電ランプ１０と、例えば楕円面反射鏡よりなるリフレクタ２１とにより構成されており、高圧放電ランプ１０は、発光管１１の管軸ＣＬがリフレクタ２１の光軸ＣＲと一致し、リフレクタ２１の第１焦点の位置にアーク中心が位置される状態で、配置されている。
【００２０】
プロジェクタ制御装置３０は、給電装置４０に対して電流供給指令信号Ｉｓおよび点灯モード設定信号Ｍｓを出力すると共に、映像信号制御装置３１に映像信号Ｖｓを出力する機能を有する。
【００２１】
映像信号制御装置３１は、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を給電装置制御部Ｕ４からの輝度調整信号Ｌｓに基づいて調整した液晶透過率制御信号Ｔｓを出力する機能を有する。
【００２２】
液晶パネル駆動装置３２は、映像信号制御装置３１からの液晶透過率制御信号Ｔｓに応じた液晶パネル駆動信号Ｐｓを出力して液晶パネル２５の動作を制御する機能を有する。 液晶パネル２５の透過率を制御する具体的手段としては、特に限定されるものではなく、液晶パネル２５における液晶分子の配列状態（開閉の程度）を調整する方法、および、液晶分子の開閉時間（液晶分子の配列状態が開とされた状態が維持される時間）を調整する方法のいずれであってもよい。
【００２３】
給電装置４０は、図３に示すように、ランプ点灯回路４１と、例えばマイクロプロセッサ等の処理装置で構成された給電装置制御部Ｕ４とを具えている。ランプ点灯回路４１は、直流電圧が供給される降圧チョッパ回路Ｕ１と、降圧チョッパ回路Ｕ１の出力側に接続された、直流電圧を交流電圧に変換させて高圧放電ランプ１０に供給するフルブリッジ型インバータ回路Ｕ２（以下、「フルブリッジ回路」ともいう。）と、フルブリッジ回路Ｕ２と高圧放電ランプ１０との間で高圧放電ランプ１０に直列接続されたスターターコイルＬｈおよびコンデンサＣｈを具えたスタータ回路Ｕ３とにより構成されている。
【００２４】
ランプ点灯回路４１を構成する降圧チョッパ回路Ｕ１は、直流電圧が供給される正極（＋）側電源端子に接続されたスイッチング素子ＱｘおよびリアクトルＬｘと、スイッチング素子ＱｘおよびリアクトルＬｘの接続点と負極（−）側電源端子間にカソード側が接続されたダイオードＤｘと、リアクトルＬｘの出力側に接続された平滑コンデンサＣｘと、平滑コンデンサＣｘの負極（−）側端子とダイオードＤｘのアノード側の間に接続された電流検出用の抵抗Ｒｘとにより構成されている。
この降圧チョッパ回路Ｕ１においては、例えばＩＧＢＴやＦＥＴなどからなるスイッチング素子Ｑｘがゲート信号Ｇｘに対応する所定のデューティで駆動されることにより、入力直流電圧Ｖｄｃが当該デューティに応じた電圧に降圧される。
そして、降圧チョッパ回路Ｕ１の出力側には、電圧検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路Ｖｘが設けられている。
【００２５】
ランプ点灯回路４１を構成するフルブリッジ回路Ｕ２は、ブリッジ状に接続された、各々例えばＩＧＢＴやＦＥＴなどからなる４つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、これらのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するドライバ回路４５とにより構成されており、ドライバ回路４５からのドライブ信号（ゲート信号Ｇ１〜Ｇ４）に応じた極性反転動作を行う機能を有する。
このフルブリッジ回路Ｕ２においては、ドライバ回路４５によって、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４が共にオンとされると共にスイッチング素子Ｑ２およびＱ３が共にオフとされるスイッチング動作、および、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４が共にオフとされると共にスイッチング素子Ｑ２およびＱ３が共にオンとされるスイッチング動作が交互に行われることにより、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続点と、スイッチング素子Ｑ３およびＱ４の接続点との間に矩形波状の交流電圧が発生し、高圧放電ランプ１０に交流矩形波電流が供給される。
スタータ回路Ｕ３におけるリアクトルＬｈの入力側と、コンデンサＣｈの負極側端子との間には、コンデンサＣｐｔが接続されている。
【００２６】
給電装置制御部Ｕ４は、高圧放電ランプ１０に定格電力の７０％以上の大きさの電力を供給する定常点灯モードと、高圧放電ランプ１０に定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードとを切り替えて高圧放電ランプ１０を点灯する機能を有し、小電力点灯モードにおいて、高圧放電ランプ１０に対して、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有するベース電流を連続して供給すると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流を周期的に供給するものである。ここで、小電力点灯モードにおいて供給される電力の値は、定常点灯モードにおける電力の値より低いものであれば特に制限されないが、通常、定格電力の４０〜７０％の範囲内で選択される。
【００２７】
この給電装置制御部Ｕ４は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）により構成されたいわゆるコントローラであって、電流・電圧検出部５１と、電力変化量演算部５２と、調整輝度演算部５３と、点灯電力制御部５５と、点灯モード設定部５６とを具えている。
【００２８】
点灯モード設定部５６は、プロジェクタ制御装置３０から入力される点灯モード設定信号Ｍｓから高圧放電ランプ１０の点灯モードを判別し、その結果を点灯電力制御部５５に送出する機能を有する。
【００２９】
点灯電力制御部５５は、高圧放電ランプ１０の点灯状態を制御するものであって、降圧チョッパ回路Ｕ１におけるスイッチング素子Ｑｘを、プロジェクタ制御装置３０からの電流供給指令信号Ｉｓに応じて、設定されたデューティで駆動させるゲート信号Ｇｘを出力することにより、高圧放電ランプ１０に対して供給する電力の大きさ、および、後述するブースト点灯を行う際のブースト率、すなわち小電力点灯モードにおける電流供給指令信号Ｉｓの、ブースト電流値Ｉｂのベース電流値Ｉａに対する比（Ｉｂ／Ｉａ）を制御する機能を有する。
さらにまた、点灯電力制御部５５は、点灯モード設定部５６による点灯モードの判別結果に基づいて、フルブリッジ回路Ｕ２を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するための、高圧放電ランプ１０の点灯モードに対応した周波数の駆動信号Ｄｓをドライバ回路４５に出力する機能を有する。そして、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を調整することにより交流駆動周波数の調整を行うことができる。
【００３０】
電流・電圧検出部５１は、検出される電流検出用の抵抗Ｒｘの両端電圧および電圧検出用の直列回路Ｖｘの両端電圧に基づいて、実際に高圧放電ランプ１０に流れているランプ電流およびランプ点灯電圧を算出し、算出されたランプ電流の値およびランプ点灯電圧の値よりランプ点灯電力を算出する機能を有する。
【００３１】
電力変化量演算部５２は、後述するように、小電力点灯モードにおいて、ベース電流の供給によってベース点灯される高圧放電ランプ１０の動作電力（ランプ点灯電力）の値と、ブースト電流の供給によってブースト点灯される高圧放電ランプ１０の動作電力（ランプ点灯電力）の値との電力差を算出する機能を有する。
【００３２】
調整輝度演算部５３は、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号の輝度を調整するための、電力変化量演算部５２によって算出された電力差に応じた輝度調整信号Ｌｓを画像信号制御装置３１に発信する機能を有する。
【００３３】
以下、上記の給電装置４０の動作について説明する。
先ず、プロジェクタ制御装置３０からの点灯モード設定信号Ｍｓが点灯モード設定部５６に入力されると、この点灯モード設定部５６によって、高圧放電ランプ１０をいずれの点灯モードで点灯すべきか判別する判別処理が行われて点灯モード判別信号が点灯電力制御部５５に出力される。また、点灯電力制御部５５においては、点灯モード設定信号Ｍｓに対応する電流供給指令信号Ｉｓがプロジェクタ制御装置３０から入力され、降圧チョッパ回路Ｕ１におけるスイッチング素子Ｑｘを制御されたデューティで動作させると共に、フルブリッジ回路Ｕ２におけるドライバ回路４５に点灯モードに対応した駆動信号Ｄｓを出力してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動させる。これにより、直流電源より供給される直流電圧は降圧チョッパ回路Ｕ１によって所定の大きさに降圧され、当該直流電圧がフルブリッジ回路Ｕ２によって交流電圧に変換され、その後、スタータ回路Ｕ３によって、高圧放電ランプ１０に交流矩形波電流が供給されて高圧放電ランプ１０が点灯される。
【００３４】
そして、高圧放電ランプ１０が点灯されると、電流・電圧検出部５１によって、実際に高圧放電ランプ１０に流れているランプ電流の値およびランプ点灯電圧の値が算出され、これらの値よりランプ点灯電力が算出され、その結果が点灯電力制御部５５に出力される。そして、点灯電力制御部５５によって、算出されたランプ点灯電力の値が入力された電流供給指令信号Ｉｓに基づく電力値と合致するよう制御されたデューティで、降圧チョッパ回路Ｕ１のスイッチング素子Ｑｘの動作が調整される。例えば、スイッチング素子Ｑｘをゲート信号Ｇｘのデューティに応じてオン／オフすることにより高圧放電ランプ１０に供給される電力を変化させることができるので、ランプ点灯電力をアップさせるときにはスイッチング素子Ｑｘのデューティを上げ、ランプ点灯電力をダウンさせるときにはスイッチング素子Ｑｘのデューティを下げるようゲート信号Ｇｘの制御が行われる。また、小電力点灯モードにおいてブースト点灯を行う時には、ベース電流が供給されるベース点灯時よりスイッチング素子Ｑｘのデューティを上げるようゲート信号Ｇｘの制御が行われ、これにより、ブースト電流が供給される。
【００３５】
具体的には、入力された電流供給指令信号Ｉｓが定格電力の７０％以上の大きさの電力が高圧放電ランプ１０に供給される定常点灯モードに係るものであると点灯モード設定部５６によって判別された場合には、点灯電力制御部５５によって、スイッチング素子Ｑｘが定常点灯モードに対応した予め決められたデューティで動作されると共に、駆動信号Ｄｓがフルブリッジ回路Ｕ２におけるドライバ回路４５に出力されてドライバ回路４５が駆動されることにより、フルブリッジ回路Ｕ２においては、ドライバ回路４５からのドライブ信号（ゲート信号Ｇ１〜Ｇ４）に応じた極性反転動作が行われ、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさの電流が高圧放電ランプ１０に供給され、高圧放電ランプ１０が点灯される。
【００３６】
一方、入力された電流供給指令信号Ｉｓが定格電力の７０％未満（実用上は４０〜７０％）の大きさの電力が高圧放電ランプ１０に供給される小電力点灯モードに係るものであると点灯モード設定部５６によって判別された場合には、点灯電力制御部５５によって、スイッチング素子Ｑｘが、小電力点灯モードに対応する予め決められた、定常点灯モードより小さいデューティで、動作されると共に、駆動信号Ｄｓがフルブリッジ回路Ｕ２におけるドライバ回路４５に出力されてドライバ回路４５が駆動されることにより、高圧放電ランプ１０に対して、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流が連続的に供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流が重畳されたブースト電流が周期的に供給されて、高圧放電ランプ１０が点灯される。小電力点灯モードにおける電流供給指令信号を示す波形の一例を図４（ａ）に示す。
【００３７】
以上において、高圧放電ランプ１０の点灯条件についての具体的な例を挙げると、高圧放電ランプ１０の定格電力が２３０Ｗ（ランプ入力電流３Ａ）、点灯周波数が１７０Ｈｚであるとすると、小電力点灯モードにおけるベース点灯時のランプ点灯電力が１１５Ｗ（定格電力の５０％、ベース電流２．３Ａ）、ブースト点灯時のランプ点灯電力が１１８Ｗ（定格電力の５１％、ブースト電流３Ａ（ブースト率１３０％））である。
【００３８】
上述したように、小電力点灯モードによって高圧放電ランプ１０を点灯させたときには、放電空間の蒸気温度および電極温度が低下しているため、放電空間内の水銀が不飽和状態、すなわち水銀の一部が凝集しており、水銀を蒸発させるのに時間を要するため、高圧放電ランプをブースト点灯させるに際しての電流供給指令信号の急峻な変化に対して、実際のランプ点灯電力の変化を追従させることができない状態となっている。このため、例えば図４（ａ）に示すように、高圧放電ランプ１０に対して予め設定された一定の周期のブースト点灯期間で、ベース電流ｂａＩに予め設定された一定の大きさの電流ΔＩを重畳したブースト電流ｂｕＩが供給されるよう電流供給指令信号が発信された場合であっても、図４（ｂ）に示すように、実際に高圧放電ランプに流れるランプ電流ＩＬは、ブースト点灯期間毎に変動してしまう。例えばブースト電流ｂｕＩがベース電流ｂａＩの１４０％程度（重畳される電流の大きさΔＩがベース電流ｂａＩの４０％程度）の大きさであるブースト電流が供給されるよう電流供給指令信号が発信された場合において、高圧放電ランプに流れるランプ電流は、ベース電流ｂａＩに対して例えば１３０％程度の大きさであったり、ベース電流ｂａＩに対して例えば１２０％程度の大きさであったりすることがある。従って、図４（ｃ）に示すように、ランプ点灯電力ＷＬは、ブースト点灯期間毎に変動して高圧放電ランプから出射される光の輝度がブースト点灯期間毎に変動して一定しないこととなる。なお、図４（ｄ）は、ブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量、具体的には、ベース電流の供給によって点灯される高圧放電ランプのランプ点灯電力の値と、ブースト電流の供給によって点灯される高圧放電ランプのランプ点灯電力の値との電力差ΔＷＬの波形を示す図である。
【００３９】
而して、この実施の形態に係る給電装置４０においては、給電装置制御部Ｕ４が、ブースト電流の供給によってブースト点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値に応じた、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を調整するための輝度調整信号Ｌｓを映像信号制御装置３１に出力する機能を有しており、以下のようにして、プロジェクタ装置における液晶パネル２５の透過率が調整される。
【００４０】
図５に示すように、先ず、プロジェクタ制御装置３０から点灯モード設定部５６に入力される点灯モード設定信号Ｍｓが小電力点灯モードに係るものであるか否かの判定処理が行われ（Ｓ１）、点灯モード設定信号Ｍｓが小電力点灯モードに係るものであると判断された場合には、例えば図４（ａ）に示すように、所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流ｂａＩが連続的に供給されると共にこのベース電流ｂａＩに設定された一定の大きさの電流ΔＩが重畳されたブースト電流が高圧放電ランプ１０に供給されるよう電流供給指令信号Ｉｓが点灯電力制御部５５に入力され、点灯電力制御部５５によって、降圧チョッパ回路Ｕ１におけるスイッチング素子Ｑｘのデューティが電流供給指令信号Ｉｓに基づいて制御されることにより、小電力点灯モードに応じた電力で高圧放電ランプ１０が点灯される。この小電力点灯モードにおいては、ベース電流ｂａＩに一定の大きさの電流ΔＩを重畳したブースト電流ｂｕＩを供給することにより電力を増大させて高圧放電ランプ１０を点灯させるブースト点灯を半サイクルだけ行う「半サイクルブースト」が行われる（Ｓ２）。
【００４１】
ランプ点灯時においては、電流・電圧検出部５１によって、実際に高圧放電ランプ１０に流れるランプ電流ＩＬが算出されると共にランプ点灯電圧が算出され、当該ランプ電流ＩＬの値およびランプ点灯電圧の値よりランプ点灯電力（動作電力）が算出される（Ｓ３）。
そして、算出されたブースト点灯時のランプ点灯電力の値と、ベース点灯時のランプ点灯電力の値との電力差（電流変化に伴う電力変化量）が電力変化量演算部５２によって算出される（Ｓ４）。
【００４２】
次いで、調整輝度演算部５３によって、電力変化量演算部５２によって算出された電力差に応じて設定された、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号Ｌｓが出力され（Ｓ５）、映像信号制御装置３１によって、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を給電装置４０における調整輝度演算部５３からの輝度調整信号Ｌｓに基づいて調整した液晶透過率制御信号Ｔｓが出力される（Ｓ６）。そして、液晶パネル駆動装置３２によって、映像信号制御装置３１からの液晶透過率制御信号Ｔｓに対応する液晶パネル駆動信号Ｐｓが出力され、液晶パネル２５が調整された透過率で駆動される（Ｓ７）。
ここに、輝度調整信号Ｌｓは、ブースト電流の供給によってブースト点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値と、ベース電流の供給によってベース点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値との電力差に応じて、設定されたものであり、具体的には、図４（ｅ）に示すように、ベース点灯時のランプ点灯電力の値とブースト点灯時のランプ点灯電力の値との電力差ΔＷＬが大きくなるに従って、液晶パネル２５の透過率が低くなるよう、設定される。
【００４３】
その後、このような輝度調整動作を継続して行うか否かの判定処理が点灯モード設定部５６によって行われ、点灯モードを定常点灯モードに切り替えることに係る点灯モード設定信号Ｍｓの入力がない場合には、上記の輝度調整動作が継続して行われ、点灯モードを定常点灯モードに切り替えることに係る点灯モード設定信号Ｍｓの入力がある場合には、上記の輝度調整動作が終了される。
【００４４】
なお、定常点灯モード、例えば定格電力が供給される定格電力点灯モードにおいては、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさの電流が高圧放電ランプ１０に供給され、給電装置４０による上記輝度調整動作が行われることなしに、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度に対応する液晶透過率制御信号Ｔｓが出力されて液晶パネル２５が駆動される。
【００４５】
而して、上記構成の給電装置４０によれば、小電力点灯モードにおけるブースト点灯時に、ベース電流の供給によりベース点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値と、ブースト電流の供給によりブースト点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値との電力差に応じた輝度調整信号Ｌｓがブースト点灯期間毎に給電装置制御部Ｕ４より出力されることにより、液晶パネル２５の透過率がブースト点灯時における実際の点灯状態に即した調整量で制御されるので、フリッカの発生を抑制しながら、投射スクリーン２８上に投射される投射画像に明るさの異なる領域が生じること（例えば横縞状ノイズなどによる輝度ムラの発生）を確実に防止または抑制することができる。
【００４６】
また、暗い映像（画像）を投射する場合には、通常、ランプ入力電力が減じられる。しかしながら、小電力点灯モードにおいて、明るい映像を投射する場合と同じブースト率のままでブースト点灯を行うのであれば、電極温度の低下が起こり、フリッカが発生してしまうことになるため、このような場合には、ブースト率を高くすることが考えられるが、ベース点灯時に比べ、ブースト点灯時の投射画像の明るさが高くなって、輝度むら、フリッカとして認識されてしまうことになる。然るに、上記構成の給電装置４０によれば、液晶パネル２５の透過率がブースト点灯時における実際の点灯状態に即した調整量で制御されるので、所期の輝度調整を確実に行うことができる。
【００４７】
以上においては、小電力点灯モードにおいて、高圧放電ランプ１０に対して、所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流を連続的に供給すると共にこのベース電流に設定された一定の大きさの電流を重畳したブースト電流を一定の周期で供給することにより、高圧放電ランプ１０を点灯させる例について説明したが、小電力点灯モードにおいて、ブースト電流の供給時期、ブースト電流の大きさ若しくはブースト電流の供給時間を高圧放電ランプの点灯電圧の測定値に応じて制御して供給することにより、高圧放電ランプ１０を点灯させる構成とされていることがより好ましい。
【００４８】
図６は、本発明に係る小電力点灯モードにおける高圧放電ランプの点灯波形および液晶パネルの透過率の波形の他の例を示す図であって、（ａ）は高圧放電ランプの平均点灯電力の波形、（ｂ）は電流供給指令信号を示す波形、（ｃ）はランプ点灯電力を示す波形、（ｄ）はブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量を示す波形、（ｅ）は液晶パネルの透過率を示す波形である。
この例における小電力点灯モード（１）は、定格電力の５０〜７０％、例えば６０％の大きさのランプ点灯電力で点灯される小電力点灯モードであって（図６（ａ））、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流が供給されると共に、ブースト電流が、電流・電圧検出部５１によって検出される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電圧の測定値に応じて設定されたブースト条件、具体的には例えばブースト電流の大きさ（ベース電流に重畳される電流の大きさ）、ブースト電流を供給するタイミング、ブースト電流を供給する時間間隔（周期）で供給される（図６（ｂ））。ここで、ブースト電流は、高圧放電ランプ１０の点灯電圧の測定値が所定の基準値より低いことが検出されたときに供給され（ブースト電流が供給されるタイミング）、ブースト電流の大きさ（ブースト率）は、高圧放電ランプ１０のランプ点灯電圧の測定値と所定の基準値との差が大きくなるに従って、大きくなるよう設定される。
【００４９】
そして、ベース点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力の値（図６（ｃ））と、ブースト点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力（図６（ｃ））との電力差ΔＷＬ（図６（ｄ））に応じた輝度調整信号Ｌｓがブースト点灯期間毎に出力され、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を調整した液晶透過率制御信号Ｔｓに基づいて液晶パネル２５が調整された透過率で駆動される（図６（ｅ））。
【００５０】
また、小電力点灯モード（２）は、定格電力の２５〜５０％、例えば４０％の大きさのランプ入力電力で点灯される小電力点灯モードであって（図６（ａ））、小電力点灯モード（１）よりもブースト率を大きくしてブースト点灯が行われることの他は（図６（ｂ））、小電力点灯モード（１）と同様の方法により、ベース点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力（図６（ｃ））と、ブースト点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力（図６（ｄ））との電力差ΔＷＬ（図６（ｄ））に応じた輝度調整信号Ｌｓがブースト点灯期間毎に出力され、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を調整した液晶透過率制御信号Ｔｓに基づいて液晶パネル２５が調整された透過率で駆動される（図６（ｅ））。
【００５１】
而して、小電力点灯モード（１）および小電力点灯モード（２）において、高圧放電ランプ１０の点灯電圧の測定値に応じて、重畳電力の供給時期、重畳電力の電力値若しくは重畳電力の供給時間を制御する機能を有する上記の給電装置４０によれば、高圧放電ランプ１０の電極１４，１５の周辺に存在する蒸発した電極物質の量が増加し、これにより、高圧放電ランプ１０の電極１４，１５に対する蒸発した電極物質の堆積が促進されるので、高圧放電ランプ１０の電極１４，１５の損耗およびフリッカの発生を一層確実に防止または抑制することができる。
そして、液晶パネル２５の透過率がブースト点灯時における実際の点灯状態に即した調整量で制御されるので、ブースト点灯期間毎に入力される電流が異なる場合や、ブースト点灯期間のタイミングが周期的でない場合であっても、所期の輝度調整を確実に行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、上記の実施の形態においては、小電力点灯モードにおいて、「半サイクルブースト」を行う場合について説明したが、ブースト点灯を一サイクル乃至数サイクルにわたり行う「全サイクルブースト」を行ってもよい。
また、ベース電流の周波数とブースト電流の周波数とが互いに同一である必要はなく、互いに異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 放電ランプ
１１ 発光管
１２ 発光管部
１３ 封止部
１４，１５ 電極
１４ａ，１５ａ 頭部
１４ｂ，１５ｂ 軸部
１４ｃ，１５ｃ コイル部
１６ 金属箔
１８ 外部リード
ｐ 突起
２０ ランプユニット
２１ リフレクタ
２３ 光学素子
２４ 投射レンズ
２５ 液晶パネル
２８ 投射スクリーン
３０ プロジェクタ制御装置
３１ 映像信号制御装置
３２ 液晶パネル駆動装置
４０ 給電装置
４１ ランプ点灯回路
４５ ドライバ回路
５１ 電流・電圧検出部
５２ 電力変化量演算部
５３ 調整輝度演算部
５５ 点灯電力制御部
５６ 点灯モード設定部
Ｑｘ スイッチング素子
Ｕ１ 降圧チョッパ回路
Ｕ２ フルブリッジ型インバータ回路（フルブリッジ回路）
Ｕ３ スタータ回路
Ｕ４ 給電装置制御部
Ｌｈ コイル
Ｌｘ リアクトル
Ｃｈ，Ｃｘ コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ スイッチング素子
Ｄｘ ダイオード
Ｖｘ，Ｒｘ 抵抗
Ｓ 放電空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、調光機能を有する液晶プロジェクタ装置の光源として好適に用いることができる高圧放電ランプ用給電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射型プロジェクタ装置においては、矩形状のスクリーンに対して、均一でかつ十分な色再現性をもった画像を投影させることが要求されている。このため、光源としては、点灯時の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となるショートアーク型の高圧放電ランプが採用されており、例えば定常点灯時において交流点灯方式で点灯されて用いられる。
而して、最近においては、使用環境の明るさや投影する画像の種類に応じて画面の明るさを調整することが可能な調光機能を有するプロジェクタ装置、例えば、画面に応じて電力を下げることによりコントラストを上げて使用するディミング機能を用いたいわゆる「明るさ調整モード」や、更に電力を下げて使用するいわゆる「スーパーエコモード」などの小電力点灯モードを採用したものが開発されている。このようなプロジェクタ装置においては、小電力点灯モード時の電力を、定格電力の２５〜７０％の大きさまで小さくすることが要求されている。
【０００３】
しかしながら、このような小電力点灯モードの期間は、電極先端に投入される電力が絞られることにより電極先端温度が低下するために、アークの位置が不安定になりフリッカを起こしやすくなる。
このような問題に対して、特許文献１の特開２０１０−２３８５２６号公報には、定格電力の例えば７０％以下の大きさの電力を供給して高圧放電ランプを点灯させる小電力点灯モードにおいて、所定の周波数を有するベース電流を供給するベース点灯と、ベース電流の電流値よりも大きな電流値を有するブースト電流を供給するブースト点灯を交互に行うことが記載されている。
【０００４】
一方、交流点灯される放電ランプにおいて、供給される電力が増加されて点灯される場合には、電力の増加に伴ってランプ輝度が増加するために、投射画像に明るさの異なる領域が生じることとなって、スクリーン上に投射される投射画像に横縞状ノイズが知覚されるという問題が生ずることが知られている。
このような問題に対して、特許文献２の特開２００９−１９８８８６号公報には、交流電流により駆動される光源からの光を液晶パネルに照射して投射画像光を生成する液晶プロジェクタにおいて、図７に示すように、液晶パネルの垂直ブランキング期間を決定するパネル駆動用垂直同期信号に基づいて、ブースト点灯される期間（パルス期間ｔ１）における映像信号の輝度を予め定められた一定の量ΔＬ減少させることが記載されており、フリッカの発生を抑制しながら、スクリーン上に投射される投射画像の横縞状ノイズの発生を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２３８５２６号公報
【特許文献２】特開２００９−１９８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された放電ランプ点灯装置のように、定格電力より小さい電力が供給されて高圧放電ランプを点灯させる小電力点灯モードにおいても、ブースト点灯させることにより投射画像に明るさの異なる領域が生じることが判明した。
そこで、本発明者らは、高圧放電ランプに定格電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードによって高圧放電ランプを点灯する機能を有するランプ点灯装置を備えた液晶プロジェクタ装置において、小電力点灯モード時に、上記の特許文献２に記載された液晶パネルの透過率を制御する技術を利用した構成のものを試作したところ、上記の問題を解決することができないことが確認された。この理由は、次のように考えられる。
【０００７】
小電力点灯モードによって高圧放電ランプを点灯させたときには、放電空間の蒸気温度および電極温度が低下しているため、放電空間内の水銀が不飽和状態、すなわち水銀の一部が凝集しており、水銀を蒸発させるのに時間を要するため、高圧放電ランプをブースト点灯させるに際しての電流供給指令信号の急峻な変化に対して、実際のランプ点灯電力の変化を追従させることができない状態となっている。このため、放電ランプに対して予め設定された一定の周期のブースト点灯期間で、ベース電流に予め設定された一定の大きさの電流を重畳したブースト電流が供給されるよう電流供給指令信号が発信された場合であっても、実際に高圧放電ランプに流れるランプ電流もブースト点灯期間毎に変動してしまい、所期のブースト点灯を行うことができない。
そして、放電ランプから放射される光の輝度はランプ電力に依存しており、このランプ電力は、放電ランプに実際に流れるランプ電流とランプ点灯電圧とによって決まることから、ランプ点灯電力ＷＬについても、ブースト点灯期間毎に変動して高圧放電ランプから出射される光の輝度がブースト点灯期間毎に変動して一定しなくなるため、輝度をあらかじめ知る（予測する）ことができないのが実情である。
従って、ブースト点灯時において、予め設定された一定のブースト点灯期間のタイミングで、輝度を予め設定された一定の量ΔＬ減少させる特許文献２に記載の技術では、実際上は、制御されるべきブースト点灯状態がブースト点灯期間毎に異なっているので、あるブースト点灯期間においては十分に減光できなかったり、別のブースト点灯期間においては減光しすぎたりし、結局、投射画像に明るさの異なる領域ができてしまうものと考えられる。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、放電ランプを小電力点灯モードで点灯させたときに、フリッカの発生を抑制しながら、輝度むらの発生を防止または抑制することのできる高圧放電ランプ用給電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置は、液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる高圧放電ランプに交流電流を供給する高圧放電ランプ用給電装置において、
前記高圧放電ランプに定格電力の７０％以上の大きさの電力を供給する定常点灯モードと、前記高圧放電ランプに前記定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードとを切り替えて前記高圧放電ランプを点灯する機能を有する給電装置制御部を具えており、
当該給電装置制御部は、前記小電力点灯モードにおいては、前記高圧放電ランプに対して、所定のベース電流が連続して供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流が周期的に供給されるよう電流供給指令信号を発信すると共に、当該ブースト電流の供給に対応して動作される前記高圧放電ランプの動作電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号を発信する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置においては、前記輝度調整信号は、前記ベース電流の供給によってベース点灯される前記高圧放電ランプの動作電力と、前記ブースト電流の供給によってブースト点灯される前記高圧放電ランプの動作電力との電力差に応じて設定されたものとすることができる。
【００１１】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置においては、前記小電力点灯モードにおける電流供給指令信号は、ブースト電流の供給時期、ブースト電流の大きさ若しくはブースト電流の供給時間が前記高圧放電ランプの点灯電圧の測定値に応じて制御されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高圧放電ランプ用給電装置によれば、給電装置制御部によって、小電力点灯モードにおけるブースト点灯時に、ブースト電流の供給により動作される高圧放電ランプのランプ点灯電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号が発信されることにより、液晶パネルの透過率がブースト点灯時における実際のブースト点灯状態に即した調整量で制御されるので、フリッカの発生を抑制しながら、投射スクリーン上に投射される投射画像に明るさの異なる領域が生じること（例えば横縞状ノイズなどによる輝度ムラの発生）を防止または抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の高圧放電ランプ用給電装置によって給電される高圧放電ランプの一例における構成の概略を、管軸に沿った平面で切断して示す説明用断面図である。
【図２】本発明の高圧放電ランプ用給電装置を具えてなる液晶プロジェクタ装置の一例における構成の概略を示すブロック図である。
【図３】本発明の高圧放電ランプ用給電装置の一例における構成の概略を示すブロック図である。
【図４】小電力点灯モードにおける高圧放電ランプの点灯波形および液晶パネルの透過率を示す波形の一例を示す図であって、（ａ）は電流供給指令信号を示す波形、（ｂ）は高圧放電ランプに実際に流れるランプ電流を示す波形、（ｃ）はランプ点灯電力を示す波形、（ｄ）はブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量を示す波形、（ｅ）は液晶パネルの透過率を示す波形である。
【図５】本発明の実施の形態に係る小電力点灯モードにおけるブースト点灯に伴う輝度調整動作を説明するための動作フロー図である。
【図６】本発明に係る小電力点灯モードにおける高圧放電ランプの点灯波形および液晶パネルの透過率の波形の他の例を示す図であって、（ａ）は高圧放電ランプの平均点灯電力の波形、（ｂ）は電流供給指令信号を示す波形、（ｃ）はランプ点灯電力を示す波形、（ｄ）はブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量を示す波形、（ｅ）は液晶パネルの透過率を示す波形である。
【図７】従来の投影装置におけるブースト点灯時の点灯波形の一例を、映像信号の輝度調整信号と共に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の高圧放電ランプ用給電装置は、例えば、調光機能を有する液晶プロジェクタ装置に搭載されるものであって、高圧放電ランプに交流電力を供給するものである。以下においては、先ず、本発明の高圧放電ランプ用給電装置によって給電される高圧放電ランプについて説明する。
【００１５】
〔高圧放電ランプ〕
図１は、本発明の高圧放電ランプ用給電装置によって給電される高圧放電ランプの一例における構成の概略を、管軸に沿った平面で切断して示す説明用断面図である。
この高圧放電ランプ１０は、交流点灯方式により点灯されるものであり、内部に放電空間Ｓを形成する外形が略球形状の発光管部１２と、この発光管部１２の両端の各々に一体に連設された、管軸ＣＬに沿って外方に延びるロッド状の封止部１３とを有する発光管１１を具えている。
発光管１１における発光管部１２内には、それぞれタングステンよりなる一対の電極１４，１５が互いに対向して配置されている。具体的に説明すると、一対の電極１４，１５の各々は、発光管１１の管軸ＣＬに沿って延びる棒状の軸部１４ｂ，１５ｂと、この軸部１４ｂ，１５ｂの各々の先端に連続して形成された、先端に突起ｐが形成された略球状の頭部１４ａ，１５ａと、頭部１４ａ，１５ａの後端部分および軸部１４ｂ，１５ｂの先端部分に巻き回されたコイル部１４ｃ，１５ｃとにより構成されており、それぞれの頭部１４ａ，１５ａが互いに対向するよう配置されると共に、各軸部１４ｂ，１５ｂの基端部分が封止部１３の各々に埋設されることによって保持されている。ここに、電極間距離は、例えば２．０ｍｍ以下であって、例えば０．５〜２．０ｍｍである。
発光管１１における封止部１３の各々の内部には、モリブデンよりなる金属箔１６が気密に埋設され、各々の金属箔１６の各々の一端には、一対の電極１４，１５の各々における軸部１４ｂ，１５ｂの基端が溶接されて電気的に接続されており、一方、各々の金属箔１６の他端には、封止部１３の外端から外方に突出する外部リード１８が溶接されて電気的に接続されている。
【００１６】
発光管１１は石英ガラスにより構成され、この発光管１１の発光管部１２内には、例えば、水銀、希ガスおよびハロゲンが封入されている。
発光管部１２内に封入される水銀は、必要な可視光波長、例えば波長３６０〜７８０ｎｍの放射光を得るためのものであり、点灯時に例えば１５０気圧以上の高い水銀蒸気圧を確保するために、その封入量が０．１５ｍｇ／ｍｍ3 以上とされており、この水銀の封入量を増加することにより、点灯時に２００気圧以上、または３００気圧以上の高い水銀蒸気圧を得ることができ、プロジェクタ装置に適した光源を実現することができる。
発光管部１２内に封入される希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであり、その封入圧は、静圧で例えば１０〜２６ｋＰａである。また、希ガスとしては、アルゴンガスを好適に用いることができる。
発光管部１２内に封入されるハロゲンは、発光管部１２内においてハロゲンサイクルを形成すると共に、これにより、電極物質であるタングステンが発光管部１２の内壁に付着することを抑制するためのものであり、水銀その他の金属との化合物の形態で封入される。ハロゲンの封入量は、例えば１×１０-6〜１×１０-2μｍｏｌ／ｍｍ3 である。また、ハロゲンとしては、沃素、臭素、塩素などを用いることができる。
また、発光管部１２内には、更に他の放電媒体としてハロゲン化金属を封入することもできる。
【００１７】
このような高圧放電ランプ１０の具体的な仕様の一例を示すと、発光管１１における発光管部１２の最大外径が１２ｍｍ、電極間距離が１．２ｍｍ、発光管１１における発光管部１２の内容積が１２０ｍｍ3 、定格電圧が８５Ｖ、定格電力が３００Ｗである。
また、高圧放電ランプ１０においては、その点灯中に発光管部１２内の水銀蒸気圧が例えば１５０気圧以上となり、また、プロジェクタ装置においては、装置全体の小型化が図られる一方、高い光量が要求されることから、高圧放電ランプ１０の発光管１１における発光管部１２内の熱的条件は極めて厳しいものであり、例えば高圧放電ランプ１０の管壁負荷値は０．８〜３．０Ｗ／ｍｍ2 、より具体的には２．１Ｗ／ｍｍ2 である。
このような高い水銀蒸気圧や管壁負荷値を有することにより、プロジェクタ装置の光源として用いられる場合に色再現性の良好な放射光を得ることができる。
【００１８】
〔液晶プロジェクタ装置〕
図２は、本発明の高圧放電ランプ用給電装置を具えてなる液晶プロジェクタ装置の一例における構成の概略を示すブロック図、図３は、本発明の高圧放電ランプ用給電装置の一例における構成の概略を示すブロック図である。
この液晶プロジェクタ装置は、ランプユニット２０、このランプユニット２０から出射される光を例えば平行光として液晶パネル２５に照射する光学素子２３、液晶パネル２５および液晶パネル２５を透過した光（映像）を投射スクリーン２８上に投射する投射レンズ２４を具えた光学系と、プロジェクタ制御装置３０、高圧放電ランプ用給電装置（以下、単に「給電装置」という。）４０、映像信号制御装置３１および液晶パネル駆動装置３２を具えた制御系とにより構成されている。なお、光学系においては、上記の構成部品以外にも、カラーフィルターや偏光素子などの部品が必要に応じて配置される。
【００１９】
光学系を構成するランプユニット２０は、上記の高圧放電ランプ１０と、例えば楕円面反射鏡よりなるリフレクタ２１とにより構成されており、高圧放電ランプ１０は、発光管１１の管軸ＣＬがリフレクタ２１の光軸ＣＲと一致し、リフレクタ２１の第１焦点の位置にアーク中心が位置される状態で、配置されている。
【００２０】
プロジェクタ制御装置３０は、給電装置４０に対して電流供給指令信号Ｉｓおよび点灯モード設定信号Ｍｓを出力すると共に、映像信号制御装置３１に映像信号Ｖｓを出力する機能を有する。
【００２１】
映像信号制御装置３１は、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を給電装置制御部Ｕ４からの輝度調整信号Ｌｓに基づいて調整した液晶透過率制御信号Ｔｓを出力する機能を有する。
【００２２】
液晶パネル駆動装置３２は、映像信号制御装置３１からの液晶透過率制御信号Ｔｓに応じた液晶パネル駆動信号Ｐｓを出力して液晶パネル２５の動作を制御する機能を有する。 液晶パネル２５の透過率を制御する具体的手段としては、特に限定されるものではなく、液晶パネル２５における液晶分子の配列状態（開閉の程度）を調整する方法、および、液晶分子の開閉時間（液晶分子の配列状態が開とされた状態が維持される時間）を調整する方法のいずれであってもよい。
【００２３】
給電装置４０は、図３に示すように、ランプ点灯回路４１と、例えばマイクロプロセッサ等の処理装置で構成された給電装置制御部Ｕ４とを具えている。ランプ点灯回路４１は、直流電圧が供給される降圧チョッパ回路Ｕ１と、降圧チョッパ回路Ｕ１の出力側に接続された、直流電圧を交流電圧に変換させて高圧放電ランプ１０に供給するフルブリッジ型インバータ回路Ｕ２（以下、「フルブリッジ回路」ともいう。）と、フルブリッジ回路Ｕ２と高圧放電ランプ１０との間で高圧放電ランプ１０に直列接続されたスターターコイルＬｈおよびコンデンサＣｈを具えたスタータ回路Ｕ３とにより構成されている。
【００２４】
ランプ点灯回路４１を構成する降圧チョッパ回路Ｕ１は、直流電圧が供給される正極（＋）側電源端子に接続されたスイッチング素子ＱｘおよびリアクトルＬｘと、スイッチング素子ＱｘおよびリアクトルＬｘの接続点と負極（−）側電源端子間にカソード側が接続されたダイオードＤｘと、リアクトルＬｘの出力側に接続された平滑コンデンサＣｘと、平滑コンデンサＣｘの負極（−）側端子とダイオードＤｘのアノード側の間に接続された電流検出用の抵抗Ｒｘとにより構成されている。
この降圧チョッパ回路Ｕ１においては、例えばＩＧＢＴやＦＥＴなどからなるスイッチング素子Ｑｘがゲート信号Ｇｘに対応する所定のデューティで駆動されることにより、入力直流電圧Ｖｄｃが当該デューティに応じた電圧に降圧される。
そして、降圧チョッパ回路Ｕ１の出力側には、電圧検出用の抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路Ｖｘが設けられている。
【００２５】
ランプ点灯回路４１を構成するフルブリッジ回路Ｕ２は、ブリッジ状に接続された、各々例えばＩＧＢＴやＦＥＴなどからなる４つのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４と、これらのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するドライバ回路４５とにより構成されており、ドライバ回路４５からのドライブ信号（ゲート信号Ｇ１〜Ｇ４）に応じた極性反転動作を行う機能を有する。
このフルブリッジ回路Ｕ２においては、ドライバ回路４５によって、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４が共にオンとされると共にスイッチング素子Ｑ２およびＱ３が共にオフとされるスイッチング動作、および、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４が共にオフとされると共にスイッチング素子Ｑ２およびＱ３が共にオンとされるスイッチング動作が交互に行われることにより、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続点と、スイッチング素子Ｑ３およびＱ４の接続点との間に矩形波状の交流電圧が発生し、高圧放電ランプ１０に交流矩形波電流が供給される。
スタータ回路Ｕ３におけるリアクトルＬｈの入力側と、コンデンサＣｈの負極側端子との間には、コンデンサＣｐｔが接続されている。
【００２６】
給電装置制御部Ｕ４は、高圧放電ランプ１０に定格電力の７０％以上の大きさの電力を供給する定常点灯モードと、高圧放電ランプ１０に定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードとを切り替えて高圧放電ランプ１０を点灯する機能を有し、小電力点灯モードにおいて、高圧放電ランプ１０に対して、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有するベース電流を連続して供給すると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流を周期的に供給するものである。ここで、小電力点灯モードにおいて供給される電力の値は、定常点灯モードにおける電力の値より低いものであれば特に制限されないが、通常、定格電力の４０〜７０％の範囲内で選択される。
【００２７】
この給電装置制御部Ｕ４は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）により構成されたいわゆるコントローラであって、電流・電圧検出部５１と、電力変化量演算部５２と、調整輝度演算部５３と、点灯電力制御部５５と、点灯モード設定部５６とを具えている。
【００２８】
点灯モード設定部５６は、プロジェクタ制御装置３０から入力される点灯モード設定信号Ｍｓから高圧放電ランプ１０の点灯モードを判別し、その結果を点灯電力制御部５５に送出する機能を有する。
【００２９】
点灯電力制御部５５は、高圧放電ランプ１０の点灯状態を制御するものであって、降圧チョッパ回路Ｕ１におけるスイッチング素子Ｑｘを、プロジェクタ制御装置３０からの電流供給指令信号Ｉｓに応じて、設定されたデューティで駆動させるゲート信号Ｇｘを出力することにより、高圧放電ランプ１０に対して供給する電力の大きさ、および、後述するブースト点灯を行う際のブースト率、すなわち小電力点灯モードにおける電流供給指令信号Ｉｓの、ブースト電流値Ｉｂのベース電流値Ｉａに対する比（Ｉｂ／Ｉａ）を制御する機能を有する。
さらにまた、点灯電力制御部５５は、点灯モード設定部５６による点灯モードの判別結果に基づいて、フルブリッジ回路Ｕ２を構成するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動するための、高圧放電ランプ１０の点灯モードに対応した周波数の駆動信号Ｄｓをドライバ回路４５に出力する機能を有する。そして、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のスイッチング周期を調整することにより交流駆動周波数の調整を行うことができる。
【００３０】
電流・電圧検出部５１は、検出される電流検出用の抵抗Ｒｘの両端電圧および電圧検出用の直列回路Ｖｘの両端電圧に基づいて、実際に高圧放電ランプ１０に流れているランプ電流およびランプ点灯電圧を算出し、算出されたランプ電流の値およびランプ点灯電圧の値よりランプ点灯電力を算出する機能を有する。
【００３１】
電力変化量演算部５２は、後述するように、小電力点灯モードにおいて、ベース電流の供給によってベース点灯される高圧放電ランプ１０の動作電力（ランプ点灯電力）の値と、ブースト電流の供給によってブースト点灯される高圧放電ランプ１０の動作電力（ランプ点灯電力）の値との電力差を算出する機能を有する。
【００３２】
調整輝度演算部５３は、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号の輝度を調整するための、電力変化量演算部５２によって算出された電力差に応じた輝度調整信号Ｌｓを画像信号制御装置３１に発信する機能を有する。
【００３３】
以下、上記の給電装置４０の動作について説明する。
先ず、プロジェクタ制御装置３０からの点灯モード設定信号Ｍｓが点灯モード設定部５６に入力されると、この点灯モード設定部５６によって、高圧放電ランプ１０をいずれの点灯モードで点灯すべきか判別する判別処理が行われて点灯モード判別信号が点灯電力制御部５５に出力される。また、点灯電力制御部５５においては、点灯モード設定信号Ｍｓに対応する電流供給指令信号Ｉｓがプロジェクタ制御装置３０から入力され、降圧チョッパ回路Ｕ１におけるスイッチング素子Ｑｘを制御されたデューティで動作させると共に、フルブリッジ回路Ｕ２におけるドライバ回路４５に点灯モードに対応した駆動信号Ｄｓを出力してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動させる。これにより、直流電源より供給される直流電圧は降圧チョッパ回路Ｕ１によって所定の大きさに降圧され、当該直流電圧がフルブリッジ回路Ｕ２によって交流電圧に変換され、その後、スタータ回路Ｕ３によって、高圧放電ランプ１０に交流矩形波電流が供給されて高圧放電ランプ１０が点灯される。
【００３４】
そして、高圧放電ランプ１０が点灯されると、電流・電圧検出部５１によって、実際に高圧放電ランプ１０に流れているランプ電流の値およびランプ点灯電圧の値が算出され、これらの値よりランプ点灯電力が算出され、その結果が点灯電力制御部５５に出力される。そして、点灯電力制御部５５によって、算出されたランプ点灯電力の値が入力された電流供給指令信号Ｉｓに基づく電力値と合致するよう制御されたデューティで、降圧チョッパ回路Ｕ１のスイッチング素子Ｑｘの動作が調整される。例えば、スイッチング素子Ｑｘをゲート信号Ｇｘのデューティに応じてオン／オフすることにより高圧放電ランプ１０に供給される電力を変化させることができるので、ランプ点灯電力をアップさせるときにはスイッチング素子Ｑｘのデューティを上げ、ランプ点灯電力をダウンさせるときにはスイッチング素子Ｑｘのデューティを下げるようゲート信号Ｇｘの制御が行われる。また、小電力点灯モードにおいてブースト点灯を行う時には、ベース電流が供給されるベース点灯時よりスイッチング素子Ｑｘのデューティを上げるようゲート信号Ｇｘの制御が行われ、これにより、ブースト電流が供給される。
【００３５】
具体的には、入力された電流供給指令信号Ｉｓが定格電力の７０％以上の大きさの電力が高圧放電ランプ１０に供給される定常点灯モードに係るものであると点灯モード設定部５６によって判別された場合には、点灯電力制御部５５によって、スイッチング素子Ｑｘが定常点灯モードに対応した予め決められたデューティで動作されると共に、駆動信号Ｄｓがフルブリッジ回路Ｕ２におけるドライバ回路４５に出力されてドライバ回路４５が駆動されることにより、フルブリッジ回路Ｕ２においては、ドライバ回路４５からのドライブ信号（ゲート信号Ｇ１〜Ｇ４）に応じた極性反転動作が行われ、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさの電流が高圧放電ランプ１０に供給され、高圧放電ランプ１０が点灯される。
【００３６】
一方、入力された電流供給指令信号Ｉｓが定格電力の７０％未満（実用上は４０〜７０％）の大きさの電力が高圧放電ランプ１０に供給される小電力点灯モードに係るものであると点灯モード設定部５６によって判別された場合には、点灯電力制御部５５によって、スイッチング素子Ｑｘが、小電力点灯モードに対応する予め決められた、定常点灯モードより小さいデューティで、動作されると共に、駆動信号Ｄｓがフルブリッジ回路Ｕ２におけるドライバ回路４５に出力されてドライバ回路４５が駆動されることにより、高圧放電ランプ１０に対して、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流が連続的に供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流が重畳されたブースト電流が周期的に供給されて、高圧放電ランプ１０が点灯される。小電力点灯モードにおける電流供給指令信号を示す波形の一例を図４（ａ）に示す。
【００３７】
以上において、高圧放電ランプ１０の点灯条件についての具体的な例を挙げると、高圧放電ランプ１０の定格電力が２３０Ｗ（ランプ入力電流３Ａ）、点灯周波数が１７０Ｈｚであるとすると、小電力点灯モードにおけるベース点灯時のランプ点灯電力が１１５Ｗ（定格電力の５０％、ベース電流２．３Ａ）、ブースト点灯時のランプ点灯電力が１１８Ｗ（定格電力の５１％、ブースト電流３Ａ（ブースト率１３０％））である。
【００３８】
上述したように、小電力点灯モードによって高圧放電ランプ１０を点灯させたときには、放電空間の蒸気温度および電極温度が低下しているため、放電空間内の水銀が不飽和状態、すなわち水銀の一部が凝集しており、水銀を蒸発させるのに時間を要するため、高圧放電ランプをブースト点灯させるに際しての電流供給指令信号の急峻な変化に対して、実際のランプ点灯電力の変化を追従させることができない状態となっている。このため、例えば図４（ａ）に示すように、高圧放電ランプ１０に対して予め設定された一定の周期のブースト点灯期間で、ベース電流ｂａＩに予め設定された一定の大きさの電流ΔＩを重畳したブースト電流ｂｕＩが供給されるよう電流供給指令信号が発信された場合であっても、図４（ｂ）に示すように、実際に高圧放電ランプに流れるランプ電流ＩＬは、ブースト点灯期間毎に変動してしまう。例えばブースト電流ｂｕＩがベース電流ｂａＩの１４０％程度（重畳される電流の大きさΔＩがベース電流ｂａＩの４０％程度）の大きさであるブースト電流が供給されるよう電流供給指令信号が発信された場合において、高圧放電ランプに流れるランプ電流は、ベース電流ｂａＩに対して例えば１３０％程度の大きさであったり、ベース電流ｂａＩに対して例えば１２０％程度の大きさであったりすることがある。従って、図４（ｃ）に示すように、ランプ点灯電力ＷＬは、ブースト点灯期間毎に変動して高圧放電ランプから出射される光の輝度がブースト点灯期間毎に変動して一定しないこととなる。なお、図４（ｄ）は、ブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量、具体的には、ベース電流の供給によって点灯される高圧放電ランプのランプ点灯電力の値と、ブースト電流の供給によって点灯される高圧放電ランプのランプ点灯電力の値との電力差ΔＷＬの波形を示す図である。
【００３９】
而して、この実施の形態に係る給電装置４０においては、給電装置制御部Ｕ４が、ブースト電流の供給によってブースト点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値に応じた、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を調整するための輝度調整信号Ｌｓを映像信号制御装置３１に出力する機能を有しており、以下のようにして、プロジェクタ装置における液晶パネル２５の透過率が調整される。
【００４０】
図５に示すように、先ず、プロジェクタ制御装置３０から点灯モード設定部５６に入力される点灯モード設定信号Ｍｓが小電力点灯モードに係るものであるか否かの判定処理が行われ（Ｓ１）、点灯モード設定信号Ｍｓが小電力点灯モードに係るものであると判断された場合には、例えば図４（ａ）に示すように、所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流ｂａＩが連続的に供給されると共にこのベース電流ｂａＩに設定された一定の大きさの電流ΔＩが重畳されたブースト電流が高圧放電ランプ１０に供給されるよう電流供給指令信号Ｉｓが点灯電力制御部５５に入力され、点灯電力制御部５５によって、降圧チョッパ回路Ｕ１におけるスイッチング素子Ｑｘのデューティが電流供給指令信号Ｉｓに基づいて制御されることにより、小電力点灯モードに応じた電力で高圧放電ランプ１０が点灯される。この小電力点灯モードにおいては、ベース電流ｂａＩに一定の大きさの電流ΔＩを重畳したブースト電流ｂｕＩを供給することにより電力を増大させて高圧放電ランプ１０を点灯させるブースト点灯を半サイクルだけ行う「半サイクルブースト」が行われる（Ｓ２）。
【００４１】
ランプ点灯時においては、電流・電圧検出部５１によって、実際に高圧放電ランプ１０に流れるランプ電流ＩＬが算出されると共にランプ点灯電圧が算出され、当該ランプ電流ＩＬの値およびランプ点灯電圧の値よりランプ点灯電力（動作電力）が算出される（Ｓ３）。
そして、算出されたブースト点灯時のランプ点灯電力の値と、ベース点灯時のランプ点灯電力の値との電力差（電流変化に伴う電力変化量）が電力変化量演算部５２によって算出される（Ｓ４）。
【００４２】
次いで、調整輝度演算部５３によって、電力変化量演算部５２によって算出された電力差に応じて設定された、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号Ｌｓが出力され（Ｓ５）、映像信号制御装置３１によって、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を給電装置４０における調整輝度演算部５３からの輝度調整信号Ｌｓに基づいて調整した液晶透過率制御信号Ｔｓが出力される（Ｓ６）。そして、液晶パネル駆動装置３２によって、映像信号制御装置３１からの液晶透過率制御信号Ｔｓに対応する液晶パネル駆動信号Ｐｓが出力され、液晶パネル２５が調整された透過率で駆動される（Ｓ７）。
ここに、輝度調整信号Ｌｓは、ブースト電流の供給によってブースト点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値と、ベース電流の供給によってベース点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値との電力差に応じて、設定されたものであり、具体的には、図４（ｅ）に示すように、ベース点灯時のランプ点灯電力の値とブースト点灯時のランプ点灯電力の値との電力差ΔＷＬが大きくなるに従って、液晶パネル２５の透過率が低くなるよう、設定される。
【００４３】
その後、このような輝度調整動作を継続して行うか否かの判定処理が点灯モード設定部５６によって行われ、点灯モードを定常点灯モードに切り替えることに係る点灯モード設定信号Ｍｓの入力がない場合には、上記の輝度調整動作が継続して行われ、点灯モードを定常点灯モードに切り替えることに係る点灯モード設定信号Ｍｓの入力がある場合には、上記の輝度調整動作が終了される。
【００４４】
なお、定常点灯モード、例えば定格電力が供給される定格電力点灯モードにおいては、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさの電流が高圧放電ランプ１０に供給され、給電装置４０による上記輝度調整動作が行われることなしに、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度に対応する液晶透過率制御信号Ｔｓが出力されて液晶パネル２５が駆動される。
【００４５】
而して、上記構成の給電装置４０によれば、小電力点灯モードにおけるブースト点灯時に、ベース電流の供給によりベース点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値と、ブースト電流の供給によりブースト点灯される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電力の値との電力差に応じた輝度調整信号Ｌｓがブースト点灯期間毎に給電装置制御部Ｕ４より出力されることにより、液晶パネル２５の透過率がブースト点灯時における実際の点灯状態に即した調整量で制御されるので、フリッカの発生を抑制しながら、投射スクリーン２８上に投射される投射画像に明るさの異なる領域が生じること（例えば横縞状ノイズなどによる輝度ムラの発生）を確実に防止または抑制することができる。
【００４６】
また、暗い映像（画像）を投射する場合には、通常、ランプ入力電力が減じられる。しかしながら、小電力点灯モードにおいて、明るい映像を投射する場合と同じブースト率のままでブースト点灯を行うのであれば、電極温度の低下が起こり、フリッカが発生してしまうことになるため、このような場合には、ブースト率を高くすることが考えられるが、ベース点灯時に比べ、ブースト点灯時の投射画像の明るさが高くなって、輝度むら、フリッカとして認識されてしまうことになる。然るに、上記構成の給電装置４０によれば、液晶パネル２５の透過率がブースト点灯時における実際の点灯状態に即した調整量で制御されるので、所期の輝度調整を確実に行うことができる。
【００４７】
以上においては、小電力点灯モードにおいて、高圧放電ランプ１０に対して、所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流を連続的に供給すると共にこのベース電流に設定された一定の大きさの電流を重畳したブースト電流を一定の周期で供給することにより、高圧放電ランプ１０を点灯させる例について説明したが、小電力点灯モードにおいて、ブースト電流の供給時期、ブースト電流の大きさ若しくはブースト電流の供給時間を高圧放電ランプの点灯電圧の測定値に応じて制御して供給することにより、高圧放電ランプ１０を点灯させる構成とされていることがより好ましい。
【００４８】
図６は、本発明に係る小電力点灯モードにおける高圧放電ランプの点灯波形および液晶パネルの透過率の波形の他の例を示す図であって、（ａ）は高圧放電ランプの平均点灯電力の波形、（ｂ）は電流供給指令信号を示す波形、（ｃ）はランプ点灯電力を示す波形、（ｄ）はブースト点灯に伴う電流変化によるランプ点灯電力の変化量を示す波形、（ｅ）は液晶パネルの透過率を示す波形である。
この例における小電力点灯モード（１）は、定格電力の５０〜７０％、例えば６０％の大きさのランプ点灯電力で点灯される小電力点灯モードであって（図６（ａ））、例えば１００Ｈｚ〜５ｋＨｚの範囲から選択された所定の周波数を有する設定された一定の大きさのベース電流が供給されると共に、ブースト電流が、電流・電圧検出部５１によって検出される高圧放電ランプ１０のランプ点灯電圧の測定値に応じて設定されたブースト条件、具体的には例えばブースト電流の大きさ（ベース電流に重畳される電流の大きさ）、ブースト電流を供給するタイミング、ブースト電流を供給する時間間隔（周期）で供給される（図６（ｂ））。ここで、ブースト電流は、高圧放電ランプ１０の点灯電圧の測定値が所定の基準値より低いことが検出されたときに供給され（ブースト電流が供給されるタイミング）、ブースト電流の大きさ（ブースト率）は、高圧放電ランプ１０のランプ点灯電圧の測定値と所定の基準値との差が大きくなるに従って、大きくなるよう設定される。
【００４９】
そして、ベース点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力の値（図６（ｃ））と、ブースト点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力（図６（ｃ））との電力差ΔＷＬ（図６（ｄ））に応じた輝度調整信号Ｌｓがブースト点灯期間毎に出力され、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を調整した液晶透過率制御信号Ｔｓに基づいて液晶パネル２５が調整された透過率で駆動される（図６（ｅ））。
【００５０】
また、小電力点灯モード（２）は、定格電力の２５〜５０％、例えば４０％の大きさのランプ入力電力で点灯される小電力点灯モードであって（図６（ａ））、小電力点灯モード（１）よりもブースト率を大きくしてブースト点灯が行われることの他は（図６（ｂ））、小電力点灯モード（１）と同様の方法により、ベース点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力（図６（ｃ））と、ブースト点灯時におけるランプ電流の測定値およびランプ点灯電圧の測定値より算出されるランプ点灯電力（図６（ｄ））との電力差ΔＷＬ（図６（ｄ））に応じた輝度調整信号Ｌｓがブースト点灯期間毎に出力され、プロジェクタ制御装置３０からの映像信号Ｖｓの輝度を調整した液晶透過率制御信号Ｔｓに基づいて液晶パネル２５が調整された透過率で駆動される（図６（ｅ））。
【００５１】
而して、小電力点灯モード（１）および小電力点灯モード（２）において、高圧放電ランプ１０の点灯電圧の測定値に応じて、重畳電力の供給時期、重畳電力の電力値若しくは重畳電力の供給時間を制御する機能を有する上記の給電装置４０によれば、高圧放電ランプ１０の電極１４，１５の周辺に存在する蒸発した電極物質の量が増加し、これにより、高圧放電ランプ１０の電極１４，１５に対する蒸発した電極物質の堆積が促進されるので、高圧放電ランプ１０の電極１４，１５の損耗およびフリッカの発生を一層確実に防止または抑制することができる。
そして、液晶パネル２５の透過率がブースト点灯時における実際の点灯状態に即した調整量で制御されるので、ブースト点灯期間毎に入力される電流が異なる場合や、ブースト点灯期間のタイミングが周期的でない場合であっても、所期の輝度調整を確実に行うことができる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、上記の実施の形態においては、小電力点灯モードにおいて、「半サイクルブースト」を行う場合について説明したが、ブースト点灯を一サイクル乃至数サイクルにわたり行う「全サイクルブースト」を行ってもよい。
また、ベース電流の周波数とブースト電流の周波数とが互いに同一である必要はなく、互いに異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０ 放電ランプ
１１ 発光管
１２ 発光管部
１３ 封止部
１４，１５ 電極
１４ａ，１５ａ 頭部
１４ｂ，１５ｂ 軸部
１４ｃ，１５ｃ コイル部
１６ 金属箔
１８ 外部リード
ｐ 突起
２０ ランプユニット
２１ リフレクタ
２３ 光学素子
２４ 投射レンズ
２５ 液晶パネル
２８ 投射スクリーン
３０ プロジェクタ制御装置
３１ 映像信号制御装置
３２ 液晶パネル駆動装置
４０ 給電装置
４１ ランプ点灯回路
４５ ドライバ回路
５１ 電流・電圧検出部
５２ 電力変化量演算部
５３ 調整輝度演算部
５５ 点灯電力制御部
５６ 点灯モード設定部
Ｑｘ スイッチング素子
Ｕ１ 降圧チョッパ回路
Ｕ２ フルブリッジ型インバータ回路（フルブリッジ回路）
Ｕ３ スタータ回路
Ｕ４ 給電装置制御部
Ｌｈ コイル
Ｌｘ リアクトル
Ｃｈ，Ｃｘ コンデンサ
Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４ スイッチング素子
Ｄｘ ダイオード
Ｖｘ，Ｒｘ 抵抗
Ｓ 放電空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる高圧放電ランプに交流電流を供給する高圧放電ランプ用給電装置において、
前記高圧放電ランプに定格電力の７０％以上の大きさの電力を供給する定常点灯モードと、前記高圧放電ランプに前記定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードとを切り替えて前記高圧放電ランプを点灯する機能を有する給電装置制御部を具えており、
当該給電装置制御部は、前記小電力点灯モードにおいては、前記高圧放電ランプに対して、所定のベース電流が連続して供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流が周期的に供給されるよう電流供給指令信号を発信すると共に、当該ブースト電流の供給に対応して動作される前記高圧放電ランプの動作電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号を発信する機能を有することを特徴とする高圧放電ランプ用給電装置。
【請求項２】
前記輝度調整信号は、前記ベース電流の供給によってベース点灯される前記高圧放電ランプの動作電力と、前記ブースト電流の供給によってブースト点灯される前記高圧放電ランプの動作電力との電力差に応じて設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ用給電装置。
【請求項３】
前記小電力点灯モードにおける電流供給指令信号は、ブースト電流の供給時期、ブースト電流の大きさ若しくはブースト電流の供給時間が前記高圧放電ランプの点灯電圧の測定値に応じて制御されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高圧放電ランプ用給電装置。
【請求項１】
液晶プロジェクタ装置の光源として用いられる高圧放電ランプに交流電流を供給する高圧放電ランプ用給電装置において、
前記高圧放電ランプに定格電力の７０％以上の大きさの電力を供給する定常点灯モードと、前記高圧放電ランプに前記定常点灯モードにおける電力より低い電力を定電力制御により供給する小電力点灯モードとを切り替えて前記高圧放電ランプを点灯する機能を有する給電装置制御部を具えており、
当該給電装置制御部は、前記小電力点灯モードにおいては、前記高圧放電ランプに対して、所定のベース電流が連続して供給されると共にこのベース電流に所定の大きさの電流を重畳したブースト電流が周期的に供給されるよう電流供給指令信号を発信すると共に、当該ブースト電流の供給に対応して動作される前記高圧放電ランプの動作電力の大きさに応じた、液晶プロジェクタ装置における映像信号の輝度を調整するための輝度調整信号を発信する機能を有することを特徴とする高圧放電ランプ用給電装置。
【請求項２】
前記輝度調整信号は、前記ベース電流の供給によってベース点灯される前記高圧放電ランプの動作電力と、前記ブースト電流の供給によってブースト点灯される前記高圧放電ランプの動作電力との電力差に応じて設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ用給電装置。
【請求項３】
前記小電力点灯モードにおける電流供給指令信号は、ブースト電流の供給時期、ブースト電流の大きさ若しくはブースト電流の供給時間が前記高圧放電ランプの点灯電圧の測定値に応じて制御されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高圧放電ランプ用給電装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３８５２０（Ｐ２０１２−２３８５２０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０７８５４（Ｐ２０１１−１０７８５４）
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１３日（２０１１．５．１３）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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