高圧放電灯点灯装置
【課題】高圧放電灯の始動時において、回路素子の値の変化、負荷のインダクタンスや容量の変化にかかわらず、ランプを確実に始動させるとともに、回路素子の信頼性を確保できる高圧放電灯点灯装置を提供する。
【解決手段】直流電力を出力する直流電力出力回路、直流電力を交流電力に変換して高圧放電灯に印加するための交流電力供給回路、高圧放電灯の放電開始前の期間に交流電力を共振させて共振電圧を高圧放電灯に印加するための共振回路、及び共振電圧にさらに電圧を重畳して高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、共振電圧を検出する検出手段、および、検出手段からの検出信号に基づいて、共振電圧が一定となるように交流電力供給回路からの交流電力の周波数を制御する制御手段を備える構成とした。
【解決手段】直流電力を出力する直流電力出力回路、直流電力を交流電力に変換して高圧放電灯に印加するための交流電力供給回路、高圧放電灯の放電開始前の期間に交流電力を共振させて共振電圧を高圧放電灯に印加するための共振回路、及び共振電圧にさらに電圧を重畳して高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、共振電圧を検出する検出手段、および、検出手段からの検出信号に基づいて、共振電圧が一定となるように交流電力供給回路からの交流電力の周波数を制御する制御手段を備える構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタ用光源等に用いられる高圧放電灯を点灯させるための高圧放電灯点灯装置の始動動作に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高圧放電灯点灯装置の電子化による小型、軽量化が進み図２に示すような降圧チョッパ回路、フルブリッジ回路、およびイグナイタ回路の組合せにより高圧放電灯を高周波始動させ、その後、低周波の矩形波で安定に点灯させる高圧放電灯点灯装置がプロジェクタに用いられている。
【０００３】
図２を構成する従来回路の動作を説明する。降圧チョッパ回路を構成するＰＷＭ制御回路６の制御方式は、抵抗１１によりランプ電流に比例したランプ電流信号を、抵抗１２によりランプ電圧に比例したランプ電圧信号を検出し、ランプ電流信号とランプ電圧信号を乗算器１０にて乗算した電圧信号と、高圧放電灯３５の定格ランプ電圧時に定格ランプ電力で点灯できるように予め設定した基準電圧とを誤差増幅器８にて比較し、ランプ電流信号とランプ電圧信号を乗算した電圧信号が一定になるようにトランジスタ２のデューティ比をパルス幅制御し、高圧放電灯３５を適正な電力にて点灯させるものである。
【０００４】
次に、降圧チョッパ回路の制限された直流出力を受けて動作するフルブリッジ回路の動作を説明する。トランジスタ１４，１７とトランジスタ１５，１６とが、ブリッジ制御回路２６に接続される抵抗２０とコンデンサ２１，２２の時定数にて決まる周波数にて交互に導通・非導通を繰り返すことにより、降圧チョッパ回路の直流出力を交流電流に変換し、高圧放電灯３５に供給するものである。ここで、トランジスタ１４，１５とトランジスタ１６，１７の中点に接続されたチョークコイル１８とコンデンサ１９の直列回路は、高圧放電灯始動時において、一定時間トランジスタ２４を非導通にすることにより、トランジスタ２４が導通している時の抵抗２０とコンデンサ２１、２２の時定数回路で決まる周波数より高い周波数でトランジスタ１４，１７とトランジスタ１５，１６を交互に導通する。高圧放電灯始動前はその高い周波数によりチョークコイル１８とコンデンサ１９とが共振し、チョークコイル１８のインダクタンスとコンデンサ１９の容量で決まる周波数の高い正弦波共振電圧がチョークコイル１８およびコンデンサ１９端に発生し、コンデンサ１９に並列に接続されている高圧放電灯３５端にも、その高周波の共振電圧が印加される。
【０００５】
高圧放電灯３５が始動した直後においてもトランジスタ２４を一定時間、非導通とすることにより、高周波にてブリッジ回路が動作するため、降圧チョッパ回路に加え、チョークコイル１８も限流素子となり、制限された電流にて高圧放電灯３５は高周波点灯を開始する。
【０００６】
次にタイマー回路２５により、一定時間経過後にトランジスタ２４が導通するとコンデンサ２１に並列にコンデンサ２２が接続されるため、時定数回路の周波数が下がり、高周波点灯から低周波の矩形波点灯に移行する。
また、この時チョークコイル１８とコンデンサ１９は高圧放電灯３５に流れる、チョッパ回路のスイッチング動作により発生するリップル電流を低減させるためのフィルタ回路の役割も担っている。
【０００７】
説明が前後するが、高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路の動作を説明する。先に説明したブリッジ制御回路２６に接続されているトランジスタ２４が非導通のときにコンデンサ１９端に発生する高周波の正弦波電圧を受け、チョークコイル１８とコンデンサ１９の接続点側がプラス電位のときにダイオード２７、抵抗２８、コンデンサ２９の向きに電流が流れコンデンサ２９が充電される。高周波の正弦波電圧の極性が反転し、チョークコイル１８とコンデンサ１９の接続点がマイナス電位のときはコンデンサ３２、抵抗３１、ダイオード３０の向きに電流が流れコンデンサ３２が充電される。
上記動作を繰り返すことにより、コンデンサ２９とコンデンサ３２の直列回路端の電位は徐々に上昇し、この電位が、（印加される電圧が所定の電圧を越えるとブレークダウンする特性の）放電ギャップ３３のブレークダウン電圧に達し、コンデンサ２９、３２の直列回路から放電ギャップ３３、パルストランス３４の一次巻線に電流が流れ、パルストランス３４の一次巻線にコンデンサ２９、３２の電圧が印加される。
【０００８】
これにより、パルストランス３４の二次巻線には、一次巻線に印加された電圧に対してパルストランスの昇圧比（巻数比）に応じたパルス電圧が発生し、その電圧はコンデンサ１９を介して高圧放電灯３５に印加され、高圧放電灯３５がブレークダウンし点灯に至る。
なお、従来技術として、イグナイタ回路を用いず、共振電圧のみで高圧放電灯のブレークダウン電圧を確保するものもある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−９５３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記従来の高圧放電灯点灯装置のイグナイタ回路において、コンデンサ１９端に発生する高周波の共振電圧の高さは、チョークコイル１８のインダクタンス値とコンデンサ１９の容量、およびブリッジ制御回路２６に接続される抵抗２０、コンデンサ２１の時定数回路で決まる周波数に依存するものである。
【００１０】
コンデンサ１９端に発生する共振電圧は、図３に示すようにＬＣ負荷に関連する周波数特性を有する。例えば周波数ｆ１でコンデンサ電圧Ｖ１となるａ点が、放電ギャップ３３が適正にブレークダウンする点であるとする。
ここで、ブリッジ制御回路に接続されている抵抗２０、コンデンサ２１が長年の使用により経時変化を起こし、その抵抗値又は容量が変化してしまい、ｆ１になるように設計した周波数が図４に示すようにｆ２やｆ３に変化してしまう場合がある。また、同種の変化が、ブリッジ制御回路２６に使用される素子（例えば、ドライバＩＣ等）の製造ばらつきや温度特性に起因して発生する場合もある。
【００１１】
周波数がｆ２になると共振電圧が低下することによりｂ点へ移行し、その結果コンデンサ２９、３２の充電時定数が大きくなり、結果的に単位時間当たりのパルス発生数が減少し、高圧放電灯の始動性を低下させてしまう。また、最悪の場合は放電ギャップのブレークダウン電圧まで各コンデンサが充電されず、パルス電圧が発生しない可能性もある。
【００１２】
反対に周波数がｆ３になると共振電圧が高くなることによりｃ点へ移行し、その結果チョークコイル１８、コンデンサ１９、ダイオード２７、３０に印加される電圧も高まり、関連する回路素子に許容値以上の電圧が印加されることにより素子を破壊してしまう可能性もある。
【００１３】
また、仮に抵抗２０、コンデンサ２１で決まる周波数に変化がなくても、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯３５を接続する電線が長かったり、容量成分が大きかったりする場合は、電線のインダクタンス成分や容量成分もチョークコイル１８とコンデンサ１９の共振に影響を及ぼすため、共振電圧は図５に示すように同じ周波数ｆ１でも動作点はｂ点やｃ点に変化し、コンデンサ１９端電圧もＶ４やＶ５に変化してしまい、前述した現象と同じ問題が起きてしまう。また、チョークコイル１８のインダクタンスやコンデンサ１９の容量に製造ばらつきがある場合も同様の問題が起こる。
【００１４】
従来技術（例えば特許文献１）においては、上記のような問題を解決するために、チョークコイルと共振用コンデンサの接続点に電圧検出回路を設け、その接続点と接地点との電位差に基づいて始動制御を行うものが開示されている。上記のように検出される電圧は、チョッパ回路からフルブリッジ回路への入力電圧がスイッチングに応じて共振電圧に加算された電圧値となるので、正確に共振用コンデンサ（又はチョークコイル）に発生する共振電圧を検出しているわけではない。また、この接続点に発生する高圧の共振電圧を検出するには、その電圧検出回路に高耐圧・高精度なものを使用しなければならず、装置がコストアップしてしまう。しかも、同文献に示すようなイグナイタ回路がない装置にあっては、共振電圧のみで始動電圧を確保しなければならないことから、電圧検出回路にはより高耐圧なものが要求される。
【００１５】
本発明は従来の高圧放電灯点灯装置における上記問題を解消するためになされたもので、高圧放電灯始動時における高周波動作時のブリッジ制御回路の周波数を決定する素子の値が変化したり、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が変化したりしても、コンデンサ１９端に発生する共振電圧を一定に保ち、パルストランス３４に発生するパルス電圧発生数を安定させ、また、チョークコイル１８、コンデンサ１９、ダイオード２７，３０等の素子に許容値以上の高い電圧を印加してしまうことも阻止できるようにした高圧放電灯点灯装置を供給することを目的とする。言い換えると、関連する部品の経時変化、製造ばらつき若しくは温度特性、又は装置の設置条件にかかわらず、確実にランプを始動させることができ、かつ信頼性の高い高圧放電灯点灯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】
【００１６】
本発明の第１の側面は、直流電力を出力する直流電力出力回路、直流電力を交流電力に変換して高圧放電灯に印加するための交流電力供給回路、高圧放電灯の放電開始前の期間に交流電力を共振させて共振電圧を高圧放電灯に印加するための共振回路、及び共振電圧にさらに電圧を重畳して高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、共振電圧を検出する検出手段、および、検出手段からの検出信号に基づいて、共振電圧が一定となるように交流電力供給回路からの交流電力の周波数を制御する制御手段を備えた高圧放電灯点灯装置である。ここで、共振回路がコイルとコンデンサの直列回路からなり、高圧放電灯がコイルの一次巻線に直列接続されるとともにコンデンサに並列接続され、検出手段がインダクタの二次巻線に接続される構成とした。さらに、交流電力供給回路は１ｋＨｚより大きい高周波又は５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波で駆動されるフルブリッジ回路からなり、高圧放電灯が放電を開始する前の期間においては、フルブリッジ回路は高周波で駆動される構成とした。
【００１７】
本発明の第２の側面は、上記第１の側面の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、リフレクタ、及び少なくとも高圧放電灯点灯装置を収容する筐体からなるプロジェクタである。
【００１８】
より具体的には、上記課題を解決するため、本発明はコンデンサの共振電圧と反対の共振電圧が発生するチョークコイルに二次巻線を設け、その出力を平滑・整流し、その電圧を受け可変抵抗・定電圧ダイオードをベースに接続し、ブリッジ制御回路のコンデンサ２１端にトランジスタと抵抗の直列回路を接続することにより、高圧放電灯が放電を開始する前の無負荷時において、チョークコイルに発生する共振電圧を検出する手段と、検出手段の検出信号に基づいて、コンデンサ端の電圧が一定となるように、ブリッジ制御回路によるブリッジ回路の動作周波数を制御する手段を設けるものである。
【発明の効果】
【００１９】
上記より、ブリッジ制御回路に接続されている時定数回路を構成する抵抗、コンデンサの値が変化しても、また高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が加わっても、コンデンサ端に発生する共振電圧を一定に保ち、単位時間当たりのパルス発生数が減少することによる、高圧放電灯の始動性の低下や、放電ギャップのブレークダウン電圧までコンデンサが充電されず、パルス電圧を発生する事ができなくなること、共振電圧が高くなり、チョークコイル、コンデンサ、ダイオードに印加される電圧が高まり、電圧による素子の破壊等が効果的に阻止される。
【００２０】
本発明の高圧放電灯点灯装置によれば、ブリッジ制御回路の周波数を決定する素子の値が変化したり、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が変化したりしても、共振電圧の変化を防止し、イグナイタ回路により適正なパルス電圧を発生させることが可能となる。即ち、使用する部品の特性（経時変化、製造ばらつき、温度特性等）や装置の設置条件にかかわらず、確実にランプを点灯できるとともに装置の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る高圧放電灯点灯装置の実施の形態を示す回路構成図であり、図２に示した従来例のものと同一または対応する部材については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】
本発明に係る高圧放電灯点灯装置において従来例と異なる点は、次の通りである。すなわち、チョークコイル１８に二次巻線を設け、その二次巻線の出力がダイオード３６・コンデンサ３７で整流・平滑される。詳細には、チョークコイルの一次巻線側にコンデンサ１９と逆極性の共振電圧が発生するので、二次巻線側にはその巻数比に比例した電圧が発生し、この電圧が整流・平滑により直流電圧に変換され、可変抵抗３８で分圧される。可変抵抗３８により調整された電圧が定電圧ダイオード３９介して、ブリッジ制御回路のコンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のベースに接続され、電流が供給される。これにより、高圧放電灯３５が放電を開始する前の無負荷時において、コンデンサ１９の電圧を一定にすることが可能となる。なお、二次巻線側の電圧の整流・平滑回路として、最も部品点数の少ない回路構成として半波整流タイプのものを示したが、部品点数を増やせば全波整流タイプとすることも可能である。この構成においては、共振電圧が正負非対称に発生した場合でも、その非対称性を平均化して検出することができる。いずれにしても、チョークコイル１８の二次巻線に発生する電圧を検出して直流電圧に変換できればどのような構成であってもよい。また、共振電圧の検出にチョークコイルの二次巻線を利用しているので、この検出のための回路は低耐圧部品だけで構成される。
【００２３】
具体的に周波数の制御を説明する。例えば図４に示すように、抵抗２０、コンデンサ２１の値が変化しスイッチング周波数がｆ２へと低くなろうとした場合、チョークコイル１８とコンデンサ１９による共振電圧（チョークコイル１８及びコンデンサ１９それぞれにかかる電圧）が低下することにより、二次巻線電圧も低下し、コンデンサ３７の直流電圧も低下する。
【００２４】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が減少することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが高くなり、スイッチング周波数は、抵抗２０又はコンデンサ２１の値の変化によってスイッチング周波数が低くなろうとした分だけ、高い方へ戻ろうとする。その結果、抵抗２０又はコンデンサ２１の値が変化してもスッチング周波数が変化せず、コンデンサ１９端に発生する共振電圧は図３におけるｂ点のＶ２に低下することなくa点のＶ１を維持することができる。
【００２５】
反対に、抵抗２０又はコンデンサ２１の値が変化しスイッチング周波数がｆ３へと高くなろうとした場合、コンデンサ１９と反対の電圧が発生する、チョークコイル１８の共振時の二次巻線電圧は上昇し、コンデンサ３７の直流電圧も上昇する。
【００２６】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が増加することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが低くなり、スイッチング周波数は、抵抗２０又はコンデンサ２１の値の変化によってスイッチング周波数が高くなろうとした分だけ、低い方へ戻ろうとする。その結果、抵抗２０又はコンデンサ２１の値が変化してもスッチング周波数は変化せず、コンデンサ１９端に発生する共振電圧は図３におけるｃ点のＶ３に上昇することなくｂ点のＶ１を維持することができる。
【００２７】
同様に、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯３５を接続する電線が長かったり、容量成分が大きかったりする場合は、電線のインダクタンス成分や容量成分もチョークコイル１８とコンデンサ１９の共振に影響を及ぼすため、共振電圧は図５に示すように同じ周波数ｆ１でもｂ点のＶ４やｃ点のＶ５に変化してしまう可能性がある。例えば、コンデンサ１９端の電圧がｂ点のＶ４に低下すると、チョークコイル１８にはコンデンサ１９と反対の電圧が発生し、共振時の二次巻線電圧は低下し、コンデンサ３７の直流電圧も低下する。
【００２８】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が減少することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが高くなり、図６に示すようにスイッチング周波数はより高いｆ５へ移動（ｂ→ｂ´）する。その結果、コンデンサ１９端に発生する共振電圧に影響を及ぼすことを阻止できる。
【００２９】
同様にコンデンサ１９端の電圧がｃ点のＶ５に上昇すると、チョークコイル１８にはコンデンサ１９と反対の電圧が発生し、共振時の二次巻線電圧は上昇し、コンデンサ３７の直流電圧も上昇する。
【００３０】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が増加することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが低くなり、図６に示すようにスイッチング周波数はより低いｆ４へ移動（ｃ→ｃ´）する。その結果、コンデンサ１９端に発生する共振電圧に影響を及ぼすことを阻止できる。
【００３１】
また、上記に加えて、回路を構成する各構成部品の製造ばらつきを吸収することもできる。製造ばらつきやの例として、ブリッジ制御回路２６を構成する部品（例えば、ドライバＩＣ等）の製造ばらつきに起因する発振周波数のばらつきも、上述した抵抗２０やコンデンサ２１の値の変化と同様の制御で対処できる。また、チョークコイル１８のインダクタンスやコンデンサ１９の容量に製造ばらつきがあっても、電線のインダクタンス成分や容量成分を補償する場合と同様に、可変抵抗３８の設定を適切に設定しさえすれば、常に所望の共振電圧を得ることができる。
【００３２】
さらに、各構成部品が温度特性を有していても、その温度特性による共振電圧の変化を抑えることができる。例えば、仮に温度特性を有するブリッジ制御回路２６を用いて図２に示す従来回路のようなオープンループの回路を用いた場合、ブリッジ制御回路２６の周囲温度の高低によって、出力周波数及び共振電圧も変化してしまう。本発明においては、ブリッジ制御回路２６周辺が周囲温度の影響を受けて出力周波数が変化しようとしても、上記の図４で説明した原理によって、常に可変抵抗３８によって設定された共振電圧が生成されるような周波数が出力されるように動作するので、周囲温度にかかわらず常に所望の共振電圧を得ることができる。
【００３３】
さらに、好適な設計例として、本実施形態では、チョークコイル１８とコンデンサ１９の１次共振周波数を８２ｋＨｚとし、放電開始前の期間のスイッチング周波数（ｆ１）は1／３共振周波数の２８ｋＨｚより低い領域の周波数とした。発生させるべき共振電圧の大きさは、ランプ仕様、イグナイタの仕様等から決まるが、用いるスイッチング周波数の選択は、回路のインピーダンス特性、及びチョークコイル１８やコンデンサ１９のサイズやコストの面から適正なものを選択すればよい。但し、装置のサイズ、消費電力を考慮して放電開始前の期間のスイッチング周波数（標準的にはｆ１）は１ｋＨｚより大きいことが望ましい。なお、上記を総合的に判断して最も好適なｆ１としてチョークコイル１８とコンデンサ１９との１／３共振周波数よりも低い領域を使用したが、他の領域を使用することも可能である。
【００３４】
そして、本実施形態では放電開始後の安定点灯時には数百Ｈｚの矩形波で点灯するものとしている。通常の高圧放電灯については、５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下（数百Ｈｚ）の矩形波で点灯する仕様のものが一般的であるが、本発明の核心は放電開始前及び／又はその直後の期間の動作にあり、安定点灯時はランプ仕様さえ満たしていれば、いずれの周波数（即ち、１ｋＨｚ以下の低周波又は１ｋＨｚより大きい高周波）で、いずれの電流波形（即ち、矩形波、正弦波、三角波、その他の合成波形等）で点灯するものであってもよい。従って、本実施形態では最も好適な手段としてフルブリッジ回路を示しているが、高周波の交流電力を供給できれば、プッシュプル型、ハーフブリッジ型など他の回路構成に上記始動方法を適用することも可能である。
【００３５】
また、安価な回路構成を提供するためにブリッジ制御回路２６の出力周波数調整のための回路を、トランジスタ４２等を用いて構成したが、抵抗２０とコンデンサ２１による時定数を調整できれば他の構成であってもよい。例えば、オペアンプを用いて、可変抵抗３８からの電圧及び目標値電圧を入力として誤差増幅器を構成し、オペアンプの出力を抵抗を介して抵抗２０又はコンデンサ２１のブリッジ制御回路２６側に接続し、可変抵抗３８で検出される電圧値が一定となるように出力周波数が調整されるようにしてもよい。また、例えばマイコン等を使用する場合、コンデンサ２１と並列に多数の（コンデンサ２１よりも容量が十分に小さい）コンデンサを並列接続し、可変抵抗３８の出力をマイコンの入力ポートに接続し、その入力値に応じて、マイコンの出力ポート側でその多数のコンデンサの接地／非接地を切り換えるようにして周波数を調整し、可変抵抗３８で検出される共振電圧が一定になるように制御してもよい。
【００３６】
以上のように、本実施の形態における高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯始動時における高周波動作時のブリッジ制御回路の周波数を決定する素子の値が変化したり、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が変化したりしても、コンデンサ１９端に発生する共振電圧を一定に保ち、パルストランスに発生するパルス電圧発生数を安定させ、またチョークコイル、コンデンサ、ダイオード等の素子に許容値以上の高い電圧を印加してしまうことも阻止することができる。
【００３７】
またさらに、上述した高圧放電灯点灯装置を用いたプロジェクタを図７に示す。図において、４１は上記で説明した高圧放電灯点灯装置、４２は高圧放電灯３５が取り付けられるリフレクタ、４３は高圧放電灯点灯装置４１、高圧放電灯３５及びリフレクタ４２を内蔵する筐体である。なお、図は実施例を模擬的に図示したものであり、寸法、配置などは図面通りではない。また、図示されない映像系の部材等を筐体４３内に適宜配置するものとする。
【００３８】
これにより、確実な放電開始が可能で、かつ、使用回路部品に過度のストレスがかからない高圧放電灯点灯装置を内蔵したので、始動性が良く、しかも信頼性の高いプロジェクタを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、高電圧を印加してランプの放電を開始させるための装置に適用可能であり、さらにその装置及びランプからなる構成は、プロジェクタ、ヘッドライト、ダウンライト等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る高圧放電灯点灯装置の実施の形態を示す回路構成図
【図２】従来の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図
【図３】図２に示した従来例におけるブリッジ回路のスイッチング周波数と共振電圧の 関係を示す図
【図４】図２に示した従来例における回路構成図において、ブリッジ回路のスイッチング周波数が変化したときの共振電圧を示す図
【図５】図２に示した従来例において、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線の影響で共振条件が変化したときの共振電圧を示す図
【図６】図１に示した本発明における回路構成図において、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線の影響で共振条件が変化したときのブリッジ回路のスイッチング周波数と共振電圧を示す図
【図７】本発明に係るプロジェクタを示す図
【符号の説明】
【００４１】
１，９：直流電源
２，１４，１５，１６，１７，２４，４２：トランジスタ
３，２３，２７，３０，３６：ダイオード
４，１８：チョークコイル
５，１９，２１，２２，２９，３２,３７：コンデンサ
６：ＰＷＭ制御回路
７：抵抗・コンデンサ
８：誤差増幅器
１０：乗算器
１１，１２，１３，２０，２８，３１，４０，４１：抵抗
２５：タイマー回路
２６：ブリッジ制御回路
３３：放電ギャップ
３４：パルストランス
３５：高圧放電灯
３８：可変抵抗
３９：定電圧ダイオード
４１：高圧放電灯点灯装置
４２：リフレクタ
４３：筐体
【技術分野】
【０００１】
本発明はプロジェクタ用光源等に用いられる高圧放電灯を点灯させるための高圧放電灯点灯装置の始動動作に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高圧放電灯点灯装置の電子化による小型、軽量化が進み図２に示すような降圧チョッパ回路、フルブリッジ回路、およびイグナイタ回路の組合せにより高圧放電灯を高周波始動させ、その後、低周波の矩形波で安定に点灯させる高圧放電灯点灯装置がプロジェクタに用いられている。
【０００３】
図２を構成する従来回路の動作を説明する。降圧チョッパ回路を構成するＰＷＭ制御回路６の制御方式は、抵抗１１によりランプ電流に比例したランプ電流信号を、抵抗１２によりランプ電圧に比例したランプ電圧信号を検出し、ランプ電流信号とランプ電圧信号を乗算器１０にて乗算した電圧信号と、高圧放電灯３５の定格ランプ電圧時に定格ランプ電力で点灯できるように予め設定した基準電圧とを誤差増幅器８にて比較し、ランプ電流信号とランプ電圧信号を乗算した電圧信号が一定になるようにトランジスタ２のデューティ比をパルス幅制御し、高圧放電灯３５を適正な電力にて点灯させるものである。
【０００４】
次に、降圧チョッパ回路の制限された直流出力を受けて動作するフルブリッジ回路の動作を説明する。トランジスタ１４，１７とトランジスタ１５，１６とが、ブリッジ制御回路２６に接続される抵抗２０とコンデンサ２１，２２の時定数にて決まる周波数にて交互に導通・非導通を繰り返すことにより、降圧チョッパ回路の直流出力を交流電流に変換し、高圧放電灯３５に供給するものである。ここで、トランジスタ１４，１５とトランジスタ１６，１７の中点に接続されたチョークコイル１８とコンデンサ１９の直列回路は、高圧放電灯始動時において、一定時間トランジスタ２４を非導通にすることにより、トランジスタ２４が導通している時の抵抗２０とコンデンサ２１、２２の時定数回路で決まる周波数より高い周波数でトランジスタ１４，１７とトランジスタ１５，１６を交互に導通する。高圧放電灯始動前はその高い周波数によりチョークコイル１８とコンデンサ１９とが共振し、チョークコイル１８のインダクタンスとコンデンサ１９の容量で決まる周波数の高い正弦波共振電圧がチョークコイル１８およびコンデンサ１９端に発生し、コンデンサ１９に並列に接続されている高圧放電灯３５端にも、その高周波の共振電圧が印加される。
【０００５】
高圧放電灯３５が始動した直後においてもトランジスタ２４を一定時間、非導通とすることにより、高周波にてブリッジ回路が動作するため、降圧チョッパ回路に加え、チョークコイル１８も限流素子となり、制限された電流にて高圧放電灯３５は高周波点灯を開始する。
【０００６】
次にタイマー回路２５により、一定時間経過後にトランジスタ２４が導通するとコンデンサ２１に並列にコンデンサ２２が接続されるため、時定数回路の周波数が下がり、高周波点灯から低周波の矩形波点灯に移行する。
また、この時チョークコイル１８とコンデンサ１９は高圧放電灯３５に流れる、チョッパ回路のスイッチング動作により発生するリップル電流を低減させるためのフィルタ回路の役割も担っている。
【０００７】
説明が前後するが、高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路の動作を説明する。先に説明したブリッジ制御回路２６に接続されているトランジスタ２４が非導通のときにコンデンサ１９端に発生する高周波の正弦波電圧を受け、チョークコイル１８とコンデンサ１９の接続点側がプラス電位のときにダイオード２７、抵抗２８、コンデンサ２９の向きに電流が流れコンデンサ２９が充電される。高周波の正弦波電圧の極性が反転し、チョークコイル１８とコンデンサ１９の接続点がマイナス電位のときはコンデンサ３２、抵抗３１、ダイオード３０の向きに電流が流れコンデンサ３２が充電される。
上記動作を繰り返すことにより、コンデンサ２９とコンデンサ３２の直列回路端の電位は徐々に上昇し、この電位が、（印加される電圧が所定の電圧を越えるとブレークダウンする特性の）放電ギャップ３３のブレークダウン電圧に達し、コンデンサ２９、３２の直列回路から放電ギャップ３３、パルストランス３４の一次巻線に電流が流れ、パルストランス３４の一次巻線にコンデンサ２９、３２の電圧が印加される。
【０００８】
これにより、パルストランス３４の二次巻線には、一次巻線に印加された電圧に対してパルストランスの昇圧比（巻数比）に応じたパルス電圧が発生し、その電圧はコンデンサ１９を介して高圧放電灯３５に印加され、高圧放電灯３５がブレークダウンし点灯に至る。
なお、従来技術として、イグナイタ回路を用いず、共振電圧のみで高圧放電灯のブレークダウン電圧を確保するものもある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−９５３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記従来の高圧放電灯点灯装置のイグナイタ回路において、コンデンサ１９端に発生する高周波の共振電圧の高さは、チョークコイル１８のインダクタンス値とコンデンサ１９の容量、およびブリッジ制御回路２６に接続される抵抗２０、コンデンサ２１の時定数回路で決まる周波数に依存するものである。
【００１０】
コンデンサ１９端に発生する共振電圧は、図３に示すようにＬＣ負荷に関連する周波数特性を有する。例えば周波数ｆ１でコンデンサ電圧Ｖ１となるａ点が、放電ギャップ３３が適正にブレークダウンする点であるとする。
ここで、ブリッジ制御回路に接続されている抵抗２０、コンデンサ２１が長年の使用により経時変化を起こし、その抵抗値又は容量が変化してしまい、ｆ１になるように設計した周波数が図４に示すようにｆ２やｆ３に変化してしまう場合がある。また、同種の変化が、ブリッジ制御回路２６に使用される素子（例えば、ドライバＩＣ等）の製造ばらつきや温度特性に起因して発生する場合もある。
【００１１】
周波数がｆ２になると共振電圧が低下することによりｂ点へ移行し、その結果コンデンサ２９、３２の充電時定数が大きくなり、結果的に単位時間当たりのパルス発生数が減少し、高圧放電灯の始動性を低下させてしまう。また、最悪の場合は放電ギャップのブレークダウン電圧まで各コンデンサが充電されず、パルス電圧が発生しない可能性もある。
【００１２】
反対に周波数がｆ３になると共振電圧が高くなることによりｃ点へ移行し、その結果チョークコイル１８、コンデンサ１９、ダイオード２７、３０に印加される電圧も高まり、関連する回路素子に許容値以上の電圧が印加されることにより素子を破壊してしまう可能性もある。
【００１３】
また、仮に抵抗２０、コンデンサ２１で決まる周波数に変化がなくても、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯３５を接続する電線が長かったり、容量成分が大きかったりする場合は、電線のインダクタンス成分や容量成分もチョークコイル１８とコンデンサ１９の共振に影響を及ぼすため、共振電圧は図５に示すように同じ周波数ｆ１でも動作点はｂ点やｃ点に変化し、コンデンサ１９端電圧もＶ４やＶ５に変化してしまい、前述した現象と同じ問題が起きてしまう。また、チョークコイル１８のインダクタンスやコンデンサ１９の容量に製造ばらつきがある場合も同様の問題が起こる。
【００１４】
従来技術（例えば特許文献１）においては、上記のような問題を解決するために、チョークコイルと共振用コンデンサの接続点に電圧検出回路を設け、その接続点と接地点との電位差に基づいて始動制御を行うものが開示されている。上記のように検出される電圧は、チョッパ回路からフルブリッジ回路への入力電圧がスイッチングに応じて共振電圧に加算された電圧値となるので、正確に共振用コンデンサ（又はチョークコイル）に発生する共振電圧を検出しているわけではない。また、この接続点に発生する高圧の共振電圧を検出するには、その電圧検出回路に高耐圧・高精度なものを使用しなければならず、装置がコストアップしてしまう。しかも、同文献に示すようなイグナイタ回路がない装置にあっては、共振電圧のみで始動電圧を確保しなければならないことから、電圧検出回路にはより高耐圧なものが要求される。
【００１５】
本発明は従来の高圧放電灯点灯装置における上記問題を解消するためになされたもので、高圧放電灯始動時における高周波動作時のブリッジ制御回路の周波数を決定する素子の値が変化したり、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が変化したりしても、コンデンサ１９端に発生する共振電圧を一定に保ち、パルストランス３４に発生するパルス電圧発生数を安定させ、また、チョークコイル１８、コンデンサ１９、ダイオード２７，３０等の素子に許容値以上の高い電圧を印加してしまうことも阻止できるようにした高圧放電灯点灯装置を供給することを目的とする。言い換えると、関連する部品の経時変化、製造ばらつき若しくは温度特性、又は装置の設置条件にかかわらず、確実にランプを始動させることができ、かつ信頼性の高い高圧放電灯点灯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】
【００１６】
本発明の第１の側面は、直流電力を出力する直流電力出力回路、直流電力を交流電力に変換して高圧放電灯に印加するための交流電力供給回路、高圧放電灯の放電開始前の期間に交流電力を共振させて共振電圧を高圧放電灯に印加するための共振回路、及び共振電圧にさらに電圧を重畳して高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、共振電圧を検出する検出手段、および、検出手段からの検出信号に基づいて、共振電圧が一定となるように交流電力供給回路からの交流電力の周波数を制御する制御手段を備えた高圧放電灯点灯装置である。ここで、共振回路がコイルとコンデンサの直列回路からなり、高圧放電灯がコイルの一次巻線に直列接続されるとともにコンデンサに並列接続され、検出手段がインダクタの二次巻線に接続される構成とした。さらに、交流電力供給回路は１ｋＨｚより大きい高周波又は５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波で駆動されるフルブリッジ回路からなり、高圧放電灯が放電を開始する前の期間においては、フルブリッジ回路は高周波で駆動される構成とした。
【００１７】
本発明の第２の側面は、上記第１の側面の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、リフレクタ、及び少なくとも高圧放電灯点灯装置を収容する筐体からなるプロジェクタである。
【００１８】
より具体的には、上記課題を解決するため、本発明はコンデンサの共振電圧と反対の共振電圧が発生するチョークコイルに二次巻線を設け、その出力を平滑・整流し、その電圧を受け可変抵抗・定電圧ダイオードをベースに接続し、ブリッジ制御回路のコンデンサ２１端にトランジスタと抵抗の直列回路を接続することにより、高圧放電灯が放電を開始する前の無負荷時において、チョークコイルに発生する共振電圧を検出する手段と、検出手段の検出信号に基づいて、コンデンサ端の電圧が一定となるように、ブリッジ制御回路によるブリッジ回路の動作周波数を制御する手段を設けるものである。
【発明の効果】
【００１９】
上記より、ブリッジ制御回路に接続されている時定数回路を構成する抵抗、コンデンサの値が変化しても、また高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が加わっても、コンデンサ端に発生する共振電圧を一定に保ち、単位時間当たりのパルス発生数が減少することによる、高圧放電灯の始動性の低下や、放電ギャップのブレークダウン電圧までコンデンサが充電されず、パルス電圧を発生する事ができなくなること、共振電圧が高くなり、チョークコイル、コンデンサ、ダイオードに印加される電圧が高まり、電圧による素子の破壊等が効果的に阻止される。
【００２０】
本発明の高圧放電灯点灯装置によれば、ブリッジ制御回路の周波数を決定する素子の値が変化したり、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が変化したりしても、共振電圧の変化を防止し、イグナイタ回路により適正なパルス電圧を発生させることが可能となる。即ち、使用する部品の特性（経時変化、製造ばらつき、温度特性等）や装置の設置条件にかかわらず、確実にランプを点灯できるとともに装置の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る高圧放電灯点灯装置の実施の形態を示す回路構成図であり、図２に示した従来例のものと同一または対応する部材については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００２２】
本発明に係る高圧放電灯点灯装置において従来例と異なる点は、次の通りである。すなわち、チョークコイル１８に二次巻線を設け、その二次巻線の出力がダイオード３６・コンデンサ３７で整流・平滑される。詳細には、チョークコイルの一次巻線側にコンデンサ１９と逆極性の共振電圧が発生するので、二次巻線側にはその巻数比に比例した電圧が発生し、この電圧が整流・平滑により直流電圧に変換され、可変抵抗３８で分圧される。可変抵抗３８により調整された電圧が定電圧ダイオード３９介して、ブリッジ制御回路のコンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のベースに接続され、電流が供給される。これにより、高圧放電灯３５が放電を開始する前の無負荷時において、コンデンサ１９の電圧を一定にすることが可能となる。なお、二次巻線側の電圧の整流・平滑回路として、最も部品点数の少ない回路構成として半波整流タイプのものを示したが、部品点数を増やせば全波整流タイプとすることも可能である。この構成においては、共振電圧が正負非対称に発生した場合でも、その非対称性を平均化して検出することができる。いずれにしても、チョークコイル１８の二次巻線に発生する電圧を検出して直流電圧に変換できればどのような構成であってもよい。また、共振電圧の検出にチョークコイルの二次巻線を利用しているので、この検出のための回路は低耐圧部品だけで構成される。
【００２３】
具体的に周波数の制御を説明する。例えば図４に示すように、抵抗２０、コンデンサ２１の値が変化しスイッチング周波数がｆ２へと低くなろうとした場合、チョークコイル１８とコンデンサ１９による共振電圧（チョークコイル１８及びコンデンサ１９それぞれにかかる電圧）が低下することにより、二次巻線電圧も低下し、コンデンサ３７の直流電圧も低下する。
【００２４】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が減少することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが高くなり、スイッチング周波数は、抵抗２０又はコンデンサ２１の値の変化によってスイッチング周波数が低くなろうとした分だけ、高い方へ戻ろうとする。その結果、抵抗２０又はコンデンサ２１の値が変化してもスッチング周波数が変化せず、コンデンサ１９端に発生する共振電圧は図３におけるｂ点のＶ２に低下することなくa点のＶ１を維持することができる。
【００２５】
反対に、抵抗２０又はコンデンサ２１の値が変化しスイッチング周波数がｆ３へと高くなろうとした場合、コンデンサ１９と反対の電圧が発生する、チョークコイル１８の共振時の二次巻線電圧は上昇し、コンデンサ３７の直流電圧も上昇する。
【００２６】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が増加することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが低くなり、スイッチング周波数は、抵抗２０又はコンデンサ２１の値の変化によってスイッチング周波数が高くなろうとした分だけ、低い方へ戻ろうとする。その結果、抵抗２０又はコンデンサ２１の値が変化してもスッチング周波数は変化せず、コンデンサ１９端に発生する共振電圧は図３におけるｃ点のＶ３に上昇することなくｂ点のＶ１を維持することができる。
【００２７】
同様に、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯３５を接続する電線が長かったり、容量成分が大きかったりする場合は、電線のインダクタンス成分や容量成分もチョークコイル１８とコンデンサ１９の共振に影響を及ぼすため、共振電圧は図５に示すように同じ周波数ｆ１でもｂ点のＶ４やｃ点のＶ５に変化してしまう可能性がある。例えば、コンデンサ１９端の電圧がｂ点のＶ４に低下すると、チョークコイル１８にはコンデンサ１９と反対の電圧が発生し、共振時の二次巻線電圧は低下し、コンデンサ３７の直流電圧も低下する。
【００２８】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が減少することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが高くなり、図６に示すようにスイッチング周波数はより高いｆ５へ移動（ｂ→ｂ´）する。その結果、コンデンサ１９端に発生する共振電圧に影響を及ぼすことを阻止できる。
【００２９】
同様にコンデンサ１９端の電圧がｃ点のＶ５に上昇すると、チョークコイル１８にはコンデンサ１９と反対の電圧が発生し、共振時の二次巻線電圧は上昇し、コンデンサ３７の直流電圧も上昇する。
【００３０】
このことにより、予め可変抵抗３８で調整されている定電圧ダイオード３９を介して流れるトランジスタ４２のベース電流が増加することにより、コンデンサ２１端に接続されたトランジスタ４２のインピーダンスが低くなり、図６に示すようにスイッチング周波数はより低いｆ４へ移動（ｃ→ｃ´）する。その結果、コンデンサ１９端に発生する共振電圧に影響を及ぼすことを阻止できる。
【００３１】
また、上記に加えて、回路を構成する各構成部品の製造ばらつきを吸収することもできる。製造ばらつきやの例として、ブリッジ制御回路２６を構成する部品（例えば、ドライバＩＣ等）の製造ばらつきに起因する発振周波数のばらつきも、上述した抵抗２０やコンデンサ２１の値の変化と同様の制御で対処できる。また、チョークコイル１８のインダクタンスやコンデンサ１９の容量に製造ばらつきがあっても、電線のインダクタンス成分や容量成分を補償する場合と同様に、可変抵抗３８の設定を適切に設定しさえすれば、常に所望の共振電圧を得ることができる。
【００３２】
さらに、各構成部品が温度特性を有していても、その温度特性による共振電圧の変化を抑えることができる。例えば、仮に温度特性を有するブリッジ制御回路２６を用いて図２に示す従来回路のようなオープンループの回路を用いた場合、ブリッジ制御回路２６の周囲温度の高低によって、出力周波数及び共振電圧も変化してしまう。本発明においては、ブリッジ制御回路２６周辺が周囲温度の影響を受けて出力周波数が変化しようとしても、上記の図４で説明した原理によって、常に可変抵抗３８によって設定された共振電圧が生成されるような周波数が出力されるように動作するので、周囲温度にかかわらず常に所望の共振電圧を得ることができる。
【００３３】
さらに、好適な設計例として、本実施形態では、チョークコイル１８とコンデンサ１９の１次共振周波数を８２ｋＨｚとし、放電開始前の期間のスイッチング周波数（ｆ１）は1／３共振周波数の２８ｋＨｚより低い領域の周波数とした。発生させるべき共振電圧の大きさは、ランプ仕様、イグナイタの仕様等から決まるが、用いるスイッチング周波数の選択は、回路のインピーダンス特性、及びチョークコイル１８やコンデンサ１９のサイズやコストの面から適正なものを選択すればよい。但し、装置のサイズ、消費電力を考慮して放電開始前の期間のスイッチング周波数（標準的にはｆ１）は１ｋＨｚより大きいことが望ましい。なお、上記を総合的に判断して最も好適なｆ１としてチョークコイル１８とコンデンサ１９との１／３共振周波数よりも低い領域を使用したが、他の領域を使用することも可能である。
【００３４】
そして、本実施形態では放電開始後の安定点灯時には数百Ｈｚの矩形波で点灯するものとしている。通常の高圧放電灯については、５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下（数百Ｈｚ）の矩形波で点灯する仕様のものが一般的であるが、本発明の核心は放電開始前及び／又はその直後の期間の動作にあり、安定点灯時はランプ仕様さえ満たしていれば、いずれの周波数（即ち、１ｋＨｚ以下の低周波又は１ｋＨｚより大きい高周波）で、いずれの電流波形（即ち、矩形波、正弦波、三角波、その他の合成波形等）で点灯するものであってもよい。従って、本実施形態では最も好適な手段としてフルブリッジ回路を示しているが、高周波の交流電力を供給できれば、プッシュプル型、ハーフブリッジ型など他の回路構成に上記始動方法を適用することも可能である。
【００３５】
また、安価な回路構成を提供するためにブリッジ制御回路２６の出力周波数調整のための回路を、トランジスタ４２等を用いて構成したが、抵抗２０とコンデンサ２１による時定数を調整できれば他の構成であってもよい。例えば、オペアンプを用いて、可変抵抗３８からの電圧及び目標値電圧を入力として誤差増幅器を構成し、オペアンプの出力を抵抗を介して抵抗２０又はコンデンサ２１のブリッジ制御回路２６側に接続し、可変抵抗３８で検出される電圧値が一定となるように出力周波数が調整されるようにしてもよい。また、例えばマイコン等を使用する場合、コンデンサ２１と並列に多数の（コンデンサ２１よりも容量が十分に小さい）コンデンサを並列接続し、可変抵抗３８の出力をマイコンの入力ポートに接続し、その入力値に応じて、マイコンの出力ポート側でその多数のコンデンサの接地／非接地を切り換えるようにして周波数を調整し、可変抵抗３８で検出される共振電圧が一定になるように制御してもよい。
【００３６】
以上のように、本実施の形態における高圧放電灯点灯装置は、高圧放電灯始動時における高周波動作時のブリッジ制御回路の周波数を決定する素子の値が変化したり、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線のインダクタンス成分や容量成分が変化したりしても、コンデンサ１９端に発生する共振電圧を一定に保ち、パルストランスに発生するパルス電圧発生数を安定させ、またチョークコイル、コンデンサ、ダイオード等の素子に許容値以上の高い電圧を印加してしまうことも阻止することができる。
【００３７】
またさらに、上述した高圧放電灯点灯装置を用いたプロジェクタを図７に示す。図において、４１は上記で説明した高圧放電灯点灯装置、４２は高圧放電灯３５が取り付けられるリフレクタ、４３は高圧放電灯点灯装置４１、高圧放電灯３５及びリフレクタ４２を内蔵する筐体である。なお、図は実施例を模擬的に図示したものであり、寸法、配置などは図面通りではない。また、図示されない映像系の部材等を筐体４３内に適宜配置するものとする。
【００３８】
これにより、確実な放電開始が可能で、かつ、使用回路部品に過度のストレスがかからない高圧放電灯点灯装置を内蔵したので、始動性が良く、しかも信頼性の高いプロジェクタを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、高電圧を印加してランプの放電を開始させるための装置に適用可能であり、さらにその装置及びランプからなる構成は、プロジェクタ、ヘッドライト、ダウンライト等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る高圧放電灯点灯装置の実施の形態を示す回路構成図
【図２】従来の高圧放電灯点灯装置を示す回路構成図
【図３】図２に示した従来例におけるブリッジ回路のスイッチング周波数と共振電圧の 関係を示す図
【図４】図２に示した従来例における回路構成図において、ブリッジ回路のスイッチング周波数が変化したときの共振電圧を示す図
【図５】図２に示した従来例において、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線の影響で共振条件が変化したときの共振電圧を示す図
【図６】図１に示した本発明における回路構成図において、高圧放電灯点灯装置と高圧放電灯を接続する電線の影響で共振条件が変化したときのブリッジ回路のスイッチング周波数と共振電圧を示す図
【図７】本発明に係るプロジェクタを示す図
【符号の説明】
【００４１】
１，９：直流電源
２，１４，１５，１６，１７，２４，４２：トランジスタ
３，２３，２７，３０，３６：ダイオード
４，１８：チョークコイル
５，１９，２１，２２，２９，３２,３７：コンデンサ
６：ＰＷＭ制御回路
７：抵抗・コンデンサ
８：誤差増幅器
１０：乗算器
１１，１２，１３，２０，２８，３１，４０，４１：抵抗
２５：タイマー回路
２６：ブリッジ制御回路
３３：放電ギャップ
３４：パルストランス
３５：高圧放電灯
３８：可変抵抗
３９：定電圧ダイオード
４１：高圧放電灯点灯装置
４２：リフレクタ
４３：筐体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を出力する直流電力出力回路、該直流電力を交流電力に変換して高圧放電灯に印加するための交流電力供給回路、該高圧放電灯の放電開始前の期間に該交流電力を共振させて共振電圧を該高圧放電灯に印加するための共振回路、及び該共振電圧にさらに電圧を重畳して該高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、
前記共振電圧を検出する検出手段、及び、該検出手段からの検出信号に基づいて、前記共振電圧が一定となるように前記交流電力供給回路から出力される交流電力の周波数を制御する制御手段を備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記共振回路がコイルとコンデンサの直列回路からなり、前記高圧放電灯が該コイルの一次巻線に直列接続されるとともに該コンデンサに並列接続され、前記検出手段が該インダクタの二次巻線に接続されたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の高圧放電灯点灯装置において、前記交流電力供給回路は１ｋＨｚより大きい高周波又は５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波で駆動されるフルブリッジ回路からなり、前記高圧放電灯が放電を開始する前の期間においては、該フルブリッジ回路は該高周波で駆動されることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３いずれか一項に記載の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、リフレクタ、及び少なくとも該高圧放電灯点灯装置を収容する筐体からなることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１】
直流電力を出力する直流電力出力回路、該直流電力を交流電力に変換して高圧放電灯に印加するための交流電力供給回路、該高圧放電灯の放電開始前の期間に該交流電力を共振させて共振電圧を該高圧放電灯に印加するための共振回路、及び該共振電圧にさらに電圧を重畳して該高圧放電灯を始動させるためのイグナイタ回路からなる高圧放電灯点灯装置において、
前記共振電圧を検出する検出手段、及び、該検出手段からの検出信号に基づいて、前記共振電圧が一定となるように前記交流電力供給回路から出力される交流電力の周波数を制御する制御手段を備えたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置において、前記共振回路がコイルとコンデンサの直列回路からなり、前記高圧放電灯が該コイルの一次巻線に直列接続されるとともに該コンデンサに並列接続され、前記検出手段が該インダクタの二次巻線に接続されたことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の高圧放電灯点灯装置において、前記交流電力供給回路は１ｋＨｚより大きい高周波又は５０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の低周波で駆動されるフルブリッジ回路からなり、前記高圧放電灯が放電を開始する前の期間においては、該フルブリッジ回路は該高周波で駆動されることを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３いずれか一項に記載の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、リフレクタ、及び少なくとも該高圧放電灯点灯装置を収容する筐体からなることを特徴とするプロジェクタ。
【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２００７−１０３２９０（Ｐ２００７−１０３２９０Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９４８７４（Ｐ２００５−２９４８７４）
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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