JP5305010B2 - Discharge lamp lighting device, discharge lamp lighting method, and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、放電灯点灯装置、放電灯点灯方法及び画像表示装置に関する。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device, a discharge lamp lighting method, and an image display device.
プロジェクターの光源として、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電灯(放電ランプ)が使用されている。これらの放電灯を点灯させるためには、安定点灯時に比べて高い電圧を電極間に供給し、絶縁破壊することにより放電を開始する。そのため、高電圧を生成するための回路(イグナイター回路)を持った放電灯点灯装置が開発されている。 As a light source of a projector, a discharge lamp (discharge lamp) such as a high-pressure mercury lamp or a metal halide lamp is used. In order to light these discharge lamps, a higher voltage than that during stable lighting is supplied between the electrodes, and discharge is started by dielectric breakdown. Therefore, a discharge lamp lighting device having a circuit (igniter circuit) for generating a high voltage has been developed.
電極間に交流駆動電流を供給して点灯する放電灯の仕様によっては、特定の向きから放電を開始した方が電極の損傷が少ないものがある。 Depending on the specifications of a discharge lamp that is lit by supplying an AC driving current between the electrodes, there is a case where the electrode is less damaged when the discharge is started from a specific direction.
しかし、従来のイグナイター回路では、交流駆動電流の極性とは無関係にエネルギー充電用のコンデンサーやタイミング決定用のコンデンサーを充電し、交流駆動電流の極性とは無関係なタイミングで高電圧パルスを出力するように構成されている。このような構成では、交流駆動電流の極性反転タイミングと高電圧パルスの出力タイミングとの同期が取れる保証がない。また、同期が取れるようにエネルギー充電用コンデンサーの容量やタイミング決定用のコンデンサーの容量を設計することは非常に困難であった。 However, the conventional igniter circuit charges the energy charging capacitor and timing determination capacitor regardless of the polarity of the AC drive current, and outputs a high voltage pulse at a timing that is independent of the polarity of the AC drive current. It is configured. In such a configuration, there is no guarantee that the polarity inversion timing of the AC drive current and the output timing of the high voltage pulse can be synchronized. In addition, it is very difficult to design the capacity of the energy charging capacitor and the capacity of the timing determination capacitor so as to be synchronized.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、放電灯の電極の損傷を抑制する放電灯点灯装置、放電灯点灯方法及び画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a discharge lamp lighting device, a discharge lamp lighting method, and an image display device that suppress damage to the electrodes of the discharge lamp.
本発明に係る放電灯点灯装置は、トランスの2次側の巻線から放電灯の電極間に電圧パルスを出力して前記放電灯の点灯を開始し、直流電源からの電流を交流変換する交流変換回路により前記放電灯の電極間に交流駆動電流を出力して前記放電灯を駆動する放電灯点灯装置であって、前記直流電源からの電流を基に充電される第1の容量と、前記交流変換回路の一方の出力端からの電流を基に充電される第2の容量と、前記第2の容量の両端電圧が第1の基準電圧を超えた後に前記第1の容量に充電された電荷を前記トランスの1次側の巻線を介して放電電流として放電する放電制御回路とを含み、前記放電電流に基づいて前記トランスの2次側の巻線から前記放電灯の電極間に電圧パルスを出力することを特徴とする。 The discharge lamp lighting device according to the present invention starts the lighting of the discharge lamp by outputting a voltage pulse between the electrodes of the discharge lamp from the secondary winding of the transformer, and converts the current from the DC power source into AC. A discharge lamp lighting device for driving the discharge lamp by outputting an AC driving current between the electrodes of the discharge lamp by a conversion circuit, wherein the first capacitor is charged based on a current from the DC power source, and A second capacitor charged based on a current from one output terminal of the AC converter circuit, and the first capacitor charged after the voltage across the second capacitor exceeds the first reference voltage A discharge control circuit that discharges electric charge as a discharge current through the primary winding of the transformer, and a voltage is generated between the secondary winding of the transformer and the electrode of the discharge lamp based on the discharge current. It is characterized by outputting a pulse.
本発明によれば、交流駆動電流の一方の極性時にのみ第2の容量を充電することになるため、交流駆動電流の当該極性時に電圧パルス出力されることになる。したがって、電極の損傷が少ない極性から放電を開始することで、放電灯の電極の損傷を抑制することができる。 According to the present invention, since the second capacitor is charged only at one polarity of the AC drive current, a voltage pulse is output at the polarity of the AC drive current. Therefore, it is possible to suppress damage to the electrodes of the discharge lamp by starting discharge from a polarity with little damage to the electrodes.
この放電灯点灯装置は、前記第1の容量の両端電圧が第2の基準電圧を超えた後に前記第2の容量を充電する充電制御回路を含んでもよい。 The discharge lamp lighting device may include a charge control circuit that charges the second capacitor after a voltage across the first capacitor exceeds a second reference voltage.
この放電灯点灯装置は、前記直流電源から前記第1の容量への充電電流を制限する電流制限回路を含み、前記放電制御回路は、前記放電電流の放電経路の一部となるサイリスターを含み、前記電流制限回路は、前記充電電流を前記サイリスターの保持電流よりも小さな電流値に制限してもよい。 The discharge lamp lighting device includes a current limiting circuit that limits a charging current from the DC power source to the first capacitor, and the discharge control circuit includes a thyristor that is a part of a discharge path of the discharge current, The current limiting circuit may limit the charging current to a current value smaller than a holding current of the thyristor.
本発明に係る放電灯点灯方法は、トランスの2次側の巻線から放電灯の電極間に電圧パルスを出力して前記放電灯の点灯を開始し、直流電源からの電流を交流変換する交流変換回路により前記放電灯の電極間に交流駆動電流を出力して前記放電灯を駆動する放電灯点灯方法であって、前記直流電源からの電流を基に第1の容量を充電するとともに、前記交流変換回路の一方の出力端からの電流を基に第2の容量を充電し、前記第2の容量が第1の基準電圧を超えた後に前記第1の容量に充電された電荷を前記トランスの1次側の巻線を介して放電電流を放電し、前記放電電流に基づいて前記トランスの2次側の巻線から前記放電灯の電極間に電圧パルスを出力することを特徴とする。 The discharge lamp lighting method according to the present invention starts the lighting of the discharge lamp by outputting a voltage pulse between the electrodes of the discharge lamp from the secondary winding of the transformer, and the alternating current converts the current from the direct current power source into an alternating current. A discharge lamp lighting method for driving an AC drive current between electrodes of the discharge lamp by a conversion circuit to drive the discharge lamp, charging a first capacitor based on a current from the DC power supply, and A second capacitor is charged based on a current from one output terminal of the AC converter circuit, and the charge charged in the first capacitor after the second capacitor exceeds the first reference voltage is transferred to the transformer. The discharge current is discharged through the primary winding of the power supply, and a voltage pulse is output between the secondary winding of the transformer and the electrode of the discharge lamp based on the discharge current.
本発明に係る画像表示装置は、これらのいずれかの放電灯点灯装置を含むことを特徴とする。 The image display device according to the present invention includes any one of these discharge lamp lighting devices.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. Also, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.
1.放電灯点灯装置
(1)回路構成
図1は、本実施形態に係る放電灯点灯装置の回路図である。本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、トランス10の2次側の巻線から放電灯90の電極間に電圧パルスを出力して放電灯90の点灯を開始し、直流電源80からの電流を交流変換する交流変換回路20により放電灯90の電極間に交流駆動電流を出力して放電灯90を駆動する放電灯点灯装置である。
1. Discharge Lamp Lighting Device (1) Circuit Configuration FIG. 1 is a circuit diagram of a discharge lamp lighting device according to this embodiment. The discharge
トランス10は、1次側の巻線L1と2次側の巻線L2及びL3を含んで構成されている。例えば、各巻線の巻数の比をL1:L2:L3=1:10:10とした場合には、巻線L1を流れる電流により発生する電圧の10倍の電圧が巻線L2及びL3でそれぞれ発生し、L1に発生する電圧の20倍に相当する電圧の電圧パルスが放電灯90の電極間に出力される。
The
交流変換回路20は、直流電源80から出力される直流電流を入力し、所与のタイミングで極性反転することにより、任意のデューティー比や周波数をもつ放電灯駆動用の交流駆動電流Iを生成出力する。本実施形態においては、交流変換回路20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。
The
交流変換回路20は、例えば、トランジスター等で構成されるスイッチ素子S1乃至S4を含んで構成され、直列接続されたスイッチ素子S1及びS2と、直列接続されたスイッチ素子S3及びS4を、互いに並列接続して構成される。スイッチ素子S1乃至S4の制御端子には、それぞれ制御回路60から制御信号が入力され、スイッチ素子S1乃至S4のON/OFFが制御される。
The
交流変換回路20は、スイッチ素子S1及びS4と、スイッチ素子S2及びS3を交互にON/OFFを繰り返すことにより、直流電源80から出力される直流電流の極性を交互に反転し、スイッチ素子S1及びS2の共通接続点と、スイッチ素子S3及びS4の共通接続点とを2つの出力端として、制御された周波数やデューティー比等をもった交流駆動電流Iを生成出力し、放電灯90に供給する。
The alternating
すなわち、スイッチ素子S1及びS4がONの時にはスイッチ素子S2及びS3をOFFにし、スイッチ素子S1及びS4がOFFの時にはスイッチ素子S2及びS3をONにするように制御する。したがって、スイッチ素子S1及びS4がONの時には、直流電源80の正側からスイッチ素子S1、巻線L3、放電灯90、巻線L2、スイッチ素子S4の順に流れる交流駆動電流Iが発生する。また、スイッチ素子S2及びS3をONの時には、直流電源80の正側からスイッチ素子S3、巻線L2、放電灯90、巻線L3、スイッチ素子S2の順に流れる交流駆動電流Iが発生する。
That is, control is performed so that the switch elements S2 and S3 are turned off when the switch elements S1 and S4 are on, and the switch elements S2 and S3 are turned on when the switch elements S1 and S4 are off. Therefore, when the switch elements S1 and S4 are ON, an AC drive current I that flows from the positive side of the
制御回路60は、専用回路により実現して上述した制御を行うようにすることもできるが、例えばCPU(Central Processing Unit)がメモリー等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。 The control circuit 60 can be realized by a dedicated circuit and perform the above-described control. For example, a CPU (Central Processing Unit) functions as a computer by executing a control program stored in a memory or the like, Various controls of these processes can also be performed.
なお、図1に示す例では、交流変換回路20は直流電源80から供給される電流を利用して交流駆動電流Iを生成出力しているが、放電灯点灯装置1が降圧回路や昇圧回路を含み、交流変換回路20は、当該降圧回路や昇圧回路を直流電源として、これらから供給される電流を利用して交流駆動電流Iを生成出力してもよい。
In the example shown in FIG. 1, the
また、トランス10の巻線L2及びL3と、交流変換回路20との間に、フィルター70を含んでもよい。フィルター70は、トランス10で生成出力される電圧パルスの影響を交流変換回路20に与えないようにするために設けられている。図1に示す例では、フィルター70は、トランスT1とコンデンサーC3を含んで構成されている。
A
本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、直流電源80からの電流を基に充電される第1の容量C1を含む。図1に示す例では、第1の容量C1は、直流電源80から電流制限回路50を介して充電されるように構成されている。
The discharge
電流制限回路50は、必要に応じて、直流電源80から第1の容量C1への充電電流I1の電流値を所望の値に制限するための回路である。図1に示す例では、電流制限回路50は、抵抗R10及びR11、ダイオードD1を直列に接続して構成されている。
The current limiting
本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、交流変換回路20の一方の出力端からの電流を基に充電される第2の容量C2を含む。図1に示す例では、第2の容量C2は、交流変換回路20の2つの出力端のうち、スイッチ素子S1及びS2の共通接続点から抵抗R1及びR2を介して充電されるように構成されている。なお、抵抗R1〜R3は、必要に応じて、第2の容量C2の両端電圧を所望の値に制限するための回路である。
The discharge
本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、放電制御回路30を含む。放電制御回路30は、第2の容量C2の両端電圧Vc2が第1の基準電圧Vth1を超えた後に、第1の容量C1に充電された電荷をトランス10の1次側の巻線L1を介して放電電流として放電する。
The discharge
図1に示す例では、放電制御回路30は、サイリスターX1、ダイアックX2、抵抗R4及びR5を含んで構成されている。サイリスターX1は、放電電流の放電経路の一部となっている。
In the example shown in FIG. 1, the
第2の容量C2の両端電圧Vc2が第1の基準電圧Vth1を超えると、ダイアックX2がOFFからONに切り換わり、第2の容量C2に充電された電荷が、電流としてその一部がダイアックX2と抵抗R4を介してサイリスターX1のゲートに供給され、その残りが抵抗R5を介して接地電位に放電される。 When the voltage Vc2 across the second capacitor C2 exceeds the first reference voltage Vth1, the diac X2 is switched from OFF to ON, and the charge charged in the second capacitor C2 is partially converted into a diac X2 as a current. Are supplied to the gate of the thyristor X1 via the resistor R4, and the remainder is discharged to the ground potential via the resistor R5.
サイリスターX1は、ゲートに供給された電流をトリガーとしてOFFからONに切り換わり、第1の容量C1に充電された電荷をトランス10の1次側の巻線L1を介して放電電流として接地電位に放電する。サイリスターX1に流れる電流が保持電流以下となると、サイリスターX1はONからOFFに切り換わり、第1の容量C1への充電が再開される。
The thyristor X1 is switched from OFF to ON using the current supplied to the gate as a trigger, and the charge charged in the first capacitor C1 is set to the ground potential as a discharge current via the primary winding L1 of the
トランス10の1次側の巻線L1に放電電流が流れると、放電電流に基づいて、トランス10の2次側の巻線L2及びL3に巻数比に応じた電圧が発生する。巻線L2及びL3に発生した電圧が電圧パルスとして放電灯90の電極間に出力される。
When a discharge current flows through the primary winding L1 of the
このように、本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、第2の容量C2の両端電圧Vc2が第1の基準電圧Vth1を超えるタイミングをトリガーとして、放電灯90の電極間に電圧パルスを出力することができる。
As described above, the discharge
また、第2の容量C2は、交流変換回路20の一方の出力端からの電流を基に充電されるので、交流駆動電流Iの一方の極性期間(図1に示す例では、スイッチ素子S1及びS4がONになる期間)にしか充電されない。したがって、第2の容量C2の値を適切に設定することにより、交流駆動電流Iの極性反転タイミングを基準として所望のタイミングで、放電灯90の電極間に電圧パルスを出力することができる。
In addition, since the second capacitor C2 is charged based on the current from one output terminal of the
さらに、第2の容量C2は、第1の容量C1とは充電経路が異なるため、第2の容量C2の値を適切に設定することにより、第1の容量C1の値に制約されることなく、所望のタイミングで、放電灯90の電極間に電圧パルスを出力することができる。
Further, since the charging path of the second capacitor C2 is different from that of the first capacitor C1, by appropriately setting the value of the second capacitor C2, the second capacitor C2 is not restricted by the value of the first capacitor C1. A voltage pulse can be output between the electrodes of the
本実施形態に係る放電灯点灯装置1は、第1の容量C1の両端電圧Vc1が第2の基準電圧Vth2を超えた後に第2の容量C2を充電する充電制御回路40を含んでもよい。図1に示す例では、充電制御回路40は、トランジスターQ1及びQ2、抵抗R6〜R9を含んで構成されている。第2の基準電圧Vth2は、抵抗R6及びR7の分圧比により設定することが可能である。
The discharge
第1の容量C1の両端電圧Vc1が第2の基準電圧Vth2以下の場合には、トランジスターQ1がOFF状態、トランジスターQ2がON状態となる。これにより、抵抗R1及びR2を介して第2の容量C2を充電するための電流が、抵抗R9とトランジスターQ2を介して接地電位に流れる。このため、第2の容量C2を充電するために十分な電流が供給されず、充電が制限されることになる。特に、抵抗R9の抵抗値が抵抗R3の抵抗値よりも十分小さい場合には、第2の容量C2にはほとんど充電されないものとみなすことができる。 When the voltage Vc1 across the first capacitor C1 is equal to or lower than the second reference voltage Vth2, the transistor Q1 is turned off and the transistor Q2 is turned on. As a result, a current for charging the second capacitor C2 through the resistors R1 and R2 flows to the ground potential through the resistor R9 and the transistor Q2. For this reason, sufficient current is not supplied to charge the second capacitor C2, and charging is limited. In particular, when the resistance value of the resistor R9 is sufficiently smaller than the resistance value of the resistor R3, it can be considered that the second capacitor C2 is hardly charged.
第1の容量C1の両端電圧Vc1が第2の基準電圧Vth2以上の場合には、トランジスターQ1がON状態、トランジスターQ2がOFF状態となる。これにより、抵抗R1及びR2を介して流れる電流は、第2の容量C2を充電することができるようになる。例えば、抵抗R8の抵抗値を抵抗R1〜R3の合成抵抗値と同等以上の値にした場合には、抵抗R8とトランジスターQ1を介して流れる電流は、抵抗R1及びR2を介して流れる電流よりも小さくなり、第2の容量C2を十分に充電することができる。 When the voltage Vc1 across the first capacitor C1 is equal to or higher than the second reference voltage Vth2, the transistor Q1 is turned on and the transistor Q2 is turned off. As a result, the current flowing through the resistors R1 and R2 can charge the second capacitor C2. For example, when the resistance value of the resistor R8 is equal to or greater than the combined resistance value of the resistors R1 to R3, the current flowing through the resistor R8 and the transistor Q1 is larger than the current flowing through the resistors R1 and R2. As a result, the second capacity C2 can be sufficiently charged.
第1の容量C1が十分に充電されていないときに放電制御回路30が放電を開始すると、放電灯90の点灯に必要な電圧に満たない電圧パルスが放電灯90の電極間に供給されることになる。このような不要な電圧パルスが放電灯90の電極に供給されると、放電灯90の電極に不必要な負担をかけることになる。
When the
充電制御回路40を設けることにより、第1の容量C1が十分に充電されていない場合には第2の容量C2が充電されなくなり、放電制御回路30が放電を開始することがなくなる。これにより、放電灯90の点灯に必要な電圧に満たない電圧パルスの発生を抑制することができる。
By providing the
本実施形態に係る放電灯点灯装置1において、電流制限回路50は、充電電流I1をサイリスターX1の保持電流よりも小さな電流値に制限してもよい。これにより、サイリスターX1を確実にOFFに切り換えることができる。
In the discharge
なお、充電電流I1は、第2の容量C2を充電するためには用いられないため、充電電流I1の電流値を変更しても第2の容量C2の充電に必要となる時間には影響がない。したがって、充電電流I1の値を第2の容量C2の値とは独立に設計することが可能である。 Since the charging current I1 is not used to charge the second capacitor C2, changing the current value of the charging current I1 does not affect the time required for charging the second capacitor C2. Absent. Therefore, the value of the charging current I1 can be designed independently of the value of the second capacitor C2.
(2)動作例
図2は、本実施形態に係る放電灯点灯装置1の動作例を説明するためのタイミングチャートである。上から順に、第1の容量C1の両端電圧Vc1、第2の容量C2の両端電圧Vc2、放電灯90の電極間に出力される電圧Vpを示す。
(2) Operation Example FIG. 2 is a timing chart for explaining an operation example of the discharge
ここで、スイッチ素子S1及びS4がONになる期間を+極性期間、スイッチ素子S2及びS3がONになる期間を−極性期間とする。図2に示す例では、+極性期間は時刻t1〜t3及び時刻t4〜t6の期間、−極性期間は時刻t0〜t1及び時刻t3〜t4の期間である。なお、図2に示す例では、−極性期間から開始しているが、+極性期間から開始してもよい。 Here, a period in which the switch elements S1 and S4 are turned on is defined as a + polarity period, and a period in which the switch elements S2 and S3 are turned on is defined as a -polarity period. In the example shown in FIG. 2, the + polarity period is the period from time t1 to t3 and time t4 to t6, and the −polarity period is the period from time t0 to t1 and time t3 to t4. In the example illustrated in FIG. 2, the period starts from the −polarity period, but may start from the + polarity period.
まず、時刻t0で直流電源80が放電灯点灯装置1に印加されると、第1の容量C1は充電され、両端電圧Vc1は上昇する。一方、第2の容量C2は、−極性期間においては充電されないため、時刻t0〜t1の期間においては、両端電圧Vc2は0のままである。したがって、放電灯90の電極間に電圧パルスが出力されることはない。
First, when the
時刻t1になると+極性期間に入るため、第2の容量C2の充電が始まり、両端電圧Vc2は上昇する。時刻t2で、両端電圧Vc2が第1の基準電圧Vth1を超えると、ダイアックX2及びサイリスターX1がONに切り換わり、第1の容量C1及び第2の容量C2に充電された電荷が放電される。 Since the positive polarity period starts at time t1, charging of the second capacitor C2 starts and the both-ends voltage Vc2 rises. When the voltage Vc2 at both ends exceeds the first reference voltage Vth1 at time t2, the diac X2 and the thyristor X1 are turned on, and the charges charged in the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are discharged.
第1の容量C1に充電された電荷が、トランス10の1次側の巻線L1を介して放電電流として放電されると、放電電流に基づいてトランス10の2次側の巻線L2及びL3から放電灯90の電極間に電圧パルスが出力される。
When the electric charge charged in the first capacitor C1 is discharged as a discharge current through the primary winding L1 of the
第1の容量C1は、時刻t2で放電された後、充電が再開され、両端電圧Vc1は上昇する。時刻t2〜t3においては、両端電圧Vc1が第2の基準電圧Vth2以下であるので、+極性期間ではあるが第2の容量C2は充電されない。したがって、両端電圧Vc2は0のままである。 After the first capacitor C1 is discharged at time t2, charging is resumed and the both-end voltage Vc1 rises. At times t2 to t3, the voltage Vc1 at both ends is equal to or lower than the second reference voltage Vth2, and thus the second capacitor C2 is not charged even during the + polarity period. Therefore, the both-end voltage Vc2 remains zero.
時刻t3〜t4においては、第1の容量C1への充電は継続し、両端電圧Vc1は上昇を続ける。また、−極性期間であるので、第2の容量C2は充電されず、両端電圧Vc2は0のままである。 From time t3 to t4, charging of the first capacitor C1 continues and the both-end voltage Vc1 continues to rise. Further, since it is a negative polarity period, the second capacitor C2 is not charged, and the both-end voltage Vc2 remains zero.
時刻t4になると+極性期間に入るため、第2の容量C2の充電が始まり、両端電圧Vc2は上昇する。時刻t5で、両端電圧Vc2が第1の基準電圧Vth1を超えると、ダイアックX2及びサイリスターX1がONに切り換わり、第1の容量C1及び第2の容量C2に充電された電荷が放電され、放電灯90の電極間に電圧パルスが出力される。
Since the positive polarity period starts at time t4, charging of the second capacitor C2 starts and the both-ends voltage Vc2 rises. When the both-end voltage Vc2 exceeds the first reference voltage Vth1 at time t5, the diac X2 and the thyristor X1 are turned on, and the charges charged in the first capacitor C1 and the second capacitor C2 are discharged and released. A voltage pulse is output between the electrodes of the
第1の容量C1は、時刻t5で放電された後、充電が再開され、両端電圧Vc1は上昇する。時刻t5〜t6においては、両端電圧Vc1が第2の基準電圧Vth2以下であるので、+極性期間ではあるが第2の容量C2は充電されない。したがって、両端電圧Vc2は0のままである。 After the first capacitor C1 is discharged at time t5, charging is resumed, and the both-end voltage Vc1 increases. At times t5 to t6, the voltage Vc1 at both ends is equal to or lower than the second reference voltage Vth2, and thus the second capacitor C2 is not charged even during the + polarity period. Therefore, the both-end voltage Vc2 remains zero.
なお、放電灯90の点灯開始後においては、電圧パルスの出力が自動的に停止するように設定することができる。以下、放電灯90の点灯開始前における直流電源80の出力電圧が380V、放電灯90の点灯開始後における放電灯90の電極間電圧(ランプ電圧)が70Vである場合を例にとり説明する。なお、スイッチ素子S1〜S4による電圧降下は、直流電源80の出力電圧や放電灯90の電極間電圧よりも十分に小さいものとして説明する。
In addition, after the lighting of the
放電灯90の点灯開始前において、抵抗R1〜R3の抵抗値の比を(R1+R2):R3=7.5:1程度に設定すると、第2の容量C2の両端に印加される電圧は最大で約45Vとなる。この場合、第1の基準電圧(ダイアックX2のトリガー電圧)Vth1を、例えば32V程度に設定しておけば、ダイアックX2やサイリスターX1がON状態に切り換わることができ、放電灯点灯装置1は電圧パルスを発生させることができる。
If the ratio of the resistance values of the resistors R1 to R3 is set to about (R1 + R2): R3 = 7.5: 1 before the lighting of the
放電灯90の点灯開始後においては、直流電源80の出力電圧≒放電灯90の電極間電圧となる。この場合、第2の容量C2の両端に印加される電圧は最大で約8Vとなる。よって、第2の容量C2の両端電圧は第1の基準電圧Vth1を超えられないため、ダイアックX2がON状態に切り換わることはない。したがって、放電灯点灯装置1は電圧パルスを出力しなくなる。
After the lighting of the
さらに、放電灯90の点灯開始後において、第1の容量C1の両端電圧が充電制限回路40における第2の基準電圧Vth2を超えられないように、例えば第2の基準電圧Vth2を約250Vと設定することにより、第2の容量C2への充電を停止させることができる。これにより、放電灯点灯装置1は電圧パルスを出力しなくなる。
Further, for example, the second reference voltage Vth2 is set to about 250 V so that the voltage across the first capacitor C1 cannot exceed the second reference voltage Vth2 in the
2.プロジェクター
図3は、本実施の形態に係るプロジェクターの構成の一例を示す図である。プロジェクターは、本発明における画像表示装置の一例である。また、プロジェクター500は、先に説明した放電灯点灯装置1を含んだプロジェクターの例である。
2. Projector FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a projector according to the present embodiment. The projector is an example of an image display device according to the present invention. The
プロジェクター500は、画像信号変換部510、画像処理装置570、直流電源装置520、放電灯点灯装置1、放電灯90、CPU(Central Processing Unit)580、ミラー群550、液晶パネル560R、560G、560Bを含む。
The
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−色差信号やアナログRGB信号など)を所定のワード長のデジタル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。
The
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い、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を出力する。
The
直流電源装置520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し、トランス(図示しないが、直流電源装置520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及びトランスの1次側にある放電灯点灯装置1に直流電圧を供給する。
The DC
放電灯点灯装置1は、起動時に放電灯90の電極間に高電圧の電圧パルスを発生して絶縁破壊させて放電路を形成し、以後、放電灯90が放電を維持するための交流駆動電流Iを供給する。本実施の形態においては、図1を用いて説明した放電灯点灯装置1と同じ構成の放電灯点灯装置を使用している。
The discharge
放電灯90が発する光束は、ミラー群550に含まれる2つのダイクロイックミラーを通してそれぞれR、G、Bの色光に分離され、その他のミラーで反射されて、それぞれ液晶パネル560R、560G、560Bに透過される。
The luminous flux emitted from the
液晶パネル560R、560G、560Bは、それぞれ駆動信号572R、572G、572Bによる画像を形成し、当該画像によって各液晶パネルを透過する色光の光量を変調する光変調手段である。当該光変調手段により変調された各色光は、再びダイクロイックプリズムで合成されてスクリーン700に投射される。
The
CPU580は、プロジェクターの点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。プロジェクター500がユーザーからの点灯操作を受け付けると、放電灯点灯装置1に通信信号582として点灯命令を送信する。また、プロジェクター500がユーザーからの消灯操作を受け付けると、放電灯点灯装置1に通信信号582として消灯命令を送信する。また、CPU580は、放電灯90の駆動状態に関する情報を、放電灯点灯装置1から通信信号532として受け取ってもよい。
The
このように構成したプロジェクター500は、電極の損傷が少ない極性から放電を開始することで、放電灯90の電極の損傷を抑制することができる。これにより、放電灯を長寿命化できるプロジェクターを実現できる。また、これにより放電灯の交換回数を減らすことができるプロジェクターを実現できる。
The
上記各実施形態においては、3つの液晶パネルを用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つ、2つ又は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。 In each of the above embodiments, a projector using three liquid crystal panels has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and one, two, four or more liquid crystal panels are used. It can also be applied to projectors.
上記各実施形態においては、透過型の光変調手段を備えたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型の光変調手段を備えたプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶パネル等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶パネルやマイクロミラー型光変調装置などのように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス;Texas Instruments社の商標)を用いることができる。反射型の光変調手段を備えたプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型の光変調手段を備えたプロジェクターと同様の効果を得ることができる。 In each of the above embodiments, the projector including the transmission type light modulation unit has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to a projector including the reflection type light modulation unit. Is possible. Here, “transmission type” means that an electro-optic modulation device as a light modulation means such as a transmission type liquid crystal panel transmits light, and “reflection type” means This means that an electro-optic modulator as a light modulator such as a reflective liquid crystal panel or a micromirror type light modulator is a type that reflects light. As the micromirror light modulator, for example, DMD (digital micromirror device; trademark of Texas Instruments) can be used. Even when the present invention is applied to a projector including a reflection type light modulation unit, the same effect as that of a projector including a transmission type light modulation unit can be obtained.
上記各実施形態においては、透過型の光変調手段を備えたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、種々の画像表示装置にも適用することができる。例えば、リアプロジェクション方式の画像表示装置、オーバーヘッドプロジェクター(OHP)、映写機など、光源に放電灯を採用する機器にこの発明を適用した場合にも、上記効果を得ることができる。 In each of the above embodiments, the projector provided with the transmissive light modulation means has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various image display apparatuses. For example, even when the present invention is applied to a device that employs a discharge lamp as a light source, such as a rear projection type image display device, an overhead projector (OHP), or a projector, the above effect can be obtained.
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 In addition, this invention is not limited to this embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.
1 放電灯点灯装置、10 トランス、20 交流変換回路、30 放電制御回路、40 充電制御回路、50 電流制限回路、60 制御回路、70 フィルター、80 直流電源、90 放電灯、500 プロジェクター、502 画像信号、510 画像信号変換部、512R,512G,512B 画像信号、520 直流電源装置、532 通信信号、550 ミラー群、560R,560G,560B 液晶パネル、570 画像処理装置、572R,572G,572B 駆動信号、580 CPU、582 通信信号、C1 第1の容量、C2 第2の容量、C3 コンデンサー、D1 ダイオード、Q1,Q2 トランジスター、R1〜R11 抵抗、S1〜S4 スイッチ素子、T1 トランス、X1 サイリスター、X2 ダイアック
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記直流電源からの電流を基に充電される第1の容量と、
前記交流変換回路の一方の出力端からの電流を基に充電される第2の容量と、
前記第1の容量の両端電圧が第2の基準電圧を超えた後に前記第2の容量を充電する充電制御回路と、
前記第2の容量の両端電圧が第1の基準電圧を超えた後に前記第1の容量に充電された電荷を前記トランスの1次側の巻線を介して放電電流として放電する放電制御回路と、を含み、
前記放電電流に基づいて前記トランスの2次側の巻線から前記放電灯の電極間に電圧パルスを出力することを特徴とする放電灯点灯装置。 A voltage pulse is output from the secondary winding of the transformer between the electrodes of the discharge lamp to start lighting the discharge lamp, and an AC conversion circuit that converts the current from the DC power source into AC is connected between the electrodes of the discharge lamp. A discharge lamp lighting device that drives the discharge lamp by outputting an alternating current drive current,
A first capacity charged based on a current from the DC power supply;
A second capacitor charged on the basis of a current from one output terminal of the AC converter circuit;
A charge control circuit for charging the second capacitor after a voltage across the first capacitor exceeds a second reference voltage;
A discharge control circuit for discharging the charge charged in the first capacitor after the voltage across the second capacitor exceeds the first reference voltage as a discharge current through the primary winding of the transformer; It includes,
A discharge lamp lighting device that outputs a voltage pulse between the secondary winding of the transformer and the electrode of the discharge lamp based on the discharge current.
前記直流電源から前記第1の容量への充電電流を制限する電流制限回路を含み、
前記放電制御回路は、前記放電電流の放電経路の一部となるサイリスターを含み、
前記電流制限回路は、前記充電電流を前記サイリスターの保持電流よりも小さな電流値に制限することを特徴とする放電灯点灯装置。 In the discharge lamp lighting device according to claim 1 ,
A current limiting circuit for limiting a charging current from the DC power source to the first capacitor;
The discharge control circuit includes a thyristor that becomes a part of a discharge path of the discharge current,
The discharge lamp lighting device, wherein the current limiting circuit limits the charging current to a current value smaller than a holding current of the thyristor.
前記直流電源からの電流を基に第1の容量を充電するとともに、前記第1の容量の両端電圧が第2の基準電圧を超えた後に前記交流変換回路の一方の出力端からの電流を基に第2の容量を充電し、
前記第2の容量が第1の基準電圧を超えた後に前記第1の容量に充電された電荷を前記トランスの1次側の巻線を介して放電電流を放電し、
前記放電電流に基づいて前記トランスの2次側の巻線から前記放電灯の電極間に電圧パ
ルスを出力することを特徴とする放電灯点灯方法。 A voltage pulse is output from the secondary winding of the transformer between the electrodes of the discharge lamp to start lighting the discharge lamp, and an AC conversion circuit that converts the current from the DC power source into AC is connected between the electrodes of the discharge lamp. A discharge lamp lighting method for driving an AC drive current to drive the discharge lamp,
The first capacitor is charged based on the current from the DC power source, and the current from one output terminal of the AC converter circuit is determined after the voltage across the first capacitor exceeds the second reference voltage. To charge the second capacity,
Discharging the electric charge charged in the first capacitor after the second capacitor exceeds the first reference voltage through the primary winding of the transformer;
A discharge lamp lighting method characterized in that a voltage pulse is outputted between the secondary winding of the transformer and the electrode of the discharge lamp based on the discharge current.
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