(57)【要約】【課題】放電ランプのアーク位置のバラツキを補正することにより、光源から出力される光強度を最大化することのできるプロジェクタ光源装置を提供することを目的とする。【解決手段】ＨＩＤランプ１からの光はリフレクタ２により反射され、インテグレータ１３に入力する。光検出手段１４は、インテグレータ１３の出力光の強さを測定し、マイクロコンピュータ１２に出力する。マイクロコンピュータ１２は、入力された測定値から、この光出力の変動を捉え、光出力が最大となる交流磁界ベクトルＢの角度を判断し、加算器Ａ９及び加算器Ｂ１０に出力する直流成分を調整し、光出力の変動が最小となるようオフセット調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプと、
前記放電ランプの電極と平行に配置されたコイルＡと、
前記放電ランプの電極と平行かつ前記コイルＡと直角に配置されたコイルＢと、
前記コイルＡと平行に配置されたコイルＣと、
前記コイルＢと平行に配置されたコイルＤと、
前記コイルＡと前記コイルＣに電流を供給するコイル駆動回路Ａと、
前記コイルＢと前記コイルＤに電流を供給するコイル駆動回路Ｂと、
マイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータの出力に応じて制御されたＳＩＮ関数およびＣＯＳ関数の交流波形を出力する交流電流発生回路と、
前記交流電流発生回路のＳＩＮ関数出力を入力とし、前記マイクロコンピュータから出力された直流出力を加算して前記コイル駆動回路Ａに出力する加算器Ａと、
前記交流電流発生回路のＣＯＳ関数出力を入力とし、前記マイクロコンピュータから出力された直流出力を加算して前記コイル駆動回路Ｂに出力する加算器Ｂと、
前記放電ランプの光が入力されるインテグレータと、
前記インテグレータの出力光の強度を検出する光検出手段と、
を備え、
前記放電ランプのアーク電流に直交する回転磁界を供給しつつ、前記光検出手段の出力を前記マイクロコンピュータに入力し、前記光検出手段の出力が最大となる方向を検出し、その方向の直流磁界を印加することにより、前記放電ランプの光出力を最大化することを特徴とするプロジェクタ光源装置。
【請求項２】
前記放電ランプは、メタルハライドランプ、水銀灯などのＨＩＤランプで有ることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに使用される光源の光出力を、最大化するプロジェクタ光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタの光源装置として、放電ランプの光をリフレクタにより反射させ、インテグレータに入力し、明るさを安定化して出力するものが、一般的に用いられている。
【０００３】
このような光源装置から出力される光強度は、放電ランプ特有のアーク位置バラツキにより、その放電ランプによって得られる最大の強度とならないという課題があった。
【０００４】
従来このアーク位置バラツキによる放電ンプの光源光強度の低下を防ぐための方法が検討されてきた。
【０００５】
以下に従来のプロジェクタに用いられる光源装置について説明する。
【０００６】
従来、放電ランプからなる光源装置は、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この光源装置は、分光分析装置の光源として用いられるものである。図４はその従来の光源装置を示すもので、図４（ａ）は全体構成図、図４（ｂ）はランプの断面図である。
【０００７】
図４において、３１はメタルハライドランプ、水銀灯などのＨＩＤ（Ｈｉｇｈ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ）ランプ、３２はアーク位置検出器、３３は磁場制御回路、３４は磁場発生用コイル、３５はレンズ、３６は分光光度計、３７は発光管、３８は外管である。
【０００８】
以上の様に構成された従来の光源装置について、以下その動作について説明する。
【０００９】
ＨＩＤランプ３１の出力光は集光されて、分光光度計３６の入力スリット上に結像される。
【００１０】
このとき分光光度計３６に入る入射光の強さは、ＨＩＤランプ３１の光出力の時間的ゆらぎと、ＨＩＤランプ３１のアーク位置の変化に基づくゆらぎに、影響される。
【００１１】
上記各ゆらぎのうち、前者のゆらぎは点灯方式や分光光度計３６によって補正することができるが、後者のゆらぎを補正するためには、ＨＩＤランプ３１自身でアークの位置の変位を補正しなければならない。
【００１２】
このため、ＨＩＤランプ３１の発光管３７の断面形状を扁平とすることによって、ゆらぎを一次元的なものとする。そして、アーク位置検出器３２は直径０．５ｍｍの針穴により、アークの像を結像させ、結像面にホトダイオード２個からなる受光器を設け、両ホトダイオードに入射する光量の差の増減をアーク位置の変位量とし、この変位量に応じた信号に従って磁場制御回路３３により、上記コイル３４にアーク位置の補正信号を流す。
【００１３】
これにより、アーク位置の変化に基づくゆらぎを防止し、分光光度計３６に入力される入射光の強さを安定化させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１−１３６０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記の従来の構成の光源装置は、アークのゆらぎによる、分光光度計３６に入力される入射光の強さのゆらぎを防止するものであり、分光分析装置の光源としてアーク位置を安定化させることができるものであればよく、プロジェクタのように、入射光の強さが最大となるように、アークの位置を検出し最適位置の調整をしなければならないものではない。
【００１６】
このため、このような光源装置では、ＨＩＤランプ３１のアーク位置バラツキにより発生する、分光光度計３６に入力される入射光のゆらぎは防止できても、光強度の低下を防止することは不可能である。
【００１７】
本発明は前記従来の問題点を解決するもので、放電ランプのアーク位置のバラツキを補正することにより、光源から出力される光強度を最大化することのできるプロジェクタ光源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】
【００１８】
本発明の請求項１に記載の本発明は、放電ランプと、前記放電ランプの電極と平行に配置されたコイルＡと、前記放電ランプの電極と平行かつ前記コイルＡと直角に配置されたコイルＢと、前記コイルＡと平行に配置されたコイルＣと、前記コイルＢと平行に配置されたコイルＤと、前記コイルＡと前記コイルＣに電流を供給するコイル駆動回路Ａと、前記コイルＢと前記コイルＤに電流を供給するコイル駆動回路Ｂと、マイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの出力に応じて制御されたＳＩＮ関数およびＣＯＳ関数の交流波形を出力する交流電流発生回路と、前記交流電流発生回路のＳＩＮ関数出力を入力とし、前記マイクロコンピュータから出力された直流出力を加算して前記コイル駆動回路Ａに出力する加算器Ａと、前記交流電流発生回路のＣＯＳ関数出力を入力とし、前記マイクロコンピュータから出力された直流出力を加算して前記コイル駆動回路Ｂに出力する加算器Ｂと、前記放電ランプの光が入力されるインテグレータと、前記インテグレータの出力光の強度を検出する光検出手段とを備え、前記放電ランプのアーク電流に直交する回転磁界を供給しつつ、前記光検出手段の出力を前記マイクロコンピュータに入力し、前記光検出手段の出力が最大となる方向を検出し、その方向の直流磁界を印加することにより、前記放電ランプの光出力を最大化することを特徴とする。
【００１９】
また請求項２に記載の本発明は、前記放電ランプは、メタルハライドランプ、水銀灯などのＨＩＤランプであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
これによって、放電ランプのアーク位置のバラツキを検出して補正し、光出力の最大化が実現できる、プロジェクタ光源装置を提供できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるプロジェクタ光源装置を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１にかかるプロジェクタ光源装置のコイルによる磁界と放電ランプ１との関係を説明するための図
【図３】本発明の実施の形態１にかかるプロジェクタ光源装置のアークの位置調整を説明するための図
【図４】従来の光源装置を示す構成図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下では、本発明の実施の形態について、図１から図３を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかるプロジェクタ光源装置を示す構成図、図２はコイルによる磁界と放電ランプとの関係を説明するための図、図３はアークの位置調整を説明するための図である。
【００２４】
図１において、１は放電ランプであるＨＩＤランプ、２はＨＩＤランプ１からの出射光を反射するリフレクタ、３はコイルＡ、４はコイルＢ、５はコイルＣ、６はコイルＤで、これらはリフレクタ２を囲うように上下左右に配置されている。７はコイル駆動回路Ａ、８はコイル駆動回路Ｂ、９は加算器Ａ、１０は加算器Ｂ、１１は交流電流発生回路、１２はマイクロコンピュータ、１３は入射して光を均一化して出力するインテグレータ、１４は光検出手段である。
【００２５】
図２（ａ）はコイルＢ４とコイルＤ６が発生する磁界、図２（ｂ）はコイルＡ３とコイルＣ５が発生す磁界、図２（ｃ）はそれらを合成した結果の磁界Ｂ、図２（ｄ）は磁界ＢとＨＩＤランプ１との位置関係をそれぞれ示している。
【００２６】
図３（ａ）は垂直方向に、図２（ｂ）は水平方向の、それぞれアークの最適位置と、オフセット調整前後のアークの軌道、及び光出力強度を示している。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態のプロジェクタ光源装置において、以下その動作について説明する。
【００２８】
図１において、交流電流発生回路１１は、マイクロコンピュータ１２の出力レベル調整及び位相制御信号に従って、９０度位相の異なった交流波形、すなわち、ＳＩＮ関数及びＣＯＳ関数に従った波形を発生し出力する。
【００２９】
加算器Ａ９及び加算器Ｂ１０は交流電流発生回路１１の２つの出力にマイクロコンピュータ１２の直流出力を加算して、コイル駆動回路Ａ７及びコイル駆動回路Ｂ８にそれぞれ出力する。
【００３０】
コイル駆動回路Ａ７及びコイル駆動回路Ｂ８は、加算器Ａ９及び加算器Ｂ１０の出力を増幅し、コイルＡ３とコイルＣ５を直列に接続したもの、及びコイルＢ４とコイルＤ６を直列に接続したものにそれぞれ、ＳＩＮ関数とマイクロコンピュータ１２からの直流を加算した値、及びＣＯＳ関数とマイクロコンピュータ１２からの直流を加算した値、に従った電流を供給する。
【００３１】
リフレクタ２は、ＨＩＤランプ１からの光を反射してインテグレータ１３に入力する。光検出手段１４は、インテグレータ１３の出力光の強さを測定し、マイクロコンピュータ１２に出力する。
【００３２】
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、コイルＡ３とコイルＣ５が発生する磁界Ｖ及び、コイルＢ４とコイルＤ６が発生する磁界Ｈが、ＨＩＤランプ１のアークの中心位置で直交する位置になるように、コイルＡ３、コイルＣ５、コイルＢ４、コイルＤ６が設置されている。
【００３３】
コイルＡ３とコイルＣ５、コイルＢ４とコイルＤ６が発生する磁界の合成結果は、図２（ｃ）のＢに示すベクトルになり、磁界ベクトルＢとＨＩＤランプ１の位置関係は、図２（ｄ）に示すようになる。
【００３４】
磁界ベクトルＢはＳＩＮ関数及びＣＯＳ関数にて変化する直交した２つのベクトル磁界Ｈ、Ｖの合成であるため、回転磁界となる。
【００３５】
図３は、アークの最適位置と、オフセット調整前後のアークの軌道、及び光出力強度を示している。
【００３６】
図２に示した回転磁界ベクトルＢとアークの電流方向は直交しているため、アークは回転磁界ベクトルＢ及び電流の方向に直交した方向に力を受け、その軌道が偏移する。
【００３７】
図３に示すように、アークの位置を調整する前は、アークの中心位置は最適位置、すなわち光出力が最大となる位置から垂直、水平方向ともずれており、回転磁界ベクトルＢの角度に応じて光出力が変動する。
【００３８】
ＨＩＤランプ１からの光はリフレクタ２により反射され、インテグレータ１３に入力する。光検出手段１４は、インテグレータ１３の出力光の強さを測定し、マイクロコンピュータ１２に出力する。
【００３９】
マイクロコンピュータ１２は、光検出手段１４から入力された測定値から、この光出力の変動を捉え、光出力が最大となる交流磁界ベクトルＢの角度を判断し、加算器Ａ９及び加算器Ｂ１０に出力する直流成分を調整し、光出力の変動が最小となるようオフセット調整する。
【００４０】
その後、交流磁界ベクトルの振幅を、アーク位置のズレを検出するのに必要な最低限の大きさに調整し、光出力強度を最大化する。
【００４１】
磁界ベクトルの回転に伴った光出力の変動は、プロジェクタの光出力の変動となるが、交流磁界ベクトルの回転速度を人間の目が検知できない高い周波数を選択する事により防ぐ事が可能である。本発明においては４０Ｈｚ以上が使用される。また、より高い周波数を使用するほど光出力の変動が視認されにくくなるが、同じ磁界ベクトルを発生させるために必要なコイル駆動回路Ａ７及びコイル駆動回路Ｂ８の出力電圧が高くなるため、本発明においては１００ＫＨｚ以下が使用される。
【００４２】
このように、交流磁界ベクトルＢの角度を回転させながら、インテグレータ１３の出力光の強さを測定してフィードバックすることにより、アーク位置のズレを補正し、アークの位置を調整することができる。
【００４３】
これによって、放電ランプのアーク位置のバラツキを防ぎ、その放電ランプによって得られる最大の光強度で使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明にかかるプロジェクタ光源装置は、放電ランプのアーク位置のズレを、アーク電流に直交する回転磁界ベクトルを印加しつつ、出力光の強度を測定することにより検出し、フィードバックしながらアーク位置を最適化することにより、光源の光出力を最大化することが可能という作用を有し、放電ランプを光源としたプロジェクタ装置等の光源装置として有用である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ＨＩＤランプ
２  リフレクタ
３  コイルＡ
４  コイルＢ
５  コイルＣ
６  コイルＤ
７  コイル駆動回路Ａ
８  コイル駆動回路Ｂ
９  加算器Ａ
１０  加算器Ｂ
１１  交流電流発生回路
１２  マイクロコンピュータ
１３  インテグレータ
１４  光検出手段
【図１】
2010256518.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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