(57)【要約】【課題】電子ボリュームを用いて、外部からの調光データによる調光を可能にする。【解決手段】電子ボリューム４は、外部からの調光データを取込んで、可変抵抗値を調光データに基づいて変化させる。電力制御及び信号処理部１の制御端には、抵抗Ｒ１及び可変抵抗値に基づくレベルが供給されており、電力制御及び信号処理部１は制御端のレベルに応じた直流電圧を発生する。電力制御及び信号処理部１の出力直流電圧に基づくランプ電圧が発生して、ランプ３が点灯する。即ち、ランプ３は外部からの調光データに基づくものとなり、ユーザによる煩雑な調光操作を必要とすることなく、外部信号による調光が可能である。【選択図】      図１
2006114252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を発生する電圧発生部と、
前記直流電圧が与えられてランプにランプ電圧を供給する出力手段と、
外部から調光データが与えられて、前記調光データに基づいて、前記直流電圧を変化させて前記ランプ電圧を制御するための制御信号を発生する電子ボリュームとを具備したことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
外部から前記調光データが与えられて、前記調光データを前記電子ボリュームに取込むための書込みクロックを再生するクロック再生手段を更に具備したことを特徴とする請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置のバックライトの点灯装置として好適な放電灯点灯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メタルハライドランプ等のＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプは、高効率で高輝度であることから、道路照明等の屋外照明用等として使用されている。このようなＨＩＤランプを点灯させる従来の放電灯点灯装置においては、例えば、商用交流電源から得た電源電圧を安定器を介して始動器に与える。始動器は高圧パルス発生回路を有している。高圧パルス発生回路は、安定器からの直流電圧が供給されており、ＨＩＤランプを始動させるための高圧パルス（数千Ｖ）を発生する。この高圧パルスによってＨＩＤランプが点灯すると、高圧パルス発生回路は高圧パルスの発生を停止する。
【０００３】
近年、ＨＩＤランプは、その用途が広がり、その高輝度特性によって、例えば、ＤＬＰ（デジタル・ライト・プロセッシング）や液晶プロジェクタ等の投射装置の光源としても利用されるようになってきた。
【０００４】
投射装置の光源としてＨＩＤランプを使用する場合には、点灯装置を調光可能に構成した方が好ましい。この場合には、ＰＷＭ制御、直流電圧制御、周波数制御又はシリアルデータ制御等によってランプ電圧を変化させることで、調光が可能である。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、ＰＷＭ制御によって調光を行う例が開示されている。しかしながら、ＰＷＭ制御ではジッタが生じやすく、明るさを一定にすることが困難である。
【０００６】
これに対し、直流電圧による制御は、ランプ電圧の制御が容易で、安定した明るさ調整が可能である。即ち、この調光手法は、点灯装置に組み込まれた機械式のボリュームを、ドライバー等でメカニカルに設定するものである。
【特許文献１】特開２００２−１００４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、機械式ボリュームを用いた調光制御では、調光作業が比較的煩雑であり、しかも、遠隔制御することができない。
【０００８】
例えば、ランプを投射装置の光源として用いる場合には、投射装置の周囲環境の計測結果、入力映像信号の状態、或いは、投射装置本体の設定ボタン等を用いたユーザによる明るさ調性等に応じて、調光可能にすることが望ましい。しかしながら、従来の機械式ボリュームを用いた場合には、これらの調光制御が極めて困難である。
【０００９】
本発明は電子ボリュームによる調光制御を可能にすることによって、外部からの調光信号に基づく調光を可能にすることができる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】
【００１０】
本発明に係る放電灯点灯装置は、直流電圧を発生する電圧発生部と、前記直流電圧が与えられてランプにランプ電圧を供給する出力手段と、外部から調光データが与えられて、前記調光データに基づいて、前記直流電圧を変化させて前記ランプ電圧を制御するための制御信号を発生する電子ボリュームとを具備したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明において、出力手段は、ランプにランプ電圧を供給してランプを点灯させる。出力手段によるランプ電圧は、電圧発生部からの直流電圧によって変化する。この直流電圧を制御することで、ランプの調光が可能である。電子ボリュームは、外部から調光データが与えられて、直流電圧を変化させるための制御信号を発生する。こうして、外部からの調光データによって、ランプの調光が行われる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子ボリュームによる調光制御を可能にすることによって、外部からの調光信号に基づく調光を可能にすることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図である。また、図２は図１の放電灯点灯装置を含む点灯制御装置の全体を示すブロック図である。
【００１４】
図２において、点灯制御装置１１は、シーケンス回路及び電流制御回路１２並びに電子ボリューム４を有している。シーケンス回路及び電流制御回路１２の一部及び電子ボリューム４によって本実施の形態の放電灯点灯装置を構成している。
【００１５】
シーケンス回路及び電流制御回路１２には、点灯制御装置１１が組み込まれる装置、例えば、ＤＬＰディスプレイ装置から電源電圧の供給を受ける。また、シーケンス回路及び電流制御回路１２には点灯／消灯信号も与えるようになっている。更に、点灯制御装置１１には、組み込まれる装置から調光のための調光データも与えるようになっている。
【００１６】
シーケンス回路及び電流制御回路１２は、電源電圧が与えられて、ランプ３を点灯させるためのランプ電圧を発生する。シーケンス回路及び電流制御回路１２は、点灯／消灯信号に従って、所定のシーケンスでランプ３の点灯を制御する。シーケンス回路及び電流制御回路１２は、後述するように、電源電圧から直流電圧を発生し、この直流電圧に基づいてランプ電圧を発生する。本実施の形態においては、シーケンス回路及び電流制御回路１２が発生する直流電圧は、電子ボリューム４によって電圧レベルが制御可能である。
【００１７】
電子ボリューム４にはシリアルの調光データを与える。調光データは電子ボリューム４の例えば抵抗値を決定するための抵抗値データである。電子ボリューム４は端子１５を介して入力される書込みクロックによって、調光データを取込み、自身の抵抗値を調光データに基づいて変化させる。この制御によって、上述したように、シーケンス回路及び電流制御回路１２は、出力直流電圧を変化させる。こうして、ランプ電圧が調整可能である。
【００１８】
即ち、本実施の形態においては、外部からの調光データによってランプ電圧を制御することができる。例えば、ランプ３をＤＬＰディスプレイ装置のバックライトとして組み込んだ場合には、ＤＬＰディスプレイ装置本体の操作キーによって投射光の光の強弱を変えて表示を明るくしたり暗くしたりするユーザ操作が行われることが考えられる。この場合には、ＤＬＰディスプレイ装置がユーザ操作に基づく調光データを点灯制御装置１１に与えることにより、ユーザがドライバ等を用いた機械的な調光操作を行うことなく、ランプ３の調光が行われて、画面表示の明るさを変更することが可能である。
【００１９】
図１は図２中のシーケンス回路及び電流制御回路１２の一部及び電子ボリューム４による放電灯点灯装置の具体的な構成を示している。
【００２０】
電圧発生部としての電力制御及び信号処理部１は、直流電圧を発生すると共に、ランプ３に供給する電力を調整することができるようになっている。即ち、電力制御及び信号処理部１は、入力端に電源電圧が供給され、正極性及び負極性出力端には直流電圧を発生させる。電力制御及び信号処理部１は、制御端のレベルに応じて正極性及び負極性出力端に発生させる直流電圧を制御してランプ３の調光を可能にしている。
【００２１】
電力制御及び信号処理部１の正極性及び負極性出力端の間には、直流電圧を例えば矩形波に変換してランプ３を駆動するブリッジ回路を設ける。即ち、電力制御及び信号処理部１の正極性出力端にはブリッジ回路を構成するトランジスタＱ１，Ｑ３のドレインを接続し、負極性出力端にはトランジスタＱ２，Ｑ４のソースを接続する。
【００２２】
トランジスタＱ１のソースとトランジスタＱ２のドレインとは共通接続して、この接続点にはイグナイタ２の一方端子を接続する。イグナイタ２の他方端子はランプ３の一方の電極に接続し、ランプ３の他方の電極は、トランジスタＱ３のソースとトランジスタＱ４のドレインとの共通接続点に接続する。トランジスタＱ１〜Ｑ４によって構成されるブリッジ回路及びイグナイタ２によって、出力手段を構成している。
【００２３】
電子ボリューム４は、レジスタ１４及び可変抵抗器１３を有している。電子ボリューム４の制御端には調光データを与え、出力端子Ａ，Ｂは可変抵抗器１３の両端に接続し、中間端子Ｗは可変抵抗器１３の中間タップに接続する。電力制御及び信号処理部１の正極性出力端は抵抗Ｒ１の一端に接続しており、抵抗Ｒ１の他端は電子ボリューム４の出力端子Ａに接続し、電子ボリューム４の出力端子Ｂは電力制御及び信号処理部１の負極性出力端に接続する。電子ボリューム４の中間端子Ｗは電力制御及び信号処理部１の制御端に接続する。
【００２４】
電力制御及び信号処理部１の制御端には、出力直流電圧を抵抗Ｒ１と可変抵抗器１３とによって分圧した電圧を供給することになる。電子ボリューム４のレジスタ１４はシリアルの調光データに基づく値を可変抵抗器１３に与える。これにより、可変抵抗器１３の抵抗値は調光データに応じて変化する。電子ボリューム４が調光データに基づいて抵抗値を変化させることで、電力制御及び信号処理部１の制御端のレベルを変化させて、ランプ３の調光が可能である。こうして、外部からの調光データに基づいてランプ３の調光を行うことができる。
【００２５】
次に、このように構成された実施の形態の動作について説明する。
【００２６】
電力制御及び信号処理部１は、電源電圧が供給されると正極性出力端と負極性出力端との間に所定の直流電圧を発生させる。一方、ブリッジ回路を構成するトランジスタＱ１，Ｑ４は同時にオン，オフ制御し、トランジスタＱ２，Ｑ３も同時にオン，オフ制御する。トランジスタＱ１，Ｑ４がオンのときは、トランジスタＱ２，Ｑ３はオフであり、トランジスタＱ１，Ｑ４がオフのときは、トランジスタＱ２，Ｑ３はオンである。
【００２７】
トランジスタＱ１，Ｑ４がオンの場合には、電力制御及び信号処理部１の正極性出力端から、トランジスタＱ１、イグナイタ２、ランプ３、トランジスタＱ４を介して負極性出力端にランプ電流が流れる。逆に、トランジスタＱ２，Ｑ３がオンの場合には、電力制御及び信号処理部１の正極性出力端から、トランジスタＱ３、ランプ３、イグナイタ２、トランジスタＱ２を介して負極性出力端にランプ電流が流れる。トランジスタＱ１，Ｑ４とトランジスタＱ２，Ｑ３とのオンオフを所定周期で切換えることにより、ランプ３を矩形波電圧によって駆動することができる。
【００２８】
なお、始動時には、イグナイタ２によって高圧パルスを発生させることで、ランプ３の点灯を可能にしている。また、電力制御及び信号処理部１によって、供給電力を制御することで、ランプ３を安定して駆動することができる。
【００２９】
ここで、図１の装置が組み込まれた装置、例えば、ＤＬＰディスプレイ装置の本体から、調光データが入力されるものとする。この調光データは電子ボリューム４の制御端に与えられる。電子ボリューム４は、端子１５を介して入力される書込みクロックによって調光データを取込んでレジスタ１４に与える。可変抵抗器１３はレジスタ１４に取込まれた調光データに基づいて抵抗値が変化する。電力制御及び信号処理部１の正極性出力端と負極性出力端との間の直流電圧は、抵抗Ｒ１及び可変抵抗器１３によって分圧されている。抵抗Ｒ１及び可変抵抗器１３によって分圧された電圧を、電力制御及び信号処理部１の制御端に印加する。
【００３０】
即ち、可変抵抗器１３の抵抗値の変化に応じて、制御端に供給されるレベルも変化する。電力制御及び信号処理部１は、制御端のレベルに応じて、出力する直流電圧を制御する。電力制御及び信号処理部１の出力直流電圧が変化すると、ランプ３に供給されるランプ電圧も変化し、ランプ３の明るさが変化する。従って、調光データに基づいて、ランプ３を調光することができることになる。
【００３１】
例えば、８ビットの変調データ００〜ｈＦＦを採用するものとすると、可変抵抗値を０〜２５５段階に制御することができ。例えば、可変抵抗値の範囲として０〜１００Ω、０〜１ＫΩ、０〜１０ＫΩ、０〜１００ＫΩ等を設定し、調光データによって夫々０乃至２５５段階に抵抗値を変化させることができる。即ち、８ビットの調光データによって、２５６階調の分解能での調光が可能となる。
【００３２】
また、例えば、１６ビットの変調データ００〜ｈＦＦＦＦを採用するものとすると、可変抵抗値を０〜６５５３５段階に制御することができ、６５５３６階調の分解能での調光が可能となる。
【００３３】
このような調光データによる可変抵抗値の制御によって、ランプ電流を例えば５０％〜１５０％程度変化させることができる。
【００３４】
このように、本実施の形態においては、電子ボリュームを用いて調光制御を行っており、外部からの調光データによる調光制御を可能にしている。これにより、本実施の形態の放電灯点灯装置を例えばＤＬＰディスプレイ装置等のバックライトの点灯装置として組み込んだ場合には、ユーザの煩雑な操作を必要とすることなく、ＤＬＰディスプレイ装置の制御によって、バックライトの調光制御が可能である。例えば、電子ボリュームによって、ランプ電流を１０％〜２００％の範囲で調整することも可能である。
【００３５】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図である。また、図４は図３の放電灯点灯装置を含む点灯制御装置の全体を示すブロック図である。図３及び図４において、夫々図１及び図２と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
第１の実施の形態においては、電子ボリューム４は、入力端子１５に供給された書込みクロックを用いて調光データの取り込みを行った。しかし、本発明に係る放電灯点灯装置が組み込まれる装置から、このような書込みクロックが供給されるとは限らない。そこで、本実施の形態は書込みクロックの供給を受けることなく調光データの取り込みを可能にしたものである。
【００３７】
本実施の形態はクロック再生回路５を付加した点が第１の実施の形態と異なる。図３及び図４において、クロック再生回路５には、調光データを与える。クロック再生回路５は、入力されたシリアルの調光データに基づいて書込みクロックを再生し、再生した書込みクロック及び調光データを電子ボリューム４に出力するようになっている。
【００３８】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図５の波形図を参照して説明する。図５（ａ）は外部から入力される調光データを示し、図５（ｂ）は再生した書込みクロックを示し、図５（ｃ）は取込んだ調光データを示している。
【００３９】
外部からの調光データはクロック再生回路５に与える。図５（ａ）は入力されるシリアルの調光データを示している。クロック再生回路５は、入力された調光データに基づいて書込みクロックを再生する。なお、クロック再生回路５が書込みクロックを再生する手法は、特に限定されるものではない。例えば、入力信号を整流してクロック成分を抽出し、狭帯域帯域通過濾波器によって帯域制限して再生クロックを得る手法や、入力される２値ディジタル信号のアイ・パターンから零クロッシング・ポイントを検出し、この零クロッシング・ポイントに再生クロック位相を同期させる手法等の公知の種々の手法を採用することができる。
【００４０】
図５（ｂ）はクロック再生回路５が調光データに基づいて再生した書込みクロックを示している。クロック再生回路５は、クロック端から再生した書込みクロックを出力し、データ端から調光データを出力する。これらの書込みクロック及び調光データは、電子ボリューム４に供給する。
【００４１】
電子ボリューム４は、入力された書込みクロックの立ち下がりエッジに同期して、クロック再生回路５からの調光データを取込む。こうして、電子ボリューム４のレジスタ１４に、図５（ｃ）に示す調光データを取込む。
【００４２】
他の作用及び効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００４３】
このように、本実施の形態においては、クロック再生回路によって、入力された調光データから書込みクロックを再生している。これにより、外部から書込みクロックが供給されない場合でも、調光データの取り込みが可能で、外部からの調光データに基づいてランプの調光が可能である。
【００４４】
なお、上記各実施の形態においては、ＤＬＰディスプレイ装置に組み込んで、ＤＬＰディスプレイ装置から調光データが供給される例を説明したが、本発明はＤＬＰディスプレイ装置以外の装置にも適用可能である。例えば、ＬＣＤディスプレイ装置、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）を用いたディスプレイ装置等の種々の投射装置や、遠隔操作による調光を必要とする各種装置に適用可能である。
【００４５】
また、上記各実施の形態においては、ランプとしてＨＩＤランプを用いた例を説明したが、ハロゲンランプ、放電灯、白熱ランプ等の電圧制御によって調光が可能な種々のランプに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図。
【図２】図１の放電灯点灯装置を含む点灯制御装置の全体を示すブロック図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る放電灯点灯装置を示す回路図。
【図４】図３の放電灯点灯装置を含む点灯制御装置の全体を示すブロック図。
【図５】第２の実施の形態の動作を説明するための波形図。
【符号の説明】
【００４７】
１…電力制御及び信号処理部、２…イグナイタ、３…ランプ、４…電子ボリューム、１３…可変抵抗器、１４…レジスタ、Ｒ１…抵抗、Ｑ１〜Ｑ４…トランジスタ。  
代理人      弁理士      伊  藤    進
【図１】
2006114252.tif 000003
【図２】
2006114252.tif 000004
【図３】
2006114252.tif 000005
【図４】
2006114252.tif 000006
【図５】
2006114252.tif 000007