(57)【要約】【課題】フラッタを抑制しつつ安定器回路を簡単にしたプロジェクションシステムを提供する。【解決手段】本発明は、プロジェクションシステム、及びこうしたシステムに用いるドライバに関するものである。本発明によれば、このプロジェクションシステムは、放電空間を密閉する放電管と第１及び第２主電極とを有する高圧放電プロジェクションランプを具えている。このシステムは、前記プロジェクションランプを、少なくとも3MHzの周波数を有するＡＣランプ電流で動作させる手段も具えている
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を密閉する放電管と第１及び第２主電極とを有する高圧放電プロジェクションランプを具えたプロジェクションシステムであって、前記プロジェクションシステムが、前記高圧放電プロジェクションランプをＡＣランプ電流で動作させるための安定器回路も具えているプロジェクションシステムにおいて、
前記ランプ電流が少なくとも3kHzの周波数を有することを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項２】
前記高圧放電プロジェクションランプがアンテナを有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションシステム。
【請求項３】
前記アンテナが、前記第１主電極に電気的に接続されて、前記放電管に沿って前記第２主電極に向かって延びることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクションシステム。
【請求項４】
前記第１主電極と前記第２主電極との間の距離が、1.2mm以下であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションシステム。
【請求項５】
前記第１主電極と前記第２主電極との間の距離が、1mm以下であることを特徴とする請求項４に記載のプロジェクションシステム。
【請求項６】
前記ランプ電流が、4MHz〜8MHzの範囲内の周波数を有することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクションシステム。
【請求項７】
放電空間を密閉する放電管と第１及び第２主電極とを有する高圧放電プロジェクションランプと、前記高圧放電プロジェクションランプをＡＣランプ電流で動作させるための安定器回路との組合せであって、前記組合せが、請求項１〜６のうちの１つ以上に記載のプロジェクションシステム内での使用に適している高圧放電プロジェクションランプと安定器回路との組合せ。
【請求項８】
請求項１〜６のうちの１つ以上に記載のプロジェクションシステム内での使用に適した安定器回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電空間を密閉する放電管と第１及び第２主電極とを有する高圧放電プロジェクションランプを具えたプロジェクションシステムに関するものであり、このプロジェクションシステムは、この高圧放電プロジェクションランプをＡＣランプ電流で動作させるための安定器回路も具えている。
【０００２】
本発明は、高圧放電プロジェクションランプと安定器回路との組合せ、及び安定器回路にも関するものである。
【背景技術】
【０００３】
【特許文献１】米国特許US 5,608,294
【特許文献２】国際特許出願WO 00/36882
【特許文献３】国際特許出願WO 00/36883  冒頭段落に記載のプロジェクションシステムに用いられる高圧放電プロジェクションランプはしばしば、ＵＨＰ（Ultra High Pressure：超高圧）−ランプと称される。放電空間を密閉する放電管と第１及び第２主電極とを有する高圧放電プロジェクションランプとを具えた既知のプロジェクションシステムでは、このプロジェクションランプを、方形波パルスの終端に追加的な電流ピークを設けた方形波電流で動作させることによって、フラッタが低減される。こうしたプロジェクションシステム内での使用に適した回路は、米国特許US 5,608,294より知ることができる。プロジェクションシステムの寿命期間中に、その満足な機能を絶えず達成するさらなる開発は、非常に複雑な電流形状を適用することになり、結果的に、例えば国際特許出願WO 00/36882及びWO 00/36883に開示されているような複雑な回路構成となる。これらの既知のプロジェクションシステムの欠点は、ランプ電流を発生する回路が比較的複雑になり、従って高価になるということである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、動作中のフラッタを効果的に抑制しつつ、プロジェクションシステムが具える安定器回路を比較的簡単にしたプロジェクションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、本発明による冒頭段落に記載のプロジェクションシステムは、ランプ電流が少なくとも3MHzの周波数を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明によるプロジェクションシステムでは、電流が比較的単純な形状（例えば正弦波状）である際にも、フラッタが有効に抑制されることが判明している。
【０００７】
高圧放電ランプがアンテナを有する本発明によるプロジェクションシステムについては、良好な結果が得られている。このアンテナは、前記第１主電極に電気的に接続されて、前記放電管に沿って前記第２主電極に向かって延びることが好ましい。
【０００８】
特に、前記第１主電極と前記第２主電極との間の距離が1.2mm以下であり、好適には1mm以下である本発明によるプロジェクションシステムでは、フラッタが有効に抑制されることが判明している。
【０００９】
特に、ランプ電流が4MHz〜8MHzの範囲の周波数を有するプロジェクションシステムについては、フラッタ抑制について良好な結果が得られている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１〜６に結果を示す実験では、放電空間を密閉する放電管と第１及び第２主電極とを有する高圧放電プロジェクションランプを、3MHzより高い周波数を有するＡＣ電流をこの高圧放電プロジェクションランプに供給する安定器回路によって動作させた。２種類の実験を行った。第１の実験では、高圧放電プロジェクションランプを3MHzより高い周波数で動作させた際の、アーク中のフラッタの割合を測定した。第２の実験はより簡単なものであり、高圧放電プロジェクションランプを3MHzより高い周波数で動作させた際の、色温度及び性能についての知識を与える。
【００１１】
第１の実験は、高圧放電プロジェクションランプ内のアークのフラッタを測定するフラッタ装置を利用して行った。フラッタとは、光輝度の変化と平均光輝度との比率であり、％で表わす。高圧放電プロジェクションランプはソケット内に配置して、小さい開口部を有するプレート（平板）に向ける。この孔（開口部）の背後では、光センサが光輝度を記録する。輝度の変化が記録されて、平均輝度を計算することができる。そしてフラッタが測定される。
【００１２】
フラッタ対時間当たりのジャンプ数をプロットして、評価のための明確なデータの組を作成する。アークジャンプ時には、前記孔を通る光輝度が変化する。
【００１３】
６個のＵＨＰ1.0mmＰＡＲ２３−ランプを、３つの異なる周波数について、2.5時間のベースでテストした。６個のランプ中の３個がアンテナを有し、他の３個は有しない。テストラン毎に、ＶＨＦ−ドライバ（＝3MHzより高い周波数を有する電流をランプに供給する安定器回路）のフラッタの結果を、Ｌ−ドライバとして知られている通常のドライバの結果、及びＰ−ドライバとして知られている米国特許US 5,608,294によるより新しいドライバの結果と比較して、Ｌ−ドライバは、低周波の方形波状電流を、追加的な電流パルスを方形波に重畳させずにランプに供給して、Ｐ−ドライバは、低周波の方形波状電流を、追加的な電流パルスを方形波に重畳させてランプに供給する。生じ得る未知の状況を平滑化して除去するために、何らかの方策を採る。
【００１４】
３個のランプの違いを勘案するために、各テストラン後にランプを置き換えた。各テストは、あらゆる周波数について３回行った。この方法で、各ランプをあらゆる種類のドライバで動作させた。
【００１５】
各テストランでは、同じドライバを用いた。その結果、同じ種類の２つのドライバ間の差は考えに入れない。
【００１６】
パルスありの（追加的な電流パルスを重畳させる）ドライバは、前記電極上に小さい点を生じさせて、これらの電極を少し近い距離でグロー放電させる。パルスありのドライバのメモリ効果を低減するために、フラッタ装置でのテスト後に、すべての電極を１時間以上にわたってＬ−ドライバで動作させる。
【００１７】
ＶＨＦリップルを重畳させた90Hzの方形波を発生する安定器回路を利用した予備調査により、約6MHzで始まる安定した動作が可能なことが予測された。この6MHzは電力周波数であり、3MHzの電流周波数に相当する。ＶＨＦ−ドライバの周波数を3MHzと称すれば、これは電流周波数を意味する。しかし、ランプを3MHzの周波数のＶＨＦ−ドライバで動作させた際には、視覚的検査ではかなりのフラッタが現われた。このことが、安全な4MHzを選んで、この周波数でテストを開始した理由である。4MHzでの最初のテストの後には、このテストを6MHzで繰り返し、より小さい値の3.5MHzで再びテストした。
【００１８】
図１に、アンテナなしの３個のＵＨＰ−ランプについて、フラッタ対時間当たりのジャンプ数を、4MHzの周波数、即ち8MHzの電力周波数における３回のテストランについてプロットした。図２に、ＵＶエンハンサ及びアンテナを設けた３個のＵＨＰ−ランプについてのフラッタを示し、これも4MHzの電流周波数である。
【００１９】
図３に、図１と同じランプについてのフラッタを示すが、今度はＶＨＰ動作周波数が6MHzである。図４に、図２と同じランプについてのフラッタを示し、ＶＨＦ動作周波数は6MHzである。
【００２０】
図５及び図６にも、フラッタ対時間当たりのジャンプ数を示す。ＶＨＦ−ドライバは3.5MHzで動作させる。図５は、アンテナなしでＵＶエンハンサなしのランプについてのデータを含む。他方では、図６に、ＵＶエンハンサ及びアンテナを有する３つのランプについてのデータを示す。
【００２１】
パルスありのドライバ（Ｐ−ドライバ）の使用とパルスなしのドライバ（Ｌ−ドライバ）との差異は明らかである。実際に、パルスなしのドライバの曲線は、２つの場合（図２及び図３）にスケール外である。
【００２２】
これらのランプは、ＶＨＦ−ドライバでもテストした。ＶＨＦ動作を検査して、安定性が改善されたか否かを判定し、このことは、周波数が比較的高いので、アークが電極上の同じ箇所に固定されるべきであることを意味する。これらのテストデータは、ＶＨＦ動作が適しているという注目すべき結論を導き、これらの図は、ＶＨＦ動作のランプのフラッタが、多くの線図では、発生するアークジャンプの大半について3%未満に留まっている、ということを示している。
【００２３】
図１〜図６に示すデータは、ＶＨＦ動作がプロジェクションシステムでの使用に適していることを明らかに示している。より長時間のフラッタテストを行っていれば、１つの図面の異なる線図間の相違がわかりにくくなるものと考えられる。
【００２４】
ＶＨＦ信号はほぼ正弦波状であることが好ましく、このことは、比較的簡単なドライバ回路構成の使用を実現可能にするので、本発明を極めて魅力的なものにする。
【００２５】
図７に、本発明によるプロジェクションシステムを図式的に示す。このシステムには、電源に接続する入力端子１を設けている。ＩはＶＨＦ信号を発生する発生器であり、この信号は増幅器IIで増幅される。IIIは、増幅器IIとランプ１００との間の電気的整合回路網を提供する。検出回路IVでは、電流及び電圧を検出して、制御回路ＣＴＲＬでは、これらの電流及び電圧からランプ１００に供給される電力を導出する。制御回路ＣＴＲＬは、増幅器IIを制御するための制御信号を発生して、ランプを一定電力で動作させる。代案の実施例では、前記制御信号が前記発生器を制御する。これに加えて、ランプ電流を安定化させるための小さい自己インダクタンスＬを設ける。上述した実験に使用したプロジェクションシステムでは、自己インダクタンスＬの値を14μHにした。
【００２６】
図に示す実施例では、ランプがアンテナのない放電管１０を有して、反射体２０によって包囲されている。
【００２７】
次の実験では、ＶＨＦドライバで動作するＵＨＰ−ランプの色点及び光束を測定した。前回と全く同様に、Ｌ−ドライバ（パルスなし）とＰ−ドライバ（パルスあり）との比較を行った。アンテナ及びＵＶ−エンハンサを有する２個を含めた４個のＵＨＰ−ランプをテストした。これらのランプは、特性を測定する球体内に配置した。表１に、異なるドライバで動作する、アンテナなしの２個のランプの光束を示す。表２に色点を示す。表３に、異なる種類のドライバで動作する２個のランプの光束を示し、表４にその色点を示す。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【表２】
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【００３０】
【表３】
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【００３１】
【表４】
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【００３２】
４個のランプをテストした。その結果は、ＶＨＦドライバによって動作するＵＨＰ−ランプの色点は、Ｌ−ドライバまたはＰ−ドライバによって動作するＵＨＰ−ランプの色点とは大幅には異ならない。ランプの光束は、周波数の増加と共に減少するように見える。この傾向は、放電ランプの性能が動作周波数の増加と共に低下する、という結論を導き得る。しかし、コイル（自己インダクタンスＬ）内で消費される電力は無視している。より高い周波数では、コイル内の損失がより重要になる。この装置は、この損失を無視している。このことが恐らくは、周波数が増加した際に光束が減少する理由である。
【００３３】
以上の説明より、プロジェクションシステムの高圧ランプのＶＨＦ動作は、光束及び色の特性を既存のシステムと同等のレベルに維持しつつ、許容レベルまで低下させた低いフラッタレベルを有するシステム用の、魅力的な代替法であるという注目すべき結論に否応なしに至る。
【００３４】
本発明は、フィリップス社製のＵＨＰとして知られている種類と同等の高圧放電ランプにとって、特に注目すべきものである。これらのランプは、数立方mmの非常に小さい放電管容積を有する。
【００３５】
実験に使用したランプはすべて、定格電力120WのＵＨＰ型であり、4.3mmの内径及び9.0mmの外径を有する石英放電管を有する。その電極距離は1mmであり、放電管の充填物は、バッファガスとしての約100mbar（hPa）の圧力のＡr、及びＨgから成る。動作中は、ランプ内の全圧は200mbar（hPa）であるか、200mbarを超えることもある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】アンテナなしの３ＵＨＰ−ランプ、4MHzの電流周波数、即ち8MHzの電力周波数で動作する安定器回路についての、フラッタ対ジャンプ／時間を示す図である。
【図２】アンテナ付の３ＵＨＰ−ランプ、4MHzの電流周波数、即ち8MHzの電力周波数で動作する安定器回路についての、フラッタ対ジャンプ／時間を示す図である。
【図３】アンテナなしの３ＵＨＰ−ランプ、6MHzの電流周波数、即ち12MHzの電力周波数で動作する安定器回路についての、フラッタ対ジャンプ／時間を示す図である。
【図４】アンテナ付の３ＵＨＰ−ランプ、6MHzの電流周波数、即ち12MHzの電力周波数で動作する安定器回路についての、フラッタ対ジャンプ／時間を示す図である。
【図５】アンテナなしの３ＵＨＰ−ランプ、3.5MHzの電流周波数、即ち7MHzの電力周波数で動作する安定器回路についての、フラッタ対ジャンプ／時間を示す図である。
【図６】アンテナ付の３ＵＨＰ−ランプ、3.5MHzの電流周波数、即ち7MHzの電力周波数で動作する安定器回路についての、フラッタ対ジャンプ／時間を示す図である。
【図７】プロジェクションシステムのブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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