(57)【要約】      （修正有）【課題】高圧放電灯点灯装置において、調光点灯から定格点灯への切替制御を改善する。【解決手段】高圧放電灯に電力を供給する電力供給回路及び調光信号を受信して電力供給回路の出力電力を制御する制御部を備えた高圧放電灯点灯装置において、調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを制御部が受信したことに応じて、制御部が電力供給回路の出力電力又は電流を所定期間Ｔで上昇させるように構成した。【選択図】図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電灯に電力を供給する電力供給回路（１０）及び調光信号を受信して該電力供給回路の出力電力を制御する制御部（６０）を備えた高圧放電灯点灯装置（７０）であって、
前記調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを前記制御部が受信したことに応じて、前記制御部が前記電力供給回路の出力電力又は電流を所定期間（Ｔ）で上昇させるように構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１の高圧放電灯点灯装置において、
前記調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを前記制御部が受信したことに応じて、前記制御部が前記電力供給回路の出力電力又は電流を所定期間で上昇させる過程において、出力電力又は電流を瞬時に上昇させる部分（Ｓ）を含むように構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項２の高圧放電灯点灯装置において、前記瞬時に上昇させる部分（Ｓ）が前記所定期間（Ｔ）の最初に設けられた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の高圧放電灯点灯装置において、前記電力供給回路の出力電力又は電流の上昇について、前記所定期間（Ｔ）の前半の上昇率が後半の上昇率よりも大きいことを特徴とする高圧放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１記載の高圧放電灯点灯装置（７０）、高圧放電灯（５０）、該高圧放電灯点灯装置及び該高圧放電灯を内包する筐体（８０）、並びに前記調光信号を該高圧放電灯点灯装置に入力する調光手段（９０）を備えたプロジェクタ。
【請求項６】
高圧放電灯に電力を供給する電力供給回路、及び調光信号を受信して該電力供給回路の出力電力を制御する制御部を備えた高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯の点灯方法であって、
（Ｓ１０）前記調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを前記制御部が受信するステップ、及び
（Ｓ２０）前記制御部が前記電力供給回路の出力電力又は電流を所定期間（Ｔ）で定格電力又は電流まで上昇させるステップ
を備える点灯方法。
【請求項７】
請求項６の点灯方法であって、前記ステップ（Ｓ２０）の所定期間（Ｔ）中に、前記出力電力又は電流を瞬時又は急峻に上昇させる段階（Ｓ）を含むことを特徴とする点灯方法。
【請求項８】
請求項７の点灯方法において、前記段階（Ｓ）が前記所定期間（Ｔ）の最初に設けられることを特徴とする点灯方法。
【請求項９】
請求項６の高圧放電灯点灯装置において、前記電力供給回路の出力電力又は電流の上昇について、前記所定期間（Ｔ）の前半の上昇率が後半の上昇率よりも大きいことを特徴とする点灯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧放電灯を調光点灯するための高圧放電灯点灯装置の改良に関し、特に調光点灯と定格点灯の切替時の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は一般的な高圧放電灯点灯装置のブロック図である。高圧放電灯点灯装置７０は、直流電源部１５からの電力を変換して高圧放電灯５０（以下、「ランプ」ともいう）に供給する電力供給回路１０、及び調光手段９０からの調光信号を受信して電力供給回路１０の出力電力を制御する制御部６０を備える。
【０００３】
調光手段９０（例えば、調光ボタン等）から、定格点灯か調光点灯のいずれか一方を示す調光信号が制御部６０に入力される。電力供給回路１０は、定格点灯時には定格電力又は電流を、調光点灯時には調光用の電力又は電流を出力するよう６０によって制御される。
【０００４】
このように、近年のプロジェクタには、用途に応じて高圧放電灯点灯装置の出力電力又は電流を切替えてランプの明るさを変化させる調光機能が導入されているものが多い。従来ではその出力状態の切替は瞬間的に切替えられていた（例えば、特許文献１、図３２）。特許文献１では定格点灯から調光点灯に瞬時に切り替えるものが開示されているが、一般に調光点灯から定格点灯への切替も同様に瞬時に行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２００３−２１７８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年ではプロジェクタの仕様の多様化により高出力仕様のものが増えてきている。高出力であるほど、調光と定格の出力電力値の差が大きくなる（一般に、調光点灯時の明るさが定格点灯時の明るさの約６５％〜８０％のものが多い）。ここで、出力電流値が高いと電極に衝突する電子の数が増えるため、定格点灯に近いほど電極の温度も高くなる。
ここで、特許文献１のような瞬時切替を調光点灯から定格点灯への切替で行なうと、電極の温度も急激に上昇することになる。
【０００７】
しかし、ランプ電力の急激な上昇は、発光管内の電極先端突起に加わる電子の衝突負荷を急激に増加させ、その結果、電極先端突起が損耗し、電極間距離が大きくなりチラツキや照度劣化をもたらす。また、電極先端突起が損耗した状態で点灯を続けていくとバルブ部の温度分布が不均一になるため、電極先端に細かい複数の突起が現れて荒れた状態となってしまう。この電極先端の突起が消滅し、又は電極先端が荒れた状態となる過程で電極から飛散したタングステンは、バルブの内面に付着することとなり、この付着したタングステンによる保温効果によりバルブ部の温度上昇は更に著しいものとなる悪循環を招いてしまう。その結果、ランプの短寿命をもたらすバルブの黒化、白濁化、バルブの変形等を誘発してしまうという問題があった。
また、電極以外にも急激な温度上昇により、ランプ内圧も急激に上昇することによりランプの破裂の危険性も高くなる。
【０００８】
そこで、本発明は調光点灯から定格点灯への切替制御を改善することによって上記の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面は、高圧放電灯に電力を供給する電力供給回路（１０）及び調光信号を受信して電力供給回路の出力電力を制御する制御部（６０）を備えた高圧放電灯点灯装置（７０）であって、調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを制御部が受信したことに応じて、制御部が電力供給回路の出力電力又は電流を所定期間（Ｔ）で上昇させるように構成された高圧放電灯点灯装置である。
【００１０】
ここで、調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを制御部が受信したことに応じて、制御部が電力供給回路の出力電力又は電流を所定期間で上昇させる過程において、出力電力又は電流を瞬時に上昇させる部分（Ｓ）を含むようにしてもよい。さらに、瞬時に上昇させる部分（Ｓ）を所定期間（Ｔ）の最初に設けることが望ましい。
また、電力供給回路の出力電力又は電流の上昇について、所定期間（Ｔ）の前半の上昇率が後半の上昇率よりも大きくなるようにするのが望ましい。
【００１１】
本発明の第２の側面は、上記の高圧放電灯点灯装置（７０）、高圧放電灯（５０）、高圧放電灯点灯装置及び高圧放電灯を内包する筐体（８０）、並びに調光信号を高圧放電灯点灯装置に入力する調光手段（９０）を備えたプロジェクタである。
【００１２】
本発明の第３の側面は、高圧放電灯に電力を供給する電力供給回路、及び調光信号を受信して電力供給回路の出力電力を制御する制御部を備えた高圧放電灯点灯装置における高圧放電灯の点灯方法であって、（Ｓ１０）調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを制御部が受信するステップ、及び（Ｓ２０）制御部が電力供給回路の出力電力又は電流を所定期間（Ｔ）で定格電力又は電流まで上昇させるステップを備える点灯方法である。
【００１３】
ここで、ステップ（Ｓ２０）の所定期間（Ｔ）中に、出力電力又は電流を瞬時又は急峻に上昇させる段階（Ｓ）を含むようにしてもよい。さらに、段階（Ｓ）が所定期間（Ｔ）の最初に設けられることが望ましい。
また、電力供給回路の出力電力又は電流の上昇について、所定期間（Ｔ）の前半の上昇率が後半の上昇率よりも大きくなるようにした。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的な高圧放電灯点灯装置のブロック図である。
【図２】図１に示す一般的な高圧放電灯点灯装置の回路図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施例の出力電力切替制御を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施例の出力電流切替制御を示す図である。
【図４Ａ】本発明の第２の実施例の出力電力切替制御を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第２の実施例の出力電流切替制御を示す図である。
【図５Ａ】本発明の変形実施例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の変形実施例を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の変形実施例を示す図である。
【図５Ｄ】本発明の変形実施例を示す図である。
【図６】本発明のプロジェクタを示す図である。
【図７】本発明を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の高圧放電灯点灯装置のブロック図は図１に示したものと同様である。即ち、高圧放電灯点灯装置７０は、直流電源部１５からの電力を変換して高圧放電灯５０（以下、「ランプ」ともいう）に供給する電力供給回路１０、及び調光手段９０からの調光信号を受信して電力供給回路１０の出力電力を制御する制御部６０を備える。なお、ランプ５０は発光管及びそれが取り付けられるリフレクタからなる。
【００１６】
図２に図１のブロック図の詳細を示す。電力供給回路１０は降圧チョッパ回路２０及びフルブリッジ回路３０を備え、必要に応じて、直流電源部１５を内部に取り込んでもよいし、イグナイタ回路４０を備えていてもよい。即ち、高圧放電灯点灯装置７０に直流が供給される場合には直流電源部１５は不要であるが、交流が供給される場合には交流／直流変換を行なう直流電源部１５が必要となる。
【００１７】
降圧チョッパ回路２０はスイッチング素子２１、ダイオード２２、インダクタ２３、コンデンサ２４及びＰＷＭ制御回路２８で構成される。
フルブリッジ回路３０は降圧チョッパ回路２０で制限された直流出力を受け、トランジスタ３１と３４及びトランジスタ３２と３３がフルブリッジ制御回路３７にて制御される周波数にて交互にＯＮ／ＯＦＦされる。これにより、降圧チョッパ回路２０の直流出力が交流電流に変換され、ランプ５０に供給される。
【００１８】
抵抗２５、２６及び２７並びに制御部（マイクロコンピュータ）６０によって、検出手段及び制御部が構成される。それらの属性、即ち、どの部分が検出手段に含まれ、どの部分が制御部に含まれるかは本質的な問題ではない。
抵抗２６（点Ａ）によりランプ電圧が検出され、抵抗２７（点Ｂ）によりランプ電流が検出され、それぞれの制御部６０に入力される。ランプ電圧とランプ電流が制御部６０における乗算器によって掛け合わされてランプ電力が演算される。
【００１９】
制御部６０は定電力制御機能及び定電流制御機能を備える。
定電力制御機能の動作では、演算されたランプ電力が、定格点灯又は調光点灯用に予め規定された設定基準電力に対して誤差増幅器にてフィードバックされる。即ち、ランプ電力が設定基準電力に一定になるようにＰＷＭ制御回路２８によってトランジスタ２１のデューティ比がパルス幅制御され、ランプ５０がその電力で点灯される。
定電流制御機能の動作では、検出されたランプ電流が、定格点灯又は調光点灯用に予め規定された設定基準電流に対して誤差増幅器にてフィードバックされる。即ち、ランプ電流が設定基準電流に一定になるようにＰＷＭ制御回路２８によってトランジスタ２１のデューティ比がパルス幅制御され、ランプ５０がその電流で点灯される。
なお、定電力制御と定電流制御のどちらを適用するかは点灯時のランプ電圧に依存して決定するのが好ましい。例えば、低ランプ電圧域では定電流制御を、高ランプ電圧域では定電力制御を行うなどすればよい。
【００２０】
なお、以降の説明において、「ランプ電圧」、「ランプ電流」、「ランプ電力」は、それぞれ降圧チョッパ回路２０の「出力電圧」、「出力電流」、「出力電力」と同じ意味のものとして説明する。
【００２１】
イグナイタ回路４０はランプ５０を始動させるためのものであり、点灯開始後は実質的に機能しない。従って、イグナイタ回路４０の詳細は本発明の本質ではなく、その構成も周知であるのでその詳細な説明を省略する。
【００２２】
実施例１．
図３Ａ及び３Ｂに本発明の第１の実施例を示す。
第１の実施例では、調光手段９０からの調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを制御部６０が受信したことに応じて、制御部６０が電力供給回路１０の出力電力又は出力電流を、瞬時にではなく所定の時間をかけて上昇させるように構成される。具体的には、ＰＷＭ制御回路２８によってトランジスタ２１のデューティ比を調光点灯用のデューティ比から定格点灯用のデューティ比へ所定時間をかけて徐々に変化するものである。切替に要する期間Ｔは、例えば、１０秒〜６０秒程度であればよい。
【００２３】
降圧チョッパ回路２０における制御対象が出力電力の場合には、図３Ａに示すように、出力電力が調光電力Ｐ１から定格電力Ｐ０まで切替期間Ｔで上昇するように、制御部６０が降圧チョッパ回路２０を制御する。
また、制御対象が出力電流の場合には、図３Ｂに示すように、出力電流が調光電流Ｉ１から定格電流Ｉ０に切替期間Ｔで上昇するように、制御部６０が降圧チョッパ回路２０を制御する。
【００２４】
このように、調光点灯から定格点灯への切替時に電力供給手段１０の出力電力又は電流を徐々に上昇させることによって、ランプ電力の急激な上昇を抑制することができ、発光管内の電極先端突起に加わる電子衝突負荷を抑制し、電極先端突起の損耗を抑制することができる。
【００２５】
実施例２．
図４Ａ及び４Ｂに本発明の第２の実施例を示す。第１の実施例では調光点灯から定格点灯に段差なく移行するものを示したが、明るさが徐々に変化していくと、ユーザによっては調光点灯から定格点灯への切替がなされていないものと誤認してしまう可能性がある。そこで、本実施例ではその移行時に明るさの段差を設けることとした。
【００２６】
本実施例では、調光手段９０からの調光信号が調光点灯から定格点灯へ切替えられたことを制御部６０が受信したことに応じて、制御部６０が電力供給回路１０の出力電力／電流を調光電力から準調光電力／電流まで瞬時に上昇させ（段差Ｓ）、その後、準調光電力／電流から定格電力／電流まで所定の時間をかけて上昇させるように構成される。
【００２７】
降圧チョッパ回路２０における制御対象が出力電力の場合には、図４Ａに示すように、出力電力が調光電力Ｐ１から瞬時に準調光電力Ｐ１´まで上げられ（段差Ｓ）、準調光電力Ｐ１´から定格電力Ｐ０まで切替期間Ｔで上昇するように、制御部６０が降圧チョッパ回路２０を制御する。
また、制御対象が出力電流の場合には、図４Ｂに示すように、出力電流が調光電流Ｉ１から瞬時に準調光電流Ｉ１´まで上げられ（段差Ｓ）、準調光電流Ｉ１´から定格電流Ｉ０まで切替期間Ｔで上昇するように、制御部６０が降圧チョッパ回路２０を制御する。
【００２８】
このように、第２の実施例には、第１の実施例で得られる有利な効果を担保しつつも、調光点灯から定格点灯への切替がユーザに認識され、点灯状態に関する誤認を回避できる。
【００２９】
変形実施例．
図５Ａ−５Ｄに本発明の変形実施例を示す。
第２の実施例では、調光点灯から定格点灯への切替をユーザに視認させる目的として段差Ｓを設けた。その変形例として、図５Ａに示すように段差Ｓを期間Ｔの任意の位置に設けてもよく、極端な場合として図５Ｂに示すように期間Ｔの最後に設けてもよい。但し、ランプ電力の瞬時の上昇はランプ電力自体が低い時点で行なった方が視認しやすいため、期間Ｔの最初に段差Ｓを設けた図４Ａ及び４Ｂの例が最も好ましい。
【００３０】
また、第２の実施例の変形例として、図５Ｃに示すように、電力供給回路１０の出力電力又は電流の上昇率が期間Ｔの初期で最大となるようにして（即ち、急峻な上昇部分Ｓによって）明るさの変化をユーザに視認させ、その後なだらかに出力電力又は電流を上昇させてもよい。言い換えると、期間Ｔにおいて、前半の出力電力又は電流の上昇率が後半の上昇率よりも大きくなるようにすればよい。
【００３１】
また、図５Ａ又は５Ｃの変形例として図５Ｄに示すように、急峻な上昇部分Ｓを期間Ｔの任意の時点に設けて全体をなだらかな上昇カーブとしてもよい。
【００３２】
図６に上記の高圧放電灯点灯装置を用いたプロジェクタを示す。図において、ランプ５０に高圧放電灯点灯装置７０が接続され、点灯装置７０及びランプ５０が筐体８０に内蔵される。調光手段９０は筐体８０上のボタン及びその信号処理回路で構成されていてもよいし、リモコンとその受信部及び信号処理回路で構成されていてもよい。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。そして、図示されない映像系の部材等を筐体に適宜配置してプロジェクタが構成される。
このように、調光点灯から定格点灯への切替が繰り返されても、電極先端突起の損耗を抑制することができる信頼性の高いプロジェクタを実現することができる。
【００３３】
図７に本発明による高圧放電灯の点灯方法（特に、切替制御の部分）を示す。
ステップＳ５でランプ５０は調光点灯されているものとする。
ステップＳ１０において、制御部６０が、調光手段９０からの調光点灯から定格点灯へ切替える調光信号（以下、「切替信号」という）の有無を判断する。切替信号が受信されない場合はステップＳ５に戻り、切替信号が受信された場合ステップＳ２０に進む。
ステップＳ２０において、制御部６０が電力供給回路１０の出力電力又は電流を所定期間Ｔで定格電力又は電流まで上昇させる。
その後、ステップＳ３０で定格点灯がなされる。
【００３４】
なお、ステップＳ２０では、図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄに示したように、ステップＳ２０の期間Ｔ中に、電力供給回路１０の出力電力又は電流を瞬時又は急峻に上昇させる段階Ｓを含むようにしてもよい。特に、図４Ａ、４Ｂ及び５Ｃに示したように、段階Ｓが期間Ｔの最初に設けられることが望ましい。また、図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄに示したように、電力供給回路１０の出力電力又は電流の上昇について、期間Ｔの前半の上昇率が後半の上昇率よりも大きくなるようにしてもよい。
【００３５】
なお、上記実施例は本発明の最も好適な例として示したものであるが、それに関連して以下を注記しておく。
（１）上記実施例では電力供給回路１０の出力をフィードバックするものを示したが、フィードバック機能がないものにも本発明を適用できる。
（２）上記実施例ではランプを交流点灯するものについて記載したが、直流点灯するものにも本発明を適用できる。
（３）電流を制限する手段として降圧チョッパ回路２０を示したが、他の周知の回路方式（例えば、フライバック型等）であってもよく、交流変換する手段としてフルブリッジ回路３０を示したが、他の周知の回路方式（例えば、プッシュプル型等）であってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０．電力供給回路
１５．直流電源部
２０．降圧チョッパ回路
３０．フルブリッジ回路
４０．イグナイタ回路
５０．高圧放電灯（ランプ）
６０．制御部
７０．高圧放電灯点灯装置
８０．筐体
９０．調光手段
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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