(57)【要約】      （修正有）【課題】サイダック等のトリガー素子のオフを強制的に行って、ランプを点灯させる周期を大幅に短縮したランプ点灯装置及びプロジェクタを提供する。【解決手段】所定の直流電圧を入力して充電する入力充電生成手段と、この入力充電生成手段により得られた入力充電電圧が所定電圧になったときにオンするトリガー素子と、このトリガー素子がオンしたときに、トリガー素子を経由して得られる入力充電電圧に基づいて充電する出力充電生成手段と、この出力充電生成手段により生成された出力充電電圧が所定の定格電圧になったときに放電する放電ギャップと、この放電ギャップで放電したときの放電電圧によりパルス電圧信号を生成してランプに供給するイグナイタと、トリガー素子の入力側に、このトリガー素子がオンしたときに、トリガー素子に入力充電電圧を入力するラインをオフするスイッチ手段と、を備えた。【選択図】        図１
2004165095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプを点灯するイグナイタを有する点灯電圧制御手段と、通常点灯では通常電圧を供給して前記点灯を維持する通常点灯制御手段とを備えてなるランプ点灯装置であって、
前記点灯電圧制御手段は、
所定の直流電圧を入力して充電する入力充電生成手段と、
該入力充電生成手段により得られた入力充電電圧が所定電圧になったときにオンするトリガー素子と、
該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子を経由して得られる入力充電電圧に基づいて充電する出力充電生成手段と、
該出力充電生成手段により生成された出力充電電圧が所定の定格電圧になったときに放電する放電ギャップと、
該放電ギャップで放電したときの放電電圧によりパルス電圧信号を生成して前記ランプに供給するイグナイタと、
前記トリガー素子の入力側に、該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子に前記入力充電電圧を入力するラインをオフするスイッチ手段と、を備えたことを特徴とするランプ点灯装置。
【請求項２】
上記トリガー素子は、オンした後に所定の保持電流値以下になったときにオフする素子であることを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯装置。
【請求項３】
点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプを点灯するイグナイタを有する点灯電圧制御手段と、通常点灯では通常電圧を供給して前記点灯を維持する通常点灯制御手段とを備えてなるランプ点灯装置で生成される光源を液晶表示パネルに投光し、該液晶表示パネルの透過光を光学系を介して外部に投影するプロジェクタであって、
前記点灯電圧制御手段は、
所定の直流電圧を入力して充電する入力充電生成手段と、
該入力充電生成手段により得られた入力充電電圧が所定電圧になったときにオンするトリガー素子と、
該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子を経由して得られる入力充電電圧に基づいて充電する出力充電生成手段と、
該出力充電生成手段により生成された出力充電電圧が所定の定格電圧になったときに放電する放電ギャップと、
該放電ギャップで放電したときの放電電圧によりパルス電圧信号を生成して前記ランプに供給するイグナイタと、
前記トリガー素子の入力側に、該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子に前記入力充電電圧を入力するラインをオフするスイッチ手段と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
上記トリガー素子は、オンした後に所定の保持電流値以下になったときにオフする素子であることを特徴とする請求項３に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプを点灯するイグナイタを有する点灯電圧制御手段と、通常点灯では通常電圧を供給して前記点灯を維持する通常点灯制御手段とを備えてなるランプ点灯装置で生成される光源を反射型画像パネルに投光し、該反射型画像パネルで反射された反射光を光学系を介して外部に投影するプロジェクタであって、
前記点灯電圧制御手段は、
所定の直流電圧を入力して充電する入力充電生成手段と、
該入力充電生成手段により得られた入力充電電圧が所定電圧になったときにオンするトリガー素子と、
該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子を経由して得られる入力充電電圧に基づいて充電する出力充電生成手段と、
該出力充電生成手段により生成された出力充電電圧が所定の定格電圧になったときに放電する放電ギャップと、
該放電ギャップで放電したときの放電電圧によりパルス電圧信号を生成して前記ランプに供給するイグナイタと、
前記トリガー素子の入力側に、該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子に前記入力充電電圧を入力するラインをオフするスイッチ手段と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
上記トリガー素子は、オンした後に所定の保持電流値以下になったときにオフする素子であることを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ランプ点灯装置及びこれを用いたプロジェクタに関し、詳しくはメタルハライドランプなどを用いたランプ点灯制御において、放電ランプの点灯を開始させるサイダック等のトリガー素子のオフを強制的に行わせてランプ点灯の効率化を図ったランプ点灯装置及びこれを用いたプロジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ランプ点灯装置は、点灯時に高圧電圧を発生させて、ランプの両電極に印加することにより、例えば、ランプ内に設けられたグロースィッチなどによりグロー放電を生じさせ、その後、発光管の中でアーク放電に移行させることによりランプを点灯する。
【０００３】
具体的なランプ点灯装置は、図７に示すように、点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプ１０を点灯するイグナイタ２３を有する点灯電圧制御部３５Ａと、通常点灯では通常電圧を供給して点灯を維持する通常点灯制御部１０Ａとからなる。
【０００４】
通常点灯制御部１０Ａは、アクティブフィルタ等で作成され、直流電源１２から通常３００Ｖ〜４００Ｖｄｃ程度の直流電圧Ｅ１の供給を受け、この直流電圧Ｅ１を一旦５０Ｖ〜１００Ｖｄｃ程度の直流電圧Ｖ１に変換するダウンコンバータ１３と、後述する電力検出部２２からの検出電力Ｗ１と基準電力Ｗ２とを比較して得られた制御信号Ｃ１をダウンコンバータ１３に入力して直流電圧Ｖ１を制御して一定電力に保つコントローラ１４と、５０Ｖ〜１００Ｖｄｃの直流電圧Ｖ１をランプ１０の放電を維持するのに必要な９０〜２００Ｈｚ程度の周波数を持つ交流に変換してランプ１０に供給するフルブリッジ１５と、このフルブリッジ１５を駆動する駆動信号の基準周波数ｆｓを設定し、駆動信号をオン／オフ制御するコントローラ１６と、コントローラ１４のオン／オフをつかさどるＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７と、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７、コントローラ１６を制御するコントロールマイコン１８と、電源スイッチ１９と、フルブリッジ１５からイグナイタ２３に供給する交流電圧Ｖ２の電圧値を検出する電圧検出部２０と、フルブリッジ１５からイグナイタ２３に供給する交流電流Ｉ２の電流値を検出する電流検出部２１と、電圧検出部２０及び電流検出部２１で検出した電圧及び電流から検出電力Ｗ１を検出する電力検出部２２と、ランプ１０に接続するコネクタ２４とから構成されている。
【０００５】
このランプ１０は、図１０に示すように、メタルハライドランプ等の放電ランプであり、例えば、耐熱ガラスなどで構成された透光性の気密容器２５の中に所定の電極間距離Ｌを持つように離間して配設された同一構造の一対の電極２６、２７を有しており、電極２６、２７は交流駆動される。
【０００６】
これ等の電極２６、２７は、気密容器２５の両端部に形成されたシール部２８、２９に封着された金属導体３０、３１に接続され、金属導体３０はコネクタ２４の端子Ｈｉに、金属導体３１は端子Ｌｏに接続されている。また、気密容器２５のシール部２８，２９は半球状のリフレクタ３２の中心部に固定されている。
【０００７】
そして、気密容器２５の中には、水銀の他に、例えば、希ガス、セシウム、希土類金属、およびハロゲンを含み、セシウムの封入量が所定範囲にある放電媒体が封入され、水銀上記の放電アーク中に各種の金属蒸気を混在させることにより、その金属特有の光スペクトルを放出させるものである。
【０００８】
このため、発光効率が高く、金属の組み合わせで、所望の発光特性を得ることができ、また色温度も高く、色も自然光に近く、点光源に近くリフレクタ３２などを用いて容易に平行光を取り出すことができる利点があるので、高画質と高輝度が要求される液晶プロジェクタに用いられている。
【０００９】
図７に戻って、フルブリッジ１５は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されたフルブリッジで構成されており、これ等のＦＥＴのゲートはコントローラ１６により設定される基準周波数ｆｓをベースとしてオンオフ制御される。
【００１０】
これにより、フルブリッジ１５は直流電圧Ｖ１を、９０〜２００Ｈｚ程度の周波数を持つ交流に変換し、ランプの点灯を維持するに必要な交流電流Ｉ２をイグナイタ２４と、端子ＬｏとＨｉを持つコネクタ２４を介してランプ１０に供給する。
【００１１】
点灯電圧制御部３５Ａは、ランプ１０の点灯時に５〜２０ｋＶの高圧電圧を生成するための制御を行うものであり、図８に示すように、３００Ｖｄｃの直流電源ＤＣが供給される直列回路を構成する抵抗Ｒ３１及びコンデンサＣ３１と、この抵抗Ｒ３１及びコンデンサＣ３１の接続点に接続されサイダック（ＳＩＤＡＣ）等のトリガー素子Ｓ３１を介して接続されている昇圧トランスＴ３１と、この昇圧トランスＴ３１の二次巻線Ｎ２に接続され、直列回路を構成するダイオードＤ３１及び放電ギャップＳ３２と、ダイオードＤ３１及び放電ギャップＳ３２の接続点に接続され、二次巻線Ｎ２と並列回路を構成するコンデンサＣ３２とからなり、放電ギャップＳ３２の出力側がイグナイタ２３の一次巻線Ｎ１の一方端と接続し、一次巻線Ｎ１の他方端がコンデンサＣ３２と接続し、一次巻線Ｎ１とコンデンサＣ３２とで並列回路を構成する。
【００１２】
このような接続状態を有する点灯電圧制御部３５Ａの動作について説明する。図９は、信号の波形図を示したものであり、ランプに接続していないときの波形図を示したものである。
【００１３】
入力端子から入力する直流電圧は、ランプ点灯前は３００〜４００Ｖｄｃ程度であり、抵抗Ｒ３１及びコンデンサＣ３１の時定数でコンデンサＣ３１の入力充電電圧Ｖ３１が充電によって上昇し（Ｔ１）、トリガー素子Ｓ３１の定格電圧（例えば２００Ｖｄｃ）に達するとトリガー素子Ｓ３１がオン（Ｔ２）し、トリガー素子電流Ｉ３１が流れ、コンデンサＣ３１の電荷を放電する。
【００１４】
そして、トリガー素子Ｓ３１の保持電流（例えば３０ｍＡ）以下になるとトリガー素子Ｓ３１はオフする。
【００１５】
トリガー素子Ｓ３１がオンしたときに、コンデンサＣ３１から放電された電荷は、昇圧トランスＴ３１の一次巻線Ｎ１に供給され、昇圧した電圧を二次巻線Ｎ２で得て、ダイオードＤ３１を通してコンデンサＣ３２を充電し、出力充電電圧Ｖ３２を段階的に上昇させる（Ｔ２、Ｔ３）。
【００１６】
この段階的に上昇する出力充電電圧Ｖ３２は実施例において４段階であり、各段階毎にトリガー素子Ｓ３１がオン／オフして昇圧トランスＴ３１を経由してコンデンサＣ３２を充電する。
【００１７】
コンデンサＣ３２で充電された出力充電電圧Ｖ３２が放電ギャップＳ３２の定格電圧に達すると、放電ギャップＳ３２が放電状態となり、コンデンサＣ２の出力充電電圧Ｖ３２が放電される。
【００１８】
この放電された出力充電電圧Ｖ３２はイグナイタ２３の一次巻線Ｎ１に供給され、二次巻線Ｎ２及び３次巻線Ｎ３からランプ点灯に必要な５〜２０ｋＶのパルス電圧信号Ｖ３３を生成する（Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６）。
【００１９】
このパルス電圧信号Ｖ３３が、トリガー素子Ｓ３１の４段階のオン／オフを一つとして繰り返し発生する。
【００２０】
【特許文献１】
特開平１１−７４０９５号公報（第５頁―第６頁、第１図）
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のランプ点灯が効率良く行うためには、ランプ点灯用パルス電圧信号Ｖ３３が発生する繰り返し周期は短い程良いといえるが、そのためには、大元の抵抗Ｒ３１及びコンデンサＣ３１の時定数を小さくする必要がある。しかし、コンデンサＣ３１の容量を小さくしすぎると放電エネルギーが不足し、コンデンサＣ３２への充電が遅くなってしまう。
【００２２】
その為、抵抗Ｒ３１をコントロールするしかないが、トリガー素子Ｓ３１を構成するサイダック等の保持電流以下の電流にする必要があるため、下限が決まっている。例えば、「保持電流３０ｍＡのサイダック」を使用する場合、入力の直流電圧を３００Ｖｄｃとすると、抵抗Ｒ３１の値は１０ＫΩ以下にはできないことになる。
従って、ランプ１０の出力電圧、即ち、イグナイタ２３から出力するランプ点灯用パルス電圧信号Ｖ３３の繰り返し周期の下限（周波数の上限）が決まってしまうことになる。
【００２３】
このように、放電ランプの点灯を開始させるサイダック等のトリガー素子は、保持電流以下にならないとオフできないため、その充電用抵抗の下限には限界があり、結果として、放電ランプ等の点灯開始を行うためのイグニッションの繰り返し周波数が高いほうが望ましいにもかかわらず、上限には限界があり、点灯性能向上にも限界があった。
【００２４】
又、保持電流の小さなトリガー素子を選択することができないため、設計の自由度が阻害されるという問題もあった。
【００２５】
従って、既存のサイダック等のトリガー素子を使用して、尚且つイグナイタから出力するランプ点灯用パルス電圧信号の繰り返し周期を短くすることができる手法に解決すべき課題を有する。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係るランプ点灯装置及びこれを用いたプロジェクタは、次に示す構成にすることである。
【００２７】
（１）ランプ点灯装置は、点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプを点灯するイグナイタを有する点灯電圧制御手段と、通常点灯では通常電圧を供給して前記点灯を維持する通常点灯制御手段とを備えてなるランプ点灯装置であって、
前記点灯電圧制御手段は、
所定の直流電圧を入力して充電する入力充電生成手段と、
該入力充電生成手段により得られた入力充電電圧が所定電圧になったときにオンするトリガー素子と、
該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子を経由して得られる入力充電電圧に基づいて充電する出力充電生成手段と、
該出力充電生成手段により生成された出力充電電圧が所定の定格電圧になったときに放電する放電ギャップと、
該放電ギャップで放電したときの放電電圧によりパルス電圧信号を生成して前記ランプに供給するイグナイタと、
前記トリガー素子の入力側に、該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子に前記入力充電電圧を入力するラインをオフするスイッチ手段と、を備えたことである。
（２）上記トリガー素子は、オンした後に所定の保持電流値以下になったときにオフする素子であることを特徴とする（１）に記載のランプ点灯装置。
【００２８】
（３）プロジェクタは、点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプを点灯するイグナイタを有する点灯電圧制御手段と、通常点灯では通常電圧を供給して前記点灯を維持する通常点灯制御手段とを備えてなるランプ点灯装置で生成される光源を液晶表示パネルに投光し、該液晶表示パネルの透過光を光学系を介して外部に投影するプロジェクタであって、
前記点灯電圧制御手段は、
所定の直流電圧を入力して充電する入力充電生成手段と、
該入力充電生成手段により得られた入力充電電圧が所定電圧になったときにオンするトリガー素子と、
該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子を経由して得られる入力充電電圧に基づいて充電する出力充電生成手段と、
該出力充電生成手段により生成された出力充電電圧が所定の定格電圧になったときに放電する放電ギャップと、
該放電ギャップで放電したときの放電電圧によりパルス電圧信号を生成して前記ランプに供給するイグナイタと、
前記トリガー素子の入力側に、該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子に前記入力充電電圧を入力するラインをオフするスイッチ手段と、を備えたことである。
（４）上記トリガー素子は、オンした後に所定の保持電流値以下になったときにオフする素子であることを特徴とする（３）に記載のプロジェクタである。
【００２９】
（５）プロジェクタは、点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプを点灯するイグナイタを有する点灯電圧制御手段と、通常点灯では通常電圧を供給して前記点灯を維持する通常点灯制御手段とを備えてなるランプ点灯装置で生成される光源を反射型画像パネルに投光し、該反射型画像パネルで反射された反射光を光学系を介して外部に投影するプロジェクタであって、
前記点灯電圧制御手段は、
所定の直流電圧を入力して充電する入力充電生成手段と、
該入力充電生成手段により得られた入力充電電圧が所定電圧になったときにオンするトリガー素子と、
該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子を経由して得られる入力充電電圧に基づいて充電する出力充電生成手段と、
該出力充電生成手段により生成された出力充電電圧が所定の定格電圧になったときに放電する放電ギャップと、
該放電ギャップで放電したときの放電電圧によりパルス電圧信号を生成して前記ランプに供給するイグナイタと、
前記トリガー素子の入力側に、該トリガー素子がオンしたときに、トリガー素子に前記入力充電電圧を入力するラインをオフするスイッチ手段と、を備えたことである。
（６）上記トリガー素子は、オンした後に所定の保持電流値以下になったときにオフする素子であることを特徴とする（５）に記載のプロジェクタである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るランプ点灯装置およびこれを用いたプロジェクタについて図を用いて説明する。図１は本発明に係るランプ点灯装置を用いてランプを点灯するための実施の形態を略示的に示した全体構成図である。
【００３１】
本発明に係る第１の実施形態のランプ点灯装置は、図１に示すように、点灯時には高圧パルス電圧を印加してランプ１０を点灯するイグナイタ２３を有する点灯電圧制御手段である点灯電圧制御部３５と、通常点灯では通常電圧を供給して点灯を維持する通常点灯制御手段である通常点灯制御部１１とからなる。
【００３２】
通常点灯制御部１１は、通常３００Ｖ〜４００Ｖｄｃ程度の直流電圧Ｅ１を生成する直流電源１２と、この３００Ｖ〜４００Ｖｄｃ程度の直流電圧Ｅ１をランプ１０の通常点灯に必要な５０Ｖ〜１００Ｖｄｃ程度の点灯電圧Ｖ１に変換するダウンコンバータ１３と、後述する電力検出部２２からの検出電力Ｗ１と基準電力Ｗ２とを比較して得られた制御信号Ｃ１をダウンコンバータ１３に入力して点灯電圧Ｖ１を制御して一定電力に保つコントローラ１４と、５０Ｖ〜１００Ｖｄｃの点灯電圧Ｖ１をランプ１０の点灯を維持するのに必要な９０〜２００Ｈｚ程度の周波数を持つＡＣ電流である通常電流Ｉ１２をイグナイタ２３を経由してランプ１０に供給するフルブリッジ１５と、このフルブリッジ１５を制御するコントローラ１６と、コントローラ１４のオン／オフをつかさどるＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７と、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７、コントローラ１６及び点灯電圧制御部３５を制御するコントロールマイコン１８と、電源スイッチ１９と、イグナイタ２３に供給する通常電圧Ｖ１２の電圧値を検出する電圧検出部２０と、イグナイタ２３に供給する通常電流Ｉ１２の電流値を検出する電流検出部２１と、電圧検出部２０及び電流検出部２１で検出した電圧及び電流から検出電力Ｗ１を検出する電力検出部２２と、からなる。
【００３３】
ランプ１０は、従来技術で説明した図１０に示すように、メタルハライドランプであり、例えば、耐熱ガラスなどで構成された透光性の気密容器２５の中に所定の電極間距離Ｌを持つように離間して配設された一対の電極２６、２７を有しており、電極２６は陽極で、電極２７は陰極である。これ等の電極２６，２７は、気密容器２５の両端部に形成されたシール部２８、２９に封着された金属導体３０、３１に接続され、金属導体３０はコネクタ２４の端子Ｈｉに、金属導体３１は端子Ｌｏに接続されている。また、気密容器２５のシール部２８は半球状のリフレクタ３２の中心部に固定されている。そして、気密容器２５の中には、例えば水銀、希ガス、セシウム、希土類金属、およびハロゲンを含み、セシウムの封入量が所定範囲にある放電媒体が封入されている。
【００３４】
直流電源１２は、例えば、アクティブフイルタなどを用いて作られた直流電圧Ｅ１を供給するが、通常は３００Ｖ〜４００Ｖｄｃ程度の電圧である。この直流電圧Ｅ１はダウンコンバータ１３により５０ＫＨｚ〜１００ＫＨｚ程度の周波数でスイッチングされてランプ１０の通常点灯に必要な、例えば５０Ｖ〜１００Ｖｄｃ程度の点灯電圧Ｖ１２に電圧変換を行う。
【００３５】
フルブリッジ１５は、例えばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などで構成されたフルブリッジで構成されており、これ等のＦＥＴのゲートはコントローラ１６により設定される基準周波数ｆｓをベースとしてオンオフ制御される。
【００３６】
これにより、フルブリッジ１５は点灯電圧Ｖ１を通常点灯の際にランプ１０の点灯を維持するに必要な９０〜２００Ｈｚ程度の周波数を持つ通常電圧Ｖ１２に変換し、その通常電流Ｉ１２をイグナイタ２３と、端子ＬｏとＨｉを持つコネクタ２４を介してランプ１０に供給する。
【００３７】
イグナイタ２３は、入力端Ｔ１、Ｔ２、出力端Ｔ３、Ｔ４、トランス端Ｔ５、Ｔ６などを有しており、そしてイグニッション出力用トランスＴ１２の二次側巻線Ｎ２は入力端Ｔ１と出力端Ｔ３に接続されており、その一次側巻線Ｎ１はトランス端Ｔ５、Ｔ６に接続されている。
【００３８】
この入力端Ｔ１と出力端Ｔ３に接続されたイグニッション出力用トランスＴ１２は、ランプ１０の点灯の際に、後に詳述するが、５〜２０ＫＶのバルスを二次側巻線Ｎ２に出力してランプ１０の点灯を制御する点灯電圧制御部３５に接続されている。
【００３９】
また、電圧検出部２０は通常電圧Ｖ１２を検出して電力検出部２２に出力し、また電流検出部２１は、図示していないが、フルブリッジ１５とイグナイタ２３との間に図示しない例えば電流検出抵抗などを挿入して、この電流検出抵抗の両端に発生する電圧を換算して通常電流Ｉ１２として検出して電力検出部２２に出力する。
【００４０】
電力検出部２２は、電圧検出部２０で検出した通常電圧Ｖ１２と電流検出部２１で検出した通常電流Ｉ１２とを乗算して検出電力Ｗ１を算定して、この検出電力Ｗ１をコントローラ１４に出力する。
【００４１】
コントローラ１４は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などでコントロールするコントローラであり、電力検出部２２からの検出電力Ｗ１が入力されると共に、通常点灯時にランプ１０に一定の電力を供給するための基準となる基準電力Ｗ２が印加されている。
【００４２】
そして、コントローラ１４は、検出電力Ｗ１がこの基準電力Ｗ２に一致するようにダウンコンバータ１３に制御信号Ｃ１を供給して点灯電圧Ｖ１の大きさをコントロールすることにより、全体として通常点灯時にランプ１０に一定の電力が供給されるように制御している。
【００４３】
点灯電圧制御部３５は、ランプ１０の点灯時に５〜２０ｋＶの高圧電圧を生成するための制御を行うものであり、図２に示すように、３００Ｖｄｃの直流電源ＤＣが供給される直列回路を構成する抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１及びスイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１のゲートに接続してあるオシレータＯＳＣ（３６）と、オシレータＯＳＣ（３６）をイネーブルにするスイッチＳＷ１と、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１及びスイッチング素子Ｑ１の直列回路に並列に接続した直列回路を構成するスイッチング素子Ｑ２、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ１と、抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１との接続点に接続されサイダック（ＳＩＤＡＣ；Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｄｉｏｄｅ  ｆｏｒ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）等のトリガー素子Ｓ１を介して接続されている昇圧トランスＴ１１と、この昇圧トランスＴ１１の二次側巻線Ｎ２に接続され、直列回路を構成するダイオードＤ１及び放電ギャップＳ２と、ダイオードＤ１及び放電ギャップＳ２の接続点に接続され、二次側巻線Ｎ２と並列回路を構成するコンデンサＣ２と、からなる。
又、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点がスイッチング素子Ｑ２のゲートに接続されている。
【００４４】
サイダックは、シリコン２方向２端子サイリスタと呼ばれる複合型サイリスタの一種で、向きに関係なく使用でき、所定のブレークオーバー電圧（定格電圧）でオンし、所定の保持電流以下でオフするスイッチング動作をする。
【００４５】
次に、以上のように構成された本発明の要部をなす点灯電圧制御部３５の動作について、図１及び図２の回路図を参照して図３と図５に示す波形図を用いて説明する。
【００４６】
スイッチＳＷ１は、本体のコントロールマイコン１８から制御されるオシレータＯＳＣ（３６）のオン／オフスイッチであり、スイッチング素子Ｑ１はオシレータＯＳＣ（３６）の出力であるオシレータ矩形波信号Ｖ１によって、抵抗Ｒ１、Ｒ２を通してスイッチング素子Ｑ２をオン／オフコントロールし、スイッチング素子Ｑ２は、入力電圧から抵抗Ｒ３を通してコンデンサＣ１を充電することをオン／オフ制御する。
このスイッチング素子Ｑ２のオフにより、トリガー素子Ｓ１の入力側のラインをオフ状態にするため、抵抗Ｒ３の値にかかわらずコンデンサＣ１への充電電流及びトリガー素子Ｓ１への保持電流以上の電流をも強制的にオフできる。
【００４７】
ここでは、抵抗Ｒ３の値は、従来技術で説明した図８に示す抵抗Ｒ３１の値に対して充分小さな抵抗値を用いる。これにより、コンデンサＣ１への充電スピードは早くなる。
オシレータ矩形波信号Ｖ１は、オシレータＯＳＣ（３６）の出力信号であり、オシレータ矩形波信号Ｖ１がオンするＴ１のタイミングから抵抗Ｒ３を通してコンデンサＣ１への充電が始まり、Ｔ２のタイミングでトリガー素子Ｓ１のトリガー開始電圧（例えば、２００Ｖ）に達して充電電流Ｉ１がオンとなる。
そして、コンデンサＣ１の電荷が放電しても、抵抗Ｒ１を通して保持電流Ｉ２以上の電流が流れ続けるが、Ｔ３のタイミングでオシレータＯＳＣ（３６）のオシレータ矩形波信号Ｖ１がオフとなるため、スイッチング素子Ｑ２がオフとなり、抵抗Ｒ３による電流がオフされ、トリガー素子Ｓ１はオフとなる。
【００４８】
オシレータＯＳＣ（３６）の出力であるオシレータ矩形波信号Ｖ１が再びオンとなるＴ４のタイミングで、再びＴ１のタイミングからの動作が繰り返される。
【００４９】
このようにして、抵抗Ｒ３の値にかかわらず、スイッチング素子Ｑ２によって電流をオフできるため、トリガー素子Ｓ１の保持電流の値に関係なく、トリガー素子Ｓ１をオンする時定数を生成する抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１の値を決めることができる。
【００５０】
図４は、ランプ点灯用のイグナイタ２４出力までの波形例を示したものであり、入力端子から入力する電圧は、ランプ点灯前は３００〜４００Ｖｄｃ程度であり、オシレータＯＳＣ（３６）のオシレータ矩形波信号Ｖ１がオンになったときに、スイッチング素子Ｑ１がオンになり、抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して電流が流れ、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分電圧がスイッチング素子Ｑ２のゲートに印加されて、スイッチング素子Ｑ２がオンする。
スイッチング素子Ｑ２がオンすると、スイッチング素子Ｑ２、抵抗Ｒ３を経由してコンデンサＣ１への充電が開始され、抵抗Ｒ３及びコンデンサＣ１の時定数でコンデンサＣ１の入力充電電圧Ｖ２が充電によって上昇する（Ｔ１）。
この入力充電電圧Ｖ２がトリガー素子Ｓ１の定格電圧（例えば２００Ｖｄｃ）に達するとトリガー素子Ｓ１がオンする（Ｔ２）。
すると、トリガー素子電流Ｉ１が流れ、コンデンサＣ１の電荷を放電する。そして、コンデンサＣ１から放電された電荷は、昇圧トランスＴ１１の一次巻線Ｎ１に供給され、昇圧した電圧を二次巻線Ｎ２で得て、ダイオードＤ１を通してコンデンサＣ２を充電し、出力充電電圧Ｖ３を段階的に上昇させる（Ｔ２、Ｔ３）。
そして、オシレータ矩形波信号Ｖ１がオフになると、スイッチング素子Ｑ２がオフされ、トリガー素子Ｓ１への電流は強制的にオフされ、トリガー素子Ｓ１の保持電流（例えば３０ｍＡ）以下になりトリガー素子Ｓ１はオフする。
トリガー素子Ｓ１がオンしたときに、この段階的に上昇する出力充電電圧Ｖ３は実施例において４段階であり、各段階毎にスイッチング素子Ｑ２がオンしたときにコンデンサＣ１へ充電し、トリガー素子Ｓ１をオンにし、昇圧トランスＴ１１を経由してコンデンサＣ２を充電する。トリガー素子Ｓ１のオフはスイッチング素子Ｑ２がオフになったときにトリガー素子Ｓ１の入力側のラインを強制的にオフして保持電流以下の値にしてトリガー素子Ｓ１をオフにする。
【００５１】
このようにして実施例の場合に４段階の充電により、コンデンサＣ２で充電された出力充電電圧Ｖ３が放電ギャップＳ２の定格電圧に達すると、放電ギャップＳ２が放電状態となり、コンデンサＣ２の出力充電電圧Ｖ３が放電される（Ｔ４、Ｔ５）。
【００５２】
この放電された電圧はイグナイタ２４のイグニッション出力トランスＴ１２の一次巻線Ｎ１に供給され、二次巻線Ｎ２及び３次巻線Ｎ３からランプ点灯に必要な５〜２ｋＶのパルス電圧信号Ｖ４を生成する（Ｔ５、Ｔ６）。
【００５３】
このパルス電圧信号Ｖ４が、トリガー素子Ｓ１の４段階のオン／オフを一つとして繰り返し発生する。
【００５４】
次に、本発明に係る第２の実施形態のプロジェクタについて、図５を参照して説明する。尚、このプロジェクタは、上記説明した第１の実施形態のランプ点灯装置を用いて、透過型のプロジェクタを構成する。
【００５５】
この透過型のプロジェクタ４０は、光源から放射される光を反射するリフレクタ４１を有するランプ１０と、第１の実施形態で説明したランプ点灯装置４２と、リフレクタ４１から照射される光で投影される、例えば、カラー液晶などの透孔性の液晶パネル４３と、この液晶パネル４３を駆動する液晶ドライバ４４と、これ等を収容する筐体４５とを備え、この筐体４５は液晶パネル４３に対向する部分に投光部４６を形成し、この投光部４６に光学系としてのレンズ４７が配設され、ランプ点灯装置４２と液晶ドライバ４４には電源４８から電源が供給される構成となっている。
【００５６】
点灯電圧制御部３５（図１及び図２参照）を搭載したランプ点灯装置４２へ電源４８を供給することによって、ランプ１０が点灯するとランプ１０から出た光は、リフレクタ４１により反射されて液晶パネル４３を照射する。
【００５７】
液晶パネル４３には、各画素に対応して図示しないＲＧＢのカラーフイルタを備えており、このカラーフイルタがカラー画像信号に応じて動作する液晶ドライバ４４により制御される。
【００５８】
液晶パネル４３を透過した光は、このカラーフイルタによりＲＧＢの何れかに着色され、この着色光がレンズ４７で集光されてスクリーン４９に投影され、これによりスクリーン４９上には液晶パネル４３で制御されたカラー画像が投影される。
【００５９】
この場合でも、ランプ１０を点灯する際には、点灯電圧制御部３５（図１及び図２参照）により、入力充電電圧Ｖ２によりトリガー素子Ｓ１をオンさせて、出力充電電圧Ｖ３を生成し、スイッチング素子Ｑ２をオフさせることで強制的に保持電流以下にしてトリガー素子Ｓ１をオフすることを繰り返し行って、ランプ１０を点灯させるので、ランプ１０を点灯させる周期を早くすることが可能という点灯電圧制御部３５の特徴を引き継いだ形のプロジェクタ４０を提供することができる。
【００６０】
次に、本発明に係る第３の実施形態のプロジェクタについて、図６を参照して説明する。
【００６１】
本発明の第３の実施形態のプロジェクタ５０は、上記第１の実施形態で説明したランプ点灯装置を用いて、反射型のプロジェクタを構成する。
【００６２】
この反射型のプロジェクタ５０は、点灯電圧制御部３５（図１及び図２参照）を搭載したランプ点灯装置５１と、このランプ点灯装置５１に制御され光源から放射される光を反射するリフレクタ５２を有するランプ１０と、ランプ１０からの光線を反射型画像パネル５３方向に集光させる第１のレンズ部５４ａと、第１のレンズ部５４ａで集光された光線を反射する反射型画像パネル５３と、この反射型画像パネル５３により反射された映像光線をスクリーン５５上に投影する第２のレンズ部５４ｂと、ＲＧＢ信号、ビデオ信号等を入力して反射型画像パネル５３を駆動させる駆動部５６とから概略構成されている。
【００６３】
反射型画像パネル５３は、反射型液晶、或いはＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式のパネルで構成されている。
ＤＬＰ方式のパネルは、所謂、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を使用したパネルのことで、ＤＭＤは微小可動ミラーを敷き詰めた半導体光スイッチで構成され、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）の１セルごとの上に形成されたアルミ合金の１６μｍ角微小ミラーがオン／オフ状態でプラス或いはマイナス１０度の傾きを持ち、直下に配置されたメモリー素子による静電界作用により、支柱に取付けられたミラーが動作する構造になっている。このミラーが１チップ上に８４８×６００以上集積されていて、最大のものは２３０万以上の集積度を持ち、各ミラーのスイッチングスピードは毎秒５０万回以上であり、チップへの入射光はデジタルグレイスケールが得られる。即ち、光を完全なデジタル制御することになり、従来のようにデジタル信号をＤ／Ａ変換器により輝度信号に変換するプロセスが不要になる。
【００６４】
このような構成からなる反射型のプロジェクタ５０は、ランプ１０を点灯する際には、点灯電圧制御部３５（図１及び図２参照）を搭載したランプ点灯装置５１により、入力充電電圧Ｖ２によりトリガー素子Ｓ１をオンさせて、出力充電電圧Ｖ３を生成し、スイッチング素子Ｑ２をオフさせることで強制的に保持電流以下にしてトリガー素子Ｓ１をオフすることを繰り返し行って、ランプ１０を点灯させるので、ランプ１０を点灯させる周期を早くすることが可能という点灯電圧制御部３５（図１及び図２参照）の特徴を引き継いだ形の反射型のプロジェクタ５０を提供することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るランプ点灯装置は、ランプを点灯させる際に使用されるトリガー素子の保持電流の値に左右されずに充電用抵抗の値を決めることができるため、設計の自由度が大幅に向上できるという効果がある。
【００６６】
又、負荷としての放電ランプ等の要求特性に最適なトリガー周期に設定できることにより、ランプの点灯性を向上でき、ランプ設置セットの使い勝手を大幅に向上できるという効果がある。
【００６７】
さらに、ランプに最適な点灯用イグニッション特性の実現により、点灯までの時間が短縮でき、ランプの負担が軽減できるため、寿命の向上が実現できるという効果がある。
【００６８】
また、このランプの寿命が向上することにより、ランプ交換の回数が軽減できるため、交換費用、時間といったユーザーの負担を軽減でき、使い勝手が大幅に向上するという効果がある。
【００６９】
また、トリガー素子のオフを強制的に行える点灯電圧制御手段を備えたランプ点灯装置を備えたプロジェクタは、ランプを点灯させる際に使用されるトリガー素子の保持電流の値に左右されずに充電用抵抗の値を決めることができるため、設計の自由度が大幅に向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態のランプ点灯装置を略示的に示す構成図である。
【図２】図１に示す点灯電圧制御部の内部構成を略示的に示すブロック図である。
【図３】図２に示す点灯電圧制御部の動作を示す波形図である。
【図４】図２に示す点灯電圧制御部の動作を示す波形図である。
【図５】本発明に係る第２の実施形態のプロジェクタの構成を略示的に示した概念図である。
【図６】本発明に係る第３の実施形態のプロジェクタの構成を略示的に示した概念図である。
【図７】従来技術におけるランプ点灯装置を略示的に示したブロック図である。
【図８】図７に示す点灯電圧制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示す点灯電圧制御部の動作を示す波形図である。
【図１０】ランプの構成を略示的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０；ランプ、１１；通常点灯制御部、１２；直流電源、１３；ダウンコンバータ、  １４；コントローラ、１５；フルブリッジ、１６；コントローラ、１７；ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、１８；コントロールマイコン、１９；電源スイッチ、２０；電圧検出部、２１；電流検出部、２２；電力検出部、２３；イグナイタ、２４；コネクタ、２５；気密容器、２６；電極、２７；電極、２８；シール部、２９；シール部、３０；金属導体、３１；金属導体、３２；リフレクタ、３５；点灯電圧制御部、３６；オシレータＯＳＣ、４０；プロジェクタ、４１；リフレクタ、４２；ランプ点灯装置、４３；液晶パネル、４４；液晶ドライバ、４５；筐体、４６；投光部、４７；レンズ、４９；スクリーン、５０；プロジェクタ、５１；ランプ点灯装置、５２；リフレクタ、５３；反射型画像パネル、５４ａ；第１のレンズ部、５４ｂ；第２のレンズ部、５５；スクリーン、５６；駆動部。
【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】
2004165095.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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