(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、該高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び該検出手段の検出又は演算結果に基づいて該電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、
前記制御手段が、前記ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及び前記ランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、前記高圧放電灯の安定点灯到達後においては、ランプ電圧がＶ０未満のときは定電流制御手段を動作させ、ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるよう構成された高圧放電灯点灯装置において、
前記高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、前記制御手段が、
ランプ電圧がＶ１（Ｖ１＜Ｖ０）以下のときは前記定電流制御手段を動作させ、
ランプ電圧が該Ｖ１を超えたときは定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させ、
ランプ電圧がＶ１１（Ｖ０＜Ｖ１１）を超えたときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるよう構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項２】
高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、該高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び該検出手段の検出又は演算結果に基づいて該電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、
前記制御手段が、前記ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及び前記ランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、
前記高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、
ランプ電圧がＶ１以下のときは前記定電流制御手段を動作させ、
ランプ電圧がＶ１を超えたときは定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させ、
所定の点灯条件に到達したときに定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるよう構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項２記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定の点灯条件が、ランプ電圧がＶ１１（Ｖ１＜Ｖ１１）を超えたこと、又はランプ電圧がＶ１を超えてからの経過時間が所定値を超えたことである高圧放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項３記載の高圧放電灯点灯装置において、前記制御手段がさらに、前記高圧放電灯の安定点灯後においては、Ｖ１＜Ｖ０＜Ｖ１１である場合に、ランプ電圧がＶ０未満のときは前記定電流制御手段を動作させ、ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるよう構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項５】
高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、該高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び該検出手段の検出又は演算結果に基づいて該電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、
前記制御手段が、前記ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段を備え、前記高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間において、ランプ電圧が所定のランプ電圧域（Ｖ１〜Ｖ１１）にあるときは前記設定基準電力を定格ランプ電力未満の電力として、該所定のランプ電圧域外にあるときは前記設定基準電力を定格ランプ電力とするよう構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項６】
高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、該高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び該検出手段の検出又は演算結果に基づいて該電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、
前記制御手段が、前記ランプ電力を設定基準電力に一致させる定電力制御手段を備え、前記高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間において、点灯開始からの経過時間が所定の時間帯にあるときは前記設定基準電力を定格ランプ電力未満の電力として、該所定の時間帯以外にあるときは前記設定基準電力を定格ランプ電力とするよう構成された高圧放電灯点灯装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の高圧放電灯点灯装置において、前記所定のランプ電圧域又は前記所定の時間帯が複数段あり、各ランプ電圧域に対応する所定の設定基準電力がランプ電圧の上昇に応じて高い高圧放電灯点灯装置。
【請求項８】
請求項１から７いずれか一項に記載の高圧放電灯点灯装置において、前記設定基準電力の切替えが１秒以上１分以内の時間をかけてなだらかに行われる高圧放電灯点灯装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、該高圧放電灯が取り付けられるリフレクタ、並びに該高圧放電灯点灯装置及び該リフレクタを内包する筐体を備え、前記ランプ電力に基づいて空冷条件が設定されたプロジェクタ。
【請求項１０】
高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、該高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び該検出手段の検出又は演算結果に基づいて該電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置によって高圧放電灯を点灯させる方法であって、
前記制御手段が、前記ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及び前記ランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、
前記高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、
（Ａ１）ランプ電圧がＶ１（Ｖ１＜Ｖ０）以下のときは前記定電流制御手段を動作させるステップ、
（Ａ２）ランプ電圧が該Ｖ１を超えた後は、定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるステップ、及び
（Ａ３）ランプ電圧がＶ１１（Ｖ０＜Ｖ１１）を超えた後は、定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるステップ
からなり、
前記安定点灯後においては、
（Ｂ１）ランプ電圧がＶ０未満のときは前記定電流制御手段を動作させるステップ、及び
（Ｂ２）ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるステップ
からなる方法。
【請求項１１】
高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、該高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び該検出手段の検出又は演算結果に基づいて該電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置によって高圧放電灯を点灯させる方法であって、
前記制御手段が、前記ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及び前記ランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、
前記高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、
（Ｃ１）ランプ電圧がＶ１以下のときは前記定電流制御手段を動作させるステップ、
（Ｃ２）ランプ電圧がＶ１を超えた後は、定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるステップ、及び
（Ｃ３）所定の点灯条件に到達した後は、定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるステップ
からなる方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、前記所定の点灯条件が、ランプ電圧がＶ１１（Ｖ１＜Ｖ１１）を超えたこと、又はランプ電圧がＶ１を超えてからの経過時間が所定値を超えたことである方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の方法において、さらに、前記高圧放電灯の安定点灯後においては、Ｖ１＜Ｖ０＜Ｖ１１として、
（Ｆ１）ランプ電圧がＶ０未満のときは前記定電流制御手段を動作させるステップ、及び
（Ｆ２）ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して前記定電力制御手段を動作させるステップ
からなる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高圧放電灯を点灯させるための高圧放電灯点灯装置の改良に関するものであり、特にランプ始動後の立ち上がりの制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プロジェクタには高圧放電灯が使用され、その高圧放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置ではランプ電力を一定に保つ定電力制御が用いられている。図１２に示すように、一般的に高圧放電灯は点灯開始から徐々にランプ電圧が上昇し、数分から数十分後にランプ電圧が一定となり安定点灯に到達する。この立ち上り期間、即ち、ランプ電圧が低い期間に定電力制御を行おうとすると当然に電流過多になってしまうので、通常の点灯装置では、定格点灯（安定点灯）到達前にはランプ電流を一定に保つ定電流制御が行われる（例えば、特許文献１）。具体的には、図１３に示すように、定格ランプ電圧の下限をＶ０（例えば５５Ｖ）とすると、ランプ電圧がＶ０未満では定電流制御（Ｉ０一定）が行なわれ、Ｖ０以上では定電力制御（Ｐ０一定）が行われる。
【０００３】
ところで、高圧放電灯は、点灯中のハロゲンサイクルにより電極先端にタングステンが堆積し突起が形成される。この突起の存在によりアーク放電が安定し、ランプ電圧も安定し照度が維持される。
【特許文献１】特許第２９４２１１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、安定点灯に到達するまの期間ではランプ電圧が急峻に上昇する場合がある。定電流制御中にその急峻なランプ電圧の上昇があると、その上昇に伴いランプ電力も急激に上昇する。ランプ電力の急激な上昇によって、発光管内の電極先端突起に加わる電子の衝突負荷が急激に増加する。
【０００５】
特に、定電流制御から定電力制御に切り替わるポイントではランプ電流値及びランプ電力値がともに高くＰ０かつＩ０となる（以下、上記ポイントを「Ｐ０Ｉ０ポイント」という）。ランプの点灯状態がＰ０Ｉ０ポイント付近を通過することにより、発光管内の電極先端突起に加わる電子の衝突負荷の数が多くなり、その結果として電極先端突起が損耗し、これにより電極間距離が長くなりランプ電圧がさらに上昇する。
ランプの点灯時間が初期のものに関しては、図９に示す通り、両電極先端に突起ができているが、上記のＰ０Ｉ０ポイント付近を通過することにより、発光管内の電極先端突起に加わる電子の衝突負荷の数が多くなり、図１０に示すように電極先端の突起が損耗・消滅する。電極先端突起が損耗した状態で点灯を継続すると、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電極表面が荒れた状態となる。
【０００６】
また、この電極先端の突起が消滅したり電極先端が荒れたりし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。
【０００７】
まとめると、ランプ電圧の急激な上昇が、結果として電極ないしバルブの温度上昇を招き、この温度上昇によってランプ電圧の上昇が加速するといった悪循環を招いてしまう。そのため、電極に関しては、電極先端突起が損耗してチラツキや照度低下が引き起こされ、バルブに関しては、ランプの短寿命につながるバルブの黒化、白濁化、バルブの変形等を誘発していた。
また、損耗を避けるために定電流制御における設定電流値を低くすると、損耗抑制の効果はあるがランプの立ち上がりが遅くなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決し、ランプ立ち上がり時の電力を制御することにより、光束の立ち上がりを遅くすることなく高圧放電灯の電極先端突起の損耗を抑制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、高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び検出手段の検出又は演算結果に基づいて電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、制御手段が、ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及びランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、高圧放電灯の安定点灯到達後においては、ランプ電圧がＶ０未満のときは定電流制御手段を動作させ、ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるよう構成され、高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、制御手段が、ランプ電圧がＶ１（Ｖ１＜Ｖ０）以下のときは定電流制御手段を動作させ、ランプ電圧がＶ１を超えたときは定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させ、ランプ電圧がＶ１１（Ｖ０＜Ｖ１１）を超えたときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるよう構成された高圧放電灯点灯装置である。
この構成により、Ｐ０Ｉ０ポイントポイントを確実に回避できる。
【００１０】
本発明の第２の側面は、高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び検出手段の検出又は演算結果に基づいて電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、制御手段が、ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及びランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、ランプ電圧がＶ１以下のときは定電流制御手段を動作させ、ランプ電圧がＶ１を超えたときは定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させ、所定の点灯条件に到達したときに定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるよう構成された高圧放電灯点灯装置である。
この構成により、ランプ電圧の急峻な上昇に伴うランプ電力の急激な上昇を回避することができる。
【００１１】
上記第２の側面において、上記所定の点灯条件を、ランプ電圧がＶ１１（Ｖ１＜Ｖ１１）を超えたこと、又はランプ電圧がＶ１を超えてからの経過時間が所定値を超えたこととした。
ここで、制御手段がさらに、高圧放電灯の安定点灯後においては、Ｖ１＜Ｖ０＜Ｖ１１である場合に、ランプ電圧がＶ０未満のときは定電流制御手段を動作させ、ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるよう構成した。
【００１２】
本発明の第３の側面は、高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び検出手段の検出又は演算結果に基づいて電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、制御手段が、ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段を備え、高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間において、ランプ電圧が所定のランプ電圧域（Ｖ１〜Ｖ１１）にあるときは設定基準電力を定格ランプ電力未満の電力として、所定のランプ電圧域外にあるときは設定基準電力を定格ランプ電力とするよう構成された高圧放電灯点灯装置である。
【００１３】
本発明の第４の側面は、高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び検出手段の検出又は演算結果に基づいて電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置であって、制御手段が、ランプ電力を設定基準電力に一致させる定電力制御手段を備え、高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間において、点灯開始からの経過時間が所定の時間帯にあるときは設定基準電力を定格ランプ電力未満の電力として、所定の時間帯以外にあるときは設定基準電力を定格ランプ電力とするよう構成された高圧放電灯点灯装置である。
【００１４】
上記第３又は第４の側面の高圧放電灯点灯装置において、所定のランプ電圧域又は所定の時間帯が複数段あり、各ランプ電圧域に対応する所定の設定基準電力がランプ電圧の上昇に応じて高くなるようにした。
また、上記第１から第４の側面の高圧放電灯点灯装置において、設定基準電力の切替えが１秒以上１分以内の時間をかけてなだらかに行われるようにした。
これにより、ランプの光量の急激な変化を抑え、特にプロジェクタ等に使用した場合に、使用者に不快感を与えないようにすることができる。
【００１５】
本発明の第５の側面は、上記第１から第４の側面の高圧放電灯点灯装置、高圧放電灯、高圧放電灯が取り付けられるリフレクタ、並びに高圧放電灯点灯装置及びリフレクタを内包する筐体を備え、ランプ電力に基づいて空冷条件が設定されたプロジェクタである。
定格電力値未満の定電力値での点灯が外部信号として取り出せる場合や、その点灯期間が時間によって規定される場合は、プロジェクタ本体でその期間に対応してその電力値に対して最適な空冷条件を設定しておくことで、ランプ過冷却によるランプの黒化などを防ぐことができる。
【００１６】
本発明の第６の側面は、高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び検出手段の検出又は演算結果に基づいて電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置によって高圧放電灯を点灯させる方法であって、制御手段が、ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及びランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、（Ａ１）ランプ電圧がＶ１（Ｖ１＜Ｖ０）以下のときは定電流制御手段を動作させるステップ、（Ａ２）ランプ電圧がＶ１を超えた後は、定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるステップ、及び（Ａ３）ランプ電圧がＶ１１（Ｖ０＜Ｖ１１）を超えた後は、定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるステップからなり、安定点灯後においては、（Ｂ１）ランプ電圧がＶ０未満のときは定電流制御手段を動作させるステップ、及び（Ｂ２）ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるステップからなる方法である。
【００１７】
本発明の第７の側面は、高圧放電灯へ交流電力を供給する電力供給手段、高圧放電灯のランプ電圧、ランプ電流及びランプ電力を検出又は演算する検出手段、及び検出手段の検出又は演算結果に基づいて電力供給手段を制御する制御部からなる高圧放電灯点灯装置によって高圧放電灯を点灯させる方法であって、制御手段が、ランプ電力を一定の設定基準電力に一致させる定電力制御手段、及びランプ電流を一定の設定基準電流に一致させる定電流制御手段を備え、高圧放電灯を始動してから安定点灯に至るまでの立ち上がり期間においては、（Ｃ１）ランプ電圧がＶ１以下のときは定電流制御手段を動作させるステップ、（Ｃ２）ランプ電圧がＶ１を超えた後は、定格ランプ電力未満の設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるステップ、及び（Ｃ３）所定の点灯条件に到達した後は、定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるステップからなる方法である。
【００１８】
上記第７の側面において、所定の点灯条件を、ランプ電圧がＶ１１（Ｖ１＜Ｖ１１）を超えたこと、又はランプ電圧がＶ１を超えてからの経過時間が所定値を超えたこととした。
さらに、高圧放電灯の安定点灯後においては、Ｖ１＜Ｖ０＜Ｖ１１として、（Ｆ１）ランプ電圧がＶ０未満のときは定電流制御手段を動作させるステップ、及び（Ｆ２）ランプ電圧がＶ０以上のときは定格ランプ電力に等しい設定基準電力を適用して定電力制御手段を動作させるステップからなる構成とした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、ランプ始動後、定格電力に至る前の立ち上がり期間に、所定のランプ電圧域又は始動からの所定の時間帯において定格電力未満の定電力制御の期間を１段又は複数段階設けることにより、電力の急激な上昇を防止し、特に電流値と電力値がともに最も高くなるポイント付近を避けることができる。これにより、発光管内の電極先端突起に加わる衝突負荷の量を減らし、立ち上がりを遅くすることなく電極先端突起の損耗を抑制することができる。これにより、ランプの照度低下や電極突起消失による点灯中のチラツキ発生といった不具合を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は本発明の実施形態の高圧放電ランプ点灯装置である。高圧放電ランプ点灯装置は降圧チョッパ回路２０とフルブリッジ回路３０からなる電力供給手段、及びイグナイタ回路４０で構成される。
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、高圧放電灯５０に供給される。
【００２１】
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、検出手段及び制御手段が構成される。それらの属性、即ち、どの部分が検出手段に含まれ、どの部分が制御手段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。
【００２２】
制御部６０は定電力制御手段（機能）及び定電流制御手段（機能）を備える。
定電力制御手段の動作において、演算されたランプ電力が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、高圧放電灯５０がその電力で点灯される。
定電力制御手段の動作において、検出されたランプ電流が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、高圧放電灯５０がその電流で点灯される。
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。
【００２３】
高圧放電ランプ５０を始動させるためのイグナイタ回路４０においては、イグナイタ制御回路４４により、イグナイタ制御回路４４の中にある放電ギャップがブレイクダウン電圧に達するとパルストランス１次巻線４１に電圧が印加され、このことによりパルストランス２次巻線４２及び４３には、一次巻線に印加された電圧に対してパルストランス２次巻線４２及び４３の昇圧比に応じたパルス電圧が発生し、そのパルス電圧が高圧放電ランプ５０に印加されて高圧放電ランプ５０がブレイクダウンし点灯に至る。
【実施例１】
【００２４】
図２（ａ）は本発明の高圧放電灯点灯装置によるランプ点灯時のランプ電圧（出力電圧）−ランプ電力（出力電力）特性、（ｂ）はランプ電圧（出力電圧）−ランプ電流（出力電流）特性である 。ここでは例示として、安定点灯時の特性として、ランプ電圧（ＶＬ）が定格ランプ電圧の下限Ｖ０（例えば、Ｖ０＝５５Ｖ）以上では定格ランプ電力２００Ｗによる定電力制御を行い、Ｖ０未満では定格ランプ電流３．６Ａによる定電流制御を行うものを示す。
【００２５】
なお、図の点線は図１３において説明した従来の各特性の部分である。上述した従来の問題を克服するためには、急激なランプ電力の上昇を抑え、特にＰ０Ｉ０ポイント付近を避けるような制御をする必要がある。以下に、本発明の実施例について説明する。
【００２６】
図３は第１の実施例のフローチャートである。
なお、以下の説明において、Ｖ１＝４０Ｖ、Ｖ０＝５５Ｖ、Ｖ１１＝６０Ｖ、Ｐ１＝１５０Ｗ、Ｐ０＝２００Ｗ、Ｉ０＝３．６Ａとする。但し、これらの数値は例示であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。
ステップＳ１００で始動制御が行われ、点灯が開始する。
ステップＳ３００において、設定基準電流Ｉ０の定電流制御が行われる。
ステップＳ３１０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ１以下である場合、ステップＳ３００に戻り、ＶＬがＶ１を超えた場合、ステップＳ３２０に進む。
このステップＳ３００を継続する動作は図２の点ＡからＢまでに相当する。
ステップＳ３２０において、設定基準電力Ｐ１の定電力制御が行われる。
【００２７】
ステップＳ３３０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ１１以下である場合、ステップＳ３２０に戻り、ＶＬがＶ１１を超えた場合、ステップＳ３４０に進む。
このステップＳ３２０を継続する動作は図２の点ＢからＣまでに相当する。
ステップＳ３４０において設定基準電力が徐々に上げられ、その後ステップＳ９００に進む。
このステップＳ３４０は図２の点ＣからＤまでに相当する。具体的には、制御部６０で予め設定された所定の時間Ｔupをかけて設定基準電力を徐々に上げていき、ランプ電力が電力値Ｐ０になるようにする。なお、図２においては、ＣからＤは横軸に垂直な線となっているが、設定基準電力が徐々に上げられるのでこの線は多少傾くことになる。
【００２８】
ここで、Ｐ１からＰ０への移行にかける時間Ｔupは１秒〜１分程度とすればよい。これが１秒より短いと光の段差が視認できてしまい、実使用上好ましくない。また、１分以上とすると安定点灯への以降そのものが遅れてしまう。従って、上記の範囲が適切である。
【００２９】
ステップＳ９００以降、即ち、一度Ｐ０の定電力制御に移行した後は従来例と同様の安定（定格）点灯用の制御が行われ、設定基準電力Ｐ０の定電力制御が行われる。この時点で、点灯状態は図２の点Ｄより右側にあることになる。なお、正常なランプであればランプ電圧が１２０Ｖ以下のいずれかの電圧となる。
【００３０】
ステップＳ９１０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ０以上である場合、ステップＳ９００に戻りＰ０による定電力制御が継続され、ＶＬがＶ０未満となった場合、ステップＳ９２０に移行する。
ステップＳ９２０においては、設定基準電流Ｉ０の定電流制御が行われる。
なお、ここでのステップＳ９００は図２の点Ｅより右側、ステップＳ９２０は点Ｅより左側に相当する。
【００３１】
上記制御により、高圧放電灯がＰ０Ｉ０ポイント、即ち、電流値が高くかつ電力値も高い状態を経過せずに立ち上がらせることができるため、電極先端突起の損耗を抑えることができる。また、Ｐ０Ｉ０ポイントを避けることに加えて、少なくとも図２のＢ−Ｃ間ではランプ電圧の急峻な上昇に伴う急激なランプ電力の上昇を防止できる。
【実施例２】
【００３２】
図４は第２の実施例のフローチャートである。上記実施例１においてはランプ電圧に基づいて制御を切替える構成を示したが、本実施例では点灯開始からの経過時間に基づいて制御を切替える構成を示す。
ランプ点灯開始からの経過時間とランプ電圧の関係は図１２に示すようにいくらか予想可能であるので、経過時間に基づいてＰ０Ｉ０ポイントを予測的に避けることができる。なお、経過時間は制御回路６０内のタイマーを利用すればよい。
なお、以下の説明において、Ｖ０＝５５Ｖ、Ｐ１＝１５０Ｗ、Ｐ０＝２００Ｗ、Ｉ０＝３．６Ａとする。但し、これらの数値は例示であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。なお、Ｔ１及びＴ０１の値は実験値などを参照してランプの特性に合わせて適宜選択すればよい。
【００３３】
図４に示すように、ステップＳ１００で始動制御が行われ、点灯が開始する。
ステップＳ４００において、設定基準電流Ｉ０の定電流制御が行われる。
ステップＳ４１０において、点灯開始からの経過時間ｔｘがＴ１以下である場合、ステップＳ４００に戻り、ｔｘがＴ１を超えた場合、ステップＳ４２０に進む。
ステップＳ４２０において、設定基準電力Ｐ１の定電力制御が行われる。
ステップＳ４３０において、点灯開始からの経過時間ｔｘがＴ０１以下である場合、ステップＳ４２０に戻り、ｔｘがＴ０１を超えた場合、ステップＳ４５０に進む。
ステップＳ４４０において設定基準電力が時間Ｔupをかけて徐々に上げられ、その後ステップＳ９００に進む。
ステップＳ９００以降は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００３４】
上記制御においても、高圧放電灯がＰ０Ｉ０ポイント、即ち、電流値が高くかつ電力値も高い状態を予測的に回避して立ち上がらせることができるため、電極先端突起の損耗を抑えることができる。また、Ｐ０Ｉ０ポイントを避け得ることに加えて、少なくとも図２のＢ−Ｃ間ではランプ電圧の急峻な上昇に伴う急激なランプ電力の上昇を防止できる。
【実施例３】
【００３５】
図５は第３の実施例のフローチャートである。上記実施例１及び２においてはランプ電圧又は経過時間に基づいて制御を切替える構成を示したが、本実施例では双方を効果的に利用して制御を切替える構成を示す。
なお、以下の説明において、Ｖ１＝４０Ｖ、Ｖ０＝５５Ｖ、Ｐ１＝１５０Ｗ、Ｐ０＝２００Ｗ、Ｉ０＝３．６Ａとする。但し、これらの数値は例示であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。なお、Ｔ１１の値は実験値などを参照してランプの特性に合わせて適宜選択すればよい。
【００３６】
図５に示すように、ステップＳ１００で始動制御が行われ、点灯が開始する。
ステップＳ５００において、設定基準電流Ｉ０の定電流制御が行われる。
ステップＳ５１０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ１以下である場合、ステップＳ５００に戻り、ＶＬがＶ１を超えた場合、ステップＳ５２０に進む。
ステップＳ５２０において、設定基準電力Ｐ１の定電力制御が行われる。
ステップＳ５３０において、ランプ電圧ＶＬがＶ１を超えてからの経過時間ｔｙがＴ１１以下である場合、ステップＳ５２０に戻り、ｔｙがＴ１１を超えた場合、ステップＳ５４０に進む。
ステップＳ５４０において設定基準電力が時間Ｔupをかけて徐々に上げられ、その後ステップＳ９００に進む。
なお、ステップＳ９００以降は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
上記制御においても、高圧放電灯がＰ０Ｉ０ポイント、即ち、電流値が高くかつ電力値も高い状態を経過せずに立ち上がらせることができるため、電極先端突起の損耗を抑えることができる。また、Ｐ０Ｉ０ポイントを避けることに加えて、少なくとも図２のＢ−Ｃ間ではランプ電圧の急峻な上昇に伴う急激なランプ電力の上昇を防止できる。
【実施例４】
【００３８】
図６は第４の実施例のフローチャートである。上記実施例３においてランプ電圧及び経過時間に基づいて制御を切替える構成を示したが、本実施例ではさらに確実に制御を行うことが可能な構成を示す。
なお、以下の説明において、Ｖ１＝４０Ｖ、Ｖ０＝５５Ｖ、Ｖ１１＝６０Ｖ、Ｐ１＝１５０Ｗ、Ｐ０＝２００Ｗ、Ｉ０＝３．６Ａとする。但し、これらの数値は例示であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。なお、Ｔ１１の値は実験値などを参照してランプの特性に合わせて適宜選択すればよい。
【００３９】
図６に示すように、ステップＳ１００で始動制御が行われ、点灯が開始する。
ステップＳ６００において、設定基準電流Ｉ０の定電流制御が行われる。
ステップＳ６１０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ１以下である場合、ステップＳ６００に戻り、ＶＬがＶ１を超えた場合、ステップＳ６２０に進む。
ステップＳ６２０において、設定基準電力Ｐ１の定電力制御が行われる。
ステップＳ６３０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ１１以下である場合、又はランプ電圧ＶＬがＶ１を超えてからの経過時間ｔｙがＴ１１以下である場合、ステップＳ６２０に戻り、それ以外はステップＳ６４０に進む。
ステップＳ６４０において設定基準電力が時間Ｔupをかけて徐々に上げられ、その後ステップＳ９００に進む。
なお、ステップＳ９００以降は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
上記方法では、例えばランプ電圧がもともと低いようなランプについて、所定の時間が経過したら安定点灯可能であるとみなして安定点灯用の制御に移行させるものである。これにより、より実使用に適した点灯装置及び点灯方法が達成できる。
【実施例５】
【００４１】
図７及び図８に第５の実施例を示す。上記実施例１〜４においては定格電力以下での定電力制御の期間を一段としたが、本実施例ではさらにそれを複数段にしたものを示す。
実施例１〜４においては、Ｐ０Ｉ０ポイントを避けることを主な目的としたが、本実施例は電圧上昇に伴う不都合をより早い段階で未然に防止することを主な目的とする構成を示す。
図７は本発明の高圧放電灯点灯装置による定格電力未満の定電流制御を複数段階（例えば、２段階）行う場合の（ａ）電圧−電力特性と（ｂ）電圧−電流特性である。
図８は、その場合の高圧放電灯点灯装置の制御のフローチャートである。
なお、以下の説明において、Ｖ２＝２７Ｖ、Ｖ２１＝４０Ｖ、Ｖ０＝５５Ｖ、Ｖ１１＝６０Ｖ、Ｐ２＝１００Ｗ、Ｐ１＝１５０Ｗ、Ｐ０＝２００Ｗ、Ｉ０＝３．６Ａとする。但し、これらの数値は例示であり、本発明はこの数値に限定されるものではない。なお、Ｔ２１及びＴ１１の値は実験値などを参照してランプの特性に合わせて適宜選択すればよい。
【００４２】
図８に示すように、ステップＳ１００で始動制御が行われ、点灯が開始する。
ステップＳ８００において、設定基準電流Ｉ０の定電流制御が行われる。
ステップＳ８１０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ２以下である場合、ステップＳ８００に戻り、ＶＬがＶ２（例えばＶ２＝２７Ｖ）を超えた場合、ステップＳ８２０に進む。
ステップＳ８２０において、設定基準電力Ｐ２（例えば、Ｐ２＝１００Ｗ）の定電力制御が行われる。
ステップＳ８３０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ２１以下である場合、又はランプ電圧ＶＬがＶ２１を超えてからの経過時間ｔｙがＴ２１以下である場合、ステップＳ８２０に戻り、それ以外はステップＳ８４０に進む。
ステップＳ８４０において設定基準電力が時間Ｔupをかけて徐々に上げられ、その後ステップＳ８５０に進む。
【００４３】
ステップＳ８５０において、設定基準電力Ｐ１の定電力制御が行われる。
ステップＳ８６０において、検出されたランプ電圧ＶＬがＶ１１以下である場合、又はランプ電圧ＶＬがＶ１１を超えてからの経過時間ｔｙがＴ１１以下である場合、ステップＳ８５０に戻り、ＶＬがＶ１１を超えた場合、又はｔｙがＴ11以上の場合、ステップＳ８７０に進む。
ステップＳ８７０において設定基準電力が時間Ｔupをかけて徐々に上げられ、その後ステップＳ９００に進む。
なお、ステップＳ９００以降は実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
なお、上記実施例では段数を２段としたが３段以上であってもよい。
また、ランプ始動後にステップＳ８００の定電流制御期間を設けることなく、ランプ始動直後に複数段の定電力制御期間のうちの一段目を開始してもよい。この場合、安定点灯用の制御（ステップＳ９００以降）になるまで定電流制御は行われることはない。
上記実施例によると、上記実施例１〜４で得られた効果に加えて、ランプ電圧の急峻な上昇に伴うランプ電圧の急激な上昇による不都合をより確実に回避できる。
【実施例６】
【００４５】
上記実施例を用いたアプリケーションとしての光源装置を図１１に示す。図１１において、７０は上記で説明した実施例の高圧放電灯点灯装置、８０は高圧放電灯点灯装置７０、高圧放電灯５０を内蔵する筐体である。定格電力値未満の定電力値で点灯期間が外部信号によって取り出せる場合、或いはその期間が時間によって規定される場合、プロジェクタ本体においてその期間の電力値に最適な空冷条件を予め設定しておくことで、ランプ過冷却によるランプの黒化などを防ぐことができる。
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８０内に適宜配置してプロジェクタが構成される。これにより、光束の立ち上りを遅くすることなくランプの照度低下や点灯中のチラツキ発生を防止した品質の高いプロジェクタを得ることができる。
【００４６】
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、ランプ電圧及びランプ電流を検出することができ、それらを演算することにより定電力制御及び定電力制御することができれば、点灯装置は他の回路構成であってもよい。即ち、電力供給手段として示した降圧チョッパ回路２０及びフルブリッジ回路３０について、出力電流制御手段として示した降圧チョッパ回路２０は他の周知の回路方式（例えば、フライバック型等）であってもよいし、交流変換手段として示したフルブリッジ回路３０も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。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施形態に係る高圧放電ランプ装置の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る点灯特性を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第４の実施例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第５の実施例に係る点灯特性を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施例を示すフローチャートである。
【図９】初期の高圧放電灯の電極を示す図である。
【図１０】電極先端突起の損耗を示す図である。
【図１１】本発明の光源装置を示す図である。
【図１２】一般的な高圧放電灯のランプ電圧の挙動を示す図である。
【図１３】従来例の点灯特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０：直流電源
２０：降圧チョッパ回路
２１，３１，３２，３３，３４：トランジスタ
２２，：ダイオード
２３，３５：チョークコイル
２４，３６，：コンデンサ
２５，２６，２７，：抵抗
２８：ＰＷＭ制御回路
３０：フルブリッジ回路
３７：ブリッジ制御回路
４０：イグナイタ回路
４１，４２，４３：パルストランス
４４：イグナイタ制御回路
５０：高圧放電ランプ
６０：制御部
７０：高圧放電灯点灯装置
８０：プロジェクタ筐体
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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