(57)【要約】  【課題】放電状態が不安定になることを防止しつつ、点灯時の突入電流を低減し、点灯後のスイッチング電源のリップル成分を低減できる放電灯点灯装置と、そのような放電点灯装置を備えた投影装置を提供する。  【解決手段】イグナイタ１１４において放電開始用の高電圧パルスが発生した後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路の静電容量が連続的に増大し、放電灯２の定常時の静電容量が点灯時の静電容量に比べて大きくなる。そのため、放電灯の点灯時には出力キャパシタ回路の容量を小さくして突入電流を抑え、定常時には出力キャパシタ回路の静電容量を大きくして放電灯へのリップル成分供給を抑えることができる。これにより、突入電流による放電灯の寿命の低下を抑えることができるとともに、リップル成分による音響共鳴を防止して、発光のちらつきや立ち消え等の現象を起き難くすることができる。【選択図】      図３
2005203197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯に供給する電力を出力し、該出力のリップル成分を減衰させるキャパシタ回路を有するスイッチング電源と、該スイッチング電源の出力に基づいて、上記放電灯の放電開始用の電圧を発生するイグナイタとを有する放電灯点灯装置であって、
上記キャパシタ回路は、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、その静電容量が連続的に増大する、
放電灯点灯装置。
【請求項２】
上記キャパシタ回路は、
第１のキャパシタおよび第１の可変抵抗回路が直列に接続された回路と、該直列回路に並列に接続された第２のキャパシタとを含む第１の回路、
または、
第３のキャパシタおよび第２の可変抵抗回路が並列に接続された回路と、該並列回路に直列に接続された第４のキャパシタとを含む第２の回路、
の少なくとも一方を含み、
上記第１の可変抵抗回路および上記第２の可変抵抗回路は、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、その抵抗が連続的に減少する、
請求項１に記載の放電灯点灯装置。
【請求項３】
上記第１の可変抵抗回路および上記第２の可変抵抗回路は、電界効果トランジスタを含む、
請求項２に記載の放電灯点灯装置。
【請求項４】
上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、上記電界効果トランジスタのゲート電圧を、該電界効果トランジスタのしきい電圧に達しないオフ電圧から該しきい電圧を超えるオン電圧へ連続的に変化させるゲート駆動回路を有する、
請求項３に記載の放電灯点灯装置。
【請求項５】
投影する画像の光源として用いる放電灯と、該放電灯を点灯させる放電灯点灯装置とを有する投影装置であって、
上記放電灯点灯装置は、上記放電灯に供給する電力を出力し、該出力のリップル成分を減衰させるキャパシタ回路を有するスイッチング電源と、該スイッチング電源の出力に基づいて、上記放電灯の放電開始用の電圧を発生するイグナイタとを有し、
上記キャパシタ回路は、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、その静電容量が連続的に増大する、
投影装置。
【請求項６】
上記キャパシタ回路は、
第１のキャパシタおよび第１の可変抵抗回路が直列に接続された回路と、該直列回路に並列に接続された第２のキャパシタとを含む第１の回路、
または、
第３のキャパシタおよび第２の可変抵抗回路が並列に接続された回路と、該並列回路に直列に接続された第４のキャパシタとを含む第２の回路、
の少なくとも一方を含み、
上記第１の可変抵抗回路および上記第２の可変抵抗回路は、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、その抵抗が連続的に減少する、
請求項５に記載の投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルハライドランプ等の放電灯を点灯する放電灯点灯装置と、これを用いた投影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプ等の放電灯は、内部の電極間で起こる放電により発光するため、これを点灯させる際には、数十ｋＶ程度の高電圧パルスを電極に印加して放電を開始させる必要がある。この高電圧パルスは、通常、キャパシタに蓄えた電荷を使ってイグナイタと称される高電圧の発生装置により発生させる。
【０００３】
高電圧パルスの印加により放電が始まると、電極間の絶縁が急激に低下して、瞬時的に数十Ａ程度の大きな突入電流が流れる。上述のキャパシタの静電容量が必要以上に大きいと、過大な突入電流が流れて電極が劣化し、放電灯の寿命を短くするため、その静電容量はあまり大きくできない。
【０００４】
一方、電極間の放電状態がグロー放電からアーク放電へ移行して安定化すると、放電灯においては定常的に一定の電力が消費される。この電力の供給には、装置の低消費電力化や小型化の要請から、一般にスイッチング電源が用いられる。しかしながら、スイッチング電源の出力にはスイッチングに伴うリップル成分が現れる。このリップル成分が放電灯に供給されると、音響共鳴現象により放電が不安定化して発光のちらつきを起こしたり、放電が立ち消えてしまう等の不具合を引き起こす。そのため、スイッチング電源の出力には、リップル成分を減衰させるための平滑回路が不可欠である。
【０００５】
この平滑回路に含まれるキャパシタは、一般に、放電開始時の高電圧パルスのエネルギーを蓄積する上述のキャパシタとしても用いられる。放電灯の寿命の観点で見た場合、このキャパシタの静電容量は、放電を開始させるのに必要なエネルギーを蓄積できる範囲で極力小さくすることが望ましい。しかしながら、リップル成分を低減する平滑回路としての観点では、できるだけ大きくすることが望ましい。
【０００６】
静電容量を抑えつつリップル成分を低減させる最も単純な方法としては、例えば、平滑回路に用いるインダクタのインダクタンスを大きくする方法が考えられる。
【０００７】
また、例えば、［特許文献１］に示す装置のように、大容量と小容量のキャパシタをスイッチにより切り替えて、定常時の静電容量を点灯時より大きくする手法も考案されている。
【０００８】
図８は、このような放電灯点灯装置の構成例を示す回路図である。
図８に示す放電灯点灯装置は、直流電源２０１より出力される直流電圧をスイッチングするＭＯＳトランジスタ２０２と、このＭＯＳトランジスタ２０２に対して直列に接続されたインダクタ２０５およびキャパシタ２０６と、ＭＯＳトランジスタ２０２がオフのときにインダクタ２０５へ電流を還流するダイオード２０４と、キャパシタ２０６に並列に接続されたキャパシタ２０７およびスイッチ２０８の直列回路と、ＰＷＭ回路２０３と、タイマー２０９と、イグナイタ２１０とを有する。
【０００９】
このうち、ＭＯＳトランジスタ２０２、ＰＷＭ回路２０３、インダクタ２０５、キャパシタ２０６，２０７、およびスイッチ２０８で構成される回路は、直流電源２０１の直流電圧を降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータである。このＤＣ−ＤＣコンバータのリップル成分は、出力のキャパシタ２０６および２０７によって平滑されてイグナイタ２１０に供給される。
【００１０】
キャパシタ２０６は小容量、キャパシタ２０７は大容量であり、点灯時においてスイッチ２０８はオフに設定される。そのため、点灯時には小容量のキャパシタ２０６に蓄積された電荷を用いてイグナイタ２１０の高電圧パルスが生成され、放電灯２１１に供給される。
イグナイタ２１０において高電圧パルスが発生すると、タイマー２０９において計時が開始され、所定時間の経過後にスイッチ２０８がオフからオンに切り替えられる。これにより、キャパシタ２０６とキャパシタ２０７とが並列に接続され、平滑回路の容量が増大するため、ＤＣ−ＤＣコンバータのリップル成分はキャパシタ２０６のみの場合と比べて大幅に小さくなる。
【００１１】
このように、キャパシタの接続を切り替えて平滑回路の容量を増やすことによりリップル成分を低減させる手法の他にも、例えば、比較的静電容量の大きなキャパシタに直列に抵抗を挿入して突入電流を制限する手法などがある。
【特許文献１】特許第３１８８８７３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述した従来の手法には、次に述べるような不利益がある。
【００１３】
平滑回路におけるインダクタのインダクタンスを単に大きくする手法では、インダクタのサイズが大きくなり、その重量が重くなるため、装置の小型化、軽量化が阻害される。
【００１４】
また、キャパシタの接続を切り替える手法では、図９に示すように、切り替えの瞬間に放電灯へ供給される電圧、電流が急変する。
【００１５】
図９は、図８に示す放電灯点灯装置において、スイッチ２０８をオフからオンに切り替えた瞬間に放電灯２１１に供給される電流および電圧の波形を示す図である。
図９に示す波形（電流波形：Ｃ７，電圧波形：Ｃ８）は、キャパシタ２０６の静電容量を０．１μＦ、キャパシタ２０７の静電容量を２．２μＦとした場合のものである。電流波形の縦方向の１目盛りは２Ａ、電圧波形の縦方向の１目盛りは２０Ｖである。また、横方向の１目盛りは５０μｓである。
図９の波形図によると、スイッチ２０８がオンした直後より数十μｓの期間、放電灯に供給される電流および電圧は半分以下に落ち込んでしまう。
【００１６】
このように、放電灯へ供給される電圧、電流が変動すると、放電灯の放電状態が不安定になって発光のちらつきや放電の立ち消えを起こす危険性がある。
【００１７】
また、大容量のキャパシタに直列抵抗を挿入する手法では、突入電流のピークを幾分抑えることができるものの、キャパシタの静電容量と直列抵抗とによる時定数が大きくなるため、突入電流の発生後に生じるオーバーシュート電流の振動が長時間続いてしまい、放電状態が不安定になる危険性がある。
【００１８】
そこで、この直列抵抗に更にダイオードを並列接続して、キャパシタの充電時におけるインピーダンスを低く抑える手法もある。しかしながら、ダイオードには逆回復特性による過渡的な逆方向電流が流れるため、直列抵抗の効果が薄れてしまい、期待通りに突入電流を制限できないという不利益がある。
【００１９】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、放電状態が不安定になることを防止しつつ、点灯時の突入電流を低減し、点灯後のスイッチング電源のリップル成分を低減できる放電灯点灯装置と、そのような放電点灯装置を備えた投影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の第１の発明は、放電灯に供給する電力を出力し、該出力のリップル成分を減衰させるキャパシタ回路を有するスイッチング電源と、該スイッチング電源の出力に基づいて、上記放電灯の放電開始用の電圧を発生するイグナイタとを有する放電灯点灯装置であって、上記キャパシタ回路は、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、その静電容量が連続的に増大する。
【００２１】
本発明の第２の発明は、投影する画像の光源として用いる放電灯と、該放電灯を点灯させる放電灯点灯装置とを有する投影装置であって、上記放電灯点灯装置は、放電灯に供給する電力を出力し、該出力のリップル成分を減衰させるキャパシタ回路を有するスイッチング電源と、該スイッチング電源の出力に基づいて、上記放電灯の放電開始用の電圧を発生するイグナイタとを有し、上記キャパシタ回路は、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、その静電容量が連続的に増大する。
【００２２】
また、上記キャパシタ回路は、第１のキャパシタおよび第１の可変抵抗回路が直列に接続された回路と、該直列回路に並列に接続された第２のキャパシタとを含む第１の回路、または、第３のキャパシタおよび第２の可変抵抗回路が並列に接続された回路と、該並列回路に直列に接続された第４のキャパシタとを含む第２の回路、の少なくとも一方を含んでも良い。上記第１の可変抵抗回路および上記第２の可変抵抗回路は、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、その抵抗が連続的に減少しても良い。
【００２３】
本発明によると、上記イグナイタにおいて放電開始用の電圧が発生した後、スイッチング電源の上記キャパシタ回路の静電容量が連続的に増大し、放電灯の定常時の静電容量が点灯時の静電容量に比べて大きくなる。
そのため、放電灯の点灯時にはキャパシタ回路の容量が小さくなって突入電流が抑えられ、定常時にはキャパシタ回路の静電容量が大きくなって放電灯へのリップル成分の供給が抑えられる。また、切り替え手段を使って大容量と小容量のキャパシタを切り替える方式のように、切り替えに伴うスイッチング電源の出力電圧、電流の急激な変動が無くなるため、これによる放電の不安定化が防止される。
【００２４】
また、上記第１の回路においては、上記放電開始用の電圧が発生した後に、上記第１の可変抵抗回路の抵抗が連続的に減少する。これにより、上記直列回路のインピーダンスにおける上記第１のキャパシタの容量成分が、上記第１の可変抵抗回路の抵抗成分に対して相対的に増大する。したがって、該直列回路と上記第２のキャパシタとを並列に接続した回路の等価的な静電容量は連続的に増大する。
上記第２の回路においては、上記放電開始用の電圧が発生した後に、上記第２の可変抵抗回路の抵抗が連続的に減少する。これにより、上記並列回路のアドミタンスにおける上記第２の可変抵抗回路のコンダクタンス成分が、上記第３のキャパシタの容量成分に対して相対的に増大する。したがって、該並列回路と上記第４のキャパシタとを直列に接続した回路の等価的な静電容量は連続的に増大する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放電状態が不安定になることを防止しつつ、点灯時の突入電流を低減し、点灯後のスイッチング電源のリップル成分を低減できる。これにより、発光のちらつきや放電の立ち消え等を防止することが可能になり、放電灯を光源とした投影画像の品質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係る投影装置の構成の一例を示す図である。
【００２７】
図１に例示する投影装置は、放電灯点灯装置１と、放電灯２と、映像信号処理部３と、ドライバ４と、液晶パネル５と、照射レンズ６とを有する。
【００２８】
放電灯点灯装置１は、放電灯２を点灯させるための装置であり、点灯に必要な電圧Ｓ１を発生して放電灯２に供給する。
【００２９】
放電灯２は、水銀等の成分を含むガス中において放電を起こすことにより発光するランプであり、例えばメタルハライドランプや超高圧水銀ランプなどが含まれる。
【００３０】
映像信号処理部３は、ＮＴＳＣ方式などの所定形式の映像信号を入力して処理し、液晶パネル５の駆動に必要な形式の信号に変換する。
【００３１】
ドライバ４は、映像信号処理部３より出力される信号の電圧・電流振幅を、液晶パネル５の駆動に必要な振幅に変換する。
【００３２】
液晶パネル５は、投影画像の画素に対応する複数の液晶素子を含んで構成され、ドライバ４から供給される駆動信号に応じて各液晶素子の光透過率を変化させる。
【００３３】
照射レンズ６は、液晶パネル５を透過する放電灯２からの光の進路を調節し、適切な形状およびサイズの画像をスクリーン７上に投影する。
【００３４】
図２は、図１に示す放電灯点灯装置１の構成の一例を示す図である。
【００３５】
図２に例示する放電灯点灯装置１は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２と、イグナイタ１１４と、制御部１１５と、電源スイッチ１１６と、制御部用電源１１７とを有する。
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２は、スイッチ１０３と、ダイオード１０４と、インダクタ１０５と、キャパシタ１０６および１０７と、ＭＯＳトランジスタ１０８と、ゲート駆動回路１０９と、電流検出部１１０と、電圧検出部１１１と、電力制御部１１２と、ＰＷＭ部１１３とを有する。
ただし、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２は、本発明のスイッチング電源の一実施形態である。
イグナイタ１１４は、本発明のイグナイタの一実施形態である。
キャパシタ１０６は、本発明の第２のキャパシタの一実施形態である。
キャパシタ１０７は、本発明の第１のキャパシタの一実施形態である。
ＭＯＳトランジスタ１０８は、本発明の電界効果トランジスタの一実施形態である。
ゲート駆動回路１０９は、本発明のゲート駆動回路の一実施形態である。
【００３６】
ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１は、ＡＣラインより入力される交流電圧を例えば３００〜４００Ｖ程度の直流電圧に変換するスイッチング電源である。
【００３７】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２は、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１の出力電圧を例えば５０〜１００Ｖ程度の直流電圧に降圧するスイッチング電源である。
【００３８】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の電圧入力端子は、トランジスタ等により構成されるスイッチ１０３を介して、インダクタ１０５とキャパシタ１０６との直列回路に接続される。ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の電圧出力端子は、このキャパシタ１０６の両端に接続される。
インダクタ１０５とキャパシタ１０６との直列回路には、スイッチ１０３がオンの時に電圧入力端子より印加される電圧に対して逆方向となる向きに、ダイオード１０４が並列に接続されている。
【００３９】
また、キャパシタ１０６には、キャパシタ１０７とＭＯＳトランジスタ１０８との直列回路が並列に接続されている。
【００４０】
なお、キャパシタ１０６は、主として点灯時における突入電流を放電灯２に供給するキャパシタであり、例えば１００ｐＦ〜０．５μＦ程度の比較的小さな静電容量を有する。
これに対し、キャパシタ１０７は、主として放電灯２の点灯後においてＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力リップル成分を減衰させるためのキャパシタであり、例えば０．２μＦ〜１０μＦ程度の比較的大きな静電容量を有する。
【００４１】
ゲート駆動回路１０９は、制御部１１５より入力される制御信号Ｓ２に応じて、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲート電圧を連続的に変化させる。すなわち、ＭＯＳトランジスタ１０８をオフからオンへの変化させる制御信号Ｓ２に応じて、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲート電圧を、ＭＯＳトランジスタ１０８のしきい電圧に達しないオフ電圧から該しきい電圧を超えるオン電圧へ連続的に変化させる。
【００４２】
電流検出部１１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力電流を検出する。
電圧検出部１１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力電圧を検出する。
電力制御部１１２は、電流検出部１１０の電流検出結果と電圧検出部１１１の電圧検出結果とに基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力電力を求め、該出力電力が所定の値となるように、スイッチ１０３のオン期間とオフ期間の時比率を制御する制御信号を生成する。
【００４３】
ＰＷＭ部１１３は、電力制御部１１２の制御信号に応じたオン期間とオフ期間の時比率を持つ、スイッチ１０３の駆動信号を生成する。この駆動信号のスイッチング周波数は、例えば５０〜１００ｋＨｚ程度に設定される。
【００４４】
イグナイタ１１４は、制御部１１５から点灯開始時に出力される制御信号Ｓ３に応じて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力電圧を５〜２０ｋＶ程度の高電圧パルスに昇圧し、放電灯２に供給する。また、放電灯２において放電が開始された後は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力電圧をそのまま放電灯２に供給する。
【００４５】
制御部１１５は、例えばマイクロコンピュータ等のプロセッサを含んで構成されており、放電灯点灯装置１の全体的な動作を制御する。すなわち、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１およびＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の起動や停止、イグナイタ１１４における高電圧パルスの発生、ゲート駆動回路１０９におけるＭＯＳトランジスタ１０８の駆動信号の生成等を制御する種々の制御信号を生成する。
【００４６】
制御部用電源１１７は、制御部１１５に供給する電源電圧を生成する電源である。電源スイッチ１１６がオンすると、制御部用電源１１から制御部１１５に電源が供給され、制御部１１５が起動する。
【００４７】
図３は、ゲート駆動回路１０９の構成の一例を示す図であり、これと関連する部分（ＭＯＳトランジスタ１０８など）も併せて図示している。
【００４８】
図３に例示するゲート駆動回路１０９は、抵抗１１８および１１９と、キャパシタ１２０とを有する。
キャパシタ１２０および抵抗１１９は、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲート−ソース間にそれぞれ接続される。
抵抗１１８は、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲートと制御信号Ｓ２の入力端子との間に接続される。
【００４９】
ＭＯＳトランジスタ１０８のゲートへ供給される電圧の変化の時定数は、キャパシタ１２０、抵抗１１８および１１９の値に応じて決定される。この時定数は、放電灯２への突入電流が収まった頃に、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路（キャパシタ１０６，１０７およびＭＯＳトランジスタ１０８の回路）の静電容量が徐々に増大するような値（例えば０．５〜３ｓｅｃ程度）に設定される。
【００５０】
次に、上述した構成を有する投影装置の動作を説明する。
【００５１】
電源スイッチ１１６がオンし、制御部用電源１１７から制御部１１５へ電源電圧が供給されると、制御部１１５が起動して、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１およびＤＣ−ＤＣコンバータ１０２に起動を指示する制御信号が供給され、そのスイッチング動作が開始される。これにより、ＡＣ−ＤＣコンバータ１０１から例えば３００〜４００Ｖ程度の直流電圧が出力され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２からは例えば５０〜１００Ｖ程度の直流電圧が出力される。
【００５２】
またこのとき、制御信号Ｓ２は、ゲート駆動回路１０９の駆動電圧がＭＯＳトランジスタ１０８のしきい電圧に達しないオフ電圧となるように設定される。したがって、ＭＯＳトランジスタ１０８がオフになり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路の静電容量は、キャパシタ１０６の静電容量とほぼ等しくなる。
【００５３】
次いで、制御部１１５からイグナイタ１１４に対して高電圧パルスの発生を指示する制御信号Ｓ３が与えられ、これと同時に、ゲート駆動回路１０９に対してＭＯＳトランジスタ１０８をオフからオンへ変化させる制御信号Ｓ２が与えられる。これにより、イグナイタ１１４が高電圧パルスを発生し、放電灯２の放電が開始する。
【００５４】
放電が始まると、放電灯２のインピーダンスが急激に低下し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力のキャパシタから放電灯２に向かって瞬時的に突入電流が流れる。このとき、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲート電圧は、抵抗１１８とキャパシタ１２０の時定数に応じた速さでゆっくりと上昇しているため、ＭＯＳトランジスタ１０８はオフのままである。したがって、放電灯２に突入電流を流すエネルギーの大半は、小容量のキャパシタ１０６に蓄えられる電荷によって供給される。
【００５５】
ＭＯＳトランジスタ１０８のゲート電圧が徐々に上昇していき、ＭＯＳトランジスタ１０８のしきい電圧に近づくと、ＭＯＳトランジスタ１０８の抵抗が連続的に減少して、徐々にオン状態へ変化する。これにより、キャパシタ１０７とＭＯＳトランジスタ１０８との直列回路のインピーダンスにおけるキャパシタ１０７の容量成分が、ＭＯＳトランジスタ１０８の抵抗成分に対して相対的に増大する。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路の静電容量は、キャパシタ１０６のみの静電容量から、キャパシタ１０６とキャパシタ１０７の並列回路の静電容量へ連続的に増大する。
【００５６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路の静電容量が連続的に増大すると、リップル成分に対する出力キャパシタ回路のインピーダンスが小さくなるため、放電灯１１４へ出力されるリップル成分は徐々に小さくなる。
【００５７】
放電状態がグロー放電からアーク放電へ移行し、発光量に応じた一定の電力が放電灯２によって消費される状態になると、電力制御部１１２において、電流検出部１１０および電圧検出部１１１の検出結果に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力電力が求められ、この出力電力が所定の電力となるように、スイッチ１０３のオン−オフの時比率が設定される。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２から放電灯２へ一定の電力が供給される。
【００５８】
放電灯２において発生した光は、液晶パネル５、照射レンズ６を介してスクリーン７に出射される。液晶パネル５の各液晶素子の光透過率がドライバ４の駆動信号に応じて調節されることにより、スクリーン７上には、映像信号Ｓｖに応じた画像が投影される。
【００５９】
図４は、点灯時に放電灯２へ供給される電流および電圧の波形の一例を示す図である。また、図５および図６は、図１における時間範囲Ａ１およびＡ２の波形を拡大した図である。
【００６０】
図４〜図６に示す波形（電流波形：Ｃ１，電圧波形：Ｃ２）は、図３において示すように、インダクタ１０５のインダクタンスを５００μＨ、キャパシタ１０６の静電容量を０．１μＦ、キャパシタ１０７の静電容量を２．２μＦ、キャパシタ１２０の静電容量を４７μＦ、抵抗１１８の抵抗値を４７ｋΩ、抵抗１１９の抵抗値を４７０ｋΩとした場合のものである。
図４，図５，図６における電流波形の縦方向の１目盛りは２Ａ、電圧波形の縦方向の１目盛りは２０Ｖである。
また、図４において横方向の１目盛りは５００ｍｓであり、図５，図６において横方向の１目盛りは１０μｓである。
【００６１】
図４〜図６によると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路の静電容量がキャパシタ１０６の静電容量（０．１μＦ）とほぼ等しい期間Ａ１において、放電灯２には数百ｍＡ、数十Ｖのリップル成分が供給されるが、出力キャパシタ回路の静電容量が連続的に増大するにつれて、このリップル成分が徐々に減少し、出力キャパシタ回路の静電容量がキャパシタ１０７の静電容量（２．２μＦ）とほぼ等しくなる期間Ａ２において、リップル成分は図の波形上からほとんど確認できない程度に小さくなる。
また、図４に示す波形から分かるように、放電灯２に供給される電流、電圧の波形には、図９の波形に示すような不連続な変化は生じていない。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態によれば、イグナイタ１１４において放電開始用の高電圧パルスが発生した後、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路の静電容量が連続的に増大し、放電灯２の定常時の静電容量が点灯時の静電容量に比べて大きくなる。
そのため、放電灯の点灯時には出力キャパシタ回路の容量を小さくして突入電流を抑え、定常時には出力キャパシタ回路の静電容量を大きくして放電灯へのリップル成分供給を抑えることができる。これにより、突入電流による放電灯の寿命の低下を抑えることができるとともに、リップル成分による音響共鳴を防止して、発光のちらつきや立ち消え等の現象を起き難くすることができる。
【００６３】
また、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力電圧、電流は、図８に示す従来回路のように急激に変動しない。そのため、放電状態の不安定化など、放電灯の寿命に悪影響を及ぼす現象が防止されるため、放電灯の故障率を大幅に減らすことができる。
【００６４】
更に、図８に示す従来回路では、切り替えに伴う電圧、電流の変動を抑えるために、小容量と大容量の２つのキャパシタ（２０６，２０７）の容量差をあまり大きくすることができないが、本実施形態によれば、両者をどのような値に設定しても、電圧、電流の急激な変動を抑えつつ、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路の静電容量をスムーズに変化させることができる。
したがって、突入電流およびリップル電流の大きさを、それぞれ要求仕様に従って独立に設計することが可能になり、設計の自由度が大幅に向上する。
【００６５】
また、ＭＯＳトランジスタ１０８に供給されるゲート電圧の変化の時定数は、ゲート駆動回路１０９のキャパシタ１２０、抵抗１１８および１１９の値に応じて任意に設定可能である。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路における静電容量の変化のスピードを、放電灯の特性に応じて適切に設定することが可能になる。これにより、放電状態の不安定化等の現象を防いで、装置の信頼性を向上させることができる。
【００６６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々のバリエーションが存在し得る。
【００６７】
上述した実施形態において用いられる放電灯は、直流電圧によって駆動されるタイプのものであるが、これに限らず、例えば交流駆動型の放電灯を用いる装置についても本発明は適用可能である。
【００６８】
図７は、その構成の一例を示す図である。
図７に示す放電灯点灯装置は、図２に示す放電灯点灯装置におけるＤＣ−ＤＣコンバータ１０２とイグナイタ１１４との間に、交流スイッチ回路１２１が設けられている。交流スイッチ回路１２１は、例えば図７に示すようにフルブリッジ回路とその制御回路を含んでおり、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の直流電圧を例えば１００〜３００Ｈｚ程度の周波数で正負に交互に反転させて出力する。
その他、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２における出力キャパシタ回路の静電容量の変化等は、上述した実施形態と同じであり、これと同様の効果を奏することが可能である。
【００６９】
また、上述した実施形態では、抵抗とキャパシタの時定数回路を用いて、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲートに徐々に変化する電圧を供給しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、演算増幅器により三角波等の信号を生成する回路や、制御部１１５のデジタル信号をデジタル−アナログ変換器等でアナログ信号に変換する回路等により、所望の傾斜を有するゲート電圧駆動信号を生成しても良い。
【００７０】
また、上述した実施形態では、キャパシタ１０７にＭＯＳトランジスタ１０８を直列に接続する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＭＯＳトランジスタの代わりにバイポーラトランジスタ等、種々のトランジスタを用いても良い。キャパシタ１０７に直列に接続される回路は、少なくとも、駆動信号に応じてその抵抗を連続的に可変できれるものであれば良い。
【００７１】
また、上述した実施形態に係るＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路では、並列接続された２つのキャパシタ（１０６、１０７）の一方（１０７）に直列に可変抵抗回路（１０８）を挿入し、その抵抗値を徐々に減少させることにより、回路の等価的な静電容量を連続的に減少させているが、本発明はこれに限定されない。
【００７２】
例えば、直列接続された２つのキャパシタの一方に可変抵抗回路が並列に接続された回路を、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力キャパシタ回路としても良い。イグナイタにおいて放電開始用の高電圧が発生した後、該可変抵抗回路の抵抗値を徐々に減少させると、該可変抵抗回路とキャパシタとの並列回路のアドミタンスにおける該可変抵抗回路のコンダクタンス成分が、キャパシタの容量成分に対して相対的に増大する。したがって、該並列回路と他方のキャパシタとを直列に接続した出力キャパシタ回路の等価的な静電容量は、該可変抵抗回路の抵抗値の減少に伴って連続的に増大する。
この場合、可変抵抗回路に並列に接続されるキャパシタを小容量、他方のキャパシタを大容量とすれば、出力キャパシタ回路の静電容量をこの小容量から大容量へ連続的に増大させることが可能になる。
【００７３】
また、上述した実施形態では、出力キャパシタ回路として、キャパシタと可変抵抗回路との組み合わせによる回路を示しているが、本発明はこれに限定されない、例えば、電圧等に応じて静電容量を変化させる可変容量素子を用いても良い。
【００７４】
また、上述した実施形態では、制御信号Ｓ２のオンのタイミングと、イグナイタ１１４における高電圧パルスの発生タイミングとを一致させているが、本発明はこれに限定されない。少なくとも、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２の出力キャパシタ回路において静電容量が変化し始めるタイミングが、イグナイタ１１４において高電圧パルスが発生するタイミングより後であれば良く、その限りにおいて、制御信号Ｓ２のオンのタイミングは任意に設定可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態に係る投影装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す放電灯点灯装置の構成の一例を示す図である。
【図３】ゲート駆動回路の構成の一例を示す図である。
【図４】点灯時に放電灯へ供給される電流および電圧の波形の一例を示す図である。
【図５】図４における波形の一部を拡大した第１の図である。
【図６】図４における波形の一部を拡大した第２の図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る、交流駆動型放電灯の放電灯点灯装置の構成例を示す図である。
【図８】従来の放電灯点灯装置の構成例を示す回路図である。
【図９】図８に示す放電灯点灯装置において、スイッチをオフからオンに切り替えた瞬間に放電灯に供給される電流および電圧の波形を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…放電灯点灯装置、２…放電灯、３…映像信号処理部、４…ドライバ、５…液晶パネル、６…照射レンズ、１０１…ＡＣ−ＤＣコンバータ、１０２…ＤＣ−ＤＣコンバータ、１０３…スイッチ、１０４…ダイオード、１０５…インダクタ、１０６，１０７，１２０…キャパシタ、１０８…ＭＯＳトランジスタ、１０９…ゲート駆動回路、１１０…電流検出部、１１１…電圧検出部、１１２…電力制御部、１１３…ＰＷＭ部、１１４…イグナイタ、１１５…制御部、１１６…電源スイッチ、１１７…制御部用電源、１１８，１１９…抵抗
【図１】
2005203197.tif 000003
【図２】
2005203197.tif 000004
【図３】
2005203197.tif 000005
【図４】
2005203197.tif 000006
【図５】
2005203197.tif 000007
【図６】
2005203197.tif 000008
【図７】
2005203197.tif 000009
【図８】
2005203197.tif 000010
【図９】
2005203197.tif 000011