(57)【要約】【課題】電圧の低下時の電源部品の温度上昇を避ける。【解決手段】放電ランプ２０を点灯させる放電灯点灯装置１０であって、外部から供給される交流電圧ＡＣを直流電圧ＤＣに変換する電源回路１００と、交流電圧ＡＣを整流した整流電圧ＲＶを出力する整流器１１０と、整流電圧ＲＶと接地電位ＧＮＤとを比較した比較パルスＣＰを出力する比較器１２０と、比較器１２０が出力する比較パルスＣＰの幅が所定の幅以上か否かを監視し監視結果ＰＷを出力するパルス幅監視部１３０と、監視結果ＰＷに基づきＤＣ／ＤＣコンバータ１５０から放電ランプ２０へ供給する電力を制御する電力制御回路１４０と、を含む。【選択図】図３
2009134983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、
外部から供給される交流電圧を整流する整流器と、
前記整流器の出力電圧と接地電位とを比較した結果を出力する比較器と、
前記交流電圧を所定の電圧の直流電圧に変換して出力する電源回路と、
前記直流電圧を前記放電灯の駆動電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記比較器の出力に基づき前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記放電灯へ供給する電力を制御する電力制御回路と、
を含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、前記比較器は、ヒステリシス機能を備えた比較器であることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、前記比較器は、ラッチ機能を備えた比較器であることを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放電灯点灯装置において、前記放電灯点灯装置は、さらに、前記比較器の出力に基づき状況を表示する表示部を備えたことを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項５】
放電灯と、請求項１から４のいずれか一項に記載の放電灯点灯装置とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯を点灯させる放電灯点灯装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタやリアプロジェクションテレビなどの放電灯点を光源とする投射型表示装置は、放電灯から射出された光束を光変調素子で光学像に変調して映像をスクリーンに投影している。このような投射型表示装置に用いられる放電灯点灯装置は、放電灯を安定して点灯させるために、放電灯に供給する駆動電力を一定に制御している。しかしながら、停電等により商用電源の供給が絶たれると、電源回路のコンデンサにチャージしている電荷動作を停止してしまう。
【０００３】
この問題を解決するために、例えば特許文献１には、入力電圧をモニタし電圧が所定の電圧値以下に低下した時に、電源が出力する電流を低減して商用電源の瞬断時も電力供給を継続する無停電電源装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０３５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、入力電圧の低い状態が継続すると、電源回路の電力変換効率が低下して電源部品の温度上昇が起こるという問題がある。また、ランプのちらつきや機器の動作不安定を招き、使用者に故障したような印象を与えてしまうという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、外部から供給される交流電圧を整流する整流器と、前記整流器の出力電圧と接地電位とを比較した結果を出力する比較器と、前記交流電圧を所定の電圧の直流電圧に変換して出力する電源回路と、前記直流電圧を前記放電灯の駆動電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータと、前記比較器の出力に基づき前記ＤＣ／ＤＣコンバータから前記放電灯へ供給する電力を制御する電力制御回路と、を含むことを特徴とする放電灯点灯装置。
【０００８】
この構成によれば、外部から供給される交流電圧の低下時に放電灯へ供給する電力を低減させることで、電源部品に流れる電流量を減少させることができ、電源部品の温度上昇を抑制できる。
【０００９】
［適用例２］
上記の放電灯点灯装置において、前記比較器は、ヒステリシス機能を備えていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、外部から供給される交流電圧の変動が継続した場合にヒステリシス機能を備えた比較器を使うことにより比較パルスを安定させることができるので、放電灯のちらつきを防ぐことができる。
【００１１】
［適用例３］
上記の放電灯点灯装置において、前記比較器は、ラッチ機能を備えていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、外部から供給される交流電圧の変動が継続した場合にラッチ機能を備えた比較器を使うことにより比較パルスを安定させることができるので、放電灯のちらつきを防ぐことができる。
【００１３】
［適用例４］
上記の放電灯点灯装置において、前記放電灯点灯装置は、さらに、前記比較器の出力に基づき状況を表示する表示部を備えていてもよい。
【００１４】
この構成によれば、外部から供給される交流電圧の低下時に放電灯へ供給する電力を低減させていることを使用者に知らせることができる。
【００１５】
［適用例５］
放電灯と、上記の放電灯点灯装置とを備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【００１６】
この構成によれば、外部から供給される交流電圧の低下時に放電灯へ供給する電力を低減させるので、電源電圧の低下時における電源回路の発熱や、瞬断時のランプの消灯を未然に防ぎ、安定して動作するプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、放電灯点灯装置とプロジェクタの実施形態について図面に従って説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
＜プロジェクタの構成＞
図１は、放電灯点灯装置１０とプロジェクタ１の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、プロジェクタ１は、画像の投写を行う画像投写部２と、制御部４と、操作部６と、画像処理部８と、放電灯点灯装置１０と、を有している。
【００１９】
まず、画像投写部２について説明する。画像投写部２は、放電ランプ２０、３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂ、投写レンズ２６、ライトバルブ駆動部２２等によって構成されている。
【００２０】
図２は、画像投写部２の構成をより詳細に示す構成図であり、放電ランプ２０から射出された光がスクリーンＳＣに至るまでの光路を示している。
【００２１】
図２に示すように、画像投写部２は、照明光学系２３と、色光分離光学系２５と、リレー光学系２７と、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム２９と、投写レンズ２６とを備えている。
【００２２】
照明光学系２３は、光源として超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電型光源ランプである放電ランプ２０と、第１のレンズアレイ２３０と、第２のレンズアレイ２３２と、偏光変換素子２３４と、重畳レンズ２３６とを備えている。放電ランプ２０から射出された光線束は、微小なレンズ２３０ａがマトリクス状に配置された第１のレンズアレイ２３０によって多数の微小な光線束に分割される。第２のレンズアレイ２３２及び重畳レンズ２３６は、分割された光線束のそれぞれが、照明対象である３つの液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂの全体を照射するように備えられている。このため、各光線束が液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂで重畳され、液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂの全体がほぼ均一に照明される。
【００２３】
偏光変換素子２３４は、放電ランプ２０からの光を液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂで効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。照明光学系２３を射出した偏光光は、色光分離光学系２５に入射する。
【００２４】
色光分離光学系２５は、第１のダイクロイックミラー２５０と、第１の反射ミラー２５２と、第２のダイクロイックミラー２５４とを備えており、照明光学系２３から射出された光を、波長域の異なる３色の光に分離する。第１のダイクロイックミラー２５０は、略赤色の光を透過させるとともに、透過する光よりも短波長の光を反射する。第１のダイクロイックミラー２５０を透過した赤色光Ｒは、第１の反射ミラー２５２で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｒを照明する。
【００２５】
第１のダイクロイックミラー２５０で反射された光のうち、緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー２５４によって反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｇを照明する。また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー２５４を透過し、リレー光学系２７を通過して、青色光用の液晶ライトバルブ２４０Ｂを照明する。
【００２６】
なお、青色光Ｂの経路は、他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、光線束の発散によって液晶ライトバルブ２４０Ｂへの照明効率が低下するのを抑制するために、青色光Ｂの経路には、リレー光学系２７が設けられている。リレー光学系２７は、入射側レンズ２７０と、第２の反射ミラー２７２と、リレーレンズ２７４と、第３の反射ミラー２７６と、射出側レンズ２７８と、を備えている。色光分離光学系２５から射出した青色光Ｂは、入射側レンズ２７０によってリレーレンズ２７４の近傍で収束し、射出側レンズ２７８に向けて発散する。
【００２７】
液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂのそれぞれは、一対の透明基板間に液晶が封入された液晶パネル２４１を備えており、液晶パネル２４１の入射側表面及び射出側表面には、それぞれ入射側偏光板２４２及び射出側偏光板２４３が貼り付けられている。入射側偏光板２４２及び射出側偏光板２４３は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過可能であり、入射側偏光板２４２は、偏光変換素子２３４によって揃えられた偏光方向の偏光光を透過可能となっている。このため、各液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂに入射する各色光の大部分は入射側偏光板２４２を透過して、液晶パネル２４１に入射する。
【００２８】
液晶パネル２４１を構成する図示しない透明基板上には、ライトバルブ駆動部２２（図１参照）を構成するデータ線駆動回路２２０と走査線駆動回路２２２が形成されている。走査線駆動回路２２２は、前記透明基板上に形成された図示しない走査線Ｙ１〜Ｙｎに接続され、複数の走査線Ｙ１〜Ｙｎの中から１本の走査線を順次選択する。データ線駆動回路２２０は、前記透明基板上に形成された図示しないデータ線Ｘ１〜Ｘｍに接続され、各データ線Ｘ１〜Ｘｍに画像データに応じた信号を供給する。走査線駆動回路２２２が１本の走査線を選択している期間中に、データ線駆動回路２２０が各データ線Ｘ１〜Ｘｍに画像データに応じた信号を供給すると、選択画素（選択された走査線に接続された横１列の画素群）に駆動電圧が印加され、これを全ての走査線Ｙ１〜Ｙｎで繰り返すことにより、液晶パネル上の全ての画素に画像データに応じた電圧が時分割で印加され、１画面（１フレーム）分の光学像が形成される。
【００２９】
図２に戻って、液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂから射出した各色光からなる光学像は、クロスダイクロイックプリズム２９に入射する。クロスダイクロイックプリズム２９は、各液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂから射出された各色の光学像を、画素毎に合成してカラー画像を表す光学像を形成する。クロスダイクロイックプリズム２９によって合成された光学像は、投写レンズ２６によってスクリーンＳＣに拡大投写され、画像として表示される。
【００３０】
図１に戻って、制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）等からなる不揮発性の記憶部としてのＲＯＭ４２、各種データの一時記憶等に用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）４４、及びその他の電気回路等を備え、ＣＰＵ４０がＲＯＭ４２に記憶されている制御プログラムに従って動作することにより、プロジェクタ１の動作を統括制御する。
【００３１】
操作部６を構成する操作パネル６４及びリモコン６０は、プロジェクタ１に対して各種指示を行うためのものであり、ユーザが操作パネル６４を操作すると、操作パネル６４は、ユーザの操作内容に応じた操作信号を制御部４に出力する。また、ユーザがリモコン６０を操作すると、リモコン６０は、ユーザの操作内容に応じた赤外線の操作信号を発し、リモコン信号受信部６２がこれを受信して制御部４に伝達する。
【００３２】
次に、画像処理部８を構成する画像データ変換部８０、画像データ処理部８２及びフレームメモリ８４について説明する。
画像データ変換部８０は、外部の図示しない画像供給装置（画像再生装置やパーソナルコンピュータ等）から各種形式の画像データを入力可能となっており、入力された画像データを、制御部４の指示に従って、画像データ処理部８２で処理可能な形式の画像データに変換し、画像データ処理部８２に出力する。
【００３３】
画像データ処理部８２は、入力される画像データをフレームメモリ８４に順次記憶（格納）するとともに、記憶した画像データを読み出すことができる。さらに、制御部４の指示に従って、読み出した画像データに対して、解像度を液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂの解像度（画素数）に合わせる解像度変換や、輝度調整、コントラスト調整、シャープネス調整等の各種画質調整、或いは、メニューやメッセージ等のＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）画像を合成する処理を施し、処理後の画像データをライトバルブ駆動部２２に出力する。ライトバルブ駆動部２２は画像処理部８から入力された画像データに基づいて液晶ライトバルブ２４０Ｒ，２４０Ｇ，２４０Ｂを駆動して、放電ランプ２０から射出された光束を画像光に変調する。
【００３４】
＜放電灯点灯装置の構成＞
次に、第１実施形態に係る放電灯点灯装置の構成について、図３を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図である。
【００３５】
図３に示すように、放電灯点灯装置１０は、電源回路１００と、整流器であるダイオード１１０と、比較器であるヒステリシスコンパレータ１２０と、パルス幅監視部１３０と、電力制御回路１４０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０と、インバータ回路１６０と、イグナイタ回路１７０と、表示部１８０と、から構成されている。
【００３６】
電源回路１００は、商用電源１０００から供給される交流電圧ＡＣを直流電圧ＤＣに変換する。ダイオード１１０は、交流電圧ＡＣを半波整流した整流電圧ＲＶを出力する。ヒステリシスコンパレータ１２０は、整流電圧ＲＶと接地電位ＧＮＤとを比較した比較パルスＣＰを出力する。パルス幅監視部１３０は、比較パルスＣＰの幅が所定の幅以上か否かを監視し監視結果ＰＷを出力する。電力制御回路１４０は、監視結果ＰＷに基づきＤＣ／ＤＣコンバータ１５０から放電ランプ２０へ供給する電力ＤＸを制御する。インバータ回路１６０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０から出力された直流の電力ＤＸを交流電力ＡＸに変換する。イグナイタ回路１７０は、交流電力ＡＸから放電ランプ２０を始動させるためのパルス電圧ＰＳを生成する。なお、放電ランプ２０が始動するとイグナイタ回路１７０は機能を停止し、インバータ回路１６０の出力である交流電力ＡＸが放電ランプ２０に供給されるので定常点灯状態を維持する。表示部１８０は、監視結果ＰＷに基づき状況を表示する。
【００３７】
＜放電灯点灯装置の動作＞
次に、放電灯点灯装置の動作について図４を参照して説明する。図４は、放電灯点灯装置の動作を示す波形図である。
【００３８】
図４（Ａ）に示すように、例えば実効電圧が１００Ｖである商用電源１０００から供給される交流電圧ＡＣの波形は、最大値が１００Ｖ×√２、最小値が−１００Ｖ×√２の正弦波となる。この交流電圧ＡＣをダイオード１１０で半波整流した整流電圧ＲＶは、交流電圧ＡＣの正弦波の正の部分の波形となる。ヒステリシスコンパレータ１２０により整流電圧ＲＶと接地電位ＧＮＤとを比較した比較パルスＣＰは、パルス幅がＷ１であるとする。例えば、放電灯点灯装置１０を使ったプロジェクタの保障下限電圧を９０Ｖとした場合の比較パルスＣＰのパルス幅をＷとすると、Ｗ１＞Ｗとなる。この時の監視結果ＰＷをＨレベルとする。
【００３９】
次に、図４（Ｂ）に商用電源１０００が９０Ｖ未満に低下した場合の交流電圧ＡＣの波形と整流電圧ＲＶの波形と比較パルスＣＰの波形を示す。この時のパルス幅をＷ２とすると、Ｗ２＜Ｗとなり、この時の監視結果ＰＷはＬレベルとなる。監視結果ＰＷがＬレベルとなった時点で電力制御回路１４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５０が出力する電力ＤＸを低下させてインバータ回路１６０及びイグナイタ回路１７０などの電子部品に流れる電流を減少させるように動作する。商用電源１０００が９０Ｖ以上に回復し監視結果ＰＷがＨレベルになった時点で電力制御回路１４０は、電力ＤＸを元の値に戻すようにＤＣ／ＤＣコンバータ１５０を制御する。
【００４０】
以上に述べた本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
【００４１】
本実施形態では、外部から供給される交流電圧の低下時に電源回路から放電灯へ供給する電力を低減させることで、電源部品に流れる電流量を減少させることができ、電源部品の温度上昇を抑制でき、放電灯のちらつきを防ぐことができる。
【００４２】
以上、放電灯点灯装置の実施形態を説明したが、こうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることができる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００４３】
（変形例１）放電灯点灯装置の変形例１について説明する。前記第１実施形態では、比較器として図３に示すようなヒステリシスコンパレータ１２０を例示したが、図５に示すようにコンパレータの出力にラッチ回路を追加したラッチ機能を備えた比較器であるラッチコンパレータ１２２にしてもよい。
【００４４】
（変形例２）放電灯点灯装置の変形例２について説明する。表示部１８０は、監視結果ＰＷがＨレベルの時は、正常状態を示す緑のランプを点灯し、監視結果ＰＷがＬレベルの時は、異常状態を示す赤のランプを点灯するようにしてもよいし、プロジェクタの画面に「電圧低下」などとメッセージを表示するようにしてもよい。
【００４５】
（変形例３）放電灯点灯装置の変形例３について説明する。前記第１実施形態では、整流器としてダイオード１１０を使った半波整流器で説明したが、全波整流器でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態に係るプロジェクタの光学系の構成を示す図。
【図３】第１実施形態に係る放電灯点灯装置の構成を示す回路図。
【図４】放電灯点灯装置の動作を示す波形図。
【図５】変形例１に係る比較器の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【００４７】
１…プロジェクタ、１０…放電灯点灯装置、２０…放電ランプ、１００…電源回路、１１０…ダイオード、１２０…ヒステリシスコンパレータ、１２２…ラッチコンパレータ、１３０…パルス幅監視部、１４０…電力制御回路、１５０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１６０…インバータ回路、１７０…イグナイタ回路、１８０…表示部、１０００…商用電源。
【図１】
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【図２】
2009134983.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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