(57)【要約】【課題】突入電流の発生を抑制し、点灯始動時における放電灯の電極の劣化を低減することにより放電灯の長寿命化を実現するための放電灯点灯装置を提供すること。【解決手段】放電灯点灯装置１０は、放電ランプ１００に電流を供給し、放電ランプ１００を駆動するインバータブリッジ２０と、インバータブリッジ２０を制御するブリッジドライバー３０及びＭＣＵ４０と、を含む。ブリッジドライバー３０及びＭＣＵ４０は、点灯信号１２に基づいて、インバータブリッジ２０が、放電ランプ１００の点灯を開始してから定常点灯に至るまでの点灯始動期間において所定期間だけ放電ランプ１００を交流駆動し、前記点灯始動期間において前記所定期間以外の期間は放電ランプ１００を直流駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所与の点灯信号に基づいて放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、
前記放電灯に電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部を含み、
前記放電灯駆動部は、
前記点灯信号に基づいて、前記放電灯の点灯を開始してから定常点灯に至るまでの点灯始動期間において所定期間だけ前記放電灯を交流駆動し、前記点灯始動期間において前記所定期間以外の期間は前記放電灯を直流駆動するように制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記放電灯が最後に消灯してから点灯を開始するまでの時間に関する点灯履歴情報を取得する点灯履歴取得部を含み、
前記放電灯駆動部は、
前記点灯履歴情報に基づいて、前記点灯始動期間において前記放電灯の交流駆動を開始するタイミングを制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記放電灯の周囲温度を検出する温度検出部を含み、
前記放電灯駆動部は、
前記放電灯の周囲温度に基づいて、前記点灯始動期間において前記放電灯の交流駆動を開始するタイミングを制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記放電灯駆動部は、
前記放電灯の電力制御を行うダウンチョッパー回路の出力に基づいて前記放電灯に電流を供給するインバータブリッジ回路と、
前記インバータブリッジ回路を制御するブリッジドライバー回路と、
前記ブリッジドライバー回路を制御するブリッジドライバー制御部と、を含み、
前記ブリッジドライバー制御部は、
前記点灯信号に基づいて、前記インバータブリッジ回路が、前記点灯始動期間において前記所定期間だけ前記放電灯を交流駆動し、前記点灯始動期間において前記所定期間以外の期間は前記放電灯を直流駆動するように前記ブリッジドライバー回路を制御することを特徴とする放電灯点灯装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の放電灯点灯装置を含むプロジェクタ。
【請求項６】
放電灯に電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部を含み、所与の点灯信号に基づいて前記放電灯を点灯させる放電灯点灯装置の制御方法であって、
前記点灯信号に基づいて、前記放電灯駆動部が、前記放電灯の点灯を開始してから定常点灯に至るまでの点灯始動期間において所定期間だけ前記放電灯を交流駆動し、前記点灯始動期間において前記所定期間以外の期間は前記放電灯を直流駆動するように制御するステップを含むことを特徴とする放電灯点灯装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電灯点灯装置、プロジェクタ及び放電灯点灯装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタの光源として高圧水銀ランプなどの放電ランプが使用されており、放電ランプの長寿命化が望まれている。放電ランプの長寿命化を実現するためには、放電ランプの点灯始動時における放電ランプの電極の劣化を極力少なくすることが重要な課題である。
【０００３】
放電ランプの点灯始動時には、まず、数十ｋＶの高電圧パルスが放電ランプの電極間に印加され、電極間が絶縁破壊されることにより放電路が形成される。その後、電極間が高インピーダンスの状態のグロー放電から、電極がある程度温まり電極間のインピーダンスが下がるとアーク放電に移行する。アーク放電に移行した後は、両電極が均等に消耗するように電極間に交流電流を流して放電ランプの交流駆動が行われる。
【０００４】
ここで、グロー放電の期間は電極が劣化しやすいので、グロー放電の期間をできる限り短くしてアーク放電に移行させるのが長寿命化の鍵となる。従来、点灯始動時にできる限りはやく電極を温めるために、アーク放電に移行するまでは電極間の一方向のみに電流を流す直流起動方式の放電灯点灯装置が提案されている。
【特許文献１】特開平９−８２４８０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、直流起動方式の放電灯点灯装置では、点灯始動後のグロー放電からアーク放電に移行するときの電極間インピーダンスが急激に低下する期間において放電ランプの電極間に突入電流と呼ばれる１００Ａ以上の大電流が流れてしまう。そのため、放電ランプの電極が劣化し、放電灯の寿命を短くする原因となっていた。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、突入電流の発生を抑制し、点灯始動時における放電灯の電極の劣化を低減することにより放電灯の長寿命化を実現するための放電灯点灯装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る放電灯点灯装置は、所与の点灯信号に基づいて放電灯を点灯させる放電灯点灯装置であって、前記放電灯に電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部を含み、前記放電灯駆動部は、前記点灯信号に基づいて、前記放電灯の点灯を開始してから定常点灯に至るまでの点灯始動期間において所定期間だけ前記放電灯を交流駆動し、前記点灯始動期間において前記所定期間以外の期間は前記放電灯を直流駆動するように制御することを特徴とする。
【０００８】
所与の点灯信号は、例えば、電源スイッチがＯＮになったことを放電灯点灯装置の外部の装置（ＣＰＵ等）が検出することにより発生させてもよい。
【０００９】
放電灯は、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等であってもよい。
【００１０】
定常点灯は、放電灯の電極間のインピーダンスが低下し、放電灯がアーク放電を継続する点灯状態である。
【００１１】
放電灯駆動部は、例えば、専用の回路であってもよいし、汎用のマイクロコンピュータであってもよい。
【００１２】
所定期間は、例えば、交流駆動により突入電流を分散させて放電灯の電極間に流れる電流のピーク値を十分小さくするのに必要な長さの時間（例えば、０．５ｍｓ〜２０ｍｓ）であってもよい。また、所定期間は、例えば、制御信号により可変に設定可能であってもよい。さらに、所定のタイミングで放電灯の交流駆動を開始することもできる。所定のタイミングは、例えば、点灯始動期間において突入電流が発生する前の任意のタイミングであってもよく、突入電流が発生する直前がより好ましい。また、所定のタイミングは、例えば、制御信号により可変に設定可能であってもよい。
【００１３】
交流駆動の周波数は、例えば、１０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ程度であってもよい。また、交流駆動の周波数は、例えば、制御信号により可変に設定可能であってもよい。
【００１４】
本発明によれば、点灯始動期間における所定期間だけ放電灯を交流駆動し、点灯始動期間におけるその他の期間は放電灯を直流駆動する。さらに、所定のタイミングで放電灯の交流駆動を開始することもできる。従って、直流駆動により放電灯を温める時間を短縮しながらも交流駆動により突入電流を所定の期間において分散させることができるので、点灯始動期間における放電灯の電極の劣化を低減することができる。その結果、放電灯の長寿命化を実現することができる。
【００１５】
（２）本発明に係る放電灯点灯装置は、前記放電灯が最後に消灯してから点灯を開始するまでの時間に関する点灯履歴情報を取得する点灯履歴取得部を含み、前記放電灯駆動部は、前記点灯履歴情報に基づいて、前記点灯始動期間において前記放電灯の交流駆動を開始するタイミングを制御することを特徴とする。
【００１６】
点灯履歴情報は、例えば、放電灯が最後に消灯した時刻とその後点灯を開始した時刻の２つの時刻情報であってもよいし、放電灯が連続して消灯していた時間の情報であってもよい。
【００１７】
点灯履歴取得部は、放電灯点灯装置の内部に存在し、バックアップ電池等で常に動作する時計から時刻情報（点灯履歴情報）を取得してもよい。また、点灯履歴取得部は、放電灯点灯装置がネットワークに接続されている場合には、ネットワークを介してタイムサーバから正確な時刻情報（点灯履歴情報）を取得してもよい。
【００１８】
点灯履歴取得部は、例えば、専用の回路であってもよいし、汎用のマイクロコンピュータであってもよい。また、例えば、ブリッジドライバー制御部に相当するマイクロコンピュータが点灯履歴取得部を兼ねてもよい。
【００１９】
放電灯点灯装置が点灯履歴情報を内部で記憶するような場合は、放電灯点灯装置の電源がＯＦＦしても点灯履歴情報が消失しないようにするために、例えば、点灯履歴情報は不揮発性メモリに記憶させてもよい。
【００２０】
本発明によれば、点灯履歴情報に基づいて、点灯始動期間において放電灯の交流駆動を開始するタイミングを制御する。一般に、放電灯内部の自由電子が少ないほど点灯に要する時間が長くなる。すなわち、放電灯が消灯していた時間が長いほど放電灯を点灯させるのに時間がかかり、突入電流が発生するタイミングも遅くなる。従って、点灯履歴情報から突入電流が発生するタイミングを推定し、放電灯の交流駆動を開始するタイミングが突入電流の発生直前になるように制御すれば、放電灯の電極の劣化をより効果的に低減することができる。
【００２１】
（３）本発明に係る放電灯点灯装置は、前記放電灯の周囲温度を検出する温度検出部を含み、前記放電灯駆動部は、前記放電灯の周囲温度に基づいて、前記点灯始動期間において前記放電灯の交流駆動を開始するタイミングを制御することを特徴とする。
【００２２】
温度検出部は、例えば、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ等の感温素子を放電灯の周辺に設置して、放電灯の周囲温度を検出してもよい。
【００２３】
本発明によれば、放電灯の周囲温度に基づいて、点灯始動期間において放電灯の交流駆動を開始するタイミングを制御する。一般に、放電灯の温度が低いほど点灯させるのに時間がかかり、突入電流が発生するタイミングも遅くなる。従って、放電灯の周囲温度に基づいて、突入電流が発生するタイミングを推定し、放電灯の交流駆動を開始するタイミングが突入電流の発生直前になるように制御すれば、放電灯の電極の劣化をより効果的に低減することができる。例えば、放電灯の周囲温度が所定のしきい値を超えたら交流駆動を開始するようにしてもよい。
【００２４】
また、点灯履歴情報と放電灯の周囲温度の両方に基づいて、点灯始動期間において放電灯の交流駆動を開始するタイミングを制御するようにしてもよい。点灯履歴情報と放電灯の周囲温度の両方から突入電流が発生するタイミングをより正確に推定することができるので、放電灯の電極の劣化をさらに効果的に低減することができる。
【００２５】
（４）本発明に係る放電灯点灯装置は、前記放電灯駆動部は、前記放電灯の電力制御を行うダウンチョッパー回路の出力に基づいて前記放電灯に電流を供給するインバータブリッジ回路と、前記インバータブリッジ回路を制御するブリッジドライバー回路と、前記ブリッジドライバー回路を制御するブリッジドライバー制御部と、を含み、前記ブリッジドライバー制御部は、前記点灯信号に基づいて、前記インバータブリッジ回路が、前記点灯始動期間において前記所定期間だけ前記放電灯を交流駆動し、前記点灯始動期間において前記所定期間以外の期間は前記放電灯を直流駆動するように前記ブリッジドライバー回路を制御することを特徴とする。
【００２６】
ダウンチョッパー回路は、例えば、商用電源を全波整流した後にさらにＰＦＣ（Power Factor Correction）で昇圧した直流電圧を入力とし、当該入力電圧を降圧して出力する回路であってもよい。ダウンチョッパー回路は、放電灯点灯装置の内部にあってもよいし、外部にあってもよい。
【００２７】
ブリッジドライバー制御部は、例えば、専用の回路であってもよいし、汎用のマイクロコンピュータであってもよい。
【００２８】
本発明によれば、インバータブリッジ回路のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するだけで、放電灯の交流駆動と直流駆動を簡単に切り替えることができる。
【００２９】
（５）本発明は、上記のいずれかに記載の放電灯点灯装置を含むプロジェクタである。
【００３０】
本発明によれば、突入電流を所定の期間に分散することにより点灯始動期間における放電灯の電極の劣化を低減することができるので、放電灯を長期間交換する必要のないプロジェクタを提供することができる。
【００３１】
（６）本発明は、放電灯に電流を供給し、前記放電灯を駆動する放電灯駆動部を含み、所与の点灯信号に基づいて前記放電灯を点灯させる放電灯点灯装置の制御方法であって、前記点灯信号に基づいて、前記放電灯駆動部が、前記放電灯の点灯を開始してから定常点灯に至るまでの点灯始動期間において所定期間だけ前記放電灯を交流駆動し、前記点灯始動期間において前記所定期間以外の期間は前記放電灯を直流駆動するように制御するステップを含むことを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、点灯始動期間における所定期間だけ放電灯を交流駆動し、点灯始動期間におけるその他の期間は直流駆動するように放電灯点灯装置を制御する。さらに、所定のタイミングで放電灯の交流駆動を開始することもできる。従って、直流駆動により放電灯を温める時間を短縮しながらも交流駆動により突入電流を所定の期間に分散することができるので、点灯始動期間における放電灯の電極の劣化を効果的に低減することができる。その結果、放電灯の長寿命化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００３４】
１．放電灯点灯装置
図１は、本実施の形態の放電灯点灯装置の回路図の一例である。
【００３５】
放電灯点灯装置１０は、インバータブリッジ２０を含む。インバータブリッジ２０は、後述するブリッジドライバー３０、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）４０とともに、放電ランプ１００（放電灯）に電流を供給し、放電ランプ１００（放電灯）を駆動する放電灯駆動部として機能する。インバータブリッジ２０は、ダウンチョッパー８０の出力に基づいて放電ランプ１００（放電灯）に電流を供給する。
【００３６】
放電灯点灯装置１０は、ブリッジドライバー３０、マイクロコンピュータユニット（ＭＣＵ）４０を含む。
【００３７】
ブリッジドライバー３０及びＭＣＵ４０は、インバータブリッジ２０を制御する放電灯駆動制御部として機能する。ブリッジドライバー３０及びＭＣＵ４０は、点灯信号１２に基づいて、インバータブリッジ２０が、放電ランプ１００（放電灯）の点灯を開始してから定常点灯に至るまでの点灯始動期間において所定期間だけ放電ランプ１００（放電灯）を交流駆動し、点灯始動期間において所定期間以外の期間は放電ランプ１００（放電灯）を直流駆動するように制御する。
【００３８】
ここで、ブリッジドライバー３０は、インバータブリッジ２０を制御し、放電ランプ１００の電極間に流れるランプ電流の方向を制御する。
【００３９】
ＭＣＵ４０は、ブリッジドライバー３０を制御するブリッジドライバー制御部として機能する。ＭＣＵ４０は、点灯信号１２に基づいて、インバータブリッジ２０が、点灯始動期間において所定期間だけ放電ランプ１００（放電灯）を交流駆動し、点灯始動期間において所定期間以外の期間は放電ランプ１００（放電灯）を直流駆動するようにブリッジドライバー３０を制御する。
【００４０】
放電灯点灯装置１０は、点灯履歴取得部５０を含んでもよい。点灯履歴取得部５０は、複数の時刻情報１４を取得する。
【００４１】
ここで、複数の時刻情報１４は、少なくとも放電ランプ１００が最後に消灯した時刻及び点灯を開始した時刻を含んでいる。すなわち、時刻情報１４は、放電ランプ１００（放電灯）が最後に消灯してから点灯を開始するまでの時間に関する点灯履歴情報に相当する。点灯履歴取得部５０は、取得した点灯履歴情報５２をＭＣＵ４０に供給する。
【００４２】
ブリッジドライバー３０及びＭＣＵ４０（放電灯駆動制御部）は、点灯履歴情報５２に基づいて、インバータブリッジ２０が点灯始動期間において放電ランプ１００（放電灯）の交流駆動を開始するタイミングを制御するようにしてもよい。
【００４３】
ここで、放電ランプ１００が最後に消灯してから点灯を開始するまでの時間が短いほど放電ランプ１００がアーク放電（定常点灯）に移行するのに必要な時間が短くなり、突入電流が発生するタイミングも早くなる。
【００４４】
従って、ＭＣＵ４０は、点灯履歴情報５２から突入電流が発生するタイミングを推定し、突入電流が発生する前から放電ランプ１００の交流駆動を開始するようにブリッジドライバー３０を制御することができる。
【００４５】
放電灯点灯装置１０は、温度検出部６０を含んでもよい。温度検出部６０は、放電ランプ１００（放電灯）の周囲温度を検出する。例えば、温度検出部６０はサーミスタ等の感温素子で構成されていてもよい。
【００４６】
温度検出部６０は放電ランプ１００の周囲温度に関する情報６２（アナログ値）を出力し、Ａ／Ｄ変換器７０を介してアナログ値６２がデジタル値７２に変換されてＭＣＵ４０に供給される。
【００４７】
ブリッジドライバー３０及びＭＣＵ４０（放電灯駆動制御部）は、放電ランプ１００（放電灯）の周囲温度に基づいて、インバータブリッジ２０が点灯始動期間において放電ランプ１００（放電灯）の交流駆動を開始するタイミングを制御するようにしてもよい。
【００４８】
ここで、放電ランプ１００の周囲温度が高いほど放電ランプ１００がアーク放電（定常点灯）に移行するのに必要な時間が短くなり、放電ランプ１００の周囲温度に応じて突入電流が発生するタイミングも早くなる。
【００４９】
従って、ＭＣＵ４０は、放電ランプ１００の周囲温度から突入電流が発生するタイミングを推定し、突入電流が発生する前から放電ランプ１００の交流駆動を開始するようにブリッジドライバー３０を制御することができる。
【００５０】
ＭＣＵ４０は、例えば、ランプ１００の周囲温度に関する情報（デジタル値７２）から周囲温度が所定のしきい値を超えたと判断した時に交流駆動を開始するようにブリッジドライバー３０を制御してもよい。
【００５１】
ダウンチョッパー８０は、直流電源１１０の電圧（例えば、ＤＣ３８０Ｖ）を所定の電圧（例えば、５０Ｖ〜１３０Ｖ）に降圧してインバータブリッジ２０に供給する。直流電源１１０は、例えば、商用電源を全波整流し、さらにＰＦＣで昇圧した直流電圧であってもよい。
【００５２】
ダウンチョッパー８０は、例えば、トランジスタ等のスイッチ素子Ｔ１、ダイオードＤ１、コイルＬ１、コンデンサＣ１を含んで構成されている。スイッチ素子Ｔ１の一端は直流電源の＋端子に接続されており、他端はダイオードＤ１のカソード端子及びコイルＬ１の一端に接続されている。スイッチ素子Ｔ１の制御端子には、所定の制御回路（例えば、ＭＣＵ４０であってもよい）からスイッチ素子Ｔ１のＯＮ／ＯＦＦを制御するための制御信号が供給される。コンデンサＣ１の一端はコイルＬ１に接続されており、他端はダイオードＤ１のアノード端子及び直流電源１１０の−端子に接続されている。コンデンサＣ１の両端にかかる電圧がダウンチョッパー８０の出力電圧となり、インバータブリッジ２０に供給される。
【００５３】
ここで、スイッチ素子Ｔ１がＯＮすると、コイルＬ１に電流が流れ、コイルＬ１にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチＴ１がＯＦＦすると、コイルＬ１に蓄えられたエネルギーがコンデンサＣ１とダイオードＤ１とを通る経路で放出される。その結果、ダウンチョッパー８０の入力電圧（直流電源１１０の出力電圧）が降圧され、コンデンサＣ１の両端にはスイッチ素子Ｔ１がＯＮする時間の割合に応じた直流電圧（例えば、５０Ｖ〜１３０Ｖ）が発生する。例えば、定常点灯時に放電ランプ１００で消費される電力が一定になるように、放電ランプ１００の電極間に流れる電流値に応じてスイッチ素子Ｔ１がＯＮする時間の割合が調整される。
【００５４】
なお、ダウンチョッパー８０は、放電灯点灯装置１０の必須の構成要素ではなく、放電灯点灯装置１０の内部にあってもよいし、外部にあってもよい。
【００５５】
イグナイタ回路９０は、放電ランプ１００の点灯始動直後に放電ランプ１００の電極間を絶縁破壊して放電路を形成するために放電ランプ１００の電極間に数十ｋＶ以上の高電圧を発生させる。放電ランプ１００の電極間に放電路が形成されると、イグナイタ回路９０は動作を停止し、インバータブリッジを介して放電ランプ１００の電極間にランプ電流が供給される。
【００５６】
インバータブリッジ２０は、例えば、４つのスイッチ素子Ｔ２〜Ｔ５を含むフルブリッジ形のインバータ回路として構成される。スイッチ素子Ｔ２の一端とスイッチ素子Ｔ４の一端はダウンチョッパー８０に含まれるコンデンサＣ１の一端に接続されている。スイッチ素子Ｔ３の一端とスイッチ素子Ｔ５の一端はコンデンサＣ１の他端に接続されている。スイッチ素子Ｔ２の他端とスイッチ素子Ｔ３の他端はイグナイタ回路９０を介して放電ランプ１００の陽極に接続されている。スイッチ素子Ｔ４の他端とスイッチ素子Ｔ５の他端はイグナイタ回路９０を介して放電ランプ１００の陰極に接続されている。
【００５７】
ここで、スイッチ素子Ｔ２の制御端子とスイッチ素子Ｔ５の制御端子には、ブリッジドライバー３０からスイッチ素子Ｔ２及びＴ５のＯＮ／ＯＦＦを共通に制御するための制御信号３２が供給される。
【００５８】
一方、スイッチ素子Ｔ３とスイッチ素子Ｔ４の制御端子には、ブリッジドライバー３０からスイッチ素子Ｔ３及びＴ４のＯＮ／ＯＦＦを共通に制御するための制御信号３４が供給される。
【００５９】
ブリッジドライバー３０は、スイッチ素子Ｔ２及びＴ５がＯＮの時はスイッチ素子Ｔ３及びＴ４はＯＦＦし、逆にスイッチ素子Ｔ３及びＴ４がＯＮの時はスイッチ素子Ｔ２及びＴ５はＯＦＦするように制御信号３２及び３４を生成する。従って、スイッチ素子Ｔ２及びＴ５がＯＮの時はコンデンサＣ１の一端からスイッチ素子Ｔ２、放電ランプ１００（陽極から陰極へ）、スイッチ素子Ｔ５の順に流れるランプ電流が発生する。一方、スイッチ素子Ｔ３及びＴ４がＯＮの時はコンデンサＣ１の一端からスイッチ素子Ｔ４、放電ランプ１００（陰極から陽極へ）、スイッチ素子Ｔ３の順に流れるランプ電流が発生する。
【００６０】
ブリッジドライバー３０は、放電ランプ１００の点灯開始直後は、スイッチ素子Ｔ２及びＴ５がＯＮし、スイッチ素子Ｔ３及びＴ４がＯＦＦするように制御信号３２及び３４を生成する。すなわち、インバータブリッジ２０によって放電ランプ１００は点灯開始直後は直流駆動され、陽極から陰極にのみ電流が流れる。
【００６１】
また、ブリッジドライバー３０は、放電ランプ１００の点灯始動期間において所定期間だけ、スイッチ素子Ｔ２及びＴ５のＯＮ／ＯＦＦとスイッチ素子Ｔ３及びＴ４のＯＦＦ／ＯＮが比較的短い周期で繰り返されるように制御信号３２及び３４を生成する。すなわち、インバータブリッジ２０によって放電ランプ１００は比較的高い周波数（例えば、１０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚ）で交流駆動される。
【００６２】
また、ブリッジドライバー３０は、その後の点灯始動期間において、再び、スイッチ素子Ｔ２及びＴ５がＯＮし、スイッチ素子Ｔ３及びＴ４がＯＦＦするように制御信号３２及び３４を生成する。すなわち、インバータブリッジ２０によって放電ランプ１００は直流駆動され、陽極から陰極にのみ電流が流れる。
【００６３】
さらに、ブリッジドライバー３０は、定常点灯状態に至るとスイッチ素子Ｔ２及びＴ５のＯＮ／ＯＦＦとスイッチ素子Ｔ３及びＴ４のＯＦＦ／ＯＮが比較的長い周期で繰り返されるように制御信号３２及び３４を生成する。すなわち、定常点灯時には、インバータブリッジ２０によって放電ランプ１００は比較的低い周波数（例えば、１００Ｈｚ〜２００Ｈｚ）で交流駆動される。
【００６４】
図２は、本実施の形態の放電灯点灯装置における点灯始動時のランプ電流の様子を説明するための図である。一方、図４は、比較例として従来の放電灯点灯装置における点灯始動時のランプ電流の様子を説明するための図である。以下、図１を参照しながら図２、図４における点灯始動時のランプ電流の様子を説明する。
【００６５】
図２、図４に示す通り、点灯開始時にイグナイタ回路９０が発生する数十ｋＶ以上の高電圧（イグニッション電圧）が放電ランプ１００の電極間に印加される。
【００６６】
この時、従来の放電灯点灯装置では、放電ランプ１００を直流駆動するように、例えば、インバータブリッジ２０のスイッチ素子Ｔ２及びＴ５がＯＮ、Ｔ３及びＴ４がＯＦＦになっている。放電ランプ１００はグロー放電状態のため、ダウンチョッパー８０の出力電圧は例えば１４０Ｖ以上の電圧になっておりその電圧でダウンチョッパー８０のコンデンサＣ１に電荷が蓄積される。
【００６７】
そして、イグニッション電圧の印加後グロー放電からアーク放電への移行とともに放電ランプ１００のインピーダンスが急激に低下し、例えば約１０μｓ後に、コンデンサＣ１に蓄積された電荷がスイッチ素子Ｔ２及びＴ５を通して放電ランプ１００の電極間に放出されるため、図４に示す通り、放電ランプ１００の電極間に突入電流がそのまま流れていた。
【００６８】
一方、図１で説明した本実施の形態の放電灯点灯装置でも、点灯開始時に放電ランプ１００を直流駆動するように、例えば、インバータブリッジ２０のスイッチ素子Ｔ２及びＴ５がＯＮ、Ｔ３及びＴ４がＯＦＦになっている。そのため、イグニッション電圧の印加により発生する電荷の一部がスイッチ素子Ｔ２、Ｔ５を通してダウンチョッパー８０のコンデンサＣ１に蓄積される。
【００６９】
しかし、本実施の形態の放電灯点灯装置では、従来の放電灯点灯装置と異なり、ＭＣＵ４０がブリッジドライバー３０に制御信号３２、３４を生成させ、インバータブリッジ２０が点灯開始から約１０μｓ後に放電ランプ１００を交流駆動するように制御する。
【００７０】
すなわち、Ｔ２、Ｔ５がＯＮでＴ３、Ｔ４がＯＦＦの状態とＴ２、Ｔ５がＯＦＦでＴ３、Ｔ４がＯＮの状態が周期的に繰り返されるように制御信号３２、３４が生成される。その結果、図２に示す通り、放電ランプ１００のランプ電流は約０．５〜２０ｍｓの間、約１０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚの周波数で交流駆動される。
【００７１】
ここで、スイッチ素子Ｔ２及びＴ３（又はスイッチ素子Ｔ４及びＴ５）が同時にＯＮする期間が存在するとコンデンサＣ１の両端がショートし、スイッチ素子Ｔ２及びＴ３（又はスイッチ素子Ｔ４及びＴ５）に大電流が流れるため破壊されてしまう危険性がある。
【００７２】
そのため、スイッチ素子Ｔ２及びＴ５のＯＮ／ＯＦＦとスイッチ素子Ｔ３及びＴ４のＯＦＦ／ＯＮが切り替わる時に、スイッチ素子Ｔ２〜Ｔ５がすべてＯＦＦとなるデッドタイムと呼ばれる期間（例えば約４００〜５００ｎｓ）が挿入される。
【００７３】
デッドタイムの期間はスイッチ素子Ｔ２〜Ｔ５がすべてＯＦＦとなるので、放電ランプ１００に電流が流れない。すなわち、デッドタイムの割合が大きくなるほどコンデンサＣ１に蓄積された電荷を放出するのに時間を要することになる。交流駆動の周波数が高いほどデッドタイムの割合が大きくなるので、交流駆動期間を長くする必要がある。
【００７４】
一方、交流駆動期間が長くなるとアーク放電による定常点灯に至るまでのグロー放電の期間が長くなり、放電ランプの電極が劣化しやすくなる。
【００７５】
従って、交流駆動周波数と交流駆動期間は、突入電流の分散と交流駆動期間の短縮のトレードオフを考慮して、ランプの電極の劣化が最も低減されるような最適値を選択するのが好ましい。コンデンサＣ１の容量値にもよるが、交流駆動期間は、例えば、約０．５〜２０ｍｓであってもよい。また、交流駆動周波数は、例えば、約１０ｋＨｚ〜７０ｋＨｚであってもよい。
【００７６】
なお、交流駆動を開始するタイミング、交流駆動期間の長さ、交流駆動の周波数は、放電灯点灯装置の外部から供給される制御信号により、それぞれ独立して可変に設定可能にしてもよい。
【００７７】
このように、点灯始動期間において、放電ランプ１００を一時的に交流駆動することにより、コンデンサＣ１に蓄積された電荷の放出を分散させることができ、放電ランプ１００の電極間に突入電流が瞬時に流れ込むのを効果的に防止することができる。従って、点灯始動期間における放電灯の電極の劣化を低減し、放電灯の長寿命化を実現することができる。
【００７８】
さらに、図１で説明した本実施の形態の放電灯点灯装置では、交流駆動期間の経過後の点灯始動期間（例えば、約１〜３ｓ）においては再び放電ランプ１００を直流駆動する。放電ランプ１００を直流駆動することにより、交流駆動の場合と比較してアーク放電による定常点灯に至るまでの時間を短縮することができるので、点灯始動期間における放電灯の電極の劣化をさらに低減し、放電灯の長寿命化を実現することができる。
【００７９】
２．プロジェクタ
図３に、本実施の形態のプロジェクタの構成例を示す。プロジェクタ５００は、画像信号変換部５１０、直流電源装置５２０、放電灯点灯装置５３０、放電ランプ５４０、ミラー群５５０、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ、画像処理装置５７０、ＣＰＵ５８０、時計５９０を含んで構成されている。
【００８０】
画像信号変換部５１０は、外部から入力された画像信号５０２（輝度-色差信号やアナログＲＧＢ信号など）をデジタルＲＧＢ信号に変換して画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂを生成し、画像処理装置５７０に供給する。
【００８１】
画像処理装置５７０は、３つの画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂに対してそれぞれ画像処理を行い、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂを出力する。
【００８２】
直流電源装置５２０は、外部の交流電源６００から供給される交流電圧を所定の直流電圧に変換し、各部に供給する。
【００８３】
放電灯点灯装置５３０は、放電ランプ５４０の点灯状態を制御する。放電灯点灯装置５３０は、点灯信号５８２が入力されると放電ランプ５４０の電極間に高電圧を発生して電極間を絶縁破壊して放電路を形成する。その後、点灯始動期間を経て放電ランプ５４０が定常点灯状態に至ると放電ランプ５４０を交流駆動する。
【００８４】
放電ランプ５４０が発する光線は、ミラー群５５０に含まれる２つのダイクロイックミラーを通してそれぞれＲ、Ｇ、Ｂのみの３つの光線に分離され、その他のミラーで反射されて、それぞれ液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂに透過される。液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂには、それぞれ駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂによる画像が表示されており、それぞれＲ、Ｇ、Ｂのみの３つの光線が透過された後プリズムで合成された画像がスクリーン７００に表示される。
【００８５】
ＣＰＵ５８０は、プロジェクタの点灯開始から消灯に至までの動作を制御する。プロジェクタの電源が投入され直流電源装置５２０の出力電圧が所定の値になると、点灯信号５８２を発生して放電灯点灯装置５３０に供給する。
【００８６】
時計５９０は、例えば、プロジェクタ５００の電源を切ってもバックアップ電池で動作してネットワークや電波を介して常に現在の時刻情報５９２を出力することができる。
【００８７】
ここで、放電灯点灯装置５３０は、例えば、図１の構成の回路により構成されており、点灯始動期間における所定期間だけ放電ランプ５４０を交流駆動する。こうすることにより、放電ランプ５４０の電極間に突入電流が瞬時に流れ込むのを効果的に防止することができ、点灯始動期間における放電ランプ５４０の電極の劣化を低減することができる。
【００８８】
また、放電灯点灯装置５３０は、点灯始動期間において所定期間以外の期間は放電ランプ５４０を直流駆動するので、アーク放電による定常点灯に至るまでの時間を短縮することができる。そのため、点灯始動期間における放電ランプ５４０の電極の劣化をさらに低減することができる。
【００８９】
また、放電灯点灯装置５３０は、時計５９０から放電ランプ５４０が最後に消灯した時刻とその後点灯を開始した時刻の２つの時刻情報（点灯履歴情報）５９２を受け取り、点灯履歴情報５９２に基づいて、点灯始動期間において放電ランプ５４０の交流駆動を開始するタイミングを制御するようにしてもよい。ここで、点灯履歴情報５９２に基づいて、突入電流が発生するタイミングを推定し、放電ランプ５４０の交流駆動を開始するタイミングが突入電流の発生直前になるように制御することにより、放電ランプ５４０の電極の劣化をより効果的に低減することができる。
【００９０】
また、放電灯点灯装置５３０は、放電ランプ５４０の周囲温度を検出し、周囲温度に基づいて、点灯始動期間において放電ランプ５４０の交流駆動を開始するタイミングを制御するようにしてもよい。ここで、周囲温度に基づいて、突入電流が発生するタイミングを推定し、放電ランプ５４０の交流駆動を開始するタイミングが突入電流の発生直前になるように制御することにより、放電ランプ５４０の電極の劣化をより効果的に低減することができる。
【００９１】
さらに、放電灯点灯装置５３０は、点灯履歴情報５９２と周囲温度の両方に基づいて、点灯始動期間において放電ランプ５４０の交流駆動を開始するタイミングを制御するようにしてもよい。こうすることにより、突入電流が発生するタイミングをより正確に推定することができるので、放電ランプ５４０の電極の劣化をより効果的に低減することができる。
【００９２】
プロジェクタ５００は、放電灯点灯装置５３０を含むことにより放電ランプ５４０の長寿命化を実現することができるので、放電ランプ５４０を長期間交換する必要がない。
【００９３】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００９４】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本実施の形態の放電灯点灯装置の回路図の一例。
【図２】本実施の形態の放電灯点灯装置における点灯始動時のランプ電流の様子を説明するための図。
【図３】本実施の形態のプロジェクタの構成例を示す図。
【図４】従来の放電灯点灯装置における点灯始動時のランプ電流の様子を説明するための図。
【符号の説明】
【００９６】
１０  放電灯点灯装置、１２  点灯信号、１４  時刻情報、２０  インバータブリッジ、３０  ブリッジドライバー、３２  制御信号、３４  制御信号、４０  ＭＣＵ（マイクロコンピュータユニット）、５０  点灯履歴取得部、５２  点灯履歴情報、６０  温度検出部、６２  放電ランプの周囲温度に関する情報（アナログ値）、７０  Ａ／Ｄ変換器、７２  デジタル値、８０  ダウンチョッパー、９０  イグナイタ回路、１００  放電ランプ、１１０  直流電源、５００  プロジェクタ、５１０  画像信号変換部、５１２Ｒ  画像信号（Ｒ）、５１２Ｇ  画像信号（Ｇ）、５１２Ｂ  画像信号（Ｂ）、５２０  直流電源装置、５３０  放電灯点灯装置、５４０  放電ランプ、５５０  ミラー群、５６０Ｒ  液晶パネル（Ｒ）、５６０Ｇ  液晶パネル（Ｇ）、５６０Ｂ  液晶パネル（Ｂ）、５７０  画像処理装置、５７２Ｒ  液晶パネル（Ｒ）駆動信号、５７２Ｇ  液晶パネル（Ｇ）駆動信号、５７２Ｂ  液晶パネル（Ｂ）駆動信号、５８０  ＣＰＵ、５８２  点灯信号、５９０  時計、５９２  時刻情報（点灯履歴情報）、６００  交流電源、７００  スクリーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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