JP2015106478A - Discharge lamp driving device, light source device, projector, and discharge lamp driving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放電灯駆動装置、光源装置、プロジェクター、及び放電灯駆動方法に関する。 The present invention relates to a discharge lamp driving device, a light source device, a projector, and a discharge lamp driving method.
放電灯の寿命を向上させることを目的として、放電灯の立ち上げ時において放電灯に供給される駆動電流を制御する構成が提案されている(例えば、特許文献1)。
立ち上げ時における駆動電流の制御方法としては、例えば、初めは駆動電流を低く設定し、徐々に増大させていくような方法が知られている。このように駆動電流を制御することで、放電状態が不安定な段階における放電灯に供給されるエネルギーを低く抑えることができる。これにより、電極と管内壁との間で放電が生じたような場合であっても、管内壁の損傷を抑制することができる。
For the purpose of improving the life of the discharge lamp, there has been proposed a configuration for controlling the drive current supplied to the discharge lamp when the discharge lamp is started up (for example, Patent Document 1).
As a method for controlling the drive current at the start-up, for example, a method is known in which the drive current is initially set low and gradually increased. By controlling the drive current in this way, the energy supplied to the discharge lamp at a stage where the discharge state is unstable can be kept low. Thereby, even if it is a case where discharge arises between an electrode and a tube inner wall, damage to a tube inner wall can be suppressed.
しかし、上記のような方法では、放電灯の劣化に対して対応できず、放電灯の寿命を十分に向上できない場合があった。すなわち、放電灯が、例えば、経時等によって劣化すると、立ち上げ時における放電状態が安定するまでの時間は長くなるため、放電状態が不安定な段階で駆動電流の電流値が高くなってしまう場合があった。これにより、放電灯の管内壁に失透等の損傷が生じ、放電灯の寿命を十分に向上できない場合があった。 However, the method as described above cannot cope with the deterioration of the discharge lamp and may not sufficiently improve the life of the discharge lamp. In other words, if the discharge lamp deteriorates, for example, over time, the time until the discharge state stabilizes at the time of start-up becomes longer, so the current value of the drive current becomes higher when the discharge state is unstable. was there. As a result, damage such as devitrification occurs on the inner wall of the discharge lamp, and the life of the discharge lamp may not be sufficiently improved.
一方、立ち上げ時における放電灯に供給される駆動電流の電流勾配を、放電灯の劣化に対応できるように、初期の段階から十分緩やかに設定すれば、放電灯が劣化した場合においても、放電灯が損傷することを抑制できる。しかし、この方法では、初期の段階から放電灯の立ち上げに要する時間が増大してしまうという問題があった。 On the other hand, if the current gradient of the drive current supplied to the discharge lamp at the time of start-up is set sufficiently gradual from the initial stage so that it can cope with the deterioration of the discharge lamp, even if the discharge lamp deteriorates, It can suppress that an electric lamp is damaged. However, this method has a problem that the time required to start up the discharge lamp increases from the initial stage.
本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、立ち上げ時間の増大を抑制するとともに、放電灯の寿命を十分に向上できる放電灯駆動装置、及びそのような放電灯駆動装置を用いた光源装置を提供することを目的の一つとする。また、そのような光源装置を用いたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。また、立ち上げ時間の増大を抑制するとともに、放電灯の寿命を十分に抑制できる放電灯駆動方法を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention has been made in view of the above-described problems, and suppresses an increase in start-up time, and can sufficiently improve the life of the discharge lamp, and such a discharge lamp driving device. An object is to provide a light source device using a discharge lamp driving device. Another object is to provide a projector using such a light source device. It is another object of the present invention to provide a discharge lamp driving method capable of suppressing an increase in start-up time and sufficiently suppressing the life of the discharge lamp.
本発明の放電灯駆動装置の一つの態様は、放電灯を駆動する駆動電流を前記放電灯に供給する放電灯駆動部と、前記放電灯の劣化情報を記憶する記憶部と、前記放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記放電灯の電極間に絶縁破壊が生じた時点から、前記放電灯が定常点灯状態に移行する時点までの移行期間において、前記記憶部に記憶された前記劣化情報に基づいた電流勾配で前記駆動電流を増大させるように、前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする。 One aspect of the discharge lamp driving device of the present invention includes a discharge lamp driving unit that supplies a driving current for driving the discharge lamp to the discharge lamp, a storage unit that stores deterioration information of the discharge lamp, and the discharge lamp driving. A control unit that controls the storage unit, wherein the control unit stores the memory in a transition period from the time when dielectric breakdown occurs between the electrodes of the discharge lamp to the time when the discharge lamp shifts to a steady lighting state. The discharge lamp driving unit is controlled to increase the driving current with a current gradient based on the deterioration information stored in the unit.
本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、移行期間において、劣化情報に基づいた電流勾配で駆動電流が供給される。これにより、放電灯の劣化の状態に応じて、駆動電流の電流勾配を制御できるため、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯の損傷を抑制することができる。したがって、本発明の放電灯駆動装置の一つの態様によれば、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯の寿命を十分に向上できる放電灯駆動装置が得られる。 According to one aspect of the discharge lamp driving device of the present invention, the driving current is supplied with a current gradient based on the deterioration information in the transition period. Thereby, since the current gradient of the drive current can be controlled according to the state of deterioration of the discharge lamp, damage to the discharge lamp can be suppressed while suppressing an increase in the startup time. Therefore, according to one aspect of the discharge lamp driving device of the present invention, a discharge lamp driving device that can sufficiently improve the life of the discharge lamp while suppressing an increase in start-up time can be obtained.
前記制御部は、前記移行期間において、前記駆動電流を段階的に増大させるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、駆動電流が段階的に増大するように制御されるため、制御が簡便である。
The control unit may control the discharge lamp driving unit so as to increase the driving current stepwise in the transition period.
According to this configuration, the control is simple because the drive current is controlled to increase stepwise.
前記劣化情報は、前記放電灯の累積点灯時間を含み、前記制御部は、前記移行期間において、前記累積点灯時間が長いほど、前記電流勾配が緩やかになるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、累積点灯時間によって、放電灯の劣化状態を把握できる。
The deterioration information includes a cumulative lighting time of the discharge lamp, and the control unit controls the discharge lamp driving unit so that the current gradient becomes gentler as the cumulative lighting time is longer in the transition period. It is good also as a structure.
According to this configuration, the deterioration state of the discharge lamp can be grasped from the accumulated lighting time.
前記劣化情報は、前記定常点灯状態における前記放電灯の前記電極間に印加される電圧値を含み、前記制御部は、前記移行期間において、前記電圧値が大きいほど、前記電流勾配が緩やかになるように前記放電灯駆動部を制御する構成としてもよい。
この構成によれば、放電灯の実使用時間とは無関係に、電極間が広がってしまったような場合であっても、放電灯の劣化状態について把握できる。
The deterioration information includes a voltage value applied between the electrodes of the discharge lamp in the steady lighting state, and the control unit has a gentler current gradient as the voltage value is larger in the transition period. In this manner, the discharge lamp driving unit may be controlled.
According to this configuration, it is possible to grasp the deterioration state of the discharge lamp even when the gap between the electrodes has spread regardless of the actual usage time of the discharge lamp.
本発明の光源装置の一つの態様は、光を射出する放電灯と、上記の放電灯駆動装置と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the light source device of the present invention includes a discharge lamp that emits light and the discharge lamp driving device.
本発明の光源装置の一つの態様によれば、上記の放電灯駆動装置を備えているため、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯の寿命を十分に向上できる光源装置が得られる。 According to one aspect of the light source device of the present invention, since the discharge lamp driving device is provided, a light source device that can sufficiently improve the life of the discharge lamp while suppressing an increase in start-up time can be obtained.
本発明のプロジェクターの一つの態様は、上記の光源装置と、前記光源装置から射出される光を映像信号に応じて変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。 One aspect of the projector according to the present invention includes the light source device, a light modulation element that modulates light emitted from the light source device in accordance with a video signal, and a light that is modulated by the light modulation element. A projection optical system for projecting upward.
本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、上記の光源装置を備えているため、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯の寿命を十分に向上できるプロジェクターが得られる。 According to one aspect of the projector of the present invention, since the light source device is provided, a projector that can sufficiently improve the life of the discharge lamp while suppressing an increase in startup time can be obtained.
本発明の放電灯駆動方法の一つの態様は、放電灯に駆動電流を供給して駆動させる放電灯駆動方法であって、前記駆動電流を、前記放電灯の電極間に絶縁破壊が生じた後、前記放電灯が定常点灯状態に移行するまでの移行期間において、前記放電灯の劣化情報に基づいた勾配で増大するように制御することを特徴とする。 One aspect of the discharge lamp driving method of the present invention is a discharge lamp driving method for driving a discharge lamp by supplying a driving current after the dielectric breakdown occurs between the electrodes of the discharge lamp. In the transition period until the discharge lamp transitions to a steady lighting state, the discharge lamp is controlled to increase with a gradient based on the deterioration information of the discharge lamp.
本発明の放電灯駆動方法の一つの態様によれば、上記と同様にして、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯の寿命を十分に向上できる。 According to one aspect of the discharge lamp driving method of the present invention, the life of the discharge lamp can be sufficiently improved while suppressing an increase in start-up time in the same manner as described above.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
Hereinafter, a projector according to an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
The scope of the present invention is not limited to the following embodiment, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, the actual structure may be different from the scale, number, or the like in each structure.
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター500は、光源装置200と、平行化レンズ305と、照明光学系310と、色分離光学系320と、3つの液晶ライトバルブ(光変調素子)330R,330G,330Bと、クロスダイクロイックプリズム340と、投射光学系350と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
光源装置200から射出された光は、平行化レンズ305を通過して照明光学系310に入射する。平行化レンズ305は、光源装置200からの光を平行化する機能を有する。
Light emitted from the
照明光学系310は、光源装置200から射出される光の照度を、液晶ライトバルブ330R,330G,330B上において均一化するように調整する機能を有する。照明光学系310は、光源装置200から射出される光の偏光方向を一方向に揃える機能も有する。その理由は、光源装置200から射出される光を液晶ライトバルブ330R,330G,330Bで有効に利用するためである。
The illumination
照度分布と偏光方向とが調整された光は、色分離光学系320に入射する。色分離光学系320は、入射光を赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)の3つの色光に分離する。3つの色光は、各色に対応付けられた液晶ライトバルブ330R,330G,330Bによりそれぞれ変調される。液晶ライトバルブ330R,330G,330Bは、後述する液晶パネル560R,560G,560Bと、偏光板(図示せず)と、を備えている。偏光板は、液晶パネル560R,560G,560Bのそれぞれの光入射側及び光射出側に配置される。
The light whose illuminance distribution and polarization direction are adjusted enters the color separation
変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム340により合成される。合成光は投射光学系350に入射する。投射光学系350は、入射光をスクリーン700(図3参照)に投射する。これにより、スクリーン700上に映像が表示される。なお、平行化レンズ305、照明光学系310、色分離光学系320、クロスダイクロイックプリズム340及び投射光学系350の各々の構成としては、周知の種々の構成を採用することができる。
The three modulated color lights are combined by the cross
図2は、光源装置200の構成を示す図である。光源装置200は、光源ユニット210と、放電灯点灯装置(放電灯駆動装置)10と、を備えている。図2には、光源ユニット210の断面図が示されている。光源ユニット210は、主反射鏡112と、放電灯90と、副反射鏡50と、を備えている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the
放電灯点灯装置10は、放電灯90に駆動電流(駆動電力)を供給して放電灯90を点灯させる。主反射鏡112は、放電灯90から放出された光を照射方向Dに向けて反射する。照射方向Dは、放電灯90の光軸AXと平行である。
The discharge
放電灯90の形状は、照射方向Dに沿って延びる棒状である。放電灯90の一方の端部(図示左側の端部)を第1端部90e1とし、放電灯90の他方の端部(図示右側の端部)を第2端部90e2とする。放電灯90の材料は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。放電灯90の中央部は球状に膨らんでおり、その内部は放電空間91である。放電空間91には、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封入されている。
The shape of the
放電空間91には、第1電極92及び第2電極93の先端が突出している。第1電極92は、放電空間91の第1端部90e1側に配置されている。第2電極93は、放電空間91の第2端部90e2側に配置されている。第1電極92及び第2電極93の形状は、光軸AXに沿って延びる棒状である。放電空間91には、第1電極92及び第2電極93の電極先端部が、所定距離だけ離れて対向するように配置されている。第1電極92及び第2電極93の材料は、例えば、タングステン等の金属である。
In the
放電灯90の第1端部90e1に、第1端子536が設けられている。第1端子536と第1電極92とは、放電灯90の内部を貫通する導電性部材534により電気的に接続されている。同様に、放電灯90の第2端部90e2に、第2端子546が設けられている。第2端子546と第2電極93とは、放電灯90の内部を貫通する導電性部材544により電気的に接続されている。第1端子536及び第2端子546の材料は、例えば、タングステン等の金属である。導電性部材534,544の材料としては、例えば、モリブデン箔が利用される。
A
第1端子536及び第2端子546は、放電灯点灯装置10に接続されている。放電灯点灯装置10は、第1端子536及び第2端子546に、放電灯90を駆動するための駆動電流を供給する。その結果、第1電極92及び第2電極93の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光(放電光)は、破線の矢印で示すように、放電位置から全方向に向かって放射される。
The
主反射鏡112は、固定部材114により、放電灯90の第1端部90e1に固定されている。主反射鏡112は、放電光のうち、照射方向Dと反対側に向かって進む光を照射方向Dに向かって反射する。主反射鏡112の反射面(放電灯90側の面)の形状は、放電光を照射方向Dに向かって反射できる範囲内において、特に限定されず、例えば、回転楕円形状であっても、回転放物線形状であってもよい。例えば、主反射鏡112の反射面の形状を回転放物線形状とした場合、主反射鏡112は、放電光を光軸AXに略平行な光に変換することができる。これにより、平行化レンズ305を省略することができる。
The main reflecting
副反射鏡50は、固定部材522により、放電灯90の第2端部90e2側に固定されている。副反射鏡50の反射面(放電灯90側の面)の形状は、放電空間91の第2端部90e2側の部分を囲む球面形状である。副反射鏡50は、放電光のうち、主反射鏡112が配置された側と反対側に向かって進む光を主反射鏡112に向かって反射する。これにより、放電空間91から放射される光の利用効率を高めることができる。
The
固定部材114,522の材料は、放電灯90からの発熱に耐え得る耐熱材料である範囲内において、特に限定されず、例えば、無機接着剤である。主反射鏡112及び副反射鏡50と放電灯90との配置を固定する方法としては、主反射鏡112及び副反射鏡50を放電灯90に固定する方法に限らず、任意の方法を採用できる。例えば、放電灯90と主反射鏡112とを、独立にプロジェクターの筐体(図示せず)に固定してもよい。副反射鏡50についても同様である。
The material of the fixing
以下、プロジェクター500の回路構成について説明する。
図3は、本実施形態のプロジェクター500の回路構成の一例を示す図である。プロジェクター500は、図1に示した光学系の他、画像信号変換部510と、直流電源装置80と、液晶パネル560R,560G,560Bと、画像処理装置570と、CPU(Central Processing Unit)580と、を備えている。
Hereinafter, the circuit configuration of the
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the
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)を所定のワード長のデジタル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。
The image
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う。画像処理装置570は、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を液晶パネル560R,560G,560Bに供給する。
The
直流電源装置80は、外部の交流電源600から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換する。直流電源装置80は、トランス(図示しないが、直流電源装置80に含まれる)の2次側にある画像信号変換部510、画像処理装置570及びトランスの1次側にある放電灯点灯装置10に直流電圧を供給する。
The DC
放電灯点灯装置10は、起動時に放電灯90の電極間に高電圧を発生し、絶縁破壊を生じさせて放電路を形成する。以後、放電灯点灯装置10は、放電灯90が放電を維持するための駆動電流Iを供給する。
The discharge
液晶パネル560R,560G,560Bは、前述した液晶ライトバルブ330R,330G,330Bにそれぞれ備えられている。液晶パネル560R,560G,560Bは、それぞれ駆動信号572R,572G,572Bに基づいて、前述した光学系を介して各液晶パネル560R,560G,560Bに入射される色光の透過率(輝度)を変調する。
CPU580は、プロジェクター500の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を制御する。例えば、図3の例では、通信信号582を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯装置10に出力する。CPU580は、放電灯点灯装置10から通信信号584を介して放電灯90の点灯情報を受け取る。
The
以下、放電灯点灯装置10の構成について説明する。
図4は、放電灯点灯装置10の回路構成の一例を示す図である。
放電灯点灯装置10は、図4に示すように、電力制御回路20と、極性反転回路30と、制御部40と、記憶部44と、動作検出部60と、イグナイター回路70と、を備えている。
Hereinafter, the configuration of the discharge
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of the discharge
As shown in FIG. 4, the discharge
電力制御回路20は、放電灯90に供給する駆動電力を生成する。本実施形態においては、電力制御回路20は、直流電源装置80からの電圧を入力とし、その入力電圧を降圧して直流電流Idを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。
The
電力制御回路20は、スイッチ素子21、ダイオード22、コイル23及びコンデンサー24を含んで構成される。スイッチ素子21は、例えば、トランジスターで構成される。本実施形態においては、スイッチ素子21の一端は直流電源装置80の正電圧側に接続され、他端はダイオード22のカソード端子及びコイル23の一端に接続されている。
The
コイル23の他端にコンデンサー24の一端が接続され、コンデンサー24の他端はダイオード22のアノード端子及び直流電源装置80の負電圧側に接続されている。スイッチ素子21の制御端子には、後述する制御部40から電流制御信号が入力されてスイッチ素子21のON/OFFが制御される。電流制御信号には、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御信号が用いられてもよい。
One end of a capacitor 24 is connected to the other end of the
スイッチ素子21がONすると、コイル23に電流が流れ、コイル23にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチ素子21がOFFすると、コイル23に蓄えられたエネルギーがコンデンサー24とダイオード22とを通る経路で放出される。その結果、スイッチ素子21がONする時間の割合に応じた直流電流Idが発生する。
When the
極性反転回路30は、電力制御回路20から入力される直流電流Idを所定のタイミングで極性反転させる。これにより、極性反転回路30は、制御された時間だけ継続する直流である駆動電流I、もしくは、任意の周波数を持つ交流である駆動電流Iを生成し、出力する。本実施形態において、極性反転回路30は、インバーターブリッジ回路(フルブリッジ回路)で構成されている。
The
極性反転回路30は、例えば、トランジスターなどで構成される第1のスイッチ素子31、第2のスイッチ素子32、第3のスイッチ素子33、及び第4のスイッチ素子34を含んでいる。極性反転回路30は、直列接続された第1のスイッチ素子31及び第2のスイッチ素子32と、直列接続された第3のスイッチ素子33及び第4のスイッチ素子34と、が互いに並列接続された構成を有する。第1のスイッチ素子31、第2のスイッチ素子32、第3のスイッチ素子33、及び第4のスイッチ素子34の制御端子には、それぞれ制御部40から極性反転制御信号が入力される。この極性反転制御信号に基づいて、第1のスイッチ素子31、第2のスイッチ素子32、第3のスイッチ素子33及び第4のスイッチ素子34のON/OFF動作が制御される。
The
極性反転回路30においては、第1のスイッチ素子31及び第4のスイッチ素子34と、第2のスイッチ素子32及び第3のスイッチ素子33と、を交互にON/OFFさせる動作が繰り返される。これにより、電力制御回路20から出力される直流電流Idの極性が交互に反転する。第1のスイッチ素子31と第2のスイッチ素子32との共通接続点、及び第3のスイッチ素子33と第4のスイッチ素子34との共通接続点から、制御された時間だけ同一極性状態を継続する直流である駆動電流I、もしくは制御された周波数をもつ交流である駆動電流Iを生成し、出力する。
In the
すなわち、極性反転回路30では、第1のスイッチ素子31及び第4のスイッチ素子34がONのときには第2のスイッチ素子32及び第3のスイッチ素子33がOFFであり、第1のスイッチ素子31及び第4のスイッチ素子34がOFFのときには第2のスイッチ素子32及び第3のスイッチ素子33がONであるように制御される。したがって、第1のスイッチ素子31及び第4のスイッチ素子34がONのときには、コンデンサー24の一端から第1のスイッチ素子31、放電灯90、第4のスイッチ素子34の順に流れる駆動電流Iが発生する。第2のスイッチ素子32及び第3のスイッチ素子33がONのときには、コンデンサー24の一端から第3のスイッチ素子33、放電灯90、第2のスイッチ素子32の順に流れる駆動電流Iが発生する。
That is, in the
本実施形態において、電力制御回路20と極性反転回路30とを合わせた部分が放電灯駆動部230に対応する。すなわち、放電灯駆動部230は、放電灯90を駆動する駆動電流Iを放電灯90に供給する。
In the present embodiment, the combined portion of the
制御部40は、放電灯駆動部230を制御する。図4の例では、制御部40は、電力制御回路20及び極性反転回路30を制御することにより、駆動電流Iが同一極性を継続する保持時間、駆動電流Iの電流値、周波数等を制御する。詳細については後述する。
The
制御部40は、極性反転回路30に対して、駆動電流Iの極性反転タイミングにより、駆動電流Iが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Iの周波数等を制御する極性反転制御を行う。また、制御部40は、電力制御回路20に対して、出力される直流電流Idの電流値を制御する電流制御を行う。
The
制御部40の構成は、特に限定されない。本実施形態においては、制御部40は、システムコントローラー41、電力制御回路コントローラー42、及び極性反転回路コントローラー43を含んで構成されている。なお、制御部40は、その一部または全てを半導体集積回路で構成してもよい。
The configuration of the
システムコントローラー41は、電力制御回路コントローラー42及び極性反転回路コントローラー43を制御することにより、電力制御回路20及び極性反転回路30を制御する。システムコントローラー41は、動作検出部60が検出したランプ電圧及び駆動電流Iに基づき、電力制御回路コントローラー42及び極性反転回路コントローラー43を制御してもよい。
The
本実施形態においては、システムコントローラー41には、記憶部44が接続されている。
システムコントローラー41は、記憶部44に格納された情報に基づき、電力制御回路20及び極性反転回路30を制御する。記憶部44には、例えば、駆動電流Iが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Iの電流値、周波数、波形、変調パターン等の駆動パラメーターに関する情報が格納されている。
In the present embodiment, a
The
また、記憶部44には、放電灯90の劣化情報、及び劣化情報に応じた立ち上げシーケンスに関する情報が格納されている。劣化情報は、放電灯90の劣化状態を示す情報である。劣化情報としては、放電灯90の劣化状態を把握できる範囲内において、特に限定されず、例えば、放電灯90の累積点灯時間や、定常点灯状態における放電灯90の電極間に印加されるランプ電圧値等である。また、劣化情報としては、例えば、瞬間的なランプ電圧値だけでなく、所定時間におけるランプ電圧値の平均値や、時間当たりのランプ電圧値の変化率でもよい。
In addition, the
なお、本明細書において「劣化状態」とは、性能が低下した状態のみを意味するものではなく、性能の向上・低下に関わらず、初期状態に対して変化した状態を意味するものである。すなわち、「劣化情報」とは、放電灯90の初期状態に対する変化を示すあらゆる情報を含む。
In the present specification, the “degraded state” does not mean only a state in which the performance is lowered, but means a state in which the state has changed from the initial state regardless of the improvement / degradation of the performance. In other words, the “deterioration information” includes all information indicating changes with respect to the initial state of the
劣化情報は、放電灯90の立ち上げ時において、システムコントローラー41によって参照される。システムコントローラー41は、記憶部44の劣化情報に応じて、立ち上げシーケンスを選択し、駆動電流Iを制御する。劣化情報は、例えば、放電灯90を消灯する直前において、その都度更新されて、記憶部44に記憶される。
The deterioration information is referred to by the
累積点灯時間は、放電灯90を点灯させた時間の累積時間である。累積点灯時間は、放電灯90の実使用時間を示す情報であるため、累積点灯時間を劣化情報として用いることで、放電灯90の劣化状態について把握できる。
The cumulative lighting time is a cumulative time for which the
定常点灯状態のランプ電圧値は、放電灯90の劣化と共に、第1電極92と第2電極93とが変形して広がり、上昇する傾向がある。そのため、定常点灯状態のランプ電圧値を劣化情報として用いることにより、放電灯90の劣化状態について把握できる。劣化情報として、ランプ電圧値を用いる場合においては、例えば、放電灯の実使用時間とは無関係に、電極間が広がってしまったような場合であっても、放電灯90の劣化状態について把握できる。
As the
立ち上げシーケンスに関する情報は、後述する移行期間Pにおいて、放電灯90の電極間に供給される駆動電流Iの電流勾配の情報を含んでいる。立ち上げシーケンスに関する情報は、例えば、プロジェクター500の出荷前に、予め記憶部44に格納されていてもよいし、出荷後に外部機器等を介して、格納されてもよい。
The information related to the startup sequence includes information on the current gradient of the drive current I supplied between the electrodes of the
本実施形態において、電流勾配とは、駆動電流Iが直線的に増加する場合の傾きのみを意味するものではなく、駆動電流Iが段階的に増加していくような場合の、駆動電流Iの増加割合等も意味する。すなわち、電流勾配の情報とは、移行期間Pにおける駆動電流Iの増加に関するすべての情報を含む。すなわち、例えば、本実施形態においては、後述するように、移行期間Pにおいて段階的に駆動電流Iを増大させて放電灯90を定常点灯状態へと移行させる構成であるため、駆動電流Iの電流勾配の情報とは、前後の段階における駆動電流Iの電流値の差と、次の段階の電流値に移行するまでの時間とである。
In the present embodiment, the current gradient does not mean only the gradient when the drive current I increases linearly, but the drive current I when the drive current I increases stepwise. It also means the rate of increase. That is, the current gradient information includes all information related to the increase in the drive current I in the transition period P. That is, for example, in the present embodiment, as will be described later, the drive current I is increased stepwise in the transition period P and the
電力制御回路コントローラー42は、システムコントローラー41からの制御信号に基づき、電力制御回路20へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路20を制御する。
The power
極性反転回路コントローラー43は、システムコントローラー41からの制御信号に基づき、極性反転回路30へ極性反転制御信号を出力することにより、極性反転回路30を制御する。
The polarity
制御部40は、専用回路を用いて実現され、上述した制御や後述する処理の各種制御を行うようにすることができる。制御部40は、例えば、CPUが記憶部44に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。
The
図5は、制御部40の他の構成例について説明するための図である。図5に示すように、制御部40は、制御プログラムにより、電力制御回路20を制御する電流制御手段40−1、極性反転回路30を制御する極性反転制御手段40−2として機能するように構成されてもよい。
FIG. 5 is a diagram for explaining another configuration example of the
図4に示した例では、制御部40は、放電灯点灯装置10の一部として構成されている。これに対して、制御部40の機能の一部をCPU580が担うように構成されていてもよい。
In the example shown in FIG. 4, the
動作検出部60は、例えば、放電灯90のランプ電圧を検出し、制御部40に駆動電圧情報を出力する電圧検出部、駆動電流Iを検出し、制御部40に駆動電流情報を出力する電流検出部などを含んでいてもよい。本実施形態においては、動作検出部60は、第1の抵抗61、第2の抵抗62及び第3の抵抗63を含んで構成されている。
The
本実施形態において、電圧検出部は、放電灯90と並列に、互いに直列接続された第1の抵抗61及び第2の抵抗62で分圧した電圧によりランプ電圧を検出する。また、本実施形態において、電流検出部は、放電灯90に直列に接続された第3の抵抗63に発生する電圧により駆動電流Iを検出する。
In the present embodiment, the voltage detection unit detects the lamp voltage by the voltage divided by the
イグナイター回路70は、放電灯90の点灯開始時にのみ動作する。イグナイター回路70は、放電灯90の点灯開始時に放電灯90の電極間(第1電極92と第2電極93との間)を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧(放電灯90の通常点灯時よりも高い電圧)を放電灯90の電極間(第1電極92と第2電極93との間)に供給する。本実施形態においては、イグナイター回路70は、放電灯90と並列に接続されている。
The
以下、駆動電流Iの極性と電極の温度との関係について説明する。
図6(A)〜図6(D)は、放電灯90に供給する駆動電流Iの極性と電極の温度との関係を示す説明図である。図6(A)及び図6(B)は、第1電極92及び第2電極93の動作状態を示している。これらの図には、第1電極92及び第2電極93の先端部分が示されている。第1電極92及び第2電極93の先端にはそれぞれ突起552p,562pが形成されている。第1電極92と第2電極93との間で生じる放電は、主として突起552pと突起562pとの間で生じる。本実施形態のように突起552p,562pがある場合には、突起が無い場合と比べて、第1電極92及び第2電極93における放電位置(アーク輝点の位置)の移動を抑えることができる。
Hereinafter, the relationship between the polarity of the drive current I and the electrode temperature will be described.
6A to 6D are explanatory diagrams showing the relationship between the polarity of the drive current I supplied to the
図6(A)は、第1電極92が陽極として動作し、第2電極93が陰極として動作する第1極性状態P1を示している。第1極性状態P1では、放電により、第2電極93(陰極)から第1電極92(陽極)へ電子が移動する。陰極(第2電極93)からは電子が放出される。陰極(第2電極93)から放出された電子は陽極(第1電極92)の先端に衝突する。この衝突によって熱が生じ、陽極(第1電極92)の先端(突起552p)の温度が上昇する。
FIG. 6A shows a first polarity state P1 in which the
図6(B)は、第1電極92が陰極として動作し、第2電極93が陽極として動作する第2極性状態P2を示している。第2極性状態P2では、第1極性状態P1とは逆に、第1電極92から第2電極93へ電子が移動する。その結果、第2電極93の先端(突起562p)の温度が上昇する。
このように、電子が衝突する陽極の温度は、電子を放出する陰極の温度と比べて高くなりやすい。
FIG. 6B shows a second polarity state P2 in which the
Thus, the temperature of the anode with which the electrons collide tends to be higher than the temperature of the cathode that emits electrons.
図6(C)は、放電灯90に供給される駆動電流Iの一例を示すタイミングチャートである。横軸は時間Tを示し、縦軸は駆動電流Iの電流値を示している。駆動電流Iは、放電灯90を流れる電流を示す。正値は第1極性状態P1を示し、負値は第2極性状態P2を示す。
FIG. 6C is a timing chart showing an example of the drive current I supplied to the
本実施形態においては、図6(C)に示すように、例えば、駆動電流Iとして矩形波交流電流が利用されている。本実施形態においては、第1極性状態P1と第2極性状態P2とが交互に繰り返されるように、駆動電流Iが放電灯90に供給される。ここで、第1極性区間Tpは、第1極性状態P1が続く時間を示し、第2極性区間Tnは、第2極性状態P2が続く時間を示す。
In this embodiment, as shown in FIG. 6C, for example, a rectangular wave alternating current is used as the drive current I. In the present embodiment, the drive current I is supplied to the
図6(C)に示す例では、第1極性区間Tpの平均電流値はIm1であり、第2極性区間Tnの平均電流値は−Im2である。放電灯90の駆動に適した駆動電流Iの駆動周波数は、放電灯90の特性に合わせて実験的に決定することができる。他の値Im1、−Im2、Tp、Tnも、同様に実験的に決定することができる。
In the example shown in FIG. 6C, the average current value in the first polarity section Tp is Im1, and the average current value in the second polarity section Tn is -Im2. The driving frequency of the driving current I suitable for driving the
図6(D)は、第1電極92の温度変化を示すタイミングチャートである。横軸は時間Tを示し、縦軸は温度Hを示している。第1極性状態P1では、第1電極92の温度Hが上昇し、第2極性状態P2では、第1電極92の温度Hが低下する。第1極性状態P1と第2極性状態P2が繰り返されるので、温度Hは最小値Hminと最大値Hmaxとの間で周期的に変化する。図示は省略するが、第2電極93の温度は、第1電極92の温度Hとは逆位相で変化する。すなわち、第1極性状態P1では、第2電極93の温度が低下し、第2極性状態P2では、第2電極93の温度が上昇する。
FIG. 6D is a timing chart showing the temperature change of the
次に、本実施形態におけるプロジェクター500の放電灯90の点灯動作について説明する。
図7(A)は、本実施形態のプロジェクター500における放電灯90の点灯動作を説明するための図であって、放電灯駆動部230から放電灯90に供給される駆動電流Iを模式的に示す図である。図7(A)において、縦軸は、駆動電流Iの電流値を示しており、横軸は、時間Tを示している。
Next, the lighting operation of the
FIG. 7A is a diagram for explaining the lighting operation of the
図7(B)は、放電灯90の電極間の放電状態の変化を説明するための図であって、図7(A)と合わせて、電極間の放電状態と、放電灯90に供給される駆動電流Iとの対応関係を示している。図7(B)において、横軸は、時間Tを示している。
FIG. 7B is a diagram for explaining the change in the discharge state between the electrodes of the
本実施形態のプロジェクター500においては、図7(A)に示すように、絶縁破壊期間Po、移行期間Pa、移行期間Pb、移行期間Pc、及び移行期間Pdを経て、定常点灯状態へと移行する。本実施形態においては、移行期間Paから移行期間Pdまでを合わせて、移行期間Pとする。移行期間Pは、立ち上げシーケンスに相当する。
In the
絶縁破壊期間Poは、放電灯90の第1電極92と第2電極93との間に、高電圧を印加して絶縁破壊を生じさせるための期間である。絶縁破壊期間Poにおいては、放電灯90内に放電が生じていないため、放電灯90の電極間に駆動電流Iは流れない。絶縁破壊期間Poは、絶縁破壊が生じた時点TSで終了し、移行期間Pへと推移する。絶縁破壊が生じた時点TSは、絶縁破壊期間Poと移行期間Paとの境界点である。
放電灯90の電極間に絶縁破壊が生じると、第1電極92と第2電極93との間にグロー放電が生じ、電極間に駆動電流Iが流れるようになる。
The dielectric breakdown period Po is a period for applying a high voltage between the
When dielectric breakdown occurs between the electrodes of the
移行期間Pは、絶縁破壊が生じた時点TSから、定常点灯状態に移行する時点TEまでの期間である。
各移行期間Pa,Pb,Pc,Pdにおいて供給される駆動電流Iの値は、移行期間毎に一定であり、移行期間が推移していくにつれて段階的に大きくなるように設定されている。すなわち、移行期間Pa、移行期間Pb、移行期間Pc、移行期間Pdの順で、放電灯90に供給される電流値は段階的に増大していく。各移行期間Pa,Pb,Pc,Pdにおける隣り合う期間の駆動電流Iの値の差、及び各期間の長さt1,t2,t3,t4は、上述した記憶部44に格納された立ち上げシーケンスに関する情報、より詳細には電流勾配の情報であり、それぞれ記憶部44に記憶されている劣化情報に応じて決定される。
The transition period P is a period from the time TS at which dielectric breakdown occurs to the time TE at which the steady lighting state is shifted.
The value of the drive current I supplied in each transition period Pa, Pb, Pc, Pd is constant for each transition period, and is set to increase stepwise as the transition period changes. That is, the current value supplied to the
本実施形態において、設定される立ち上げシーケンスの数は、特に限定されない。例えば、立ち上げシーケンスが3つ設定され、劣化情報を累積点灯時間とした場合における一例を示すと、累積点灯時間が1000時間未満である場合には、初期シーケンスとし、累積点灯時間が1000時間以上、2000時間未満である場合には、第2期シーケンスとし、累積点灯時間が2000時間以上である場合には、第3期シーケンスとするように設定することができる。このような場合においては、初期シーケンスから第3期シーケンスへと向かうにしたがって、電流勾配は緩やかに設定される。言い換えると、累積点灯時間が長いほど、電流勾配が緩やかになるように設定される。 In the present embodiment, the number of startup sequences that are set is not particularly limited. For example, when three start-up sequences are set and the deterioration information is set as the cumulative lighting time, an example is shown in which the cumulative lighting time is 1000 hours or more when the cumulative lighting time is less than 1000 hours. When the accumulated lighting time is 2000 hours or more, it can be set to be the third period sequence. In such a case, the current gradient is set gradually as it goes from the initial sequence to the third phase sequence. In other words, the current gradient is set to be gentler as the cumulative lighting time is longer.
すなわち、例えば、記憶部44に劣化情報として放電灯90の累積点灯時間が格納されている場合では、累積点灯時間が長いほど、移行期間Paや、移行期間Pbのような駆動電流Iの値が比較的低い期間の長さが大きくなるように、立ち上げシーケンスが設定される。このように設定されることで、放電灯90が劣化し、放電状態が安定するまでの時間が長くなった場合でも、放電状態が不安定な段階で、駆動電流Iの電流値が高くなることを抑制できる。
That is, for example, in the case where the accumulated lighting time of the
また、例えば、劣化情報を定常点灯状態におけるランプ電圧値とした場合では、放電灯90の劣化に伴ってランプ電圧値が大きくなるほど、電流勾配が緩くなるように設定される。
Further, for example, when the deterioration information is the lamp voltage value in the steady lighting state, the current gradient is set to become gentler as the lamp voltage value increases with the deterioration of the
本実施形態においては、例えば、移行期間Paの長さt1は、放電灯90の内部の放電状態が移り変わる時間との関係によって決定される。
放電灯90の内部の放電状態は、図7(B)に示すように、絶縁破壊が生じて未放電状態D0から放電状態へと推移した後、グロー放電状態D1、混在状態D2、アーク放電状態D3の順で推移する。すなわち、放電灯90内における放電は、電極が加熱されるのに伴ってグロー放電からアーク放電へと移行していく。その移行する過程において、放電灯90内でグロー放電とアーク放電とが混在する混在状態D2が生じる。
In the present embodiment, for example, the length t1 of the transition period Pa is determined by the relationship with the time when the discharge state inside the
As shown in FIG. 7B, the discharge state inside the
図8は、混在状態D2における放電灯90内の放電状態を示す模式図である。
図8に示すように、混在状態D2においては、第1電極92及び第2電極93間にグロー放電GDとアーク放電ADとが混在する。混在状態D2においては、アーク放電ADは、放電管90aの管内壁90bと距離が近い第1電極92及び第2電極93の後端部と、管内壁90bとの間で発生しやすい。各電極と管内壁90bとの間で、アーク放電ADが生じている際に、駆動電流Iの電流値が大きいと、管内壁90bが高熱となり、失透等、放電灯90の内部に損傷が生じてしまう。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a discharge state in the
As shown in FIG. 8, in the mixed state D2, glow discharge GD and arc discharge AD are mixed between the
したがって、少なくとも、混在状態D2では、駆動電流Iを増大させない方が好ましい。すなわち、移行期間Paの長さt1を、少なくとも、放電灯90の内部における放電状態が、グロー放電状態D1から、アーク放電状態D3へと移行するまでの長さ以上に設定することで、放電灯90の内部の損傷を抑制できる。
Therefore, it is preferable not to increase the drive current I at least in the mixed state D2. That is, by setting the length t1 of the transition period Pa to at least the length until the discharge state in the
各電極と管内壁90bとの間のアーク放電ADは、電極先端部の温度が十分に高くなることによって、生じなくなる。そのため、移行期間Pb,Pc,Pdの長さt2,t3,t4は、効率よく電極先端部を加熱できるように設定されることが好ましい。
The arc discharge AD between each electrode and the tube
なお、図7(A)において混在状態D2における駆動電流Iがプラスマイナスの両極性対称で記載されているが、実際にはアーク放電が安定していない状態であるため、一方の極性に偏った波形となることが多い。 In FIG. 7A, the drive current I in the mixed state D2 is described with a plus / minus polarity symmetry, but since the arc discharge is actually not stable, it is biased to one polarity. Often has a waveform.
次に、制御部40による放電灯駆動部230の制御手順について説明する。
図9は、制御部40による移行期間Pにおける放電灯駆動部230の制御の一例を示すフローチャートである。図9におけるフローチャートの開始点は、絶縁破壊が生じた時点TS、すなわち、移行期間Pの開始点であるものとする。
Next, the control procedure of the discharge
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of control of the discharge
まず、制御部40は、図9に示すように、記憶部44に劣化情報が記憶されているかどうか判定する(ステップS1)。本実施形態においては、劣化情報として、放電灯90の累積点灯時間を用いる場合について説明する。
First, as shown in FIG. 9, the
ここで、本実施形態では、もし、過去に点灯動作が行われていれば、記憶部44に放電灯90の累積点灯時間が記憶されている。この累積点灯時間が記憶部44に記憶されていれば(ステップS1;YES)、制御部40は、その記憶された累積点灯時間に対応させて立ち上げシーケンスを設定する(ステップS2)。これにより、移行期間Pにおける駆動電流Iの電流値や、各移行期間Pa,Pb,Pc,Pdの長さt1,t2,t3,t4が決定される。
Here, in this embodiment, if the lighting operation has been performed in the past, the cumulative lighting time of the
ここでは、過去に点灯動作は行われていないものとし、制御部40が備える記憶部44には放電灯90の累積点灯時間は記憶されていないものとする(ステップS1;NO)。
制御部40は、記憶部44に累積点灯時間(劣化情報)が記憶されていなければ(ステップS1;NO)、放電灯90の立ち上げシーケンスとして初期シーケンスを設定する(ステップS3)。初期シーケンスは、放電灯90が劣化を起こしていない場合において、最適な立ち上げが可能となるように、各移行期間Pa,Pb,Pc,Pdが設定されるシーケンスである。
Here, it is assumed that the lighting operation has not been performed in the past, and the cumulative lighting time of the
If the cumulative lighting time (deterioration information) is not stored in the storage unit 44 (step S1; NO), the
次に、立ち上げシーケンスが設定されると、設定されたシーケンスにおける初期移行期間である移行期間Paの周波数と電流値とを設定する(ステップS4)。
次に、制御部40は、現在の移行期間が開始してからの動作時間を計測し(ステップS5)、この動作時間が規定の動作時間を経過したかどうかを判定する(ステップS6)。ここで、規定の動作時間を経過していない場合(ステップS6;NO)、制御部40は、処理動作を上述のステップS5に戻し、規定の動作時間が経過するまで、同様のステップを繰り返し実行する。ここで、規定の動作時間とは、すなわち、各移行期間Pa,Pb,Pc,Pdの長さt1,t2,t3,t4である。
Next, when the start-up sequence is set, the frequency and current value of the transition period Pa, which is the initial transition period in the set sequence, are set (step S4).
Next, the
規定の動作時間が経過した場合(ステップS6;YES)には、制御部40は、設定されたシーケンスにおける全移行期間が終了したかどうかを判定する(ステップS7)。ここで、設定されたシーケンスにおける全移行期間が終了していない場合(ステップS7;NO)、設定されたシーケンスにおける次の移行期間、ここでは、移行期間Pbにおける周波数及び電流値が設定され(ステップS8)、上述したステップS5に戻す。そして、設定されたシーケンスの全移行期間が終了するまで、同様にしてステップS5からステップS7までを繰り返す。すなわち、本実施形態の例では、移行期間Pdが終了するまでステップS5からステップS7までを繰り返す。
When the specified operation time has elapsed (step S6; YES), the
設定されたシーケンスの全移行期間が終了すると(ステップS7;YES)、制御部40は、駆動電流Iの周波数及び電流値として、放電灯90の定常点灯状態の周波数と電流値とを設定する(ステップS9)。
When the entire transition period of the set sequence ends (step S7; YES), the
上記の制御部40による放電灯駆動部230の制御は、放電灯点灯方法(放電灯駆動方法)として表現することもできる。すなわち、本実施形態の放電灯点灯方法は、駆動電流Iを、放電灯90の電極間に絶縁破壊が生じた時点TSから、放電灯90が定常点灯状態に移行する時点TEまでの移行期間Pにおいて、放電灯90の劣化情報に基づいた電流勾配で増大するように制御することを特徴とする。
The control of the discharge
本実施形態によれば、移行期間Pにおいて、記憶部44に記憶された劣化情報に基づいた電流勾配で駆動電流Iが増大するように、放電灯駆動部230が制御されるため、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯90の寿命を十分に向上させることができる。以下、詳細に説明する。
According to the present embodiment, during the transition period P, the discharge
放電灯は、劣化が生じると、電極間が広がり、電極先端が加熱されにくくなる。放電灯の内部における放電現象は電極先端が十分に加熱されることで安定するため、放電灯が劣化すると、放電現象が安定するまでの時間が長くなる。これにより、放電灯の内部の放電現象が不安定な状態、すなわち、電極と管内壁との間でアーク放電が生じているような状態において、駆動電流Iの電流が大きくなってしまう場合が生じる。したがって、管内壁が加熱されることによって失透等の、放電灯の損傷が生じ、結果として、放電灯の寿命が低下してしまう場合があった。 When the discharge lamp deteriorates, the space between the electrodes spreads, and the tip of the electrode is hardly heated. Since the discharge phenomenon inside the discharge lamp is stabilized when the electrode tip is sufficiently heated, when the discharge lamp deteriorates, the time until the discharge phenomenon becomes stable becomes longer. As a result, in a state where the discharge phenomenon inside the discharge lamp is unstable, that is, in a state where arc discharge is generated between the electrode and the inner wall of the tube, the current of the drive current I may increase. . Therefore, when the inner wall of the tube is heated, damage to the discharge lamp such as devitrification occurs, and as a result, the life of the discharge lamp may be reduced.
一方、放電灯が劣化していない初期の段階から、移行期間における駆動電流Iの電流勾配が十分に緩やかとなるように設定すれば、放電灯が劣化した場合であっても、放電灯の損傷を抑制することができる。しかし、その場合では、放電灯が劣化していない初期の段階から、移行期間を必要以上に長く設定することとなるため、放電灯の立ち上げ時間が増大してしまうという問題があった。また、駆動電流Iの電流値が低い状態を長く続けることで、放電が立ち消えてしまうリスクもあった。 On the other hand, if the current gradient of the drive current I during the transition period is set to be sufficiently gentle from the initial stage where the discharge lamp has not deteriorated, the discharge lamp may be damaged even if the discharge lamp deteriorates. Can be suppressed. However, in this case, since the transition period is set longer than necessary from the initial stage where the discharge lamp is not deteriorated, there is a problem that the startup time of the discharge lamp increases. Further, there is a risk that the discharge will be extinguished by continuing the state where the current value of the drive current I is low for a long time.
この問題に対して、本実施形態によれば、制御部40は、放電灯90の累積点灯時間や、定常点灯状態におけるランプ電圧値等を、劣化情報として記憶部44に記憶し、その劣化情報に基づいた電流勾配で駆動電流Iが放電灯90に供給されるように、放電灯駆動部230を制御する。そのため、本実施形態によれば、放電灯90の劣化状態に合わせて、移行期間Pにおける駆動電流Iの電流勾配が設定される。その結果、立ち上げ時間の増大を抑制しつつ、放電灯90に損傷が生じることを抑制できる。また、放電が立ち消えてしまうリスクも抑制できる。したがって、本実施形態によれば、立ち上げ時間の増大を抑制するとともに、放電灯の寿命を十分に向上できる放電灯駆動装置が得られる。
With respect to this problem, according to the present embodiment, the
また、本実施形態によれば、移行期間Pの各移行期間Pa,Pb,Pc,Pdにおいて、段階的に駆動電流Iの電流値が増大するように設定されているため、駆動電流Iの制御が簡便である。 Further, according to the present embodiment, since the current value of the drive current I is set to increase stepwise in each transition period Pa, Pb, Pc, Pd of the transition period P, the control of the drive current I is performed. Is simple.
また、本実施形態によれば、上述した放電灯点灯装置10を備えているため、放電灯90の寿命を向上できる光源装置、及びプロジェクターが得られる。
Moreover, according to this embodiment, since the discharge
なお、本実施形態においては、以下の構成を採用してもよい。 In the present embodiment, the following configuration may be employed.
本実施形態においては、劣化情報が記憶部44に記憶されるタイミングは、放電灯90が消灯される直前でなくてもよい。本実施形態においては、例えば、劣化情報として定常点灯状態におけるランプ電圧値を用いる場合には、放電灯90が定常点灯状態になってから所定の時間毎にランプ電圧値を記憶部44に更新して記憶するような構成としてもよい。
In the present embodiment, the timing at which the deterioration information is stored in the
また、本実施形態においては、劣化情報として、2つ以上の情報を組み合わせて用いてもよい。本実施形態においては、例えば、劣化情報として、放電灯90の累積点灯時間と、定常点灯状態におけるランプ電圧値とを組み合わせて、それぞれの値から、最適な立ち上げシーケンスを決定するような構成としてもよい。
In the present embodiment, two or more pieces of information may be used in combination as deterioration information. In the present embodiment, for example, as deterioration information, the cumulative lighting time of the
また、本実施形態において劣化情報として、放電灯90の累積点灯時間を用いる場合には、点灯モード毎に別々に記憶部44に記憶するような構成としてもよい。例えば、点灯モードとして、放電灯90に供給する電力を低くする低電力モード(エコモード)を用いる場合には、通常の点灯モードに比べて、放電灯90は劣化しにくい。そのため、通常の点灯モードによる累積点灯時間と、低電力モードによる累積点灯時間とを、別々に記憶しておき、それぞれの点灯モードにおける累積点灯時間を考慮して、劣化の度合いを割り出すことで、より適切な立ち上げシーケンスを設定することができる。
Moreover, when using the cumulative lighting time of the
また、上記説明した実施形態では、移行期間Pが、移行期間Paから移行期間Pdまでの4つの期間を有する場合について説明したが、これに限られない。本実施形態においては、移行期間Pが、2つ以上、3つ以下の期間を有していてもよいし、5つ以上の期間を有していてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the transition period P has four periods from the transition period Pa to the transition period Pd has been described, but the present invention is not limited to this. In the present embodiment, the transition period P may have two or more and three or less periods, or may have five or more periods.
また、上記説明した実施形態では、移行期間Pにおいて、移行期間毎に段階的に駆動電流Iの電流値が増大していくような構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、各移行期間内において、直線的、あるいは曲線的に駆動電流Iの電流値が増大し、移行期間毎に電流値の電流勾配が異なっているような構成であってもよい。また、本実施形態においては、移行期間P全体を通して、一定の電流勾配で、駆動電流Iの電流値が増大していくような構成であってもよい。 Further, in the embodiment described above, in the transition period P, the configuration is such that the current value of the drive current I increases step by step for each transition period, but is not limited thereto. In this embodiment, for example, the current value of the drive current I increases linearly or in a curve in each transition period, and the current gradient of the current value varies for each transition period. Also good. In the present embodiment, the current value of the drive current I may increase with a constant current gradient throughout the entire transition period P.
また、上記説明した実施形態においては、本発明の一つの態様として、放電灯点灯装置を備えた光源装置、及びその光源装置を備えたプロジェクターを示したが、これに限られない。本発明の放電灯点灯装置が適用される機器は、特に限定されない。 In the embodiment described above, as one aspect of the present invention, the light source device including the discharge lamp lighting device and the projector including the light source device are shown, but the invention is not limited thereto. The equipment to which the discharge lamp lighting device of the present invention is applied is not particularly limited.
本実施例においては、比較例との比較によって、上述した本実施形態の効果について検証を行った。
本実施例においては、放電灯として、定格280Wの超高圧水銀ランプを用いた。本実施例においては、劣化情報として、累積点灯時間を用いた。本実施例においては、放電灯の累積点灯時間に応じて、初期シーケンス、第2期シーケンス、第3期シーケンスの3段階に、点灯起動時の立ち上げシーケンスが切り替わるように設定した。具体的には、累積点灯時間が1000時間より少ない場合には、初期シーケンス、累積点灯時間が1000時間以上で、2000時間より短い場合には、第2期シーケンス、累積点灯時間が2000時間以上である場合には、第3期シーケンスとなるように設定した。各シーケンス共に、移行期間は、4つの移行期間Pa,Pb,Pc,Pdを含むものとした。
In this example, the effect of the present embodiment described above was verified by comparison with a comparative example.
In this example, an ultra-high pressure mercury lamp rated at 280 W was used as the discharge lamp. In this embodiment, the cumulative lighting time is used as the deterioration information. In this embodiment, the start-up sequence at the start of lighting is switched to three stages of an initial sequence, a second period sequence, and a third period sequence according to the cumulative lighting time of the discharge lamp. Specifically, when the cumulative lighting time is less than 1000 hours, the initial sequence, the cumulative lighting time is 1000 hours or more, and when it is shorter than 2000 hours, the second period sequence, the cumulative lighting time is 2000 hours or more. In some cases, it was set to be the third phase sequence. In each sequence, the transition period includes four transition periods Pa, Pb, Pc, and Pd.
初期シーケンスにおいては、移行期間Paの駆動電流は、周波数が60kHz、電流値が2A、移行期間Pbの駆動電流は、周波数が1kHz、電流値が2.5A、移行期間Pcの駆動電流は、周波数が1kHz、電流値が3A、移行期間Pdの駆動電流は、周波数が280Hz、電流値が4Aとなるように設定した。また、初期シーケンスにおいては、移行期間Paの長さが2秒間、移行期間Pbの長さが2秒間、移行期間Pcの長さが3秒間、移行期間Pdの長さが65秒間となるように設定した。 In the initial sequence, the driving current in the transition period Pa has a frequency of 60 kHz, a current value of 2 A, the driving current in the transition period Pb has a frequency of 1 kHz, a current value of 2.5 A, and the driving current in the transition period Pc has a frequency Is 1 kHz, the current value is 3 A, and the driving current in the transition period Pd is set so that the frequency is 280 Hz and the current value is 4 A. In the initial sequence, the transition period Pa is 2 seconds, the transition period Pb is 2 seconds, the transition period Pc is 3 seconds, and the transition period Pd is 65 seconds. Set.
第2期シーケンスは、初期シーケンスに対して、移行期間Paの期間の長さが3秒である点と、移行期間Pbの期間の長さが5秒である点とにおいて異なる。
第3期シーケンスは、初期シーケンスに対して、移行期間Paの期間の長さが4秒である点と、移行期間Pbの期間の長さが7秒である点とにおいて異なる。
The second period sequence differs from the initial sequence in that the length of the transition period Pa is 3 seconds and the length of the transition period Pb is 5 seconds.
The third period sequence differs from the initial sequence in that the length of the transition period Pa is 4 seconds and the length of the transition period Pb is 7 seconds.
比較例は、放電灯の累積点灯時間によらず、常に初期シーケンスで放電灯が点灯されるように設定した。 The comparative example was set so that the discharge lamp was always lit in the initial sequence regardless of the cumulative lighting time of the discharge lamp.
実施例及び比較例の放電灯をそれぞれ4000時間点灯させ、放電灯の管内壁における放電痕の有無について観察した。放電痕とは、電極と管内壁との間で放電が生じた際に、放電のエネルギーが大きいために生じた痕である。
また、実施例及び比較例の放電灯をそれぞれ4000時間点灯させた際の、放電灯の平均照度維持率(%)について計測した。平均照度維持率は、放電灯の初期状態における平均照度に対する、放電灯を4000時間点灯させたときの平均照度の割合とした。平均照度維持率は、すなわち、放電灯の寿命に相当する。観察及び計測した結果を表1に示す。
The discharge lamps of Examples and Comparative Examples were each lit for 4000 hours, and the presence or absence of discharge marks on the inner wall of the discharge lamp was observed. The discharge mark is a mark generated due to a large discharge energy when a discharge is generated between the electrode and the inner wall of the tube.
Moreover, it measured about the average illumination intensity maintenance factor (%) of the discharge lamp when the discharge lamp of an Example and a comparative example was each lighted for 4000 hours. The average illuminance maintenance rate was the ratio of the average illuminance when the discharge lamp was lit for 4000 hours to the average illuminance in the initial state of the discharge lamp. The average illuminance maintenance factor corresponds to the life of the discharge lamp. The observation and measurement results are shown in Table 1.
表1から、比較例では、放電灯の管内壁に放電痕が生じていたのに対して、実施例では、放電痕が生じていなかったことが確認できた。このことから、本実施例においては、放電灯が劣化した場合においても、放電状態が不安定な段階で電流を増加させてしまうことを抑制でき、放電灯の損傷を抑制できることが確かめられた。 From Table 1, it was confirmed that in the comparative example, a discharge mark was generated on the inner wall of the discharge lamp, whereas in the example, no discharge mark was generated. From this, it was confirmed that in this example, even when the discharge lamp deteriorates, it is possible to suppress an increase in current when the discharge state is unstable, and to suppress damage to the discharge lamp.
また、比較例では、平均照度維持率が大幅に低下しているのに対して、実施例では、平均照度維持率の低下が抑制されていることが確認できた。このことから、本実施例によれば、放電灯の寿命を十分に向上できることが確かめられた。 Moreover, in the comparative example, while the average illuminance maintenance rate was significantly reduced, it was confirmed that in the examples, the decrease in the average illuminance maintenance rate was suppressed. From this, it was confirmed that according to the present embodiment, the life of the discharge lamp can be sufficiently improved.
10…放電灯点灯装置(放電灯駆動装置)、40…制御部、44…記憶部、90…放電灯、200…光源装置、230…放電灯駆動部、330R,330G,330B…液晶ライトバルブ(光変調素子)、350…投射光学系、500…プロジェクター、I…駆動電流、P,Pa,Pb,Pc,Pd…移行期間、TE,TS…時点
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記放電灯の劣化情報を記憶する記憶部と、
前記放電灯駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記放電灯の電極間に絶縁破壊が生じた時点から、前記放電灯が定常点灯状態に移行する時点までの移行期間において、前記記憶部に記憶された前記劣化情報に基づいた電流勾配で前記駆動電流を増大させるように、前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする放電灯駆動装置。 A discharge lamp driving unit for supplying a driving current for driving the discharge lamp to the discharge lamp;
A storage unit for storing deterioration information of the discharge lamp;
A control unit for controlling the discharge lamp driving unit;
With
The control unit is based on the deterioration information stored in the storage unit in a transition period from the time when dielectric breakdown occurs between the electrodes of the discharge lamp to the time when the discharge lamp shifts to a steady lighting state. A discharge lamp driving device that controls the discharge lamp driving section so as to increase the driving current with a current gradient.
前記制御部は、前記移行期間において、前記累積点灯時間が長いほど、前記電流勾配が緩やかになるように前記放電灯駆動部を制御する、請求項1または2に記載の放電灯駆動装置。 The deterioration information includes a cumulative lighting time of the discharge lamp,
3. The discharge lamp driving device according to claim 1, wherein the control unit controls the discharge lamp driving unit so that the current gradient becomes gentler as the cumulative lighting time is longer in the transition period. 4.
前記制御部は、前記移行期間において、前記電圧値が大きいほど、前記電流勾配が緩やかになるように前記放電灯駆動部を制御する、請求項1から3のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置。 The deterioration information includes a voltage value applied between the electrodes of the discharge lamp in the steady lighting state,
The discharge lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls the discharge lamp driving unit so that the current gradient becomes gentler as the voltage value is larger in the transition period. Drive device.
請求項1から4のいずれか一項に記載の放電灯駆動装置と、
を備えることを特徴とする光源装置。 A discharge lamp that emits light;
The discharge lamp driving device according to any one of claims 1 to 4,
A light source device comprising:
前記光源装置から射出される光を映像信号に応じて変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された光を被投射面上に投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。 A light source device according to claim 5;
A light modulation element that modulates light emitted from the light source device according to a video signal;
A projection optical system that projects the light modulated by the light modulation element onto the projection surface;
A projector comprising:
前記駆動電流を、前記放電灯の電極間に絶縁破壊が生じた後、前記放電灯が定常点灯状態に移行するまでの移行期間において、前記放電灯の劣化情報に基づいた勾配で増大するように制御することを特徴とする放電灯駆動方法。 A discharge lamp driving method for driving a discharge lamp by supplying a driving current,
The drive current is increased with a gradient based on the deterioration information of the discharge lamp in a transition period after the dielectric breakdown occurs between the electrodes of the discharge lamp and until the discharge lamp transitions to a steady lighting state. A discharge lamp driving method comprising controlling the discharge lamp.
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