专利名称：放电灯点亮装置及投影机的制作方法
技术领域：
本发明，涉及放电灯点亮装置及内装有其的投影机，尤其涉及闪烁的发生的抑制。
背景技术：
在利用于现有投影机的光源中的放电灯点亮装置中，为了使高压放电灯(以下，也称为灯)的放电弧稳定，例如提出了下述技术“当将交流灯电流供给到高压放电灯而对高压放电灯进行点亮时，以灯电流的半周期的预定几分之1使电流脉冲发生，使该电流脉冲的极性与前述灯电流的极性相同并将该电流脉冲以发生了该电流脉冲的半周期的后面的部分叠加到该灯电流...”(例如专利文献1)。
专利文献1特表平10-501919号公报(专利权利要求的范围，图4)在上述的现有技术(专利文献1)中，因为使电流脉冲同步于交流灯电流的半周期的后面的部分而相叠加，所以灯的电极的温度上升，放电弧稳定而可抑制闪烁的发生。但是，在将该灯例如用作了投影机的光源的情况下，作为对显示画面的副作用，与电流脉冲的叠加的时间相应地，画面的明亮度一部分变得明亮。而且，明亮度一部分变得明亮的部分，因为使电流脉冲同步于灯电流而相叠加所以固定于画面的一定位置，作为其结果，有了下述问题点损害画面的明亮度的均匀性，在显示画面发生条纹状的图案。
发明内容
本发明，为了解决如此的问题点所作出，目的在于提供可以抑制闪烁的发生，并且使得在显示画面上不会发生条纹状的图案的放电灯点亮装置及内装有其的投影机。
本发明的放电灯点亮装置，具备输入直流电压，进行用于向高压放电灯供给预定的额定电功率的电流控制的直流电压电源电路；将该直流电压电源电路的输出电流变换成预定的频率的交流电流，向高压放电灯供给驱动电流的逆变器；和对前述直流电压电源电路及前述逆变器进行控制的控制单元；前述控制单元，使与前述驱动电流的周期不同步的电流脉冲，叠加到前述驱动电流。在本发明中，为了使发生于高压放电灯的放电弧稳定而使电流脉冲叠加到驱动电流，因此，能够抑制由于高压放电灯的电极前端形状的变化等而发生的闪烁。进而，使得相叠加的电流脉冲与驱动电流不同步，电流脉冲和驱动电流的相对关系变得无序，即使在将该放电灯点亮装置用于投影机等中的情况下，虽然由于电流脉冲而显示画面的相应位置一部分也变得明亮，但是因为该位置并非一定位置所以难以看得出来，其结果，在显示画面上不再发生条纹状的图案。
在本发明中的放电灯点亮装置中，前述控制单元，相应于供给到前述高压放电灯的电功率，对电流脉冲的宽度和/或高度进行调整。在本发明中，由于对高压放电灯进行额定电功率控制，并相应于该电功率而对电流脉冲的宽度和/或高度进行调整，使交流电弧的发生稳定化，并使得供给到高压放电灯的电极的能量不会过多而防止消耗电极。
在本发明中的放电灯点亮装置中，前述控制单元，具备对前述电流脉冲的频率进行设定的频率调整器，基于通过该频率调整器所设定了的频率对前述电流脉冲的频率进行设定。在本发明中，使得基于通过频率调整器所设定了的频率对电流脉冲的频率进行设定，能够任意地对电流脉冲的频率进行设定。
在本发明中的放电灯点亮装置中，前述控制单元，使前述电流脉冲，叠加到前述驱动电流的脉冲宽度的后半部分。在本发明中，通过使电流脉冲叠加到驱动电流的脉冲宽度的后半部分，能够高效地使高压放电灯的放电弧稳定，能够抑制闪烁的发生。
在本发明中的放电灯点亮装置中，前述控制单元，使前述电流脉冲，随机地叠加到前述驱动电流的脉冲宽度的后半部分。在本发明中，通过使电流脉冲叠加到驱动电流的脉冲宽度的后半部分，能够高效地使高压放电灯的放电弧稳定，并且即使在用于投影机等中的情况下，也因为电流脉冲的位置并非一定位置，所以能够使显示画面的闪烁减轻。
在本发明中的放电灯点亮装置中，前述控制单元，生成用于生成前述电流脉冲的基准脉冲，在该基准脉冲之内，对相当于前述驱动电流的脉冲宽度的前半部分的部分进行遮断，并基于未被遮断而残留的部分的基准脉冲使前述电流脉冲叠加到前述驱动电流的脉冲宽度的后半部分。
本发明中的投影机，具备高压放电灯，上述的放电灯点亮装置，液晶面板，将来自前述高压放电灯的光引导到前述液晶面板的光学单元，和将描绘于前述液晶面板的图像投影到屏幕上的投影单元；将前述放电灯点亮装置的电流脉冲的频率，设定为与前述液晶面板的垂直同步信号的频率不同的值。在本发明中，将放电灯点亮装置的电流脉冲的频率，设定为与前述液晶面板的垂直同步信号的频率不同的值，虽然由于电流脉冲而显示画面的相应位置一部分变得明亮，但是因为按显示画面的帧插入到不同的位置，该位置并非一定位置所以难以看得出来，其结果，在显示画面上不再发生条纹状的图案。
图1是表示本发明的第1实施方式中的放电灯点亮装置的构成的框图。
图2是表示了用于生成图1的灯电流的信号波形的时序图。
图3是表示了将图1的放电灯点亮装置用作投影机的光源时的显示画面的例的说明图。
图4是表示了用于生成图1的灯电流的信号波形的时序图。
图5是在照明光学系统中组装了上述实施方式的放电灯点亮装置的投影机的光学系统构成图。
附图符号说明10放电灯点亮装置，11下斩波器(down chopper)，12逆变器，13点亮器(igniter)，14DC/DC变换器，15控制电路，20放电灯，21发光管，22反射镜，100照明光学系统，110光源，120照明装置，150反射镜，160聚光透镜，210、212分色镜，214色光分离光学系统，220、222、224反射镜，230入射侧透镜，232中继透镜，240、242、244场透镜，250、252、254液晶面板，251、253、255、256、257、258偏振板，260十字分色棱镜，270投影透镜，300投影屏幕。
具体实施例方式
实施方式1图1是表示本发明的实施方式1中的放电灯点亮装置的构成的框图。图1的放电灯点亮装置，由下斩波器11、逆变器12、点亮器13、DC/DC变换器14及控制电路15所构成，在点亮器13的输出端连接灯20。下斩波器11，相当于本发明的直流电压电源电路，为了向灯20供给预定的额定电功率而对输入进来的直流电压进行调整，在该例中通过斩波处理使输入电压下降，进行用于向灯20供给预定的额定电功率的电流控制。该下斩波器11的输出电流输出给逆变器12。还有，在下斩波器11的输出端并联地连接电阻R1、R2，电阻R1和R2的连接点的电位作为下斩波器11的输出电压供给到控制电路15。并且，在下斩波器11的负电位侧串联地连接电阻R3，流过电阻R3的电流作为灯电流(驱动电流)被检测而供给到控制电路15。
逆变器12，由例如全桥连接的4个开关元件所构成，通过交替地进行开关，将输入进来的直流电压变换成交流电压而输出到点亮器13。点亮器13，由例如点亮变压器(igniter transformer)及其驱动电路所构成，在开始点亮时发生高电压而施加到灯20。DC/DC变换器14生成控制电路15的驱动电压，使输出电压下降而供给到控制电路15。控制电路15，由例如微处理器等所构成，对下斩波器11、逆变器12及点亮器13分别进行控制。控制电路15，例如取进来下斩波器11的输出电压及电流，使得供给到灯20的电功率为一定地，对下斩波器11的输出电流进行控制。并且，控制电路15，对逆变器12的输出频率进行适当控制，并在点亮开始时对点亮器13进行控制而使高电压发生。还有，在控制电路15，分别连接用于从外部取进来控制信号的外部控制IF15a及可变电阻VR。可变电阻VR相当于本发明的频率调整器，通过对可变电阻VR进行调整而对进行叠加的电流脉冲(后述)的频率进行调整。灯20，例如是反射型的光源装置，发光管21通过耐热胶粘剂而粘接固定于反射镜22的中央部。
接着，对图1的放电灯点亮装置的工作进行说明。下斩波器11通过斩波处理而使输入进来的直流电压下降，其输出电流输出到逆变器12。逆变器12，将输入进来的直流电流变换为预定的频率的交流电流而输出到点亮器13。点亮器13在开始点亮时发生高电压而施加到灯20，若灯20点亮，则逆变器12的输出电压直接地施加到灯20而使点亮状态持续下去。此时，控制电路15，取入下斩波器11的输出电压及输出电流、使得向灯20供给额定电功率地对下斩波器11进行控制，在本实施方式中，为了发生于灯20的放电弧的稳定化，使电流脉冲叠加到向灯20所供给的灯电流地对下斩波器11进行控制。基于图2对其详细情况进行说明。
图2是表示了用于生成图1的灯电流的信号波形的时序图。在同图中，A为基准脉冲列，B为对应于未附加电流脉冲列时的灯电流(从逆变器流通到灯的矩形波的电流)的灯点亮波形，C为叠加于灯点亮波形B的一方的极性的脉冲列，D为叠加于灯点亮波形B的另一方的极性的脉冲列，但是因为是反极性所以如E地反相使用。F为使脉冲C、E叠加到灯点亮波形B的波形，相当于该灯电流波形F的灯电流被供给到灯20。灯点亮波形B的频率，从灯20的长寿命化的观点来看，在例如将该点亮装置应用于投影机等的显示装置中的情况下，设定为对应于其显示画面的垂直同步信号的频率(例如50Hz，60Hz，72Hz等)的频率(例如90Hz)。在此，基准脉冲列A，其频率设定为与灯点亮波形B不相同的频率，设定得与灯点亮波形B不同步。即，在使脉冲列C、E叠加于灯点亮波形B而使灯点亮波形F生成时，脉冲列C、E不会固定于灯点亮波形F的一定的部位。因此，基准脉冲列A的频率，设定为74Hz～84Hz之间。虽然由于脉冲列C、E相叠加而在其定时的灯20的明亮度变得明亮，但是因为并不固定于灯点亮波形F的一定的部位，所以在用作投影机的光源的情况下，因为该明亮的部位不在一定的位置而进行移动，所以作为整体该明亮的部位难以看得出来，不会注意到。
此外，为了得到相当于如上述地使电流脉冲叠加了的灯点亮波形F的灯电流，通过控制电路15使在例如对下斩波器11的输出电流进行控制时的控制指令值为如灯点亮波形F的形状的值，或者使之与对下斩波器11的输出电流的反馈量进行叠加的电流脉冲相应地减少而能够实现。
还有，控制电路15，相应于供给到灯20的电功率，对灯点亮波形F的叠加电流脉冲的宽度及高度进行改变。例如将要叠加的电流脉冲的宽度Iw2及高度Ip2，在成为基准的灯电功率下，相对于对应于灯点亮波形B的部分的宽度Iw1及高度Ip1而分别设定为例如5％左右，并相应于灯电功率的改变而适当改变。通过如此地相应于灯电功率而对电流脉冲的宽度和/或高度进行调整，由于若例如电流脉冲过小则交流电弧的发生变得不稳定，因此为了避免如此情况而供给某种程度的大小的电流脉冲。并且，因为若电流脉冲变得过大，则供给到灯20的电极的能量变得过多而发生电极消耗，由此为避免如此情况的电流脉冲。另外，基准脉冲列A的频率能够通过对可变电阻VR进行调整而任意地进行设定，能够例如一边对投影机等的显示画面进行确认一边进行调整。
图3是表示了将图1的放电灯点亮装置用作投影机的光源时的显示画面的例的说明图。如在同图中所示地，因为雾状的薄带(明亮的部分)从下向上(或从上向下)反复移动，该薄带并不固定于特定的位置所以难以看得出来，其结果，在显示画面中不会发生条纹状的图案(不能识别为条纹状的图案)，观看显示画面的观看者不会注意到。还有，因为在现有技术(专利文献1)中电流脉冲列同步于灯点亮波形，而图3的薄带固定于画面上所显示，在特定的部位显示为条纹状的图案，所以对观看者而言看起来不舒适。
如以上地在本实施方式1中，为了使发生于灯20中的放电弧稳定而使电流脉冲叠加到灯电流，因此，能够抑制因灯20的经年变化等引起的闪烁的发生。进而，使进行叠加的电流脉冲不与灯电流同步，电流脉冲和灯电流的相对关系变得无序，即使在将该放电灯点亮装置用于投影机等中的情况下，虽然由于进行叠加的电流脉冲而使显示画面的相应的位置一部分变得明亮，但是因为该位置并非一定位置所以也难以看得出来，其结果，在显示画面上不会发生条纹状的图案。
实施方式2图4是表示了用于生成图1的灯电流的信号波形的其他的例的时序图。在同图中，G为屏蔽脉冲(mask pulse)，在脉冲列C、E出现于灯点亮波形B的前部时施加屏蔽，而仅在出现于灯点亮波形B的后部时使其叠加到灯点亮波形B。如此一来，生成脉冲列C、E被叠加到了灯点亮波形B的后部的灯点亮波形F。而且，因为其位置并不固定，所以通过得到上述的实施方式1的效果并使电流脉冲叠加到灯电流的脉冲宽度的后半部分，能够使灯20的放电弧稳定，能够高效地抑制闪烁的发生。
实施方式3图5是在照明光学系统中组装了上述的实施方式1、2的放电灯点亮装置的投影机的光学系统构成图。还有，图5的放电灯点亮装置10，相当于图1的放电灯点亮装置10，在此，进行叠加的电流脉冲的频率，设定为与灯20的驱动电流的频率及液晶面板250、252、254的垂直同步信号的频率不相同的频率。
该投影机，具备照明光学系统100，分色镜210、212，反射镜220、222、224，入射侧透镜230，中继透镜232，3片场透镜240、242、244，3块液晶面板250、252、254，分别配置于各液晶面板的出射侧及入射侧的偏振板251、253、255、256、257、258，十字分色棱镜260，和投影透镜270。
照明光学系统100，具备射出大致平行的光线束的放电灯20，照明装置120，反射镜150，和聚光透镜160。放电灯20，由射出放射状的光线的作为放射光源的发光管21(参照图1)所构成。从放电灯20所发出的光以照明装置120均匀化了其辉度之后，通过反射镜150进入聚光透镜160。聚光透镜160，使从照明装置120所照射的均匀光向液晶面板250、252、254的面板面入射。
进而，2片分色镜210、212，构成将从照明光学系统100所射出的光，分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)的3种色光的色光分离光学系统214。第1分色镜210，使从照明光学系统100所射出的光的红色光分量进行透射，并反射蓝色光分量和绿色光分量。
透射了第1分色镜210的红色光，以反射镜220所反射，通过场透镜240而到达红光用的液晶面板250。该场透镜240，具有下述功能使通过了的各部分光线束，变成平行于各部分光线束的主光线(中心轴)的光束地进行聚光。设置于其他的液晶面板之前的场透镜242、244也同样地起作用。
在以第1分色镜210所反射了的蓝色光和绿色光之中，绿色光通过第2分色镜212而被反射，通过场透镜242而到达绿光用的液晶面板252。另一方面，蓝色光，对第2分色镜212进行透射，并通过具备有入射侧透镜230、中继透镜232及反射镜222、224的中继透镜系统。通过了中继透镜系统的蓝色光，进而通过场透镜244而到达蓝色光用的液晶面板254。
3块液晶面板250、252、254，具有作为光调制装置的功能，将分别入射其中的各色光，变换成用于相应于所提供的图像信号而形成图像的光进行射出。还有，在该液晶面板250、252、254的光入射侧存在偏振板256、257、258，并且，在液晶面板250、252、254的光射出侧分别设置偏振板251、253、255，通过它们来调整各色光的偏振方向。然后，通过了这些液晶面板250、252、254的光，随后进入十字分色棱镜260。
十字分色棱镜260，具有将从3块液晶面板250、252、254所射出来的3种色光合成的作为色光合成光学系统的功能。在十字分色棱镜260，对红光进行反射的电介质多层膜、和对蓝光进行反射的电介质多层膜，大致X状地形成于4个直角棱镜的界面。通过这些电介质多层膜合成3色的色光，形成用于投影彩色图像的合成光。以十字分色棱镜260所生成的合成光，进入投影透镜270，从那里投影到投影屏幕300上。由此以液晶面板250、252、254所显示的图像被投影到投影屏幕300上。
如以上地在本实施方式3中，放电灯点亮装置的进行叠加的电流脉冲的频率，设定为与灯20的灯电流的频率及液晶面板250、252、254的垂直同步信号的频率不相同的值，虽然由于进行叠加的电流脉冲而使显示画面的相应位置一部分变得明亮，但是因为该位置并非一定位置所以难以看得出来，其结果，不在显示画面上发生条纹状的图案。
权利要求
1.一种放电灯点亮装置，其特征在于，具备输入直流电压，进行用于向高压放电灯供给预定的额定电功率的电流控制的直流电压电源电路，将该直流电压电源电路的输出电流变换成预定的频率的交流电流，向高压放电灯供给驱动电流的逆变器，和对前述直流电压电源电路及前述逆变器进行控制的控制单元；前述控制单元，使与前述驱动电流的周期不同步的电流脉冲，叠加于前述驱动电流。
2.按照权利要求1所述的放电灯点亮装置，其特征在于前述控制单元，相应于供给到前述高压放电灯的电功率，对前述电流脉冲的宽度和/或高度进行调整。
3.按照权利要求1或2所述的放电灯点亮装置，其特征在于前述控制单元，具备对前述电流脉冲的频率进行设定的频率调整器，基于通过该频率调整器所设定的频率，对前述电流脉冲的频率进行设定。
4.按照权利要求1～3中的任何一项所述的放电灯点亮装置，其特征在于前述控制单元，使前述电流脉冲，叠加于前述驱动电流的脉冲宽度的后半部分。
5.按照权利要求4所述的放电灯点亮装置，其特征在于前述控制单元，使前述电流脉冲，随机地叠加于前述驱动电流的脉冲宽度的后半部分。
6.按照权利要求4或5所述的放电灯点亮装置，其特征在于前述控制单元，生成用于生成前述电流脉冲的基准脉冲，在该基准脉冲内，对相当于前述驱动电流的脉冲宽度的前半部分的部分进行遮断，基于未被遮断而残留的部分的基准脉冲，使前述电流脉冲叠加于前述驱动电流的脉冲宽度的后半部分。
7.一种投影机，其特征在于，具备高压放电灯，权利要求1～6中的任何一项所述的放电灯点亮装置，液晶面板，将来自前述高压放电灯的光引导到前述液晶面板的光学单元，和将描绘于前述液晶面板的图像投影到屏幕上的投影单元；将前述放电灯点亮装置的电流脉冲的频率，设定为与前述液晶面板的垂直同步信号的频率不同的值。
全文摘要
本发明提供可以抑制闪烁的发生，并且使得在显示画面上不会发生条纹状的图案的放电灯点亮装置及内装有其的投影机。其具备输入直流电压，进行用于向高压放电灯供给预定的额定电功率的电流控制的下斩波器(11)；将下斩波器(11)的输出电流变换成预定的频率的交流电流，向灯(20)供给驱动电流的逆变器(12)；和对下斩波器(11)及逆变器(12)进行控制的控制电路(15)。控制电路(15)，使与驱动电流的周期不同步的电流脉冲叠加于驱动电流。
文档编号H05B41/30GK101018440SQ20071000551
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月9日 优先权日2006年2月10日
发明者大川一夫 申请人:精工爱普生株式会社