JPH103996A

JPH103996A - 高圧放電ランプ点灯装置および画像表示装置

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Publication number: JPH103996A
Application number: JP8151223A
Authority: JP
Inventors: Manabu Takaya; 学貴家; Tokuji Yuda; 徳治湯田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1998-01-06
Anticipated expiration: 2016-06-12
Also published as: JP4082524B2

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成でありながら円滑で所要の範
囲にわたる調光を行うことができる高圧放電ランプ点灯
装置および画像表示装置を提供する。【解決手段】高圧放電ランプのランプ電圧検出手段およ
びまたはランプ電流検出手段の出力を可変分圧手段を介
して制御手段に制御入力し、制御手段により点灯主回路
を制御するものであって、可変分圧手段を操作して調光
するようにした。可変分圧手段を点灯主回路の動作周波
数である第１の周波数とは異なる第２の周波数で操作し
てもよい。この場合にＰＷＭ制御すると、調光度を任意
に設定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は調光可能な高圧放電
ランプ点灯装置および画像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロジェクション式テレビジョン受像機
やオーバヘッドプロジェクタなどの機器では、光源とし
て小形の高圧放電ランプが使用されるようになってき
た。

【０００３】この場合、高圧放電ランプはその光量を一
定にするために定電力制御することが望ましいとされて
いる。実際には、特公平８−１７５７２号公報に見られ
るように、ランプ電圧およびランプ電流を検出してこれ
らの値を加算して高圧放電ランプへの供給電力を制御し
て、定電力的な制御を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの機器は使用環
境の照度に応じて機器の光量を変化すなわち調光するこ
とが要求される。

【０００５】一般に、放電ランプを調光するには、ラン
プへの供給電力を減少させることが行われている。しか
し、高圧放電ランプの場合、この手法ではランプ電流が
絞られるため、調光始動のときに安定放電までの時間す
なわち光束立ち上がり時間が長くなる。

【０００６】また、他の調光手段として、ランプ電圧検
出手段の抵抗値を下げる方法もある。この方法は調光の
ためにランプ検出手段の微妙な信号を扱う配線や基準電
圧を扱う配線を引き回すことになり、ノイズによる誤動
作の不安があって場合によっては好ましくない。

【０００７】図１２は上記従来技術を示す回路図であ
る。

【０００８】図において、１２１は電源、１２２は点灯
主回路、１２３は検出手段、１２４は始動回路、１２５
は高圧放電ランプ、１２６は制御手段である。

【０００９】検出手段１２３は、点灯主回路１２２に直
列に挿入されたランプ電流検出手段１２３ａと高圧放電
ランプ１２５に並列接続されたランプ電圧検出手段１２
３ｂとからなる。そして、ランプ電圧検出手段１２３ｂ
の出力側の抵抗の一部をスイッチ１２７によって短絡で
きるように構成されている。調光時には、スイッチ１２
７を開放してランプ電圧検出手段１２３ｂの出力を増加
させる。

【００１０】この従来技術では、調光時に制御手段１２
６への制御入力が増加するので、これに応じて点灯主回
路１２２がＰＷＭ制御される結果、高圧放電ランプ１２
５が調光点灯になる。実際にはスイッチ１２７は点灯主
回路から遠隔した位置に配設され、そのため配線が引き
回される。

【００１１】また、点灯主回路を定電力的に制御するた
めのＰＷＭ制御を使って調光することも考えられるが、
この制御は基本的にはオン、オフの繰り返しであるか
ら、高圧放電ランプが立ち消えしやすく、このため所要
範囲にわたる調光をすることはできない。

【００１２】本発明は、比較的簡単な構成でありながら
円滑で所要の範囲にわたる調光を行うことができる高圧
放電ランプ点灯装置および画像表示装置を提供すること
を目的とする。

【００１３】本発明の他の目的は、調光移行時にクロス
オーバーさせることができる高圧放電ランプ点灯装置お
よび画像表示装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプ点灯装置は、高圧放電ランプを点灯する点灯主
回路と；高圧放電ランプの始動回路と；高圧放電ランプ
のランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段と；高圧放
電ランプのランプ電流を検出するランプ電流検出手段
と；ランプ電圧検出手段およびランプ電流検出手段の両
出力に対して共通になるように接続され、調光操作時に
分圧比が変化する可変分圧手段と；可変分圧手段の出力
に応じて点灯主回路を制御する制御手段と；を具備して
いることを特徴としている。

【００１５】本発明および以下の各発明において、特に
定義しない限り各発明に用いられる用語は次のとおりに
解釈される。

【００１６】高圧放電ランプは、特に短アークのものに
限定されないが、短アークの高圧放電ランプは画像表示
装置やオーバヘッドプロジェクタなどの機器において、
光の利用率が高いので効果的である。封入物に関して
は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、高圧キセ
ノンランプなどの高圧放電ランプであることを許容す
る。

【００１７】点灯主回路は、高圧放電灯ランプを直流点
灯してもよいし、交流点灯してもよい。直流点灯の場合
に源流作用を行う部分は商用周波数で作動するもの、高
周波で作動するもの、または直流で作動するものなどど
のような構成であってもよい。そして、点灯主回路をし
て高圧放電ランプを定電力制御することは好ましいこと
であり、このような場合に点灯主回路にスイッチング手
段を含ませて、このスイッチング手段をランプ電圧およ
びランプ電流の両方に応じて制御することによって、定
電力的に制御することができる。スイッチング手段を含
む点灯主回路としては、これをたとえばチョッパ回路に
て構成し、このチョッパ回路のチョッピングのオンデュ
ーティを制御することによって定電力的に制御し、さら
に要すれば整流化直流電源の非平滑化直流を平滑化させ
るアクティブフィルタとしても作用させてもよい。

【００１８】始動回路は、高圧放電ランプを始動できる
ものであれば、どのような構成であってもよく、既知の
各種始動回路を採用することができる。

【００１９】ランプ電圧検出手段およびランプ電流検出
手段は、ランプ電圧およびランプ電流をそれぞれ直接ま
たは間接的に検出できればよく、特定の回路に限定され
ない。そして、ランプ電圧検出手段および／またはラン
プ電流検出手段を点灯主回路の定電力的な制御などのた
めに利用することができる。

【００２０】本発明において可変分圧手段は、ランプ電
圧検出手段の出力およびランプ電流検出手段の出力に対
して共通に機能するように接続されている。しかも、操
作によって分圧比を変化させ得るものであればよく、特
定の回路部品を使うこと、または特定の回路に限定され
るものではない。操作は直接的であっても間接的であっ
てもよいし、遠隔制御されてもよい。また、共通に作用
するとは、両手段の出力に対して分圧作用が働くという
意味である。

【００２１】本発明において制御手段は、可変分圧手段
の出力に応じて点灯主回路を制御するのであれば、どの
ような構成であってもよい。

【００２２】次に、本発明の高圧放電ランプ点灯装置の
動作について説明する。

【００２３】説明を理解しやすくするために、可変分圧
手段を操作しない状態において、制御手段は高圧放電ラ
ンプが全光点灯するように点灯主回路を制御するものと
する。

【００２４】そうして、可変分圧手段を操作してその分
圧割合を上げると、ランプ電圧検出手段とランプ電流検
出手段とのそれぞれの検出出力の可変分圧手段を経由し
て制御手段に制御入力される割合が増大する。従来のよ
うにランプ電圧検出信号のみでなく、ランプ電流検出信
号についても制御手段への制御入力を増大させることに
より、調光時の負荷特性が従来とは異なりランプ電流の
低減を少なくすることができる。このため、調光時であ
っても全光時に近いランプ電流を供給して光束立ち上が
りを早くすることができる。

【００２５】上記説明では、可変分圧手段を操作しない
ときを全光時としたが、この場合を調光時とすることが
できる。すなわち、操作しない状態では帰還量が多く、
操作したときに帰還量が減少するように構成すればよ
い。また、制御特性を変えて帰還量が少なくなったとき
に調光されるようにすることも許容される。なお、調光
は段階的なもの、および連続的なもののいずれでもよ
い。

【００２６】請求項２の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、高周波で作動するとともに高圧放電ランプを点灯す
る点灯主回路と；高圧放電ランプの始動回路と；高圧
放電ランプのランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段
と；ランプ電圧検出手段の出力に対して並列的に接続さ
れ、調光操作時に分圧比が変化する可変分圧手段と；高
周波の第１の周波数より低い第２の周波数で可変分圧手
段の分圧比を変化させる調光操作手段と；可変分圧手段
の出力に応じて点灯主回路を制御する制御手段と；を具
備していることを特徴としている。

【００２７】本発明および次項の発明において、第１の
周波数とは、約１０ＫＨｚ程度以上の周波数を意味し、
好ましくは約４０ＫＨｚ以上である。これに対して、第
２の周波数とは、肉眼では分からない程度すなわち約１
００Ｈｚ程度以上、好ましくは５００Ｈｚ以上であっ
て、点灯主回路の周波数に対して約１／１０程度以下で
あればよい。

【００２８】本発明は、調光操作手段によって可変分圧
手段の出力を第２の周波数で高低２段階に切り換え、制
御手段による点灯主回路の制御による高圧放電ランプへ
の電力供給を第２の周波数で交互に高低２段階とするこ
とにより、供給電力の平均値を低下させて調光するもの
である。そして、高低の時間割合すなわちオンデューテ
ィを変化させることにより、調光度を任意所望に設定す
ることができる。また、時間とともに高低の時間割合を
変化させていくことにより、調光度を連続的に変化させ
ること、すなわちクロスオーバーさせることが可能であ
る。第２の周波数を上記の範囲にすることにより、肉眼
では違和感のない調光になる。

【００２９】請求項３の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、高周波で作動するとともに高圧放電ランプを点灯す
る点灯主回路と；高圧放電ランプの始動回路と；高圧放
電ランプのランプ電圧を検出するランプ電圧検出手段
と；高圧放電ランプのランプ電流を検出するランプ電流
検出手段と；ランプ電圧検出手段およびランプ電流検出
手段の両出力に対して並列的に接続され、調光操作時に
分圧比が変化する可変分圧手段と；高周波の第１の周波
数より低い第２の周波数で可変分圧手段の分圧比を変化
させる調光操作手段と；可変分圧手段の出力に応じて点
灯主回路を制御する制御手段と；を具備していることを
特徴としている。

【００３０】本発明は前項の発明に対してランプ電圧検
出手段およびランプ電流検出手段に共通に可変分圧手段
が機能するので、請求項１と同様に光束立ち上がりが早
くなる。

【００３１】請求項４の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項２または３記載の高圧放電ランプ点灯装置に
おいて、点灯主回路は、スイッチング手段を含み；制御
手段は、点灯主回路をＰＷＭ制御する；ことを特徴とし
ている。

【００３２】本発明においては、点灯主回路のスイッチ
ング手段を制御手段から第１の周波数でＰＷＭ制御して
高圧放電ランプへの電力供給を所定に制御して点灯を維
持する。

【００３３】請求項５の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項１ないし４のいずれか一記載の高圧放電ラン
プ点灯装置において、可変分圧手段は、分圧手段および
分圧手段に対して並列的に接続されたスイッチ手段を備
えていることを特徴としている。

【００３４】本発明においては、スイッチ手段の開閉に
よって分圧出力を高低２段階に変化させることができ
る。スイッチ手段の開閉は調光時には継続的に閉成する
ようにしてもよいし、また所定の周波数で肉眼では分か
らないような時間間隔で開閉してもよい。後者の場合
は、開閉中と非開閉中とで調光または全光と全光または
調光とが切り替わる。

【００３５】請求項６の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項５記載の高圧放電ランプ点灯装置において、
スイッチ手段は、フォトカプラを含んでなることを特徴
としている。

【００３６】本発明においては、フォトカプラを直接ま
たは間接的にスイッチ手段として可変分圧手段の出力切
り換えを行うので、調光操作を遠隔制御しやすい。ま
た、点灯主回路の２次側における電気絶縁が容易であ
る。さらに、肉眼では分からないような高速スイッチン
グを行うことが容易となる。

【００３７】請求項７の発明の高圧放電ランプ点灯装置
は、請求項５または６記載の高圧放電ランプ点灯装置に
おいて、スイッチ手段を所定周波数でスイッチングさせ
るとともに、ＰＷＭ制御することにより、調光度合を変
えることを特徴としている。

【００３８】本発明においては、所定周波数を請求項２
および３において規定する第２の周波数とすることがで
きるが、これに限定されない。ＰＷＭ制御を一定のオン
デューティとすれば、一定の調光度になり、オンデュー
ティを時間とともに変化させれば、ある点灯状態からこ
れと異なる他の点灯状態へ連続的な調光すなわちクロス
オーバーを行うことができる。請求項８の発明の高圧放
電ランプ点灯装置は、請求項７記載の高圧放電ランプ点
灯装置において、調光移行時にスイッチ手段のＰＷＭ制
御を連続的に変化させてクロスオーバーするようにした
ことを特徴としている。

【００３９】本発明において、クロスオーバーとは、あ
る点灯状態（たとえば全光）から他の点灯状態（たとえ
ば調光）に移行させる場合に、明るさを連続的に変化さ
せることをいう。最初の点灯状態は全光に限らないで、
ある調光状態から他の異なる調光状態に移行させるので
あってもよい。また、明るい方向から暗い方向への調光
に限らないで、その逆であってもよい。

【００４０】本発明は、クロスオーバーをＰＷＭ制御に
よって行わせるので、高圧放電ランプが不安定になるよ
うなことがない。したがって、色温度の変化が少なくな
るから、本発明を実施した機器の看者に対して不快感を
与えるようなことがない。

【００４１】請求項９の発明の高圧放電灯点灯装置は、
請求項１ないし８のいずれか一記載の高圧放電ランプ点
灯装置において、点灯主回路は、チョッパ装置を含んで
なることを特徴としている。

【００４２】本発明において、チョッパ装置を高圧放電
ランプに所定の電力を供給するためにＰＷＭ制御すると
ともに、整流化直流電源のアクティブフィルタとして作
用させ、さらには調光のために作用させることができ
る。

【００４３】請求項１０の発明の高圧放電ランプ点灯装
置は、請求項１ないし９のいずれか一記載の高圧放電ラ
ンプ点灯装置において、高圧放電ランプは、短アークの
高圧放電ランプであることを特徴としている。

【００４４】本発明は高圧放電ランプが短アークである
から、光の利用率が高い。また、直流点灯の場合はさら
に長寿命である。

【００４５】請求項１１の発明の高圧放電ランプ点灯装
置は、請求項１ないし１０のいずれか一記載の高圧放電
ランプ点灯装置において、高圧放電ランプは、メタルハ
ライドランプであることを特徴としている。

【００４６】本発明におけるメタルハライドランプは、
発光金属およびその他の封入物を特定のものに限定する
ものではないが、プロジェクション式テレビジョン受像
機用の高圧放電ランプとしては、以下のような構成が、
求められる発光特性たとえば発光効率、相関色温度、色
度および演色性の点から好ましい結果をもたらす。すな
わち、ジスプロシウムＤｙ、セシウムＣｓおよびネオジ
ウムＮｄを主成分とし、タリウムＴｌおよびまたは錫Ｓ
ｎを副成分として必要に応じて添加し、これら成分に対
して適量のよう素Ｉおよびまたは臭素Ｂｒを水銀および
希ガスとともに封入する。

【００４７】請求項１２の発明の高圧放電ランプ点灯装
置は、請求項１ないし１１のいずれか一記載の高圧放電
ランプ点灯装置において、高圧放電ランプは、リフレク
タを一体に備えていることを特徴としている。

【００４８】本発明では、高圧放電ランプにリフレクタ
を一体化して光学性能を発揮しやすくしているので、プ
ロジェクション色テレビジョン受像機やオーバヘッドプ
ロジェクタなどに好適である。

【００４９】請求項１３の発明の高圧放電ランプ点灯装
置は、請求項１ないし１２のいずれか一記載の高圧放電
ランプ点灯装置において、高圧放電ランプを具備してい
ることを特徴としている。

【００５０】すなわち、本発明は高圧放電ランプをも構
成要件としいる。高圧放電ランプと主点灯回路などの回
路部分とは共通の組立体でもよいが、分離していてもよ
い。

【００５１】請求項１４の発明の画像表示装置は、リフ
レクタを備えた高圧放電ランプと；請求項１ないし１２
のいずれか一記載の高圧放電ランプ点灯装置と；高圧放
電ランプから放射されリフレクタで反射された光を背方
から照射される画像表示手段と；画像表示手段を制御す
る画像制御手段と；画像表示手段を透過した光を集光し
てスクリーンに投射する光学系と；上記各構成要素を収
納する本体ケースと；を具備していることを特徴として
いる。

【００５２】本発明は、高圧放電ランプの調光を円滑に
行える画像表示装置である。

【００５３】請求項１５の発明の画像表示装置は、請求
項１４記載の画像表示装置において、高圧放電ランプを
冷却するファンと；ファンを高圧放電ランプの調光操作
と同期して制御するファン制御手段と；を具備している
ことを特徴としている。

【００５４】本発明によれば、高圧放電ランプをたとえ
ば全光状態から調光状態に変更すると、高圧放電ランプ
の冷却要求も変化するので、同期して冷却手段を制御す
ることにより、一層放電が安定した調光制御を行うこと
ができる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００５６】図１は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第１の実施形態を示す回路図である。

【００５７】図において、１は電源、２は点灯主回路、
３は検出手段、４は始動回路、５は高圧放電灯ランプ、
６は制御手段、７は可変分圧手段である。

【００５８】点灯主回路２は、高圧放電ランプを安定に
点灯するための限流機能や定電力制御などのための機能
を備えている降圧チョッパ装置である。

【００５９】検出手段３は、点灯主回路と直列に挿入さ
れたランプ電流検出手段３ａと、高圧放電ランプ５と並
列に接続されたランプ電圧検出手段３ｂとからなる。各
検出手段３ａ、３ｂはそれぞれ抵抗器からなっている。

【００６０】始動回路４は、高圧放電ランプ５を始動さ
せるためのもので、始動時に高電圧を発生する通常使用
されているものである。

【００６１】高圧放電ランプ５は、電極間距離３ｍｍの
短アーク２５０Ｗメタルハライドランプで、図示しない
が、リフレクタを一体に備えている。

【００６２】制御手段６は、非調光時にはランプ電圧お
よびランプ電流の各検出出力の加算値に応じて点灯主回
路２をＰＷＭ制御して高圧放電ランプ５に対して定電力
的に電力を供給するする。

【００６３】可変分圧手段７は、ランプ電流検出手段３
ａおよびランプ電圧検出手段３ｂの各出力の加算値に対
して並列に接続された可変抵抗器からなっている。

【００６４】次に、動作について説明する。

【００６５】電源１を投入すると、始動回路４によって
高圧放電ランプ５に高電圧が印加されて高圧放電ランプ
５が始動する。そして、点灯主回路２から点灯に必要な
電力が供給されて高圧放電ランプ５が点灯する。点灯す
ると、ランプ電流検出手段３ａからの検出出力とランプ
電圧検出手段からの検出出力が加算され、可変分圧手段
７を介して制御手段６に制御入力する。制御手段６は制
御入力に応じて高圧放電ランプ５に供給する電力を定電
力的に制御する。

【００６６】高圧放電ランプ５を調光する場合、可変分
圧手段７を操作して分圧出力を増加させる。すると、ラ
ンプ電流検出手段３ａおよびランプ電圧検出手段３ｂの
各出力は可変分圧手段７を介して制御手段６に制御入力
するから、上記分圧出力の増加に応じて増加して制御手
段６に制御入力する。このため、ランプ電流検出手段３
ａおよびランプ電圧検出手段３ｂの検出出力そのものは
変化しなくても制御手段６の動作レベルが変わり、点灯
主回路２から降圧放電ランプ５に供給される電力が低減
されて降圧放電ランプは調光点灯に移行する。

【００６７】図２は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第１の実施形態の負荷特性曲線を示すグラフである。

【００６８】図において、横軸はランプ電圧を、縦軸は
ランプ電流を示す。曲線Ａは全光状態の負荷特性曲線、
曲線Ｂは調光状態の負荷特性曲線、曲線Ｃは図１２に示
す従来技術の場合における調光状態の負荷特性曲線であ
る。

【００６９】この図２から理解できるように、本発明の
場合は調光時の負荷特性曲線Ｂが従来の曲線Ｃに比較し
て勾配が大きい。すなわち、調光時にランプ電圧が低下
してもランプ電流の低下は少ない。

【００７０】図３は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第１の実施形態の始動時の光束立ち上がり特性を示す
グラフである。

【００７１】図において、横軸は始動開始からの点灯時
間（秒）を、縦軸は光束比（％）をそれぞれ示す。曲線
Ａは全光始動時の光束立ち上がり曲線、曲線Ｂは調光始
動時の光束立ち上がり曲線、Ｃは図１２に示す従来技術
の場合の調光始動時の光束立ち上がり曲線をそれぞれ示
す。

【００７２】この図３から明らかなように、本発明の場
合、調光始動時の光束立ち上がりは全光始動時に比べれ
ば多少遅いものの、従来技術よりかなり早い。

【００７３】図４は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第２の実施形態を示す回路図である。

【００７４】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。本実施形態は、電源１’が整
流化直流電源、点灯主回路２’が降圧チョッパ、可変分
圧手段７’がフォトカプラを含んでなり、かつランプ電
圧検出手段３ｂに対してのみ対応している。

【００７５】さらに詳述すると、整流化直流電源１’
は、交流電源８からの交流を整流して非平滑直流を降圧
チョッパに対して供給する。上記直流電源１’は平滑コ
ンデンサを備えていない。したがって、降圧チョッパか
らなる点灯主回路２’は、アクティブフィルタとしても
機能させている。そして、降圧チョッパは、スイッチン
グ手段２’ａと降圧インダクタ２’ｂとが点灯回路と直
列に挿入され、スイッチング手段２’ａと降圧インダク
タ２’ｂとの間と整流化直流電源１’の負極との間にダ
イオード２’ｃが接続され、また降圧インダクタ２’ｂ
を挟んでダイオード２’ｃと並列関係にコンデンサ２’
ｄが図示極性に接続されている。降圧インダクタ２’
ｂ、ダイオード２’ｃおよびコンデンサ２’ｄは平滑手
段を構成して、負荷に対してかなりフラットで、かつ降
圧降圧された直流を供給する。

【００７６】ランプ電流検出手段３ａは、ダイオード
２’ｃとコンデンサ２’ｄとの間において点灯回路に直
列に挿入された抵抗器からなる。

【００７７】可変分圧手段７’は、そのフォトカプラの
受光側がランプ電圧検出手段３ｂの出力側の抵抗器３ｂ
１の一部の抵抗器３ｂ２に対して電気的に並列接続され
ている。

【００７８】次に、回路動作について説明する。

【００７９】降圧チョッパからなる点灯主回路２’は４
０ＫＨｚの高周波で作動して、降圧放電ランプ５に対し
て降圧されて、かつフラットな直流電圧を印加する。高
圧放電ランプ５は、始動回路４によって始動し、点灯主
回路２’から所要の直流電力を供給されて直流点灯す
る。そして、全光点灯時にはフォトカプラからなる可変
分圧手段７’は操作されないため、分圧レベルを増加し
ない。

【００８０】調光時にはフォトカプラが外部からの操作
で、１ＫＨｚでオン、オフさせた。フォトカプラがオン
すると、ランプ電圧検出手段３ｂの出力側の抵抗器３ｂ
２が挿入されるため、ランプ電圧検出の出力レベルが上
昇する。フォトカプラは続いてオンするから、再び出力
レベルが低下して元に戻る。このオフ、オンが第２の周
波数で繰り返される結果、ランプ電圧の検出出力は平均
して増加したことになり、制御手段６によって点灯主回
路２’は高圧放電ランプ５に供給する直流電力を平均値
において低減するから、高圧放電ランプ５は調光された
ものとして見える。

【００８１】以上の回路動作から、フォトカプラのオフ
デューティを変化させれば、調光度を任意に設定できる
ことを理解できるであろう。また、たとえば全光点灯か
ら調光点灯に移行する場合に、上記オフデュティを１０
０％から調光時の値を０％とし、所定時間をかけて０％
まで連続的に変化させれば、クロスオーバーさせること
もできる。これを整理していえば、ある点灯状態から別
のある点灯状態に変化させる場合に、任意の時間をかけ
てクロスオーバーさせることができるのである。高圧放
電ランプにおいては、急激に点灯電力の変化は発光色し
たがって色温度まで変化させてしまうので、クロスオー
バーさせることにより、色温度の変化を極めて少なくす
るとともに、明るさの急変を回避して、たとえばテレビ
ジョン受像機のような用途において、看者に与える心理
的不快感を回避することができる。

【００８２】なお、調光と同期して高圧放電ランプの冷
却用のファン（図示しない。）を制御することも必要に
応じて可能である。すなわち、全光状態から調光状態に
切り換えると、ランプの消費電力が減少してランプの温
度も低下するので、ファンの回転数を減少したり、回転
方向を転換したりすることが望ましい。過冷却は高圧放
電ランプを立ち消えしやすくするとともに、色温度が変
化する原因となるからである。

【００８３】図５は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第２の実施形態におけるフォトカプラの駆動回路の詳
細を示す回路図である。

【００８４】図において、３ｂ１、３ｂ２はランプ電圧
検出手段３ｂの出力側の抵抗器で、抵抗器３ｂ２と並列
にトランジスタ５１を接続し、トランジスタ５１のベー
スにフォトカプラ５２のフォトトランジスタ５２ａのエ
ミッタを接続してある。フォトトランジスタ５２ａのエ
ミッタはまた抵抗器５３を介してランプ電流検出手段と
ランプ電圧検出手段との接続点に接続され、コレクタは
抵抗器５４を介してコレクタ電源に接続して、フォトカ
プラの受光側を構成している。

【００８５】一方、フォトカプラ５２の発光ダイオード
５２ｂは抵抗器５５およびインバータ５６を介して調光
操作電源（図示しない。）に接続し、発光ダイオード５
２ｂと並列にコンデンサ５７が接続されて、フォトカプ
ラ５２の発光側を構成している。そして、調光操作電源
は外部から操作されて電源がオン、オフされる。

【００８６】なお、使用した高圧放電ランプ５は、定格
電力３５０Ｗ、電極間距離３ｍｍの短アークメタルハラ
イドランプである。

【００８７】次に、回路動作を説明する。

【００８８】調光電源が投入される以前はインバータ５
６により、発光ダイオード５２ｂに通電されて発光ダイ
オード５２ｂが発光している。そして、フォトトランジ
スタ５２ａが上記発光を受光してオンするので、トラン
ジスタ５１のベース電位が上昇し、トランジスタ５１は
オンする。これにより、抵抗器３ｂ２は短絡される。し
たがって、ランプ電圧検出手段の出力レベルが低下して
いる。この状態では高圧放電ランプは全光状態で点灯さ
れることになる。

【００８９】次に、調光操作電源を投入すると、インバ
ータ５６によって発光ダイオード５２ｂへの通電が停止
される。すると、上記と逆に回路が動作して抵抗器３ｂ
２の短絡状態が解消し、ランプ電圧検出手段の検出レベ
ルは増加する。この状態では、高圧放電ランプは調光点
灯されることになる。

【００９０】以上の説明は調光操作電源をオンするか、
オフするかで説明したが、実際には第２の周波数におけ
る調光操作信号をＰＷＭ制御したものを調光操作電源と
して送出することによって任意所望のレベルで調光する
ことができる。

【００９１】図６は本発明の高圧放電ランプ点灯装置の
第２の実施形態における１００％点灯時の調光操作信
号、ランプ電流および照度の波形図である。

【００９２】この場合のランプ電力は３５０Ｗであっ
た。

【００９３】図７は同じく５０％点灯時の波形図であ
る。

【００９４】この場合のランプ電力は２５０Ｗであっ
た。

【００９５】図８は同じく１７％点灯時の波形図であ
る。

【００９６】この場合のランプ電力は２５０Ｗであっ
た。

【００９７】図９は、本発明の高圧放電ランプ点灯装置
の第３の実施形態を示す回路図である。

【００９８】図において、図４と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。本実施形態は、可変分圧手段
７”の部分において第２の実施形態と異なる。すなわ
ち、可変分圧手段７”はランプ電流検出手段３ａおよび
ランプ電圧検出手段３ｂの各出力に対して共通に機能す
るように配設されている。

【００９９】さらに詳述すると、両検出手段３ａおよび
３ｂの出力端間に直列接続された一対の抵抗器９１およ
び９２のうち、抵抗器９２と並列にトランジスタ９３を
接続し、トランジスタ９３のベースをフォトカプラの受
光側であるフォトトランジスタ９４のコレクタに接続し
ている。フォトトランジスタ９４のコレクタはさらに抵
抗器９５を介してコレクタ電源に接続している。そし
て、エミッタは整流化直流電源１’の負極に接続してい
る。なお、トランジスタ９４のエミッタ、ベース間に抵
抗器９６が接続されている。

【０１００】ところで、前記抵抗器９１の他端はランプ
電圧検出手段３ｂの出力端子に接続するとともに、制御
手段６の制御入力端子に接続している。

【０１０１】可変分圧手段７”は、以上説明した中で符
号９１ないし９６の回路部分によって構成されている。
フォトカプラの発光側は図示しないが、図５のような回
路構成であることを許容する。

【０１０２】次に、回路動作を説明する。

【０１０３】可変分圧手段７”にはランプ電流検出手段
３ａとランプ電圧検出手段３ｂとの出力が加算して印加
される。制御手段６には可変分圧手段７”の出力が制御
入力する。

【０１０４】本実施形態の場合、図５におけるようなイ
ンバータ５６は不要である。したがって、調光時にはフ
ォトカプラが作動してフォトトランジスタ９４がオンし
ている。この状態ではトランジスタ９３のベース電位は
低いので、トランジスタ９３はオフしている。この状態
においては、可変分圧器７”の出力は高レベルであり、
このため制御手段６は点灯主回路２’を高圧放電ランプ
５に調光状態の点灯電力を供給するように制御する。

【０１０５】これに対して、調光操作電源を開放する
と、フォトトランジスタ９４がオフするために、トラン
ジスタ９３のベース電位が上昇し、トランジスタ９３は
オンする。これによって、抵抗器９２が短絡され、可変
分圧手段７”の出力レベルが低下するから、制御手段６
は点灯主回路２’を高圧放電ランプ５に全光状態の点灯
電力を供給するように制御する。

【０１０６】図１０は、本発明の高圧放電ランプ点灯装
置における高圧放電ランプの一実施形態を示す一部断面
正面図である。

【０１０７】図において、高圧放電ランプ５は楕円形の
石英バルブ５ａ内に陽極５ｂおよび陰極５ｃの先端を互
いに近接対向させて配設し、バルブ５ａの両端部に一対
の封止部５ｄを設けて陽極５ｂおよび陰極５ｃの基端部
をそれぞれ支持している。５ｅは封止部５ｄ内に気密に
埋設された封着金属で、５ｇは陰極側の封着金属に接続
された外導線である。５ｆは陽極５ｂ側の封止部５ｄに
支持させた絶縁体である。高圧放電ランプ５と一体化さ
れたリフレクタ９は内面に赤外線透過可視光反射形の光
干渉膜９ａを配設しており、またネック部９ｂ内におい
て口金セメント１０によって絶縁体５ｆを固定すること
によって、高圧放電ランプ５を支持して両者は一体化さ
れている。なお、９ｃはリフレクタ９の反射面の一部に
形成された透孔で、前記外導線５ｇをリフレクタ９の背
面方向へ導出させている。なお、１１は高圧放電ランプ
点灯装置で、既述の本発明の各実施形態が適応する。

【０１０８】図１１は、本発明の画像表示装置の一実施
形態を示す概念図である。

【０１０９】図において、高圧放電ランプ５はリフレク
タ９を備えて一体化されて光源１２を構成している。１
３は画像表示手段で、たとえば液晶表示体からなり、そ
の背面から高圧放電ランプ５から放射され、リフレクタ
９で集光された光を照射される。１４は画像制御手段
で、画像表示手段１３を駆動および制御するもので、要
すればテレビジョン受像機能を備えることができる。１
５は交流電源で、高圧放電ランプ点灯装置１１および画
像制御手段１４に対して所要の電源を供給する。１６は
光学系で、画像表示手段１３を透過した光を集光してス
クリーン１７に投射する。１８は本体ケースで、以上の
各構成要素を収納している。

【０１１０】

【発明の効果】請求項１ないし請求項１３の各発明によ
れば、比較的簡単な構成でありながら円滑で所要の範囲
にわたる調光を行うことができる高圧放電ランプ点灯装
置を提供することができる。

【０１１１】請求項１の発明によれば、加えて調光始動
時の光束立ち上がりが早い高圧放電ランプ点灯装置を提
供することができる。

【０１１２】請求項２の発明によれば、加えて調光時の
放電が安定で調光度の設定を任意に行える高圧放電ラン
プ点灯装置を提供することができる。

【０１１３】請求項３の発明によれば、加えて調光始動
時の光束立ち上がりが早い高圧放電ランプ点灯装置を提
供することができる。

【０１１４】請求項４の発明によれば、加えて点灯主回
路のスイッチング手段により高圧放電ランプを定電力制
御など所望の制御するとともに、調光制御も容易な高圧
放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１１５】請求項５の発明によれば、加えて可変分圧
手段がスイッチ手段を含むから、このスイッチ手段の開
閉によって調光切換が容易にできるとともに、肉眼でわ
からないような周波数で開閉することにより、より一層
安定な調光も行うことができる高圧放電ランプ点灯装置
を提供することができる。

【０１１６】請求項６の発明によれば、加えてスイッチ
手段をフォトカプラを含んでなるものにすることによ
り、遠隔操作、配線引き回しおよび２次側絶縁が容易な
高圧放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１１７】請求項７の発明によれば、加えてスイッチ
手段をＰＷＭ制御するので、所望の調光度設定が容易で
ある高圧放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１１８】請求項８の発明によれば、加えて調光移行
に際してクロスオーバーする高圧放電ランプ点灯装置を
提供することができる。

【０１１９】請求項９の発明によれば、加えて点灯主回
路がチョッパからなるので、高圧放電ランプの電力制御
と調光とを容易に行えるとともに、電源リップルに対し
てアクティブフィルタとしても機能させることができる
高圧放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１２０】請求項１０の発明によれば、加えて高圧放
電ランプが短アークであるから、光の利用率が高い高圧
放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１２１】請求項１１の発明によれば、加えてメタル
ハライドランプにより発光効率、相関色温度、色度およ
び演色性などの発光特性を所望に選択することのできる
高圧放電ランプ点灯装置を提供することができる。

【０１２２】請求項１２の発明によれば、加えて高圧放
電ランプがリフレクタを一体に備えているから、光学特
性を発揮しやすい高圧放電ランプ点灯装置を提供するこ
とができる。

【０１２３】請求項１３の発明によれば、加えて高圧放
電ランプを備えた高圧放電ランプ点灯装置を提供する。

【０１２４】請求項１４の発明によれば、請求項１ない
し１２の効果を有する画像表示装置を提供することがで
きる。

【０１２５】請求項１５の発明によれば、加えて高圧放
電ランプ冷却用のファンを調光操作と同期して制御する
ことにより、一層円滑な調光のできる画像表示装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施
形態を示す回路図

【図２】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施
形態の負荷特性を示すグラフ

【図３】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第１の実施
形態の始動時の光束立ち上がり特性を示すグラフ

【図４】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第２の実施
形態を示す回路図

【図５】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第２の実施
形態におけるフォトカプラの駆動回路の詳細を示す回路
図

【図６】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第２の実施
形態における１００％点灯時の調光操作信号、ランプ電
流および照度の波形図

【図７】同じく５０％点灯時の波形図

【図８】同じく１７％点灯時の波形図

【図９】本発明の高圧放電ランプ点灯装置の第３の実施
形態を示す回路図

【図１０】本発明の高圧放電ランプ点灯装置における高
圧放電ランプの一実施形態を示す一部断面正面図

【図１１】本発明の画像表示装置の一実施形態を示す概
念図

【図１２】従来技術を示す回路図

【符号の説明】

１…電源２…点灯主回路３ａ…ランプ電流検出手段３ｂ…ランプ電圧検出手段４…始動回路５…高圧放電ランプ６…制御手段７…可変分圧手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧放電ランプを点灯する点灯主回路と；
高圧放電ランプの始動回路と；高圧放電ランプのランプ
電圧を検出するランプ電圧検出手段と；高圧放電ランプ
のランプ電流を検出するランプ電流検出手段と；ランプ
電圧検出手段およびランプ電流検出手段の両出力に対し
て共通になるように接続され、調光操作時に分圧比が変
化する可変分圧手段と；可変分圧手段の出力に応じて点
灯主回路を制御する制御手段と；を具備していることを
特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項２】高周波で作動するとともに高圧放電ランプ
を直流点灯する点灯主回路と；高圧放電ランプの始動回
路と；高圧放電ランプのランプ電圧を検出するランプ電
圧検出手段と；ランプ電圧検出手段の出力に対して並列
的に接続され、調光操作時に分圧比が変化する可変分圧
手段と；高周波の第１の周波数より低い第２の周波数で
可変分圧手段の分圧比を変化させる調光操作手段と；可
変分圧手段の出力に応じて点灯主回路を制御する制御手
段と；を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ
点灯装置。
【請求項３】高周波で作動するとともに高圧放電ランプ
を直流点灯する点灯主回路と；高圧放電ランプの始動回
路と；高圧放電ランプのランプ電圧を検出するランプ電
圧検出手段と；高圧放電ランプのランプ電流を検出する
ランプ電流検出手段と；ランプ電圧検出手段およびラン
プ電流検出手段の両出力に対して並列的に接続され、調
光操作時に分圧比が変化する可変分圧手段と；高周波の
第１の周波数より低い第２の周波数で可変分圧手段の分
圧比を変化させる調光操作手段と；可変分圧手段の出力
に応じて点灯主回路を制御する制御手段と；を具備して
いることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項４】点灯主回路は、スイッチング手段を含み；
制御手段は、点灯主回路をＰＷＭ制御する；ことを特徴
とする請求項２または３記載の高圧放電ランプ点灯装
置。
【請求項５】可変分圧手段は、分圧手段および分圧手段
に対して並列的に接続されたスイッチ手段を備えている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の
高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項６】スイッチ手段は、フォトカプラを含んでな
ることを特徴とする請求項５記載の高圧放電ランプ点灯
装置。
【請求項７】スイッチ手段を所定周波数でスイッチング
させるとともに、ＰＷＭ制御することにより、調光度合
を変えることを特徴とする請求項５または６記載の高圧
放電ランプ点灯装置。
【請求項８】調光移行時にスイッチ手段のＰＷＭ制御を
連続的に変化させてクロスオーバーするようにしたこと
を特徴とする請求項７記載の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項９】点灯主回路は、チョッパ装置を含んでなる
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一記載の
高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項１０】高圧放電ランプは、短アークの高圧放電
ランプであることを特徴とする請求項１ないし９のいず
れか一記載の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項１１】高圧放電ランプは、メタルハライドラン
プであることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれ
か一記載の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項１２】高圧放電ランプは、リフレクタを一体に
備えていることを特徴とする請求項１ないし１１のいず
れか一記載の高圧放電ランプ点灯装置。
【請求項１３】高圧放電ランプを具備していることを特
徴とする請求項１ないし１２のいずれか一記載の高圧放
電ランプ点灯装置。
【請求項１４】リフレクタを備えた高圧放電ランプと；
請求項１ないし１２のいずれか一記載の高圧放電ランプ
点灯装置と；高圧放電ランプから放射されリフレクタで
反射された光を背方から照射される画像表示手段と；画
像制御手段を制御する画像制御手段と；画像表示手段を
透過した光を集光してスクリーンに投射する光学系と；
上記各構成要素を収納する本体ケースと；を具備してい
ることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】高圧放電ランプを冷却するファンと；フ
ァンを高圧放電ランプの調光操作と同期して制御するフ
ァン制御手段と；を具備していることを特徴とする請求
項１４記載の画像表示装置。