專利名稱：放電燈點亮裝置及投影機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及放電燈點亮裝置及內(nèi)裝有其的投影機，尤其涉及閃爍的發(fā)生的抑制。
背景技術(shù)：
在利用于現(xiàn)有投影機的光源中的放電燈點亮裝置中，為了使高壓放電燈(以下，也稱為燈)的放電弧穩(wěn)定，例如提出了下述技術(shù)“當(dāng)將交流燈電流供給到高壓放電燈而對高壓放電燈進行點亮?xí)r，以燈電流的半周期的預(yù)定幾分之1使電流脈沖發(fā)生，使該電流脈沖的極性與前述燈電流的極性相同并將該電流脈沖以發(fā)生了該電流脈沖的半周期的后面的部分疊加到該燈電流...”(例如專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1特表平10-501919號公報(專利權(quán)利要求的范圍，圖4)在上述的現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)1)中，因為使電流脈沖同步于交流燈電流的半周期的后面的部分而相疊加，所以燈的電極的溫度上升，放電弧穩(wěn)定而可抑制閃爍的發(fā)生。但是，在將該燈例如用作了投影機的光源的情況下，作為對顯示畫面的副作用，與電流脈沖的疊加的時間相應(yīng)地，畫面的明亮度一部分變得明亮。而且，明亮度一部分變得明亮的部分，因為使電流脈沖同步于燈電流而相疊加所以固定于畫面的一定位置，作為其結(jié)果，有了下述問題點損害畫面的明亮度的均勻性，在顯示畫面發(fā)生條紋狀的圖案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，為了解決如此的問題點所作出，目的在于提供可以抑制閃爍的發(fā)生，并且使得在顯示畫面上不會發(fā)生條紋狀的圖案的放電燈點亮裝置及內(nèi)裝有其的投影機。
本發(fā)明的放電燈點亮裝置，具備輸入直流電壓，進行用于向高壓放電燈供給預(yù)定的額定電功率的電流控制的直流電壓電源電路；將該直流電壓電源電路的輸出電流變換成預(yù)定的頻率的交流電流，向高壓放電燈供給驅(qū)動電流的逆變器；和對前述直流電壓電源電路及前述逆變器進行控制的控制單元；前述控制單元，使與前述驅(qū)動電流的周期不同步的電流脈沖，疊加到前述驅(qū)動電流。在本發(fā)明中，為了使發(fā)生于高壓放電燈的放電弧穩(wěn)定而使電流脈沖疊加到驅(qū)動電流，因此，能夠抑制由于高壓放電燈的電極前端形狀的變化等而發(fā)生的閃爍。進而，使得相疊加的電流脈沖與驅(qū)動電流不同步，電流脈沖和驅(qū)動電流的相對關(guān)系變得無序，即使在將該放電燈點亮裝置用于投影機等中的情況下，雖然由于電流脈沖而顯示畫面的相應(yīng)位置一部分也變得明亮，但是因為該位置并非一定位置所以難以看得出來，其結(jié)果，在顯示畫面上不再發(fā)生條紋狀的圖案。
在本發(fā)明中的放電燈點亮裝置中，前述控制單元，相應(yīng)于供給到前述高壓放電燈的電功率，對電流脈沖的寬度和/或高度進行調(diào)整。在本發(fā)明中，由于對高壓放電燈進行額定電功率控制，并相應(yīng)于該電功率而對電流脈沖的寬度和/或高度進行調(diào)整，使交流電弧的發(fā)生穩(wěn)定化，并使得供給到高壓放電燈的電極的能量不會過多而防止消耗電極。
在本發(fā)明中的放電燈點亮裝置中，前述控制單元，具備對前述電流脈沖的頻率進行設(shè)定的頻率調(diào)整器，基于通過該頻率調(diào)整器所設(shè)定了的頻率對前述電流脈沖的頻率進行設(shè)定。在本發(fā)明中，使得基于通過頻率調(diào)整器所設(shè)定了的頻率對電流脈沖的頻率進行設(shè)定，能夠任意地對電流脈沖的頻率進行設(shè)定。
在本發(fā)明中的放電燈點亮裝置中，前述控制單元，使前述電流脈沖，疊加到前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分。在本發(fā)明中，通過使電流脈沖疊加到驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分，能夠高效地使高壓放電燈的放電弧穩(wěn)定，能夠抑制閃爍的發(fā)生。
在本發(fā)明中的放電燈點亮裝置中，前述控制單元，使前述電流脈沖，隨機地疊加到前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分。在本發(fā)明中，通過使電流脈沖疊加到驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分，能夠高效地使高壓放電燈的放電弧穩(wěn)定，并且即使在用于投影機等中的情況下，也因為電流脈沖的位置并非一定位置，所以能夠使顯示畫面的閃爍減輕。
在本發(fā)明中的放電燈點亮裝置中，前述控制單元，生成用于生成前述電流脈沖的基準(zhǔn)脈沖，在該基準(zhǔn)脈沖之內(nèi)，對相當(dāng)于前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的前半部分的部分進行遮斷，并基于未被遮斷而殘留的部分的基準(zhǔn)脈沖使前述電流脈沖疊加到前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分。
本發(fā)明中的投影機，具備高壓放電燈，上述的放電燈點亮裝置，液晶面板，將來自前述高壓放電燈的光引導(dǎo)到前述液晶面板的光學(xué)單元，和將描繪于前述液晶面板的圖像投影到屏幕上的投影單元；將前述放電燈點亮裝置的電流脈沖的頻率，設(shè)定為與前述液晶面板的垂直同步信號的頻率不同的值。在本發(fā)明中，將放電燈點亮裝置的電流脈沖的頻率，設(shè)定為與前述液晶面板的垂直同步信號的頻率不同的值，雖然由于電流脈沖而顯示畫面的相應(yīng)位置一部分變得明亮，但是因為按顯示畫面的幀插入到不同的位置，該位置并非一定位置所以難以看得出來，其結(jié)果，在顯示畫面上不再發(fā)生條紋狀的圖案。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式中的放電燈點亮裝置的構(gòu)成的框圖。
圖2是表示了用于生成圖1的燈電流的信號波形的時序圖。
圖3是表示了將圖1的放電燈點亮裝置用作投影機的光源時的顯示畫面的例的說明圖。
圖4是表示了用于生成圖1的燈電流的信號波形的時序圖。
圖5是在照明光學(xué)系統(tǒng)中組裝了上述實施方式的放電燈點亮裝置的投影機的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成圖。
附圖符號說明10放電燈點亮裝置，11下斬波器(down chopper)，12逆變器，13點亮器(igniter)，14DC/DC變換器，15控制電路，20放電燈，21發(fā)光管，22反射鏡，100照明光學(xué)系統(tǒng)，110光源，120照明裝置，150反射鏡，160聚光透鏡，210、212分色鏡，214色光分離光學(xué)系統(tǒng)，220、222、224反射鏡，230入射側(cè)透鏡，232中繼透鏡，240、242、244場透鏡，250、252、254液晶面板，251、253、255、256、257、258偏振板，260十字分色棱鏡，270投影透鏡，300投影屏幕。
具體實施例方式
實施方式1圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的放電燈點亮裝置的構(gòu)成的框圖。圖1的放電燈點亮裝置，由下斬波器11、逆變器12、點亮器13、DC/DC變換器14及控制電路15所構(gòu)成，在點亮器13的輸出端連接燈20。下斬波器11，相當(dāng)于本發(fā)明的直流電壓電源電路，為了向燈20供給預(yù)定的額定電功率而對輸入進來的直流電壓進行調(diào)整，在該例中通過斬波處理使輸入電壓下降，進行用于向燈20供給預(yù)定的額定電功率的電流控制。該下斬波器11的輸出電流輸出給逆變器12。還有，在下斬波器11的輸出端并聯(lián)地連接電阻R1、R2，電阻R1和R2的連接點的電位作為下斬波器11的輸出電壓供給到控制電路15。并且，在下斬波器11的負(fù)電位側(cè)串聯(lián)地連接電阻R3，流過電阻R3的電流作為燈電流(驅(qū)動電流)被檢測而供給到控制電路15。
逆變器12，由例如全橋連接的4個開關(guān)元件所構(gòu)成，通過交替地進行開關(guān)，將輸入進來的直流電壓變換成交流電壓而輸出到點亮器13。點亮器13，由例如點亮變壓器(igniter transformer)及其驅(qū)動電路所構(gòu)成，在開始點亮?xí)r發(fā)生高電壓而施加到燈20。DC/DC變換器14生成控制電路15的驅(qū)動電壓，使輸出電壓下降而供給到控制電路15?？刂齐娐?5，由例如微處理器等所構(gòu)成，對下斬波器11、逆變器12及點亮器13分別進行控制?？刂齐娐?5，例如取進來下斬波器11的輸出電壓及電流，使得供給到燈20的電功率為一定地，對下斬波器11的輸出電流進行控制。并且，控制電路15，對逆變器12的輸出頻率進行適當(dāng)控制，并在點亮開始時對點亮器13進行控制而使高電壓發(fā)生。還有，在控制電路15，分別連接用于從外部取進來控制信號的外部控制IF15a及可變電阻VR?？勺冸娮鑆R相當(dāng)于本發(fā)明的頻率調(diào)整器，通過對可變電阻VR進行調(diào)整而對進行疊加的電流脈沖(后述)的頻率進行調(diào)整。燈20，例如是反射型的光源裝置，發(fā)光管21通過耐熱膠粘劑而粘接固定于反射鏡22的中央部。
接著，對圖1的放電燈點亮裝置的工作進行說明。下斬波器11通過斬波處理而使輸入進來的直流電壓下降，其輸出電流輸出到逆變器12。逆變器12，將輸入進來的直流電流變換為預(yù)定的頻率的交流電流而輸出到點亮器13。點亮器13在開始點亮?xí)r發(fā)生高電壓而施加到燈20，若燈20點亮，則逆變器12的輸出電壓直接地施加到燈20而使點亮狀態(tài)持續(xù)下去。此時，控制電路15，取入下斬波器11的輸出電壓及輸出電流、使得向燈20供給額定電功率地對下斬波器11進行控制，在本實施方式中，為了發(fā)生于燈20的放電弧的穩(wěn)定化，使電流脈沖疊加到向燈20所供給的燈電流地對下斬波器11進行控制?；趫D2對其詳細(xì)情況進行說明。
圖2是表示了用于生成圖1的燈電流的信號波形的時序圖。在同圖中，A為基準(zhǔn)脈沖列，B為對應(yīng)于未附加電流脈沖列時的燈電流(從逆變器流通到燈的矩形波的電流)的燈點亮波形，C為疊加于燈點亮波形B的一方的極性的脈沖列，D為疊加于燈點亮波形B的另一方的極性的脈沖列，但是因為是反極性所以如E地反相使用。F為使脈沖C、E疊加到燈點亮波形B的波形，相當(dāng)于該燈電流波形F的燈電流被供給到燈20。燈點亮波形B的頻率，從燈20的長壽命化的觀點來看，在例如將該點亮裝置應(yīng)用于投影機等的顯示裝置中的情況下，設(shè)定為對應(yīng)于其顯示畫面的垂直同步信號的頻率(例如50Hz，60Hz，72Hz等)的頻率(例如90Hz)。在此，基準(zhǔn)脈沖列A，其頻率設(shè)定為與燈點亮波形B不相同的頻率，設(shè)定得與燈點亮波形B不同步。即，在使脈沖列C、E疊加于燈點亮波形B而使燈點亮波形F生成時，脈沖列C、E不會固定于燈點亮波形F的一定的部位。因此，基準(zhǔn)脈沖列A的頻率，設(shè)定為74Hz～84Hz之間。雖然由于脈沖列C、E相疊加而在其定時的燈20的明亮度變得明亮，但是因為并不固定于燈點亮波形F的一定的部位，所以在用作投影機的光源的情況下，因為該明亮的部位不在一定的位置而進行移動，所以作為整體該明亮的部位難以看得出來，不會注意到。
此外，為了得到相當(dāng)于如上述地使電流脈沖疊加了的燈點亮波形F的燈電流，通過控制電路15使在例如對下斬波器11的輸出電流進行控制時的控制指令值為如燈點亮波形F的形狀的值，或者使之與對下斬波器11的輸出電流的反饋量進行疊加的電流脈沖相應(yīng)地減少而能夠?qū)崿F(xiàn)。
還有，控制電路15，相應(yīng)于供給到燈20的電功率，對燈點亮波形F的疊加電流脈沖的寬度及高度進行改變。例如將要疊加的電流脈沖的寬度Iw2及高度Ip2，在成為基準(zhǔn)的燈電功率下，相對于對應(yīng)于燈點亮波形B的部分的寬度Iw1及高度Ip1而分別設(shè)定為例如5％左右，并相應(yīng)于燈電功率的改變而適當(dāng)改變。通過如此地相應(yīng)于燈電功率而對電流脈沖的寬度和/或高度進行調(diào)整，由于若例如電流脈沖過小則交流電弧的發(fā)生變得不穩(wěn)定，因此為了避免如此情況而供給某種程度的大小的電流脈沖。并且，因為若電流脈沖變得過大，則供給到燈20的電極的能量變得過多而發(fā)生電極消耗，由此為避免如此情況的電流脈沖。另外，基準(zhǔn)脈沖列A的頻率能夠通過對可變電阻VR進行調(diào)整而任意地進行設(shè)定，能夠例如一邊對投影機等的顯示畫面進行確認(rèn)一邊進行調(diào)整。
圖3是表示了將圖1的放電燈點亮裝置用作投影機的光源時的顯示畫面的例的說明圖。如在同圖中所示地，因為霧狀的薄帶(明亮的部分)從下向上(或從上向下)反復(fù)移動，該薄帶并不固定于特定的位置所以難以看得出來，其結(jié)果，在顯示畫面中不會發(fā)生條紋狀的圖案(不能識別為條紋狀的圖案)，觀看顯示畫面的觀看者不會注意到。還有，因為在現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)1)中電流脈沖列同步于燈點亮波形，而圖3的薄帶固定于畫面上所顯示，在特定的部位顯示為條紋狀的圖案，所以對觀看者而言看起來不舒適。
如以上地在本實施方式1中，為了使發(fā)生于燈20中的放電弧穩(wěn)定而使電流脈沖疊加到燈電流，因此，能夠抑制因燈20的經(jīng)年變化等引起的閃爍的發(fā)生。進而，使進行疊加的電流脈沖不與燈電流同步，電流脈沖和燈電流的相對關(guān)系變得無序，即使在將該放電燈點亮裝置用于投影機等中的情況下，雖然由于進行疊加的電流脈沖而使顯示畫面的相應(yīng)的位置一部分變得明亮，但是因為該位置并非一定位置所以也難以看得出來，其結(jié)果，在顯示畫面上不會發(fā)生條紋狀的圖案。
實施方式2圖4是表示了用于生成圖1的燈電流的信號波形的其他的例的時序圖。在同圖中，G為屏蔽脈沖(mask pulse)，在脈沖列C、E出現(xiàn)于燈點亮波形B的前部時施加屏蔽，而僅在出現(xiàn)于燈點亮波形B的后部時使其疊加到燈點亮波形B。如此一來，生成脈沖列C、E被疊加到了燈點亮波形B的后部的燈點亮波形F。而且，因為其位置并不固定，所以通過得到上述的實施方式1的效果并使電流脈沖疊加到燈電流的脈沖寬度的后半部分，能夠使燈20的放電弧穩(wěn)定，能夠高效地抑制閃爍的發(fā)生。
實施方式3圖5是在照明光學(xué)系統(tǒng)中組裝了上述的實施方式1、2的放電燈點亮裝置的投影機的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成圖。還有，圖5的放電燈點亮裝置10，相當(dāng)于圖1的放電燈點亮裝置10，在此，進行疊加的電流脈沖的頻率，設(shè)定為與燈20的驅(qū)動電流的頻率及液晶面板250、252、254的垂直同步信號的頻率不相同的頻率。
該投影機，具備照明光學(xué)系統(tǒng)100，分色鏡210、212，反射鏡220、222、224，入射側(cè)透鏡230，中繼透鏡232，3片場透鏡240、242、244，3塊液晶面板250、252、254，分別配置于各液晶面板的出射側(cè)及入射側(cè)的偏振板251、253、255、256、257、258，十字分色棱鏡260，和投影透鏡270。
照明光學(xué)系統(tǒng)100，具備射出大致平行的光線束的放電燈20，照明裝置120，反射鏡150，和聚光透鏡160。放電燈20，由射出放射狀的光線的作為放射光源的發(fā)光管21(參照圖1)所構(gòu)成。從放電燈20所發(fā)出的光以照明裝置120均勻化了其輝度之后，通過反射鏡150進入聚光透鏡160。聚光透鏡160，使從照明裝置120所照射的均勻光向液晶面板250、252、254的面板面入射。
進而，2片分色鏡210、212，構(gòu)成將從照明光學(xué)系統(tǒng)100所射出的光，分離成紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)的3種色光的色光分離光學(xué)系統(tǒng)214。第1分色鏡210，使從照明光學(xué)系統(tǒng)100所射出的光的紅色光分量進行透射，并反射藍(lán)色光分量和綠色光分量。
透射了第1分色鏡210的紅色光，以反射鏡220所反射，通過場透鏡240而到達(dá)紅光用的液晶面板250。該場透鏡240，具有下述功能使通過了的各部分光線束，變成平行于各部分光線束的主光線(中心軸)的光束地進行聚光。設(shè)置于其他的液晶面板之前的場透鏡242、244也同樣地起作用。
在以第1分色鏡210所反射了的藍(lán)色光和綠色光之中，綠色光通過第2分色鏡212而被反射，通過場透鏡242而到達(dá)綠光用的液晶面板252。另一方面，藍(lán)色光，對第2分色鏡212進行透射，并通過具備有入射側(cè)透鏡230、中繼透鏡232及反射鏡222、224的中繼透鏡系統(tǒng)。通過了中繼透鏡系統(tǒng)的藍(lán)色光，進而通過場透鏡244而到達(dá)藍(lán)色光用的液晶面板254。
3塊液晶面板250、252、254，具有作為光調(diào)制裝置的功能，將分別入射其中的各色光，變換成用于相應(yīng)于所提供的圖像信號而形成圖像的光進行射出。還有，在該液晶面板250、252、254的光入射側(cè)存在偏振板256、257、258，并且，在液晶面板250、252、254的光射出側(cè)分別設(shè)置偏振板251、253、255，通過它們來調(diào)整各色光的偏振方向。然后，通過了這些液晶面板250、252、254的光，隨后進入十字分色棱鏡260。
十字分色棱鏡260，具有將從3塊液晶面板250、252、254所射出來的3種色光合成的作為色光合成光學(xué)系統(tǒng)的功能。在十字分色棱鏡260，對紅光進行反射的電介質(zhì)多層膜、和對藍(lán)光進行反射的電介質(zhì)多層膜，大致X狀地形成于4個直角棱鏡的界面。通過這些電介質(zhì)多層膜合成3色的色光，形成用于投影彩色圖像的合成光。以十字分色棱鏡260所生成的合成光，進入投影透鏡270，從那里投影到投影屏幕300上。由此以液晶面板250、252、254所顯示的圖像被投影到投影屏幕300上。
如以上地在本實施方式3中，放電燈點亮裝置的進行疊加的電流脈沖的頻率，設(shè)定為與燈20的燈電流的頻率及液晶面板250、252、254的垂直同步信號的頻率不相同的值，雖然由于進行疊加的電流脈沖而使顯示畫面的相應(yīng)位置一部分變得明亮，但是因為該位置并非一定位置所以難以看得出來，其結(jié)果，不在顯示畫面上發(fā)生條紋狀的圖案。
權(quán)利要求
1.一種放電燈點亮裝置，其特征在于，具備輸入直流電壓，進行用于向高壓放電燈供給預(yù)定的額定電功率的電流控制的直流電壓電源電路，將該直流電壓電源電路的輸出電流變換成預(yù)定的頻率的交流電流，向高壓放電燈供給驅(qū)動電流的逆變器，和對前述直流電壓電源電路及前述逆變器進行控制的控制單元；前述控制單元，使與前述驅(qū)動電流的周期不同步的電流脈沖，疊加于前述驅(qū)動電流。
2.按照權(quán)利要求1所述的放電燈點亮裝置，其特征在于前述控制單元，相應(yīng)于供給到前述高壓放電燈的電功率，對前述電流脈沖的寬度和/或高度進行調(diào)整。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的放電燈點亮裝置，其特征在于前述控制單元，具備對前述電流脈沖的頻率進行設(shè)定的頻率調(diào)整器，基于通過該頻率調(diào)整器所設(shè)定的頻率，對前述電流脈沖的頻率進行設(shè)定。
4.按照權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的放電燈點亮裝置，其特征在于前述控制單元，使前述電流脈沖，疊加于前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分。
5.按照權(quán)利要求4所述的放電燈點亮裝置，其特征在于前述控制單元，使前述電流脈沖，隨機地疊加于前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的放電燈點亮裝置，其特征在于前述控制單元，生成用于生成前述電流脈沖的基準(zhǔn)脈沖，在該基準(zhǔn)脈沖內(nèi)，對相當(dāng)于前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的前半部分的部分進行遮斷，基于未被遮斷而殘留的部分的基準(zhǔn)脈沖，使前述電流脈沖疊加于前述驅(qū)動電流的脈沖寬度的后半部分。
7.一種投影機，其特征在于，具備高壓放電燈，權(quán)利要求1～6中的任何一項所述的放電燈點亮裝置，液晶面板，將來自前述高壓放電燈的光引導(dǎo)到前述液晶面板的光學(xué)單元，和將描繪于前述液晶面板的圖像投影到屏幕上的投影單元；將前述放電燈點亮裝置的電流脈沖的頻率，設(shè)定為與前述液晶面板的垂直同步信號的頻率不同的值。
全文摘要
本發(fā)明提供可以抑制閃爍的發(fā)生，并且使得在顯示畫面上不會發(fā)生條紋狀的圖案的放電燈點亮裝置及內(nèi)裝有其的投影機。其具備輸入直流電壓，進行用于向高壓放電燈供給預(yù)定的額定電功率的電流控制的下斬波器(11)；將下斬波器(11)的輸出電流變換成預(yù)定的頻率的交流電流，向燈(20)供給驅(qū)動電流的逆變器(12)；和對下斬波器(11)及逆變器(12)進行控制的控制電路(15)?？刂齐娐?15)，使與驅(qū)動電流的周期不同步的電流脈沖疊加于驅(qū)動電流。
文檔編號H05B41/30GK101018440SQ20071000551
公開日2007年8月15日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月10日
發(fā)明者大川一夫 申請人:精工愛普生株式會社