[发明专利]放电灯点亮装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于点亮高压放电灯，特别是高压水银灯、金属卤化物灯、氙灯等高亮度放电灯的放电灯点亮装置。

背景技术

在用于例如液晶投影器、DLP(TM)投影器那样的图像显示用等的光学装置的光源装置中，使用高亮度放电灯(HID灯)。在上述的投影器中，采用了下述方式：通过双色棱镜等来分离R、G、B这3原色，通过设置针对各色而设置的空间调制元件分别产生各3原色的图像，通过双色棱镜等再次合成光路来显示彩色图像。此外，在其他方式中，使具有R、G、B3原色的滤色器旋转，使来自光源的光通过该滤色器，由此依次产生各3原色的光束，通过使这些光束同步并控制空间调制元件，以时间分割方式依次产生各3原色的图像，从而显示彩色图像。

关于恒定点亮时的放电灯的驱动方式，有直流驱动方式和交流驱动方式，该交流驱动方式通过还具备变换器(inverter)来周期性地反转极性。在直流驱动方式的情况下，具有下述显著的优点：来自灯的光束也是直流的，即不会随时间而变化，在上述两个投影器的方式中基本上能够完全相同地适用。对此，在交流驱动方式的情况下，具有下述的优点：利用被称为极性反转频率的在直流驱动方式中没有的自由度，有可能能够控制放电灯电极的消耗或生长。

在启动该种灯的情况下，在向灯施加被称为无负载开放电压的电压的状态下，施加高电压后在放电空间内产生绝缘击穿，经过辉光放电后转变为电弧放电。在交流驱动方式的情况下，作为达成上述方式的方法，从以往开始，在变换器的后级设置基于谐振电感器和谐振电容器的串联谐振电路，在启动时产生串联谐振现象以使变换器的极性反转频率与该谐振电路的谐振频率相吻合，进行提高向灯施加的电压的串联谐振方式的谐振启动。另外，通过该谐振启动和点火器(igniter)的并用，能够提高所施加的高电压的峰值从而提高启动概率。

图15简略化地表示了以往的放电灯点亮装置的一个方式的构成，是用于说明与谐振启动有关的原理的图。该图的放电灯点亮装置具备：向放电灯(Ld)供电的供电电路(Ux′)；用于使该输出电压极性反转的全桥式的变换器(Ui′)；谐振电感器(Lh′)；以及谐振电容器(Ch′)，在启动时，以由上述谐振电感器(Lh′)的电感和上述谐振电容器(Ch′)的静电电容之积的值来确定的谐振频率或接近该谢振频率的频率对上述变换器(Ui′)进行极性反转驱动，由此通过产生的LC串联谐振现象而在上述谐振电容器(Ch′)的两端子间产生高电压，从而向上述放电灯(Ld)施加高电压。此外，上述供电电路(Ux′)和上述变换器(Ui′)的动力系统的电路结构与后述的供电电路(Ux)和变换器(Ui)的动力系统的电路结构同样。另外，发生谐振现象时，由包括极性反转驱动的频率的(奇数次的)高次谐波与LC谐振频率对应的情况。

在串联谐振动作时，虽然为了不使流过上述变换器(Ui′)的谐振电流过大，需要减小谐振电容器的静电电容且在一定程度上增大谐振电感器的电感，但该电感越大，越容易发生在恒定点亮时的灯光束的瞬间断开、超调(overshoot)或振动。而且，在串联谐振方式中，为了使向灯施加的电压获得足够的升高，需要将周期电压施加单元的频率或者该高次谐波成分的频率设定为与谐振电路的谐振频率或者谐振频率的奇数倍的频率相吻合即调谐为谐振电路的谐振频率或者谐振频率的奇数倍的频率。

然而，由于部件存在差异(バラツキ)，因此存在以下问题：即使以预先设定的固定频率对上述变换器(Ui′)进行极性反转驱动，也不能够获得期待的高电压，所述固定频率是由上述谐振电感器(Lh′)的设计上的电感和上述谐振电容器(Ch′)的设计上的静电电容所决定的。另外，在存在差异的情况下，可以考虑测定各个放电灯点亮装置的谐振频率并设定各频率的方法，但是，由于需要另外考虑所连接的电缆的长度、电缆与其他导体的接近程度等的影响，因此存在很难预先严密地设定谐振频率的问题。