[发明专利]放电灯点亮装置以及投射式影像显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及点亮使用于投射式影像显示装置中的用于点亮高亮度放电灯的放电灯点亮装置、以及采用放电灯点亮装置的投射式影像显示装置。

背景技术

作为投射式影像显示装置(以下简单记为“投影机”)，具有：通过液晶显示元件的透射光获得投射影像的液晶投影机、通过DMD(DigitalMicro-mirror Device)元件等反光镜装置元件(reflective mirror deviceelement)的反射光获得投射影像的DLP(Digital Light Processing)(注册商标)投影机。无论是哪个方式的投影机都将来自白色光源的白色光通过棱镜等光学装置分解为三原色(红色：R、绿色：G、蓝色：B)的光而照射在对应于各颜色的显示元件，并且用影像信号来调制该照射光，从而生成投射影像。尤其，常使用DLP投影机作为会议场或剧场等要求高亮度、高可靠性的业务用的投影机。作为使用于投影机的白色光源，采用高压汞灯、氙气灯等高亮度的放电灯的情况多。

在DLP投影机中，将三原色的光照射到与投射影像的各像素对应的DMD元件，通过其反射角度的变化，控制对投射透镜的输出光，从而获得投射影像。

在该DLP投影机中，还具有对应于R、G、B三原色光而装载三个独立的DMD元件的方式，但是，该方式能够实现高影像质量的另一方面，结构复杂，并且因为DMD元件的价格昂贵，所以导致高价格的投影机。因此，将三原色的光以按时间序列逐次地照射到DMD元件的方式作为低价格的投影机而普及。

而且，作为获得三原色的方法，采用了以下方法：使在平面上排列了分别投射三原色的三个光学滤光片(区段(segment))的称为色轮(colorwheel)的圆盘与作为白色光源的放电灯的光轴正交而进行旋转，从而由放电灯的白色光中逐次且分时地获取三原色。另外，为了提高投射影像的亮度，还可以采用附加了白色滤光片的四个颜色区段的色轮。

若用直流电源来驱动放电灯，则在电弧放电时电子撞击在阳极上，所以温度比阴极高。结果，灯的寿命变短，因此对电极对施加规定频率的交流电，并且周期性地轮换阳极和阴极而进行驱动。

色轮与影像的1帧的周期(例如：在NTSC方式的情况下等于1/60秒)同步，并且以相同的周期、或其整数分之一的周期来控制旋转。

所述放电灯的轮换周期，由于轮换极性而产生亮度不连续，并且由于闪烁(flicker)等引起影像质量下降，因此，优选轮换周期为1/100秒以下。另外，若切换时刻是在色轮的区段的区域中，则有时在切换极性时会产生发光的瞬断或过冲(overshoot)、振铃(ringing)等，从而降低影像的质量。据此，在色轮的各区段的边界上进行切换极性的控制。

图2是示意性表示一般的四个颜色的色轮结构的图。如图2中所示，四个颜色的扇形各区段的中心角度(面积)不相等。在该图2的例子中，G(绿色)、W(白色)、B(蓝色)区段的角度相同，相对于此，R(红色)区段的角度设定得较开阔。即，构成为：当色轮旋转一周时，透过色轮的光通量比率在R、G、B、W中不同。这是考虑到放电灯的发光能量的光谱分布、人眼的感色灵敏度等而决定的。另外，该比率当然还根据所使用的光源而发生变化。

在这种四个颜色(偶数色)的色轮中，在区段的边界进行了放电灯的极性切换时，例如，在图2中区段角度大的R(红色)的期间，由于放电灯的极性始终是一个极性(例如，正电压连续)，因此能量集中于电极对中的一个，所以加剧放电灯的进一步恶化。另一方面，在三个颜色(奇数色)的色轮(未图示)的情况下，由于色轮每旋转一周时放电灯极性就发生反转，因此，即使透过色轮的光通量比率在R、G、B中不同也不会产生这种问题。

作为这种以能量不集中于一个电极的方式对双方电极施加同等负荷的方法，例如提出了专利文献1中所示的方法。在专利文献1中公开的方法是：在具有四个颜色(偶数色)区段的色轮的区段边界上切换放电灯极性的方式中，奇数次定期地忽视极性反转的切换的方法。

这样，例如，当用图2的例子来说明时，若在图2中在W与B区段的边界上不进行电极的极性切换，则R区段的极性反转为与上次之前的极性相反，从而补偿极性的偏斜。

但是，在专利文献1中公开的方法，为了补偿放电极性的偏斜，间歇地忽视极性反转的切换操作，并且存在由于该切换操作所忽视的周期、长度而在投射影像中产生伴随极性反转的闪烁等使影像质量下降的情况。

专利文献1：日本特开2008-146837号公报

发明内容