CN101184358B - 放电灯点灯装置及投影机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供放电灯点灯装置及投影机,在用于将投影机中使用的高亮度放电灯进行点灯的放电灯点灯装置中,在解除增加调制的抑制时,解决使投影机的投影图像的色调或明暗急遽变化地让鉴赏者察觉的问题。在解除增加调制的抑制时,在从放电灯启动之后转移到稳定点灯状态的途中,徐徐地进行解除地加以构成。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用在投影机中的高压放电灯、特别是高压水银灯、金属卤化物灯、氙气灯等的高亮度放电灯进行点灯的放电灯点灯装置,以及使用上述放电灯点灯装置的投影机。
背景技术
例如,在液晶投影机或DLP(TM)投影机这种的图像显示用等的光学装置的投影机中,使用高亮度放电灯(HID灯)。在上述的投影机中,通过分光棱镜等分离红、绿、蓝-即R、G、B 3原色,通过设在每一各色的空间调制元件来产生各3原色别的图像,通过分光棱镜将光路再合成后显示彩色图像的方式的投影机。此外,在其他方面也有通过使由具有R、G、B的3原色的通过色的色盘的过滤器旋转,通过在该过滤器-即动态滤色器使来自光源的光通过,使各3原色的光束顺序产生,通过使它们同步后控制空间调制元件,根据将各3原色别的图像时间分割使其顺序产生,来显示彩色图像的方式的投影机。
采用模式化地显示灯电压(VL)与灯电压(IL)的变化的样子的图14(a)与(b),简单地说明用于上述放电灯的放电灯点灯装置的点灯动作。首先,在启动时,在对灯施加了称为无负载开放电压的状态下,施加了(图14的时刻(to)以后)高电压等,在放电空间内产生绝缘破坏,经过辉光放电(图14的时刻(tg)以后)后,转移至电弧放电(图14的时刻(ta)以后),最终,实现稳定地点灯。
转移至图14的时刻(ta)之后的电弧放电之后,例如在10V左右的低的值的灯的放电电压,随着温度上升而徐徐上升,在稳定点灯状态下稳定在一定电压。通常,放电灯点灯装置,为了实现预定的灯投入电力而可以输出必要的灯电流,具有使输入电源的输出适合于灯的放电电压的转换器(converter),此外,检测出灯电压-即转换器的输出电压,根据该信息,例如通过将目标电力用检测电压来加以除算后的商的值,具有决定目标灯电流的方案。并且,在转移到电弧放电后的灯电压为较低的期间,将目标电力用检测电压来加以除算后所算出的目标灯电流会变为非常大的值、是不可能实现的,因此,取而代之,采用将灯电流的上限值ILmax作为目标灯电流,不久,灯电压上升后,将目标电力用检测电压加以除算后所得到的算出值变成在上限值ILmax以下的话,将目标灯电流设定成上述算出值。
关于放电灯的驱动的方式,具有通过上述转换器使灯进行点灯的直流驱动方式、和通过在上述转换器的后段还具备有变换器(inverter)而进行周期性的极性反转的交流驱动方式。直流驱动方式的情况优点是,因为来自灯的光束也是直流的-即没有时间的变化,因此,基本上,在上述的投影机的两个方式中,全部可以同样地适用。对此,交流驱动方式的情况缺点是,与在所谓的极性反转频率这种直流驱动方式所中利用没有的自由度,可以控制放电灯的电极的消耗或成长的可能性这样的优点相反,在产生极性反转时的发光的瞬断或过冲(overshoot)等,对显示图像有着不好影响等极性反转本身的缺点。
但是,为了提高显示图像的色再现性能,对使用光源灯的光谱分布和上述的动态滤色器的色顺序光束的变换方式的整合很重要。在上述色盘的情况下,通过将R、G、B(根据情况在此加上W-即白色)各色的区域的角度分布,即相当1旋转的各色通过的时间的比例,设定使之符合灯的光谱,可以实现色再现性能的提升、或者是色再现性能的改善。
例如,在使用R成分不足的灯的情况下,将R成分的通过区域变大-即将R成分通过的时间的比例延得比其他的色还要长,这样才有效。但是,通过这样的方法将色再现性能改善到所期望的情况,例如在于DLP方式的投影机,将显示图像的各象素的每色的亮度,以空间调制元件的各象素的动作的工作周期(duty cycle)比来控制,因此,产生了在使通过的时间的比例减小的色成分中,象素的谐调的细部控制变得难以控制这样的问题。
为了解决这样的问题,例如,在日本特表平08-505031号专利文献中,提案有:在图像投射装置中,同步于通过色彩变化机构的输出所给予的光线束的色彩,设有使光源的输出功率变化的光源驱动控制机构。此外,在日本特表2004-526992号专利文献中,提案有:使同样对应于颜色,将2种电平的电力供给给灯的彩色显示装置。更进一步,在日本特开2005-353343号专利文献中,提案有:与交流驱动的灯电流的极性反转定时无关,将同步于旋转过滤器的颜色的脉冲的电流重叠于灯电流的投影机。这些技术的共通点是,主要在于,对应于投影机中所发现的过滤器色彩,使脉冲重叠到灯电流以进行调制。但是,在这些提案中有未解决的问题。
如上所述,高亮度放电灯启动之后,灯电压低,为了将灯的光束早点发射、早点转移至稳定状态,在启动之后的期间,需要促进灯的加热,尽可能流动较大的灯电流。但是,此时可以流动的电流的绝对值,有着上限值ILmax,在流动超越过这个的电流的情况下,即使是脉冲的电流也是会导致灯电流的损耗。因此,在此期间,在不超越过灯电流的上限值ILmax的条件之下,比起重叠脉冲,进行不重叠的方法,增加灯电流的平均值,可以使灯的光束早点发射。原因是,在不重叠脉冲的情况下,可以连续的流动一口气到上限值ILmax的灯电流,相对相反地,在重叠脉冲的情况下,因为在重叠脉冲期间以外的期间,变成比上限值ILmax特意较小的灯电流。
因此,在启动之后的期间,抑制了将脉冲重叠到灯电流的功能,通过更进一步灯的加热,灯电压上升,灯电流特意地变到上述的上限值ILmax以下,假定即使进行脉冲重叠,峰值电流值不会超过上限值ILmax这样地变成确实的状态而待着,只有控制以解除脉冲重叠功能的抑制。在图14,在时刻(tm)描绘有抑制解除的情况。但是,在这样的抑制解除的方法的情况下,从已抑制的状态转移至已抑制解除的状态很陡峭,作为投影机的投影图像的鉴赏者来说,会察觉图像的色调或明暗会急遽地变化,有着非常碍眼的大问题,此外,与故障不同等,更会让鉴赏者有着多余的不安的问题。
为了缓和该问题,必须尽可能提早脉冲重叠功能的抑制解除的定时,通过设定在充分进行灯的加热前的投影机的投影图像不太明亮的时刻,使上述的抑制解除时的图像的急遽的变化难以见到。为此,在灯电压的上升不充分的时刻下进行脉冲重叠功能的抑制解除的结果,对于灯电压的上限值ILmax,几乎没有多余,或者是,在灯的零零散散情况下,内在有超越过这些的峰值的脉冲重叠在灯电流的问题,由灯寿命的观点来看,情况不理想。
(专利文献1)日本特表平08-505031号专利文献
(专利文献2)日本特表2004-526992号专利文献
(专利文献3)日本特开2005-353343号专利文献
发明内容
本发明的目的在于提供一种放电灯点灯装置及投影机,在搭载具有对放电灯的电流进行脉冲的增加调制的功能的放电灯点灯装置的投影机中,在灯的启动之后抑制上述增加调制,在灯的稳定点灯状态下解除上述增加调制的抑制以进行动作的放电灯点灯装置的情况,在解除上述增加调制的抑制时,解决被鉴赏者察觉到的投影机的投影图像的色调或明暗急遽地变化的问题。
本申请的第一发明的放电灯点灯装置,是在利用由放电灯所产生的光束(Ox1)来投影显示图像的投影机中,启动上述放电灯(Ld)并进行点灯的一种放电灯点灯装置(Ex);其特征在于,具有:供电电路(Ux),对上述放电灯(Ld)供电;灯电压检测电路(Vx),用于检测灯电压(VL)并生成灯电压检测信号(Sv);灯电流检测电路(Ix),用于检测灯电流(IL)并生成灯电流检测信号(Si);电力控制电路(Up),依据上述灯电压检测信号(Sv)更新上述灯电流目标信号(St),使投入到上述放电灯(Ld)的负载电力值PL成为预定的目标电力值PT;供电能力控制电路(Ud),反馈控制上述供电电路(Ux),使上述灯电流检测信号(Si)与上述灯电流目标信号(St)的差异变小;以及灯电流调制电路(Um),根据调制信号(Sm),对灯电流(IL)进行脉冲的增加调制,
控制使在上述放电灯(Ld)启动时及启动之后抑制上述增加调制、且在上述放电灯(Ld)的稳定点灯状态下解除上述增加调制的抑制,在解除上述增加调制的抑制时,从上述放电灯(Ld)的启动之后转移到稳定点灯状态的途中,慢慢地解除。
本申请的第二发明的放电灯点灯装置,其特征在于:在本申请的第一发明中,上述灯电流调制电路(Um),根据上述调制信号(Sm),通过对上述灯电流检测电路(Ix)的上述灯电流检测信号(Si)的输出的增益进行调制的方式,进行上述增加调制。
本申请的第三发明的放电灯点灯装置,其特征在于:在本申请的第一发明中,上述灯电流调制电路(Um),根据上述调制信号(Sm),通过对上述电力控制电路(Up)的上述灯电流目标信号(St)的输出的增益进行调制的方式,进行上述增加调制。
本申请的第四发明的放电灯电灯装置,其特征在于:在本申请的第二发明中,通过抑制缩小增益的程度进行上述增加调制的抑制。
本申请的第五发明的放电灯电灯装置,其特征在于:在本申请的第三发明中,通过抑制增大增益的程度进行上述增加调制的抑制。
本申请的第六发明的放电灯电灯装置,其特征在于:在本申请的第一至三发明中的任意一个发明中,通过控制使上述灯电流(IL)不超过规定的值,进行上述增加调制的抑制。
本申请的第七发明的放电灯电灯装置,其特征在于:在本申请的第六发明中,产生没有进行增加调制的期间的灯电流值对应的信号、和进行保证不超过规定值的增加调制的期间的灯电流值对应的信号;通过从这些信号中选择,产生出决定了没有进行增加调制的期间和进行增加调制的期间的灯电流的电平的信号。
本申请的第八发明的投影机,其特征在于:利用放电灯产生的光束(Ox1)投影显示图像,用于启动上述放电灯(Ld)并点灯的放电灯点灯装置,是本申请的发明一至七中任一项所述的放电灯点灯装置(Ex)。
本申请的第九发明的投影机,其特征在于:在第八发明中,在通过动态滤色器(Of)变换成色顺序光束(Ox2)、利用上述色顺序光束(Ox2)投影显示图像的投影机中,上述调制信号(Sm)依据上述色顺序光束(Ox2)的特定的色产生。
本发明可以提供有:在搭载具有对放电灯的电流进行脉冲的增加调制的功能的放电灯点灯装置的投影机中,在灯的启动之后抑制上述增加调制,在灯的稳定点灯状态下解除上述增加调制的抑制以进行动作的放电灯点灯装置中,在解除上述增加调制的抑制时,通过在从上述放电灯(Ld)的之后转移至稳定点灯状态的途中,徐徐地解除以进行动作并加以构成,在解除上述增加调制的抑制时,解决被鉴赏者察觉到的投影机的投影图像的色调或明暗急遽地变化的问题的放电灯点灯装置及投影机。
附图说明:
图1是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的一个的方式的方框图。
图2是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图3是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图4是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的动作的一方式的定时图。
图5是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图6是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图7是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图8是模式地显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的动作的一方式的波形图。
图9是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图10是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图11是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一部份的一方式的图。
图12是简略化显示本发明的放电灯点灯装置的实施例的一方式的图。
图13是简略化显示本发明的投影机的一个的方式的方框图。
图14是模式地显示以往的放电灯点灯装置的一部份的动作的波形图。
附图标记说明:
Aai:运算放大器
Aai’:运算放大器
Ad1:缓冲器
Ad2:缓冲器
Ad3:缓冲器
Adc:AD变换器
Adc:运算放大器
Ah1:缓冲器
Ah2:缓冲器
Ai:灯电流检测信号变换器
At:灯电流目标信号变换器
Cd0:电容器
Cd1:积分电容器
Ce:电容器
Ch:电容器
Ch1:电容器
Cmg:比较器
Cmv:比较器
Cx:平滑电容
Dac:DA变换器
Dd1:二极管
Dd2:二极管
Dd3:二极管
Dd4:二极管
Dh1:齐纳二极管
Dh2:二极管
Dx:续流二极管
E1:电极
E2:电极
Et:辅助电极
Ex:放电灯点灯装置
Fx:供电控制电路
G1:栅极驱动电路
G2:栅极驱动电路
G3:栅极驱动电路
G4:栅极驱动电路
Ge:栅极驱动电路
Gndx:接地
Gx:栅极驱动电路
He:次级线圈
IL:灯电流
Ix:灯电流检测电路
Ld:放电灯
Lx:扼流线圈
M0:调制信号
M1:调制信号
M2:调制信号
Mpu:微处理单元
Mx:DC电源
Oc:聚光镜光学系统
Of:动态滤色器
Om:空间调制元件
Op:投影透镜
Os:屏幕
Osc:震荡器
Ox:图像处理部
Ox1:光束
Ox1’:光束
Ox2:色顺序光束
Ox3:图像光束
Pe:初级线圈
Ph:初级线圈
Q1:开关元件
Q2:开关元件
Q3:开关元件
Q4:开关元件
Qd1:晶体管
Qe:开关元件
Qh1:晶体管
Qx:开关元件
Ra:电阻
Ra’:电阻
Ra0:电阻
Ra0’:电阻
Ra1:电阻
Ra1’:电阻
Ra2:电阻
Ra2’:电阻
Rac:电阻
Rac’:电阻
Rb:电阻
Rb’:电阻
Rb0:电阻
Rb0’:电阻
Rb1:电阻
Rb1’:电阻
Rb2:电阻
Rb2’:电阻
Rd0:电阻
Rd1:负载电阻
Rd2:电阻
Rd3:电阻
Rd4:电阻
Rd5:拉曳电阻
Rd6:加速电阻
Re:电阻
Rfc:电阻
Rfc’:电阻
Rh1:分压电阻
Rh2:分压电阻
Rh3:电阻
Rh4:电阻
Rh5:电阻
Rh6:电阻
Rm:电阻
Rm’:电阻
Rm0:电阻
Rm0’:电阻
Rm1:基极电阻
Rm1’:电阻
Rm2:基极电阻
Rm2’:电阻
Rx:分流电阻
Sd0:锯齿状波信号
Sd1:误差输出信号
Sd2:斩波驱动目标信号
Sd3:信号
S44:信号
Sd5:控制对象信号
Sd6:信号
Sd7:信号
Sd8:信号
Sf1:变换器控制信号
Sf2:变换器控制信号
Sg:栅极驱动信号
Sh:次级线圈
Si:灯电流检测信号
Sk:灯电流上限信号
Sm:调制信号
SmO:数据值
So:调制切换定时信号
Soc:信号
Sr:灯电流原检测信号
St:灯电流目标信号
St’:灯电流原目标信号
St”:灯电流调制目标信号
StH:灯电流调制上界信号
StL:灯电流调制下界信号
SV:灯电流原检测信号
Sxt:斩波能力控制目标数据
Sxv:灯电压数据
Sz:斩波停止信号
T11:点
T12:点
T21:点
T22:点
T31:点
T32:点
T41:点
T42:点
Te:高电压变压器
Th:变压器
Uc:灯电流上限信号产生电路
Ud:供电能力控制电路
Uf:变换器控制电路
Ui:变换器
Um:灯电流调制电路
Up:电力控制电路
US:启动器
Us1:触发器驱动电路
Ux:供电电路
Uz:斩波停止信号产生电路
VL:灯电压
Vd1:基准电压源
Vd2:基准电压源
Vd3:电压源
Vd4:电压偏移电路
Vx:灯电压检测电路
Z0:开关元件
Z0’:开关元件
Z1:开关元件
Z1’:开关元件
Z2:开关元件
Z2’:开关元件
Zm:开关元件
Zm’:开关元件
ta:时刻
tg:时刻
tm:时刻
tm1:时刻
tm2:时刻
to:时刻
具体实施方式
首先,使用简略化显示本发明的放电灯点灯装置的方框图的图1,来说明关于实施本发明的方式。供电电路(Ux),连接到放电灯(Ld)的主放电的电极(E1、E2),使供电给上述放电灯(Ld)那样进行连接。在上述放电灯(Ld),连接有该放电启动的启动器(Us)。
本图表示在上述放电灯(Ld)的密封体的外部设置的辅助电极(Et)施加了高电压-即外部触发器(trigger)方式,但是,触发器方式,与本发明的本质无关。因此,在主放电的上述电极(E1、E2)串列地设有高电压脉冲产生电路以施加高电压脉冲的触发器方式,或是施加通过共振产生的高的电压的方式等也是不要紧的。又,本图表示直流驱动方式的放电灯点灯装置,如后所述,在上述供电电路(Ux)与上述放电灯(Ld)之间插有变换器的交流驱动方式的放电灯点灯装置也是可以的;直流驱动方式与交流躯动方式的差别在本发明的本质是无关系的。
上述供电电路(Ux)的输出电流一即灯电流(IL),通过灯电流检测信号(Ix)检测出,生成灯电流检测信号(Si)。在供电能力控制电路(Ud),输入上述灯电流检测信号(Si)、与作为该信号的控制目标值的灯电流目标信号(St);上述供电能力控制电路(Ud)比较这2个信号。接着,若是上述灯电流检测信号(Si)比上述灯电流目标信号(St)还要小的情况下,使上述灯电流(IL)增加,相反地,在上述灯电流检测信号(Si)比上述灯电流目标信号(St)还要大的情况下,使上述灯电流(IL)减少,通过将对上述供电电路(Ux)的栅极驱动信号(Sg)的输出进行反馈控制,使上述灯电流检测信号(Si)与上述灯电流目标信号(St)一致地进行控制。
另一方面,供电电路(Ux)的输出电压-即灯电压(VL)通过灯电压检测信号(Vx)检测,生成灯电压检测信号(Sv)后输入至电力控制电路(Up)。上述电力控制电路(Up)具有,使用上述灯电压检测信号(Sv),使投入至上述放电灯(Ld)的负载电力值PL变成预定的目标电力值PT地更新上述灯电流目标信号(St)的功能。并且,在上述灯电流检测信号(Ix)中,例如使用分流电阻(Rx),根据需要,附加了由放大器或衰减器等所成的灯电流检测信号变换器(Ai),又于上述灯电压检测信号(Vx)中,例如使用分压电阻,来各自简单地实现。通过以上的基本结构,启动上述放电灯(Ld),可以维持在特定的电力的放电。
调制信号(Sm)输入至灯电流调制电路(Um),可以进行将灯电流(IL)脉冲地增加的增加调制。但是,在灯的启动时及启动之后,抑制上述的增加调制,灯电流的脉冲的增加是否没有全部进行,或者是把增加的量抑制下来,接着,从灯的启动经过一时间,于转移至稳定点灯状态的过程的途中的适当的时期中,徐徐地解除已抑制的增加调制。如此,于本发明的放电灯点灯装置中,已抑制的增加调制徐徐地-即缓缓地解除,因此已抑制增加调制的状态的投影机的投影图像的色调或明暗,即使在抑制解除增加调制的状态下也是会有差异,但投影图像的鉴赏者也不会感觉到这样的变化,或者是变得不会感到碍眼。
例如,在拥有具R、G、B、W的4色的色盘的投影机中,使用构成可以把仅对应于R的期间的灯电流进行增加25%的增加调制的放电灯点灯装置、进行知觉试验的情况中,从调制的抑制解除的开始至结束的期间,在静止画面约3秒以上、动态画面约2秒以上的话,被实验者不会察觉到变化,此外,在静止画面约1秒以上、动态画面约0.8秒以上的话,也没有诉求说对变化的碍眼感。因此,进行增加调制的色彩的条件或是增加量的条件即使为相异的情况下,作为从增加调制的抑制解除的开始至结束的期间的设定值,期望设成3秒以上,最好是5~10秒之间,在减低碍眼感的程度的目的的情况下,若是设成1秒以上是较好的。
在此,上述调制信号(Sm)是,通过与该放电灯点灯装置协动的投影机本体的图像处理回部生成,或者是,例如,于投影机本体中,根据动态滤色器的动作生成在图像处理部,根据送至该放电灯点灯装置的调制切换定时信号,可以通过放电灯点灯装置本身来生成;上述调制信号(Sm)的生成元在本发明的本质是无关系的。此外,上述调制信号(Sm)即使是具有高电平与低电平的1位的2值信号,或者即使是具有由多位的数字信号所成的谐调的数据,更进一步即使是模拟信号,上述灯电流调制电路(Um)可以设成适合于各个的情况;上述调制信号(Sm)的形式在本发明的本质上是无关系的。并且,作为这样的上述调制信号(Sm),包含有:根据增加调制确定使灯电流增加的比例的多位数字信号或是模拟信号部分、和确定进行调制或是不进行调制的差别的1位的2值信号部分所成的形式。
并且,上述灯电流调制电路(Um)不仅可以使灯电流(IL)进行脉冲的增加的增加调制,也可以进行与脉冲的减少动作相混合的调制。此外,在放电灯点灯装置为交流驱动方式的情况下,放电灯点灯装置的输出电压的极性反转的定时与增加调制的脉冲的定时,不管同步还是不同步,在本发明的本质上是无关系的。
图2是表示在本发明的放电灯点灯装置中可以使用的供电电路(Ux)的其中一例。将降压斩波开关电路作为基础的供电电路(Ux)由PFC等的DC电源(Mx)接受电压的供给并动作,进行至放电灯(Ld)的供电量调整。在上述供电电路(Ux)中,通过FET等的(Qx)将来自上述DC电源(Mx)的电流进行ON·OFF,通过扼流线圈(Lx)对平滑电容(Cx)进行充电,该电压施加于放电灯(Ld)使电流流过放电灯(Ld)。
并且,上述开关元件(Qx)为ON状态的期间,由通过开关元件(Qx)的电流,直接进行对平滑电容(Cx)的充电和作为负荷的放电灯(Ld)的电流供给,并且在扼流线圈(Lx)中以磁束的形式来蓄积能量;上述开关元件(Qx)为OFF状态的期间,通过在扼流线圈(Lx)以磁束的形式蓄积的能量,通过续流二极管(Dx)、进行对平滑电容(Cx)的充电和对放电灯(Ld)的电流供给。
在上述降压斩波型的供电电路(Ux)中,通过上述开关元件(Qx)为ON状态的期间对上述开关元件(Qx)的动作周期的比,即工作周期比,可以调整对上述放电灯的供电量。在此,具有一工作周期比的栅极驱动信号(Sg)通过供电控制电路(Fx)生成,通过栅极驱动电路(Gx)控制上述开关元件(Qx)的栅极端子,由此控制来自上述的DC电源(Mx)的电流的ON·OFF。
并且,在此,作为供电电路(Ux),虽然表示了降压斩波开关电路,但是也可以是例如升压斩波开关电路等,用于将输入电力供电给放电灯的电压·电流的转换器,供电电路的形式,在本发明的本质上是无关系的。
接着,使用显示上述供电控制电路(Fx)的简略化结构的图3,来说明实施本发明的方式之一。上述灯电压检测信号(Sv),输入至电力控制电路(Up)之中的AD转换器(Adc),转换成具有适当的位数的数字的灯电压数据(Sxv),输入到微处理单元(Mpu)。在此,微处理单元(Mpu)是包含有,CPU或程序存储器、数据存储器、时钟脉冲产生电路、计时器、用于数字信号的输入输出的IO控制器等。
微处理单元(Mpu)根据参照了上述灯电压数据(Sxv)的计算、或对应该时刻的系统的状态的条件判断,生成后述的供电能力控制电路(Ud)的斩波能力控制目标数据(Sxt)。例如,将对应额定电力的常数用上述灯电压数据(Sxv)来进行除算,算出达成额定电力的灯电压(IL)的值,作为对应于该值,生成上述斩波能力控制目标数据(Sxt)。但是,如同启动之后所发生的,若是,在进行除算后所得的算出值为超过相当于灯电流(IL)的上限值ILmax的值的条件下,取代算出值地,把相当于上限值ILmax的值设定作为上述斩波能力控制目标数据(Sxt)。上述斩波能力控制目标数据(Sxt)通过DA变换器(Dac),变换成模拟的灯电流目标信号(St),输入到供电能力控制电路(Ud)。
在上述供电能力控制电路(Ud)内,上述灯电流目标信号(St)通过因需要而设置的放大器或缓冲器(Ad1)与二极管(Dd1),连接到负载电阻(Rd1),生成斩波驱动目标信号(Sd2)。并且,上述负载电阻(Rd1)的另一端连接到到具有适当电压的基准电压源(Vd1)。
另一方面,在变换来自上述分流电阻(Rx)的灯电流原检测信号(Sr)的灯电流检测信号变换器(Ai),连接灯电流调制电路(Um),根据调制信号(Sm)对上述灯电流检测信号变换器(Ai)的增益进行调制,生成上述灯电流检测信号(Si)。该信号是,通过因需要而设置的放大器或缓冲器(Ad3)与二极管(Dd3),连接到一端为接地连接的拉曳电阻(pull-down resistor)(Rd5)的另一端,生成控制对象信号(Sd5)。
并且,上述灯电压检测信号(Sv)通过比较器(Cmv),与具有对应于上述的无负载开放电压的基准电压源(Vd2)的电压相比较,若是,上述灯电压检测信号(Sv)比无负载开放电压高,晶体管(Qd1)变成ON或是能动状态,从适当的电压源(Vd3)、通过电阻(Rd4)与二极管(Dd4)、让电流流到上述拉曳电阻(Rd5),提升上述控制对象信号(Sd5)的水准而动作。相反地上述灯电压检测信号(Sv)比无负载开放电压低的情况下,上述晶体管(Qd1)变成ON状态,来自上述电压源(Vd3)的电流短路,上述控制对象信号(Sd5)变成对应于上述灯电流检测信号(Si)。因为,由上述的拉曳电阻(Rd5)与二极管(Dd3)、二极管(Dd4)所成的电路,选择对应于各二极管的阳极侧的信号(Sd6)与信号(Sd7)的任一个中不为小的一方的电压,在拉曳电阻(Rd5)上产生。通过这样的结构,例如输出电流几乎停止,即使上述灯电流检测信号(Si)在几乎没有输入的状态,上述灯电压检测信号(Sv)比上述无负载开放电压高的话,通过上述控制对象信号(Sd5)急速地上升,灯电压(VL)通常被硬件性的限制在概略无负载开放电压以下。
上述斩波驱动目标信号(Sd2)以电阻(Rd2)与电阻(Rd3)来分压,输入到运算放大器(Ade)的反转输入端子。另一方面,上述控制对象信号(Sd5)输入到上述运算放大器(Ade)的非反转输入端子。接着,上述运算放大器(Ade)的输出信号通过积分电容器(Cd1)与加速电阻(speed-up resistor)(Rd6)回锁于反转输入端子,因此上述运算放大器(Ade)是,作为对上述斩波驱动目标信号(Sd2)的电阻(Rd2)与电阻(Rd3)的分压电压的、上述控制对象信号(Sd5)的电压的差进行积分的、误差积分电路来动作的。
连接决定时间常数的电阻(Rd0)与电容器(Cd0)的震荡器(Osc),产生如图4所示的锯齿状波信号(Sd0),该锯齿状波信号(Sd0)、与来自上述误差积分电路的误差输出信号(Sd1)以比较器(Cmg)比较。但是在比较时,对上述误差输出信号(Sd1),比较加有来自电压偏移电路(Vd4)的偏置电压(offset voltage)的信号(Sd8)与上述锯齿波状信号(Sd0)。在上述锯齿波状信号(Sd0)的电压比上述信号(Sd8)的电压高的期间,生成变成高电平的上述栅极驱动信号(Sg),由上述供电能力控制电路(Ud)输出。如上所述,由于上述信号(Sd8)对上述误差输出信号(Sd1)加入偏置(offset),因此,上述误差输出信号(Sd1)即使假定为零的话,与上述栅极驱动信号(Sg)的工作周期比是,比100%小的最大值,即小于等于最大工作周期比。在图4的a与b,显示:上述误差输出信号(Sd1)、及对这些加入偏置的信号(Sd8)、上述锯齿波状信号(Sd0)与上述栅极驱动信号(Sg)的关系。
通过从上述供电控制电路(Fx)输出的上述栅极驱动信号(Sg)输入到上述栅极驱动电路(Gx),作为结果,上述灯电流检测信号(Si)及上述灯电压检测信号(Sv)完成反馈给开关元件(Qx)的动作的反馈控制系统。并且,在图3记载的供电能力控制电路(Ud)的构成时,作为集成了上述运算放大器(Ade)或震荡器(Osc)、比较器(Cmg)等的市售的集成电路,可以利用德州仪器公司制的TL494等。
图5是简略化显示了图3记载的上述灯电流调制电路(Um)、及上述灯电流检测信号变换器(Ai)的构成的具体例子。在该图中,上述调制信号(Sm)是具有由调制信号(M0、M1、M2)构成的多位的数字信号构成的谐调的数据。在该图的电路,把运算放大器(Aai)的非反转放大电路作为基本,上述灯电流原检测信号(ST)通过上述运算放大器(Aai)来放大,作为该输出信号,生成灯电流检测信号(Si)。
上述运算放大器(Aai)的输出通过电阻(Rfc)、与电阻(Rac)或并联连接这些后连接到接地的电阻的合成电阻来进行分压,因为连接到上述运算放大器(Aai)的反转输入端子,因此该非反转放大电路的增益由该分压比来规定。在并联连接在上述电阻(Rac)的电阻(Ra0、Ra1、Ra2)与接地之间,由于晶体管的开关元件(Z0、Z1、Z2)各自插入,通过各个上述开关元件(Z0、Z1、Z2)的ON或是OFF,各个的上述电阻(Ra0、Ra1、Ra2)为开关连接状态或是非连接状态,可以改变该非反转放大电路的增益。
因为上述开关元件(Z0、Z1、Z2)的各个基极(base)端子通过各个基极(base)电阻(Rm0、Rm1、Rm2)连接到上述调制信号(M0、M1、M2),因此上述开关元件(Z0、Z1、Z2)对应上述调制信号(M0、M1、M2)的各个位的真与伪来控制ON状态与OFF状态,作为结果,通过上述调制信号(M0、M1、M2)的各个的位的真与伪的组合,可以改变非反转放大电路的增益。
在此,作为上述电阻(Ra0、Ra1,Ra2)的电阻值的关系,通过将上述电阻(Ra0)设定成上述电阻(Ra1)的2倍、将上述电阻(Ra1)设定成上述电阻(Ra2)的2倍,作为把上述调制信号(M0)作为最下位的位、把上述调制信号(M2)作为最上位的位的3位的2进位数据,可以改变该非反转放大电路的增益。但是,非反转放大电路的增益与2进位数据是没有直线关系的。并且在此,作为其中一例来显示3位的情况是可以根据需要来增减位数来做同样的结构。
在图3及图5的放电灯点灯装置的情况下,对上述灯电流检测信号(Si)的生成的增益进行调制,该增益几乎减小时,使灯电流增加地进行调制。因此,上述调制信号(Sm)的数据值中,关于上述灯电流检测信号变换器(Ai)的增益,将对应于相当于无调制的增益的数据值(SmO)做适当的确定,在灯的启动之后,没有出现比对应上述无调制的数据值(SmO)增益还要小的数据值,限制上述调制信号(Sm)的产生,即通过抑制减小增益的程度来进行增加调制的抑制。接着,经过其后的时间,若是变成应进行抑制解除的时期的话,把可以出现增加脉冲的增加调制的上述调制信号(Sm)的数据值的范围,阶段地,即徐徐地缓和限制,对没有出现比对应上述无调制的数据值(SmO)增益还要小的数据值地进行限制,为了能出现对应于更小的增益的上述调制信号(Sm)的数据值,可以产生上述调制信号(Sm)。
通过使本发明的放电灯点灯装置进行这样的动作,抑制过的增加调制徐徐地、即慢慢地被解除,如上所述,投影图像的鉴赏者不会感觉到这样的变化,或者是没有感觉到碍眼。并且,即使是在变成应解除增加调制的抑制的时期之前,在比对应上述无调制的数据值(SmO)增益还要大的数据值中,由于即使出现这些也仅进行减少灯电流的方向的调制,因此不用担心超过上述的上限值ILmax的灯电流的灯电极的损耗。但是如上所述,从所谓的使灯的光束早些作用的观点,也不进行减少灯电流的方向的调制的方式是有利的。
接着,使用简略化显示上述供电控制电路(Fx)的结构的图6,来说明实施本发明的方式之一。在先前的图3中,上述灯电流调制电路(Um)连接到上述灯电流检测信号变换器(Ai),对这些增益进行调制;但在图6中,灯电流调制电路(Um)连接到设置在DA变换器(Dac)的后段的、由放大器或是衰减器等所成的灯电流目标信号变换器(At),在依照调制信号(Sm)对上述灯电流目标信号变换器(At)的增益进行调制,生成灯电流目标信号(St)的结构这一点上是不同的。生成该灯电流目标信号(St)后,以下的供电能力控制电路(Ud)的动作与先前图3中的说明是同样的。
图7是简略化显示了图6记载的上述灯电流调制电路(Um)、及上述灯电流目标信号变换器(At)的结构的具体例子,与之前的图5为同样结构,进行同样的动作。即,将运算放大器(Aai’)的非反转放大电路作为基础,来自上述DA变换器(Dac)的灯电流原目标信号(St’)通过由上述运算放大器(Aai’)来放大,作为该输出信号,生成灯电流目标信号(St)。上述调制信号(Sm)是具有来自由调制信号(M0、M1、M2)所成的多位的数字信号所构成的谐调的数据,通过上述调制信号(M0、M1、M2)的各个的位的真与伪的组合,可以改变该非反转放大电路的增益。
在图6及图7的放电灯点灯装置的情况下,由于对上述灯电流目标信号(St)的生成的增益进行调制,使该增益增大时,使灯电流增加地进行调制。因此,上述调制信号(Sm)的数据值之中,关于上述灯电流目标信号变换器(At)的增益,把对应于相当于无调制的增益的数据值(SmO)做适当的确定,在灯的启动之后,没有出现比对应上述无调制的数据值(SmO)增益还要大的数据值地限制上述调制信号(Sm)的产生,即通过抑制增大增益的程度来进行增加调制的抑制。接着,经过这之后的时间,若是变成应进行抑制解除的时期的话,把可以出现增加脉冲的增加调制的上述调制信号(Sm)的数据值的范围,阶段地,即徐徐地缓和限制在:没有出现比对应上述无调制的数据值(SmO)增益还要大的数据值地进行限制,进行可以出现对应于更大的增益的上述调制信号(Sm)的数据值地产生上述调制信号(Sm)的话是较佳的。
通过使本发明的放电灯点灯装置进行这样的动作,抑制过的增加调制为徐徐地、即慢慢地解除,如上所述,投影图像的鉴赏者不会感觉到这样的变化,或者是没有感觉到碍眼。并且,即使是在变成应解除增加调制的抑制的时期之前,在比对应于上述无调制的数据值(SmO)增益还要小的数据值中,由即使出现这些仅进行减少灯电流的方向的调制,是不用担心超过上述的上限值ILmax的灯电流的灯电极的损耗。但是如上所述,从所谓的使灯的光束早些作用的观点,也不进行减少灯电流的方向的调制的方式是有利的。
接着,再使用简略化显示上述供电控制电路(Fx)的结构的图6,来说明实施本发明的方式之一。如以虚线线所示,设有追加的电路,规定容许的灯电流(IL)的上限值ILmax的灯电流上限信号(Sk)通过灯电流上限信号产生电路(Uc)产生,输入到供电能力控制电路(Ud)。
上述灯电流上限信号(Sk)是,通过根据需要设有的放大器或是缓冲器(Ad2)与二极管(Dd2),与上述灯电流目标信号(St)一同地连接到负载电阻(Rd1)的一端,上述斩波驱动目标信号(Sd2)成为选择对应于上述灯电流目标信号(St)的信号(Sd3)或是对应于上述灯电流上限信号(Sk)的信号(Sd4)之中的、任一个不变大的一方的信号。因此,依照上述调制信号(Sm),通过对上述灯电流目标信号变换器(At)的增益所生成的上述灯电流目标信号(St)进行调制,在上述供电能力控制电路(Ud)内,灯电流(IL)为相当于上述灯电流上限信号(Sk)的电流值,即没有超过上限值ILmax地,变成限制上述斩波驱动目标信号(Sd2)。
为此,由于在启动的后所产生的、灯电压过低,在灯电流目标信号(St)为设定成相当于灯电压的上限值ILmax的值的条件中,对上述灯电流目标信号(St),即使通过灯电流调制电路(Um)进行脉冲的增加调制,也能控制使自动超过上限值ILmax的部分被夹持而不输出。
因此,根据本发明的放电灯点灯装置,如模式地显示灯电压(VL)与灯电流(IL)的变化的情形的图8的(a)与(b)所示,即使在已转移到电弧放电的时刻(ta)以后的、适当的时刻开始脉冲的增加调制的话,在灯电流限制在上限值ILmax的期间自动地进行抑制,对灯电流的脉冲重叠是不会进行的。接着灯电压上升,灯电流使上限值ILmax下降,出现了脉冲重叠的余裕的话,变成自动地重叠该余裕部分的高度的电流脉冲。随着灯电压上升。因为来自灯电压的上限值ILmax的降低的速度缓慢,重叠电流脉冲的高度限制,也徐徐地从图8的时刻(tm1)至时刻(tm2)的长时间、即缓慢地被解除,因为已抑制的增加调制为徐徐地、即缓慢地解除,如上所述,投影图像的鉴赏者感觉不到这样的变化,或者是没有感觉到碍眼。
并且,这样的灯电流(IL)为控制在没有超过上限值ILmax的情况下,是没有必要把使增加调制的抑制为徐徐地解除地进行控制的功能,让上述灯电流调制电路(Um)或上述灯电流目标信号变换器(At)具有。为此,上述灯电流调制电路(Um)是,如图9所示,通过具有高电平与低电平的1位的2值的调制信号(Sm)来进行动作也是可以的,具有可以显着地简略化电路的优点。
接着,在使用简略化显示上述供电控制电路(Fx)的结构的图3,来说明实施本发明的方式之一。如虚线线所示地,设有已追加的电路,根据灯电流原检测信号(Sr),当灯电流(IL)没有超过上限值ILmax时,使生成斩波停止信号(Sz)那样构成斩波停止信号产生电路(Uz)。并且,在上述斩波停止信号(Sz)的形式中,例如图4(c)记载的那样。
已产生的上述斩波停止信号(Sz)输入到电压偏移电路(Vd4)。在此,上述电压偏移电路(Vd4)结构为,接收斩波停止信号(Sz),把产生的偏置电压,增加直到超过上述锯齿波状信号(Sd0)的值。通过上述斩波停止信号产生电路(Uz)与上述电压偏移电路(Vd4)的,这样的动作,如图4以虚线线所记载的,通过上述栅极驱动电路(Sg)的输出为立即地停止,即,通过已赋予给上述供电控制电路(Fx)的、所谓逐脉冲(pulse by pulse)过电流抑制功能,防止灯电流增加超过上限值ILmax。并且,斩波停止信号(Sz)一旦产生,通过锁(Lock)动作,构成保持直至上述锯齿波状信号(Sd0)的向下的上述栅极驱动电路(Sg)的输出停止状态是为较佳的。
为此,在启动之后所产生的,灯电压过低,在灯电流目标信号(St)为设定成相当于灯电压的上限值ILmax的值的条件中,对上述灯电流检测信号(Si),即使通过灯电流调制电路(Um)施加脉冲的增加调制,也使自动地夹持超过上限值ILmax的部分来不输出地进行控制。
因此,根据本发明的放电灯点灯装置,如模式地显示灯电压(VL)与灯电流(IL)的变化的样子的图8的(a)与(b)所示,即使已转移到电弧放电的时刻(ta)以后的、以适当的时刻开始脉冲的增加调制的话,在灯电流限制在上限值ILmax的期间自动地进行抑制,至灯电流的脉冲重叠是不会进行的。接着灯电压上升,灯电流使上限值ILmax降下来,出现了脉冲重叠的余裕的话,变成自动地重叠该余裕部分的高度的电流脉冲。随着灯电压上升,来自灯电压的上限值ILmax的下降的速度缓慢地进行,也因重叠电流脉冲的高度限制,徐徐地度过从图8的时刻(tm1)至时刻(tm2)的冗长的时间,即缓慢地被解除,已抑制的增加调制为徐徐地、即缓慢地解除,如上所述,投影图像的鉴赏者感觉不到这样的变化,或者是没有感觉到碍眼。
并且,这样的灯电流(IL)在控制在没有超过上限值ILmax的情况下,没有必要把使增加调制的抑制徐徐地解除地进行控制的功能,让上述灯电流调制电路(Um)或上述灯电流检测信号变换器(Ai)具有。为此,如图10所示,上述灯电流调制电路(Um)通过具有高电平与低电平的1位的2值的调制信号(Sm)来进行动作也是可以的,具有可以显著地简略化电路的优点。
至此,作为可以对增益进行调制的灯电流检测信号变换器(Ai)或灯电流目标信号变换器(At)的电路,图5、图7、图9、图10的、显示有把运算放大器的非反转放大电路的放大率进行改变的例,若是可以把对增益进行调制的变换器的话,该电路形式与本发明的本质是为无关系的。例如可以使用,把反转放大器作为基础、或可变分压电阻的分压比等等,没有使用放大器等等。此外,特别是通过具有由多位的数字信号构成的谐调的数据对增益进行调制的情况下,例如利用阶梯(ladder)电阻网路,或使用DA变换IC来构成也是可以的。
即使在供电控制电路(Fx)或供电能力控制电路(Ud)等的电路结构中,不限于图3、图6的记载,也可以采用对本发明的放电灯点灯装置赋予特长和性能的适当的结构。使用部分显示供电控制电路(Fx)的简略化结构的图11,来说明关于实施本发明的方式之一。
电力控制电路(Up)生成对应于已进行调制的情况的灯电流目标值、即限制在上限值ILmax前的重叠脉冲峰(pulse peak)的电流值的灯电流调制目标信号(St”),此外,通过分压电阻(Rh1、Rh2),生成对应于没有施加调制的情况的灯电流目标值、即重叠脉冲前的电流值的灯电流原目标信号(St’)。
并且,电力控制电路(Up)生成灯电流原目标信号(St’),虽然记载放大该灯电流原目标信号(St’)后生成上述灯电流调制目标信号(St′’),但是作为说明也许易于理解,至少上述调制信号(Sm)为1位的2值信号的情况下,比起使用放大电路,如图11的记载,首先生成灯电流调制目标信号(St”),把灯电流原目标信号(St’)的方面从后开始,通过分压来生成,但是作为电路可以简单地实现。但是,上述调制信号(Sm)是为具由多位的数字信号所成的谐调的数据情况,或是由通过上述的增加调制确定使灯电流增加的比例的多位数字信号或是模拟信号部分,与确定进行或是没有进行调制的差别的1位的2值信号部分所成的形式的情况,首先生成灯电流原目标信号(St’),之后开始,使用根据需要的放大电路等来生成灯电流调制目标信号(St”)的构成是为合适的。
已生成的2个信号中,关于灯电流调制目标信号(St”),因为需要加上变成没有超过容许目标值的灯电流(IL)的上限值ILmax的值的保证,因此设置具有已对应电阻(Rh3)和上限值ILmax的齐纳电压的齐纳二极管(Dh1)的电压限制。并且,该齐纳二极管(Dh1)的电压限制是,从先前的图6所记载的上述灯电流上限信号产生电路(Uc)至上述二极管(Dd2)般地,作为使用适当的电压源与二极管的钳位电路来进行也是可以的。
已施加电压限制的灯电流调制目标信号通过根据需要所设置的缓冲器(Ah1),变换成对应重叠限制在上限值ILmax的脉冲峰的电流值的灯电流调制上界信号(StH)后进行输出。另一方面,灯电流原目标信号(St’)通过因应必要所设的缓冲器(Ah2),变换成对应重叠脉冲峰前的电流值的灯电流调制上界信号(StL)后进行输出。
2值的调制信号(Sm)通过电阻(Rh4)连接到晶体管(Qh1)的基极,使上述晶体管(Qh1)切换在ON或是OFF状态下。并且,上述晶体管(Qh1)的基极为了防止逆向偏压,根据需要,设有二极管(Dh2)。上述调制信号(Sm)在高电平的期间,上述晶体管(Qh1)变成ON,选择上述灯电流调制下界信号(StL),上述调制信号(Sm)为低电平的期间,上述晶体管(Qh1)变成OFF,通过电阻(Rh5),通过选择上述灯电流调制上界信号(StH),在上述晶体管(Qh1)的集极,出现没有重叠各个增加调制的脉冲的期间与重叠的期间的电位,通过电阻(Rh6),作为灯电流目标信号(St),输入到运算放大器(Ade)的非反转输入端子。
另一方面,灯电流检测信号(Ix)生成的灯电流检测信号(Si)输入到上述运算放大器(Ade)的非反转输入端子。上述运算放大器(Ade)的输出信号通过积分电容器(Cd1)和加速电阻(speed-upresistor)(Rd6)反馈给反转输入端子,上述运算放大器(Ade)是,作为对上述灯电流目标信号(St)的、上述灯电流检测信号(Si)的差进行积分的,误差积分电路来动作的,生成误差输出信号(Sd1)。生成该误差输出信号(Sd1)后以下的动作是,首先在如图3所记载的上述供电控制电路(Fx)中,与最初的说明同样,在通过增加调制所重叠的脉冲的向上的时候等之中,在灯电流波形发生过冲的情况下,通过附加适当的电容的电容器(Chi),赋予该电容器(Ch1)与上述电阻(Rh5、Rh6)的CR时间常数,通过这些来调整上述灯电流目标信号(St)的变化速度,可以减少上述过冲量。
图11所记载的供电控制电路(Fx)并不限于上述灯电流(IL)控制在没有超过特定的值的时候,在上述灯电流目标信号(St)超过特定的值的时候进行限制,或是上述灯电流检测信号(Si)超过特定的值的时候进行限制的方式,生成对应于没有进行预先增加调制的期间的灯电流值的信号、与对应于进行保证没有超过特定的值的增加调制的期间的灯电流值的信号,通过从这些信号来进行选择,构成生成决定没有进行增加调制的期间与进行增加调制的期间的灯电流的电平的信号的方式。
在前者的、信号没有超过特定的值的时候,例如通过钳位电路来进行限制的方式时,将CR时间常数赋予信号等来调整变化速度的情况,在产生限制与不产生限制下(产生限制的时候是,在信号向上的途中突然发生钳位动作)的信号波形变成不为相似,产生过冲的样子发生变化的缺点。对此,在后者的、由预先生成2个信号来进行选择的方式中,赋予CR时间常数给信号等后来调整变化速度的情况与在发生限制时和不发生限制时的动作是没有差异的,因此,信号波形大致维持相似形状,过冲产生在比例上,有情况不变化的优点。
并且,代替上述齐纳二极管(Dh1),设有与上述晶体管(Qh1)同样的晶体管开关,把该晶体管开关的集极与射极,连接到各个上述电阻(Rh3)的输出侧端上述灯电流调制下界信号(StL),更进一步,可以构成:做成变更为与该晶体管开关的集极与射极并联地把电容器连接上,通过切换该晶体管开关从ON状态至OFF状态,依照该电容器与上述电阻(Rh3)的CR时间常数,来徐徐地解除增加调制的抑制的放电灯点灯装置。
接着,使用简略化显示本发明的放电灯点灯装置的结构的图12,来说明实施本发明的方式之一。本图是显示,在供电电路(Ux)的后段设有全波桥式的变换器(Ui)的交流驱动方式的放电灯点灯装置。变换器(Ui)由使用FET等的开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)的全波桥式电路构成。
各个开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)是,通过各个的栅极驱动电路(G1、G2、G3、G4)来驱动,上述栅极驱动电路(G1、G2、G3、G4)是,其中一方的对角要件的上述开关元件(Q1)与上述开关元件(Q3)在ON状态的相位,另一方的对角要件的上述开关元件(Q2)与上述开关元件(Q4)维持在OFF状态,相反地另一方的对角要件的上述开关元件(Q2)与上述开关元件(Q4)在ON状态的相位,其中一方的对角要件的上述开关元件(Q1)与上述开关元件(Q3)维持在OFF状态;通过变换器控制电路(Uf)所生成的变换器控制信号(Sf1、Sf2)来进行控制。进行上述的2个相位的切换时,上述开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)全部变成OFF状态、称之为截止时间的期间进行插入。
并且,上述开关元件(Q1、Q2、Q3、Q4)为例如是MOSFET的情况下,从源极端子朝向汲极端子呈为顺方向的寄生二极管为内建于元件本身(省略图示),如双极性晶体管般地,没有存在有上述寄生二极管的元件的情况是,切换上述的相位时,或者是于截止时间的期间,通过流动有起因存在于变换器(Ui)的后段的电感成分的感应电流,因逆电压的产生恐怕元件会破损之故,把相当于上述寄生二极管的二极管,进行逆向并联的连接是为较佳。
并且,本图显示具有上述的外部触发器方式的触发器电路的放电灯点灯装置,在触发器驱动电路(Us1)中,通过电阻(Re),通过上述供电电路(Ux)的输出电压,对电容器(Ce)充电。例如,接受以微处理单元(Mpu)等所生成的触发器信号(省略图示)后使栅极驱动电路(Ge)活性化,通过导通由硅控整流器等所成的开关元件(Qe),上述电容器(Ce)为通过高电压变压器(Te)的初级线圈(Pe)来放电,在2次侧(He)产生高电压脉冲。产生在上述次级线圈(He)的高电压施加到放电灯(Ld)的辅助电极(Et),可以开始上述放电灯(Ld)的电极(E1、E2)间的放电。
此外,在高电压变压器(Te)已工作时,通过追加用于增强施加到主要放电的上述电极(E1、E2)的无负载开放电压的变压器(Th),改善放电灯(Ld)的点灯特性。对于触发器驱动电路(Us1),追加电容器(Ch),电阻(Re)和开关元件(Qe)与电容器(Ce)同时地连接到连接点,通过上述变压器(Th)的初级线圈(Ph),对上述电容器(Ch)充电。因此,在高电压变压器(Te)的初级线圈(Pe)流有脉冲电流,施加高电压脉冲于辅助电极(Et)时,同样地在上述变压器(Th)的上述初级线圈(Ph)流有脉冲电流,在次级线圈产生电压,重叠于从供电电路(Ux)施加到上述电极(E1、E2)的无负载开放电压。其结果是,改善放电灯(Ld)的点灯特性。
如图12所示,在交流驱动方式的放电灯点灯装置中,灯电压检测电路(Vx)及灯电流检测电路(Ix)设在上述变换器(Ui)前段,灯电压检测信号(Sv)及灯电流检测信号(Si)作为对应于各个灯电压与灯电流的绝对值的信号,来进行取得是为较佳。
图13是简略化显示本发明的投影机的一个的方式的方框图。通过本发明的放电灯点灯装置(Ex)、从进行启动·点灯的放电灯(Ld)所发出的光束(Ox1)经过已通过包含因应于必要所设的、凹面镜或集光透镜等的聚光镜光学系统(Oc)的光束(Ox1’),通过旋转色盘等的动态滤色器(Of)变换成色顺序光束(Ox2)。上述色顺序光束(Ox2)通过使用DMD(TM)或LCD,LCOS(反射型的液晶显示面板)等的空间调制元件(Om),调制成色顺序的图像光束,通过投影透镜(Op),在与投影机成一体的、或者是设在投影机的外部的屏幕(Os)形成投影图像。
投影机的图像处理部(Ox)结构为,将对应于动态滤色器(Of)所发现的颜色信息的信号(Soc),由来自旋转编码器(rotary encoder)等的传感器的脉冲计数值、或旋转角度的初始检测的经过时间计数值等生成,根据这些,生成上述调制切换定时信号(So),发送给放电灯点灯装置(Ex)。接着,上述调制信号(Sm)根据上述调制切换定时信号(So),生成在放电灯点灯装置内。但是,如上所述,上述调制信号(Sm)通过投影机本体的图像处理回路部来生成也是可以的。
此外,如上所述,放电灯点灯装置为直流驱动方式也好、为交流驱动方式也好,在交流驱动方式的放电灯点灯装置的情况下,在生成确定上述变换器(Ui)的极性反转定时的上述变换器控制信号(Sf1、Sf2)时,同步于上述调制切换定时信号(So)也是可以的,在上述调制切换定时信号(So)无关紧要地非同步生成也是可以的。
并且,并用显示在先前的图12的外部触发器方式的交流驱动方式的放电灯点灯装置,比较容易实现将由上述变换器(Ui)的后段、沿着上述放电灯(Ld)的主放电电流的经过路径的电感成分的合计抑制下来,通过这些,容易避免发生上述的极性反转时的发光的瞬断或过冲等影响到显示图像的不好影响的问题,将上述的上述变换器(Ui)的极性反转定时,对上述调制切换定时信号(So)作为非同步的投影机是为较佳的。
关于由上述变换器(Ui)的后段的电感,具体如下所述。作为上述的DLP方式的投影机用的光源使用的情况,因为上述次级线圈(Sh)的实用上的问题没有调整电感的上限值,将插入了135W的放电灯(Ld)和变换器的后段具有种种的电感的线圈的放电灯点灯装置实际搭载在投影机,将上述变换器(Ui)的极性反转定时对上述调制切换定时信号(So)在非同步的动作条件下,通过进行对显示图像的观察·评估的实验,在显示用前投影型DLP投影机的情况,插入电感为80μH以下的话,实用上的问题是确认没有的。此外,将上述变换器(Ui)的极性反转定时与上述调制切换定时信号(So)同步的话,即使还增加了插入电感,若在170μH以下的话,确认没有实用上的问题。
但是,在背投影型电视用的DLP投影机用途的情况,因为中间调画质要求严格,因此上述变换器(Ui)的极性反转定时对上述调制切换定时信号(So)是否同步,或者是把插入电感降至55μH是为较佳的。在该用途时,即使使上述变换器(Ui)的极性反转定时与上述调制切换定时信号(So)同步的情况下,插入电感降到120μH以下,得到所期望的结果。
并且,不具有上述旋转色盘等的上述动态滤色器(Of)的投影机,例如,通过分光棱镜等把红、绿、蓝-即R、G、B的3原色分离,通过设在各色的空间调制元件来产生3原色别的图像,通过分光棱镜等把光路再合成后以显示彩色图像的方式的投影机等的情况,例如同步于空间调制元件的空间调制状态的切换动作的过渡期间的结束定时并生成上述调制信号(Sm),通过进行灯电流的增加调制,在改善动画显示的空间调制切换动作的延迟的影响的技术中,也是可以有效地活用本发明的技术。
记载在本说明书的电路结构为了说明本发明的光源装置的动作或功能、作用,记载了必要的最小限。因此,已说明的电路构成或动作的详细事项,例如,在根据信号的极性、或是具体的电路元件的选择或追加、省略、或者是元件得手的方便经济的理由来变更等的创意功夫上,都以实际的装置的设计时执行的为前提。
特别是由过电压或过电流、过热等的破损要因,来保护供电装置的FET等的开关元件等的电路元件的机构,或者是,降低随着供电装置的电路元件的动作所发生的放射干扰或传导干扰的产生,使已产生的干扰传不到外面的机构,例如,缓冲电路(snubber circuit)或可变电阻器(varistor)、箝位二极管、(包含逐脉冲方式)电流限制电路、共模(common mode)或是固有模式(normal mode)的噪音滤波器扼流线圈(noise filter choke coil)、噪音滤波电容器(noise filtercapacitor)等是,根据需要,追加于记载在实施例的电路结构的各部来作为前提。本发明的放电灯点灯装置的结构并不限定在记载于本说明书的电路方式,此外,也不限定于记载的波形或定时图。
更进一步,例如,上述图1的上述供电控制电路(Fx)的上述电力控制电路(Up)将对应于灯电压(VL)的灯电压检测信号(Sv)做AD变换,根据这些设定上述灯电流目标信号(St),也在对应于灯电流(IL)的上述灯电流检测信号(Si)中把这些做AD变换,通过修改设定上述灯电流目标信号(St)使得到的电流值与目标电流值一致,修改各电路元件参数的变动(dispersion、variation)的影响地高精度化或高功能化、或者是相反地,例如,废除上述微处理单元(Mpu),代替成更单纯的控制电路地简单化等的光源装置的结构的多样化上,也让本发明的效果良好地发挥。
Claims (9)
1.一种放电灯点灯装置(Ex),在利用由放电灯产生的光束(Ox1)投影显示图像的投影机中,启动上述放电灯(Ld)并点灯,其特征在于,具有:
供电电路(Ux),对上述放电灯(Ld)供电;
灯电压检测电路(Vx),用于检测灯电压(VL)并生成灯电压检测信号(Sv);
灯电流检测电路(Ix),用于检测灯电流(IL)并生成灯电流检测信号(Si);
电力控制电路(Up),依据上述灯电压检测信号(Sv)更新灯电流目标信号(St),使投入到上述放电灯(Ld)的负载电力值PL成为预定的目标电力值PT;
供电能力控制电路(Ud),反馈控制上述供电电路(Ux),使上述灯电流检测信号(Si)与上述灯电流目标信号(St)的差异变小;以及
灯电流调制电路(Um),根据调制信号(Sm),对灯电流(IL)进行脉冲的增加调制,
控制成在上述放电灯(Ld)启动时及启动之后抑制上述增加调制、且在上述放电灯(Ld)的稳定点灯状态下解除上述增加调制的抑制,在解除上述增加调制的抑制时,从上述放电灯(Ld)的启动之后转移到稳定点灯状态的途中,慢慢地解除。
2.根据权利要求1所述的放电灯点灯装置,其特征在于:
上述灯电流调制电路(Um),根据上述调制信号(Sm),通过对上述灯电流检测电路(Ix)的上述灯电流检测信号(Si)的输出的增益进行调制的方式,进行上述增加调制。
3.根据权利要求1所述的放电灯点灯装置,其特征在于:
上述灯电流调制电路(Um),根据上述调制信号(Sm),通过对上述电力控制电路(Up)的上述灯电流目标信号(St)的输出的增益进行调制的方式,进行上述增加调制。
4.根据权利要求2所述的放电灯点灯装置,其特征在于:
通过抑制缩小增益的程度进行上述增加调制的抑制。
5.根据权利要求3所述的放电灯点灯装置,其特征在于:
通过抑制增大增益的程度进行上述增加调制的抑制。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的放电灯点灯装置,其特征在于:
通过控制成上述灯电流(IL)不超过规定的值,进行上述增加调制的抑制。
7.根据权利要求6所述的放电灯点灯装置,其特征在于:
产生与没有进行增加调制的期间的灯电流值对应的信号、和与进行了保证不超过规定值的增加调制的期间的灯电流值对应的信号;通过从这些信号中选择,产生出决定没有进行增加调制的期间和进行了增加调制的期间的灯电流的电平的信号。
8.一种投影机,利用放电灯产生的光束(Ox1)投影显示图像,其特征在于:
用于启动上述放电灯(Ld)并点灯的放电灯点灯装置,是权利要求1至7中任一项所述的放电灯点灯装置(Ex)。
9.根据权利要求8所述的投影机,其特征在于:
在通过动态滤色器(Of)变换成色顺序光束(Ox2)、利用上述色顺序光束(Ox2)投影显示图像的投影机中,上述调制信号(Sm)取决于上述色顺序光束(Ox2)的特定的色而产生。
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