DE60217342T2

DE60217342T2 - Zündeinrichtung für eine entladungslampe und projektoreinrichtung

Info

Publication number: DE60217342T2
Application number: DE60217342T
Authority: DE
Inventors: Toshio c/o SONY CORPORATION Shinagawa-ku SUZUKI
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2022-06-11
Also published as: CN1465210A; EP1404161A1; JPWO2002102120A1; CN1301042C; EP1404161A4; WO2002102120A1; EP1404161B1; JP4239818B2; US6750620B2; DE60217342D1; US20030160576A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungslampen-Zündvorrichtung zum Zünden einer Entladungslampe sowie auf eine Projektionsvorrichtung.
Entladungslampen werden derzeit in verschiedenen Gebieten verwendet, beispielsweise als Lichtquelle einer LCD-Projektionsvorrichtung oder dergleichen. Bei einem konventionellen Stromsteuerungsverfahren liegt zum Zeitpunkt des Zündens einer derartigen Entladungslampe unmittelbar nach der Zündung, wenn ein Lampen-Zündschalter eingeschaltet ist, der Strom in einer Höhe fest, die etwa das 1,5- bis 2-fache der Höhe des Dauerzustandsstrom der Entladungslampe darstellt, und nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, das heißt dann, wenn der Entladungszustand der Entladungslampe stabilisiert ist und die Spannung der Entladungslampe auf einen bestimmten Pegel angestiegen ist, ist der Strom reduziert, und der Dauerzustandsstrom wird allmählich wieder hergestellt.
Bei dem oben beschriebenen Stromsteuerungsverfahren sind jedoch mit Rücksicht darauf, dass ein hoher Strom, der höher ist als der Dauerzustandsstrom bzw. stationäre Strom, durch die Entladungslampe jedes Mal dann fließt, wenn diese gezündet wird, die Elektroden der Entladungslampe schnell verbraucht, was die Lebensdauer der Entladungslampe verkürzt.
Um die Verkürzung der Lebensdauer der Entladungslampe zu verhindern, müssen die Elektroden der Entladungslampe weniger verbraucht werden. Dazu kann der vorgegebene Wert, auf den der Strom nach dem Zünden festgelegt ist, gesenkt werden.
Je größer die Strommenge ist, die an die Entladungslampe abgegeben wird, umso schneller wird jedoch der Entladungszustand der Entladungslampe stabilisiert. Falls der vorgegebene Wert, auf den der Strom nach dem Zünden festgelegt wird bzw. ist, herabgesetzt wird, wird daher der Anstieg der Spannung der Entladungslampe zu langsam, und es dauert lange, um die Entladungslampe zu stabilisieren.
Es kann in Betracht gezogen werden, die Steuerung des Stromes auf mehrere Stufen nach dem Zünden aufzuteilen. In diesem Fall ist jedoch die Stromsteuerungsschaltung kompliziert, was zu einer Steigerung der Kosten der Entladungslampen-Zündvorrichtung und zu einer Verringerung ihrer Zuverlässigkeit führt.
Somit ist eine Entladungslampen-Zündvorrichtung, die billig bzw. preiswert und in hohem Maße zuverlässig ist und die eine längere Lebensdauer einer Entladungslampe ermöglicht, bis jetzt noch nicht realisiert worden.
In US 5.481.163 ist eine Vorrichtung zur Steuerung des Zündens einer Entladungslampe angegeben. Diese Vorrichtung enthält eine Spannungsdetektorschaltung und eine Stromdetektorschaltung. Eine Start-Entladungsschaltung legt eine hohe Spannung an die Entladungslampe an, um die Entladung zu beginnen. Anschließend bestimmt eine Lampenstrom-Steuerungsschaltung den Wert eines an die Entladungslampe abzugebenden Stromes auf der Grundlage des Leuchtwirkungsgrades der Entladungslampe. Dieser Leuchtwirkungsgrad variiert in Abhängigkeit von der an die Entladungslampe angelegten Spannung. Die an die Entladungslampe angelegte Spannung wird mittels des Spannungsdetektors ermittelt.
Mit Rücksicht auf den vorstehenden Zustand der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Entladungslampen-Zündvorrichtung, die billig bzw. preiswert und in hohem Maße zuverlässig ist und die eine längere Lebensdauer einer Entladungslampe ermöglicht, sowie eine Projektionsvorrichtung bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Entladungslampen-Zündvorrichtung zum Zünden einer Entladungslampe bereitgestellt, umfassend:
Eine Schaltstromquelle zur Lieferung einer Gleichspannung, einen Zünder, dem die Gleichspannung für die Abgabe einer Startspannung an die genannte Entladungslampe zum Zeitpunkt eines Starts zugeführt wird, derart, dass die betreffende Entladungslampe gezündet wird,
eine Spannungs-Detektiereinrichtung zur Ermittlung einer an die betreffende Entladungslampe angelegten Spannung,
eine Strom-Detektiereinrichtung zur Ermittlung eines an die betreffende Entladungslampe abgegebenen Stromes,
und eine Lampen-EIN-Detektiereinrichtung zur Ermittlung des Zündens der betreffenden Entladungslampe auf der Grundlage des Ausgangssignals von der betreffenden Spannungs-Detektiereinrichtung und zum Stoppen der Zündoperation des betreffenden Zünders.
Diese Entladungslampen-Zündvorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Spannungskorrektur-Einstelleinrichtung zum Korrigieren der durch die genannten Spannungs-Detektiereinrichtung ermittelten Spannung, wobei die betreffende Spannungskorrektur-Einrichtung eine Zeitkonstantenschaltung zur Abgabe einer mit einer Zeitkonstanten allmählich absinkenden Spannung unmittelbar nach dem betreffenden Zünden der Entladungslampe aufweist,
durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung einer Schaltoperation der betreffenden Schaltstromquelle, derart, dass eine an die betreffende Entladungslampe abgegebene Leistung auf einen konstanten Wert gesteuert wird, indem die durch die betreffende Spannungs-Detektiereinrichtung ermittelte Spannung mit dem durch die genannte Strom-Detektiereinrichtung ermittelten Strom nach einer bestimmten Zeitspanne multipliziert wird, wenn der Entladungsbetrieb der Entladungslampe einen stationären Zustand erreicht, in welchem er einen Dauerzustandsstrom führt,
und dadurch, dass der Strom derart gesteuert wird, dass er während der betreffenden Zeitkonstanten-Zeitspanne allmählich von einem geringeren Pegel als dem Dauerzustandsstrom auf einen Pegel ansteigt, der größer ist als der Dauerzustandsstrom.
Die Entladungslampen-Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau weist eine Strom-Steuereinrichtung zur Steuerung eines an die Entladungslampe abgegebenen Stromes auf der Grundlage des Ergebnisses der Ermittlung in der Spannungs-Detektiereinrichtung auf. Diese Steuereinrichtung führt eine Steuerung zur kontinuierlichen Änderung der Größe bzw. Menge des Stromes durch, der an die Entladungslampe nach dem Zünden mit einer bestimmten Steigerungsrate bis zu einem bestimmten Stromwert abgegeben wird, der größer ist als ein stationärer bzw. Dauerzustandsstrom der Entladungslampe, und zwar auf der Grundlage des Ergebnisses der Ermittlung der Spannung der Entladungslampe.
Dies heißt, dass bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung nach einem Zünden der Entladungslampe die Strommenge bzw. die Höhe des Stroms kontinuierlich mit einer bestimmten Rate geändert wird, um auf einen bestimmten Stromwert gesteigert zu werden, der größer ist als ein stationärer bzw. Dauerzustandsstrom der Entladungslampe, und der Strom wird so an die Entladungslampe abgegeben.
Zu diesem Zweck ist eine Spannungskorrektur-Einstelleinrichtung zum Korrigieren des Ergebnisses der Ermittlung von der Spannungs-Detektiereinrichtung in der Strom-Steuereinrichtung vorgesehen, so dass der an die Entladungslampe abgegebene Strom auf der Grundlage der durch diese Spannungskorrektur-Einstelleinrichtung korrigierten ermittelten Spannung gesteuert wird. Diese Spannungskorrektur-Einstelleinrichtung führt eine Korrektur durch, um die ermittelte Spannung nach dem Zünden mit einer bestimmten Verringerungsrate von einem bestimmten Spannungswert aus kontinuierlich zu verringern, was eine kontinuierliche Änderung in dem an die Entladungslampe abgegebenen Strom mit einer bestimmten Steigerungsrate ermöglicht.
Überdies ist eine Leistungseinstellungs-Steuereinrichtung zur Steuerung eines Ziel-Leistungswertes der Leistungseinstelleinrichtung, welche den an die Entladungslampe abgegebenen Strom steuert, in der Strom-Steuereinrichtung vorgesehen. Diese Leistungseinstellungs-Steuereinrichtung führt eine Steuerung aus, um den Ziel-Leistungswert nach dem Zünden mit einer bestimmten Steigerungsrate kontinuierlich zu steigern, was eine kontinuierliche Änderung in dem an die Entladungslampe abgegebenen Strom mit einer bestimmten Steigerungsrate ermöglicht.
Bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung ist durch eine solche Steuerung der Strommenge die Zeitspanne, während der ein hoher Strom, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom, durch die Entladungslampe fließt, im Vergleich zu der konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung signifikant verringert.
Überdies wird bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung durch eine derartige Steuerung der Strommenge der an die Entladungslampe abgegebene Strom allmählich gesteigert, und dadurch werden die Elektroden der Entladungslampe allmählich aufgewärmt. Infolgedessen ist eine Wärmebelastung der Elektroden verringert, und eine thermische Ermüdung der Elektroden ist herabgesetzt, was den Verbrauch bzw. die Erschöpfung der Elektroden einschränkt.
Überdies kann eine Projektionsvorrichtung, die von einer Entladungslampe emittiertes Licht nach außen projiziert, durch Verwendung der Entladungslampen-Zündvorrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist, gebildet werden bzw. sein. Diese Projektionsvorrichtung kann eine Projektions- bzw. Projektorvorrichtung sein, die von der Entladungslampe abgegebenes Licht auf der Grundlage eines eingangsseitigen Bildsignals moduliert und das modulierte Licht abgibt.
Außerdem werden im Falle der Projektionsvorrichtung in entsprechender Weise wie bei der Entladungslampen-Zündvorrichtung mit Rücksicht darauf, dass die Zeitspanne, während der ein hoher Strom, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom, durch die Entladungslampe fließt, signifikant herabgesetzt ist und der Strom, der an die Entladungslampe abgegeben wird, allmählich gesteigert wird, die Elektroden der Entladungslampe allmählich aufgewärmt. Daher ist die Wärmebelastung der Elektroden verringert, und die thermische Ermüdung der Elektroden ist herabgesetzt, was die Erschöpfung bzw. den Verbrauch der Elektroden einschränkt.
1 veranschaulicht in einem Blockdiagramm den schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Entladungslampen-Zündvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung angewandt ist.
2 veranschaulicht in einer schematischen Schnittansicht einen beispielhaften Aufbau einer Entladungslampe.
3 veranschaulicht in einem Diagramm den Zustand von Strom und Spannung bei einer konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung.
4 veranschaulicht in einem Diagramm den Zustand von Strom und Spannung bei der Ausführungsform der Entladungslampen-Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 veranschaulicht in einer strukturellen Darstellung einen beispielhaften Aufbau einer Steuerschaltung.
6 veranschaulicht den Übergang einer Eingangsspannung V_i für eine Steuerschaltung 6 und einer Ausgangsspannung V_o von der Steuerschaltung 6.
7 veranschaulicht in einem Blockdiagramm einen beispielhaften Aufbau der Ausführungsform der Entladungslampen-Zündvorrichtung, bei dem die vorliegende Erfindung angewandt ist.
8 veranschaulicht in einem Blockdiagramm einen beispielhaften Schaltungsaufbau eines wesentlichen Teiles im Falle der Ausführung einer Steuerung zur allmählichen Steigerung eines Stromes nach Einschalten eines Lampen-Zündschalters durch eine Spannungskorrektur-Einstellschaltung gemäß 7.
9 zeigt Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß 8.
10 veranschaulicht in einem Blockschaltungsdiagramm einen beispielhaften Schaltungsaufbau eines wesentlichen Teiles im Falle der Ausführung einer Steuerung zur allmählichen Steigerung eines Stromes nach Einschalten des Lampen-Zündschalters durch eine Leistungseinstellungs-Steuerschaltung gemäß 7.
11 zeigt Signalverläufe zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung gemäß 10.
12 zeigt ein Blockdiagramm, in welchem der schematische Aufbau einer eine Entladungslampe verwendenden Projektionsvorrichtung als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nunmehr die beste Ausführungsform zur Ausführung der Erfindung beschrieben.
1 veranschaulicht in einem Blockdiagramm den schematischen Aufbau einer Ausführungsform einer Entladungslampen-Zündvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung angewandt ist.
Die Entladungslampen-Zündvorrichtung, bei der die vorliegende Erfindung angewandt ist, weist einen Zünder 2 als Starteinrichtung für die Abgabe einer Startspannung an eine Entladungslampe 1 zum Zeitpunkt des Startens und damit des Zündens der Entladungslampe 1 sowie eine Spannungs-Detektierschaltung 3 als Spannungs-Detektiereinrichtung zur Ermittlung einer an die Entladungslampe 1 angelegten Spannung, eine Strom-Detektierschaltung 4 als Strom-Detektiereinrichtung zur Ermittlung eines durch die Entladungslampe 1 fließenden Stromes und einen Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 als Stromsteuereinrichtung zur Steuerung des durch die Entladungslampe 1 fließenden Stromes (oder zur Steuerung der an die Entladungslampe 1 abgegebenen Leistung) auf der Grundlage des Ergebnisses der Ermittlung in der Spannungs-Detektiereinrichtung auf, wie dies in 1 veranschaulicht ist. Der Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 ist dadurch gebildet, dass eine Steuerschaltung 6, eine Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung (PWM-Steuereinrichtung) 7 und ein Abwärtswandler 8 in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind.
Der Eingangsanschluss des Abwärtswandlers 8 ist mit einer Gleichspannungsquelle 9 verbunden, wie dies in 1 veranschaulicht ist, so dass ein Strom an die Entladungslampen-Zündvorrichtung abgegeben wird. Als Gleichspannungsquelle 9 kann beispielsweise eine Spannungs- bzw. Stromquelle, die eine Spannung von etwa 300 bis 400 V abgibt, mit einem aktiven Filter oder dergleichen verwendet werden.
Der Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 8 ist mit dem Eingangsanschluss des Zünders 2 verbunden, so dass der von der Gleichspannungsquelle 9 gelieferte Gleichstrom durch den Abwärtswandler 8 gesteuert, in eine geeignete Größe umgesetzt und sodann an den Zünder 2 abgegeben wird.
Der Ausgangsanschluss des Zünders 2 ist mit dem Eingangsanschluss der Entladungslampe 1 verbunden, so dass der von dem Abwärtswandler 8 zu dem Zünder 2 fließende Gleichstrom direkt an die Entladungslampe 1 abgegeben wird.
Die Entladungslampe 1 weist einen Verbinder 11, einen Reflektor 12, Elektroden 13 und ein hitzebeständiges Glas 14 auf, welches die Elektroden 13 bedeckt, wie dies in 2 veranschaulicht ist. Eine Zündspannung, ein Lampenstrom und dergleichen werden von dem Verbinder 11 den Elektroden 13 zugeführt. Verschiedene Gase sind innerhalb des hitzebeständigen Glases 14 eingeschlossen, und die Elektroden 13 führen eine Entladung innerhalb des hitzebeständigen Glases 14 durch.
Die Entladungslampe, bei der die Entladungslampen-Zündvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird, ist nicht besonders eingeschränkt. Jegliche Entladungslampe, bei der eine Spannung sich vor einer Stabilisierung ändert, beispielsweise eine Metall-Halogen-Lampe, eine Hochdruck-Quecksilberlampe, eine Xenon-Lampe, kann verwendet werden.
Die Spannungs-Detektierschaltung 3 und die Strom-Detektierschaltung 4 sind in einer verzweigten Weise zwischen dem Ausgangsanschluss des Abwärtswandlers 8 und dem Eingangsanschluss des Zünders 2 angeordnet. Der Ausgangsanschluss der Spannungs-Detektierschaltung 3 und der Ausgangsanschluss der Strom-Detektierschaltung 4 sind mit dem Eingangsanschluss der Steuerschaltung 6 in dem Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 verbunden.
Der Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 ist imstande, einen an die Entladungslampe 1 nach dem Zünden abgegebenen Strom zu steuern. Wie oben beschrieben, ist der Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 dadurch gebildet, dass die Steuerschaltung 6, die Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuereinrichtung 7 und der Abwärtswandler 8 in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind. Die Steuerschaltung 6 startet die Steuerung des an die Entladungslampe 1 abgegebenen Stromes auf der Grundlage des Ergebnisses der Ermittlung in der Spannungs-Detektiereinrichtung, und sie steuert den Strom auf der Grundlage des Ergebnisses der Ermittlung in der Spannungs-Detektierschaltung 3 so, dass eine an die Entladungslampe 1 abgegebene geeignete Strommenge realisiert ist.
In dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung wird der an die Entladungslampe 1 abgegebene Strom durch Steuerung der an die Entladungslampe 1 abgegebenen Spannung gesteuert. Dies heißt, dass bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung die an die Entladungslampe 1 angelegte Spannung geändert und gesteuert wird, wodurch die Strommenge gesteuert wird, die an die Entladungslampe 1 abgegeben wird.
Genauer gesagt ist der Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 imstande, die an die Entladungslampe 1 abgegebene Leistung auf einen bestimmten konstanten Wert zu steuern. Der Betrieb des Abwärtswandlers 8 wird so gesteuert, dass ein Wert (ein ermittelter Leistungswert), der durch Multiplizieren der ermittelten Spannung in der Spannungs-Detektierschaltung 3 mit dem ermittelten Strom in der Strom-Detektierschaltung 4 multipliziert wird, ein bestimmter Ziel-Leistungswert ist. Der Widerstandswert der Entladungslampe 1 ist jedoch unmittelbar nach dem Zünden sehr gering, und der ermittelte Spannungswert ist abgesenkt, womit der Stromwert zur Lieferung der bestimmten Leistung übermäßig ansteigt. Durch Korrigieren der ermittelten Spannung oder durch Steuern des Zielleistungs-Einstellwertes wird daher der Strom unmittelbar nach dem Zünden begrenzt, beispielsweise auf eine Höhe von etwa dem 1,5- bis 2-fachen der Höhe des stationären bzw. Dauerzustandsstroms.
Bei der konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung wird eine solche Steuerung vorgenommen, dass die Höhe eines an die Entladungslampe abgegebenen Stromes (Lampenstrom "a", der durch eine voll großgezogene Linie in 3 dargestellt ist) bei einer Höhe von etwa dem 1,5- bis 2-fachen der Höhe eines stationären bzw. Dauerzustandsstroms im stationären Zustand der Entladungslampe festgelegt ist, und zwar unmittelbar nach dem Zünden (Zeitpunkt t_ig), wenn die Entladungslampe gezündet wird. Somit wird die Abgabe des Stromes an die Entladungslampe fortgesetzt, wie dies in 3 veranschaulicht ist. Wenn der Entladungszustand der Entladungslampe nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne stabilisiert ist und die Spannung der Entladungslampe (Lampenspannung "b", die in 3 durch eine gestrichelte Linie angegeben ist) auf einen bestimmten Pegel angestiegen ist, wird der an die Entladungslampe abgegebene Strom verringert, und der stationäre Dauerzustandsstrom wird allmählich zurückgewonnen.
Bei einem derartigen Stromsteuerungsverfahren wird jedoch mit Rücksicht darauf, dass ein hoher Strom, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom, durch die Entladungslampe jedes Mal fließt, wenn die betreffende Entladungslampe gezündet wird, die Zeitspanne, während der ein übermäßig hoher Strom durch die Entladungslampe fließt, länger. Daher werden die Elektroden der Entladungslampe schnell verbraucht, was die Lebensdauer der Entladungslampe verkürzt.
Um die Verkürzung der Lebensdauer der Entladungslampe zu verhindern, müssen die Elektroden der Entladungslampe weniger abgebaut bzw. verbraucht werden. Dazu kann der vorgegebene Wert, auf dem der Strom nach dem Zünden festliegt, abgesenkt werden.
Je mehr Leistung an die Entladungslampe abgegeben wird, umso schneller wird jedoch der Entladungszustand der Entladungslampe stabilisiert. Falls der festgelegte Wert, auf dem der Strom nach dem Zünden festliegt, abgesenkt ist, wird daher der Anstieg der Spannung der Entladungslampe zu langsam, und es dauert lange, um die Entladungslampe zu stabilisieren.
Es kann in Betracht gezogen werden, die Steuerung des Stromes auf mehrere Stufen nach dem Zünden aufzuteilen. In diesem Fall wird bzw. ist die Stromsteuerungsschaltung jedoch kompliziert, was die Kosten der Entladungslampen-Zündvorrichtung steigert und deren Zuverlässigkeit verringert.
Um eine derartige Unzuträglichkeit zu überwinden, wird in dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung eine solche Steuerung ausgeführt, dass die Entladungslampe 1 in einer Zeit stabilisiert ist, die der Zeit äquivalent ist, welche in der konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung erforderlich ist, und die Zeitspanne, während der ein hoher Strom durch die Entladungslampe 1 fließt, ist herabgesetzt.
Genauer gesagt wird in dem Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung die Strommenge des an die Entladungslampe abgegebenen Stromes (Lampenstrom "a", wie er in 4 durch eine voll ausgezogene Linie dargestellt ist) kontinuierlich mit einer bestimmten Steigerungsrate nach der Zündung (Zeitpunkt t_ig) geändert, wie dies in 4 veranschaulicht ist.
Wenn die Strommenge des an die Entladungslampe 1 abgegebenen Stromes einen bestimmten Wert erreicht (nachstehend als maximaler Stromwert bezeichnet), der größer ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom der Entladungslampe 1, das heißt dann, wenn der Entladungszustand der Entladungslampe 1 stabilisiert ist und die Spannung (Lampenspannung "b", die in 4 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist) der Entladungslampe 1 auf einen bestimmten Pegel angestiegen ist, wird die Strommenge mit einer bestimmten Senkungsrate auf den stationären bzw. Dauerzustandsstrom der Entladungslampe 1 verringert und dann bei diesem Pegel aufrecht erhalten.
Bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung kann durch eine solche Steuerung der Strommenge die Zeitspanne, während der ein hoher Strom, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom, durch die Entladungslampe 1 fließt, im Vergleich zu der konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung signifikant herabgesetzt bzw. verkürzt werden.
Überdies wird in dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung durch solche Steuerung der Strommenge der an die Entladungslampe 1 abgegebene Strom allmählich gesteigert, und dadurch werden die Elektroden der Entladungslampe allmählich aufgewärmt bzw. aufgeheizt. Als Ergebnis kann die Wärmebelastung der Elektroden 13 verringert werden, und eine thermische Ermüdung der Elektroden kann herabgesetzt werden, womit der Verbrauch der Elektroden 13 gebremst wird. Daher kann bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung die Verkürzung der Lebensdauer der Entladungslampe 1 in Folge des Verbrauchs der Elektroden 13 verhindert werden, und es kann eine Entladungslampe 1 mit einer längeren Lebensdauer realisiert werden.
Der maximale Stromwert und die Steigerungsrate des Stromes sind nicht besonders eingeschränkt; sie können in geeigneter Weise entsprechend verschiedenen Bedingungen, wie entsprechend der Art der Entladungslampe 1 festgelegt sein.
Im Vergleich zu der konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung, bei der veranlasst wird, dass ein bestimmter hoher Strom während einer bestimmten Zeitspanne nach einer Zündung fließt, beträgt die Zeit, die für eine Stabilisierung des Entladungszustands der Entladungslampe 1 erforderlich ist, höchstens lediglich einige Sekunden, und zwar trotz des von verschiedenen Bedingungen, wie der Art der Entladungslampe 1 abhängigen maximalen Stromwerts und der Steigerungsrate des Stroms. Dies ruft bei der praktischen Anwendung der Entladungslampe 1 kein Problem hervor.
Dies bedeutet, dass bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung die Entladungslampe 1 innerhalb einer Zeitspanne stabilisiert werden kann, die der Zeitspanne äquivalent ist, welche bei der konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung benötigt wird.
Wenn der maximale Stromwert erreicht ist, kann der maximale Stromwert während einer bestimmten Zeitspanne aufrechterhalten werden, und sodann kann die Strommenge verringert werden. Alternativ kann die Strommenge herabgesetzt werden, wenn der maximale Strompegel erreicht ist. Auch dies kann entsprechend verschiedenen Bedingungen, wie entsprechend der Art der Entladungslampe 1, korrelierend mit der Stromsteigerungsrate festgelegt werden bzw. sein.
Die Steuerschaltung 6 des Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitts 5 kann beispielsweise einen Aufbau aufweisen, der hauptsächlich aus einer Schaltung besteht, wie sie in 5 veranschaulicht ist.
Die in 5 dargestellte Schaltung stellt einen wesentlichen Teil der Steuerschaltung 6 dar. Eine Eingangsspannung V_i für die in 5 dargestellte Schaltung stellt eine Spannung auf der Grundlage des Ergebnisses der Ermittlung in der Spannungs-Detektierschaltung 3 dar, wie dies später beschrieben wird. Wenn diese Eingangsspannung V_i allmählich von 0 auf eine Ausgangsspannung V_B der Gleichspannungsquelle 9 ansteigt, kann eine Ausgangsspannung V_o von der in 5 gezeigten Schaltung auf einen Wert "V_k + V_F" begrenzt werden, der dadurch erhalten wird, dass eine von der Speisespannung V_B mittels Widerständen R₁ und R₂ heruntergeteilte Spannung V_k(V_k = V_B × R₂/(R₁ + R₂)) zu einem Vorwärts-Spannungsabfall V_F einer Diode D₁ hinzuaddiert wird. Die Ausgangsspannung V_o stellt eine Spannung zur Steuerung der an die Entladungslampe 1 abgegebenen Spannung oder zur Festlegung der an die Entladungslampe 1 abgegebenen Leistung dar. Genauer gesagt ist die Schaltung gemäß 5 einer Leistungseinstellungs-Steuerschaltung 60 äquivalent, die später unter Bezugnahme auf die 7, 10 und 11 beschrieben wird.
Die Werte der Widerstände R₁ und R₂ können frei festgelegt und geändert werden. Wenn bei der in 5 gezeigten Schaltung die Eingangsspannung V_i für die Schaltung, das heißt das Ergebnis der Ermittlung in der Spannungs-Detektierschaltung 3 von 0 bis zur Ausgangsspannung V_B der Gleichspannungsquelle 9 allmählich erhöht wird, kann die Ausgangsspannung V_o, das heißt die Spannung, welche der der Entladungslampe 1 zugeführten Spannung entspricht, so gesteuert werden, dass sie bei einem gewünschten Wert "V_k + V_F" liegt, indem die Werte der Widerstände R₁ und R₂ auf bestimmte Werte festgelegt werden, die den Bedingungen R₁ << R₀ und R₂ << R₀ in Bezug auf einen Widerstand R₀ genügen, wie dies in 6 veranschaulicht ist. Daher kann die obere Grenze der Ausgangsspannung V_o, das heißt die Spannung, welche der an die Entladungslampe 1 abgegebenen Spannung entspricht, gesteuert werden.
Da der an die Entladungslampe 1 abgegebene Strom durch Steuerung der an die Entladungslampe 1 abgegebenen Spannung gesteuert werden kann, wie dies oben beschrieben worden ist, kann die obere Grenze des an die Entladungslampe 1 abgegebenen Stromes dadurch gesteuert werden, dass die obere Grenze der an die Entladungslampe 1 angelegten Spannung gesteuert wird.
Durch Ändern der Werte des Widerstands R₀ und eines Kondensators Co kann die Steigerungsrate der Ausgangsspannung V_o von der in 5 dargestellten Schaltung der Steuerschaltung 6 auf eine bestimmte Steigerungsrate festgelegt werden. Daher kann die Steigerungsrate hinsichtlich des an die Entladungslampe 1 abgegebenen Stromes so gesteuert werden, dass sie eine gewünschte Steigerungsrate wird bzw. ist, indem die Steigerungsrate hinsichtlich der an die Entladungslampe 1 angelegten Spannung gesteuert wird.
Da der wesentliche Aufbau der Steuerschaltung 6 durch eine einfache Schaltung gebildet werden kann, wie dies in 5 veranschaulicht ist, weist diese Entladungslampen-Zündvorrichtung überdies eine hohe Zuverlässigkeit auf, und sie kann preisgünstig bzw. billig hergestellt werden.
Die in der oben beschriebenen Steuerschaltung 6 gesteuerte Ausgangsspannung V_o wird einer Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuereinrichtung 7 eingangsseitig zugeführt und als Steuersignal für die Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung 7 herangezogen. Die Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung 7 steuert das Tastverhältnis der EIN/AUS-Operation eines Halbleiterschalters, der in der Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung 7 vorgesehen ist, und zwar entsprechend der von der Steuerschaltung 6 her eingangsseitig zugeführten Ausgangsspannung V_o, und sie gibt dieses gesteuerte Signal eingangsseitig an den Abwärtswandler 8 ab.
Der Abwärtswandler 8 steuert den Stromwert des von der Gleichspannungsquelle 9 abgegebenen Gleichstromes auf der Grundlage des ihm von der Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung 7 eingangsseitig zugeführten Signals auf einen bestimmten Wert und gibt sodann den gesteuerten Stromwert ab.
Daher kann bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung ein Strom, der zur kontinuierlichen Änderung mit einer gewünschten Steigerungsrate durch eine Rückkopplungssteuerung, wie oben beschrieben, gesteuert wird, an die Entladungslampe 1 abgegeben werden.
Der Aufbau, der in 5 gezeigt ist, stellt ein Beispiel des wesentlichen Aufbaus der Steuerschaltung 6 dar. Die Steuerschaltung 6 ist indessen hierauf nicht beschränkt, und es können verschiedenen Anordnungen mit der oben beschriebenen Funktion verwendet werden.
Wie oben im Einzelnen beschrieben, kann eine Entladungslampen-Zündvorrichtung realisiert werden, die einen preiswerten bzw. billigen Aufbau sowie ein hohe Zuverlässigkeit besitzt und die eine längere Lebensdauer der Entladungslampe 1 ermöglicht.
Nunmehr wird die Arbeitsweise der oben beschriebenen Entladungslampen-Zündvorrichtung beschrieben.
Zunächst wird eine Zündung ausgeführt. Dies bedeutet, dass ein bestimmter Gleichstrom von der Gleichspannungsquelle 9 an den Zünder 2 abgegeben wird, um einen Kondensator in dem Zünder 2 aufzuladen. Wenn die Ladespannung des Kondensators eine bestimmte Spannung erreicht, wird eine hohe Spannung erzeugt und an die Entladungslampe 1 abgegeben. Die Abgabe dieser hohen Spannung ruft einen dielektrischen Durchbruch zwischen den Elektroden 13 der Entladungslampe 1 hervor. Infolgedessen wird die Aufladungs-Ladung des Kondensators in dem Zünder 2 über die Entladungslampe 1 entladen, und es wird Leistung kontinuierlich an die Entladungslampe 1 abgegeben, um die betreffende Entladungslampe 1 zu zünden.
Das Zünden der Entladungslampe 1 wird als Spannungsänderung in der Spannungs-Detektierschaltung 3 ermittelt, und dieses Ergebnis der Ermittlung wird der Steuerschaltung des Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitts 5 eingangsseitig zugeführt.
Nachdem die Entladungslampe 1 gezündet ist, wird der an die Entladungslampe 1 abgegebene Strom durch die Strom-Detektierschaltung 4 ermittelt. Das Ergebnis der Ermittlung in der Strom-Detektierschaltung 4 wird der Steuerschaltung 6 des Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitts 5 eingangsseitig zugeführt.
Nachdem die Entladungslampe 1 gezündet ist, wird die an die Entladungslampe 1 angelegte Spannung durch die Spannungs-Detektierschaltung 3 ermittelt. Das Ergebnis der Ermittlung in der Spannungs-Detektierschaltung 3 wird der Steuerschaltung des Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitts 5 eingangsseitig zugeführt.
Die Steuerschaltung 6 des Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitts 5 beginnt die Steuerung des an die Entladungslampe 1 abgegebenen Stromes nach der Zündung auf der Grundlage des ihr von der Spannungs-Detektierschaltung 3 eingangsseitig zugeführten Ergebnisses und nimmt eine kontinuierliche Änderung des an die Entladungslampe 1 abgegebenen Stromes mit einer bestimmten Steigerungsrate vor.
Wenn der Stromwert den maximalen Stromwert erreicht, das heißt dann, wenn der Entladungszustand der Entladungslampe 1 stabilisiert ist und die Spannung der Entladungslampe 1 auf einen bestimmten Pegel angestiegen ist, wird die Strommenge mit einer bestimmten Senkungsrate auf den stationären bzw. Dauerzustandsstrom der Entladungslampe 1 herabgesetzt und sodann aufrecht erhalten.
Sodann wird ein von der oben beschriebenen Steuerschaltung 6 gesteuertes Steuersignal der Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung 7 eingangsseitig zugeführt und als Steuersignal für die Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung 7 verwendet. Die Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuereinrichtung 7 steuert das Tastverhältnis der EIN/AUS-Operation des Halbleiterschalters, der in der Pulsbreitenmodulations-Steuereinrichtung 7 vorgesehen ist, und zwar entsprechend dem ihr eingangsseitig von der Steuerschaltung 6 zugeführten Ausgangsspannung V_o, und sie gibt dieses gesteuerte Signal an den Abwärtswandler 8 ab.
Der Abwärtswandler 8 steuert den Stromwert des von der Gleichspannungsquelle 9 abgegebenen Gleichstroms auf einen bestimmten Wert, und zwar auf der Grundlage des ihm eingangsseitig von der Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuereinrichtung 7 zugeführten Steuersignals, und er gibt den gesteuerten Stromwert über den Zünder 2 an die Entladungslampe 1 ab. Damit wird die Zündung der Entladungslampe 1 aufrecht erhalten.
In der Entladungslampen-Zündvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau kann die Zeitspanne, während der ein hoher Strom, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom, durch die Entladungslampe fließt, im Vergleich zu der konventionellen Entladungslampen-Zündvorrichtung signifikant herabgesetzt bzw. verkürzt werden.
Überdies kann eine Wärmebelastung der Elektroden und damit die thermische Ermüdung der Elektroden herabgesetzt werden, was den Verbrauch der Elektroden auf einen minimalen Wert beschränkt. Daher kann bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung eine Verkürzung der Lebensdauer der Entladungslampe aufgrund des Verbrauchs bzw. der Erschöpfung der Elektroden verhindert werden.
Da die Stromsteuereinrichtung bei dieser Entladungslampen-Zündvorrichtung durch einen einfachen Aufbau realisiert werden kann, ist die Entladungslampen-Zündvorrichtung in hohem Maße zuverlässig, und sie kann preiswert bzw. billig hergestellt werden.
Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Entladungslampen-Zündvorrichtung bereitgestellt werden, die preiswert bzw. billig und in hohem Maße zuverlässig ist und die eine längere Lebensdauer der Entladungslampe ermöglicht.
7 veranschaulicht in einem Blockdiagramm einen genaueren beispielhaften Aufbau der Entladungslampen-Zündvorrichtung, wie sie in 1 gezeigt ist. Die in 7 dargestellten Teile, die den in 1 gezeigten Teilen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Gemäß 7 wird eine Gleichspannung von etwa 300 bis 400 V, genauer gesagt beispielsweise eine Gleichspannung von 370 V von der Gleichspannungsquelle 9, die durch ein aktives Filter oder dergleichen gebildet ist, abgegeben und dem Abwärtswandler 8 zugeführt. Der Abwärtswandler 8, bei dem es sich um eine Abwärts-Schaltstromquelle bzw. um ein Abwärts-Schaltnetzteil handelt, schaltet die eingangsseitige Gleichspannung beispielsweise mit einer Frequenz von etwa 50 bis 100 kHz und nimmt dann eine Glättung der eingangsseitigen Gleichspannung vor. Dadurch wird eine Spannungsumsetzung (Spannungsabsenkung) in eine Gleichspannung von beispielsweise etwa 50 bis 100 V vorgenommen, die für ein gewöhnliches Zünden der Lampe (Entladungslampe) erforderlich ist. Die Schaltoperation dieses Abwärtswandlers 8 wird auf eine konstante Abgabeleistung gesteuert, da eine Pulsbreitensteuerung und eine Frequenzsteuerung durch eine Steuerschaltung 70 (äquivalent der Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Steuereinrichtung 7 gemäß 1 oder dergleichen) ausgeführt werden.
Das Ausgangssignal wird von dem Abwärtswandler 8 dem Zünder 2 des Zündabschnitts über eine Vollbrücke 22 zugeführt. Zwischen dem Abwärtswandler 8 und der Vollbrücke 22 sind Spannungsteilungs- bzw. Spannungsteilerwiderstände R₃₁, R₃₂ zur Spannungsermittlung sowie ein Widerstand 41 zur Stromermittlung vorgesehen.
Der Zünder 2 weist einen (nicht dargestellten) Zündungs-Ausgangstransformator. Wenn die Lampe gezündet wird, wird an die Primärwicklung des betreffenden Transformators eine Impulsspannung abgegeben, und es wird ein Impulssignal von etwa 5 bis 20 kV erzeugt und von der Sekundärwicklung (Ausgangswicklung) des betreffenden Transformators abgegeben. Das Ausgangssignal von diesem Zünder 2 wird an die Lampe (Entladungslampe) 1 abgegeben. Eine Zündsteuerschaltung 21 gemäß 7 ist imstande, entsprechend der Ermittlung des Zündens der Lampe durch Zündung in einer Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 den Zündbetrieb stillzusetzen. Dieses Beispiel gemäß 7 veranschaulicht einen Schaltungsaufbau für eine Wechselstromlampe. Im Falle eines Schaltungsaufbaus für eine Gleichstromlampe ist die Vollbrücke 22 nicht notwendig.
Die Spannungs-Detektierschaltung 3 ermittelt Spannungsteilungs-Ausgangssignale von den Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ und überträgt das ermittelte Spannungs-Ausgangssignal zu einer Multipliziereinrichtung 42, einem Leistungseinstell-Schaltkreis 62 und der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23. Das Detektier-Ausgangssignal von der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 wird an eine Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30, den Leistungseinstell-Steuerkreis 60 und die Zündsteuerschaltung 21 abgegeben. Der Ausgangsanschluss des Spannungskorrektur-Einstellkreises bzw. der Spannungskorrektur-Einstellungsschaltung 30 ist mit dem Ausgangsanschluss der Spannungs-Detektierschaltung 3 über eine Diode D₃₁ verbunden, so dass die höhere Spannung beiden Spannungen, nämlich der Ausgangsspannung +V_F der Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 (Vorwärts-Spannungsabfall der Diode D₃₁) und der ermittelten Spannung von der Spannungs-Detektierschaltung 3 zu der Multipliziereinrichtung 42 und dem Leistungseinstell-Schaltkreis 62 hingeleitet wird.
Die Strom-Detektierschaltung 4 ermittelt den Ausgangsstrom von dem Abwärtswandler 8 durch Feststellen einer an dem Widerstand 41 erzeugten Spannung, und sie überträgt den ermittelten Abgabe- bzw. Ausgangsstrom zu der Multipliziereinrichtung 42. Die Multipliziereinrichtung 42 multipliziert die ermittelte Spannung von der Spannungs-Detektierschaltung 3 mit dem ermittelten Strom von der Strom-Detektierschaltung 4, womit die Abgabe- bzw. Ausgangsleistung von dem Abwärtswandler 8 berechnet wird.
Die Ausgangssignale von der Leistungseinstell-Steuerschaltung 60, dem Leistungseinstell-Schaltkreis 62 und der Multipliziereinrichtung 42 werden zu der Leistungseinstellschaltung 61 übertragen. Das Ausgangssignal von der Leistungseinstellschaltung 61 wird als Zielleistung zu der Steuerschaltung 70 übertragen. Wenn die Steuerschaltung 70 den Schaltbetrieb (die Impulsbreite und dergleichen) des Abwärtswandlers 8 steuert, wird schließlich die Abgabe- bzw. Ausgangsleistung von dem Abwärtswandler 8 als Zielleistung gesteuert.
Entweder wird die Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 oder die Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 gemäß 7 so gesteuert, dass der an die Entladungslampe nach dem Zünden oder nach dem Einschalten der Lampe abgegebene Strom kontinuierlich mit einer bestimmten Steigerungsrate auf einen bestimmten Stromwert erhöht wird, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom der Entladungslampe. Obwohl sowohl die Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 als auch die Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 in 7 dargestellt sind, kann zumindest eine dieser Schaltungen verwendet sein, und die andere Schaltung kann weggelassen sein. Genauer gesagt kann entweder ein Aufbau, der die Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 und die Diode D₃₁ enthält, oder ein Aufbau, der die Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 und den Leistungseinstell-Schaltkreis 62 enthält, verwendet sein.
Die Multipliziereinrichtung 42, die Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30, die Leistungseinstell-Steuerschaltung 60, die Leistungseinstellschaltung 61, der Leistungseinstell-Schaltkreis 62 und dergleichen, die in 7 veranschaulicht sind, sind in dem Stromsteuerungs-Schaltungsabschnitt 5 gemäß 1 vorgesehen, und diese Schaltungsteile können im Wesentlichen als der Steuerschaltung 6 entsprechend betrachtet werden. Die Steuerschaltung 70 gemäß 7 entspricht im Wesentlichen der Pulsbreitenmodulations-(PWM)-Schaltung 7 gemäß 1. Die Steuerschaltung 70 ist indessen nicht auf eine Impulsbreitensteuerung beschränkt; sie steuert den Abgabe- bzw. Ausgangsstrom (oder die Abgabeleistung) von dem Abwärtswandler 8 durch eine Frequenzsteuerung oder durch eine Impulsbreiten- und Frequenzsteuerung.
Ein detaillierteres spezifisches Beispiel des Aufbaus gemäß 7 und eine beispielhafte Arbeitsweise dieses Beispiels werden nunmehr unter Bezugnahme auf die 8 bis 11 beschrieben.
Zunächst wird 8 beschrieben, in der in einem Blockdiagramm ein beispielhafter Schaltungsaufbau eines wesentlichen Teiles in dem Fall veranschaulicht ist, dass die Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 eine solche Steuerung ausführt, dass der Strom der Entladungslampe zur Zeit des Einschaltens des Lampen-Zündschalters oder nach der Zündung allmählich erhöht wird. 9 zeigt Signalverläufe, anhand der die Arbeitsweisen der in 8 gezeigten Schaltungsanordnung erläutert werden. Bei diesem Beispiel stellt eine Spannung V₁ eine Ausgangsspannung von der Gleichspannungsquelle 9 gemäß 7 dar, und eine Spannung V₂ sowie ein Strom I₁ stellen eine Ausgangsspannung bzw. einen Ausgangsstrom von dem Abwärtswandler 8 gemäß 7 dar. Eine Spannung V₃ stellt eine Spannung dar, die durch die Spannungsteilerwiderstände R₃₁, R₃₂ ermittelt und an die Multipliziereinrichtung 42 in 8 abgegeben wird. Eine Spannung V₄ stellt eine integrale Ausgangsspannung einer Zeitkonstantenschaltung in der Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 dar.
Genauer gesagt ist in 8 der Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ für eine Spannungsermittlung mit der Anode einer Diode D₂, die zum Klemmen einer Spannung dient, und mit der Kathode der Diode D₃₁ verbunden. Die Kathode der Diode D₂ ist mit einem Anschluss +Vcc der Schaltungsspannungsquelle verbunden, und die Anode der Diode D₃₁ ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃, R₄ in der Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 verbunden. Daher wird als Spannung V₃ am Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃, R₄ eine Spannung der durch die Spannungsteilerwiderstände R₃₁, R₃₂ ermittelten Spannungsteilungs-Detektierspannung, der Anodenspannung der Diode D₂ und der Kathodenspannung der Diode D₃₁ als schließlich ermittelte Spannung an die Multipliziereinrichtung 42 abgegeben. Die Spannung +Vcc der Schaltungsspannungsquelle ist beispielsweise auf +15 V festgelegt; sie ist jedoch auf diesen Wert nicht beschränkt.
In der Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 sind die Spannungsteilerwiderstände R₃, R₄ zwischen dem Spannungsquellenanschluss +Vcc und einem Erdungsanschluss (GND) eingefügt und angeschlossen, und ein Kondensator C₁ ist dem Widerstand R₃ parallel geschaltet. Der Kondensator C₁ liegt zwischen dem Emitter und dem Kollektor eines pnp-Transistors TR₃; der Basis des Transistors TR₃ wird das Ausgangssignal von der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 zugeführt. Das Ausgangssignal von der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 beträgt zur Zeit des AUS-Zustands 0 V, und es beträgt zur Zeit des EIN-Zustands +Vcc (beispielsweise +15 V). Wenn die Lampe ausgeschaltet ist, ist daher der Transistor TR₃ eingeschaltet, um eine Überbrückung bzw. einen Kurzschluss zwischen den beiden Enden des Kondensators C₁ zu bilden. Nachdem die Lampe eingeschaltet ist, ist der Transistor TR₃ ausgeschaltet, und auf dem Kondensator C₁ werden elektrische Ladungen gesammelt.
Bei einem solchen Aufbau wird als Ausgangsspannung V₁ von der Gleichspannungsquelle 9 gemäß 7 eine bestimmte Gleichspannung von beispielsweise 370 V abgegeben und dem Abwärtswandler 8 zugeführt, und zwar sogar vor Einschalten des Lampen-Zündschalters. Wenn der Lampen-Zündschalter zum Zeitpunkt t_EIN eingeschaltet wird, beginnt der Zünder 2 den Zündbetrieb, wie dies oben beschrieben worden ist, und der Widerstandswert der Entladungslampe 1 sinkt ab, wodurch die an die Entladungslampe 1 angelegte Spannung absinkt. Die Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 gemäß 7 ermittelt diese Spannungsabsenkung und gibt ein Lampen-EIN-Detektiersignal, beispielsweise ein Signal mit einem Anstieg von 0 V auf +Vcc (beispielsweise +15 V) ab. Dieses Lampen-EIN-Detektiersignal wird der Zündsteuerschaltung 21 gemäß 7 zugeführt, und der Zündbetrieb des Zünders 2 wird gestoppt. In diesem Fall erreicht die Ausgangsspannung V₂ von dem Abwärtswandler 8 etwa 300 V entsprechend dem Zündbetrieb, und sie wird dann normalerweise auf etwa 10 V während einer Dauer von T_d von etwa 100 μs, wie in 9 veranschaulicht, abgesenkt. In einigen Fällen beansprucht die Absenkung etwa 1 bis 3 Sekunden. In entsprechender Weise steigt der Abgabe- bzw. Ausgangsstrom I₁ von dem Abwärtswandler 8 temporär auf etwa 20 A an und sinkt dann ab.
Das Lampen-EIN-Detektiersignal von der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 wird in diesem Fall ebenfalls dem Transistor TR₃ der Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 gemäß 8 zugeführt. Wenn der Transistor TR₃ ausgeschaltet ist, werden elektrische Ladungen auf dem Kondensator C₁ gesammelt, und die Spannung V₄ am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R₃, R₄ in der Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 ändert sich, wie dies in 9 veranschaulicht ist. Daraufhin ändert sich die letztlich ermittelte Spannung V₃, die an die Multipliziereinrichtung 42 abgegeben wird, so, wie dies in 9 veranschaulicht ist.
Genauer gesagt wird zum Zeitpunkt t_EIN dann, wenn der Lampen-Zündschalter eingeschaltet wird, die Spannungsteilungs-Abgabespannung von den Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ höher, wobei jedoch die letztlich ermittelte Spannung V₃ durch die Klemmdiode D₂ auf eine bestimmte Klemmspannung V₁₁ geklemmt wird. Diese Klemmspannung stellt eine Spannung dar, die um den Vorwärts-Spannungsabfall V_F der Diode D₂ höher ist als die Spannung +Vcc (von beispielsweise +15 V) der Schaltungsversorgungsspannung. Dies bedeutet, dass diese Klemmspannung wie folgt ausgedrückt wird: V11 = +Vcc + VF.
Wenn danach der Transistor TR₃ in der Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 ausgeschaltet wird und auf dem Kondensator C₁ elektrische Ladungen sich zu sammeln beginnen, wird die Spannung V₄ am Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R₃, R₄ auf der Grundlage der Zeitkonstanten allmählich abgesenkt, welche den Widerstandswerte der Widerstände R₃, R₄ und dem Kapazitätswert des Kondensators C₁ entspricht. Genauer gesagt ändert sich die Spannung V₄ an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R₃, R₄ von der Schaltungsversorgungsspannung +Vcc (von beispielsweise +15 V) zum Zeitpunkt t_EIN, wenn der Lampen-Zündschalter eingeschaltet wird, auf eine geteilte Spannung V₁₄ (= +Vcc × (R₃₂/(R₃₁ + R₃₂)), die durch Teilung der Spannung +Vcc mittels der Widerstände R₃, R₄ nach einer bestimmten Zeitspanne T_AA erhalten wird, welche durch die Zeitkonstante festgelegt ist. Die Spannung V₃ tritt in diesem Fall auf, wenn die Spannung V₄ durch die Diode D₃₁ gelangt, und sie stellt daher eine Spannung dar, die um den Vorwärts-Spannungsabfall V_F der Diode D₃₁ niedriger ist als die Spannung V₄. Eine Spannung V₁₂ nach Ablauf der bestimmten Zeitspanne T_AA wird wie folgt ausgedrückt: V12 = +Vcc × (R32/(R31 + R32)) – VF.
Diese Spannung V₃ wird als letztlich ermittelte Spannung an die Multipliziereinrichtung 42 abgegeben und mit dem ermittelten Strom-Ausgangssignal von der Strom-Detektierschaltung 4 gemäß 7 multipliziert, was somit zur Zielleistung für die Leistungssteuerung wird. Wenn das ermittelte Spannungs-Ausgangssignal, welches während der Zeitspanne T_AA allmählich abgesenkt wird, an die Multipliziereinrichtung 42 abgegeben wird, wird daher der Abwärtswandler 8 so gesteuert, dass der Abgabe- bzw. Ausgangsstrom I₁ allmählich erhöht wird, wie dies in 9 veranschaulicht wird, und zwar durch die Steuerschaltung 70 von der Leistungs-Einstellschaltung 61 gemäß 7. Der Ausgangsstrom I₁ wird so gesteuert, dass der an die Entladungslampe 1 abgegebene Strom kontinuierlich auf das 1,5-fache des stationären bzw. Dauerzustandsstroms von beispielsweise +2 A erhöht wird, das heißt, dass er kontinuierlich auf +3 A gesteigert wird. Diese Stromwerte stellen lediglich Beispiele dar, und die vorliegende Erfindung ist auf diese numerischen Werte nicht beschränkt.
In 9 stellt die Zeitspanne T_A vom Zeitpunkt t_EIN, zu dem der Lampen-Zündschalter eingeschaltet wird, bis zum Zeitpunkt t₁₁ eine Zeitspanne konstanter Lampenspannung dar, innerhalb der die Lampe einen niedrigen Widerstandswert aufweist. Diese Zeitspanne weist eine Dauer von beispielsweise 20 bis 90 Sekunden auf. Eine Zeitspanne T_B vom Zeitpunkt t₁₁ bis zum Zeitpunkt t₁₂ stellt eine Lampenspannungs-Aufbauzeitspanne dar. Die gesamte Dauer der Zeitspannen T_A und T_B beträgt beispielsweise 30 Sekunden bis 2 Minuten. Die vorliegende Erfindung ist indessen auf diese numerischen Werte nicht beschränkt. Eine Zeitspanne T_C nach dem Zeitpunkt t₁₂ stellt eine stationäre bzw. Dauerzustandszeitspanne dar, in der der Entladungszustand der Lampe stabil ist. Die Ausgangsspannung V₂ von dem Abwärtswandler 8 beträgt in diesem stationären Zustand beispielsweise +70 V, und der Ausgangsstrom I₁ beträgt +2 A. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung auf diese numerischen Werte nicht beschränkt. Als Spannungsdetektier-Abgabespannung V₃ für die Multipliziereinrichtung 42 ist eine Spannung V₁₃ im stationären Zustand eine Spannung, die an den für eine Spannungsermittlung vorgesehenen Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ ermittelt wird. Dies heißt, dass die Spannung V₁₃ wie folgt angegeben wird: V13 = +V2 × (R32/(R31 + R32)).
Gemäß dem unter Bezugnahme auf die 8 und 9 beschriebenen spezifischen Beispiel kann die Zeitspanne, während der ein hoher Strom, der größer ist als der stationäre Strom, durch die Entladungslampe fließt, verringert bzw. verkürzt werden. Damit können die Wärmebelastung bezüglich der Elektroden und damit die thermische Ermüdung bzw. Erschöpfung der Elektroden reduziert werden. Daher kann die Erschöpfung der Elektroden auf einen minimalen Wert beschränkt werden, und eine Verkürzung der Lebensdauer der Entladungslampe aufgrund der Erschöpfung der Elektroden kann verhindert werden.
Anhand der 10 und 11 wird ein spezifisches Beispiel der Steuerung erläutert, um die Spannung der Entladungslampe nach dem Zünden durch die Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 gemäß 7 allmählich zu steigern. 10 veranschaulicht in einem Blockschaltungsdiagramm ein spezifisches Beispiel der Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 und ihrer peripheren Schaltung. 11 zeigt Signalverläufe, anhand derer die Arbeitsweise der Schaltungen gemäß 10 erläutert wird.
In 10 ist der Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ zur Spannungs-Ermittlung bzw. -Detektierung mit der Anode der Klemmdiode D₂ verbunden, und die Kathode der Diode D₂ ist mit dem Anschluss +Vcc der Schaltungsspannungsquelle bzw. -stromquelle verbunden. Bei diesem spezifischen Beispiel wird die Spannungskorrektur-Einstellschaltung 30 nicht verwendet. Eine Spannung V₆ am Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃, R₄ ist entweder eine Spannungsteiler-Detektierspannung, die an den Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ ermittelt wird, oder eine Anodenspannung der Diode D₂. Diese Spannung V₆ wird als letztlich ermittelte Spannung an die Multipliziereinrichtung 42 und an den Leistungseinstell-Schaltkreis 62 abgegeben. Das Ausgangssignal von der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 wird als Eingangsspannung V_i an die Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 abgegeben.
Die in 10 dargestellte Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 ist dem in 5 gezeigten Schaltungsaufbau äquivalent. Ein Widerstand R₉, ein Kondensator C₂, eine Diode D₄ sowie Widerstände R₇, R₈ sind dem Widerstand R₀, dem Kondensator C₀, der Diode D₁ bzw. den Widerständen R₁, R₂ gemäß 5 äquivalent. Eine Ausgangsspannung V₅ von dieser Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 (V₀ gemäß 5) wird der Leistungseinstellschaltung 61 zugeführt.
Beim Betrieb vor und nach dem Zeitpunkt t_EIN, wenn der Lampen-Zündschalter eingeschaltet wird, sind die Ausgangsspannung V₂ und der Ausgangsstrom I₁ von dem Abwärtswandler 8 gemäß 7 im Wesentlichen dieselben, wie jene, die unter Bezugnahme auf 9 beschrieben worden sind. Die Ausgangsspannung V_i von der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 beträgt 0 V, wenn der Lampen-Zündschalter vor dem Zeitpunkt t_EIN ausgeschaltet ist, und die Ausgangsspannung V_i beträgt +Vcc (beispielsweise +15 V), wenn der Lampen-Zündschalter nach dem Zeitpunkt t_EIN eingeschaltet ist. Die Spannung V₆ am Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃, R₄ wird durch die Klemmdiode D₂ zum Zeitpunkt t_EIN auf eine bestimmte Klemmspannung V₁₁ (V₁₁ = +Vcc + V_F) geklemmt, wenn der Lampen-Zündschalter eingeschaltet wird bzw. ist, wie dies in 11 veranschaulicht ist. Danach sinkt der Widerstandswert der Entladungslampe, und die Ausgangsspannung V₂ von dem Abwärtswandler 8 gemäß 7 wird herabgesetzt. Daher wird, wie dies in 11 veranschaulicht ist, eine geteilte Spannung V₁₅ von den Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ als letztlich ermittelte Spannung V₆ an die Multipliziereinrichtung 42 und an den Leistungseinstell-Schaltkreis 62 abgegeben. Diese unterteilte Spannung V₁₅ wird wie folgt ausgedrückt: V15 = +V2 × (R32/(R31 + R32))
Diese Spannung beträgt beispielsweise etwa 10 V.
Anschließend stellt die Ausgangsspannung V₅ von der Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 (V₀ gemäß 5) eine Ausgangsspannung dar, die durch Integrieren der Ausgangsspannung V_i von der Lampen-EIN-Detektierschaltung 23 an den Zeitkonstantenschaltungen aus dem Widerstand R₉, dem Kondensator C₂ und den Widerständen R₇, R₈ erhalten wird; die betreffende Ausgangsspannung weist daher einen solchen Spannungsverlauf auf, dass die Spannung kontinuierlich mit einer bestimmten Zeitkonstante vom Zeitpunkt t_EIN, wenn der Lampen-Zündschalter eingeschaltet wird, wie dies in 11 veranschaulicht ist, kontinuierlich auf eine Spannung V₃₁ ansteigt. Diese Spannung V₂₁ stellt eine Spannung (+Vcc × R₇/(R₇ + R₈) + V_F) dar, die durch Addieren einer geteilten Spannung (+Vcc × R₇/(R₇ + R₈)) der durch die Widerstände R₇, R₈ unterteilten Speisespannung +Vcc zum Vorwärtsspannungsabfall V_F der Diode D₄ erhalten wird. Dies ist äquivalent der Spannung "V_k + V_F", die durch Addieren der geteilten Spannung V_k(V_k = V_B × R₂/(R₁ + R₂)) der durch die Widerstände R₁, R₂ geteilten Speisespannung V_B zu dem Vorwärtsspannungsabfall V_F der Diode D₁ erhalten wird, wie dies oben unter Bezugnahme auf 5 beschrieben worden ist.
Da die Abgabe- bzw. Ausgangsspannung V₅ der Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 an die Leistungseinstellschaltung 61 abgegeben wird und die Steuerungs-Zielleistung festgelegt ist, wird die Abgabe- bzw. Ausgangsleistung von dem Abwärtswandler 8 gemäß 7 derart gesteuert, dass die Abgabe- bzw. Ausgangsgröße (ermittelte Spannung) von der Multipliziereinrichtung 42 diese Zielleistung wird. Dies bedeutet, dass die Steuerungs-Zielleistung in der Leistungseinstellschaltung 61 entsprechend der Abgabe- bzw. Ausgangsspannung V₅ von der Leistungseinstell-Steuerschaltung 60 festgelegt ist.
Wenn das Zünden der Lampe (Entladungslampe) gestartet wird, dann beginnt nach Ablauf der Zeitspanne T_A konstanter Lampenspannung (von beispielsweise 20 bis 90 Sekunden), wie dies oben beschrieben worden ist, die Zeitspanne T_B des Lampenspannungsaufbaus, und die Abgabe- bzw. Ausgangsspannung von dem Abwärtswandler 8 gemäß 7 steigt an. Daher steigt die Spannung V₆ am Verbindungspunkt zwischen den Spannungsteilerwiderständen R₃₁, R₃₂ an, wie dies in 11 veranschaulicht ist, und diese Spannung wird dem Spannungseinstell-Schaltkreis 62 zugeführt. Der Spannungseinstell-Schaltkreis 62 vergleicht diese Spannung V₆ mit einer bestimmten Schwellwertspannung V₁₆, und das Ergebnis des Vergleichs wird zum Zeitpunkt t₁₃ umgekehrt. Da dieses Vergleichsergebnis als Leistungseinstell-Schaltausgangssignal an die Leistungseinstellschaltung 61 abgegeben wird, wird die vorgegebene Zielleistung der Leistungseinstellschaltung 61 geschaltet. Als Zielleistung der Abgabeleistung von dem Abwärtswandler 8 gemäß 7 wird beispielsweise eine Zielleistung von 30 W bei der Inbetriebnahme vor dem Zeitpunkt t₁₃ auf eine stationäre bzw. Dauerzustands-Zielleistung von 140 W nach dem Zeitpunkt t₁₃ geschaltet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf diese numerischen Werte nicht beschränkt.
Gemäß dem unter Bezugnahme auf 10 und 11 beschriebenen spezifischen Beispiel, welches ähnlich bzw. entsprechend der Ausführungsform ist, die unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben worden ist, kann die Zeitspanne, während der ein hoher Strom, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom, durch die Entladungslampe fließt, reduziert werden, und die Wärmebelastung auf die bzw. der Elektroden und folglich die thermische Ermüdung der Elektroden können verringert werden. Daher kann eine Erschöpfung der Elektroden auf einen minimalen Wert beschränkt werden, und eine Verkürzung der Lebensdauer der Entladungslampe infolge der Erschöpfung der Elektroden kann verhindert werden.
Nunmehr wird unter Bezugnahme auf 12 eine Projektionsvorrichtung als eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Entladungslampen-Zündvorrichtung der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
12 veranschaulicht in einem Blockdiagramm den schematischen Aufbau der Projektionsvorrichtung unter Verwendung der oben beschriebenen Entladungslampen-Zündvorrichtung. Diese in 12 gezeigte Projektionsvorrichtung weist eine Lampe (Entladungslampe) 101 auf, die zum Zünden durch die oben beschriebene Entladungslampen-Zündvorrichtung derart angesteuert wird, dass sie Licht abgibt. Ferner sind ein Integrator 121 zur gleichmäßigen Beleuchtung eines Objekts mittels des von der Lampe 101 abgegebenen Lichtes, eine Kondensorlinse 122 zum Kondensieren und zur parallelen Abgabe von Hauptlichtstrahlen, die von dem Integrator 121 emittiert sind und zu jeweiligen Lichtflecken auf dem Objekt gerichtet sind, ein Lichtkörper (123 bis 125), der ein Objekt darstellt, welches mit dem von der Kondensorlinse 122 abgegebenen Licht zu beleuchten ist und welches das auf ihn einfallende Licht auf der Grundlage eines eingangsseitig zugeführten Bildsignals moduliert und abgibt, und eine Projektionslinse 126 vorgesehen, mit der das von dem Lichtkörper abgegebene Bildlicht auf einen Bildschirm 127 projiziert wird.
Der Integrator 121 besteht beispielsweise aus einer Mehrlinsenanordnung oder dergleichen; er weist Linsenelemente auf, die in Form einer Matrix vertikal und horizontal angeordnet sind. Die Linsenelemente an den entsprechenden Lichtflecken beleuchten den gesamten Lichtkörper durch Heranziehen des Lichtes mit der von der Lampe 101 abgegebenen Intensitätsverteilung, was dazu führt, dass das auf den Lichtkörper einfallende Licht gleichmäßig ist.
Bei dieser Ausführungsform ist der Lichtkörper durch eine auf der Einfallsseite vorgesehene Polarisationsplatte 123, ein Flüssigkristallfeld 124 und eine auf der Abgabeseite vorgesehene Polarisationsplatte 125 gebildet. Im Hinblick auf Licht in bzw. mit einer bestimmten Polarisationsrichtung, welches durch die auf der Einfallsseite befindliche Polarisationsplatte 123 hindurchgetreten ist, nimmt das Flüssigkristallfeld 124 eine Drehung der Polarisationsrichtung durch eine an ihm angelegte Spannung auf der Grundlage eines Bildsignals vor. Eine polarisierte Lichtkomponente in einer bestimmten Richtung des Lichtes mit der gedrehten Polarisationsrichtung gelangt durch die auf der Abgabeseite befindliche Polarisationsplatte 125 hindurch. Somit wird ein Ausgangssignal (emittiertes Licht), welches von dem einfallenden Licht auf der Basis des Bildsignals moduliert ist, erzeugt.
Um die Polarisationsrichtung des auf die auf der Einfallsseite befindliche Polarisationsplatte 123 einfallenden Lichtes auszugleichen, kann ein PS-Wandler bzw. -Umsetzer zur Umsetzung des von der Lampe abgegebenen Lichtes in ein Licht mit einer im Wesentlichen bestimmten Polarisationsrichtung nahe des Integrators 121 vorgesehen sein. Obwohl bei dieser Ausführungsform, wie in 12 veranschaulicht, ein Lichtkörper verwendet wird, kann die Projektionsvorrichtung auch durch Verwendung von drei Lichtkörpern entsprechend den Primärfarben gebildet sein, und zwar zusammen mit einer Farbtrenneinrichtung, die aus einem dichroitischen Spiegel oder dergleichen, und aus einer Farbzusammensetzungs- bzw. Farbsyntheseeinrichtung besteht, die aus einem dichroitischen Prisma oder dergleichen besteht.
Nachdem ein einem Eingangsanschluss 116 eingangsseitig zugeführtes Bildsignal, beispielsweise ein Videosignal in ein Primärfarbsignal RGB decodiert ist, wird die Modulation in dem Flüssigkristallfeld 124 durch Verwendung eines bekannten Aufbaus ausgeführt, der eine Bildsignal-Verarbeitungseinrichtung 117 für die Ausführung einer solchen Verarbeitung, wie einer Pixelanzahl-Umsetzung entsprechend der Elementanordnung des Flüssigkristallfeldes 124 und einen Treiber 118 zur Steuerung der Abgabe einer Spannung an den jeweiligen Pixel des Flüssigkristallfeldes 124 durch ein Ausgangssignal von der Bildsignal-Verarbeitungseinrichtung 117 enthält.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird das durch Zünden der Lampe 101 emittierte Licht durch den Integrator 121 gleichmäßig gemacht, und die Richtungen der Hauptlichtstrahlen des Lichtes (Lichtstromes), die auf die jeweiligen Flecken im Flüssigkristallfeld 124 gerichtet sind, sind durch die Kondensorlinse 122 im Wesentlichen parallel gemacht. Die parallelen Lichtstrahlen treten durch die auf der Einfallsseite befindliche Polarisationsplatte 123 hindurch und treffen auf das Flüssigkristallfeld 124 auf. Durch die Projektionslinse 126, die das Bild des Flüssigkristallfeldes 124 auf den Bildschirm 127 projiziert, wird das Licht, welches durch die auf der Abgabeseite befindliche Polarisationsplatte 125 hindurchgetreten ist, auf den Bildschirm 127 projiziert. Somit zeigt die Projektionsvorrichtung das Bild auf der Grundlage des eingangsseitigen Bildsignals auf dem Bildschirm 127 an.
Anschließend wird ein Startsystem der Projektionsvorrichtung beschrieben, bei dem die Lampe 101 gezündet wird, um Licht zu emittieren. Dieses Startsystem entspricht im Wesentlichen der oben unter Bezugnahme auf 1 und 7 beschriebenen Entladungslampen-Zündvorrichtung. Nachstehend wird dieses System auf der Grundlage des in 12 gezeigten Aufbaus beschrieben.
Gemäß 12 weist das Startsystem die oben beschriebene Entladungslampen-Zündvorrichtung auf, die unter Verwendung einer Gleichspannungsquelle 109 arbeitet, welche zur Abgabe von Leistung dient, die von einer externen Wechselspannungsquelle 110 geliefert und in eine Gleichspannung umgesetzt wird. Die Lampe 101, ein Zünder 102, eine Spannungs-Detektierschaltung 103, eine Strom-Detektierschaltung 104, ein Abwärtswandler 108 und die Gleichspannungsquelle 109 sind der Entladungslampe 1, dem Zünder 2, der Spannungs-Detektierschaltung 3, der Strom-Detektierschaltung 104, dem Abwärtswandler 8 bzw. der Gleichspannungsquelle 9 gemäß 1 und 7 äquivalent. Eine Leistungs-Steuerschaltung 106 und eine Pulsbreitenmodulations- bzw. PWM-Steuereinrichtung 107 gemäß 12 entsprechen der Steuerschaltung 6 bzw. der PWM-Steuereinrichtung 7 gemäß 1 oder der Multipliziereinrichtung 42, der Leistungseinstell-Schaltung 61 und der Steuerschaltung 70 und dergleichen gemäß 7. Überdies weist das Startsystem gemäß 12 eine CPU 113 als System-Mikrocomputer zur Steuerung des Gesamtsystems der Projektionsvorrichtung, einen Leistungsschalter 112 zur Abgabe eines EIN-Befehls (oder AUS-Befehls) an die CPU 113 auf der Grundlage einer Benutzer- bzw. Anwenderbetätigung und eine Standby-Spannungsquelle bzw. -Stromquelle 111 auf.
In diesem Startsystem ist die CPU 113 imstande, das Gesamtsystem und insbesondere Funktionen, wie das Starten einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Operationen der Gleichspannungsquelle 109, der Pulsbreitenmodulations- bzw. PWM-Steuereinrichtung 107 und des Zünders 102 zu steuern. Genauer gesagt empfängt die CPU 113 entsprechend einem aus einem nicht dargestellten ROM-Speicher gelesenen Systemsteuerungsprogramm einen EIN-Befehl von dem Haupt- bzw. Leistungsschalter 112 und gibt einen entsprechenden Steuerbefehl an ein Steuerungsobjekt ab. Die CPU 113 verfügt außerdem über eine Zeitsteuerungsfunktion, um den Zeitpunkt für einen Steuerungsbefehl zu steuern.
Die Gleichspannungsquelle 109 wird zum Starten bzw. Abgeben (oder Stillsetzen bzw. Stoppen) der Speisespannung an den Abwärtswandler 108 durch einen Befehl S1 von der CPU 113 gesteuert. Genauer gesagt wird ein auf der Ausgangsseite von dem aktiven Filter zu dem Abwärtswandler 108 hin vorgesehener Halbleiterschalter durch den Befehl S1 in den Zustand EIN/AUS gesteuert.
Die Pulsbreitenmodulations- bzw. PWM-Steuereinrichtung 107 der Entladungslampen-Zündvorrichtung wird zum Starten (oder Stillsetzen) der Abgabe eines Impulses an den Abwärtswandler 108 durch einen Befehl S2 von der CPU 113 gesteuert. Genauer gesagt wird eine Rechteckwelle mit einem bestimmten Tastverhältnis von einem Komparator bereitgestellt, der eine dreieckige Welle, die durch einen internen Oszillator erzeugt wird, mit einem bestimmten Gleichspannungspegel vergleicht und eine Ausgangssignalverzweigung erzeugt, wobei das Schwingungs-Ausgangssignal der dreieckigen Welle durch den Befehl S2 in den Zustand EIN/AUS gesteuert wird. Ein Zündbefehl S3 an den Zünder 102 veranlasst den Start der oben beschriebenen Entladungslampen-Zündoperation.
Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird in einem so genannten Bereitschafts- bzw. Standby-Zustand, in welchem die Projektionsvorrichtung unwirksam ist und in welchem die minimal notwendige Funktion zum Starten der Operation durch die Standby-Spannungsquelle aktiv ist, auf das Einschalten des Haupt- bzw. Leistungsschalters 112 durch den Benutzer hin ein EIN-Befehl SO an die CPU 113 abgegeben. Auf der Grundlage dieses EIN-Befehls SO hin gibt die CPU 113 zunächst den Befehl S1 ab, um die Gleichspannungsquelle 109 einzuschalten, und die Gleichspannungsquelle 109 beginnt mit der Abgabe von Leistung an den Abwärtswandler 108. Unterdessen nimmt die CPU 113 eine zeitliche Steuerung der Zeit von der Aufnahme des EIN-Befehls SO durch Nutzung der Zeitsteuereinrichtung vor, und nach einer bestimmten Zeitspanne von beispielsweise 2 bis 3 Sekunden gibt die CPU 113 den Befehl S2 zum Einschalten des Abgabesignals der Pulsbreitenmodulations- bzw. PWM-Steuereinrichtung 107 ab, so dass eine Rechteckwelle für den Abwärtswandler 108 zum Starten seiner Funktion abgegeben wird. Nachdem die Vorbereitung für eine Spannungs- bzw. Leistungsabgabe an die Lampe 101 so abgeschlossen ist, gibt die CPU 113 den Zündbefehl S3 an den Zünder 102 ab, um das Zünden der Lampe 101 zu starten. Damit wird der Zündbetrieb, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform erläutert, in der Projektionsvorrichtung gestartet.
Auf diese Weise wird die Spannungs- bzw. Leistungsabgabe von der Gleichspannungsquelle 109 gestartet; wenn deren Ausgangsspannung nach einer bestimmten Zeitspanne von beispielsweise 2 bis 3 Sekunden stabilisiert ist, wird eine Rechteckwelle, die das Arbeiten des Abwärtswandlers 108 bewirkt, von der PWM-Steuereinrichtung 107 abgegeben. Daher kann der Abwärtswandler 108 sicher aktiviert werden. Nachdem, der Abwärtswandler 108 den Betrieb beginnt und Leistung an die Lampe 101 abgegeben wird, führt der Zünder 102 überdies den Betrieb zum Zünden der Lampe 101 aus. Daher kann die Zündvorrichtung arbeiten, während der Einfluss einer Übergangsinstabilität zu Beginn der Spannungs- bzw. Leistungsabgabe sicher verhindert ist.
Nachdem die Zündoperation der Entladungslampen-Zündvorrichtung gestartet ist, wird der nach dem Zünden an die Lampe 101 gelieferte Strom derart gesteuert, dass er allmählich zunimmt, wie dies bei den Ausführungsformen gemäß 1 und 7 beschrieben worden ist. Somit kann die Zeit, während der ein hoher Strom, der höher ist als der stationäre bzw. Dauerzustandsstrom, durch die Entladungslampe fließt, signifikant reduziert werden, und die Wärmebelastung auf die bzw. der Elektroden und folglich die thermische Ermüdung der Elektroden können verringert werden. Daher kann eine Erschöpfung der Elektroden auf den minimalen Wert beschränkt werden. Somit kann bei dieser Projektionsvorrichtung die Verkürzung der Lebensdauer der Lampe 101 infolge der Erschöpfung der Elektroden verhindert werden. Die Strom-Steuereinrichtung der Entladungslampen-Zündvorrichtung kann mittels eines einfachen Aufbaus realisiert werden, und die Entladungslampen-Zündvorrichtung kann mit hoher Zuverlässigkeit preiswert bzw. billig hergestellt werden.

Claims

Entladungslampen-Zündvorrichtung zum Zünden einer Entladungslampe (1), umfassend: eine Schaltstromquelle (8) zur Lieferung einer Gleichspannung, einen Zünder (2), dem die Gleichspannung für die Abgabe einer Startspannung an die genannte Entladungslampe (1) zum Zeitpunkt eines Starts zugeführt wird, derart, dass die betreffende Entladungslampe (1) gezündet wird, eine Spannungs-Detektiereinrichtung (3) zur Ermittlung einer an die betreffende Entladungslampe (1) angelegten Spannung, eine Strom-Detektiereinrichtung (4) zur Ermittlung eines an die betreffende Entladungslampe (1) abgegebenen Stromes, und eine Lampen-EIN-Detektiereinrichtung (23) zur Ermittlung des Zündens der betreffenden Entladungslampe auf der Grundlage des Ausgangssignals von der betreffenden Spannungs-Detektiereinrichtung und zum Stoppen der Zündoperation des betreffenden Zünders, eine Spannungs-Korrektureinstelleinrichtung (30) zum Korrigieren der durch die genannten Spannungs-Detektiereinrichtung (3) ermittelten Spannung, wobei die betreffende Spannungs-Korrektureinstelleinrichtung eine Zeitkonstantenschaltung (C1, R3, R4) zur Abgabe einer mit einer Zeitkonstanten allmählich absinkenden Spannung unmittelbar nach dem betreffenden Zünden der Entladungslampe aufweist, und eine Steuereinrichtung (5) zur Steuerung einer Schaltoperation der betreffenden Schaltstromquelle (8), derart, dass eine an die betreffende Entladungslampe (1) abgegebene Leistung auf einen konstanten Wert gesteuert wird, indem die durch die betreffende Spannungs-Detektiereinrichtung (4) ermittelte Spannung mit dem durch die genannte Strom-Detektiereinrichtung (4) ermittelten Strom nach einer bestimmten Zeitspanne multipliziert wird, wenn der Entladungsbetrieb der Entladungslampe einen stationären Zustand erreicht, in welchem er einen Dauerzustandsstrom führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgelegt ist, dass der Strom derart gesteuert wird, dass er während der betreffenden Zeitkonstanten-Zeitspanne allmählich von einem geringeren Pegel als dem Dauerzustandsstrom auf einen Pegel, der größer ist als der Dauerzustandsstrom, ansteigt.
Entladungslampen-Zündvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die genannte Strom-Steuereinrichtung eine Leistungs-Einstellsteuereinrichtung zur Steuerung eines Ziel-Leistungswertes der Leistungs-Einstelleinrichtung aufweist, die den an die betreffende Entladungslampe abgegebenen Strom steuert, und wobei die Leistungs-Einstellsteuereinrichtung eine Steuerung zur kontinuierlichen Steigerung des Ziel-Leistungswertes unmittelbar nach der Zündung mit einer bestimmten Steigerungsrate ausführt, derart, dass der an die betreffende Entladungslampe abgegebene Strom mit einer bestimmten Steigerungsrate kontinuierlich geändert wird.
Projektionsvorrichtung, umfassend eine Entladungslampe (1), ein optisches System zum Projizieren von von der betreffenden Entladungslampe abgegebenem Licht zur Außenseite hin und eine Entladungslampen-Zündvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die betreffende Entladungslampen-Zündvorrichtung zum Zünden der betreffenden Entladungslampe (1) ausgelegt ist.
Projektionsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das genannte optische System eine Einrichtung zum Modulieren und Abgeben des von der betreffenden Entladungslampe abgegebenen Lichtes auf der Grundlage eines eingangsseitig zugeführten Bildsignals aufweist.