JP2006250588A - 特定位相位置検出回路及び特定位相位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 アナログ信号の振幅の変化に伴い、位相検出点のピーク位置に対する相対的な位置が変化するために、アナログ信号のピーク位置を正確に検出することができない。
【解決手段】 アナログ信号の各周期ごとに、アナログ信号の信号レベルが第１のしきい値と一致する２つの時間的位置を第１及び第２の基準位置としてそれぞれ検出すると共に、第１及び第２の基準位置間の時間的長さを基準期間としてそれぞれ計測する計測部と、アナログ信号の各周期ごとに、前の周期において計測された基準期間に基づいて、基準期間に対し一定の割合となる期間を付加期間として算出する算出部と、現周期において検出された第１の基準位置から、算出部により算出された付加期間だけずれた時間的位置を特定位相位置として検出し、特定位相位置を示す検出信号を出力する検出部と、を備える特定位相位置検出回路。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アナログ信号のピーク位置を検出する技術に関し、特に、アナログ信号の振幅が変化する場合でもピーク位置を正確に検出する技術に関する。

近年、放電ランプの点灯制御のためにコイルとコンデンサとから成る共振回路を備えるプロジェクタが種々提案されている。このようなプロジェクタでは、放電ランプを共振回路のコンデンサと並列となるよう接続し、共振回路に印加する電圧の周波数をこの共振回路の共振周波数となるよう制御することにより、共振回路に接続された放電ランプに対して、放電に必要な電圧を印加して点灯させる。
なお、このようなプロジェクタとして、下記特許文献１に記載されたプロジェクタが挙げられる。

特開平５−２１７６８２号公報

前述のように、放電ランプの点灯制御のために共振回路を備えるプロジェクタでは、放電ランプにおける放電ギャップの摩耗や放電ランプの温度特性等の変化により、共振回路の共振周波数が変わる場合がある。このような場合に、共振回路に印加する電圧の周波数が一定であれば、放電ランプに必要な電圧を印加できずに放電ランプが点灯しなくなる。そこで、共振周波数が変化しても点灯状態を維持するために、共振周波数の変化に応じて印加電圧の周波数を変化させることが可能なプロジェクタが求められていた。
このような要請に応えて、共振回路における電流値に基づいて、共振回路への印加電圧の周波数を変化させるプロジェクタが提案されている。以下、このようなプロジェクタにおける点灯制御の動作を簡単に説明する。

放電ランプを共振回路に接続した構成においては、共振回路に印加する電圧の周波数を徐々に増加させて共振周波数に近づけていくと、放電ランプにおいて放電が始まり、共振回路に大電流が流れるようになる。この場合、共振回路の電流値は、印加電圧の周波数の増加と共に増えていき、共振周波数において最大値となる。
そこで、このプロジェクタでは、共振回路における電流値を電流センサで検出し、検出した電流値が所定値以上になった場合に、共振回路の電流の位相と印加電圧の位相とが、所定の位相差を維持するように印加電圧の周波数を増加若しくは減少させるようにする。
このようにすることで、共振周波数が変化した場合においても、共振回路に所定値以上の電流が流れた状態を維持するように印加電圧の周波数を制御することとなり、安定して点灯状態を維持することができる。

このようなプロジェクタでは、共振回路の電流の位相と印加電圧の位相とを比較して位相差を検出する必要があるが、この比較は、それぞれのピークレベルの位置（以下、単に「ピーク位置」と呼ぶ。）で比較することが好ましい。しかしながら、ピーク位置を検出することは困難であることから、以下のような位相比較方法が用いられる場合がある。

図８は、従来のプロジェクタにおいて、共振回路に印加される電圧の位相と、共振回路のおける電流の位相と、を比較する位相比較方法を示す説明図である。
図８において、（Ａ）は共振回路に印加される電圧の波形と位相検出点とを示し、（Ｂ）は共振回路電流の波形と位相検出点とを示す。なお、図８（Ａ）及び（Ｂ）において、横軸は経過時間（周期Ｎ，Ｎ＋１、及び周期Ｎ＋２の一部）を、縦軸は振幅の中心を０レベルとした場合の電流値を、それぞれ示している。また、図８（Ａ）及び（Ｂ）において、白抜きの三角の印はピーク位置を示し、黒い三角の印はピーク位置の代わりとして検出する、位相を比較するための基準となる位置（以下、「位相検出点」と呼ぶ。）を示す。なお、電圧と電流とは、正負の両極性にピークを持っているが、ここでは、正側のピークについてのみで話を進めることとする。

従来のプロジェクタにおいては、図８（Ａ）に示すように、印加電圧に対して、所定のしきい値（Ｔｈ１）を予め設定しておき、印加電圧がこのしきい値（Ｔｈ１）以上の場合にハイレベルとなる信号（以下、「比較信号」と呼ぶ。）を生成する。そして、この比較信号の立ち上がり位置を検出して位相検出点とする。

一方、図８（Ｂ）に示すように、共振回路電流に対しても、所定のしきい値（Ｔｈ２）を予め設定しておき、図８（Ａ）と同様に、比較信号を生成して、この比較信号の立ち上がり位置を検出して位相検出点とする。
そして、それぞれのピーク位置の代わりに、このようにして検出した印加電圧の位相検出点と、共振回路電流の位相検出点と、を比較して位相差を検出するようにしていた。

以上説明した、従来における位相比較方法においては、以下のような問題があった。

印加電圧の周波数を共振周波数に近づけるように増加させると、図８（Ｂ）に示すように、次第に共振回路電流の振幅が大きくなっていく。その結果、各周期において、開始位置（０）から１／２周期の位置（π）までの期間を「１」とした場合に、ピーク位置から位相検出点までの期間は、例えば、図８（Ｂ）に示すように、「０．１」「０．３」「０．４」と変化することとなる。したがって、共振回路電流については、各位相検出点のピーク位置に対する相対的な位置は変化することになる。
一方、印加電圧については、各周期において、開始位置（０）から１／２周期の位置（π）までの期間を「１」とした場合に、ピーク位置から位相検出点までの期間は、例えば、図８（Ａ）に示すように、「０．１」で一定となる。したがって、印加電圧については、各位相検出点のピーク位置に対する相対的な位置は一定となっている。

従って、印加電圧及び共振回路電流について、それぞれの位相検出点で位相を比較して位相差を検出しても、検出される位相差は、実際のピーク位置同士を比較して得られる位相差とかけ離れたものとなってしまう。その結果、正確な位相差を検出することができないために、印加電圧の周波数の正確な制御ができず、放電ランプの安定した点灯を維持することができない恐れがあった。

なお、前述のように位相比較する場合に限らず、共振回路における電流または電圧を示すアナログ信号のピーク位置を検出する必要がある場合において、前述の位相検出点をピーク位置として検出するような場合にも、実際のピーク位置に対する相対的な位置が変化する位置をピーク位置として検出することとなるので、所定の誤差の範囲内でピーク位置を検出することができないという問題が発生し得る。
また、共振回路におけるアナログ信号に限らず、振幅が変化し得るアナログ信号について、ピーク位置を検出しようとする場合にも前述の問題は発生し得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、アナログ信号の振幅が変化する場合でも、このアナログ信号のピーク位置を正確に検出することが可能な技術を提供することを目的とする。

前述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の第１の特定位相位置検出回路は、周期的なアナログ信号のピーク位置を基準として、所望の位相となる時間的位置を検出し、検出した前記時間的位置を示す検出信号を出力することを要旨とする。

このような構成とすることで、アナログ信号の振幅が変化した場合においても、第１の特定位相位置検出回路は、ピーク位置を基準として所望の位相となる時間的位置を検出するので、この時間的位置に基づきピーク位置を正確に検出することが可能となる。また、第１の特定位相位置検出回路は、検出信号を出力するので、ピーク位置に基づき制御を行う回路等に対して正確なピーク位置を提供することが可能となる。

また、本発明の第２の特定位相位置検出回路は、アナログ信号の各周期において、特定の位相となる時間的位置を特定位相位置として検出する特定位相位置検出回路であって、
前記アナログ信号の信号レベルが所定のしきい値と一致する時間的位置を基準位置として検出する第１の検出部と、前記基準位置に基づく時間的長さを基準期間として計測する計測部と、前記基準期間に対し一定の割合となる期間を付加期間として算出する算出部と、前記基準位置と前記付加期間とに基づいた時間的位置を前記特定位相位置として検出し、前記特定位相位置を示す検出信号を出力する第２の検出部と、を備えることを要旨とする。

このように構成した場合、ピーク位置は、基準期間に対して所定の割合となる位置となる。例えば、アナログ信号が正弦波であり、かつ、基準期間を基準位置間の時間的長さとした場合には、基準期間の中心位置（５０％）がピーク位置となる。従って、この基準期間に対し一定の割合となる付加期間と、基準位置と、に基づいた時間的位置は、アナログ信号の振幅が変化した場合においても、ピーク位置に対する相対的な位置は一定となる。それ故、この時間的位置に基づきピーク位置を正確に検出することが可能となる。

また、本発明の第３の特定位相位置検出回路は、アナログ信号の各周期において、特定の位相となる時間的位置を特定位相位置として検出する特定位相位置検出回路であって、前記アナログ信号の各周期ごとに、前記アナログ信号の信号レベルが第１のしきい値と一致する２つの時間的位置を第１及び第２の基準位置としてそれぞれ検出すると共に、前記第１及び第２の基準位置間の時間的長さを基準期間として計測する計測部と、前記アナログ信号の各周期ごとに、前の周期において計測された前記基準期間に基づいて、前記基準期間に対し一定の割合となる期間を付加期間として算出する算出部と、現周期において検出された前記第１の基準位置から、前記算出部により算出された前記付加期間だけずれた時間的位置を前記特定位相位置として検出し、前記特定位相位置を示す検出信号を出力する検出部と、を備えることを要旨とする。

アナログ信号の各周期において、第１のしきい値と一致する第１及び第２の基準位置間の時間的長さを基準期間として計測し、この基準期間に対し一定の割合となる付加期間を算出した場合、次回以降の周期において第１の基準位置からこの付加期間だけずれた時間的位置は、アナログ信号の振幅の変化にかかわらず、各周期のピーク位置に対し一定の割合となる期間だけずれた時間的位置に近い位置となる。
特に、アナログ信号の振幅の変化が少なく、比較的近い周期において算出した付加期間を適用した場合には、第１の基準位置から付加期間だけずれた時間的位置は、各周期のピーク位置に対し一定の割合となる期間だけずれた時間的位置と、ほぼ一致することとなる。
従って、上記のような構成とすることで、各周期において、ピーク位置に対する相対的な位置がほぼ一定となる位置を特定位相位置として検出することが可能となる。その結果、アナログ信号の振幅が変化する場合でも、このアナログ信号のピーク位置を正確に検出することが可能となる。

なお、上記第１ないし第３のいずれかの特定位相位置検出回路において、前記アナログ信号は、共振回路から出力されるアナログ信号であってもよい。

共振回路における電流値または電圧値を示すアナログ信号は、共振回路に印加される電圧の周波数の増減に応じてその振幅が変化し得る。従って、本発明を適用することで、共振回路から出力されるアナログ信号の振幅が変化した場合においても、このアナログ信号のピーク位置を正確に検出することが可能となる。特に、印加電圧の周波数を増加させていき、共振回路の共振周波数に近くなった場合には、アナログ信号の振幅はほぼ一定となるので、ピーク位置をより正確に検出することができる。

本発明の波形発生回路は、上記第１ないし第３のいずれかの特定位相位置検出回路を備え、前記共振回路に電圧を印加する共振駆動部に対して、前記電圧の波形を示す電圧信号を出力する波形発生回路であって、前記電圧信号を生成する波形生成部と、前記波形生成部により生成された前記電圧信号を入力し、前記電圧信号の各周期ごとに、前記電圧信号の信号レベルが第２のしきい値と一致する２つの時間的位置を第３及び第４の基準位置としてそれぞれ検出すると共に、少なくとも前記第３または第４の基準位置のいずれか一方の時間的位置を示す位置信号を出力する位置信号出力部と、前記特定位相位置検出回路が出力する前記検出信号と、前記位置信号出力部が出力する前記位置信号と、を入力して、前記検出信号の示す前記特定位相位置と、前記位置信号の示す前記第３または第４の基準位置の時間的位置と、を比較することにより、前記アナログ信号と前記電圧信号との位相差を検出し、前記位相差を示す位相差信号を出力する位相比較部と、を備え、前記波形生成部は、前記位相比較部が出力する前記位相差信号を入力すると共に、入力した前記位相差信号の示す前記位相差に基づき、前記電圧信号の周波数を調整することを要旨とする。

共振駆動部が共振回路に印加する電圧は、共振回路において測定される電流や電圧等のアナログ信号と異なり、周波数の変化にかかわらず振幅は一定である。従って、電圧信号については、第２のしきい値と一致する第３及び第４の基準位置の、ピーク位置に対する相対的な位置は各周期において一定となる。一方、アナログ信号については、電圧信号の周波数の変化に応じて振幅が変化することとなるが、特定位相位置検出回路を備えることにより、この特定位相位置検出回路から出力される検出信号において、特定位相位置のピーク位置に対する相対的な位置は各周期においてほぼ一定となる。
従って、位相比較部は、電圧信号及びアナログ信号について、それぞれのピーク位置に対する相対的な位置がほぼ一定である位置で位相を比較することができるので、正確な位相差を検出することが可能となる。その結果、正確な位相差に基づいて電圧信号の周波数を調整することができるので、共振回路に印加する電圧の周波数を、アナログ信号が所定のレベルを維持するように調整することが可能となる。

本発明の電子機器は、上記波形発生回路を備えたことを要旨とする。

このような構成とすることで、電子機器は、波形発生回路により、共振回路に印加する電圧の周波数をアナログ信号が所定のレベルを維持するように調整することが可能となる。従って、電子機器が共振回路によって動作制御を行う場合には、動作環境の変化等によって、共振周波数が変化するような場合においても、アナログ信号が所定のレベルを維持するようにすることができ、安定した動作制御が可能となる。

本発明の放電ランプ制御装置は、上記波形発生回路を備え、放電ランプの点灯を制御するための放電ランプ制御装置であって、前記放電ランプは、前記共振回路に接続されると共に、前記共振駆動部により前記共振回路に印加される電圧によって放電して点灯することを要旨とする。

このような構成とすることで、波形発生回路によって、共振回路に印加する電圧の周波数をアナログ信号が所定のレベルを維持するように調整することが可能となるので、共振回路に印加される電圧によって放電して点灯する放電ランプについて、共振周波数が変化するような場合においても、点灯状態を維持させることが可能となる。

本発明のプロジェクタは、上記放電ランプ制御装置と、上記放電ランプと、を備えることを要旨とする。

このような構成とすることで、プロジェクタの放電ランプにおいて、ギャップの摩耗や、温度特性等の変化により共振周波数が変化したような場合においても、放電ランプの点灯状態を維持して、スクリーン等に画像を投写表示させることが可能となる。

なお、本発明は、上記した特定位相位置検出回路等の装置発明の態様に限ることなく、特定位相位置検出方法などの方法発明としての態様で実現することも可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１．装置構成：
Ａ２．位相検出点の定め方の概要：
Ａ３．位相比較の具体的な動作：
Ａ４．実施例の効果：
Ｂ．変形例：

Ａ．実施例：
Ａ１．装置構成：
図１は、本発明の一実施例としての液晶プロジェクタの概略構成を示す説明図である。
図１に示す液晶プロジェクタ１０００は、主として、放電ランプ１０，放電ランプ１０の点灯制御を行う放電ランプ制御部２０，ＣＰＵ３０，液晶パネル４０，投写レンズ等から成る投写光学系５０，外部より出力されるアナログ信号を入力する入力部６０，画像処理部７０，液晶パネル４０を駆動する液晶パネル駆動部８０を備えている。

このうち、入力部６０は、ビデオプレーヤ，テレビ，パーソナルコンピュータなどから出力されたアナログ画像信号を入力して、ディジタル画像信号に変換する。画像処理部７０は、ＣＰＵ３０からの指示に従い、画像の表示状態（コントラストやシャープネス等）が所望の状態となるように、入力されたディジタル画像信号を調整して液晶パネル駆動部８０に出力する。そして、液晶パネル駆動部８０は、入力されたディジタル画像信号に基づいて、液晶パネル４０を駆動する。

また、放電ランプ制御部２０は、ＣＰＵ３０により設定された各種パラメータに従って放電ランプ１０を点灯させ、放電ランプ１０から照明光を射出させる。液晶パネル４０は、この照明光を画像情報に応じて変調する。投写光学系５０は、液晶パネル４０によって変調された照明光を図示せざるスクリーン等に投写し、画像を表示させる。
なお、前述の放電ランプ制御部２０は請求項に記載の放電ランプ制御装置に相当する。

この液晶プロジェクタ１０００においては、前述の放電ランプ制御部２０が、放電ランプ１０の放電ギャップの摩耗や温度特性の変化が起きても、放電ランプ１０の点灯状態を維持するようにする。

図２は、図１に示す放電ランプ制御部２０の概要構成を示す説明図である。
図２に示す放電ランプ制御部２０は、主として、波形発生部１００，共振駆動部１３０，共振部１５０を備えている。

このうち、共振部１５０は、図示せざる共振用コイル及び共振用コンデンサを備え、この共振用コンデンサが放電ランプ１０と並列となるように、放電ランプ１０と接続されている。そして、共振部１５０は、共振駆動部１３０から印加される電圧によって共振し、放電ランプ１０を点灯させる。
共振駆動部１３０は、波形発生部１００から出力される正弦波信号Ａ１に基づき、この正弦波信号Ａ１に相当する電圧を共振部１５０に印加する。そして、電流センサ１４０は、共振部１５０における電流信号Ａ１０を検出する。

波形発生部１００は、ＣＰＵ３０により設定されたパラメータに基づき、正弦波信号Ａ１を生成して共振駆動部１３０に出力する。また、波形発生部１００は、電流センサ１４０が検出した電流信号Ａ１０を入力すると共に、出力する正弦波信号Ａ１をフィードバックして入力する。そして、波形発生部１００では、入力した電流信号Ａ１０及び正弦波信号Ａ１の位相を比較して位相差を検出し、この位相差に応じて正弦波信号Ａ１の周波数を増減させ、所定の位相差を維持するように制御を行う。
なお、この波形発生部１００は、請求項に記載の波形発生回路に相当する。

上述したように共振駆動部１３０は、正弦波信号Ａ１に相当する電圧を共振部に印加するので、波形発生部１００がこのような制御を行うことにより、共振部１５０への印加電圧と共振部１５０における電流とは所定の位相差を維持することとなり、放電ランプ１０の点灯状態は維持されることとなる。
なお、以下において、前述の所定の位相差は０とし、共振部１５０への印加電圧の位相と共振部１５０における電流の位相とが一致するように制御を行うものとする。

図３は、図２に示す波形発生部１００の構成を示す説明図である。
図３に示す波形発生部１００は、本発明の特徴部分であるピーク信号生成部２００，しきい値記憶部２１２及びしきい値記憶部２２２，電流比較部２１４，電圧比較部２２４，位相比較部２３０，正弦波生成部２４０を備えている。

このうち、しきい値記憶部２１２及びしきい値記憶部２２２は、それぞれ、ＣＰＵ３０により設定されたしきい値Ｔｈ３及びしきい値Ｔｈ４を記憶する。これらしきい値Ｔｈ３，Ｔｈ４は、それぞれ、図８に示すしきい値Ｔｈ２，Ｔｈ１と同様に、電流信号Ａ１０及び正弦波信号Ａ１に対して設定されるしきい値である。

電流比較部２１４は、前述のしきい記憶部２１２に記憶されたしきい値Ｔｈ３と、電流センサ１４０から入力された電流信号Ａ１０と、を入力して比較を行い、電流信号Ａ１０がしきい値Ｔｈ３以上の場合にハイレベルとなる比較信号Ｓ１１０を出力する。そして、ピーク信号生成部２００は、入力した比較信号Ｓ１１０に基づき、ピーク信号Ｓ１１１を生成して位相比較部２３０に出力する。なお、このピーク信号Ｓ１１１の生成の詳細については後述する。

一方、電圧比較部２２４は、前述のしきい値比較部２２２に記憶されたしきい値Ｔｈ４と、後述する正弦波生成部２４０からフィードバックされた正弦波信号Ａ１と、を入力して比較を行い、正弦波信号Ａ１がしきい値Ｔｈ４以上の場合にハイレベルとなる比較信号Ｓ１１２を生成し、位相比較部２３０に出力する。ここで、正弦波生成部２４０から出力される正弦波信号Ａ１の振幅は一定のため、電圧比較部２２４の出力ではピーク信号生成部２００のようなピーク検出は必要ない。

位相比較部２３０は、入力したピーク信号Ｓ１１１と比較信号Ｓ１１２とに基づき、電流信号Ａ１０の位相検出点と、正弦波信号Ａ１の位相検出点と、を比較して、電流信号Ａ１０及び正弦波信号Ａ１の位相差を検出する。そして、位相比較部２３０は、この位相差を示す位相差信号Ｐ１を正弦波生成部２４０に出力する。正弦波生成部２４０は、正弦波信号Ａ１を生成すると共に、入力された位相差信号Ｐ１に応じて、電流信号Ａ１０及び正弦波信号Ａ１の位相差を減らすように正弦波信号Ａ１の周波数を調整して出力する。

波形発生部１００は、このような位相差の検出及び正弦波信号Ａ１の周波数調整を繰り返し行うことで、電流信号Ａ１０及び正弦波信号Ａ１の位相差がなくなるように動作する。従って、この位相差を正確に検出する必要があり、本発明では、前述のピーク信号生成部２００を用いることにより、正確な位相差を検出するようにしている。

なお、前述のピーク信号生成部２００は請求項に記載の特定位相位置検出回路に、前述の電圧比較部２２４は請求項に記載の位置信号出力部に、前述の位相比較部２３０は請求項に記載の位相比較部に、前述の正弦波生成部２４０は請求項に記載の波形生成部に、それぞれ相当する。

続いて、本発明の特徴部分であるピーク信号生成部２００の構成について説明する。
図４は、図３に示すピーク信号生成部２００の詳細構成を示す説明図である。
図４に示すピーク信号生成部２００は、クロック回路３１０，カウンタ部３２０，カウンタ値記憶部３３０，演算値記憶部３４０，乗算回路３５０，演算結果記憶部３６０，比較部３７０を備えている。

このうち、カウンタ部３２０は、比較信号Ｓ１１０を入力すると共に、クロック回路３１０から出力されるクロック信号に基づき、入力された比較信号Ｓ１１０がハイレベルの期間におけるクロック数を順次カウントすると共に、得られたカウンタ値を比較部３７０に順次出力する。そして、カウンタ部３２０は、比較信号Ｓ１１０がハイレベルからローレベルになった段階で、そのときのカウンタ値をカウンタ値記憶部３３０に記憶させる。

演算値記憶部３４０は、ＣＰＵ３０により設定された演算値を記憶する。乗算回路３５０は、カウンタ値記憶部３３０に記憶されたカウンタ値と、演算値記憶部３４０に記憶された演算値と、を掛合わせ、得られた演算結果を演算結果記憶部３６０に記憶させる。

比較部３７０は、ピーク信号Ｐ１を生成して出力すると共に、カウンタ部３２０から順次入力されるカウンタ値と、演算結果記憶部３６０に記憶されている演算結果と、を比較し、これらが一致した場合にピーク信号Ｐ１を所定期間だけハイレベルにする。

なお、前述のカウンタ部３２０は請求項に記載の計測部に、前述の乗算回路３５０は請求項に記載の算出部に、前述の比較部３７０は請求項に記載の検出部に、それぞれ相当する。

以下において、このピーク信号生成部２００を用いた具体的な位相比較動作を説明する前に、本発明における位相検出点の定め方の概要について図５を用いて説明する。

Ａ２．位相検出点の定め方の概要：
図５は、本発明における電流信号Ａ１０の位相検出点の定め方の概要を示す説明図である。
図５において、上部は電流信号Ａ１０の波形を示し、下部は比較信号Ｓ１１０と位相検出点及びピーク位置とを示す。なお、図５において、横軸，縦軸，白抜きの三角の印，黒い三角の印は、それぞれ、図８における横軸，縦軸，白抜きの三角の印，黒い三角の印と同じであるので説明を省略する。

周期Ｎ（０〜２π）において、期間ａ１は、１／２周期（０〜π）を示し、期間ｂ１は、比較信号Ｓ１１０がハイレベルの期間を示す。なお、周期Ｎ＋１における期間ａ２，ｂ２、及び周期Ｎ＋２における期間ａ３，ｂ３は、前述の期間ａ１，ｂ２と同様であるので説明を省略する。

電流信号Ａ１０は正弦波であることから、期間ａ１の中心位置（π／２）であるピーク位置と、期間ｂ１の中心位置と、は一致する。従って、期間ｂ１を「１」としたときの中心位置から０．１だけずれた位置は、期間ａ１において、期間ａ１を「１」としたときの、ピーク位置から所定の割合となる期間ｄ１だけずれた位置に相当する。
ここで、期間ｂ１において、中心位置から０．１だけずれた位置は、期間ｂ１の開始位置から中心位置までの期間を１００％とした場合の、中心位置から２０％手前に相当し、比較的中心位置に近い位置となる。そして、この位置は、期間ａ１においても、ピーク位置に比較的近い位置となるために、前述の期間ｄ１は、０．１に近い値となる。

同様に、周期Ｎ＋１についても、期間ｂ２において、期間ｂ２を「１」としたときの、中心位置から０．１だけずれた位置は、期間ａ２において、期間ａ２を「１」とした場合の、ピーク位置から期間ｄ２だけずれた位置に相当し、この期間ｄ２も０．１に近い値となる。また、周期Ｎ＋２についても、同様に、図５に示す期間ｄ３は０．１に近い値となる。

このように、比較信号Ｓ１１０がハイレベルの期間について、中心位置から０．１だけずれた位置、すなわち、中心位置までの期間の２０％手前となる位置を位相検出点とすると、各周期において、位相検出点はピーク位置（π／２）からほぼ０．１だけずれた位置となり、ピーク位置に対する相対的な位置はほぼ一定となる。
そこで、本発明では、比較信号Ｓ１１０のハイレベルの期間の中心位置から０．１だけずれた位置を位相検出点とするものとする。

一方、正弦波信号Ａ１の位相検出点については、各周期において比較信号Ｓ１１２の立ち上がり位置を位相検出点とするようにする。正弦波信号Ａ１は、図８（Ａ）に示す印加電圧と同様に振幅は変化しないので、各位相検出点のピーク位置に対する相対的な位置は一定となっているからである。

なお、正弦波信号Ａ１に対するしきい値Ｔｈ４は、図８（Ａ）に示すしきい値Ｔｈ１と同様に、１／２周期（０〜π）を「１」としてピーク位置から０．１だけずれた位置が位相検出点となるように予め設定しておくものとする。このようにすることで、電流信号Ａ１０と正弦波信号Ａ１とで、ピーク位置に対する相対的な位置がほぼ同じ位置で位相を比較することができる。その結果、それぞれの位相検出点が一致した場合に、それぞれのピーク位置もほぼ一致しており、電流信号Ａ１０と正弦波信号Ａ１との位相はほぼ一致することとなる。

また、前述のように、中心位置までの期間の２０％手前となる位置を位相検出点とするためには、比較信号Ｓ１１０のハイレベルの期間を１００％とした場合に、下記式（１）に示すように、ハイレベルの期間の立ち上がりの位置から４０％に相当する位置を位相検出点とする必要がある。
（１００％―２０％）／２＝４０％ ・・・（１）

しかしながら、例えば、図５に示す周期Ｎ＋１において位相検出点を定めようとしても、周期Ｎ＋１においてハイレベルの期間ｂ２は、この期間ｂ２が経過しないと分からないため、この期間ｂ２の立ち上がりの位置から４０％に相当する位置も分からないこととなる。
そこで、本発明では、１つ前の周期Ｎにおいてハイレベルの期間である期間ｂ１を用いて、期間ｂ２の立ち上がりの位置から期間ｂ１の４０％に相当する位置を、周期Ｎ＋１の位相検出点と定めるものとする。

また、図４に示す演算値記憶部３４０に記憶される演算値は、比較信号Ｓ１１０のハイレベルの期間を「１」とした場合の、比較信号Ｓ１１０の立ち上がりの位置から位相検出点までの期間として記憶させるようにする。したがって、前述のように、ハイレベルの期間の立ち上がりの位置から４０％に相当する位置を位相検出点とする場合には、「０．４」を記憶させるようにする。

Ａ３．位相比較の具体的な動作：
まず、図３に示す位相比較部２３０に入力される電流信号Ａ１０側のピーク信号Ｓ１１１の生成動作を図４，図６を用いて具体的に説明する。

図６は、ピーク信号生成部２００におけるピーク信号Ｓ１１１の生成動作と、位相検出点の定め方と、を模式的に示す説明図である。
図６において、上部は電流信号Ａ１０の波形を示し、下部は比較信号Ｓ１１０，図４に示すクロック回路３１０の出力するクロック信号，カウンタ値記憶部３３０に記憶されるカウンタ値，ピーク信号Ｓ１１１，位相検出点及びピーク位置を示す。
なお、図６において、横軸，縦軸，白抜きの三角の印，黒い三角の印，周期Ｎ〜Ｎ＋２，期間ｂ１〜ｂ３は、それぞれ、図５における横軸，縦軸，白抜きの三角の印，黒い三角の印，周期Ｎ〜Ｎ＋２，期間ｂ１〜ｂ３と同じであるので説明を省略する。また、図６の最下部に示すように、周期Ｎ〜Ｎ＋２について、１／２周期（０〜π）を１とした場合の、ピーク位置から位相検出点までの期間をｄ１〜ｄ３とする。

今、図６に示す周期Ｎが終わり周期Ｎ＋１が開始する。このとき、１つ前の周期Ｎにおいて、図４に示すカウンタ部３２０は、図６に示す期間ｂ１におけるクロック数をカウントし、得られたカウンタ値（Ｃ１）をカウンタ値記憶部３３０に記憶させると共に、乗算回路３５０は、このカウンタ値「Ｃ１」と、演算値記憶部３４０に記憶されている演算値「０．４」と、を掛け合わせて得られた「Ｃ１＊０．４」を演算結果記憶部３６０に記憶させている。

周期Ｎ＋１が始まり電流信号Ａ１０がしきい値Ｔｈ３に達すると、比較信号Ｓ１１０はハイレベルとなり、図４に示すカウンタ部３２０はクロック数のカウントを開始する。そして、比較部３７０は、カウンタ部３２０がカウントするカウンタ値と、演算結果記憶部３６０に記憶されている「Ｃ１＊０．４」と、を順次比較していき、カウンタ値が「Ｃ１＊０．４」となった段階でピーク信号Ｓ１１１を所定期間だけハイレベルにする。そして、比較信号Ｓ１１０がハイレベルからローレベルになり、期間ｂ２が終了した段階で、カウンタ部３２０は、そのときのカウンタ値（Ｃ２）をカウンタ値「Ｃ１」に上書きしてカウンタ値記憶部３３０に記憶させる。
そして、乗算回路３５０は、このカウンタ値「Ｃ２」と、演算値記憶部３４０に記憶されている演算値「０．４」と、を掛け合わせ、得られた「Ｃ２＊０．４」を、既に記憶されている「Ｃ１＊０．４」に上書きして演算結果記憶部３６０に記憶させる。

一方、位相比較部２３０に入力される正弦波信号Ａ１側の比較信号Ｓ１１２については、電圧比較部２２４において、前述のようにして設定されたしきい値Ｔｈ４と正弦波信号Ａ１とが比較されて生成されるので、図８（Ａ）に示す比較信号と同じ信号となる。

そして、図３に示す位相比較部２３０は、上述したピーク信号Ｓ１１１と比較信号Ｓ１１２とを入力し、それぞれの位相検出点を比較する。
ここで、位相比較部２３０は、電流信号Ａ１０については、ピーク信号Ｓ１１１の立ち上がりの位置を検出して位相検出点とする。その結果、周期Ｎ＋１については、期間ｂ２の立ち上がりの位置から「Ｃ１＊０．４」の位置が位相検出点となり、周期Ｎ＋２については、期間ｂ３の立ち上がりの位置から「Ｃ２＊０．４」の位置が位相検出点となる。

図６に示すように、隣り合う周期において、比較信号Ｓ１１０のハイレベルの期間の変化は小さく、特に、正弦波信号Ａ１の周波数が共振周波数に近い状態においては、電流信号Ａ１０の振幅はほぼ一定となるので、ハイレベルの期間はほぼ同じとなる。したがって、先に説明したように、図６に示す期間ｄ１〜ｄ３は、１／２周期（０〜π）を「１」とした場合に、いずれもほぼ「０．１」となり、各位相検出点のピーク位置に対する相対的な位置はほぼ一定となる。

一方、正弦波信号Ａ１については、比較信号Ｓ１１２の立ち上がりの位置を検出して位相検出点とするので、各位相検出点は、各周期の１／２周期（０〜π）を「１」とした場合に、各周期のピーク位置から０．１だけずれた位置で一定であり、ピーク位置に対する相対的な位置は一定である。

このようにして、位相比較部２３０は、ピーク位置に対する相対的な位置がほぼ一定である位相検出点同士を比較することとなる。その結果、位相比較部２３０は、電流信号Ａ１０の振幅が変化しても、電流信号Ａ１０及び正弦波信号Ａ１の位相差をほぼ正確に検出することとなる。

Ａ４．実施例の効果：
以上説明したように、波形発生部１００では、電流信号Ａ１０の位相検出点を、比較信号Ｓ１１０の立ち上がりの位置ではなく、比較信号Ｓ１１０のハイレベルの期間を「１」とした場合のピーク位置から「０．１」だけずれた位置としている。その結果、この位相検出点は、各周期の１／２周期（０〜π）を「１」とした場合に、ピーク位置からほぼ「０．１」だけずれた位置となり、各周期において、位相検出点のピーク位置に対する相対的な位置はほぼ一定となる。
一方、正弦波信号Ａ１については、振幅が変化しないことから、位相検出点のピーク位置に対する相対的な位置は一定である。したがって、電流信号Ａ１０と正弦波信号Ａ１とで、それぞれの位相検出点で位相を比較することにより、ピーク位置に対する相対的な位置がほぼ一定である位相検出点同士で位相を比較することができる。

その結果、位相比較部２３０は、電流信号Ａ１０の振幅が変化しても、電流信号Ａ１０及び正弦波信号Ａ１の位相差をほぼ正確に検出することが可能となり、ほぼ正確な位相差を示す位相差信号Ｐ１を正弦波生成部２４０に出力することができる。それ故、正弦波生成部２４０は、正弦波信号Ａ１の周波数を適切に調整することが可能となり、放電ランプ１０の点灯を安定して維持することができる。

Ｂ．変形例：
なお、本発明は、前述の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。

Ｂ１．変形例１：
上述した実施例では、共振部１５０への印加電圧の元となる正弦波信号Ａ１は、正弦波であるものとしたが、正弦波に限らず、他の波形であっても構わない。この場合、各波形に応じた演算値を定めて、図３に示す演算値記憶部３４０に記憶させるようにしてもよい。
図７は、変形例１における印加信号及びその元となる信号の波形と、それぞれの波形に設定される演算値の一例を示す説明図である。
図７に示すように、ノコギリ波１は、周期の開始位置から１周期の位置までを１とした場合に開始位置から０．８だけずれた位置がピーク位置となっている。従って、演算値として０．７を設定することで、ピーク位置に比較的近い位置を位相検出点とすることができる。
同様にして、ノコギリ波２では０．２，三角波及び正弦波では０．５だけ開始位置からずれた位置がピーク位置であるので、それぞれピーク位置に近い位置である０．１及び０．４だけ開始位置からずれた位置を位相検出点とするように、演算値を定めるようにしてもよい。このようにすることで、波形が変わっても、ピーク位置に近い位置を位相検出点として位相比較を行うことが可能となる。

なお、このように演算値を固定とせずに、例えば、ノコギリ波１であれば、「０．７」〜「０．８」といった演算値の範囲を予め定めておき、この範囲のうちのいずれかの値を演算値として採用するようにしてもよい。

Ｂ２．変形例２：
上述した実施例では、各周期において、比較信号Ｓ１１０のハイレベルの期間を「１」として、このハイレベルの期間の中心位置から「０．１」だけずれた位置を位相検出点としたが、本発明は、「０．１」に限定するものではない。よりピーク位置に近い位置を位相検出点とするために、例えば、中心位置から「０．０５」だけずれた位置を位相検出点としてもよい。
この場合、位相検出点は、比較信号Ｓ１１０のハイレベルな期間において、中心位置までの期間の１０％手前となる位置に相当し、上記式（１）と同様に算出すると「４５％」を得ることとなる。従って、比較信号Ｓ１１０のハイレベルの期間を１００％として、比較信号Ｓ１１０の立ち上がり位置から４５％に相当する位置を位相検出点として定めるようにすればよく、そのために、「０．４５」を演算値として設定すると共に、正弦波信号Ａ１に対するしきい値Ｔｈ４も、各位相検出点が各ピーク位置から０．０５だけずれた位置となるように変更すればよい。

なお、上述した実施例では、電流信号Ａ１０と正弦波信号Ａ１との所定の位相差を０としたが、本発明では、前述の演算値の値を変更することで、これら信号の位相差を任意の位相差にすると共に、この位相差を維持することができる。これは、例えば、演算値を「０．４」から「０．４５」に変更する一方で、正弦波信号Ａ１に対するしきい値Ｔｈ４を変更しないことにより可能となる。
この場合、電流信号Ａ１０についての位相検出点は、１／２周期（０〜π）を「１」として、ピーク位置からほぼ「０．０５」だけずれた位置で一定となるのに対し、正弦波信号Ａ１についての位相検出点は、上述した実施例のように、ピーク位置から「０．１」だけずれた位置で一定となる。従って電流信号Ａ１０と正弦波信号Ａ１とは、各周期において、ほぼ０．０５に相当する位相差を維持することとなる。

また、上述した実施例では、最高値を示すピーク位置により近い位置を位相検出点とするようにしていたが、最低値を示すピーク位置により近い位置を位相検出点とするようにしてもよい。この場合、例えば、比較信号Ｓ１１０の立ち下がりの位置から、比較信号Ｓ１１０のハイレベル期間に対して所定の割合（例えば８０％等）の期間だけずれた位置を位相検出点とすればよい。そして、正弦波信号Ａ１についても、正弦波信号Ａ１における最低値を示すピーク位置に比較的近い位置が位相検出点となるようにしきい値Ｔｈ４を設定して位相検出点を検出するようにすればよい。

Ｂ３．変形例３：
上述した実施例では、液晶プロジェクタ１０００に適用した場合について説明したが、本発明は、液晶プロジェクタ１０００に限らず、ＤＬＰプロジェクタ（ＤＬＰは登録商標）に適用することも可能である。また、プロジェクタに限らず、車載照明機器（ヘッドランプ）などの、共振回路により放電ランプの点灯制御を行う照明装置に適用することも可能である。また、ランプ以外の放電制御に適用したり、放電ランプに限らず、ピエゾモータ等のアクチュエータの動作を共振回路により制御する制御回路に適用することもできる。更には、共鳴制御にも応用して、原子時計，レーザ発振制御回路，無線同調制御回路等に適用することもできる。

Ｂ４．変形例４：
上述した実施例では、共振回路の電流の位相と正弦波信号Ａ１の位相と比較していたが、本発明は、位相比較する場合にのみ適用されるものではない。上述の放電ランプやアクチュエータ等の動作を制御する制御回路において、共振回路における電流のピーク位置を検出する必要がある場合には、本発明を適用して、上述した実施例における位相検出点をピーク位置として検出することができる。
このようにすることで、実際のピーク位置に対する相対的な位置が一定である位置をピーク位置として検出することができるので、共振回路における電流の振幅が変化した場合においても、所定の誤差の範囲内でピーク位置を検出することが可能となる。

なお、上述のような共振回路における電流に代えて、振幅が変化し得るような電流等のアナログ信号に対して本発明を適用することも可能である。このようにすることで、このアナログ信号のピーク位置についても、所定の誤差の範囲内で検出することが可能となる。

Ｂ５．変形例５：
上述した実施例では、共振回路の電流値を電流センサで検出し、電流信号Ａ１０として正弦波信号Ａ１と位相比較するようにしていたが、電流値に代えて、実際に共振部１５０に印加される電圧値を電圧センサで検出してアナログ信号として出力し、このアナログ信号を正弦波信号Ａ１と位相比較するようにしてもよい。

本発明の一実施例としての液晶プロジェクタの概略構成を示す説明図である。 図１に示す放電ランプ制御部２０の概要構成を示す説明図である。 図２に示す波形発生部１００の構成を示す説明図である。 図３に示すピーク信号生成部２００の詳細構成を示す説明図である。 本発明における電流信号Ａ１０の位相検出点の定め方の概要を示す説明図である。 ピーク信号生成部２００におけるピーク信号Ｓ１１１の生成動作と、位相検出点の定め方と、を模式的に示す説明図である。 変形例１における印加信号及びその元となる信号の波形と、それぞれの波形に設定される演算値の一例を示す説明図である。 従来のプロジェクタにおいて、共振回路に印加される電圧の位相と、共振回路のおける電流の位相と、を比較する比較方法を示す説明図である。

符号の説明

１０...放電ランプ
２０...放電ランプ制御部
３０...ＣＰＵ
４０...液晶パネル
５０...投写光学系
６０...入力部
７０...画像処理部
８０...液晶パネル駆動部
１００...波形発生部
１３０...共振駆動部
１４０...電流センサ
１５０...共振部
２００...ピーク信号生成部
２１２，２２２...しきい値記憶部
２１４...電流比較部
２２４...電圧比較部
２３０...位相比較部
２４０...正弦波比較部
３１０...クロック回路
３２０...カウンタ部
３３０...カウンタ値記憶部
３４０...演算値記憶部
３５０...乗算回路
３６０...演算結果記憶部
３７０...比較部
１０００...液晶プロジェクタ

Claims (9)

1. 周期的なアナログ信号のピーク位置を基準として、所望の位相となる時間的位置を検出し、検出した前記時間的位置を示す検出信号を出力する特定位相位置検出回路。
2. アナログ信号の各周期において、特定の位相となる時間的位置を特定位相位置として検出する特定位相位置検出回路であって、
   前記アナログ信号の信号レベルが所定のしきい値と一致する時間的位置を基準位置として検出する第１の検出部と、
   前記基準位置に基づく時間的長さを基準期間として計測する計測部と、
   前記基準期間に対し一定の割合となる期間を付加期間として算出する算出部と、
   前記基準位置と前記付加期間とに基づいた時間的位置を前記特定位相位置として検出し、前記特定位相位置を示す検出信号を出力する第２の検出部と、
   を備える特定位相位置検出回路。
3. アナログ信号の各周期において、特定の位相となる時間的位置を特定位相位置として検出する特定位相位置検出回路であって、
   前記アナログ信号の各周期ごとに、前記アナログ信号の信号レベルが第１のしきい値と一致する２つの時間的位置を第１及び第２の基準位置としてそれぞれ検出すると共に、前記第１及び第２の基準位置間の時間的長さを基準期間として計測する計測部と、
   前記アナログ信号の各周期ごとに、前の周期において計測された前記基準期間に基づいて、前記基準期間に対し一定の割合となる期間を付加期間として算出する算出部と、
   現周期において検出された前記第１の基準位置から、前記算出部により算出された前記付加期間だけずれた時間的位置を前記特定位相位置として検出し、前記特定位相位置を示す検出信号を出力する検出部と、
   を備える特定位相位置検出回路。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の特定位相位置検出回路であって、
   前記アナログ信号は、共振回路から出力されるアナログ信号であることを特徴とする特定位相位置検出回路。
5. 請求項４に記載の特定位相位置検出回路を備え、前記共振回路に電圧を印加する共振駆動部に対して、前記電圧の波形を示す電圧信号を出力する波形発生回路であって、
   前記電圧信号を生成する波形生成部と、
   前記波形生成部により生成された前記電圧信号を入力し、前記電圧信号の各周期ごとに、前記電圧信号の信号レベルが第２のしきい値と一致する２つの時間的位置を第３及び第４の基準位置としてそれぞれ検出すると共に、少なくとも前記第３または第４の基準位置のいずれか一方の時間的位置を示す位置信号を出力する位置信号出力部と、
   前記特定位相位置検出回路が出力する前記検出信号と、前記位置信号出力部が出力する前記位置信号と、を入力して、前記検出信号の示す前記特定位相位置と、前記位置信号の示す前記第３または第４の基準位置の時間的位置と、を比較することにより、前記アナログ信号と前記電圧信号との位相差を検出し、前記位相差を示す位相差信号を出力する位相比較部と、
   を備え、
   前記波形生成部は、前記位相比較部が出力する前記位相差信号を入力すると共に、入力した前記位相差信号の示す前記位相差に基づき、前記電圧信号の周波数を調整することを特徴とする波形発生回路。
6. 請求項５に記載の波形発生回路を備えたことを特徴とする電子機器。
7. 請求項５に記載の波形発生回路を備え、放電ランプの点灯を制御するための放電ランプ制御装置であって、
   前記放電ランプは、前記共振回路に接続されると共に、前記共振駆動部により前記共振回路に印加される電圧によって放電して点灯することを特徴とする放電ランプ制御装置。
8. 請求項７に記載の放電ランプ制御装置と、前記放電ランプと、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
9. アナログ信号の各周期において、特定の位相となる時間的位置を特定位相位置として検出するための特定位相位置検出方法であって、
   前記アナログ信号の各周期ごとに、前記アナログ信号の信号レベルが第１のしきい値と一致する２つの時間的位置を第１及び第２の基準位置としてそれぞれ検出する第１の工程と、
   検出した前記第１及び第２の基準位置間の時間的長さを基準期間としてそれぞれ計測する第２の工程と、
   前記アナログ信号の各周期ごとに、前の周期において計測された前記基準期間に基づいて、前記基準期間に対し一定の割合となる期間を付加期間として算出する第３の工程と、
   現周期において検出された前記第１の基準位置から前記付加期間だけずれた時間的位置を、前記特定位相位置として検出する第４の工程と、
   を備える特定位相位置検出方法。

Images