JP2009288349A - Discharge lamp lighting device and image display device using the same - Google Patents
Discharge lamp lighting device and image display device using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009288349A JP2009288349A JP2008138762A JP2008138762A JP2009288349A JP 2009288349 A JP2009288349 A JP 2009288349A JP 2008138762 A JP2008138762 A JP 2008138762A JP 2008138762 A JP2008138762 A JP 2008138762A JP 2009288349 A JP2009288349 A JP 2009288349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- segment
- time
- timing signal
- discharge lamp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、画像表示装置に用いる放電灯点灯装置および画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a discharge lamp lighting device and an image display device used for an image display device.
従来、DMD(登録商標)(Digital Micromirror Device)と呼ばれる反射型の光学素子を用いた画像表示装置が提供されている。図15はこのような画像表示装置の概略構成図であり、光源である高圧放電灯Laを点灯させる放電灯点灯装置101と、円板状であって回転方向において複数色のカラーセグメント103aに分割され、一定速度で回転することによって高圧放電灯Laから照射された光束が各カラーセグメント103aに順次入射されるカラーフィルタ103と、高圧放電灯Laからの照射光をカラーフィルタ103に集光させるレンズ104と、カラーフィルタ103を通過した光を後述の光学素子106に集光させるレンズ105と、レンズ105を通過して入射した各色の光束に階調付けと映像信号による変調とを行うDMD(登録商標)(Digital Micromirror Device)と呼ばれる反射型の光学素子106と、光学素子106によって反射された光を投影面に投射させる投射レンズ107と、カラーフィルタ103の回転を制御するとともに、ランプ光束が入射するカラーセグメント103aに応じて高圧放電灯Laの光出力を制御する画像表示用制御回路102とを備えている。尚、図中の矢印は高圧放電灯から照射されるランプ光束を示している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided an image display device using a reflective optical element called DMD (registered trademark) (Digital Micromirror Device). FIG. 15 is a schematic configuration diagram of such an image display device, which is a discharge
従来の画像表示装置では、明るさを向上させるために、カラーフィルタ103に赤色(R:red)、緑色(G:green)、青色(B:blue)の3原色に加えて、白色(W:white)のカラーセグメント103aを設けているが、白色のカラーセグメント103aを追加したことによって、赤色、緑色、青色の分解能が低下するため、色彩度の性能が低下するという問題があった。そこで、色彩度の性能を向上させるために、R、G、B、Wに加えてシアン(C:cyan)、マゼンタ(M:magenta)、黄色(Y:yellow)といった補色(secondary color)のカラーセグメント103aを設け、補色の輝度を高めることで色彩度を向上させる技術(いわゆるブリリアントカラー技術)が従来提案されている。
In the conventional image display device, in order to improve the brightness, the
また、例えば特許文献1に記載のように、高圧放電灯に供給する点灯電力やランプ電流を制御することによって、1つのカラーフィルタ(カラーホイール)で擬似的に複数のカラーフィルタを実現し、使用用途(例えば映画などの鑑賞に適したシアターモード、プレゼンテーション用の説明資料の表示に適したプレゼンモードなどの画像モード)に応じたカラーフィルタを実現することで、使用用途に適した色彩で表現できるようにしたバリアブルイルミネーション技術が採用されてきている。
Further, as described in
このような画像表示装置に使用される放電灯点灯装置では、各画像モードに適した色彩が表現できるように、放電灯点灯装置では、各画像モードの最適な色彩を表現する電力パターン又は電流パターンを出力する必要があり、力ラーフィルタの各カラーセグメント毎にランプ電力波形或いはランプ電流波形を瞬時に制御する技術が必要になっていた。 In the discharge lamp lighting device used for such an image display device, the discharge lamp lighting device can express a color suitable for each image mode. Therefore, there is a need for a technique for instantaneously controlling the lamp power waveform or the lamp current waveform for each color segment of the power Luller filter.
上述のように各画像モードに適した色彩を表現するためには、カラーセグメント毎にランプ電力或いはランプ電流を制御する際に、カラーセグメントが切り替わるタイミングと、そのカラーセグメントに対応するランプ電力波形又はランプ電流波形の変化するタイミングとに時間のズレが生じないように、ランプ電力波形又はランプ電流波形の変化するタイミングを合わせる必要がある。ここで、カラーセグメントの切り替わるタイミングとランプ電力波形又はランプ電流波形の変化するタイミングとにズレが生じると、そのカラーセグメントで適正なランプ電力或いはランプ電流を投入できなくなり、光東の強弱が生じるために、そのカラーセグメントでの色表現性能が低下してしまうという問題が発生する。 In order to express a color suitable for each image mode as described above, when the lamp power or lamp current is controlled for each color segment, the timing at which the color segment switches and the lamp power waveform corresponding to the color segment or It is necessary to match the change timing of the lamp power waveform or the lamp current waveform so that there is no time lag from the change timing of the lamp current waveform. Here, if there is a discrepancy between the switching timing of the color segment and the timing at which the lamp power waveform or the lamp current waveform changes, it becomes impossible to input an appropriate lamp power or lamp current in that color segment, resulting in the intensity of light east. In addition, there is a problem that the color expression performance in the color segment is deteriorated.
このようなタイミングのズレを低減するために、例えば特許文献2に示される画像表示装置では、カラーセグメントが切り替わる毎に画像表示装置と放電灯点灯装置との間でタイミングを合わせていた。
上述の特許文献2に示される画像表示装置では、カラーセグメントが切り替わる毎に画像表示装置と放電灯点灯装置との間でタイミングを合わせているため、タイミングの同期をとる回数が増加し、制御が複雑になるという問題があった。
In the image display device disclosed in
また放電灯点灯装置が画像表示装置からタイミング信号を受信する回路では、装置間を電気的に絶縁するため、一般的にフォトカプラを介して信号の授受を行っているが、図16に示すようにフォトカプラの一次側の信号CS0のオフ時に二次側の出力信号CS1の信号波形がなまるため、入力信号CS0がオフに切り替わった時点から、出力信号CS1がスレッシュレベルを超えるまでに時間ズレΔtが発生することになり、オフ時の信号をタイミング信号として用いると、時間ズレが大きくなって、色表現性能が低下してしまうという問題があった。 In a circuit in which a discharge lamp lighting device receives a timing signal from an image display device, signals are generally exchanged through a photocoupler in order to electrically insulate the devices from each other, as shown in FIG. Since the signal waveform of the secondary-side output signal CS1 is dull when the primary-side signal CS0 of the photocoupler is turned off, there is a time lag from when the input signal CS0 switches off until the output signal CS1 exceeds the threshold level. When Δt is generated and the off-time signal is used as the timing signal, there is a problem that the time deviation becomes large and the color expression performance is deteriorated.
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、カラーセグメントの切替タイミングと出力の切替タイミングとの同期をとる回数が少ないながらも、タイミングの時間ズレを小さくして色表現性能を向上させた放電灯点灯装置及びそれを用いる画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to reduce the time deviation of the timing while the number of times of synchronizing the color segment switching timing and the output switching timing is small. It is another object of the present invention to provide a discharge lamp lighting device with improved color expression performance and an image display device using the same.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、回転方向において複数色のカラーセグメントに分割され、高圧放電灯から照射された光束が回転に応じて各カラーセグメントに順次入射されるカラーフィルタと、カラーフィルタを通過した各色の光束に階調付けと映像信号による変調とを行う映像表示素子とを備えた画像表示装置に用いられる放電灯点灯装置であって、高圧放電灯を点灯させる点灯回路と、各カラーセグメント毎に点灯回路から高圧放電灯への出力を制御する制御回路とを備え、制御回路は、カラーセグメントの1周期毎に画像表示装置から出力されるタイミング信号が入力されるタイミング信号入力手段と、タイミング信号が入力される時間間隔をもとに、タイミング信号の受信時から各カラーセグメントに光束が入射するまでの入射時間を求めるセグメント入射時間検出手段とを備え、タイミング信号の入力時点を起点としてセグメント入射時間検出手段により検出された各セグメントへの入射時間が経過した時点で、点灯回路から高圧放電灯への出力をカラーセグメントに応じて制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a color filter that is divided into color segments of a plurality of colors in the rotation direction, and a light beam emitted from a high-pressure discharge lamp is sequentially incident on each color segment according to the rotation. And a discharge lamp lighting device for use in an image display device including a video display element that performs gradation and modulation by a video signal on each color beam that has passed through a color filter, and is a lamp that lights a high-pressure discharge lamp. And a control circuit for controlling the output from the lighting circuit to the high-pressure discharge lamp for each color segment. The control circuit receives a timing signal output from the image display device for each cycle of the color segment. Based on the timing signal input means and the time interval at which the timing signal is input, the luminous flux enters each color segment from the time the timing signal is received. Segment incident time detecting means for determining the incident time until the high voltage discharge lamp from the lighting circuit at the time when the incident time to each segment detected by the segment incident time detecting means has elapsed from the input timing of the timing signal. The output to is controlled in accordance with the color segment.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、セグメント入射時間検出手段は、タイミング信号が入力される1周期分の時間間隔をもとに、次の周期での各カラーセグメントへの入射時間を検出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the segment incident time detecting means is configured to determine the incident time to each color segment in the next period based on a time interval for one period in which the timing signal is input. Is detected.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、セグメント入射時間検出手段は、タイミング信号が入力される複数周期分の時間間隔をもとに、次の周期での各カラーセグメントへの入射時間を検出することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the segment incident time detection means is configured to determine the incident time to each color segment in the next period based on the time intervals for a plurality of periods in which the timing signal is input. Is detected.
請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れか1項の発明において、1周期の始まりのカラーセグメントに光束が入射する間にタイミング信号が入力される場合に、制御回路は、前記タイミング信号の時間幅を検出した結果に基づいてカラーフィルタの回転速度が変化したか否かを検出し、回転速度が変化した場合は、前記時間幅の検出結果と各カラーセグメントの回転角度の割合とに基づいて各カラーセグメントの入射時間を算出することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, when the timing signal is input while the light beam is incident on the color segment at the beginning of one cycle, the control circuit performs the timing. Based on the result of detecting the time width of the signal, it is detected whether or not the rotation speed of the color filter has changed. When the rotation speed has changed, the detection result of the time width and the ratio of the rotation angle of each color segment The incident time of each color segment is calculated based on the above.
請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れか1項の発明において、タイミング信号が入力される1周期の時間が1mS以上且つ100mS以下であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the time of one cycle in which the timing signal is input is 1 mS or more and 100 mS or less.
請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れか1項の発明において、カラーフィルタが白色のカラーセグメントを少なくとも有し、タイミング信号の入力されるタイミングが、白色のカラーセグメントの終了時点であることを特徴とする。
The invention of
請求項7の発明は画像表示装置であって、高圧放電灯を点灯させる請求項1乃至6の何れか1項に記載の放電灯点灯装置と、複数色のカラーセグメントを有し高圧放電灯から照射された光束が各セグメントに順次入射されるカラーフィルタと、カラーフィルタを通過した各色の光束に階調付けと映像信号による変調とを行う映像表示素子とを備えたことを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is an image display device, comprising: the discharge lamp lighting device according to any one of the first to sixth aspects for lighting a high pressure discharge lamp; and the high pressure discharge lamp having a plurality of color segments. A color filter in which the irradiated light beam is sequentially incident on each segment, and a video display element that performs gradation and modulation by a video signal on each color light beam that has passed through the color filter are provided.
請求項1の発明によれば、カラーセグメントの1周期毎に画像表示装置から出力されるタイミング信号の入力時間間隔をもとに、タイミング信号の入力時点から各カラーセグメントへの入射時間を求めており、カラーセグメントの1周期毎に入力されるタイミング信号と同期をとっているので、カラーセグメント毎に同期をとる場合に比べて、同期をとる回数が減るから、放電灯点灯装置側での信号処理の負担を軽減でき、またタイミング信号と同期をとるカラーセグメントや、タイミング信号の信号レベルが変化する方向(H→L又はL→H)は任意に選択できるので、タイミングのズレが軽減できるような条件を選択することによって、カラーセグメントが切り替わるタイミングと、ランプ電力又はランプ電流を変化させるタイミングの時間ズレを小さくして、色表現性能を向上させることができるという作用効果を奏します。 According to the first aspect of the present invention, the incident time to each color segment is obtained from the input timing of the timing signal based on the input time interval of the timing signal output from the image display device for each period of the color segment. In addition, since it is synchronized with the timing signal input for each cycle of the color segment, the number of times of synchronization is reduced compared with the case of synchronizing for each color segment. The processing load can be reduced, and the color segment synchronized with the timing signal and the direction in which the signal level of the timing signal changes (H → L or L → H) can be arbitrarily selected, so that the timing shift can be reduced. By selecting the appropriate conditions, the timing for switching the color segment and the timing for changing the lamp power or lamp current Between displacement and small, it will exhibit the effect that color representation performance can be improved.
請求項2の発明によれば、カラーフィルタの回転速度が変化した場合に、回転速度が変化した後の1周期分の時間間隔から、次の周期での各カラーセグメントへの入射時間を検出することができるので、回転速度の変化によって各カラーセグメントへの入射時間が変化したとしても、次の周期から各カラーセグメントの入射時間の変化に追従することができ、所望の色彩を実現することができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、複数周期分の時間間隔から次の周期での各カラーセグメントへの入射時間を検出しているので、例えば複数周期の時間間隔の平均値から各カラーセグメントへの入射時間を検出することによって、タイミング信号自体に時間のばらつきが発生した場合でも、各カラーセグメントへの入射時間を精度良く求めることができ、所望の色彩を実現することができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、タイミング信号の時間幅は、1周期の始まりのカラーセグメントにランプ光束が入射する時間に等しいので、この時間幅の変化から回転速度の変化を検出することができる。そして、回転速度が変化した場合は、1周期の始まりのカラーセグメントの時間幅と各カラーセグメントの回転角度の割合とに基づいて、各カラーセグメントの入射時間を算出しており、回転速度の変化を検出した周期内で、各カラーセグメントの入射時間を変化させて、各セグメントに対応した電力を高圧放電灯に供給できるから、所望の色彩を実現することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the time width of the timing signal is equal to the time when the lamp light beam is incident on the color segment at the beginning of one cycle. Therefore, the change in the rotational speed can be detected from the change in the time width. . When the rotation speed changes, the incident time of each color segment is calculated based on the time width of the color segment at the beginning of one cycle and the ratio of the rotation angle of each color segment. Since the incident time of each color segment is changed within the period in which the color is detected and power corresponding to each segment can be supplied to the high pressure discharge lamp, a desired color can be realized.
請求項5の発明によれば、力ラーフィルタの任意の回転速度に対応可能で、カラーフィルタが1回転する間に回転速度が上昇した場合でも、時間ズレのバラッキを軽減できるから、所望の色彩が実現できる。 According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to cope with an arbitrary rotation speed of the force Luller filter, and even when the rotation speed increases during one rotation of the color filter, it is possible to reduce the variation in time shift. Can be realized.
請求項6の発明によれば、白色のカラーセグメントは明るさを向上させるために設けられており、白色のカラーセグメントに切り替わるタイミングで時間ズレが生じても、所望の色彩を実現するためには影響がないから、白色のカラーセグメントに切り替わるタイミングで時間ズレのばらつきを吸収することによって、所望の色彩を実現することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the white color segment is provided to improve the brightness, and in order to realize a desired color even if a time shift occurs at the timing of switching to the white color segment. Since there is no influence, a desired color can be realized by absorbing the variation in time deviation at the timing of switching to the white color segment.
請求項7の発明によれば、カラーセグメントの切替タイミングと出力の切替タイミングとの同期をとる回数が少ないながらも、タイミングの時間ズレが小さい放電灯点灯装置を用いることで、色彩精度の高い画像表示装置を提供することができる。 According to the seventh aspect of the present invention, an image with high color accuracy can be obtained by using a discharge lamp lighting device that has a small timing shift even though the number of times that the color segment switching timing and the output switching timing are synchronized is small. A display device can be provided.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施形態1)
本発明の放電灯点灯装置は画像表示装置に用いられるものであって、画像表示装置は、図15で説明したように光源である高圧放電灯Laを点灯させる放電灯点灯装置101と、円板状であって回転方向において複数色のカラーセグメント103aに分割され、高圧放電灯から照射された光束が回転に応じて各カラーセグメント103aに順次入射される回転型のカラーフィルタ103と、高圧放電灯Laからの照射光をカラーフィルタ103に集光させるレンズ104と、カラーフィルタ103を通過した光を後述の光学素子106に集光させるレンズ105と、レンズ105を通過して入射した各色の光束に階調付けと映像信号による変調とを行うDMD(登録商標)と呼ばれる反射型の光学素子106(映像表示素子)と、光学素子106によって反射された光を投影面に投射させる投射レンズ107と、カラーフィルタ103の回転を制御するとともに、ランプ光束が入射するカラーセグメント103aに応じて高圧放電灯Laの光出力を制御する画像表示用制御回路102とを備えている。
(Embodiment 1)
The discharge lamp lighting device of the present invention is used for an image display device, and the image display device is a discharge
また図1は放電灯点灯装置101の回路ブロック図であり、コンバータ回路1およびインバータ回路2からなる点灯回路と、負荷回路3と、ランプ電圧検出回路4と、制御回路5とを主要な構成として備える。
FIG. 1 is a circuit block diagram of the discharge
コンバータ回路1は、MOSFETからなるスイッチング素子Q1と、インダクタL1と、コンデンサC1と、ダイオードD1とを用いた従来周知の降圧型チョッパ回路からなり、スイッチング素子Q1により直流電源Eの直流電圧をスイッチングすることによって、電源電圧を降圧した電圧を発生させる。
The
インバータ回路2は、スイッチング素子Q2〜Q5を用いたフルブリッジ回路2aと、制御回路5から入力される制御信号に応じてスイッチング素子Q2,Q3を個別にオン/オフするドライブ回路2bと、制御回路5から入力される制御信号に応じてスイッチング素子Q4,Q5を個別にオン/オフするドライブ回路2cとからなり、スイッチング素子Q2,Q3の接続点とスイッチング素子Q4,Q5の接続点との間に負荷回路3が接続される。ここで、ドライブ回路2b,2cは、上記制御信号に応じて、スイッチング素子Q2,Q5の組と、スイッチング素子Q3,Q4の組とを交互にオン/オフさせており、コンバータ回路1の出力電圧を交番させた電圧が負荷回路3に印加される。
The
負荷回路3は、スイッチング素子Q2,Q3の接続点とスイッチング素子Q4,Q5の接続点との間に直列に接続されたインダクタL2およびコンデンサC2からなるLC共振回路と、コンデンサC2と並列に接続された高圧放電灯Laとで構成される。
The
ランプ電圧検出回路4は、コンバータ回路1の出力電圧を分圧する抵抗R2,R3の分圧回路からなり、抵抗R2,R3の接続点の電圧が制御回路5に取り込まれる。
The lamp
制御回路5は、マイコン6と、例えばR−2R回路からなりマイコン6から入力される制御信号をD/A変換するD/A変換部5aと、D/A変換部5aの出力とランプ電流の検出結果に基づいてスイッチング素子Q1をPWM制御するPWM制御回路5bと、マイコン6からの制御信号に基づいてドライブ回路2b,2cにスイッチング素子Q2〜Q5の制御信号を出力するフルブリッジ制御部5cと、カラーフィルタが1回転する毎(すなわち複数のカラーセグメント103aが一巡する毎)に画像表示装置側(画像表示用の制御回路102)から出力されるタイミング信号を受信してマイコン6に出力するタイミング信号入力回路5dとを備えている。
The
またマイコン6は、ランプ電圧検出回路4により検出された電圧Vlaが入力されるA/D変換部6aと、コンバータ回路1の出力電力を制御する制御信号をD/A変換部5aに出力する電力制御用基準信号生成処理部6bと、ランプ電圧に応じた電力制御量の制御データや各々のカラーセグメントの時間を算出するために必要なデータ(例えば各カラーセグメントの回転角度など)やフルブリッジ回路2aの出力を反転させるタイミングのデータなどを記憶したデータテーブル6cと、タイミング信号入力回路5dを介して入力されるタイミング信号の時間間隔をもとに、タイミング信号の受信時から各カラーセグメントに光束が入射するまでの入射時間を求めるセグメント時間算出処理部6d(セグメント入射時間検出手段)と、タイミング信号の入力時点を起点としてセグメント時間算出処理部6dにより検出された各セグメントへの入射時間をもとに各セグメントに光束が入射する時間を設定する時間設定処理部6eとを備えている。
The
ここで、図2(a)はランプ光束が入射するカラーセグメント103aの変化パターン、同図(b)は画像表示用制御回路102の出力回路(トランジスタTr1及び抵抗R10からなる)から出力される同期タイミング信号CS0の波形図、同図(c)はタイミング信号入力回路5dから出力されるタイミング信号CS1の波形図、同図(d)はランプ電流ILaの波形図であり、図2の例ではカラーフィルタ103が回転方向においてC(Cyan)、B(Blue)、R(Red)、Y(Yellow)、G(Green)、W(White)の6色のカラーセグメント103aに分割され、回転に応じて高圧放電灯Laからの光束がC→B→R→Y→G→W→C…の順番で各カラーセグメント103aに入射されるようになっている。また同期タイミング信号CS0は、カラーフィルタ103の1周期の始まりに同期して入力され、同期タイミング信号CS0の立ち上がりのタイミングは、カラーセグメント103aがWからCに切り替わるタイミング(すなわち白色のカラーセグメントの終了時点、或いは、シアンのカラーセグメント103aの開始時点)に同期している。尚、タイミング信号入力回路5dはフォトカプラPC1を用いて構成されているため、タイミング信号CS0の立ち上がりエッジでは、タイミング信号CS1に時間ズレはほぼ生じていないが、タイミング信号CS0の立ち下がりエッジでは、タイミング信号CS1の信号波形がなまるため、タイミング信号CS1がスレッシュレベルを下回るまでに時間ズレが生じることになる(図16参照)。
Here, FIG. 2A shows a change pattern of the
制御回路5では、コンバータ回路1の出力電力を制御することによって高圧放電灯Laへの供給電力を調整している。マイコン6のA/D変換部6aには、ランプ電圧検出回路4から検出電圧Vlaが入力され、検出電圧VlaをD/A変換した値を電力制御用基準信号生成処理部6bに出力する。尚、ランプ電圧の検出は、以下の4つの検出タイミングのうち何れかの検出タイミングで行っており、4つの検出タイミングとは、高圧放電灯Laへの投入電力(電流)が100%(矩形波点灯とした場合)となるセグメント内に設けたタイミング、ランプ光束の入射時間が相対的に長い(つまり回転角度が相対的に大きい)セグメント(図2の例では例えば赤色(R)のカラーセグメント)内に設けたタイミング、高圧放電灯Laへの投入電力(電流)が同一値で連続したセグメント(図2の例では青色(B)と赤色(R)のカラーセグメント)内に設けたタイミング、各画像モードで高圧放電灯Laへの投入電力(電流)が同一値となるセグメント(図3の例では青色(B)又は赤色(R)のカラーセグメント)内に設けたタイミングである。尚、図3(a)はランプ光束が入射するカラーセグメント103aの変化パターン、同図(b)は同期タイミング信号CS0の波形図、同図(c)はタイミング信号CS1の波形図、同図(d)は画像モード1の場合のランプ電流ILaの波形図、同図(e)は画像モード2の場合のランプ電流ILaの波形図、同図(f)は各画像モード1,2での各カラーセグメントにおけるランプ電力の設定を示す図表である。
The
電力制御用基準信号生成処理部6bでは、A/D変換された検出電圧Vlaをもとにデータテーブル6cを参照して、対応するカラーセグメントで必要なランプ電力制御量を求め、D/A変換部5aに出力しており、D/A変換部5aで直流電圧Ipに変換している。
The power control reference signal
PWM制御回路5bには、D/A変換部5aの出力電圧Ipと、直流電源Eの負極とダイオードD1との間に接続された抵抗R1の両端電圧(ランプ電流の実績値に対応)とが入力されており、フィードバックされた抵抗R1の両端電圧と指令電圧とをもとにチョッパー制御を行い、高圧放電灯Laに供給する点灯電力を制御する。
The
またマイコン6では、フルブリッジ制御部5cに出力する制御信号によりフルブリッジ回路2aの出力の極性を反転させており、タイミング信号入力回路5dから入力されるタイミング信号CS1の信号レベルが変化するタイミングや、カラーフィルタ13のカラーセグメント13aが切り替わるタイミングに合わせて、フルブリッジ回路2aの出力の極性を反転させている。なお光源が直流点灯のランプの場合は、フルブリッジ回路2aの出力の極性を反転させる必要がない。
In the
ところで、高圧放電灯Laの始動は、制御回路5がフルブリッジ回路2aを高周波で動作させることによって、インダクタL2およびコンデンサC2からなる共振回路で共振を起こさせ、共振回路で発生する共振電圧を高圧放電灯Laに印加して絶縁破壊を起こさせ、高圧放電灯Laを点灯させる。その後、アーク放電へと移行させるために、制御回路5はフルブリッジ回路2aを暫くの間(例えば数百mS〜数十秒程度)高周波動作(例えば1kHz以上)で動作させた後、低周波動作(例えば1kHz以下)へと移行させており、低周波動作に移行した時点から、使用用途或いは明るさに応じたフルブリッジ制御を開始している。なお、図1の回路では共振回路の共振動作によって高圧放電灯Laを絶縁破壊させる構成となっているが、イグナイタを用いて高圧放電灯Laを絶縁破壊させるようにしても良く、またフルブリッジ回路2aを高周波動作させている状態でイグナイタを起動させるようにしても良い。また制御回路5が、最初からフルブリッジ回路2aを低周波動作させた状態で、イグナイタにより絶縁破壊を起こさせて高圧放電灯Laを点灯させた後、使用用途或いは明るさに応じたランプ電流制御又はランプ電力制御を開始するようにしても良い。
By the way, when the high pressure discharge lamp La is started, the
ここで、図6のフローチャートを参照して本実施形態の制御フローを説明する。先ずマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1の立下りのエッジを検出する(図6のS1)。ここで、タイミング信号CS1は1周期の始まりのカラーセグメント(C)に同期して出力されるので、このタイミング信号CS1の立ち下がりエッジを検出することで、カラーセグメントがWからCに切り替わった時点、すなわち1周期の開始時点を検出することができる。尚、図16に示すようにタイミング信号入力回路5dのフォトカプラPC1のオン時におけるタイミング信号CS1の立下り(H→L)は、オフ時の立ち上がりに比べて、信号波形のなまりが小さいので、セグメント時間算出処理部6dでは、タイミング信号CS1の立ち下がりエッジを検出することで、カラーセグメントの切り替わりのタイミングを検出している。
Here, the control flow of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the segment time
次に、光源がACランプの場合でタイミング信号の立下りエッジの検出時にフルブリッジ回路2aの極性反転を行うように設定した場合、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S2)。その後、マイコン6の電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して初期セグメント(タイミング信号CS1の立下りに同期したカラーセグメントであって、図2の場合はシアン)に対する電力制御量を設定して(S3)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりランプ電力を所定値に制御する。次にマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1を前回検出した時点から今回の検出時までの時間間隔T1を算出する(S4)。なお、タイミング信号CS1の検出および時間間隔の測定は、マイコン6に株式会社ルネサステクノロジ社製のR8C/TinyシリーズのR8C/26グループを用いる場合は、タイマ機能のパルス周期測定モードを用いて、タイミング信号CS1のレべル変化(H→L)の検出や時間の測定を行えば良い。
Next, in the case where the light source is an AC lamp and the setting is made so that the polarity of the
タイミング信号CS1の時間間隔T1が求まると、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dは、個々のカラーセグメントについて、各カラーセグメントにランプ光束が入射する時間を以下の方法で算出する(S5〜S10)。図2に示すようにカラーフィルタ103が1回転する間にタイミング信号CS1の信号レベルの変化(H→L)が1回である場合、タイミング信号CS1の時間間隔T1は、力ラーフィルタ103が1回転する周期に等しくなり、1回転する角度(=360度)に相当する。ここで、力ラーフィルタ103の各カラーセグメント103aの角度は予め決められているため、各カラーセグメント103aの角度をデータテーブル6cに格納しておけば、セグメント時間算出処理部6dはデータテーブル6cから読み込んだ各カラーセグメント103aの角度θxと上記の時間間隔T1とを用いて各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Tx(=t1C,t1B,t1R,t1Y,t1G,t1W)を以下の式(1)により算出することができる。
When the time interval T1 of the timing signal CS1 is obtained, the segment time
Tx=(θx/360)×T1 …(1)
そして、各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Txを累計することによって、タイミング信号の受信時から各カラーセグメント103aに光束が入射するまでの入射時間を求めることができる。各カラーセグメント103aの入射時間が求まると、マイコン6はタイミング信号CS1の立下りの検出を行う(S11)。これは、カラーフィルタ103の回転速度が図4に示すように増加した場合、各カラーセグメント103aの入射時間は、1回転前のカラーフィルタ103の回転速度での周期T1から算出されるために、増速後にタイミング信号CS1の立下りを検出した時点では周期がT2(<T1)となっており、1つ前の周期T1をもとに設定した各カラーセグメントの時間および電力が実際のカラーセグメントと一致しなくなる。したがって、制御途中でタイミング信号CS1の立下りエッジの検出処理を行い(S11)、立下りエッジを検出すると、回転速度が増加したと判断してステップS2に戻り初期セグメントの処理に移行させるようになっている。
Tx = (θx / 360) × T1 (1)
Then, by accumulating the time Tx during which the lamp luminous flux is incident on each
次にマイコン6の時間設定処理部6eは、現在のカラーセグメント103aに切り替わってから次のカラーセグメント103aに切り替わるまでの時間(S5〜S10で求めた時間Tx)が経過したか否か(すなわちタイミング信号の受信時から各カラーセグメントの入射時間が経過したか否か)を判断しており(S12)、入射時間が経過していない場合はS11の処理に戻り、入射時間が経過した場合は電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して次のカラーセグメント103aに対応する電力制御量を設定して(S13)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりカラーセグメント103aに応じてランプ電力を制御するとともに、次のカラーセグメント103aでの時間条件の設定を行う(S14)。また、図5に示すようにカラーフィルタ103(カラーセグメント103a)の1周期の途中でランプ電流の極性を変更する必要がある場合は、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S15)。その後、マイコン6では、現在のカラーセグメント103aが1周期の終わりのカラーセグメント103a(図2の例では白色)か否かを判断し(S16)、最終のカラーセグメント103aでない場合はS11に戻り、現在のカラーセグメント103aの入射時間が経過するのを待ち、最終のカラーセグメント103aの場合は次にタイミング信号CS1の立下りエッジを検出するまで、最終セグメントでの電力制御量を維持する。なおカラーフィルタ103の回転速度が減速した場合、つまりタイミング信号CS1の立下りエッジの検出間隔T1がより長くなる場合は、最終のカラーセグメント103aの時間が延びることで吸収され、次の周期から各カラーセグメント103aの入射時間が変更される。白色(W)のカラーセグメント103aは明るさを向上させるために設けられており、タイミング信号CS1の入力されるタイミングが、白色のカラーセグメント103aの終了時点となっているので、回転速度の変化に応じて白色のカラーセグメント103aに切り替わるタイミングで時間ズレが生じても、所望の色彩を実現するためには影響がないから、白色のカラーセグメントに切り替わるタイミングで時間ズレのばらつきを吸収することによって、所望の色彩を実現することができる。
Next, the time setting processing unit 6e of the
そして、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dがタイミング信号CS1の立下りを再び検出すると、マイコン6は上述したS1の処理から制御動作を開始する。
And if the segment time
以上説明したように本実施形態では図6のフローチャートにしたがった制御を行うことで、画像表示用の制御回路102から放電灯点灯装置101へ簡単な信号で、カラーフィルタ103の各カラーセグメント103aが切り替わるタイミングと、各カラーセグメント103aに供給するランプ電力(ランプ電流)を変化させるタイミングとの時間ズレを小さくでき、またカラーフィルタ103の回転速度が変化しても即座に(次の周期から)追従できるから、所望の色彩を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, by performing the control according to the flowchart of FIG. 6, each
(実施形態2)
本発明の実施形態2を図7〜図11に基づいて説明する。尚、放電灯点灯装置及び画像表示装置の構成は実施形態1と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the configurations of the discharge lamp lighting device and the image display device are the same as those of the first embodiment, and therefore, common components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
実施形態1では、マイコン6が、タイミング信号CS1の1周期分の時間間隔T1から、カラーフィルタ103の次の1周期における各カラーセグメントの入射時間を算出しているが、本実施形態では、タイミング信号CS1の2周期分の時間間隔(T1+T2)から、カラーフィルタ103の次の1周期における各カラーセグメントの入射時間t1C,t1B,t1R,t1Y,t1G,t1Wを算出するとともに、タイミング信号CS1の次の2周期分の時間間隔(T2+T3)から、カラーフィルタ103のその次の1周期における各カラーセグメントの入射時間T2C,T2B,T2R,T2Y,T2G,T2Wを算出している。図7は各部の波形図を示し、図7(a)はランプ光束が入射するカラーセグメント103aの変化パターン、同図(b)はタイミング信号入力回路5dから出力されるタイミング信号CS1の波形図、同図(c)はランプ電流ILaの波形図であり、図7の例ではカラーフィルタ103が回転方向においてC(Cyan)、B(Blue)、R(Red)、Y(Yellow)、G(Green)、W(White)の6色のカラーセグメント103aに分割され、回転に応じて高圧放電灯Laからの光束がC→B→R→Y→G→W→C…の順番で各カラーセグメント103aに入射されるようになっている。また同期タイミング信号CS0は、カラーフィルタ103(カラーセグメント103a)の1周期の始まりに同期して入力され、同期タイミング信号CS0の立ち上がりのタイミングは、カラーセグメント103aがWからCに切り替わるタイミングに同期している。
In the first embodiment, the
ここで、図8のフローチャートを参照して本実施形態の制御フローを説明する。先ずマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1の立下りのエッジを検出することで、カラーセグメント103aの1周期の開始時点を検出する(図8のS1)。次に、光源がACランプの場合でタイミング信号の立下りエッジの検出時にフルブリッジ回路2aの極性反転を行うように設定した場合、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S2)。その後、マイコン6の電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して初期セグメント(タイミング信号CS1の立下りに同期したカラーセグメントであって、本実施形態ではシアン)に対する電力制御量を設定して(S3)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりランプ電力を所定値に制御する。次にマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1を前回検出した時点から今回の検出時までの時間間隔Tnewを算出するとともに(S4)、タイミング信号CS1を前々回検出した時点から前回の検出時までの時間間隔をToldとしてデータテーブル6cに記憶させる(S5)。なお、タイミング信号CS1の検出および時間間隔の測定は、マイコン6に株式会社ルネサステクノロジ社製のR8C/TinyシリーズのR8C/26グループを用いる場合は、タイマ機能のパルス周期測定モードを用いて、タイミング信号CS1のレべル変化(H→L)の検出や時間の測定を行えば良い。
Here, the control flow of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the segment time
タイミング信号CS1の時間間隔Tnew,Told、すなわちカラーフィルタ103の今回の周期Tnewおよび前回の周期Toldが求まると、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dは、今回の周期Tnewと前回の周期Toldの平均値avr(T)=(Tnew+Told)/2を求めた後(S6)、個々のカラーセグメントについて、各カラーセグメントにランプ光束が入射する時間を以下の方法で算出する(S7〜S12)。図7に示すようにカラーフィルタ103が1回転する間にタイミング信号CS1の信号レベルの変化(H→L)が1回である場合、タイミング信号CS1の時間間隔Tは、力ラーフィルタ103が1回転する周期に等しくなり、1回転する角度(=360度)に相当する。ここで、力ラーフィルタ103の各カラーセグメント103aの角度は予め決められているため、各カラーセグメント103aの角度をデータテーブル6cに格納しておけば、セグメント時間算出処理部6dはデータテーブル6cから読み込んだ各カラーセグメント103aの角度θxと上記の時間間隔の平均値avr(T)とを用いて各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Tx(=t1C,t1B,t1R,t1Y,t1G,t1W)を以下の式(2)により算出することができる。
When the time intervals Tnew and Told of the timing signal CS1, that is, the current cycle Tnew and the previous cycle Told of the
Tx=(θx/360)×avr(T) …(2)
そして、各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Txを累計することによって、タイミング信号の受信時から各カラーセグメント103aに光束が入射するまでの入射時間を求めることができる。各カラーセグメント103aの入射時間が求まると、マイコン6はタイミング信号CS1の立下りの検出を行う(S13)。これは、カラーフィルタ103の回転速度が増加した場合、各カラーセグメント103aの入射時間は、1回転前のカラーフィルタ103の回転速度での周期T1から算出されるために、増速後にタイミング信号CS1の立下りを検出した時点では周期がT2(<T1)となっており、1つ前の周期T1をもとに設定した各カラーセグメントの時間および電力が実際のカラーセグメントと一致しなくなる。したがって、制御途中でタイミング信号CS1の立下りエッジの検出処理を行い(S13)、立下りエッジを検出すると、回転速度が増加したと判断してステップS2に戻り初期セグメントの処理に移行させるようになっている。
Tx = (θx / 360) × avr (T) (2)
Then, by accumulating the time Tx during which the lamp luminous flux is incident on each
次にマイコン6の時間設定処理部6eは、現在のカラーセグメント103aに切り替わってから次のカラーセグメント103aに切り替わるまでの時間(S7〜S12で求めた時間Tx)が経過したか否か(すなわちタイミング信号の受信時から各カラーセグメントの入射時間が経過したか否か)を判断し(S14)、入射時間が経過していない場合はS13の処理に戻り、入射時間が経過した場合は電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して次のカラーセグメント103aに対する電力制御量を設定して(S15)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりランプ電力をカラーセグメントに応じた値に制御するとともに、次のカラーセグメント103aでの時間条件の設定を行う(S16)。またカラーフィルタ103の1周期の途中でランプ電流の極性を変更する必要がある場合は、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S17)。その後、マイコン6では、現在のカラーセグメント103aが1周期の終わりのカラーセグメント103a(本実施形態では白色)か否かを判断し(S18)、最終のカラーセグメント103aでない場合はS11に戻り、現在のカラーセグメント103aの入射時間が経過するのを待ち、最終のカラーセグメント103aの場合は次にタイミング信号CS1の立下りエッジを検出するまで、最終セグメントでの電力制御量を維持する。なおカラーフィルタ103の回転速度が減速した場合、つまりタイミング信号CS1の立下りエッジの検出間隔T1がより長くなる場合は、最終のカラーセグメント103aの時間が延びることで吸収され、次の周期から各カラーセグメント103aの入射時間が変更される。そして、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dがタイミング信号CS1の立下りを再び検出すると、マイコン6は上述したS1の処理から制御動作を開始する。
Next, the time setting processing unit 6e of the
なお上述の制御フローでは、マイコン6が、タイミング信号CS1の2周期分の時間間隔(T1+T2)から、カラーフィルタ103の次の1周期における各カラーセグメントの入射時間t1C,t1B,t1R,t1Y,t1G,t1Wを算出していたが、タイミング信号CS1の2周期分の時間間隔(T1+T2)から、カラーフィルタ103の次の2周期における各カラーセグメントの入射時間t1C,t1B,t1R,t1Y,t1G,t1Wを算出するとともに、タイミング信号CS1の次の2周期分の時間間隔(T3+T4)から、カラーフィルタ103のその次の2周期における各カラーセグメントの入射時間T2C,T2B,T2R,T2Y,T2G,T2Wを算出するようにしても良い。図9は各部の波形図を示し、図9(a)はランプ光束が入射するカラーセグメント103aの変化パターン、同図(b)はタイミング信号入力回路5dから出力されるタイミング信号CS1の波形図、同図(c)はランプ電流ILaの波形図である。
In the control flow described above, the
ここで、図10のフローチャートを参照してこの場合の制御フローを説明する。先ずマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1の立下りのエッジを検出することで、1周期の開始時点を検出するとともに(図10のS1)、タイミング信号CS1の検出回数を1つカウントアップする(S2)。
Here, the control flow in this case will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the segment time
次に光源がACランプの場合でタイミング信号の立下りエッジの検出時にフルブリッジ回路2aの極性反転を行うように設定した場合、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S3)。
Next, when the light source is an AC lamp and the setting is made so that the polarity of the
その後、マイコン6の電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して初期セグメント(タイミング信号CS1の立下りに同期したカラーセグメントであって、本実施形態ではシアン)に対する電力制御量を設定して(S4)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりランプ電力を所定値に制御する。
Thereafter, the power control reference signal
次にマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1を前回検出した時点から今回の検出時までの時間間隔Tnewを算出するとともに(S5)、タイミング信号CS1を前々回検出した時点から前回の検出時までの時間間隔をToldとしてデータテーブル6cに記憶させる(S6)。なお、タイミング信号CS1の検出および時間間隔の測定は、マイコン6に株式会社ルネサステクノロジ社製のR8C/TinyシリーズのR8C/26グループを用いる場合は、タイマ機能のパルス周期測定モードを用いて、タイミング信号CS1のレべル変化(H→L)の検出や時間の測定を行えば良い。
Next, the segment time
タイミング信号CS1の時間間隔Tnew,Told、すなわちカラーフィルタ103の今回の周期Tnewおよび前回の周期Toldが求まると、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dは、タイミング信号の検出回数が2回目か否かを判断する(S7)。検出回数が2回目の場合は2回分の周期の平均値を更新する処理を行うために、S8,S9の処理に移行する。すなわち検出回数を0にリセットした後(S8)、今回の周期Tnewと前回の周期Toldの平均値avr(T)=(Tnew+Told)/2を求め(S9)、個々のカラーセグメントについて各カラーセグメントにランプ光束が入射する時間Txを算出する(S10〜S15)。一方、S7において検出回数が1回目の場合は周期の平均値を更新する処理が行われないため、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dは、S10〜S15の処理に移行して、個々のカラーセグメントについて各カラーセグメントにランプ光束が入射する時間を算出する。ここで、各カラーセグメントにランプ光束が入射する時間の算出方法は以下の通りである。図9に示すようにカラーフィルタ103が1回転する間にタイミング信号CS1の信号レベルの変化(H→L)が1回である場合、タイミング信号CS1の時間間隔Tは、力ラーフィルタ103が1回転する周期に等しくなり、1回転する角度(=360度)に相当する。ここで、力ラーフィルタ103の各カラーセグメント103aの角度は予め決められているため、各カラーセグメント103aの角度をデータテーブル6cに格納しておけば、セグメント時間算出処理部6dはデータテーブル6cから読み込んだ各カラーセグメント103aの角度θxと上記の時間間隔の平均値avr(T)とを用いて各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Tx(=t1C,t1B,t1R,t1Y,t1G,t1W)を上述の式(2)により算出することができる。
When the time intervals Tnew and Told of the timing signal CS1, that is, the current cycle Tnew and the previous cycle Told of the
そして、各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Txを累計することによって、タイミング信号の受信時から各カラーセグメント103aに光束が入射するまでの入射時間を求めることができる。各カラーセグメント103aの入射時間が求まると、マイコン6はタイミング信号CS1の立下りの検出を行う(S16)。これは、カラーフィルタ103の回転速度が増加した場合、各カラーセグメント103aの入射時間は、1回転前のカラーフィルタ103の回転速度での周期T1から算出されるために、タイミング信号CS1の立下りを検出した時点では周期がT2(<T1)となっており、1つ前の周期T1をもとに設定した各カラーセグメントの時間および電力が実際のカラーセグメントと一致しなくなる。したがって、制御途中でタイミング信号CS1の立下りエッジの検出処理を行い(S16)、立下りエッジを検出すると、回転速度が増加したと判断してステップS2に戻り初期セグメントの処理に移行させるようになっている。
Then, by accumulating the time Tx during which the lamp luminous flux is incident on each
次にマイコン6の時間設定処理部6eは、現在のカラーセグメント103aに切り替わってから次のカラーセグメント103aに切り替わるまでの時間(S10〜S15で求めた時間Tx)が経過したか否か(すなわちタイミング信号の受信時から各カラーセグメントの入射時間が経過したか否か)を判断し(S17)、入射時間が経過していない場合はS16の処理に戻り、入射時間が経過した場合は電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して次のカラーセグメント103aに対する電力制御量を設定して(S18)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりランプ電力をカラーセグメントに応じた値に制御するとともに、次のカラーセグメント103aでの時間条件の設定を行う(S19)。またカラーフィルタ103の1周期の途中でランプ電流の極性を変更する必要がある場合は、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S20)。その後、マイコン6では、現在のカラーセグメント103aが1周期の終わりのカラーセグメント103a(本実施形態では白色)か否かを判断し(S21)、最終のカラーセグメント103aでない場合はS11に戻り、現在のカラーセグメント103aの入射時間が経過するのを待ち、最終のカラーセグメント103aの場合は次にタイミング信号CS1の立下りエッジを検出するまで、最終セグメントでの電力制御量を維持する。なおカラーフィルタ103の回転速度が減速した場合、つまりタイミング信号CS1の立下りエッジの検出間隔T1がより長くなる場合は、最終のカラーセグメント103aの時間が延びることで吸収され、次の周期から各カラーセグメント103aの入射時間が変更される。そして、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dがタイミング信号CS1の立下りを検出すると、マイコン6は上述したS1の処理から制御動作を開始する。
Next, the time setting processing unit 6e of the
なお本実施形態では、タイミング信号CS1のレベル変化を2回検出すると、次の1回又は2回の周期における各カラーセグメント103aの入射時間を求めているが、タイミング信号CS1のレベル変化を3回以上の所定回数検出すると、次の1回又は複数回の周期における各カラーセグメント103aの入射時間を求めるようにしても良い。
In this embodiment, when the level change of the timing signal CS1 is detected twice, the incident time of each
また上述のように本実施形態では図8又は図10のフローチャートにしたがった制御を行うことで、画像表示用の制御回路102から放電灯点灯装置101へ簡単な信号で、カラーフィルタ103の各カラーセグメント103aが切り替わるタイミングと、各カラーセグメント103aに供給するランプ電力(ランプ電流)を変化させるタイミングとの時間ズレを小さくでき、またタイミング信号CS1の時間間隔自体にばらつきが発生した際に、複数回の時間間隔の平均値をとることで、本来の時間間隔に近い値を求めることができ、この平均値を用いて各カラーセグメント103aの入射時間を算出することで、各カラーセグメント103aの切り替わりのタイミングと、ランプ電力又はランプ電流を切り替えるタイミングとの時間ズレを小さくでき、所望の色彩を実現することができる。
Further, as described above, in the present embodiment, by performing control according to the flowchart of FIG. 8 or FIG. 10, each color of the
(実施形態3)
本発明の実施形態3を図12〜図13に基づいて説明する。尚、放電灯点灯装置及び画像表示装置の構成は実施形態1と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the configurations of the discharge lamp lighting device and the image display device are the same as those of the first embodiment, and therefore, common components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図11は放電灯点灯装置の各部の波形図を示し、図11(a)はランプ光束が入射するカラーセグメント103aの変化パターン、同図(b)はタイミング信号入力回路5dから出力されるタイミング信号CS1の波形図、同図(c)はランプ電流ILaの波形図であり、図11の例ではカラーフィルタ103が回転方向においてC(Cyan)、B(Blue)、R(Red)、Y(Yellow)、G(Green)、W(White)の6色のカラーセグメント103aに分割され、回転に応じて高圧放電灯Laからの光束がC→B→R→Y→G→W→C…の順番で各カラーセグメント103aに入射されるようになっている。また同期タイミング信号CS0は、1周期の始まりのカラーセグメント103aに光束が入射する間中入力されており、同期タイミング信号CS1の時間幅はシアンのカラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間と略等しくなっている。また同期タイミング信号CS1の立ち下がりのタイミングは、カラーセグメント103aがWからCに切り替わるタイミングに同期している。
FIG. 11 is a waveform diagram of each part of the discharge lamp lighting device, FIG. 11 (a) is a change pattern of the
上述の実施形態1、2では、タイミング信号CS1の時間間隔と各カラーセグメント103aの角度データとを用いて各カラーセグメント103aの入射時間を求めているが、カラーフィルタ103の回転速度が途中で変化した場合、回転速度が変化した最初の周期では各カラーセグメント103aの入射時間が実際と異なってしまう。そこで、本実施形態では、カラーフィルタ103の回転速度が変化した場合、タイミング信号CS1の時間幅をもとに初期セグメントの入射時間を求めるとともに、初期セグメントの入射時間と各カラーセグメント103aの回転角度の割合とに基づいて各カラーセグメント103aの入射時間を算出するようにしている。
In the first and second embodiments described above, the incident time of each
ここで、図12のフローチャートを参照して本実施形態の制御フローを説明する。先ずマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1の立下りのエッジを検出することで、カラーセグメント103aの1周期の開始時点を検出する(図12のS1)。次に、光源がACランプの場合でタイミング信号の立下りエッジの検出時にフルブリッジ回路2aの極性反転を行うように設定した場合、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S2)。その後、マイコン6の電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して初期セグメント(タイミング信号CS1の立下りに同期したカラーセグメントであって、図11の場合はシアン)に対する電力制御量を設定して(S3)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりランプ電力を所定値に制御する。次にマイコン6のセグメント時間算出処理部6dが、タイミング信号CS1を前回検出した時点から今回の検出時までの時間間隔T1を算出する(S4)。なお、タイミング信号CS1の検出および時間間隔の測定は、マイコン6に株式会社ルネサステクノロジ社製のR8C/TinyシリーズのR8C/26グループを用いる場合は、タイマ機能のパルス周期測定モードを用いて、タイミング信号CS1のレべル変化(H→L)の検出や時間の測定を行えば良い。
Here, the control flow of the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the segment time
次に、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dがタイミング信号CS1の立上がりのエッジを検出し、タイミング信号CS1の信号レベルがH→Lに切り替わった時点から、信号レベルがL→Hに切り替わった時点までの時間(つまりタイミング信号CS1の時間幅T1’)をマイコン6に搭載されたタイマで検出した後(S5)、例えばタイミング信号CS1の時間幅T1’の変化から、カラーフィルタ103の回転速度が変化したか否かを判断する(S6)。ここで、回転速度が変化していない場合、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dは、タイミング信号CS1の時間間隔T1と各カラーセグメント103aの角度データとを用いて各カラーセグメント103aの入射時間を算出する処理を行う(S7〜S12)。一方、カラーセグメント103aの回転速度が変化した場合、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dは、タイミング信号CS1の時間幅T1’(つまり初期セグメントの時間幅)と各カラーセグメント103aの回転角度の割合とを用いて、各カラーセグメントの入射時間を算出する処理を行う(S7’〜S12’)。
Next, when the segment time
なおカラーフィルタ103の回転速度に変化が無い場合に各カラーセグメントの入射時間を算出する方法は以下の通りである。図11に示すようにカラーフィルタ103が1回転する間にタイミング信号CS1の信号レベルの変化(H→L)が1回である場合、タイミング信号CS1の時間間隔T1は、力ラーフィルタ103が1回転する周期に等しくなり、1回転する角度(=360度)に相当する。ここで、力ラーフィルタ103の各カラーセグメント103aの角度は予め決められているため、各カラーセグメント103aの角度をデータテーブル6cに格納しておけば、セグメント時間算出処理部6dはデータテーブル6cから読み込んだ各カラーセグメント103aの角度θxと上記の時間間隔T1とを用いて各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Tx(=t1C,t1B,t1R,t1Y,t1G,t1W)を上述の式(1)により算出することができる。
A method for calculating the incident time of each color segment when there is no change in the rotation speed of the
またカラーフィルタ103の回転速度に変化があった場合に各カラーセグメントの入射時間を算出する方法は以下の通りである。図11に示すようにタイミング信号CS1の時間幅は初期のカラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間に略等しくなる。また各カラーセグメント103aの角度は予め決められているため、各カラーセグメント103aの角度をデータテーブル6cに格納しておけば、セグメント時間算出処理部6dはデータテーブル6cから読み込んだ初期のカラーセグメントの角度θ0と他のカラーセグメント103aの角度θxとタイミング信号CS1の時間幅T1’とを用いて各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Tx(=t1B,t1R,t1Y,t1G,t1W)を以下の式(3)により算出することができる。
A method for calculating the incident time of each color segment when the rotation speed of the
Tx=(θx/θ0)×T1’ …(3)
そして、各カラーセグメント103aにランプ光束が入射する時間Txを累計することによって、タイミング信号の受信時から各カラーセグメント103aに光束が入射するまでの入射時間を求めることができる。各カラーセグメント103aの入射時間が求まると、マイコン6の時間設定処理部6eは、現在のカラーセグメント103aに切り替わってから次のカラーセグメント103aに切り替わるまでの時間(S7〜S12又はS7’〜S12’で求めた時間Tx)が経過したか否か(すなわちタイミング信号の受信時から各カラーセグメントの入射時間が経過したか否か)を判断し(S13)、入射時間が経過していない場合はS13の処理に戻り、入射時間が経過した場合は電力制御用基準信号生成処理部6bがデータテーブル6cを参照して次のカラーセグメント103aに対する電力制御量を設定して(S14)、D/A変換部5aによりD/A変換させ、PWM制御回路5bによりランプ電力をカラーセグメントに応じた値に制御するとともに、次のカラーセグメント103aでの時間条件の設定を行う(S15)。また、カラーフィルタ103の1周期の途中でランプ電流の極性を変更する必要がある場合は、マイコン6の時間設定処理部6eからフルブリッジ制御部5cに対して制御信号FB1,FB2の極性を反転させた信号を出力し、ランプ電流の極性を反転させる(S16)。その後、マイコン6では、現在のカラーセグメント103aが1周期の終わりのカラーセグメント103a(図11の例では白色)か否かを判断し(S17)、最終のカラーセグメント103aでない場合はS13に戻り、現在のカラーセグメント103aの入射時間が経過するのを待ち、最終のカラーセグメント103aの場合は次にタイミング信号CS1の立下りエッジを検出するまで、最終セグメントでの電力制御量を維持する。なおカラーフィルタ103の回転速度が減速した場合、つまりタイミング信号CS1の立下りエッジの検出間隔T1がより長くなる場合は、最終のカラーセグメント103aの時間が延びることで吸収され、次の周期から各カラーセグメント103aの入射時間が変更される。そして、マイコン6のセグメント時間算出処理部6dがタイミング信号CS1の立下りを検出すると、マイコン6は上述したS1の処理から制御動作を開始する。
Tx = (θx / θ0) × T1 ′ (3)
Then, by accumulating the time Tx during which the lamp luminous flux is incident on each
以上説明したように本実施形態では図12のフローチャートにしたがった制御を行うことで、画像表示用の制御回路102から放電灯点灯装置101へ簡単な信号で、カラーフィルタ103の各カラーセグメント103aが切り替わるタイミングと、各カラーセグメント103aに供給するランプ電力(ランプ電流)を変化させるタイミングとの時間ズレを小さくでき、またカラーフィルタ103の回転速度が変化しても、回転速度が変化した周期から時間変化に追従できるから、所望の色彩を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, by performing the control according to the flowchart of FIG. 12, each
なお上述の各実施形態においてタイミング信号CS1の1周期の時間が1mS以上且つ100mS以下であることが好ましく、カラーフィルタ103の任意の回転速度に対応可能であり、また図13に示すようにカラーフィルタ103が1回転する間に、タイミング信号CS1が初期セグメントに同期して複数回入力されることで、カラーフィルタ103の回転速度が相対的に上昇した場合でも時間ズレのばらつきを低減できるため、所望おの色彩を実現することができる。
In each of the above-described embodiments, it is preferable that the time of one cycle of the timing signal CS1 is 1 mS or more and 100 mS or less, and it is possible to cope with an arbitrary rotation speed of the
また、上述した各実施形態の放電灯点灯装置はプロジェクタやリアプロジェクションテレビ(Rear Projection TV)などの画像表示装置に用いられるものであり、複数の使用用途又は明るさにおいて電力制御の精度を向上させた安価な放電灯点灯装置を使用することで、安定した光束を得ることが可能な画像表示装置を実現できる。なお図14は上述の各放電灯点灯装置を用いたプロジェクタの一例を示し、このプロジェクタでは、筐体120の内部に上述の放電灯点灯装置101と、電源121と、光学系122(レンズおよびカラーフィルタなど)と、冷却用ファン123とを収納してある。
Further, the discharge lamp lighting device of each embodiment described above is used for an image display device such as a projector or a rear projection TV, and improves the accuracy of power control in a plurality of usages or brightness. By using an inexpensive discharge lamp lighting device, an image display device capable of obtaining a stable luminous flux can be realized. FIG. 14 shows an example of a projector using each of the above-described discharge lamp lighting devices. In this projector, the above-described discharge
1 コンバータ回路(点灯回路)
2 インバータ回路(点灯回路)
5 制御回路
5d タイミング信号入力回路(タイミング信号入力手段)
6 マイコン
6d セグメント時間算出処理部(セグメント入射時間検出手段)
La 高圧放電灯
101 放電灯点灯装置
102 画像表示用制御回路
103 カラーセグメント
103a カラーセグメント
106 光学素子(映像表示素子)
1 Converter circuit (lighting circuit)
2 Inverter circuit (lighting circuit)
5
6
La High
Claims (7)
高圧放電灯を点灯させる点灯回路と、
各カラーセグメント毎に点灯回路から高圧放電灯への出力を制御する制御回路とを備え、
制御回路は、カラーセグメントの1周期毎に画像表示装置から出力されるタイミング信号が入力されるタイミング信号入力手段と、前記タイミング信号が入力される時間間隔をもとに、タイミング信号の受信時から各カラーセグメントに光束が入射するまでの入射時間を求めるセグメント入射時間検出手段とを備え、タイミング信号の入力時点を起点としてセグメント入射時間検出手段により検出された各カラーセグメントへの入射時間が経過した時点で、点灯回路から高圧放電灯への出力をカラーセグメントに応じて制御することを特徴とする放電灯点灯装置。 A color filter that is divided into color segments of a plurality of colors in the rotation direction, and a light beam emitted from the high-pressure discharge lamp is sequentially incident on each color segment according to the rotation, and a gradation is added to the light beam of each color that has passed through the color filter. A discharge lamp lighting device used in an image display device including a video display element that performs modulation by a video signal,
A lighting circuit for lighting a high-pressure discharge lamp;
A control circuit for controlling the output from the lighting circuit to the high-pressure discharge lamp for each color segment;
The control circuit includes a timing signal input means for inputting a timing signal output from the image display device for each cycle of the color segment, and a time interval at which the timing signal is input. Segment incident time detecting means for obtaining an incident time until the light beam enters each color segment, and the incident time to each color segment detected by the segment incident time detecting means has elapsed from the timing signal input time point A discharge lamp lighting device that controls an output from a lighting circuit to a high-pressure discharge lamp at a time according to a color segment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008138762A JP2009288349A (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Discharge lamp lighting device and image display device using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008138762A JP2009288349A (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Discharge lamp lighting device and image display device using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009288349A true JP2009288349A (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41457651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008138762A Pending JP2009288349A (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Discharge lamp lighting device and image display device using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009288349A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013030450A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Delta Electronics (Shanghai) Co Ltd | Discharge lamp system and method of controlling the same |
WO2016017524A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | ウシオ電機株式会社 | Discharge lamp lighting device, light source device, and image formation device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005242175A (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Sharp Corp | System for controlling rotation phase of color wheel motor and image display device |
WO2008038382A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Phoenix Electric Co., Ltd. | Image projection system by means of direct current type high voltage discharge lamp |
JP2009048019A (en) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Funai Electric Co Ltd | Image projector and method for controlling light of the image projector |
-
2008
- 2008-05-27 JP JP2008138762A patent/JP2009288349A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005242175A (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Sharp Corp | System for controlling rotation phase of color wheel motor and image display device |
WO2008038382A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Phoenix Electric Co., Ltd. | Image projection system by means of direct current type high voltage discharge lamp |
JP2009048019A (en) * | 2007-08-21 | 2009-03-05 | Funai Electric Co Ltd | Image projector and method for controlling light of the image projector |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013030450A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Delta Electronics (Shanghai) Co Ltd | Discharge lamp system and method of controlling the same |
US8866411B2 (en) | 2011-07-28 | 2014-10-21 | Delta Electronics (Shanghai) Co., Ltd. | Current control discharge lamp system and method for controlling current of discharge lamp |
WO2016017524A1 (en) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | ウシオ電機株式会社 | Discharge lamp lighting device, light source device, and image formation device |
JP2016031844A (en) * | 2014-07-29 | 2016-03-07 | ウシオ電機株式会社 | Discharge lamp lighting device, light source device, image formation device |
US10021359B2 (en) | 2014-07-29 | 2018-07-10 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp lighting device, light source device, and image formation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7923940B2 (en) | Discharge lamp lighting device and projector | |
US7909473B2 (en) | Method for operating a high-intensity discharge lamp, lamp driver and projection system | |
JP2009169304A (en) | Discharge lamp lighting device and image display | |
JP2007273235A (en) | High-pressure discharge lamp lighting device | |
JP2009237302A (en) | Image projecting device, and light source lighting device for projector | |
JP2008304878A (en) | Projector | |
US9152033B2 (en) | Discharge lamp lighting device and projector | |
WO2010032311A1 (en) | Image projector | |
US8988006B2 (en) | Projector | |
JP4665799B2 (en) | High pressure discharge lamp lighting device and image display device | |
TWI457689B (en) | A method of driving a light source device for a projector | |
JP2009288349A (en) | Discharge lamp lighting device and image display device using the same | |
JP5077593B2 (en) | Discharge lamp lighting device, projector, and control method of discharge lamp lighting device | |
JP2008186699A (en) | Power supply unit for light source, and its control method | |
JP2009053452A (en) | Image projection apparatus | |
JP4865308B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
JP2008026754A (en) | Discharge lamp lighting device and projection image display apparatus | |
JP2009048019A (en) | Image projector and method for controlling light of the image projector | |
JP2009031333A (en) | Driving method of projector, and projector | |
JP2008300052A (en) | Discharge lamp lighting device, and image projecting device | |
JP5737541B2 (en) | Projector and lighting method of light source of projector | |
JP2010102202A (en) | High-pressure discharge lamp lighting device and image display apparatus | |
JP2008243507A (en) | Discharge lamp lighting device, and projector | |
JP5534269B2 (en) | Projector and lighting method of light source of projector | |
JP2008116781A (en) | Image projection system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100810 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110420 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20120112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120801 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120807 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121204 |