JP2009508300A - 高強度放電ランプを動作する方法、ランプドライバ及び投影システム - Google Patents

Abstract

高強度放電ランプ（２）を動作させる方法であって、高強度放電ランプ（２）は、所定の電流振幅を有する正パルス（Ｉｐ）と負パルス（Ｉｎ）との間で転流する交流電流において作動し、正パルス（Ｉｐ）のパルス幅と隣接する負パルス（Ｉｎ）のパルス幅との間のパルス幅比は、２つの連続する正パルス及び負パルス、即ち、１つの正パルス（Ｉｐ）及び１つの負パルス（Ｉｎ）の平均電流値（Ｉ）が正の値と負の値との間で周期的に変わるように変調される、方法について開示している。更に、電流振幅（ＩＡ）の値は所定の変調関数（Ｍ）にしたがって変調される。高強度放電ランプ（２）についての対応するランプドライバ（１０）及びそのようなランプドライバ（１０）を有する投影システム（１）について記載している。

Description

本発明は、特に、投影システムにおける高強度放電ランプを作動させる方法及びランプドライバに関する。本発明は、更に、高強度放電ランプ及び上記ランプドライバを有する投影システムに関する。

高強度放電ランプは、通常、耐高温物質、例えば、石英ガラスから成る管を有し、その管の中に、電極が、通常、反対側から突き出し、前記電極は、通常、タングステンから成る。その管は、１つ又はそれ以上の希ガスが充填され、水銀ランプの場合、主に、水銀が充填されている。アーク放電は、それらの電極間に高電圧を印加することにより電極先端間に生成され、前記アーク放電は、その場合、低電圧で維持されることが可能である。それらの光学的特性にしたがって、高強度放電ランプは、特に、投影システムで用いられる可能性がある。そのようなアプリケーションのためには、有効な点状の光源である光源が必要である。更に、高光強度が必要である一方、同時に、できるだけ自然である光のスペクトル成分を有する必要がある。それらの要求はまた、今日、ＨＩＤランプと呼ばれ、特に、ＵＨＰ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）ランプと呼ばれる高強度放電ランプにより最も良好に達成されている。

特に、そのようなランプが、カラー生成のために時系列的方法を用いる投影システムで用いられるとき、不所望の光強度の変動が、一の原色が投影システムにおける他の原色に対して、又は異なる画像領域に存在する異なる輝度に対して不所望に支配するようになるため、その不所望の変動が生じないことを確実にする必要がある。

現在、時系列カラー生成方法には２つの種類が存在する。

それらの第１の方法においては、カラー画像は、３つの原色における完全な画像の順次表現により生成される。この方法はまた、“フィールドシーケンシャルカラー”とも呼ばれている。この方法は、例えば、殆どのＤＬＰ（登録商標）投影器（ＤＬＰ＝Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ＤＬＰはＴｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（登録商標）の登録商標である）で用いられている。第４の白色画像はまた、任意に混合されることが可能である。

第２方法においては、カラー画像が、色ビーム又は色ストリップの形で互いにディスプレイを横断して実行される原色全てにより実質的に生成される。この方法はまた、“スクローリングカラー”とも呼ばれている。例示として、従来のＬＣｏＳディスプレイ（ＬＣｏＳ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ Ｓｉｌｌｉｃｏｎ）はそのような方法により動作される。

両方の場合、投影システムは、第１に、色分離又は色フィルタリングを実行し、第２に、光源とディスプレイとの間で色成分を変化させるように変調器を有する、所謂、色変化システムを必要とし、それ故、３つの原色の状態で光を生成することができる。その色分離及び色変調は、通常、１つの構成要素において多かれ少なかれ統合されることができる。例えば、一部の色変化システムにおいては、フィルタリング及び色変調は、カラーホイールの回転により実行される。それとは対照的には、色フィルタリングはミラーにより行われ、色変調はプリズムにより行われる。

できるだけ均一な高強度放電ランプの電極を取り込み、それ故、ランプの寿命を長くするように、殆どのランプは、ＡＣ電流で、通常は、方形波のＡＣ電流で動作される。この場合、例えば、所謂、“アーク放電のジャンピング”または“ふらつき”のような不所望のアーク放電の不安定性を回避するためには、電源電流の特定の形状が必要である。現在、用いられている方法は、完全な安定性を有するかなり長い寿命を示すパルス化モードである。このモードにおいては、ランプは、付加電流パルス、即ち、所謂、各々の半分の期間の端において重なり合う“ふらつきのないパルス”を有する方形波ＡＣ電流により動作され、そのことは、ランプにおけるアーク放電の位置をできるだけ安定に保つことを確実にする。しかしながら、このことは、時系列の色表示により動作する上記の表示システムにおいて種々の問題点に繋がる。特に、一部のシステムにおいては、ふらつきのないパルスは、全く用いられることができず、又は、大きい不利点が対処される場合にのみ、用いられることができる。１つの特定の不利点は、良好なランプ動作について、パルスの長さ及び振幅が限定された制約内でのみ選択されることが可能である。

国際公開第０２／０９１８０６号パンフレットにおいては、一定の光電流を有するランプの従来のものに変わる作動について開示されている。この場合、高強度放電ランプは、各々の場合に一定である電流振幅値を有する、２５０乃至２００００Ｈｚの範囲内の周波数を有する比較的高い周波数のＡＣ電流に従う。正パルスのパルス幅と後続の又は先行する負パルスのパルス幅との間のパルス幅比は、例えば、最高２５０Ｈｚまでの所定のパルス幅変調周波数を有する２つの連続する正パルス及び負パルスの平均電流値が、正の値と負の値との間で周期的に変動するように変調される。即ち、１つのフルＡＣ電流期間内で転流時間の位置は、所定のパルス幅変調周波数により変調され、前記フルＡＣ電流期間は、２つの連続するパルス、即ち、１つの正パルス及び１つの負パルスの長さにより規定される。その変調は、ここでは、通常、正弦波である。この方法においては、それ故、陽極及び陰極は、２つの電極の等しい付加を得るように、比較的速いリズムで交換される。しかしながら、正の値と負の値との間の平均電流値の比較的遅い変調は、２つの電極の温度付加がゆっくり及び周期的に変化されることを確実にする。そのようなパルス幅変調モード（ＰＷＭモード）により、かなり良好な寿命が、同様に、一定の光電流において単なるランプの最小のふらつきの傾向で達成される。

最近の投影システムにおいては、特に、時間順次色生成を用いるそれらのシステムは、特定の光量が特定の時間期間内に適切に規定された様式で生成されることができる場合に、かなり好ましいものである。しかしながら、投影システムで用いられるディスプレイの要求にしたがって、それらの時間は適切に順応される必要がある。その場合、例えば、階調分解能を高くするように及び画像の色ドットをより良好にバランスを取るように、全体的な輝度を改善することが可能である。このために、時間毎に、適切に規定された時間期間内に、例えば、適切に指定された色ストリップにおいて、光パワーを減少させることが、そして他の時間期間においては光パワーを増加させることが必要である。
国際公開第０２／０９１８０６号パンフレット

本発明の目的は、特に、投影システムにおいて、そしてまた、適切なランプドライバ及び対応する投影システムにおいて、高強度放電ランプを動作させるための方法であって、所定の要求にしたがってより正確な光強度の制御を簡単であり、コストパフォーマンスの高い様式で可能にする、方法を提供することである。

この目的は、請求項１に記載の方法、請求項８に記載のランプドライバ及び請求項１０に記載の統制システムにより達成される。

本発明にしたがった方法においては、高強度放電ランプは、所定の電流振幅により正パルスと負パスルとの間で所定の転流周波数で転流するＡＣ電流に従い、正パルスのパルス幅と隣接する負パルスのパルス幅との間のパルス幅比は、２つの連続する正パルス及び負パルスの、即ち、１つの正パルス及び１つの負パルスの平均電流値が、変動周波数により正値と負値との間で周期的に変動する、即ち、１つの正パルス及び１つの負パルスを有する１つのフルＡＣ電流期間内の転流時間の位置は所定のパルス幅変調周波数により周期的に移動されるような方法で変調される。本発明にしたがって、電流振幅値は、所定の変調関数にしたがって時間の関数として変調される。

本発明は、したがって、国際公開第０２／０９１８０６Ａ１号パンフレットに記載されている動作方法を用い、この方法において、更なる変調、即ち、振幅変調を重ね合わせ、この振幅変調は、投影システムの、特に、表示装置の要求にしたがって実行されることができる。その方法に関するより具体的な詳細及びパルス幅変調の効果については、国際公開第０２／０９１８０６Ａ１号パンフレットを参照する必要があり、その文献の内容を援用することにより、本明細書についての説明の一部を代替する。パルス幅変調は、上記文献に記載されているように、正弦波であることが可能である。しかしながら、正弦波変調を含む何れの他のプロファイルがまた、想定可能である。そのような方形波変調の場合には、一定の間隔で変化するまさに２つの離れたデューティサイクルが単に存在する。唯一の重要なことは、平均電流値が負の値と正の値との間で転流することである。パルス幅変調周波数により変化し、正パルスと負パルスとの間の所定の転流周波数により交番する“基本ＡＣ電流”は方形波ＡＣ電流である。しかしながら、他のＡＣ電流形状もまた、可能である。変調される所定の電流振幅は、最大である又は有効振幅であることが可能である。

本発明にしたがった方法により、ランプは、極めて安定な方式で動作されることが可能であり、ふらつきのないパルス及び他の付加パルスは必要ないために、パワー損失が低減される。付加的な電流振幅変調は、投影システムの全体的な性能を最適化するように、適切に規定された光強度曲線により利用的な光強度が生成されることを確実にする。

本発明にしたがった高強度放電ランプを動作させる適切なランプドライバは、それ故、ＤＣ電圧電源から高強度放電ランプについて、ＤＣ電圧電源から引き出されたＤＣ電流が高強度放電ランプのためにＡＣ電流に変換されるようにデザインされている転流回路を必要とし、その転流回路は、所定の電流振幅により正パルスと負パルスとの間で転流し、正パルスのパルス幅と隣接する負パルスのパルス幅との間のパルス幅比が変調されるような様式でデザインされているパルス幅変調ユニットは、２つの連続する正パルスと負パルスの平均電流値が正の値と負の値との間で周期的に変化するような様式で変調される。本発明にしたがって、電流振幅値が所定の変調関数により変調されるような様式でデザインされる振幅変調ユニットがまた、必要である。

本発明にしたがった方法及び本発明にしたがったランプドライバは、上記のように、表示装置及び対応する高強度放電ランプを有する投影システムにおいて特に有利な様式で用いられることが可能である。原理的には、しかしながら、規定された時間的強度曲線にしたがって高強度放電ランプの安定な動作を必要とする他のフィールドにおいて高強度放電ランプを用いるとき、本発明にしたがった方法及び本発明にしたがってランプドライバを用いることがまた、可能である。

従属請求項のそれぞれは、本発明の有利な改良点及び展開点を特に、有する。本発明にしたがったランプドライバ及び本発明にしたがって投影システムはまた、それらの従属する方法請求項にしたがって更に展開されることが可能であり、そしてその逆も真である。

特定の有利点を伴って、パルス幅比の変調及び電流振幅値の変調は、好適な時間期間に亘って考慮され、正の電流パルス全部に亘る積分は負の電流パルスの全部に亘る積分に実質的に対応するように、互いに適合される。この時間期間は、例えば、１つ又はそれ以上のパルス幅変調期間である、即ち、１０分の数秒以下の時間期間であることが可能である。このことは、ランプが、何れの重要なＤＣ電流成分を受け入れないことを確実にする。ランプドライバは、それ故、好適には、同期化を適合するための適切な制御ユニットを有する。

変調関数は何れかの形を取ることが可能であり、即ち、変調関数は、特に表示装置の要求に対して投影システムにおいて用いられるとき、それぞれの要求に対して原理的に適合されることが可能である。この場合、時間経過と共に変調関数を変えることがまた、可能である。しかしながら、その変調関数は、好適には、周期関数である。特に好適な変形においては、時間順次投影システムにおける使用時に、電流振幅値は段階的に変調され、それ故、一定電流、それ故、一定の光強度が、特定の時間期間において出力される。例えば、必要に応じて、異なる時間期間において、減少された又は増加された光強度が生成されることが可能である。投影システムにおいて高強度放電ランプの動作時に、電流振幅値を変調する変調関数は、特に、投影システムの色変化システムの色変化系列により、例えば、カラーホイールにより好適に同期化される。即ち、例えば、変調周期関数の場合、変調関数の周期は、色変化期間に対応することを確実にされる。投影システムは、この場合、色変化システムに加えて、電流振幅値を変調する変調関数が色変化システムの色変化系列により同期化されるように、ランプドライバ及び色変化システムを制御する、例えば、中央の制御装置において、適切な同期装置を有する必要がある。

投影システムの投影の色バランスは、変調関数を調整することにより制御されることが可能である。この場合、第１に、色バランスの正確な設定が可能であるが、更に、色バランスはまた、例えば、エージングの影響を弱めるように、本発明にしたがった方法により一定に調整される又は保たれることが可能である。即ち、例えば、可変光レベルが異なる減色に対して生成され、そして、色バランスが暖かい画像の印象と冷たい画像の印象との間で変わるように、又は投影システムの更なる特性を改善するように調整される。輝度分解能を改善するための１つの可能性は、例えば、より暗い位相を組み込むことである。好適には、ランプドライバは、例えば、ユーザインタフェースを介してユーザにより予め規定される又は開始される対応する制御コマンドの関数として変調関数が変化することができるように、即ち、変調関数が調整されることができる又は変調関数が複数の所定の変調関数から選択されることができるように、デザインされる。

本発明については、しかしながら、以下、本発明が制約されない図に示している実施形態の実施例を参照して詳述する。同じ特徴については、図における同じ参照番号で示している。

図１は、代表的なＤＬＰ（登録商標）投影システム１を示している。このシステムは、リフレクタ３に備えられている高強度放電ランプ２、好適には、所謂、ＵＨＰ（超高性能）ランプを有する。ランプ２は、ドライバ１０から必要な電圧又は必要な電流が供給される。ランプ２により出射される光は、束ねた形のリフレクタ３により集光レンズ５の方向に放射される。リフレクタ３と集光レンズ５との間には、この場合にはカラーホイール４の形の色変化システム４が、光のビーム経路内に備えられている。カラーホイール４は、好適には、リフレクタ３と集光レンズ５との間に位置付けられている焦点にできるだけ正確に位置付けられ、それ故、カラーホイール４における光スポットはできるだけ小さくなっている。集光レンズ５は、集光レンズ５の後に位置付けられている表示装置６であって、この場合には、所謂、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｓｅ）が、できるだけ効率的に照明されている。そのようなＤＭＤは、表示要素７としてかなり小さいミラー７のマトリクスを有するチップであり、その表示要素は、投影レンズ８を介して投影面Ｆに、又は、適切に傾けられたミラー７の場合には、吸収体表面（図示せず）に、光を反射するように個別に傾けられている。

この場合のカラーホイール４は、赤色ｒ、緑色ｇ及び青色ｂを有する３つのセグメントを有する。一画像サイクルＢＺにおいて、このカラーホイール４は、通常、軸の周りを複数回、回転し、それ故、単色の青色画像、単色の赤色画像及び単色の緑色画像が代わるがわる生成され、それらの画像は、カラー画像を生成するように、ビューアの目の緩慢さの結果として結合される。３つのセグメントを有するカラーホイールに代えて、勿論、他のカラーホイール、例えば、４つのセグメント（１つは赤色セグメント、１つは緑色セグメント、１つは青色セグメント及び１つは白色セグメント）又は、各々の場合に、２つの緑色、２つの赤色及び２つの青色が互いに向かい合っている６つのセグメントを有するカラーホイールとして用いられることがまた、可能である。最後の変形は、カラーホイールは半分の周波数のみで回転する必要があるという有利点を有する。例えば、黄色、シアン色等の、代替としての、他の、及び異なる色のセグメントがまた、付加されることが可能である。

制御装置９は、表示装置６（以下、また、“ディスプレイ”という）、カラーホイール４及びランプドライバ１０を有し、それ故、それらの構成要素６、４、１０の同期を確実にする。入力信号として、制御装置９は、例えば、投影システム１により表示されるようになっている映像データを有する映像信号Ｖを受け入れることができる。明らかに、制御装置９はまた、複数の部分制御装置を有することが可能である。例えば、別個の制御装置がまた、ディスプレイ６の表示要素７を制御するように備えられることが可能であり、その別個の制御装置はまた、特に、基板においてＤＭＤチップを供えることが可能である。同様に、完全な制御装置が、例えば、１つのモジュールにＤＭＤチップを一体化する、そして、他の構成要素についての同期コマンドがそのモジュールから出力されることが可能である。また、カラーホイール又はランプドライバのような他の構成要素が、それらの他の構成要素に同期コマンドをまた、送信するそれら自体の制御装置を有することが可能である。唯一の重要なことは、投影面Ｆにおいて所望の画像が生成されるような必要な方式で、構成要素が互いに同期されることである。

勿論、本発明にしたがったランプドライバ及び本発明に従った方法は、図１に示す投影システムにおいてばかりでなく、異なるデザインの投影システム、例えば、ＬＣｏＳシステムにおいても用いられることが可能である。

本発明にしたがった動作方法について、ここで、図２ａ及び２ｂを参照して更に詳細に説明する。

図１にしたがった投影システム１におけるカラーホイール４を回転させることにより生成される色系列ＦＳが図２の最上部に示されている。図示しているように、青色ｂ、緑色ｇ及び赤色ｒ画像は常に、代わるがわる周期的になっている。個々の原色画像ｂ、ｇ、ｒ間には、通常、光スポットが２つの色のセグメント間の境界に正確に入射するために、カラー画像が規定されない、スポークといわれる所定の短い時間期間が存在する。多くのシステムでは、表示は、この“スポーク時間”において示される。他のシステムにおいては、この時間中に生成される光は、全体的な強度を増加させるように用いられる。

２つの曲線が、この色系列ＦＳの下に示されている。この実施例においては、ＡＣ電流の振幅の値が、国際公開第０２/０９１８０６Ａ１号パンフレットに記載されているように、一定に保たれる高強度放電ランプについてのパルス幅変調重ＡＣ電流が示されている。そのＡＣ電流Ｉ_ＡＫは、この実施例においては、１ｋＨｚで転流され、２５Ｈｚのパルス幅偏重周波数で８０％パルス幅変調が行われている。上方の曲線は、１パルス幅転流周期（即ち、１パルス幅周期Ｔ_ＰＷＭ）における平均値

（関連単位）を示している。下方の曲線は、電流方向、即ち、一定の振幅（関連単位）を有するＡＣ電流ＩＡＫの正パルス及び負パルスを示している。

下方図はまた、種々のパルスの対についてのパルス幅、即ち、正パルス及びそれぞれの後続する負パルスを示している。左端近くに示すパルスの対の場合、正パルスのパルス幅ＰＷ_ｐ，１は負パルスのパルス幅ＰＷ_ｎ，１に略等しい。次に示しているパルスの対の場合、正パルスのパルス幅ＰＷ_ｐ，２は負パルスのパルス幅ＰＷ_ｎ，２よりかなり小さく、そして示されている第３のパルスの場合、正パルスのパルス幅ＰＷ_ｐ，３は負パルスのパルス幅ＰＷ_ｎ，３より大きい。各々の場合、正パルスによるゼロクロスから負パルスの端におけるゼロクロスまで続く期間Ｔ_Ｉは一定であり、前記期間は、転流周波数の逆数に相当する。即ち、パルス幅変調においては、ゼロクロスの位置のみが、正パルスから負パルスへの遷移により変調される。その結果、上方の図においてプロットされている電流の平均値

は、転流期間Ｔ_ＰＷＭにおいて時間の経過と共に各々の点で変化する。この平均値

はまた、パルス幅比に相当する。図２ａの上方の曲線で示しているように、パルス幅変調は正弦曲線にしたがっている。代替としては、しかしながら、異なる関数が用いられることがまた、可能である。

色変化系列ＦＳと上方の図とにおいては、種々の時間期間が示されている。先ず、緑色ｇ、赤色ｒ及び青色ｂ画像を有する、色サイクルＦＺの時間的距離が示されている。この実施例においては、そのような色サイクルＦＺは、３００Ｈｚの繰り返し周波数で繰り返される。また、ＰＡＬ映像システムにおいて用いられることが可能であるような短い画像サイクルＢＺ及び２５Ｈｚの長い画像サイクルＢＺ′が示され、その２５Ｈｚの長い画像サイクルＢＺ′は、５０Ｈｚの短い画像サイクルの２倍に相当し、例えば、ＤＶＤフィルム素材の場合に用いられることが可能である。パルス幅変調期間Ｔ_ＰＷＭがまた、示されている。

図２ｂは、変調関数Ｍにより、特定の方式でバランスがとられたカラードットを得るように、高強度放電ランプに適用されるＡＣ電流Ｉ_ＡＭの振幅値がどのように変調されるかを示している。

図２ｂは再び、最上部において、色変化系列ＥＳを、そしてこの下方には、色サイクルＦＺについての時間的距離、５０Ｈｚの短い画像サイクルＢＺ、２５Ｈｚの長い画像サイクルＢＺ′及びパルス幅変調期間Ｔ_ＰＷＭを示している。図２ａの最下部に既に示している曲線が再び、この下に直接、示され、前記曲線は、一定の電流振幅を有するパルス幅変調電流Ｉ_ＡＫを示している。前提とする電流又は電力変調関数Ｍが、下の更なる図に示されている。これは、０．５乃至１．５（関連単位）の範囲内の相対電流振幅Ｉ_Ａを示している。値１は、ここでは、赤色セグメントの間に基準として選択された電流値に相当する。変調関数Ｍは、この場合、周期的なステップバイステップ関数である。変調関数Ｍは更に、図２ｂから理解できるように、色変化系列ＦＳと相関関係がある。例示としての実施例においては、投影システム１及び表示システム６は、最適な画像バランスのためには、より青色が強い成分及びよりより緑色が弱い成分を必要とする。それ故、電流は、色系列ＦＳの青色セグメントにおいて１．５に増加され、緑色セグメントにおいて０．７５に減少される。

最下部の曲線は、ランプ１に適用される、それ故、変調関数Ｍにしたがって、パルス幅変調及び振幅変調された結果として得られたランプ電流Ｉ_ＡＭを示している。このランプ電流Ｉ_ＡＭの振幅は、１．５（関連単位）の最大電流振幅と−１．５の最小電流振幅との間の範囲内で移動する。電力調整については、電流は、それ故、平均値が必要な名目上の電流に相当するようなランプ電流にスケーリングされる必要がある。

図２ａ及び２ｂはまた、有効なＤＣ電流成分を補償するように、パルス幅変調関数及び振幅変調関数の位置が互いに、どのように適合されなければならないかを示している。ここでは、先ず、システムの“より良好な”挙動は、正弦パスル幅変調のサンプリング値を僅かに移動させることにより得られる、即ち、そのシステムは、例えば、同期周波数における意図的でない移動のようなエラーに等しく反応することはない。更に、パスル幅変調に対して変調関数の位置を移動させることにより、ＤＣ電流成分がパルス幅変調期間ＴＰＷＭにおいて完全に一様になることが確実にされる。更に、ＤＣ電流成分を抑制する更なる可能性が存在する。第１に、転流が、色セグメントｒ、ｇ、ｂ間のセグメント遷移と十分に結び付けられることが可能である。第２に、各々のパルス幅変調期間Ｔ_ＰＷＭの１つ又は２つの転流サイクルにおいて、生じる及びＤＣ電流をもたらすことが可能である何れかの非対称性のバランス化は、ランプドライバにおいて実行される測定及び演算にしたがった目標の様式で実行されることが可能である。最終的には、各々の転流サイクルは、過去に生じたエラーを考慮しながら、適合されることが可能である。即ち、例えば、スイッチング時間に対する丸め又は最小の変調が、最小のエラーの方向に常に実行されることが可能である。

図３は、高強度放電ランプ２を動作させる本発明にしたがった方法を簡単な様式で実行するように用いられることが可能であるランプドライバ１０の実施形態の一実施例を示している。

ランプ２は、このドライバ１０に適切なランプ端子２３を介して接続されている。ランプドライバ１０は、ＤＣ電圧電源Ｖ１に電圧電源端子１６を介して接続されている。外部ＤＣ電源は、この場合、例えば、３８０Ｖである。入力側において、ドライバ１０はＤＣ／ＤＣ変換器１２を有し、そのＤＣ／ＤＣ変換器１２は所望のランプ電流を印加する役割を果たす。このＤＣ／ＤＣ変換器１２は、スイッチＭ１、ダイオードＤ１、インダクタンスＬ１及び容量Ｃ１、例えば、コンデンサにより構成されている。

制御装置１１は、レベルシフタ１４によりスイッチＭ１を、それ故、ランプ２の電流を制御する。実施形態に応じて、その電流はまた、誘導測定要素１９を用いて制御装置１１によりモニタされる。電圧測定のために、対応して減少する電圧は、２つの抵抗器Ｒ１、Ｒ２を有する電圧ドライバ２４を介してコンデンサＣ１においてもたらされ、アナログ／ディジタル変換器２５により制御装置１１において測定される。コンデンサＣ２は、測定信号における干渉を減少させるのみのための役割を果たす。

それに応じて事前に印加される電流は、その場合、ブリッジ回路の方式で４つのスイッチＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５を切り換える転流子ドライバ２０を有し、それに応じて、ランプ２における電流を転流する。

イグニッション目的で、ランプ２はまた、イグニッション変換器２２に接続されている。このイグニッション変換器２２は通常、ここで示しているように、ランプ２の両方の端子２３に対照的に適用される。イグニッション変換器２２は、ランプ２をオンにするように最大２０ｋＶを印加する。更に、イグニッション変換器２２のインダクタンスＬＴ１、ＬＴ２はまた、ランプ２の更なる動作中に電流を平坦にする役割を果たす。

以上のおいては、図３に示すランプドライバ１０は、従来のランプドライバと異なっていない。

本発明にしたがっては、しかしながら、従来のランプドライバと異なり、パルス幅変調ユニット２１が、転流子回路１３内に、この場合、特に、プログラマブル処理器の形でデザインされている転流子ドライバ２０内に位置付けられている。このことは、上記のように、各々の場合に、正パルスと隣接する負パルスとの間のパルス幅比が好ましい変量形式にしたがって変調されるように、正パルスと後続の負パルスとの間のゼロクロスの位置は移動されることを確実にする。

更に、振幅編著ユニット１５は、プログラマブル処理器の形でどうようにデザインされることが可能である制御装置１１内に位置付けられ、この振幅変調ユニットは、ＡＣ電流の値の所望の振幅変調が達成されるような様式で、設定した増幅関数Ｍにしたがって、レベルシフタ１４を介して、ＤＣ／ＤＣ変換器１２に、特に、スイッチＭ１に影響を与える。振幅変調ユニット１５は、制御装置１１のプログラマブル処理器のソフトウェアの形で実施されることが可能である。

ＤＣ電流成分の生成が回避されるように、パルス幅比の変調及び電流振幅の値の変調が、上記のように、互いに対して適切に適合されることを確実にするように、この場合の制御装置１１は、パルス幅変調ユニット２１に内部同期信号を送信する。

電流振幅の値を変調する変調関数が投影システム１のカラーホイール４の色変化シーケンスＦＳを同期されることを確実にするように、ランプドライバ１０の入力１７を介して、制御装置１１は、中央の制御装置９（図１を参照されたい）から同期信号Ｓｙｎｃを受け入れる。

更に、制御装置９は、変調関数Ｍを変えることが要求されるときに、変調関数Ｍを変えるように、変調関数Ｍを変えるための信号Ｓ_Ｍをランプドライバ１０の入力１８を介して制御ユニット１１及び振幅変調ユニット１５に送信することが可能である。

例示として、色バランスは、それ故、暖かい画像の印象と冷たい画像の印象との間の変化を調整することが可能である。ディスプレイにおける異なる色温度の設定が、赤色成分と青色成分との間の比を簡単に変えることにより可能である。このことは、分解能及び光の損失を伴わずに、変調関数を適切に調整することにより本発明にしたがって迅速に実行されることが可能である。

同様に、特に暗いシーンにおいて、高階調分解能が達成され、上記の場合のように代替の概念においては、カラーホイールにおいて暗いセグメントを用いる必要はない。それに代えて、階調分解能の増加が、光損失を伴うことなく、変調関数において対応する低パワーレベルを加算することにより、簡単な方法で達成されることが可能である。この画像輝度は、例えば、映像提示のために、もう一度、最大色飽和を達成するように、いつでもオフに切り換えられることが可能である。

好適には、投影システムの制御装置９は適切なユーザインタフェース（図示せず）を有し、そのユーザインタフェースにより、オペレータが変調関数Ｍを手動で調整する、又は制御装置９において既に規定され、記憶されている種々の最適な変調関数Ｍ間で選択することができ、その変調関数は、その場合、対応する制御信号Ｓ_Ｍを介してランプドライバ１０に送信される。代替として、既に規定されている種々の任意の変調関数Ｍはまた、ランプドライバ１０に記憶されることが可能であり、それらの変調関数は、その場合、制御ドライバ９からの制御信号Ｓ_Ｍにより選択される。

したがって、本発明にしたがった方法及びランプドライバにより、各々の場合に、複数の自由に選択された時間期間においてふらつきのない動作のために必要な正確な光量を供給することが可能であり、それ故、一方では、例えば、リアプロジェクションテレビにおいて、画像輝度は３０％又はそれ以上増加されることが可能であり、同時に、階調分解能が改善されることが可能である。同様に、異なる色温度が、損失を伴わずに簡単な方法で選択されることが可能である。殆ど何れのディスプレイに対する最適な適合が、それ故、何れの少なからぬ複雑性を伴わずに、簡単な転流により可能である。

最終的には、上記の図及び説明において示しているシステム及び方法は、本発明の範囲から逸脱することなく当業者が広く変えることができる実施形態の単なる例示であることをもう一度、指摘しておく必要がある。また、完全を期すために、要素の単数表現を使用していることは、対象の特徴がまた複数の状態でも存在する可能性を除外するものではないことを指摘しておく必要がある。

本発明にしたがった投影システムの実施形態の一実施例の模式図である。 投影システムにおける色変化系列（上部）に対する時間的関係において１パルス幅変調期間に得られた平均電流値（中央）とパルス幅変調ＡＣ電流（下部）を示す模式図である。 図２ａにしたがった一定の電流振幅（上から２番目）を有する関連するパルス幅変調ＡＣ電流を有する図２ａの色変化系列（最上部）、並びに適合した振幅変調関数（上から３番目）及び関連する振幅変調及びパルス幅変調ＡＣ電流（最下部）の模式図である。 本発明にしたがったランプドライバの実施形態の一実施例のブロック図である。

Claims (11)

1. 高強度放電ランプを動作させる方法であって：
   前記高強度放電ランプは、所定の電流振幅を有する正パルスと負パルスとの間で転流する交流電流において作動し、正パルスのパルス幅と隣接する負パルスのパルス幅との間のパルス幅比は、２つの連続する正パルス及び負パルス、即ち、１つの正パルス及び１つの負パルスの平均電流値が正の値と負の値との間で周期的に変わるように変調され；そして
   前記電流振幅の値は所定の変調関数にしたがって変調される；
   方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記パルス幅比の前記変調及び前記電流振幅値の前記変調は、所定の時間期間に亘って考慮される場合、正電流パルス全部に亘る積分は負電流パルス全部に亘る積分に実質的に相当するように、互いに適合されることを特徴とする、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、前記変調関数は周期関数であることを特徴とする、方法。
4. 請求項１乃至３の何れ一項に記載の方法であって、前記電流振幅値は段階的に変調されることを特徴とする、方法。
5. 請求項１乃至４の何れ一項に記載の方法であって、前記高強度放電ランプは投影システムにおいて動作され、前記電流振幅値を変調する前記変調関数は、前記投影システムの色変化システムの色変化系列により同期化されることを特徴とする、方法。
6. 請求項５に記載の方法であって、前記投影システムの投影の色バランスは前記変調関数を調整することにより制御されることを特徴とする、方法。
7. 請求項１乃至６の何れ一項に記載の方法であって、前記変調関数は制御コマンドの関数として変化されることが可能であることを特徴とする、方法。
8. 高強度放電ランプのためのランプドライバであって：
   ＤＣ電圧電源からもたらされるＤＣ電流が前記高強度放電ランプについてのＡＣ電流に変換されるようにデザインされている転流回路であって、所定の電流振幅で正パルスと負パルスとの間で転流する、転流回路；
   正パルスのパルス幅と隣接する負パルスのパルス幅との間のパルス幅比が、２つの連続するパルス、即ち、１つの正パルス及び１つの負パルスの平均電流値が正の値と負の値との間で周期的に変わるように変調されるようにデザインされているパルス幅変調ユニット；及び
   前記電流振幅の値が所定の変調関数にしたがって変調されるようにデザインされている振幅変調ユニット；
   を有する、ランプドライバ。
9. 請求項８に記載のランプドライバであって、前記パルス幅変調ユニットは前記転流回路に組み込まれ、前記振幅変調ユニットは前記高強度放電ランプの動作電流のレベルを規定するＤＣ−ＤＣ変換器に影響することを特徴とする、ランプドライバ。
10. 表示装置；
    高強度放電ランプ；及び
    請求項８又は９に記載のランプドライバ；
    を有する投影システム。
11. 請求項１０に記載の投影システムであって、電流振幅値を変調する変調関数が色変化システムの色変化系列と同期化されるように、前記ランプドライバ及び前記色変化システムを制御する同期化装置及び前記色変化システムを特徴とする、投影システム。
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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