KR101169119B1 - 방전 램프 점등 장치 및 프로젝터 - Google Patents

Abstract

프로젝터에 있어서 사용되는 고휘도 방전 램프를 점등하기 위한 방전 램프 점등 장치에 있어서, 증가 변조의 억제가 해제될 때에, 프로젝터의 투영 화상의 색조나 밝기가 급격하게 변화하는 것처럼 감상자에게 지각되는 문제를 해결한 방전 램프 점등 장치 및 프로젝터를 제공하는 것이다.

증가 변조의 억제가 해제될 때에는, 방전 램프의 시동 직후로부터 정상 점등 상태로의 이행의 도중에 있어서, 서서히 해제되도록 동작하도록 구성한다.

Description

방전 램프 점등 장치 및 프로젝터{DISCHARGE LAMP LIGHTING DEVICE AND PROJECTOR}

본 발명은, 프로젝터에 있어서 사용되는, 고압 방전 램프, 특히 고압 수은 램프, 메탈할라이드 램프, 크세논 램프 등의 고휘도 방전 램프를 점등하기 위한 방전 램프 점등 장치, 및 상기 방전 램프 점등 장치를 이용한 프로젝터에 관한 것이다.

예를 들면, 액정 프로젝터나 DLP(TM) 프로젝터와 같은 화상 표시용 등의 광학 장치를 위한 프로젝터에 있어서는, 고휘도 방전 램프(HID 램프)가 사용된다. 상기한 프로젝터에는, 다이크로익 프리즘 등에 의해 적, 녹, 청 즉 R, G, B의 3원색을 분리하여, 각 색마다 설치한 공간 변조 소자에 의해 각 3원색별의 화상을 발생시키고, 다이크로익 프리즘 등에 의해 광로를 재합성하여 컬러 화상을 표시하는 방식의 것이 있다. 또 한편으로는, R, G, B의 3원색의 투과색을 갖는 컬러 휠로 이루어지는 필터를 회전시켜, 이 필터, 즉 동적 색 필터에 광원으로부터의 광을 통과시킴으로써 각 3원색의 광속을 순차적으로 발생시키고, 이것에 동기시켜 공간 변조 소자를 제어함으로써, 각 3원색별의 화상을 시간 분할에 의해 순차적으로 발생 시켜, 컬러 화상을 표시하는 방식의 것도 있다.

램프 전압(VL)과 램프 전류(IL)의 변화의 모양을 모식적으로 도시한 도면인 도 14의 (a)와 (b)를 원용하여, 상기한 바와 같은 방전 램프를 위한 방전 램프 점등 장치에 있어서의, 점등 동작을 간단히 설명한다. 우선, 시동시에는, 램프에 무부하 개방 전압으로 불리는 전압을 인가한 상태로, (도 14의 시점(to) 이후) 고전압을 인가하는 등으로 하여 방전 공간 내에 절연 파괴를 발생시키고 글로 방전(도 14의 시점(tg) 이후)을 거쳐 아크 방전(도 14의 시점(ta) 이후)으로 이행시켜, 최종적으로, 안정한 정상 점등을 실현하도록 동작한다.

도 14의 시점(ta)의 직후의 아크 방전으로 이행 직후는, 예를 들면 10V 정도의 낮은 값인 램프의 방전 전압은, 온도 상승에 따라 서서히 상승하고, 정상 점등 상태에서는 일정 전압으로 안정된다. 통상, 방전 램프 점등 장치는, 소정의 램프 투입 전력을 실현하기 위해서 필요한 램프 전류를 출력할 수 있도록, 입력 전원의 출력을 램프의 방전 전압에 적합하게 하는 컨버터를 갖고 있고, 또, 램프 전압, 즉 컨버터의 출력 전압을 검출하여, 이 정보에 의거해, 예를 들면 목표 전력을 검출 전압으로 나눈 몫의 값에 의해, 목표 램프 전류를 결정하는 구조를 갖고 있다. 또한, 아크 방전으로 이행 직후의 램프 전압이 낮은 기간에서는, 목표 전력을 검출 전압으로 나누어 산출한 목표 램프 전류는 매우 큰 값이 되어 실현 불가능하기 때문에, 대신에, 램프 전류의 상한치 ILmax를 목표 램프 전류로서 채용해 두고, 이윽고, 램프 전압이 상승하여, 목표 전력을 검출 전압으로 나누어 얻은 산출치가 상한치 ILmax를 하회하게 되면 되면, 목표 램프 전류를 상기 산출치로 설정한다.

방전 램프의 구동의 방식에 관해서는, 상기 컨버터에 의해 램프를 점등시키는 직류 구동 방식과, 상기 컨버터의 후단에 인버터를 더 구비함으로써 주기적 극성 반전을 행하는 교류 구동 방식이 있다. 직류 구동 방식의 경우는, 램프로부터의 광속도 또한 직류적, 즉 시간적으로 변화하지 않기 때문에, 기본적으로, 상기한 프로젝터의 양쪽의 방식에 있어서, 완전히 동일하게 적용할 수 있다는 큰 이점이 있다. 이것에 대해서, 교류 구동 방식의 경우는, 극성 반전 주파수라는, 직류 구동 방식에는 없는 자유도를 이용하여, 방전 램프의 전극의 소모나 성장을 제어할 수 있는 가능성이 있다는 이점이 있는 반면, 극성 반전시의 발광의 순간 절단이나 오버슈트 등이 생겨 표시 화상에 악영향을 미치는 등, 극성 반전이 존재하는 것 자체에 기인하는 불리한 점도 있다.

그런데, 표시 화상의 색 재현 성능을 높은 것으로 하기 위해서는, 광원 램프의 스펙트럼 분포와 상기한 동적 색 필터를 이용한 색 순차 광속으로의 변환 형태의 정합이 중요하다. 상기한 컬러 휠의 경우, R, G, B(경우에 따라서는 이것들에 더해 W 즉 흰색) 각 색의 영역의 각도 분포, 즉 1회전당의 각 색이 투과하고 있는 시간의 비율을, 램프의 스펙트럼에 맞추어 설정함으로써, 색 재현 성능의 향상, 혹은 원하는 색 재현 성능으로의 개선을 도모할 수 있다.

예를 들면, R성분이 부족한 램프를 사용하는 경우는, R성분의 투과 영역을 크게 하는, 즉 R성분이 투과하고 있는 시간의 비율을 다른 색보다도 길게 하는 것이 유효하다. 그러나, 이러한 방법에 의해 색재현 성능을 원하는 것으로 개선시키는 경우는, 예를 들면 DLP 방식의 프로젝터에서는, 표시 화상의 각 화소의 색마다 의 휘도를 공간 변조 소자의 각 화소 동작의 듀티 사이클비로 제어하기 때문에, 투과하고 있는 시간의 비율을 줄인 색 성분에 있어서는, 화소의 계조의 섬세한 제어를 하기 어려워진다는 문제가 생긴다.

이러한 문제를 해결하기 위해서, 예를 들면, 일본 특허 공표 평08-505031호에는, 화상 투사 장치에 있어서, 컬러 변화 수단의 출력에 의해 부여되는 광 빔의 컬러에 동기하여 광원의 출력 파워를 변화시키는 광원 구동 제어 수단을 설치하는 것이 제안되어 있다. 또, 일본 특허 공표 2004-526992호에도, 동일하게 색에 대응하여 2종류의 레벨의 전력을 램프에 공급하도록 한 컬러 디스플레이 장치가 제안되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 2005-353343호에는, 교류 구동되는 램프 전류의 극성 반전 타이밍과는 관계없이, 회전 필터의 색에 동기한 펄스적인 전류를 램프 전류에 중첩하는 프로젝터가 제안되어 있다. 이러한 기술의 공통점은, 요컨대, 프로젝터에 있어서 발현하고 있는 필터색에 대응하여 램프 전류에 펄스를 중첩하도록 변조를 행하는 것이다. 그러나, 이러한 제안에 있어서는 해결되지 않은 문제가 있었다.

상기한 바와 같이, 고휘도 방전 램프는, 시동 직후는 램프 전압이 낮기 때문에, 램프의 광속을 빨리 상승시켜, 빨리 정상 상태로 이행시키기 위해서는, 시동 직후의 기간에는, 램프의 가열을 촉진하도록, 가능한 한 큰 램프 전류를 흐르게 할 필요가 있다. 단, 이 때에 흐르게 할 수 있는 전류의 절대치에는 상한치 ILmax가 있고, 그것을 넘는 전류를 흐르게 한 경우, 펄스적 전류여도 램프 전극의 소모를 초래한다. 따라서, 이 기간에 있어서는, 램프 전류의 상한치 ILmax를 넘지 않는 조건 하에서는, 펄스를 중첩하는 것보다도, 중첩하지 않도록 하는 쪽이, 램프 전류의 평균치가 증가하여, 램프의 광속을 빨리 상승시킬 수 있게 된다. 왜냐하면, 펄스를 중첩하지 않는 경우는, 상한치 ILmax 한도까지의 램프 전류를 연속적으로 흐르게 할 수 있는 것에 반해, 펄스를 중첩하는 경우는, 펄스가 중첩되어 있는 기간 이외의 기간에서는, 상한치 ILmax보다 유의하게 작은 램프 전류로 되어 있기 때문이다.

따라서, 시동 직후의 기간에 있어서는 램프 전류에 펄스를 중첩하는 기능을 억제해 두고, 램프의 가열이 진행됨으로써, 램프 전압이 상승하여, 램프 전류가 상기한 상한치 ILmax를 유의하게 하회하고, 가령 펄스 중첩을 행해도 피크 전류치가 상한치 ILmax를 넘지 않는 것이 확실한 상태가 되는 것을 대기하여, 펄스 중첩 기능의 억제를 해제하도록 제어할 수밖에 없었다. 도 14에서는, 시점(tm)에 있어서 억제 해제하는 모양이 그려져 있다. 그러나, 이러한 억제 해제의 방법의 경우, 억제된 상태에서 억제 해제된 상태로의 이행이 급준하기 때문에, 프로젝터의 투영 화상의 감상자에 따라서는, 화상의 색조나 밝기가 급격하게 변화하는 것처럼 지각되므로, 매우 눈에 거슬린다는 큰 문제가 있고, 또 경우에 따라서는, 고장과 착각 등, 감상자에게 불필요한 불안을 주는 문제조차 있었다.

이 문제를 완화하기 위해서, 펄스 중첩 기능의 억제 해제의 타이밍을 가능한 한 앞당겨, 램프의 가열이 충분히 진행되기 전의, 프로젝터의 투영 화상이 너무 밝아지지 않은 시점으로 설정함으로써, 상기한 억제 해제시의 화상의 급격한 변화를 보이기 어렵게 할 필요가 있었다. 그 때문에, 무리를 해서 램프 전압의 상승이 충 분하지 않은 시점에서 펄스 중첩 기능의 억제 해제가 행해지는 결과, 램프 전류의 상한치 ILmax에 대해서, 여유가 거의 없는, 혹은, 램프의 불균일에 따라, 그것을 넘는 피크치의 펄스가 램프 전류에 중첩되어 버리는 문제를 내재하여, 램프 수명의 관점에서 이상적이지 않은 상황에 있었다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공표 평08-505031호

[특허 문헌 2] 일본 특허 공표 2004-526992호

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 2005-353343호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방전 램프의 전류에 펄스적인 증가 변조를 행하는 기능을 갖는 방전 램프 점등 장치를 탑재한 프로젝터에 있어서, 램프의 시동 직후에는 상기 증가 변조가 억제되고, 램프의 정상 점등 상태에서는 상기 증가 변조의 억제가 해제되도록 동작하는 방전 램프 점등 장치의 경우, 상기 증가 변조의 억제가 해제될 때에, 프로젝터의 투영 화상의 색조나 밝기가 급격하게 변화하는 것처럼 감상자에게 지각되는 문제를 해결한 방전 램프 점등 장치 및 프로젝터를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 청구항 1의 방전 램프 점등 장치는, 방전 램프에 의해 발생된 광속(Ox1)을 이용하여 화상을 투영 표시하는 프로젝터에 있어서 상기 방전 램프(Ld)를 시동하여 점등하기 위한 방전 램프 점등 장치(Ex)로서, 상기 방전 램프 점등 장치는, 상기 방전 램프(Ld)에 급전하는 급전 회로(Ux)와, 램프 전압(VL)을 검출하여 램프 전압 검출 신호(Sv)를 생성하기 위한 램프 전압 검출 회로(Vx)와, 램프 전류(IL)를 검출하여 램프 전류 검출 신호(Si)를 생성하기 위한 램프 전류 검출 회로(Ix)와, 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)에 의존하여 상기 방전 램프(Ld)에 투입되어 있는 부하 전력치 PL이 미리 정한 목표 전력치 PT가 되도록 상기 램프 전류 목표 신호(St)를 갱신하는 전력 제어 회로(Up)와, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)와 상기 램프 전류 목표 신호(St)의 차이가 작아지도록, 상기 급전 회로(Ux)를 피드백 제어하는 급전 능력 제어 회로(Ud)와, 변조 신호(Sm)에 따라 램프 전류(IL)에 펄스적인 증가 변조를 행하는 램프 전류 변조 회로(Um)를 갖고 있고, 상기 방전 램프(Ld)의 시동시 및 시동 직후에는 상기 증가 변조가 억제되고, 상기 방전 램프(Ld)의 정상 점등 상태에서는 상기 증가 변조의 억제가 해제되도록 제어되고, 상기 증가 변조의 억제가 해제될 때에는, 상기 방전 램프(Ld)의 시동 직후로부터 정상 점등 상태로의 이행의 도중에 있어서, 서서히 해제되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 2의 방전 램프 점등 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 램프 전류 변조 회로(Um)는, 상기 변조 신호(Sm)에 따라, 상기 램프 전류 검출 회로(Ix)에 있어서의 상기 램프 전류 검출 신호(Si)의 출력에 대한 게인에 변조를 행함으로써 상기 증가 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 3의 방전 램프 점등 장치는, 청구항 1의 발명에 있어서, 상기 램프 전류 변조 회로(Um)는, 상기 변조 신호(Sm)에 따라, 상기 전력 제어 회로(Up)에 있어서의 상기 램프 전류 목표 신호(St)의 출력에 대한 게인에 변조를 행함으로써 상기 증가 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 4의 방전 램프 점등 장치는, 청구항 2의 발명에 있어서, 게인을 작게 하는 정도를 억제함으로써 상기 증가 변조의 억제를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 5의 방전 램프 점등 장치는, 청구항 3의 발명에 있어서, 게인을 크게 하는 정도를 억제함으로써 상기 증가 변조의 억제를 행하는 것을 특징 으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 6의 방전 램프 점등 장치는, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 발명에 있어서, 상기 램프 전류(IL)가 소정의 값을 넘지 않도록 제어함으로써 상기 증가 변조의 억제를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 7의 방전 램프 점등 장치는, 청구항 6의 발명에 있어서, 증가 변조가 행해지지 않은 기간의 램프 전류치에 대응하는 신호와, 소정의 값을 넘지 않는 것이 보증된 증가 변조가 가해진 기간의 램프 전류치에 대응하는 신호를 생성해 두고, 이러한 신호로부터 선택함으로써, 증가 변조가 행해지지 않은 기간과 증가 변조가 가해진 기간의 램프 전류의 레벨을 결정하는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 8의 프로젝터는, 방전 램프에 의해 발생된 광속(Ox1)을 이용하여 화상을 투영 표시하는 프로젝터로서, 상기 방전 램프(Ld)를 시동하여 점등하기 위한 방전 램프 점등 장치가 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 방전 램프 점등 장치(Ex)인 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 청구항 9의 프로젝터는, 청구항 8의 발명에 있어서, 동적 색 필터(Of)에 의해 색 순차 광속(Ox2)으로 변환하고, 상기 색 순차 광속(Ox2)을 이용하여 화상을 투영 표시하는 것으로서, 상기 변조 신호(Sm)는, 상기 색 순차 광속(Ox2)의 특정한 색에 의존하여 생성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 방전 램프의 전류에 펄스적인 증가 변조를 행하는 기능을 갖는 방전 램프 점등 장치를 탑재한 프로젝터에 있어서, 램프의 시동 직후에는 상기 증가 변조가 억제되고, 램프의 정상 점등 상태에서는 상기 증가 변조의 억제가 해제되도록 동작하는 방전 램프 점등 장치여도, 상기 증가 변조의 억제가 해제될 때에는, 상기 방전 램프(Ld)의 시동 직후로부터 정상 점등 상태로의 이행의 도중에 있어서, 서서히 해제되도록 동작하도록 구성함으로써, 상기 증가 변조의 억제가 해제될 때에, 프로젝터의 투영 화상의 색조나 밝기가 급격히 변화하는 것처럼 감상자에게 지각되는 문제를 해결한 방전 램프 점등 장치 및 프로젝터를 제공할 수 있다.

우선, 본 발명의 방전 램프 점등 장치를 간략화하여 도시한 블록도인 도 1을 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서 설명한다. 급전 회로(Ux)는, 방전 램프(Ld)의 주방전을 위한 전극(E1, E2)에 접속되고, 상기 방전 램프(Ld)에 급전하도록 접속한다. 상기 방전 램프(Ld)에는, 그 방전 시동을 위한 스타터(Us)가 접속되어 있다.

본 도면은, 상기 방전 램프(Ld)의 밀봉체의 외부에 설치한 보조 전극(Et)에 고전압을 인가하는, 이른바 외부 트리거 방식의 경우를 나타내지만, 트리거 방식은, 본 발명의 본질에는 관계없다. 따라서, 주방전을 위한 상기 전극(E1, E2)에 직렬로 고전압 펄스 발생 회로를 설치하여 고전압 펄스 인가하는 트리거 방식이나, 공진에 의해 발생하는 높은 전압을 인가하는 방식 등의 것이어도 상관없다. 또, 본 도면은, 직류 구동 방식의 방전 램프 점등 장치를 나타내지만, 후술하는 바와 같이, 상기 급전 회로(Ux)와 상기 방전 램프(Ld)의 사이에 인버터를 끼운 교류 구 동 방식의 방전 램프 점등 장치여도 되고, 직류 구동 방식과 교류 구동 방식의 구별은, 본 발명의 본질에는 관계없다.

상기 급전 회로(Ux)의 출력 전류, 즉 램프 전류(IL)는 램프 전류 검출 회로(Ix)에 의해 검출되고, 램프 전류 검출 신호(Si)가 생성된다. 급전 능력 제어 회로(Ud)에는, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)와, 이 신호의 제어 목표치인 램프 전류 목표 신호(St)가 입력되고, 상기 급전 능력 제어 회로(Ud)는, 이들 2개의 신호를 비교한다. 그리고, 만일 상기 램프 전류 검출 신호(Si)가 상기 램프 전류 목표 신호(St)보다 작은 경우는, 상기 램프 전류(IL)가 증가하도록, 반대로 상기 램프 전류 검출 신호(Si)가 상기 램프 전류 목표 신호(St)보다 큰 경우는, 상기 램프 전류(IL)가 감소하도록, 상기 급전 회로(Ux)로의 게이트 구동 신호(Sg)의 출력을 피드백 제어함으로써, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)와 상기 램프 전류 목표 신호(St)가 일치하도록 제어한다.

한편, 급전 회로(Ux)의 출력 전압, 즉 램프 전압(VL)은 램프 전압 검출 회로(Vx)에 의해 검출되고, 램프 전압 검출 신호(Sv)가 생성되어 전력 제어 회로(Up)에 입력된다. 상기 전력 제어 회로(Up)는, 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)를 이용하여, 상기 방전 램프(Ld)에 투입되어 있는 부하 전력치 PL이 미리 정한 목표 전력치 PT가 되도록 상기 램프 전류 목표 신호(St)를 갱신하는 기능을 갖는다. 또한, 상기 램프 전류 검출 회로(Ix)에 대해서는, 예를 들면 션트 저항(Rx)을 이용하여, 필요에 따라, 증폭기 또는 감쇠기 등으로 이루어지는 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)를 부가하고, 또 상기 램프 전압 검출 회로(Vx)에 대해서는, 예를 들면 분압 저항을 이용하여, 각각 간단하게 실현할 수 있다. 이상의 기본 구성에 의해, 상기 방전 램프(Ld)를 시동하여, 소정의 전력으로의 방전을 유지할 수 있다.

변조 신호(Sm)는 램프 전류 변조 회로(Um)에 입력되고, 램프 전류(IL)를 펄스적으로 증가시키는 증가 변조를 가할 수 있도록 구성된다. 그러나, 램프의 시동시 및 시동 직후에는, 상기한 증가 변조가 억제되고, 램프 전류의 펄스적인 증가가 완전히 행해지지 않거나, 혹은 증가의 양이 낮게 억제되어 있고, 그리고, 램프의 시동에서부터 시간이 경과하여, 정상 점등 상태로의 이행하는 과정의 도중의 적당한 시기에 있어서, 억제되어 있었던 증가 변조가 서서히 해제되도록 동작한다. 이와 같이, 본 발명의 방전 램프 점등 장치에 있어서는, 억제되어 있었던 증가 변조가 서서히, 즉 천천히 해제되기 때문에, 증가 변조가 억제되어 있었던 상태에 있어서의 프로젝터의 투영 화상의 색조나 밝기와, 증가 변조가 억제 해제된 상태에 있어서의 그것들에 차이가 있어도, 투영 화상의 감상자가 그러한 변화가 있었던 것을 알아차리지 못하거나, 혹은 눈에 거슬린다고 느끼는 일이 없어진다.

예를 들면, R, G, B, W의 4색을 갖는 컬러 휠을 갖는 프로젝터에 있어서, R에 대응하는 기간의 램프 전류만을 25％증가시키는 증가 변조를 가할 수 있도록 구성한 방전 램프 점등 장치를 이용하여 지각 시험을 행한 경우, 변조의 억제 해제의 개시에서 종료까지의 기간이, 정지화면으로 약 3초간 이상, 동화상으로 약 2초간 이상인 것에서는, 피험자는 변화를 알아차리지 못하고, 또, 정지화면으로 약 1초간 이상, 동화상으로 약 0.8초간 이상인 것에서는, 변화에 대한 눈에 거슬리는 느낌을 호소하지 않았다. 따라서, 증가 변조를 행하는 색의 조건이나 증가량의 조건이 다 른 경우에도, 증가 변조의 억제 해제의 개시에서 종료까지의 기간의 설정치로서는, 3초간 이상으로 하는 것이 바람직하고, 5～10초간으로 하면 충분하며, 눈에 거슬리는 느낌을 저감하는 정도로 그치는 목적의 경우는, 1초간 이상으로 하면 된다.

여기에서, 상기 변조 신호(Sm)는, 이 방전 램프 점등 장치와 협력하여 작동하는 프로젝터 본체의 화상 처리 회로부에 의해 생성되는 것이어도, 혹은, 예를 들면, 프로젝터 본체에 있어서, 동적 색 필터의 동작에 의거하여 화상 처리부에서 생성되고, 이 방전 램프 점등 장치에 이송되는 변조 전환 타이밍 신호에 의거하여, 방전 램프 점등 장치 자신에 의해 생성되는 것이어도 되고, 상기 변조 신호(Sm)의 생성원은, 본 발명의 본질에는 관계없다. 또, 상기 변조 신호(Sm)가, 하이레벨과 로우레벨을 갖는 1비트의 2값 신호여도, 혹은 다비트의 디지털 신호로 이루어지는 계조를 가진 데이터여도, 또한 아날로그 신호여도, 상기 램프 전류 변조 회로(Um)가 각각의 경우에 적합하게 설치되면 되고, 상기 변조 신호(Sm)의 형식은, 본 발명의 본질에는 관계없다. 또한, 이러한 상기 변조 신호(Sm)로서는, 증가 변조에 의해 램프 전류를 증가시키는 비율을 정하는 다비트 디지털 신호 또는 아날로그 신호 부분과, 변조를 가하거나 또는 가하지 않는 구별을 정하는 1비트의 2값 신호 부분으로 이루어지는 형식의 것도 포함한다.

또한, 상기 램프 전류 변조 회로(Um)는, 램프 전류(IL)를 펄스적으로 증가시키는 증가 변조뿐만 아니라, 펄스적으로 감소시키는 동작과 혼합된 변조를 행하는 것이어도 된다. 또, 방전 램프 점등 장치가 교류 구동 방식의 것인 경우, 방전 램프 점등 장치의 출력 전압의 극성 반전의 타이밍과 증가 변조의 펄스의 타이밍이, 동기하고 있는 것이어도 비동기의 것이어도 되고, 본 발명의 본질에는 관계없다.

도 2는, 본 발명의 방전 램프 점등 장치에서 사용할 수 있는 급전 회로(Ux)의 일례를 도시한 것이다. 강압 초퍼 회로를 기본으로 한 급전 회로(Ux)는, PFC 등의 DC 전원(Mx)에서 전압의 공급을 받아 동작하여, 방전 램프(Ld)로의 급전량 조정을 행한다. 상기 급전 회로(Ux)에 있어서는, FET 등의 스위치 소자(Qx)에 의해 상기 DC 전원(Mx)으로부터의 전류를 온?오프하여, 초크 코일(Lx)을 통해 평활 콘덴서(Cx)에 충전이 행해지고, 이 전압이 방전 램프(Ld)에 인가되어, 방전 램프(Ld)에 전류를 흐르게 할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 스위치 소자(Qx)가 온 상태인 기간은, 스위치 소자(Qx)를 통과한 전류에 의해, 직접적으로 평활 콘덴서(Cx)로의 충전과 부하인 방전 램프(Ld)로의 전류 공급이 행해짐과 함께, 초크 코일(Lx)에 자속의 형태로 에너지를 축적하고, 상기 스위치 소자(Qx)가 오프 상태인 기간은, 초크 코일(Lx)에 자속의 형태로 축적된 에너지에 의해, 플라이휠 다이오드(Dx)를 통해 평활 콘덴서(Cx)로의 충전과 방전 램프(Ld)로의 전류 공급이 행해진다.

상기 강압 초퍼형의 급전 회로(Ux)에 있어서는, 상기 스위치 소자(Qx)의 동작 주기에 대한, 상기 스위치 소자(Qx)가 온 상태인 기간의 비, 즉 듀티 사이클비에 의해, 상기 방전 램프로의 급전량을 조정할 수 있다. 여기에서는, 어떤 듀티 사이클비를 갖는 게이트 구동 신호(Sg)가 급전 제어 회로(Fx)에 의해 생성되고, 게이트 구동 회로(Gx)를 통해, 상기 스위치 소자(Qx)의 게이트 단자를 제어함으로써, 상기한 DC 전원(Mx)으로부터의 전류의 온?오프가 제어된다.

또한, 여기에서는, 급전 회로(Ux)로서, 강압 초퍼 회로에 의한 것을 나타내었지만, 예를 들면 승압 초퍼 회로 등, 입력 전력을 방전 램프에 급전하는데 적합한 전압?전류로 변환하는 컨버터이면 되고, 급전 회로의 형식은, 본 발명의 본질에는 관계없다.

다음에, 상기 급전 제어 회로(Fx)의 간략화된 구성을 도시한 도면인 도 3을 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 하나에 대해서 설명한다. 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)는, 전력 제어 회로(Up) 중의 AD 변환기(Adc)에 입력되고, 적당한 자리수를 갖는 디지털의 램프 전압 데이터(Sxv)로 변환되어, 마이크로 프로세서 유닛(Mpu)에 입력된다. 여기에서, 마이크로 프로세서 유닛(Mpu)은, CPU나 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 클럭 펄스 발생 회로, 타임 카운터, 디지털 신호의 입출력을 위한 IO 제어기 등을 포함한다.

마이크로 프로세서 유닛(Mpu)은, 상기 램프 전압 데이터(Sxv)를 참조한 계산이나, 그 시점의 시스템의 상태에 따른 조건 판단에 의거하여, 후술하는 급전 능력 제어 회로(Ud)를 위한, 초퍼 능력 제어 목표 데이터(Sxt)를 생성한다. 예를 들면, 정격 전력에 대응하는 상수를 상기 램프 전압 데이터(Sxv)로 나누고, 정격 전력을 달성하기 위한 램프 전류(IL)의 값을 산출하여, 이 값에 대응하는 것으로서 상기 초퍼 능력 제어 목표 데이터(Sxt)를 생성한다. 단, 시동 직후에 있어서 발생하도록, 만일, 나누어 얻은 산출치가 램프 전류(IL)의 상한치 ILmax에 상당하는 값을 넘고 있는 조건에서는, 산출치 대신에 상한치 ILmax에 상당하는 값을 상기 초퍼 능력 제어 목표 데이터(Sxt)로서 설정한다. 상기 초퍼 능력 제어 목표 데이터(Sxt) 는, DA 변환기(Dac)에 의해, 아날로그의 램프 전류 목표 신호(St)로 변환되어, 급전 능력 제어 회로(Ud)에 입력된다.

상기 급전 능력 제어 회로(Ud) 내에 있어서는, 상기 램프 전류 목표 신호(St)는, 필요에 따라 설치하는 증폭기 또는 버퍼(Ad1)와 다이오드(Dd1)를 통해, 풀업 저항(Rd1)의 일단에 접속되고, 초퍼 구동 목표 신호(Sd2)가 생성된다. 또한, 상기 풀업 저항(Rd1)의 타단은 적당한 전압을 갖는 기준 전압원(Vd1)에 접속된다.

한편, 상기 션트 저항(Rx)으로부터의 램프 전류 원검출 신호(Sr)를 변환(증폭 또는 감쇠)하기 위한 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)에는, 램프 전류 변조 회로(Um)가 접속되고, 변조 신호(Sm)에 따라 상기 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)의 게인에 변조가 가해져 상기 램프 전류 검출 신호(Si)가 생성된다. 이 신호는, 필요에 따라 설치하는 증폭기 또는 버퍼(Ad3)와 다이오드(Dd3)를 통해, 일단이 그라운드(Gndx)에 접속된 풀다운 저항(Rd5)의 타단에 접속되고, 제어 대상 신호(Sd5)가 생성된다.

또한, 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)는, 비교기(Cmv)에 의해, 상기한 무부하 개방 전압에 대응하는 전압을 갖는 기준 전압원(Vd2)의 전압과 비교되어, 만일, 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)가, 무부하 개방 전압보다 높은 경우는, 트랜지스터(Qd1)가 오프 또는 능동 상태가 되어, 적당한 전압원(Vd3)으로부터, 저항(Rd4)과 다이오드(Dd4)를 통해, 상기 풀다운 저항(Rd5)에 전류를 흐르게 함으로써, 상기 제어 대상 신호(Sd5)의 수준을 올리도록 동작한다. 반대로 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)가, 무부하 개방 전압보다 낮은 경우는, 상기 트랜지스터(Qd1)가 온 상태가 되므로, 상기 전압원(Vd3)으로부터의 전류는 단락되고, 상기 제어 대상 신호(Sd5)는, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)에 대응하는 것이 된다. 왜냐하면, 상기의 풀다운 저항(Rd5)과 다이오드(Dd3), 다이오드(Dd4)로 이루어지는 회로는, 각 다이오드의 애노드측의 신호(Sd6)와 신호(Sd7) 중 어느 하나의 작지 않은 쪽에 대응하는 전압이 선택되어 풀다운 저항(Rd5)에 발생하기 때문이다. 이와 같이 구성함으로써, 비록 출력 전류가 거의 정지하고, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)가 거의 들어가지 않은 상태여도, 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)가, 상기 무부하 개방 전압보다 높아지려고 하면, 상기 제어 대상 신호(Sd5)가 급속히 상승함으로써, 램프 전압(VL)은, 개략 무부하 개방 전압 이하로, 항상 하드웨어적으로 제한된다.

상기 초퍼 구동 목표 신호(Sd2)는, 저항(Rd2)과 저항(Rd3)으로 분압되고, 연산 증폭기(Ade)의 반전 입력 단자에 입력된다. 한편, 상기 제어 대상 신호(Sd5)는, 상기 연산 증폭기(Ade)의 비반전 입력 단자에 입력된다. 그리고, 상기 연산 증폭기(Ade)의 출력 신호는, 적분 콘덴서(Cd1)와 스피드업 저항(Rd6)을 통해 반전 입력 단자에 피드백되어 있으므로, 상기 연산 증폭기(Ade)는, 상기 초퍼 구동 목표 신호(Sd2)의 저항(Rd2)과 저항(Rd3)에 의한 분압 전압에 대한, 상기 제어 대상 신호(Sd5)의 전압의 차를 적분하는, 오차 적분 회로로서 작용한다.

시정수를 결정하기 위한 저항(Rd0)과 콘덴서(Cd0)가 접속된 발진기(Osc)는, 도 4의 a에 도시한 톱니상파 신호(Sd0)를 발생하고, 이 톱니상파 신호(Sd0)와, 상기 오차 적분 회로로부터의 오차 출력 신호(Sd1)는, 비교기(Cmg)로 비교된다. 단 비교시에는, 상기 오차 출력 신호(Sd1)에 대해서 전압 시프트 회로(Vd4)로부터의 오프셋 전압을 더한 신호(Sd8)와 상기 톱니상파 신호(Sd0)가 비교된다. 상기 톱니상파 신호(Sd0)의 전압이 상기 신호(Sd8)의 전압보다도 높은 기간에 있어서 하이레벨이 되는 상기 게이트 구동 신호(Sg)가 생성되고, 상기 급전 능력 제어 회로(Ud)로부터 출력된다. 상기한 바와 같이, 상기 신호(Sd8)는 상기 오차 출력 신호(Sd1)에 오프셋을 더한 것이므로, 상기 오차 출력 신호(Sd1)가 가령 0이었다고 해도, 상기 게이트 구동 신호(Sg)의 듀티 사이클비는, 100％보다 작은 어떤 최대치, 즉 최대 듀티 사이클비 이하가 되도록 구성되어 있다. 도 4의 a 및 b에는, 상기 오차 출력 신호(Sd1), 및 이것에 대해서 오프셋을 더한 신호(Sd8), 상기 톱니상파 신호(Sd0)와 상기 게이트 구동 신호(Sg)의 관계가 나타나 있다.

상기 급전 제어 회로(Fx)에서 출력된 상기 게이트 구동 신호(Sg)가, 상기 게이트 구동 회로(Gx)에 입력됨으로써, 결과적으로, 상기 램프 전류 검출 신호(Si) 및 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)가, 스위치 소자(Qx)의 동작에 피드백된 피드백 제어 시스템이 완성된다. 또한, 도 3에 기재한 급전 능력 제어 회로(Ud)의 구성시에는, 상기 연산 증폭기(Ade)나 발진기(Osc), 비교기(Cmg) 등이 집적된 시판의 집적 회로로서, 텍사스 인스트루먼트사제 TL494 등을 이용할 수 있다.

도 5는, 도 3에 기재한 상기 램프 전류 변조 회로(Um) 및, 상기 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)의 구성의 구체예를 간략화하여 도시한 것이다. 이 도면에 있어서는, 상기 변조 신호(Sm)는 변조 신호(M0, M1, M2)로 이루어지는 다비트의 디지털 신호로 이루어지는 계조를 가진 데이터이다. 이 도면의 회로에서는, 연산 증폭기(Aai)에 의한 비반전 증폭 회로를 기본으로 하여, 상기 램프 전류 원검출 신 호(Sr)가, 상기 연산 증폭기(Aai)에 의해 증폭되고, 그 출력 신호로서 램프 전류 검출 신호(Si)가 생성된다.

상기 연산 증폭기(Aai)의 출력은, 저항(Rfc)과, 저항(Rac)이나 이것에 병렬 접속되어 그라운드에 접속되어 있는 저항과의 합성 저항에 의해 분압되어 상기 연산 증폭기(Aai)의 반전 입력 단자에 접속되므로, 이 비반전 증폭 회로의 게인은, 이 분압비에 의해 규정된다. 상기 저항(Rac)에 병렬 접속되어 있는 저항(Ra0, Ra1, Ra2)과 그라운드의 사이에는, 트랜지스터에 의한 스위치 소자(Z0, Z1, Z2)가 각각 삽입되어 있기 때문에, 상기 스위치 소자(Z0, Z1, Z2) 각각의 온 또는 오프에 의해, 각각의 상기 저항(Ra0, Ra1, Ra2)이 접속 상태 또는 비접속 상태를 전환할 수 있으므로, 이 비반전 증폭 회로의 게인을 가변할 수 있다.

상기 스위치 소자(Z0, Z1, Z2)는, 각각의 베이스 단자가 각각 베이스 저항(Rm0, Rm1, Rm2)을 통해 상기 변조 신호(M0, M1, M2)에 접속되어 있으므로, 상기 스위치 소자(Z0, Z1, Z2)는, 상기 변조 신호(M0, M1, M2)의 각각의 비트의 참과 거짓에 대응하여 온 상태와 오프 상태가 제어되고, 결과적으로, 상기 변조 신호(M0, M1, M2)의 각각의 비트의 참과 거짓의 조합에 의해 이 비반전 증폭 회로의 게인을 가변할 수 있다.

여기에서, 상기 저항(Ra0, Ra1, Ra2)의 저항치의 관계로서, 상기 저항(Ra0)을 상기 저항(Ra1)의 2배, 상기 저항(Ra1)을 상기 저항(Ra2)의 2배로 설정함으로써, 상기 변조 신호(M0)를 최하위 비트, 상기 변조 신호(M2)를 최상위 비트로 한 3비트의 2진수 데이터로서 이 비반전 증폭 회로의 게인을 가변할 수 있다. 단, 비 반전 증폭 회로의 게인과 2진수 데이터는 직선 관계에는 없다. 또한 여기에서는, 일례로서 3비트의 경우를 나타내었지만, 필요에 따라 비트수를 증감하여 동일하게 구성할 수 있다.

도 3 및 도 5에 의한 방전 램프 점등 장치의 경우, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)의 생성에 대한 게인에 변조를 행하는 것이므로, 이 게인을 작게 할수록, 램프 전류가 증가하도록 변조가 가해진다. 따라서, 상기 변조 신호(Sm)의 데이터치 중, 상기 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)의 게인에 대해서, 무변조에 상당하는 게인에 대응하는 데이터치(SmO)를 적절히 정해 두고, 램프의 시동 직후는, 상기 무변조에 대응하는 데이터치(SmO)보다도 게인이 작아지는 데이터치가 출현하지 않도록, 상기 변조 신호(Sm)의 발생을 제한하는 것, 즉 게인을 작게 하는 정도를 억제함으로써 증가 변조의 억제를 행한다. 그리고, 그 후 시간이 경과하여, 억제 해제해야 할 시기가 되었다면, 펄스적인 증가 변조를 가하기 위해서 출현할 수 있는 상기 변조 신호(Sm)의 데이터치의 범위를, 상기 무변조에 대응하는 데이터치(SmO)보다도 게인이 작아지는 데이터치가 출현하지 않도록 제한하고 있었던 것을, 단계적으로, 즉 서서히 제한을 완화하여, 보다 작은 게인에 대응하는 상기 변조 신호(Sm)의 데이터치를 출현할 수 있도록 하여 상기 변조 신호(Sm)를 발생시키도록 하면 된다.

본 발명의 방전 램프 점등 장치를 이와 같이 동작시킴으로써, 억제되어 있었던 증가 변조가 서서히, 즉 천천히 해제되므로, 상기한 바와 같이, 투영 화상의 감상자가 그러한 변화가 있었던 것을 알아차리지 못하거나, 혹은 눈에 거슬린다고 느끼는 일이 없어진다. 또한, 증가 변조의 억제를 해제해야 할 시기가 되기 전이어 도, 상기 무변조에 대응하는 데이터치(SmO)보다도 게인이 커지는 데이터치에 대해서는, 그것이 출현해도 램프 전류가 감소할 방향의 변조가 가해질 뿐이므로, 상기한 상한치 ILmax를 넘는 램프 전류에 의한 램프 전극의 소모의 걱정은 없다. 그러나 상기한 바와 같이, 램프의 광속을 빨리 상승시킨다는 관점에서는, 램프 전류가 감소하는 방향의 변조도 가해지지 않도록 하는 쪽이 유리하다.

다음에, 상기 급전 제어 회로(Fx)의 간략화된 구성을 도시한 도면인 도 6을 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 하나에 대해서 설명한다. 앞의 도 3에 있어서는, 상기 램프 전류 변조 회로(Um)가 상기 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)에 접속되고 이것의 게인에 변조를 행하는 구성인 것이, 도 6에 있어서는, 램프 전류 변조 회로(Um)가, DA 변환기(Dac)의 후단에 설치된, 증폭기 또는 감쇠기 등으로 이루어지는 램프 전류 목표 신호 변환기(At)에 접속되고, 변조 신호(Sm)에 따라 상기 램프 전류 목표 신호 변환기(At)의 게인에 변조를 가하여 램프 전류 목표 신호(St)를 생성하는 구성인 점이 상이하다. 상기 램프 전류 목표 신호(St)가 생성되고 이후의 급전 능력 제어 회로(Ud)에 있어서의 동작은, 우선 도 3에 대해서 설명한 것과 동일하다.

도 7은, 도 6에 기재한 상기 램프 전류 변조 회로(Um) 및, 상기 램프 전류 목표 신호 변환기(At)의 구성의 구체예를 간략화하여 도시한 것이고, 앞의 도 5와 동일 구조이기 때문에, 동일하게 동작한다. 즉, 연산 증폭기(Aai')에 의한 비반전 증폭 회로를 기본으로 하여, 상기 DA 변환기(Dac)로부터의 램프 전류 원목표 신호(St')가, 상기 연산 증폭기(Aai')에 의해 증폭되고, 그 출력 신호로서 램프 전류 목표 신호(St)가 생성된다. 상기 변조 신호(Sm)는 변조 신호(M0, M1, M2)로 이루어지는 다비트의 디지털 신호로 이루어지는 계조를 가진 데이터이고 상기 변조 신호(M0, M1, M2)의 각각의 비트의 참과 거짓의 조합에 의해 이 비반전 증폭 회로의 게인을 가변할 수 있다.

도 6 및 도 7에 의한 방전 램프 점등 장치의 경우, 상기 램프 전류 목표 신호(St)의 생성에 대한 게인에 변조를 행하는 것이므로, 이 게인을 크게 할수록, 램프 전류가 증가하도록 변조가 가해진다. 따라서, 상기 변조 신호(Sm)의 데이터치 중, 상기 램프 전류 목표 신호 변환기(At)의 게인에 대해서, 무변조에 상당하는 게인에 대응하는 데이터치(SmO)를 적절히 정해 두고, 램프의 시동 직후는, 상기 무변조에 대응하는 데이터치(SmO)보다도 게인이 커지는 데이터치가 출현하지 않도록, 상기 변조 신호(Sm)의 발생을 제한하는 것, 즉 게인을 크게 하는 정도를 억제함으로써 증가 변조의 억제를 행한다. 그리고, 그 후 시간이 경과하여, 억제 해제해야 할 시기가 되었다면, 펄스적인 증가 변조를 가하기 위해서 출현할 수 있는 상기 변조 신호(Sm)의 데이터치의 범위를, 상기 무변조에 대응하는 데이터치(SmO)보다도 게인이 커지는 데이터치가 출현하지 않도록 제한하고 있었던 것을, 단계적으로, 즉 서서히 제한을 완화하여, 보다 큰 게인에 대응하는 상기 변조 신호(Sm)의 데이터치를 출현할 수 있도록 하여 상기 변조 신호(Sm)를 발생시키도록 하면 된다.

본 발명의 방전 램프 점등 장치를 이와 같이 동작시킴으로써, 억제되어 있었던 증가 변조가 서서히, 즉 천천히 해제되므로, 상기한 바와 같이, 투영 화상의 감상자가 그러한 변화가 있었던 것을 알아차리지 못하거나, 혹은 눈에 거슬린다고 느 끼는 일이 없어진다. 또한, 증가 변조의 억제를 해제해야 할 시기가 되기 전이어도, 상기 무변조에 대응하는 데이터치(SmO)보다도 게인이 작아지는 데이터치에 대해서는, 그것이 출현해도 램프 전류가 감소하는 방향의 변조가 가해질 뿐이므로, 상기한 상한치 ILmax를 넘는 램프 전류에 의한 램프 전극의 소모의 걱정은 없다. 그러나 상기한 바와 같이, 램프의 광속을 빨리 상승시킨다는 관점에서는, 램프 전류가 감소하는 방향의 변조도 가해지지 않도록 하는 쪽이 유리하다.

다음에, 상기 급전 제어 회로(Fx)의 간략화된 구성을 도시한 도면인 도 6을 다시 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 하나에 대해서 설명한다. 파선으로 나타낸 바와 같이, 추가한 회로가 설치되고, 허용되는 램프 전류(IL)의 상한치 ILmax를 규정하기 위한 램프 전류 상한 신호(Sk)가, 램프 전류 상한 신호 발생 회로(Uc)에 의해 발생되어, 급전 능력 제어 회로(Ud)에 입력된다.

상기 램프 전류 상한 신호(Sk)는, 필요에 따라 설치하는 증폭기 또는 버퍼(Ad2)와 다이오드(Dd2)를 통해, 상기 램프 전류 목표 신호(St)와 함께 풀업 저항(Rd1)의 일단에 접속함으로써, 상기 초퍼 구동 목표 신호(Sd2)는, 상기 램프 전류 목표 신호(St)에 대응하는 신호(Sd3) 또는 상기 램프 전류 상한 신호(Sk)에 대응하는 신호(Sd4) 중, 어느 하나의 크지 않은 쪽이 선택된 신호가 된다. 따라서 상기 변조 신호(Sm)에 따라 상기 램프 전류 목표 신호 변환기(At)의 게인에 변조를 행함으로써 생성된 상기 램프 전류 목표 신호(St)에 대해서, 상기 급전 능력 제어 회로(Ud) 내에 있어서, 램프 전류(IL)가 상기 램프 전류 상한 신호(Sk)에 상당하는 전류치, 즉 상한치 ILmax를 넘지 않도록, 상기 초퍼 구동 목표 신호(Sd2)가 제한되 게 된다.

이 때문에, 시동 직후에 있어서 발생하는, 램프 전압이 너무 낮기 때문에, 램프 전류 목표 신호(St)가 램프 전류의 상한치 ILmax에 상당하는 값으로 설정되는 조건에 있어서, 상기 램프 전류 목표 신호(St)에 대해서, 램프 전류 변조 회로(Um)에 의해 펄스적인 변조가 가해져도, 자동적으로 상한치 ILmax를 넘는 부분은 클램프되어 출력되지 않게 제어된다.

따라서, 본 발명의 방전 램프 점등 장치에 의거한, 램프 전압(VL)과 램프 전류(IL)의 변화의 모양을 모식적으로 도시한 도면인 도 8의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, 아크 방전으로 이행한 시점(ta) 이후의, 적당한 타이밍에서 펄스적 증가 변조를 개시해도, 램프 전류가 상한치 ILmax로 제한되어 있는 기간에서는 자동적으로 억제되고, 램프 전류로의 펄스 중첩은 행해지지 않는다. 그리고 램프 전압이 상승하여, 램프 전류가 상한치 ILmax를 하회하고, 펄스 중첩의 여유가 생기면, 자동적으로 그 여유분의 높이의 전류 펄스가 중첩되게 된다. 램프 전압 상승에 따른, 램프 전류의 상한치 ILmax로부터의 저하의 속도는 천천히 하고 있기 때문에, 중첩되는 전류 펄스의 높이 제한도, 도 8의 시점(tm1)에서 시점(tm2)에 이르는, 긴 시간에 걸쳐 서서히, 즉 천천히 해제되어, 억제되어 있었던 증가 변조가 서서히, 즉 천천히 해제되므로, 상기한 바와 같이, 투영 화상의 감상자가 그러한 변화가 있었던 것을 알아차리지 못하거나, 혹은 눈에 거슬린다고 느끼는 일이 없어진다.

또한, 이와 같이 램프 전류(IL)가 상한치 ILmax를 넘지 않도록 제어하는 경우는, 증가 변조의 억제가 서서히 해제되도록 제어하는 기능을 상기 램프 전류 변 조 회로(Um)나 상기 램프 전류 목표 신호 변환기(At)가 가질 필요는 없다. 이 때문에, 상기 램프 전류 변조 회로(Um)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 하이레벨과 로우레벨을 갖는 1비트의 2값의 변조 신호(Sm)에 의해 동작하는 것이면 되고, 현저하게 회로를 간략화할 수 있는 이점이 있다.

다음에, 상기 급전 제어 회로(Fx)의 간략화된 구성을 도시한 도면인 도 3를 다시 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 하나에 대해서 설명한다. 파선으로 나타낸 바와 같이, 추가한 회로가 설치되고, 램프 전류 원검출 신호(Sr)에 의거하여, 램프 전류(IL)가 상한치 ILmax를 넘으려고 할 때에, 초퍼 정지 신호(Sz)를 생성하도록 초퍼 정지 신호 발생 회로(Uz)를 구성한다. 또한, 상기 초퍼 정지 신호(Sz)의 형식에 대해서는, 예를 들면 도 4의 (c)에 기재되어 있는 것과 같다.

발생한 상기 초퍼 정지 신호(Sz)는 전압 시프트 회로(Vd4)에 입력된다. 여기에서는, 상기 전압 시프트 회로(Vd4)는, 초퍼 정지 신호(Sz)를 수신하면, 발생하는 오프셋 전압을, 상기 톱니상파 신호(Sd0)를 능가하는 값까지 증가시키도록 구성한다. 상기 초퍼 정지 신호 발생 회로(Uz)와 상기 전압 시프트 회로(Vd4)에 의한, 이러한 동작에 의해, 도 4에 파선으로 기재한 바와 같이, 상기 게이트 구동 신호(Sg)의 출력이 즉시 정지됨으로써, 즉, 상기 급전 제어 회로(Fx)에 부여된, 소위 펄스 바이패스 과전류 억제 기능에 의해, 램프 전류가 상한치 ILmax를 넘어 증가하는 것이 방지되게 된다. 또한, 초퍼 정지 신호(Sz)가 일단 발생하면, 래치 동작에 의해, 상기 톱니상파 신호(Sd0)가 하강할 때까지 상기 게이트 구동 신호(Sg)의 출력 정지 상태가 유지되도록 구성하는 것이 적합하다.

이 때문에, 시동 직후에 있어서 발생하는, 램프 전압이 너무 낮기 때문에, 램프 전류 목표 신호(St)가 램프 전류의 상한치 ILmax에 상당하는 값으로 설정되는 조건에 있어서, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)에 대해서, 램프 전류 변조 회로(Um)에 의해 펄스적인 증가 변조가 가해져도, 자동적으로 상한치 ILmax를 넘는 만큼은 클램프되어 출력되지 않게 제어된다.

따라서, 본 발명의 방전 램프 점등 장치에 의거한, 램프 전압(VL)과 램프 전류(IL)의 변화의 모양을 모식적으로 도시한 도면인 도 8의 (a)와 (b)에 도시한 바와 같이, 아크 방전으로 이행한 시점(ta) 이후의, 적당한 타이밍에서 펄스적 증가 변조를 개시해도, 램프 전류가 상한치 ILmax로 제한되어 있는 기간에서는 자동적으로 억제되어, 램프 전류로의 펄스 중첩은 행해지지 않는다. 그리고 램프 전압이 상승하여, 램프 전류가 상한치 ILmax를 하회하고, 펄스 중첩의 여유가 생기면, 자동적으로 그 여유분의 높이의 전류 펄스가 중첩되게 된다. 램프 전압 상승에 따른, 램프 전류의 상한치 ILmax로부터의 저하의 속도는 천천히 하고 있기 때문에, 중첩되는 전류 펄스의 높이 제한도, 도 8의 시점(tm1)에서 시점(tm2)에 이르는, 긴 시간에 걸쳐 서서히, 즉 천천히 해제되고, 억제되어 있었던 증가 변조가 서서히, 즉 천천히 해제되므로, 상기한 바와 같이, 투영 화상의 감상자가 그러한 변화가 있었던 것을 알아차리지 못하거나, 혹은 눈에 거슬린다고 느끼는 일이 없어진다.

또한, 이와 같이 램프 전류(IL)가 상한치 ILmax를 넘지 않도록 제어하는 경우는, 증가 변조의 억제가 서서히 해제되도록 제어하는 기능을 상기 램프 전류 변조 회로(Um)나 상기 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)가 가질 필요는 없다. 이 때 문에, 상기 램프 전류 변조 회로(Um)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 하이레벨과 로우레벨을 갖는 1비트의 2값의 변조 신호(Sm)에 의해 동작하는 것이면 되고, 현저하게 회로를 간략화할 수 있는 이점이 있다.

여기까지, 게인에 변조를 가할 수 있는 램프 전류 검출 신호 변환기(Ai)나 램프 전류 목표 신호 변환기(At)의 회로로서 도 5, 도 7, 도 9, 도 10 등의, 연산 증폭기에 의한 비반전 증폭 회로의 증폭률을 가변으로 하는 것의 예를 나타내었지만, 게인에 변조를 가할 수 있는 변환기이면, 그 회로 형식은, 본 발명의 본질에는 관계없다. 예를 들면, 반전 증폭기를 기본으로 한 것이나, 분압 저항의 분압비를 가변으로 하는 등, 증폭기를 사용하지 않는 것 등을 사용할 수 있다. 또, 특히 다비트의 디지털 신호로 이루어지는 계조를 가진 데이터에 의해 게인에 변조를 행하는 것의 경우는, 예를 들면 래더 저항 네트워크를 이용하거나, DA 변환용 IC를 사용하여 구성하는 것도 가능하다.

급전 제어 회로(Fx)나 급전 능력 제어 회로(Ud) 등의 회로 구성에 대해서도, 도 3, 도 6에 기재한 것에 한정되지 않고, 본 발명의 방전 램프 점등 장치에 부여하고 싶은 특유의 장점?성능에 따른 적절한 구성을 채용할 수 있다. 급전 제어 회로(Fx)의 간략화된 구성을 부분적으로 도시한 도면은 도 11을 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 하나에 대해서 설명한다.

전력 제어 회로(Up)는, 변조를 가한 경우의 램프 전류 목표치, 즉 상한치 ILmax로 제한되기 전의 중첩되는 펄스 피크의 전류치에 대응하는 램프 전류 변조 목표 신호(St")를 생성하고, 또, 분압 저항(Rh1, Rh2)에 의해, 변조를 가하지 않은 경우의 램프 전류 목표치, 즉 펄스가 중첩되기 전의 전류치에 대응하는 램프 전류 원목표 신호(St')를 생성한다.

또한, 전력 제어 회로(Up)는 램프 전류 원목표 신호(St')를 생성하고, 상기 램프 전류 원목표 신호(St')를 증폭하여 상기 램프 전류 변조 목표 신호(St")를 생성하도록 기재하는 쪽이, 설명으로서는 이해하기 쉬울지도 모르지만, 적어도 상기 변조 신호(Sm)가 1비트의 2값 신호인 경우는, 증폭 회로를 이용하는 것보다도, 도 11에 기재한 바와 같이, 먼저 램프 전류 변조 목표 신호(St")를 생성하고, 램프 전류 원목표 신호(St') 쪽을 나중에 분압에 의해 생성하는 쪽이, 회로 구성으로서는 간단하고 실제적이다. 단, 상기 변조 신호(Sm)가 다비트의 디지털 신호로 이루어지는 계조를 가진 데이터인 경우나, 상기한 증가 변조에 의해 램프 전류를 증가시키는 비율을 정하는 다비트 디지털 신호 또는 아날로그 신호 부분과, 변조를 가하거나 또는 가하지 않는 것의 구별을 정하는 1비트의 2값 신호 부분으로 이루어지는 형식의 것인 경우는, 먼저 램프 전류 원목표 신호(St')를 생성하고, 나중에, 필요에 따라 증폭 회로 등을 이용하여 램프 전류 변조 목표 신호(St")를 생성하는 구성이 적합하다.

생성된 2개의 신호 중, 램프 전류 변조 목표 신호(St")에 대해서는, 목표치가 허용되는 램프 전류(IL)의 상한치 ILmax를 넘지 않는 값이 되는 것의 보증을 더할 필요가 있기 때문에, 저항(Rh3)과, 상한치 ILmax에 대응한 제너 전압을 갖는 제너 다이오드(Dh1)에 의한 전압 제한을 설치한다. 또한, 상기 제너 다이오드(Dh1)에 의한 전압 제한은, 앞의 도 6에 기재한 상기 램프 전류 상한 신호 발생 회 로(Uc)에서 상기 다이오드(Dd2)에 이르는, 적당한 전압원과 다이오드를 이용한 클램프 회로를 이용하여 행하는 것으로 해도 된다.

전압 제한이 가해진 램프 전류 변조 목표 신호는, 필요에 따라 설치되는 버퍼(Ah1)를 통해, 상한치 ILmax에 제한된 중첩되는 펄스 피크의 전류치에 대응하는 램프 전류 변조 상한 신호(StH)로 변환하여 출력된다. 한편, 램프 전류 원목표 신호(St')는, 필요에 따라 설치되는 버퍼(Ah2)를 통해, 펄스가 중첩되기 전의 전류치에 대응하는 램프 전류 변조 하한 신호(StL)로 변환하여 출력된다.

2값의 변조 신호(Sm)는, 저항(Rh4)을 통해 트랜지스터(Qh1)의 베이스에 접속되고, 상기 트랜지스터(Qh1)를 온 또는 오프 상태로 스위치한다. 또한, 상기 트랜지스터(Qh1)의 베이스가 역바이어스되는 것을 방지하기 위해서, 필요에 따라 다이오드(Dh2)가 설치된다. 상기 변조 신호(Sm)가 하이레벨인 기간은, 상기 트랜지스터(Qh1)가 온이 되어 상기 램프 전류 변조 하한 신호(StL)가 선택되고, 상기 변조 신호(Sm)가 로우레벨인 기간은, 상기 트랜지스터(Qh1)가 오프가 되어 저항(Rh5)을 통해 상기 램프 전류 변조 상한 신호(StH)가 선택됨으로써, 상기 트랜지스터(Qh1)의 컬렉터에는, 각각 증가 변조의 펄스를 중첩하지 않는 기간과 중첩하는 기간의 전위가 나타나고, 저항(Rh6)을 통해, 램프 전류 목표 신호(St)로서 연산 증폭기(Ade)의 비반전 입력 단자에 입력된다.

한편, 램프 전류 검출 회로(Ix)에서 생성된 램프 전류 검출 신호(Si)는, 상기 연산 증폭기(Ade)의 반전 입력 단자에 입력된다. 상기 연산 증폭기(Ade)의 출력 신호는, 적분 콘덴서(Cd1)와 스피드업 저항(Rd6)을 통해 반전 입력 단자에 피드 백되어 있으므로, 상기 연산 증폭기(Ade)는, 상기 램프 전류 목표 신호(St)에 대한, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)의 차를 적분하는, 오차 적분 회로로서 작용하고, 오차 출력 신호(Sd1)를 생성한다. 상기 오차 출력 신호(Sd1)가 생성된 이후의 동작은, 먼저 도 3에 기재한 상기 급전 제어 회로(Fx)에 대해서, 처음에 설명한 것과 동일하다. 증가 변조에 의해 중첩되는 펄스의 상승시 등에 있어서, 램프 전류 파형에 오버슈트가 생기는 경우는, 적당한 정전 용량의 콘데서(Ch1)를 부가함으로써, 상기 콘덴서(Ch1)와 상기 저항(Rh5, Rh6)에 의한 CR 시정수가 부여되고, 이에 따라 상기 램프 전류 목표 신호(St)의 변화 속도가 조정되어, 상기 오버슈트량을 줄일 수 있다.

도 11에 기재한 급전 제어 회로(Fx)의 특징은, 상기 램프 전류(IL)가 소정의 값을 넘지 않도록 제어할 때에, 상기 램프 전류 목표 신호(St)가 소정의 값을 넘으려고 할 때로 제한하거나, 혹은 상기 램프 전류 검출 신호(Si)가 소정의 값을 넘으려고 할 때로 제한하거나 하는 방식에 의한 것이 아니라, 미리 증가 변조가 행해지지 않은 기간의 램프 전류치에 대응하는 신호와, 소정의 값을 넘지 않는 것이 보증된 증가 변조가 가해진 기간의 램프 전류치에 대응하는 신호를 생성해 두고, 이러한 신호로부터 선택함으로써, 증가 변조가 행해지지 않은 기간과 증가 변조가 가해진 기간의 램프 전류의 레벨을 결정하는 신호를 생성하는 방식에 의한 것이다.

전자의, 신호가 소정의 값을 넘으려고 할 때에, 예를 들면 클램프 회로에 의해 제한하는 방식의 것에, 신호에 CR 시정수를 부여하는 등으로 해서 변화 속도를 조정한 경우는, 제한이 생길 때와 생기지 않을 때에(제한이 생길 때는, 신호의 상 승의 도중에 클램프 동작이 돌연 발생하므로) 신호 파형이 상사형이 아니게 되어 버려, 다소나마 오버슈트 발생의 모양이 변화해 버리는 결점이 있다. 이것에 대해서, 후자의, 미리 생성해 둔 2개의 신호로부터 선택하는 방식의 것에, 신호에 CR 시정수를 부여하는 등으로 해서 변화 속도를 조정한 경우는, 제한이 생길 때와 생기지 않을 때에 동작에 차이가 없고, 따라서 신호 파형은 상사형인 채로 유지되고, 오버슈트 발생은 비례적이며, 모양이 변화하지 않는 이점이 있다.

또한, 상기 제너 다이오드(Dh1) 대신에, 상기 트랜지스터(Qh1)와 동일한 트랜지스터 스위치를 설치하고, 상기 트랜지스터 스위치의 컬렉터와 이미터를, 각각 상기 저항(Rh3)의 출력측단과 상기 램프 전류 변조 하한 신호(StL)에 접속하고, 또한, 상기 트랜지스터 스위치의 컬렉터와 이미터에 병렬로 콘덴서를 접속한 것으로 변경한 것으로 하여, 상기 트랜지스터 스위치를 온 상태에서 오프 상태로 스위치시킴으로써, 상기 콘덴서와 상기 저항(Rh3)의 CR 시정수에 따라 증가 변조의 억제가 서서히 해제되는 방전 램프 점등 장치를 구성할 수 있다.

다음에, 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 간략화된 구성을 도시한 도면인 도 12를 이용하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 하나에 대해서 설명한다. 본 도면은, 급전 회로(Ux)의 후단에 풀브리지 방식의 인버터(Ui)를 설치하는 교류 구동 방식의 방전 램프 점등 장치를 나타낸다. 인버터(Ui)는, FET 등의 스위치 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)를 이용한 풀브리지 회로에 의해 구성되어 있다.

각각의 스위치 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)는, 각각의 게이트 구동 회로(G1, G2, G3, G4)에 의해 구동되고, 상기 게이트 구동 회로(G1, G2, G3, G4)는, 한 쪽의 대 각 요소의 상기 스위치 소자(Q1)와 상기 스위치 소자(Q3)가 온 상태의 위상에 있어서는, 다른 쪽의 대각 요소의 상기 스위치 소자(Q2)와 상기 스위치 소자(Q4)는 오프 상태로 유지되고, 반대로 다른 쪽의 대각 요소의 상기 스위치 소자(Q2)와 상기 스위치 소자(Q4)가 온 상태의 위상에 있어서는, 한 쪽의 대각 요소의 상기 스위치 소자(Q1)와 상기 스위치 소자(Q3)는 오프 상태로 유지되도록, 인버터 제어 회로(Uf)에 의해 생성되는 인버터 제어 신호(Sf1, Sf2)에 의해 제어된다. 상기한 2개의 위상의 전환을 행할 때는, 상기 스위치 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)의 모두가 오프 상태가 되는, 데드 타임으로 불리는 기간이 삽입된다.

또한, 상기 스위치 소자(Q1, Q2, Q3, Q4)가 예를 들면 MOSFET인 경우는, 소스 단자로부터 드레인 단자를 향해 순방향이 되는 기생 다이오드가 소자 자체에 내장되어 있지만(도시를 생략), 바이폴라 트랜지스터와 같은, 상기 기생 다이오드가 존재하지 않는 소자의 경우는, 상기한 위상의 전환시, 또는 데드 타임의 기간에 있어서, 인버터(Ui)의 후단에 존재하고 있는 인덕턴스 성분에 기인하는 유도 전류가 흐르려고 함으로써, 역전압의 발생에 의해 소자가 파손될 우려가 있으므로, 상기 기생 다이오드에 상당하는 다이오드를, 역병렬로 접속하는 것이 바람직하다.

또한, 본 도면은, 상기한 외부 트리거 방식의 트리거 회로를 갖는 방전 램프 점등 장치를 나타내고 있고, 트리거 구동 회로(Us1)에 있어서는, 저항(Re)을 통해, 상기 급전 회로(Ux)의 출력 전압에 의해 콘덴서(Ce)가 충전된다. 예를 들면, 마이크로 프로세서 유닛(Mpu) 등에서 생성되는 트리거 신호(도시를 생략)를 받아 게이트 구동 회로(Ge)를 활성화하면, 사이리스터 등으로 이루어지는 스위치 소자(Qe)가 도통함으로써, 상기 콘덴서(Ce)가 고전압 트랜스(Te)의 1차측 권선(Pe)을 통해 방전하고, 2차측 권선(He)에 고전압 펄스를 발생한다. 상기 2차측 권선(He)에 발생한 고전압은, 방전 램프(Ld)의 보조 전극(Et)에 인가되고, 상기 방전 램프(Ld)의 전극(E1, E2) 사이의 방전을 시동할 수 있다.

또, 고전압 트랜스(Te)가 작동했을 때에 주된 방전을 위한 상기 전극(E1, E2)에 인가되는, 무부하 개방 전압을 증강하기 위한 트랜스(Th)를 추가함으로써, 방전 램프(Ld)의 점등성을 개선하는 연구를 실시하고 있다. 트리거 구동 회로(Us1)에 대해서, 콘덴서(Ch)가 추가되고, 콘덴서(Ce)와 함께 저항(Re)과 스위치 소자(Qe)의 접속 노드에 접속되어, 상기 트랜스(Th)의 1차측 권선(Ph)을 통해 상기 콘덴서(Ch)가 충전되도록 구성되어 있다. 따라서 고전압 트랜스(Te)의 1차측 권선(Pe)에 펄스 전류가 흘러 보조 전극(Et)에 고전압 펄스가 인가될 때는, 동일하게 상기 트랜스(Th)의 상기 1차측 권선(Ph)에 펄스 전류가 흐르고, 2차측 권선(Sh)에 전압이 발생하여, 급전 회로(Ux)에서 상기 전극(E1, E2)에 인가되는 무부하 개방 전압에 중첩된다. 그 결과, 방전 램프(Ld)의 점등성이 개선된다.

교류 구동 방식의 방전 램프 점등 장치에 있어서는, 램프 전압 검출 회로(Vx) 및 램프 전류 검출 회로(Ix)는, 도 12에 도시한 바와 같이 상기 인버터(Ui)보다도 전단에 설치하고, 램프 전압 검출 신호(Sv) 및 램프 전류 검출 신호(Si)는, 각각 램프 전압과 램프 전류의 절대치에 대응하는 신호로서 취득하는 것이 적합하다.

도 13은, 본 발명의 프로젝터의 하나의 형태를 간략화하여 도시한 블록도이 다. 본 발명의 방전 램프 점등 장치(Ex)에 의해 시동?점등되는 방전 램프(Ld)로부터 발생된 광속(Ox1)은, 필요에 따라 설치되는, 오목 거울이나 집광 렌즈 등을 포함한 콘덴서 광학계(Oc)를 통과한 광속(Ox1')을 거쳐, 회전 컬러 휠 등의 동적 색 필터(Of)에 의해 색 순차 광속(Ox2)으로 변환된다. 상기 색 순차 광속(Ox2)은, DMD(TM)나 LCD, LCOS(반사형의 액정 표시 패널) 등을 이용한 공간 변조 소자(Om)에 의해 색 순차의 화상 광속(Ox3)으로 변조되고, 투영 렌즈(Op)에 의해, 프로젝터와 일체의, 혹은 프로젝터의 외부에 설치된 스크린(Os)에 투영 화상이 형성된다.

프로젝터의 화상 처리부(Ox)는, 동적 색 필터(Of)가 발현하고 있는 색 정보에 대응하는 신호(Soc)를, 로터리 엔코더 등의 센서로부터의 펄스 카운트치나, 회전 각도의 초기 검출과 경과 시간 카운트치 등에서 생성하여, 이것에 의거해, 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)를 생성하여, 방전 램프 점등 장치(Ex)에 송신하도록 구성된다. 그리고, 상기 변조 신호(Sm)는, 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)에 의거하여, 방전 램프 점등 장치 내에서 생성된다. 단, 상기한 바와 같이, 상기 변조 신호(Sm)는, 프로젝터 본체의 화상 처리 회로부에 의해 생성되도록 해도 된다.

또, 상기한 바와 같이, 방전 램프 점등 장치는 직류 구동 방식의 것이어도 교류 구동 방식의 것이어도 되고, 교류 구동 방식의 방전 램프 점등 장치의 경우는, 상기 인버터(Ui)의 극성 반전 타이밍을 정하는 상기 인버터 제어 신호(Sf1, Sf2)를 생성할 때에는, 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)에 동기하여 생성하도록 해도 되고, 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)에는 개의치 않고 비동기로 생성하도록 해도 된다.

또한, 앞의 도 12에 도시한 외부 트리거 방식을 병용한 교류 구동 방식의 방전 램프 점등 장치는, 상기 인버터(Ui)보다 후단에 있어서의, 상기 방전 램프(Ld)의 주방전 전류의 경로를 따른 인덕턴스 성분의 합계를 작게 억제하는 것을 실현하기 쉽고, 이에 따라 상기한 극성 반전시의 발광의 순간 절단이나 오버슈트 등이 생겨 표시 화상에 악영향을 미치는 문제를 회피하는 것이 용이하므로, 상기한 상기 인버터(Ui)의 극성 반전 타이밍을 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)에 대해서 비동기로 하는 프로젝터에 있어서 적합하다.

상기 인버터(Ui)보다 후단의 인덕턴스에 관해서는, 구체적으로는 다음과 같다. 상기한 DLP 방식의 프로젝터용의 광원으로서 이용하는 경우의, 상기 2차측 권선(Sh)의 실용상의 문제가 없는 인덕턴스의 상한치를 조사하기 위해서, 135W의 방전 램프(Ld)와, 인버터의 후단에 여러 가지의 인덕턴스를 갖는 코일을 삽입한 방전 램프 점등 장치를, 실제로 프로젝터에 탑재하여, 상기 인버터(Ui)의 극성 반전 타이밍을 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)에 대해서 비동기의 동작 조건으로, 표시 화질을 관찰?평가한 실험에 의하면, 프레젠테이션용의 프론트 프로젝션형 DLP 프로젝터의 경우에, 삽입 인덕턴스가 80μH 이하이면, 실용상의 문제가 없는 것이 확인되었다. 또, 상기 인버터(Ui)의 극성 반전 타이밍을 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)에 대해서 동기를 취하면, 삽입 인덕턴스를 더 증가해도, 170μH 이하이면, 실용상의 문제가 없는 것이 확인되었다.

단, 리어 프로젝션형 TV용의 DLP 프로젝터 용도의 경우는, 중간 계조 화질 요구가 어렵기 때문에, 상기 인버터(Ui)의 극성 반전 타이밍을 상기 변조 전환 타 이밍 신호(So)에 대해서 동기를 취하거나, 또는 삽입 인덕턴스를 55μH 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 용도일 때는, 상기 인버터(Ui)의 극성 반전 타이밍을 상기 변조 전환 타이밍 신호(So)에 대해서 동기를 취하는 경우라도, 삽입 인덕턴스는 120μH 이하로 하는 것이 바람직하다는 결과를 얻고 있다.

또한, 상기 회전 컬러 휠 등의 상기 동적 색필터(Of)를 갖지 않는 프로젝터, 예를 들면, 다이크로익 프리즘 등에 의해 적, 녹, 청 즉 R, G, B의 3원색을 분리하여, 각 색마다 설치한 공간 변조 소자에 의해 각 3원색별의 화상을 발생시키고, 다이크로익 프리즘 등에 의해 광로를 재합성하여 컬러 화상을 표시하는 방식의 프로젝터 등의 경우에도, 예를 들면 공간 변조 소자의 공간 변조 상태의 전환 동작에 있어서의 과도 기간의 종료 타이밍에 동기하여 상기 변조 신호(Sm)를 생성하고, 램프 전류의 증가 변조를 행함으로써, 동화상 표시에 있어서의 공간 변조 전환 동작의 지연의 영향을 개선하는 기술에 있어서도 본 발명의 기술은 유효하게 활용할 수 있다.

본 명세서에 기재한 회로 구성은, 본 발명의 광원 장치의 동작이나 기능, 작용을 설명하기 위해서, 필요 최소한의 것을 기재한 것이다. 따라서, 설명한 회로 구성이나 동작의 상세 사항, 예를 들면, 신호의 극성이라든가, 구체적인 회로 소자의 선택이나 추가, 생략, 혹은 소자의 입수의 편리성이나 경제적 이유에 의거한 변경 등의 창의 연구는, 실제의 장치의 설계시에 수행되는 것을 전제로 하고 있다.

특히 과전압이나 과전류, 과열 등의 파손 요인으로부터 급전 장치의 FET 등의 스위치 소자 등의 회로 소자를 보호하기 위한 기구, 또는, 급전 장치의 회로 소 자의 동작에 따라 발생하는 방사 노이즈나 전도 노이즈의 발생을 저감하거나, 발생한 노이즈를 외부로 내보내지 않기 위한 기구, 예를 들면, 스너버 회로나 배리스터, 클램프 다이오드, (펄스 바이패스 방식을 포함한다) 전류 제한 회로, 커먼 모드 또는 노멀 모드의 노이즈 필터 초크 코일, 노이즈 필터 콘덴서 등은, 필요에 따라, 실시예에 기재한 회로 구성의 각 부에 추가되는 것을 전제로 하고 있다. 본 발명이 되는 방전 램프 점등 장치의 구성은, 본 명세서에 기재한 회로 방식의 것에 한정되는 것이 아니고, 또, 기재된 파형이나 타이밍에 한정되는 것은 아니다.

또한, 예를 들면, 상기 도 1에 있어서의 상기 급전 제어 회로(Fx)의 상기 전력 제어 회로(Up)는, 램프 전압(VL)에 대응하는 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)를 AD 변환하고, 이것에 의거하여 상기 램프 전류 목표 신호(St)를 설정하는 것으로 하였지만, 램프 전류(IL)에 대응하는 상기 램프 전류 검출 신호(Si)에 대해서도 이것을 AD 변환하여, 얻어진 전류치가 목표 전류치에 일치하도록 상기 램프 전류 목표 신호(St)를 보정하여 설정함으로써, 각 회로 소자 파라미터의 불균일의 영향을 보정하는 고정밀도화나 고기능화, 혹은 반대로, 예를 들면, 상기 마이크로 프로세서 유닛(Mpu)을 중지하고, 보다 단순한 제어 회로로 대신하는 간소화 등의 광원 장치의 구성의 다양화 하에서도, 본 발명의 효과는 양호하게 발휘된다.

도 1은 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 한 형태를 간략화하여 도시한 블록도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략화여 도시한 도면을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 동작의 한 형태를 간략화하여 도시한 타이밍도를 나타낸다.

도 5는 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 6은 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 7은 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 8은 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 동작의 한 형태를 모식적으로 도시한 파형도를 나타낸다.

도 9는 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 10은 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략 화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 11은 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 일부의 한 형태를 간략화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 12는 본 발명의 방전 램프 점등 장치의 실시예의 한 형태를 간략화하여 도시한 도면을 나타낸다.

도 13은 본 발명의 프로젝터의 한 형태의 간략화된 블록도를 나타낸다.

도 14는 종래의 방전 램프 점등 장치의 일부의 동작을 모식적으로 도시한 파형도를 나타낸다.

[부호의 설명]

Aai…연산 증폭기 Aai'…연산 증폭기

Ad1…버퍼 Ad2…버퍼

Ad3…버퍼 Adc…AD 변환기

Ade…연산 증폭기 Ah1…버퍼

Ah2…버퍼 Ai…램프 전류 검출 신호 변환기

At…램프 전류 목표 신호 변환기 Cd0…콘덴서

Cd1…적분 콘덴서 Ce…콘덴서

Ch…콘덴서 Ch1…콘덴서

Cmg…비교기 Cmv…비교기

Cx…평활 콘덴서 Dac…DA 변환기

Dd1…다이오드 Dd2…다이오드

Dd3…다이오드 Dd4…다이오드

Dh1…제너 다이오드 Dh2…다이오드

Dx…플라이휠 다이오드 E1…전극

E2…전극 Et…보조 전극

Ex…방전 램프 점등 장치 Fx…급전 제어 회로

G1…게이트 구동 회로 G2…게이트 구동 회로

G3…게이트 구동 회로 G4…게이트 구동 회로

Ge…게이트 구동 회로 Gndx…그라운드

Gx…게이드 구동 회로 He…2차측 권선

IL…램프 전류 Ix…램프 전류 검출 회로

Ld…방전 램프 Lx…초크 코일

M0…변조 신호 M1…변조 신호

M2…변조 신호 Mpu…마이크로 프로세서 유닛

Mx…DC 전원 Oc…콘덴서 광학계

Of…동적 색 필터 Om…공간 변조 소자

Op…투영 렌즈 Os…스크린

Osc…발진기 Ox…화상 처리부

Ox1…광속 Ox1'…광속

Ox2…색 순차 광속 Ox3…화상 광속

Pe…1차측 권선 Ph…1차측 권선

Q1…스위치 소자 Q2…스위치 소자

Q3…스위치 소자 Q4…스위치 소자

Qd1…트랜지스터 Qe…스위치 소자

Qh1…트랜지스터 Qx…스위치 소자

Ra…저항 Ra'…저항

Ra0…저항 Ra0'…저항

Ra1…저항 Ra1'…저항

Ra2…저항 Ra2'…저항

Rac…저항 Rac'…저항

Rb…저항 Rb'…저항

Rb0…저항 Rb0'…저항

Rb1…저항 Rb1'…저항

Rb2…저항 Rb2'…저항

Rd0…저항 Rd1…풀업 저항

Rd2…저항 Rd3…저항

Rd4…저항 Rd5…풀다운 저항

Rd6…스피드업 저항 Re…저항

Rfc…저항 Rfc'…저항

Rh1…분압 저항 Rh2…분압 저항

Rh3…저항 Rh4…저항

Rh5…저항 Rh6…저항

Rm…저항 Rm'…저항

Rm0…베이스 저항 Rm0'…저항

Rm1…베이스 저항 Rm1'…저항

Rm2…베이스 저항 Rm2'…저항

Rx…션트 저항 Sd0…톱니상파 신호

Sd1…오차 출력 신호 Sd2…초퍼 구동 목표 신호

Sd3…신호 Sd4…신호

Sd5…제어 대상 신호 Sd6…신호

Sd7…신호 Sd8…신호

Sf1…인버터 제어 신호 Sf2…인버터 제어 신호

Sg…게이트 구동 신호 Sh…2차측 권선

Si…램프 전류 검출 신호 Sk…램프 전류 상한 신호

Sm…변조 신호 SmO…데이터치

So…변조 전환 타이밍 신호 Soc…신호

Sr…램프 전류 원검출 신호 St…램프 전류 목표 신호

St'…램프 전류 원목표 신호 St"…램프 전류 변조 목표 신호

StH…램프 전류 변조 상한 신호 StL…램프 전류 변조 하한 신호

Sv…램프 전압 검출 신호 Sxt…초퍼 능력 제어 목표 데이터

Sxv…램프 전압 데이터 Sz…초퍼 정지 신호

T11…노드 T12…노드

T21…노드 T22…노드

T31…노드 T32…노드

T41…노드 T42…노드

Te…고전압 트랜스 Th…트랜스

Uc…램프 전류 상한 신호 발생 회로 Ud…급전 능력 제어 회로

Uf…인버터 제어 회로 Ui…인버터

Um…램프 전류 변조 회로 Up…전력 제어 회로

Us…스타터 Us1…트리거 구동 회로

Ux…급전 회로 Uz…초퍼 정지 신호 발생 회로

VL…램프 전압 Vd1…기준 전압원

Vd2…기준 전압원 Vd3…전압원

Vd4…전압 시프트 회로 Vx…램프 전압 검출 회로

Z0…스위치 소자 Z0'…스위치 소자

Z1…스위치 소자 Z1'…스위치 소자

Z2…스위치 소자 Z2'…스위치 소자

Zm…스위치 소자 Zm'…스위치 소자

ta…시점 tg…시점

tm…시점 tm1…시점

tm2…시점 to…시점

Claims (9)

1. 방전 램프에 의해 발생된 광속(Ox1)을 이용하여 화상을 투영 표시하는 프로젝터에 있어서 상기 방전 램프(Ld)를 시동하여 점등하기 위한 방전 램프 점등 장치(Ex)로서,

   상기 방전 램프 점등 장치는, 상기 방전 램프(Ld)에 급전하는 급전 회로(Ux)와, 램프 전압(VL)을 검출하여 램프 전압 검출 신호(Sv)를 생성하기 위한 램프 전압 검출 회로(Vx)와, 램프 전류(IL)를 검출하여 램프 전류 검출 신호(Si)를 생성하기 위한 램프 전류 검출 회로(Ix)와, 상기 램프 전압 검출 신호(Sv)에 의존하여 상기 방전 램프(Ld)에 투입되고 있는 부하 전력치 PL이 미리 정한 목표 전력치 PT가 되도록 램프 전류 목표 신호(St)를 갱신하는 전력 제어 회로(Up)와, 상기 램프 전류 검출 신호(Si)와 상기 램프 전류 목표 신호(St)의 차이가 작아지도록, 상기 급전 회로(Ux)를 피드백 제어하는 급전 능력 제어 회로(Ud)와, 변조 신호(Sm)에 따라 램프 전류(IL)에 펄스적인 증가 변조를 행하는 램프 전류 변조 회로(Um)를 갖고 있고,

   상기 방전 램프(Ld)의 시동시 및 시동 직후에는 상기 증가 변조가 억제되고, 상기 방전 램프(Ld)의 정상 점등 상태에서는 상기 증가 변조의 억제가 해제되도록 제어되고, 상기 증가 변조의 억제가 해제될 때에는, 상기 방전 램프(Ld)의 시동 직후로부터 정상 점등 상태로의 이행의 도중에 있어서, 서서히 해제되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 점등 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 램프 전류 변조 회로(Um)는, 상기 변조 신호(Sm)에 따라, 상기 램프 전류 검출 회로(Ix)에 있어서의 상기 램프 전류 검출 신호(Si)의 출력에 대한 게인에 변조를 행함으로써 상기 증가 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 점등 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 램프 전류 변조 회로(Um)는, 상기 변조 신호(Sm)에 따라, 상기 전력 제어 회로(Up)에 있어서의 상기 램프 전류 목표 신호(St)의 출력에 대한 게인에 변조를 행함으로써 상기 증가 변조를 행하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 점등 장치.
4. 청구항 2에 있어서,

   게인을 작게 하는 정도(程度)를 억제함으로써 상기 증가 변조의 억제를 행하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 점등 장치.
5. 청구항 3에 있어서,

   게인을 크게 하는 정도를 억제함으로써 상기 증가 변조의 억제를 행하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 점등 장치.
6. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 램프 전류(IL)가 소정의 값을 넘지 않도록 제어함으로써 상기 증가 변조의 억제를 행하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 점등 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   증가 변조가 행해지지 않은 기간의 램프 전류치에 대응하는 신호와, 소정의 값을 넘지 않는 것이 보증된 증가 변조가 행해진 기간의 램프 전류치에 대응하는 신호를 생성해 두고, 이러한 신호로부터 선택함으로써, 증가 변조가 행해지지 않은 기간과 증가 변조가 행해진 기간의 램프 전류의 레벨을 결정하는 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 방전 램프 점등 장치.
8. 방전 램프에 의해 발생된 광속(Ox1)을 이용하여 화상을 투영 표시하는 프로젝터로서, 상기 방전 램프(Ld)를 시동하여 점등하기 위한 방전 램프 점등 장치가 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 방전 램프 점등 장치(Ex)인 것을 특징으로 하는 프로젝터.
9. 청구항 8에 있어서,

   동적 색 필터(Of)에 의해 색 순차 광속(Ox2)으로 변환하고, 상기 색 순차 광속(Ox2)을 이용하여 화상을 투영 표시하는 것으로서, 상기 변조 신호(Sm)는, 상기 색 순차 광속(Ox2)의 특정한 색에 의존하여 생성되는 것을 특징으로 하는 프로젝 터.

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