放電ランプの制御方法、装置及び放電ランプシステム
【課題】放電ランプの制御方法、制御装置及び放電ランプシステムを提供する。
【解決手段】同期信号を受信するステップＳ３１０と、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを同期信号によって判定するステップＳ３２０と、ランプ電流が変化した場合、ランプ電流の変化百分率を同期信号によって判定し、放電ランプの電流が変化した後の第２のランプ電流をランプ電流の変化の百分率及び放電ランプの電流が変化する前の第１のランプ電流によって得るステップＳ３３０と、第２のランプ電流と第１のランプ電流との間の電流差分値を算出するステップＳ３４０と、変調信号を電流差分値によって得るステップＳ３５０と、パルス電圧信号をランプ電流検出信号、平均ランプ電流信号、変調信号によって発生するステップＳ３６０と、を備える。
【解決手段】同期信号を受信するステップＳ３１０と、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを同期信号によって判定するステップＳ３２０と、ランプ電流が変化した場合、ランプ電流の変化百分率を同期信号によって判定し、放電ランプの電流が変化した後の第２のランプ電流をランプ電流の変化の百分率及び放電ランプの電流が変化する前の第１のランプ電流によって得るステップＳ３３０と、第２のランプ電流と第１のランプ電流との間の電流差分値を算出するステップＳ３４０と、変調信号を電流差分値によって得るステップＳ３５０と、パルス電圧信号をランプ電流検出信号、平均ランプ電流信号、変調信号によって発生するステップＳ３６０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに対する制御に関し、特に、投影用放電ランプの制御方法、装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば、デジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ）等の多様な投影装置製品のそれぞれは、様々な消費者団体に提供されている。デジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）投影装置は、投影用光を発生するためには、放電ランプを使用することが好ましく、高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）を使用することが特に好ましい。デジタル・ライト・プロセッシング投影装置においては、Ｒ、Ｂ、Ｇ（Ｒ＝赤、Ｂ＝青、Ｇ＝緑）という三原色を有する光透過性カラーホイール（ｃｏｌｏｒ ｗｈｅｅｌ）より構成されたカラーフィルタの回転によって、光源からの光を前記カラーフィルタに透過させて、三原色のそれぞれの光線を順次に発生すると同期に、空間変調素子を制御することで、時分割によって三原色のそれぞれによる画像を順次に発生し、カラー画像を表示する。三色のカラーフィルタについては、色光のそれぞれ異なる本質、色光に求められるそれぞれ異なる輝度があるから、例としては、三色中の一つを他の色と異なる輝度で再現する場合、又は特定な画像領域における輝度が他の画像領域における輝度と同一でない場合、放電ランプからの光は、強度が同一でないように要求されることで、図１に示すように、所望の放電ランプの電流も同じではないようになる。三色カラーフィルタの各色に対応する放電ランプの電流を示す模式図である図１により、Ｂ色に対応する放電ランプの電流とＲ色に対応する放電ランプの電流との間、差分値ΔＩを持ち、Ｂ色に対応する放電ランプの電流とＧ色に対応する放電ランプの電流との間、差分値ΔＩ'を持つことは判明する。また、図１により、Ｒ色に対応する放電ランプの電流からＢ色に対応する放電ランプの電流への転換、Ｂ色に対応する放電ランプの電流からＧ色に対応する放電ランプの電流への転換は、一定の時間である遷移時間ｔｒ、ｔｆが必要して、該遷移時間内に前の光の色が後の光の色に転換する。つまり、この遷移時間内で、放電ランプからの光の強度は変わっている。あまり画質に影響させないために、放電ランプのこの遷移時間内に発生した光を投影に使わないので、エネルギー浪費となってしまう。そのため、放電ランプからの光の利用効率の向上、またエネルギーの節約のためにも、遷移時間は短い方が良い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、放電ランプが一つの色から他の色へ変換する遷移時間を短縮するように、放電ランプの制御方法、装置をいかに発明することは、解決しなければならない課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、前記遷移時間を短縮するように放電ランプを制御することにある。
【０００５】
前記目的を達成するように、本発明は、同期信号を受信するステップ（ａ）と、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号によって判定するステップ（ｂ）と、前記ランプ電流が変化した場合、ランプ電流の変化百分率を前記同期信号によって判定し、放電ランプの電流が変化した後の第２のランプ電流を前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの電流が変化する前の第１のランプ電流によって得るステップ（ｃ）と、第２のランプ電流と第１のランプ電流との間の電流差分値を算出するステップ（ｄ）と、変調信号を前記電流差分値によって得るステップ（ｅ）と、前記放電ランプのランプ電流を制御するように、パルス電圧信号をランプ電流検出信号、平均ランプ電流信号、前記変調信号によって発生する上に、スイッチ制御信号を出力するステップ（ｆ）と、を備え、前記パルス電圧信号が、少なくとも、第１の電圧と、第２の電圧と、時間帯と、を含み、ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流から前記第２のランプ電流に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が、前記時間帯を経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移し、前記第２の電圧値及び／又は前記時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成する放電ランプの制御方法を提供する。
【０００６】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【０００７】
前記パルス電圧信号の前期時間帯は、第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯に分けられ、且つ、前記パルス電圧信号は、少なくとも、第３の電圧を含み、前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。
【０００８】
前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯はゼロ以上である。
【０００９】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。
【００１０】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。
【００１１】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００１２】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００１３】
前記パルス電圧信号の前記時間帯の前記第１のサブ時間帯は、第３のサブ時間帯と第４のサブ時間帯に分けられる。
【００１４】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧を保つ。
【００１５】
第３のサブ時間帯はゼロ以上であり、前記第４のサブ時間帯はゼロより大きい。
【００１６】
第３の電圧は前記第２の電圧に等しくない。
【００１７】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００１８】
前記パルス電圧信号は、第４の電圧を更に含む。
【００１９】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化して、前記第３の電圧を暫く保ち、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第４の電圧に変化して、前記第４の電圧を暫く保つ。
【００２０】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第４の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００２１】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００２２】
前記時間帯の範囲は、約１ｕｓ〜最大遷移時間の３倍である。
【００２３】
本発明のもう一つの側面は、平均ランプ電流信号を発生して、変調信号を第２のランプ電流と第１のランプ電流との間の差分値によって発生するための、同期信号及びランプ状態検出信号を受信するマイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサに電気的に接続され、前記放電ランプのランプ電流を制御するように、パルス電圧信号を発生する上に、スイッチ制御信号を出力するための、ランプ電流検出信号、前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を受信する制御回路と、を備え、前記パルス電圧信号が、少なくとも、第１の電圧と、第２の電圧と、時間帯と、を含み、ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流から前記第２のランプ電流に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が、前記時間帯を経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移し、前記第２の電圧値及び／又は前記時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することを特徴とする放電ランプを制御するための制御装置を提出する。
【００２４】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００２５】
前記パルス電圧信号の前記時間帯が第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯に分けられ、且つ、前記パルス電圧信号は、少なくとも、第３の電圧を含み、前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。
【００２６】
前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯はゼロ以上である。
【００２７】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。
【００２８】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。
【００２９】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００３０】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００３１】
前記パルス電圧信号の前記時間帯の前記第１のサブ時間帯は、第３のサブ時間帯と第４のサブ時間帯に分けられる。
【００３２】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧を保つ。
【００３３】
前記第３のサブ時間帯はゼロ以上であり、前記第４のサブ時間帯はゼロより大きい。
【００３４】
前記第３の電圧は前記第２の電圧に等しくない。
【００３５】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００３６】
前記パルス電圧信号は、第４の電圧を更に含む。
【００３７】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化して、前記第３の電圧を暫く保ち、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第４の電圧に変化して、前記第４の電圧を暫く保つ。
【００３８】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第４の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００３９】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００４０】
前記時間帯の範囲は、ほぼ、１ｕｓ〜最大遷移時間のほぼ３倍である。
【００４１】
前記マイクロプロセッサは、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号によって判定し、前記ランプ電流が変化した場合、前記放電ランプのランプ電流の変化百分率を得ることに用いられる判定ユニットと、放電ランプの前記第２のランプ電流及び前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値を放電ランプの前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの前記第１のランプ電流によって算出し、対応の第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を発生することに用いられる計算ユニットと、を有するマイクロプロセッシングユニットを含む。
【００４２】
前記マイクロプロセッサは、前記第１のデジタル信号を変換することで前記平均ランプ電流信号を得ることに用いられる第１のデジタルアナログ変換器と、前記第２のデジタル信号を変換することで前記変調信号を得ることに用いられる第２のデジタルアナログ変換器と、を更に含む。
【００４３】
前記制御回路は、前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を重畳処理することで、前記パルス電圧信号を得ることに用いられる重畳回路と、
非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子とを有し、前記パルス電圧信号及び前記ランプ電流検出信号を受信することで、誤差信号を発生することに用いられる第１の演算増幅器と、
前記第１の演算増幅器の出力端子に接続され、スイッチ制御信号を発生することに用いられる第１のパルス幅変調信号発生器と、を更に含む。
【００４４】
前記制御回路は、前記ランプ電流検出信号及び前記変調信号を受信することでパルス電圧信号を発生することに用いられるランプ電流処理回路を更に含む。前記ランプ電流処理回路及び前記マイクロプロセッサに電気的に接続されて前記パルス電圧信号及び前記平均ランプ電流信号を受信することで、誤差信号を発生する前記第１の演算増幅器。前記第１の演算増幅器の出力端子に接続され、前記スイッチ制御信号を発生することに用いられる前記パルス幅変調信号発生器。
【００４５】
前記変調信号を前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の差分値及び当時のランプ状態検出信号によって得る上に、前記パルス電圧信号を得ることができる。
【００４６】
前記ランプ状態検出信号は、ランプ電圧と、前記スイッチ制御信号のデューティ比とを含むランプ電圧状態を反映するものである。
【００４７】
本発明のまた一つの側面は、放電ランプと、直流電流を提供するための電力供給装置と、前記電力供給装置及び前記放電ランプに電気的に接続されるスイッチ管を少なくとも一つ含み、前記電力供給装置と前記放電ランプに接続され、前記直流電流を前記放電ランプに必要な電流に変換することに用いられる変換器と、放電ランプのランプ状態を検出することでランプ状態検出信号を発生することに用いられるランプ状態信号検出回路と、本発明の前記一側面によるものである制御装置と、を備える放電ランプシステムを提出する。
【００４８】
前記変換器は、直流‐直流変換器である。
【００４９】
前記直流‐直流変換器は、降圧型変換器である。
【００５０】
前記ランプ状態検出信号は、ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、前記スイッチ管デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等である。
【発明の効果】
【００５１】
本発明により提供される制御方法、制御装置及びその放電ランプシステムを採用すれば、放電ランプを第１のランプ電流から第２のランプ電流に急変させるように制御するためのパルス電圧信号を、ランプ電流の変化の前後に対応するランプ電流及び遷移時間によって得ることができる。前記放電ランプのランプ電流が第１のランプ電流から第２のランプ電流に急変する場合、その変化を制御するパルス電圧信号は、時間帯を経過して第１の電圧から第２の電圧に遷移する。ランプ電流の変化の遷移時間を著しく減少させ、この遷移時間における放電ランプからの光の無駄遣いを減少させ、エネルギーを節約した。なお、パルス電圧信号の変化の時間帯を取り入れることで、放電ランプのランプ電流の変化過程をより平穏にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】三色カラーフィルタの各色に対応する放電ランプの電流を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御するシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による放電ランプを制御するための制御方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である。
【図５Ａ】図５に示した第１のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である。
【図５Ｂ】図５に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である。
【図６Ａ】図５に示した制御方法を示すタイミング図である。
【図６Ｂ】図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である。
【図６Ｃ】図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である。
【図６Ｄ】図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である。
【図７】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である。
【図７Ａ】図７に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である。
【図８】図５に示した制御装置を含む放電ランプシステムの回路構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態を図面及び詳細な説明によって詳しく解釈するが、図面を簡素化するため、慣用なものとして既知されている構造と部材を、図面で簡単に示す。
【００５４】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御するシステムを示すブロック図である図２を参照する。
【００５５】
図２に示すように、前記放電ランプシステム２は、制御装置２０（マイクロプロセッサ２１及び制御回路２２を含む）と、変換器２４と、放電ランプ２９と、を備える。本実施形態において、前記変換器２４の入力端子は、直流電流を提供するための、ＤＣ電源、好ましくは、ＤＣ電圧源を受信する。本実施形態において、変換器２４は、第１のスイッチＳ１を少なくとも一つ含み、一端がＤＣ電源の出力端子に接続され、ＤＣ電源の提供する直流電流を放電ランプに必要な直流電流に変換することに用いられるＤＣ‐ＤＣ変換回路である。前記放電ランプシステム２は、放電ランプ２９のランプ電圧を検出することでランプ電圧検出信号を得るためのランプ電圧検出回路２７と、放電ランプ２９のランプ電流値を検出することでランプ電流検出信号を得るためのランプ電流検出回路２８とを有するランプ状態信号検出回路２６を更に含む。制御装置２０の受信するランプ状態検出信号については、ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、第１のスイッチＳ１デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等であってよい。本実施形態において、制御装置２０の受信するランプ状態信号は、ランプ電圧信号とランプ電流信号である。ここのランプ電圧が、放電ランプ２９の状態に対する判定、即ち放電ランプ２９が定電流制御段階にあるか、それとも定電力制御段階にあるかに対する判定に用いられることができる一方で、放電ランプ２９に対する制御に用いられることもできることは、注意すべきである。本実施形態において、制御装置２０におけるマイクロプロセッサ２１は、同期信号、前記ランプ電圧検出信号、前記ランプ電流検出信号を受信し、処理して平均ランプ電流信号と変調信号を得る。本実施形態において、制御装置２０における制御回路２２は、前記マイクロプロセッサ２１に電気的に接続され、前記マイクロプロセッサの出力する前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号、前記ランプ電流検出信号を受信し、処理してスイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を出力する。本実施形態において、前記放電ランプシステム２は、前記スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を受信し、前記変換器２４における前記少なくとも一つのスイッチＳ１を前記スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１によって駆動してオン・オフの切替動作を行わせて、放電ランプ２９の電流の切替を達成するためのドライバ、を更に含む。
【００５６】
ただし、本実施形態において、前記平均ランプ電流信号は、ランプ電力制御関連の信号である。
【００５７】
本発明の一実施形態による放電ランプを制御するための制御方法を示すフロー図である図３を参照する。
【００５８】
図３に示すように、まず、ステップＳ３１０において、同期信号を受信する。その後、ステップＳ３２０に進み、即ち放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを同期信号によって判定し、放電ランプのランプ電流が変化した場合、ステップＳ３３０に進むが、放電ランプのランプ電流が変化しない場合、ステップＳ３２０を繰返す。ステップＳ３３０において、ランプ電流の変化百分率を前記同期信号によって判定し、放電ランプの電流が変化した後の第２のランプ電流Ｉ２を前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの電流が変化する前の第１のランプ電流Ｉ１によって得る。そして、ステップＳ３４０に進み、第２のランプ電流Ｉ２と第１のランプ電流Ｉ１との間の電流差分値ΔＩを算出する。次いで、ステップＳ３５０に進み、前記変調信号を前記電流差分値ΔＩによって得る。次いで、ステップＳ３６０に進み、前記変調信号を出力する。
【００５９】
他の実施形態において、ステップＳ３５０では、放電ランプを制御して第１のランプ電流Ｉ１から第２のランプ電流Ｉ２に急変させる過程中に必要な前記変調信号を、当時のランプ状態検出信号及び前記電流差分値ΔＩによって得ることができる。
【００６０】
前記ランプ状態検出信号は、ランプ状態を反映する信号であってよく、例えば、ランプ電圧、スイッチ制御信号のデューティ比等のようなランプ電圧状態を反映する信号を含む。
【００６１】
そのうち、本実施形態において、前記同期信号は、外部システム（例えば、投影システム）によって指定されるものであり、投影システムにおいて発するＲ色光をＢ色光に切替える必要があれば、カラーホイールを回転することで光の切替を達成することができる。その同時に、画面の表示品質を改善するように、異なる色を出力する場合の光強度を異なるようにし、つまり、ランプ電流Ｉ１をランプ電流Ｉ２に切替える必要がある。実作により、一般に、放電ランプがランプ電流Ｉ１からＩ２までは一定の遷移時間、例えば、ｔｒを要することは判明した。前記同期信号によって、前記ランプ電流が変化するかどうか、ランプ電流の変化百分率を判定することができる。
【００６２】
図２に示すように、本実施形態において、前記変調信号を前記平均ランプ電流信号又は前記ランプ電流検出信号に応用することでパルス電圧信号を得る。本実施形態において、前記パルス電圧信号の振幅は、前記電流差分値にかかわり、前記放電ランプのランプ電流を制御して前記第１のランプ電流Ｉ１から前記第２のランプ電流Ｉ２に変化させることに必要な制御信号の変化の特徴を表す。
【００６３】
ただし、本発明において、前記ランプ電流が前記遷移時間ｔｒを経過して前記第１のランプ電流Ｉ１から前記第２のランプ電流Ｉ２に遷移すると、前記パルス電圧信号は、時間帯Δｔを経過して第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２に遷移する。これにより、前記放電ランプのランプ電流が変化した場合、その変化を制御するパルス電圧信号は瞬間的に変化するのではなく、時間帯Δｔを経過して第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２に遷移することが判明した。そのため、放電ランプのランプ電流が変化する時の電流振動を減少させて、平穏に遷移することを達成した。一実施形態において、前記時間帯Δｔの範囲は、ほぼ１ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの３倍であり、好ましくはほぼ１０ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの２倍である。ｔｒｍａｘは、システムの許容する電流の最大遷移時間であり、投影機システムのカラーホイールの回転速度にかかわっている。例えば、カラーホイールの回転速度が６０Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ４００ｕｓであり、カラーホイールの回転速度が２００Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ１３０ｕｓである。一般に、本文で使用される「大体」、「約」又は「ほぼ」は、指定値又は範囲の２０％内、好ましくは指定値又は範囲の１０％内、より好ましくは指定値又は範囲の５％内にあることを表すことは、注意すべきである。ここの数は大体のものであり、明確に説明しなかった場合、用語「大体」、「約」、又は「ほぼ」の意味を推測できることと理解してよい。
【００６４】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置システムを示すブロック図である図４を参照する。
【００６５】
図４に示すように、本制御装置４０のマイクロプロセッサ４１は、マイクロプロセッシングユニット４１２と、第１のデジタルアナログ変換器４１３と、第２のデジタルアナログ変換器４１４とを含む。制御回路４２は、第１の演算増幅器４２１と、パルス幅変調信号発生器４２２とを含む。本実施形態において、前記マイクロプロセッサ４１は、前記同期信号、前記ランプ状態検出信号（ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、第１のスイッチＳ１デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等であってよい）を受信する。前記マイクロプロセッシングユニット４１２は、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号によって判定し、且つ前記ランプ電流が変化した場合、前記放電ランプのランプ電流の変化百分率を得ることに用いられる判定ユニット４１２１と、放電ランプの前記第２のランプ電流及び前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の前記電流差分値ΔＩを放電ランプの前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの前記第１のランプ電流によって算出し、対応の第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を発生することに用いられる計算ユニット４１２２と、を有する。本実施形態において、前記第１のデジタルアナログ変換器４１３及び前記第２のデジタルアナログ変換器４１４は、前記マイクロプロセッシングユニット４１２に電気的に接続され、それぞれが前記第１のデジタル信号を変換することで前記平均ランプ電流信号を得、前記第２のデジタル信号を変換することで前記変調信号を得ることに用いられる。本実施形態において、前記制御回路４２は、前記マイクロプロセッサ４１に電気的に接続され、前記マイクロプロセッサ４１の出力する前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号、前記ランプ電流検出信号を受信する。前記演算増幅器４２１は、前記平均ランプ電流信号、前記変調信号、前記ランプ電流検出信号を処理した後、パルス幅変調信号発生器４２２の入力信号として信号（比較信号）を出力する。その後、パルス幅変調信号発生器４２２は、スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を発生する。その後、前記ドライバ４３は、このパルス幅変調信号を増幅してから、放電ランプの電流を制御するための前記スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１をスイッチ管に出力する。
【００６６】
本実施形態において、前記ランプ電流検出信号は、前記演算増幅器４２１の反転入力端子に入力され、前記平均ランプ電流信号は、前記演算増幅器４２１の非反転入力端子に入力されるが、これに限定されない。
【００６７】
前記変調信号が、演算増幅器４２１の反転入力端子のランプ電流検出信号に応用されてもよいし、制御演算増幅器４２１の非反転入力端子の平均ランプ電流信号に応用されてもよいことは、注意すべきである。
【００６８】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である図５を参照する。図５に示すように、制御装置５０は、マイクロプロセッシングユニット５１２と、第１のデジタルアナログ変換器５１３と、第２のデジタルアナログ変換器５１４と、を含むマイクロプロセッサ５１と、制御回路５２と、を備える。マイクロプロセッシングユニット５１２は、判定ユニット５１２１と、計算ユニット５１２２と、を有する。この制御装置５０は、ドライバ５３を更に備える。前記マイクロプロセッサ５１及びドライバ５３の動作原理は、図４に示したマイクロプロセッサ４１及びドライバ４３と同じであるため、ここで詳しく説明しない。
【００６９】
本実施形態において、制御回路５２は重畳回路５２４を含む。重畳回路５２４は、前記マイクロプロセッサ５１の発生する前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を重畳し、つまり前記変調信号を平均ランプ電流信号に応用することで、パルス電圧信号を発生することに用いられる。制御回路５２は、演算増幅器５２１と、パルス幅変調信号発生器５２２と、を更に含む。そのうち、パルス電圧信号は、演算増幅器５２１の非反転入力端子の信号とされているが、これに限定されない。なお、ランプ電流検出信号は、抵抗Ｒ７を通して演算増幅器５２１の反転入力端子に入るが、これに限定されない。また、演算増幅器５２１の反転入力端子と出力端子は、ＰＩ調節器を通して接続されるが、これに限定されない。演算増幅器５２１は、それに入力される信号を処理した後、パルス幅変調信号発生器５２２の入力信号として信号（比較信号）を出力する。パルス幅変調信号発生器５２５の作業原理は、図４で説明したことがあるため、ここで詳しく説明しない。
【００７０】
本実施形態において、第１のデジタルアナログ変換器５１３は、第１のデジタル信号を変換することで平均ランプ電流信号を得る。本実施形態において、第１のデジタルアナログ変換器５１３は、図５に示した第１のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図５Ａに示すように、ローパスフィルタである。前記ローパスフィルタは、抵抗Ｒ４とＣ２により構成されるが、他の回路構造であってもよく、これに限定されない。第２のデジタルアナログ変換器５１４は、第２のデジタル信号を処理することで前記変調信号を得る。本実施形態において、その回路の構造は、図５に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である図５Ｂに示すようなものであってもよいが、他の回路構造であってもよく、これに限定されない。図５Ｂに示すように、第２のデジタルアナログ変換器５１４は、複数の抵抗Ｒ５、Ｒ６、…、Ｒｎ及びキャパシターＣ３を含む。複数の抵抗の一端は、マイクロプロセッシングユニット５１２の複数のＩ／Ｏ（これらのＩ／Ｏポートが、第２のデジタル信号を伝送することに用いられる）に対応的に接続されるが、これに限定されなく、他の一端は、ノードに接続される。具体的に言えば、図５Ｂに示すように、第２のデジタル信号は、複数のＩ／Ｏポートを介してＲ５、Ｒ６、…、Ｒｎというような複数の抵抗に伝送される。これらの抵抗は、Ｉ／Ｏポートから出力される信号の振幅を調節することに用いられることができる。例えば、抵抗値が同じである２つ抵抗Ｒ５とＲ６しかない場合、抵抗Ｒ５に対応するＩ／Ｏポートが、例えば、５Ｖのハイレベル信号を出力し、抵抗Ｒ６に対応するＩ／Ｏポートが、例えば、０Ｖのローレベル信号を出力するとすれば、出力される変調信号が所望の振幅の変調信号になるように、出力される信号は２.５Ｖのものとなる。本発明の実施形態において、これらの抵抗の数及び抵抗値は限定されないため、Ｉ／Ｏポートから出力される信号及び各抵抗によって電圧の異なる信号に調節して、キャパシターＣ３を介してフィルタ処理を行うことで、前記変調信号を得ることができる。本実施例において、キャパシターＣ３は、一端が前記ノードに電気的に接続され、他端が接地端子に電気的に接続される。変調信号の振幅（Ｉ／Ｏポートから出力される信号、抵抗Ｒ５、Ｒ６、…、Ｒｎによる調節によって得られる）が前記電流差分値にかかわっていることは、注意すべきである。
【００７１】
一実施形態において、重畳回路５２４は、マイクロプロセッサ５１の内部に配置され、即ちマイクロプロセッサ５１が前記パルス電圧信号を出力してもよいが、これに限定されない。
【００７２】
上記により、マイクロプロセッサ５１が、放電ランプの電流が第１のランプ電流Ｉ１から第２のランプ電流Ｉ２に切替えられる必要があることを、同期信号により分かると、パルス電圧信号を対応的に出力し、制御回路が、スイッチ制御信号を前記パルス電圧信号とランプ電流検出信号によって対応的に出力し、放電ランプの電流を前記スイッチ制御信号によって制御することは判明した。
【００７３】
図５に示した制御方法を示すタイミング図である図６Ａを参照する。図５と図６Ａに示したものを合わせて見ると、本実施形態において、Ｒ色光に対応する放電ランプのランプ電流はＩ１であり、ランプ電流Ｉ１に対応する制御電圧は前記第１の電圧Ｖ１であり、Ｂ色光に対応する放電ランプのランプ電流はＩ２であり、ランプ電流Ｉ２に対応する制御電圧は前記第２の電圧Ｖ２である。また、Ｉ２＞Ｉ１、Ｖ２＞Ｖ１、即ちＩ１からＩ２まで急増する。本実施形態において、ランプ電流の急増は、Ｒ色光からＢ色光への切替に対応するが、他の実施例においては、Ｂ色光からＲ色光への切替、Ｇ色光からＲ色光への切替又はＧ色光からＢ色光への切替等の多様な場合に対応してもよいが、これに限定されたものではなく、実際の要求によって決められることは、注意すべきである。なお、図６Ａにより、Ｉ２とＩ１との差分値がΔＩであることは判明した。
【００７４】
前記の通り、投影システムにおいて発されたＲ色光をＢ色光に切り替える必要があるかどうかを、外部システム（投影システム）に指定される同期信号から分かることができるが、切り替える必要がある場合、カラーホイールを回転することで光の切替、つまり、ランプ電流Ｉ１をランプ電流Ｉ２に切り替えることを達成することができる。実作により、一般に、放電ランプにおいてランプ電流Ｉ１からＩ２までは一定の遷移時間、例えば、ｔｒを要することは判明した。
【００７５】
本実施形態において、ランプ電流Ｉ１がランプ電流Ｉ２へ急変する過程中、つまり、制御パルス電圧信号が前記第１の電圧Ｖ１から前記第２の電圧Ｖ２へ急変する過程において、放電ランプを制御してＩ１からＩ２までの遷移時間ｔｒを短縮させ、振動を減少させることができる。具体的に言えば、パルス信号を制御して前記第１の電圧Ｖ１から前記第２の電圧Ｖ２まで漸進的に変換させることができる。図６Ａに示すように、前記パルス電圧信号は、少なくとも、前記第１の電圧Ｖ１と、前記第２の電圧Ｖ２と、時間帯Δｔと、を含み、ランプ電流が遷移時間ｔｒを経過して前記第１のランプ電流から前記第２のランプ電流に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号は、前記時間帯Δｔを経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移する。前記パルス電圧信号は前記時間帯Δｔを経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移し、つまりパルス電圧信号は瞬間的に変化するのではないため、ランプ電流がランプ電流Ｉ１からランプ電流Ｉ２に急変する時の振動を減少させることができる。一実施例において、前記判定ユニットは前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットは前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記第２の電圧値及び／又は前記時間帯Δｔを調整することで前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することができるが、これに限定されない。ただし、遷移時間帯Δｔの範囲は、ほぼ１ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの３倍であり、好ましくはほぼ１０ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの２倍である。そのうち、ｔｒｍａｘは、システムの許容する最大遷移時間であり、投影機システムのカラーホイールの回転速度にかかわっている。例えば、カラーホイールの回転速度が６０Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ４００ｕｓであり、カラーホイールの回転速度が２００Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ１３０ｕｓである。
【００７６】
図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である６Ｂを参照する。図５と図６Ａを合わせて見ると、図６Ｂに示したパルス電圧信号の前記遷移時間Δｔは、第１のサブ時間帯Δｔ１と第２のサブ時間帯Δｔ２に分けられ、且つ前記パルス電圧信号は、少なくとも、中間電圧である第３の電圧を含み、前記第１のサブ時間帯Δｔ１で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。一実施例において、前記第１のサブ時間帯Δｔ１はゼロ以上である。一実施例において、前記第２のサブ時間帯Δｔ２はゼロ以上である。一実施例において、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第１のサブ時間帯Δｔ１及び／又は前記第２のサブ時間帯Δｔ２を調整することで、前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することもできるが、これに限定されない。
【００７７】
図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である図６Ｃを参照する。図５、図６Ａ図６Ｂを合わせて見ると、図６Ｃに示すように、前記パルス電圧信号の前記時間帯Δｔの前記第１のサブ時間帯Δｔ１は、第３のサブ時間帯Δｔ３と第４のサブ時間帯Δｔ４に分けられ、且つ前記パルス電圧信号が少なくとも、前記第３の電圧Ｖ３を含む。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯Δｔ３で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第４のサブ時間帯Δｔ４で前記第３の電圧を保つ。一実施例において、前記第３のサブ時間帯Δｔ３はゼロ以上であり、前記第４のサブ時間帯Δｔ４はゼロより大きい。一実施例において、前記第３の電圧は前記第２の電圧に等しくない。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。一実施例において、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯Δｔ３及び／又は前記第４のサブ時間帯Δｔ４を調整することで、前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することができるが、これに限定されない。本実施例において、前記第３の電圧を暫く保つことで、ランプ電流をランプ電流Ｉ１からランプ電流Ｉ２に素早く遷移させ、且つ遷移過程を平穏にすることができる。
【００７８】
図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である図６Ｄを参照する。図５、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃを合わせてみると、図６Ｄに示すように、前記パルス電圧信号は、もう一つの中間電圧である第４の電圧を更に含む。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯Δｔ３で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第３の電圧を暫く保って、前記第４のサブ時間帯Δｔ４で前記第３の電圧から前記第４の電圧に変化し、前記第４の電圧を暫く保つ。即ち前記パルス電圧信号は、段階的に急変するように前記第１の電圧から第２の電圧に遷移する。一実施例において、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第２の電圧より大きい。一実施例において、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第２の電圧より小さい。一実施例において、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第１の電圧より小さく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第４の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯Δｔ３及び／又は前記第４のサブ時間帯Δｔ４を調整することで前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することができるが、これに限定されない。
【００７９】
そのうち、第３の電圧と第１の電圧との差分値、第４の電圧と第３の電圧との差分値、第２の電圧と第４の電圧との差分値、第１のサブ時間帯Δｔ１、第２のサブ時間帯Δｔ２、第３のサブ時間帯Δｔ３、第４のサブ時間帯Δｔ４は、ΔＩと当時のランプ状態、システムの許容する最大ｔｒｍａｘによって算出することで組み合わせることができる。本実施形態において、一つの中間電圧Ｖ３及び／又は２つの中間電圧Ｖ３とＶ４、対応の時間帯Δｔ、Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３、Δｔ４だけを例として説明するが、他の実施例において、必要によって複数の中間電圧Ｖｎ及び対応の複数の時間帯を有してもよいことは、注意すべきである。
【００８０】
なお、ランプ電流Ｉ２からランプ電流Ｉ３への切替については、類似の方法を採用し、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ又は図６ＤのようにＩ２をＩ３に切替させてもよい。この場合、遷移時間はｔｆであり、その数値がｔｒと同じであるため、ここで詳しく説明しない。ただし、この場合、Ｉ２＞Ｉ３、Ｖ２＞Ｖｎであり、即ちＩ２からＩ３まで急減する。本実施形態において、Ｂ色光からＧ色光への切替に対応してもよいが、それは限定されない。その動作原理は、ここで詳しく説明しない。
【００８１】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である図７を参照する。図７に示すように、制御装置７０は、マイクロプロセッサ７１と、制御回路７２と、を備える。本実施形態において、マイクロプロセッサ７１は、同期信号とランプ状態検出信号を受信し、平均ランプ電流信号と変調信号を出力する。その動作原理は、図４に示したマイクロプロセッサ４１と類似しているため、ここで詳しく説明しない。
【００８２】
本実施形態において、制御回路７２は、ランプ電流処理回路７２４と、演算増幅器７２１と、パルス幅変調信号発生器７２２と、を備えてよい。ランプ電流処理回路７２４は、利得調整回路７２４１と、演算増幅器７２４２と、を含む。本実施形態において、利得調整回路７２４１は、ベース電極が図７Ａに示した複数の抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、…、Ｒｍに対応的に接続される複数の三極管Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｐを含み、それぞれの一端がＱ１、Ｑ２、…、Ｑｐの集電極に対応的接続され、他端がノードを介して第２の演算増幅器７２４２の反転入力端子に結合される複数の抵抗Ｒ９、Ｒ１０、…、Ｒｐを更に含むが、これに限定されない。また、演算増幅器７２４２の反転入力端子と出力端子は、抵抗Ｒ１１を通して接続されるが、これに限定されない。ランプ電流検出信号は、抵抗Ｒ７を介して演算増幅器７２４２の非反転入力端子に流れ込むが、これに限定されない。即ち本実施形態において、ランプ電流処理回路７２４は、前記変調信号とランプ電流検出信号を受信し、その内の前記利得調整回路７２４１及び前記第２の演算増幅器７２４２を通してパルス電圧信号を出力する。前記演算増幅器７２１については、その非反転入力端子に入力される信号は、前記平均ランプ電流信号であり、その反転入力端子に入力される信号は、前記パルス電圧信号であるが、これに限定されない。また、その反転入力端子は、出力端子のＰＩ調節器に接続されるが、これに限定されない。パルス幅変調信号発生器７２２の作業原理は、図４、図５に示したパルス幅変調信号発生器と同じである。制御装置７０は、ドライバ７３を更に備え、その作業原理が図４、図５に示したドライバと同じであるため、両者については詳しく説明しない。
【００８３】
即ち、本実施例において、変調信号をランプ電流検出信号に応用して前記パルス電圧信号を発生した後、前記平均ランプ電流信号と比較し、演算して前記少なくとも一つのスイッチ管を制御するスイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を得て、前記少なくとも一つのスイッチ管オン・オフの切替動作を制御することで、前記ランプ電流を制御する。
【００８４】
図７に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である図７Ａを参照する。他の回路構造であってもよいが、これに限定されない。図７Ａに示すように、第２のデジタルアナログ変換器７１４は、一端がマイクロプロセッシングユニット７１２の複数のＩ／Ｏ（これらのＩ／Ｏポートが、第２のデジタル信号を伝送することに用いられる）に対応的に接続されるが、これに限定されなく、他端がそれぞれランプ電流処理回路７２４における複数の三極管Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｐのベース電極に対応的に接続されるＲ１３、Ｒ１４…Ｒｍという複数の抵抗を含む。具体的に言えば、図７に示すように、第２のデジタル信号を、複数のＩ／Ｏポートを介して複数の抵抗に伝送されることで、ランプ電流処理回路７２４における複数の三極管Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｐを制御する。本発明の実施形態において、これらの抵抗の数及び抵抗値は限定されない。
【００８５】
本実施例において、電流制御方法のタイミング図は、図６と相似である。ただし、この場合、電流が急増する時、そのパルス電圧信号の変化は、図６に示した電流の急減する時と同じである。電流が急減する時、そのパルス電圧信号の変化は、図６に示した電流の急増する時と同じである。その動作原理は、図５及び図６に参照してよいが、ここで詳しく説明しない。
【００８６】
図５に示した制御装置を含む放電ランプシステムの回路構造を示す模式図である図８を参照する。図８に示すように、前記放電ランプシステム８は、制御装置８０（マイクロプロセッサ８１及び制御回路８２を含む）と、電力供給装置８５と、変換器８４と、放電ランプ８９と、点火装置８６と、を備える。本実施形態において、制御装置８０は構造が図５に示した制御装置５０と同じであるため、ここで詳しく説明しない。電力供給装置８５は、直流電流を提供するための、ＤＣ電源、好ましくはＤＣ電圧源であってよい。本実施形態において、変換器８４は、降圧型（ＢＵＣＫ）回路のようなＤＣ‐ＤＣ変換回路であり、一端がＤＣ電源の出力端子に接続され、ＤＣ電源の提供する直流電流を放電ランプの必要な直流電流に変換することに用いられ、前記ＢＵＣＫ回路が、切替スイッチＳ１と、ダイオードＤ１と、インダクタンスＬ１と、キャパシターＣ１とを含み、前記切替スイッチが、前記スイッチ制御信号に制御される半導体部品であり、絶縁ゲート型両極性トランジスタであってよく、好ましくは金属酸化物半導体電界効果トランジスタである。本実施形態において、点火装置８６は、変圧器を介して放電ランプ８９と並列接続する。また、前記放電ランプシステム８は、放電ランプ８９を点灯するための高圧が他の回路を損害しないように、放電ランプ８９と直列接続される第２のダイオードＤ２を更に備える。制御装置８０の受信するランプ状態信号については、ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、第１のスイッチＳ１デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等であってよい。本実施形態において、ランプ状態信号は、ランプ電圧信号とランプ電流信号である。ランプ電圧検出信号は、ランプ電圧検出回路８７によって得られる。ランプ電圧検出回路８７は、抵抗Ｒ２とＲ３を直列接続することで構成されるが、これに限定されない。ここのランプ電圧が、放電ランプ８９の状態に対する判定、即ち放電ランプ８９が定電流制御段階にあるか、それとも定電力制御段階にあるかに対する判定に用いられることができる一方で、放電ランプ８９に対する制御に用いられることもできることは、注意すべきである。ランプ電流検出信号は、ランプ電流検出回路８８によって得られる。ランプ電流検出回路８８は、抵抗Ｒ１によって構成されるが、これに限定されない。本実施形態において、制御装置８０は、前記制御信号Ｖｐｗｍ１を同期信号及びランプ状態信号によって発生することができ、具体的な過程は、図５に示した実施形態を参照してよい。本実施形態において、変換器８４における制御スイッチＳ１は、この制御信号Ｖｐｗｍ１によってオン・オフの切替動作を行って、放電ランプ８９の電流制御を達成する。
【００８７】
一実施形態において、前記放電ランプ８９は交流ランプであってよく、この場合、変換器８４は、放電ランプ８９に必要な交流信号を提供するための逆変換装置を更に含む。
【００８８】
要約して言えば、本発明に提供される放電ランプの制御装置及びその制御方法は、放電ランプのランプ電流がある電流値から他の電流値に変化する必要がある場合、そのパルス電圧信号を制御して時間帯を経過してある電圧値から他つの電圧値に変化させ、パルス電圧信号を適当に調整することで電流が変化する過程中の振動を減少させると同時に、ある電流値から他の電流値まで変化する遷移時間を短縮すること達成することができる。
【００８９】
前記において、本発明の具体的な実施形態を図面にあわせて説明したが、当業者であれば、本発明の精神と範囲を逸脱しない範囲で種々の変更又は代替を加えることもでき、これらの変更又は代替が本発明の特許請求の範囲に限定される範囲に含まれることは理解できる。
【符号の説明】
【００９０】
２、８ 放電ランプシステム、２０、４０、５０、７０、８０ 制御装置、２１、４１、５１、７１、８１ マイクロプロセッサ、２２、４２ 制御回路、５２、７２、８２ 制御回路、２４、８４ 変換器、２６ ランプ状態信号検出回路、２７、８７ ランプ電圧検出回路、２８、８８ ランプ電流検出回路、２９、８９ 放電ランプ、４３、５３、７３ ドライバ、８５ 電力供給装置、８６ 点火装置、４１２、５１２、７１２ マイクロプロセッシングユニット、４１３、５１３ 第１のデジタルアナログ変換器、４１４、５１４、７１４ 第２のデジタルアナログ変換器、４２１ 第１の演算増幅器、４２２ 、５２２、７２２ パルス幅変調信号発生器、５２１、７２１ 演算増幅器、５２４ 重畳回路、７２４ ランプ電流処理回路、４１２１、５１２１ 判定ユニット、４１２２、５１２２ 計算ユニット、７２４１ 利得調整回路、７２４２ 第２の演算増幅器、Ｓ３１０〜Ｓ３６０ ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに対する制御に関し、特に、投影用放電ランプの制御方法、装置及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えば、デジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ）等の多様な投影装置製品のそれぞれは、様々な消費者団体に提供されている。デジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ）投影装置は、投影用光を発生するためには、放電ランプを使用することが好ましく、高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）を使用することが特に好ましい。デジタル・ライト・プロセッシング投影装置においては、Ｒ、Ｂ、Ｇ（Ｒ＝赤、Ｂ＝青、Ｇ＝緑）という三原色を有する光透過性カラーホイール（ｃｏｌｏｒ ｗｈｅｅｌ）より構成されたカラーフィルタの回転によって、光源からの光を前記カラーフィルタに透過させて、三原色のそれぞれの光線を順次に発生すると同期に、空間変調素子を制御することで、時分割によって三原色のそれぞれによる画像を順次に発生し、カラー画像を表示する。三色のカラーフィルタについては、色光のそれぞれ異なる本質、色光に求められるそれぞれ異なる輝度があるから、例としては、三色中の一つを他の色と異なる輝度で再現する場合、又は特定な画像領域における輝度が他の画像領域における輝度と同一でない場合、放電ランプからの光は、強度が同一でないように要求されることで、図１に示すように、所望の放電ランプの電流も同じではないようになる。三色カラーフィルタの各色に対応する放電ランプの電流を示す模式図である図１により、Ｂ色に対応する放電ランプの電流とＲ色に対応する放電ランプの電流との間、差分値ΔＩを持ち、Ｂ色に対応する放電ランプの電流とＧ色に対応する放電ランプの電流との間、差分値ΔＩ'を持つことは判明する。また、図１により、Ｒ色に対応する放電ランプの電流からＢ色に対応する放電ランプの電流への転換、Ｂ色に対応する放電ランプの電流からＧ色に対応する放電ランプの電流への転換は、一定の時間である遷移時間ｔｒ、ｔｆが必要して、該遷移時間内に前の光の色が後の光の色に転換する。つまり、この遷移時間内で、放電ランプからの光の強度は変わっている。あまり画質に影響させないために、放電ランプのこの遷移時間内に発生した光を投影に使わないので、エネルギー浪費となってしまう。そのため、放電ランプからの光の利用効率の向上、またエネルギーの節約のためにも、遷移時間は短い方が良い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そのため、放電ランプが一つの色から他の色へ変換する遷移時間を短縮するように、放電ランプの制御方法、装置をいかに発明することは、解決しなければならない課題となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、前記遷移時間を短縮するように放電ランプを制御することにある。
【０００５】
前記目的を達成するように、本発明は、同期信号を受信するステップ（ａ）と、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号によって判定するステップ（ｂ）と、前記ランプ電流が変化した場合、ランプ電流の変化百分率を前記同期信号によって判定し、放電ランプの電流が変化した後の第２のランプ電流を前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの電流が変化する前の第１のランプ電流によって得るステップ（ｃ）と、第２のランプ電流と第１のランプ電流との間の電流差分値を算出するステップ（ｄ）と、変調信号を前記電流差分値によって得るステップ（ｅ）と、前記放電ランプのランプ電流を制御するように、パルス電圧信号をランプ電流検出信号、平均ランプ電流信号、前記変調信号によって発生する上に、スイッチ制御信号を出力するステップ（ｆ）と、を備え、前記パルス電圧信号が、少なくとも、第１の電圧と、第２の電圧と、時間帯と、を含み、ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流から前記第２のランプ電流に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が、前記時間帯を経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移し、前記第２の電圧値及び／又は前記時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成する放電ランプの制御方法を提供する。
【０００６】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【０００７】
前記パルス電圧信号の前期時間帯は、第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯に分けられ、且つ、前記パルス電圧信号は、少なくとも、第３の電圧を含み、前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。
【０００８】
前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯はゼロ以上である。
【０００９】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。
【００１０】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。
【００１１】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００１２】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００１３】
前記パルス電圧信号の前記時間帯の前記第１のサブ時間帯は、第３のサブ時間帯と第４のサブ時間帯に分けられる。
【００１４】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧を保つ。
【００１５】
第３のサブ時間帯はゼロ以上であり、前記第４のサブ時間帯はゼロより大きい。
【００１６】
第３の電圧は前記第２の電圧に等しくない。
【００１７】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００１８】
前記パルス電圧信号は、第４の電圧を更に含む。
【００１９】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化して、前記第３の電圧を暫く保ち、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第４の電圧に変化して、前記第４の電圧を暫く保つ。
【００２０】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第４の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００２１】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００２２】
前記時間帯の範囲は、約１ｕｓ〜最大遷移時間の３倍である。
【００２３】
本発明のもう一つの側面は、平均ランプ電流信号を発生して、変調信号を第２のランプ電流と第１のランプ電流との間の差分値によって発生するための、同期信号及びランプ状態検出信号を受信するマイクロプロセッサと、前記マイクロプロセッサに電気的に接続され、前記放電ランプのランプ電流を制御するように、パルス電圧信号を発生する上に、スイッチ制御信号を出力するための、ランプ電流検出信号、前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を受信する制御回路と、を備え、前記パルス電圧信号が、少なくとも、第１の電圧と、第２の電圧と、時間帯と、を含み、ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流から前記第２のランプ電流に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が、前記時間帯を経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移し、前記第２の電圧値及び／又は前記時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することを特徴とする放電ランプを制御するための制御装置を提出する。
【００２４】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００２５】
前記パルス電圧信号の前記時間帯が第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯に分けられ、且つ、前記パルス電圧信号は、少なくとも、第３の電圧を含み、前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。
【００２６】
前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯はゼロ以上である。
【００２７】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。
【００２８】
前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。
【００２９】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００３０】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第１のサブ時間帯及び／又は前記第２のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００３１】
前記パルス電圧信号の前記時間帯の前記第１のサブ時間帯は、第３のサブ時間帯と第４のサブ時間帯に分けられる。
【００３２】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧を保つ。
【００３３】
前記第３のサブ時間帯はゼロ以上であり、前記第４のサブ時間帯はゼロより大きい。
【００３４】
前記第３の電圧は前記第２の電圧に等しくない。
【００３５】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００３６】
前記パルス電圧信号は、第４の電圧を更に含む。
【００３７】
前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化して、前記第３の電圧を暫く保ち、前記第４のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第４の電圧に変化して、前記第４の電圧を暫く保つ。
【００３８】
前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第４の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯及び／又は前記第４のサブ時間帯を調整することで、前記遷移時間及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御を達成する。
【００３９】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第４の電圧は前記第１の電圧より小さい。
【００４０】
前記時間帯の範囲は、ほぼ、１ｕｓ〜最大遷移時間のほぼ３倍である。
【００４１】
前記マイクロプロセッサは、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号によって判定し、前記ランプ電流が変化した場合、前記放電ランプのランプ電流の変化百分率を得ることに用いられる判定ユニットと、放電ランプの前記第２のランプ電流及び前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値を放電ランプの前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの前記第１のランプ電流によって算出し、対応の第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を発生することに用いられる計算ユニットと、を有するマイクロプロセッシングユニットを含む。
【００４２】
前記マイクロプロセッサは、前記第１のデジタル信号を変換することで前記平均ランプ電流信号を得ることに用いられる第１のデジタルアナログ変換器と、前記第２のデジタル信号を変換することで前記変調信号を得ることに用いられる第２のデジタルアナログ変換器と、を更に含む。
【００４３】
前記制御回路は、前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を重畳処理することで、前記パルス電圧信号を得ることに用いられる重畳回路と、
非反転入力端子と、反転入力端子と、出力端子とを有し、前記パルス電圧信号及び前記ランプ電流検出信号を受信することで、誤差信号を発生することに用いられる第１の演算増幅器と、
前記第１の演算増幅器の出力端子に接続され、スイッチ制御信号を発生することに用いられる第１のパルス幅変調信号発生器と、を更に含む。
【００４４】
前記制御回路は、前記ランプ電流検出信号及び前記変調信号を受信することでパルス電圧信号を発生することに用いられるランプ電流処理回路を更に含む。前記ランプ電流処理回路及び前記マイクロプロセッサに電気的に接続されて前記パルス電圧信号及び前記平均ランプ電流信号を受信することで、誤差信号を発生する前記第１の演算増幅器。前記第１の演算増幅器の出力端子に接続され、前記スイッチ制御信号を発生することに用いられる前記パルス幅変調信号発生器。
【００４５】
前記変調信号を前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の差分値及び当時のランプ状態検出信号によって得る上に、前記パルス電圧信号を得ることができる。
【００４６】
前記ランプ状態検出信号は、ランプ電圧と、前記スイッチ制御信号のデューティ比とを含むランプ電圧状態を反映するものである。
【００４７】
本発明のまた一つの側面は、放電ランプと、直流電流を提供するための電力供給装置と、前記電力供給装置及び前記放電ランプに電気的に接続されるスイッチ管を少なくとも一つ含み、前記電力供給装置と前記放電ランプに接続され、前記直流電流を前記放電ランプに必要な電流に変換することに用いられる変換器と、放電ランプのランプ状態を検出することでランプ状態検出信号を発生することに用いられるランプ状態信号検出回路と、本発明の前記一側面によるものである制御装置と、を備える放電ランプシステムを提出する。
【００４８】
前記変換器は、直流‐直流変換器である。
【００４９】
前記直流‐直流変換器は、降圧型変換器である。
【００５０】
前記ランプ状態検出信号は、ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、前記スイッチ管デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等である。
【発明の効果】
【００５１】
本発明により提供される制御方法、制御装置及びその放電ランプシステムを採用すれば、放電ランプを第１のランプ電流から第２のランプ電流に急変させるように制御するためのパルス電圧信号を、ランプ電流の変化の前後に対応するランプ電流及び遷移時間によって得ることができる。前記放電ランプのランプ電流が第１のランプ電流から第２のランプ電流に急変する場合、その変化を制御するパルス電圧信号は、時間帯を経過して第１の電圧から第２の電圧に遷移する。ランプ電流の変化の遷移時間を著しく減少させ、この遷移時間における放電ランプからの光の無駄遣いを減少させ、エネルギーを節約した。なお、パルス電圧信号の変化の時間帯を取り入れることで、放電ランプのランプ電流の変化過程をより平穏にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】三色カラーフィルタの各色に対応する放電ランプの電流を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御するシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による放電ランプを制御するための制御方法を示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置システムを示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である。
【図５Ａ】図５に示した第１のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である。
【図５Ｂ】図５に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である。
【図６Ａ】図５に示した制御方法を示すタイミング図である。
【図６Ｂ】図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である。
【図６Ｃ】図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である。
【図６Ｄ】図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である。
【図７】本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である。
【図７Ａ】図７に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である。
【図８】図５に示した制御装置を含む放電ランプシステムの回路構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態を図面及び詳細な説明によって詳しく解釈するが、図面を簡素化するため、慣用なものとして既知されている構造と部材を、図面で簡単に示す。
【００５４】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御するシステムを示すブロック図である図２を参照する。
【００５５】
図２に示すように、前記放電ランプシステム２は、制御装置２０（マイクロプロセッサ２１及び制御回路２２を含む）と、変換器２４と、放電ランプ２９と、を備える。本実施形態において、前記変換器２４の入力端子は、直流電流を提供するための、ＤＣ電源、好ましくは、ＤＣ電圧源を受信する。本実施形態において、変換器２４は、第１のスイッチＳ１を少なくとも一つ含み、一端がＤＣ電源の出力端子に接続され、ＤＣ電源の提供する直流電流を放電ランプに必要な直流電流に変換することに用いられるＤＣ‐ＤＣ変換回路である。前記放電ランプシステム２は、放電ランプ２９のランプ電圧を検出することでランプ電圧検出信号を得るためのランプ電圧検出回路２７と、放電ランプ２９のランプ電流値を検出することでランプ電流検出信号を得るためのランプ電流検出回路２８とを有するランプ状態信号検出回路２６を更に含む。制御装置２０の受信するランプ状態検出信号については、ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、第１のスイッチＳ１デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等であってよい。本実施形態において、制御装置２０の受信するランプ状態信号は、ランプ電圧信号とランプ電流信号である。ここのランプ電圧が、放電ランプ２９の状態に対する判定、即ち放電ランプ２９が定電流制御段階にあるか、それとも定電力制御段階にあるかに対する判定に用いられることができる一方で、放電ランプ２９に対する制御に用いられることもできることは、注意すべきである。本実施形態において、制御装置２０におけるマイクロプロセッサ２１は、同期信号、前記ランプ電圧検出信号、前記ランプ電流検出信号を受信し、処理して平均ランプ電流信号と変調信号を得る。本実施形態において、制御装置２０における制御回路２２は、前記マイクロプロセッサ２１に電気的に接続され、前記マイクロプロセッサの出力する前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号、前記ランプ電流検出信号を受信し、処理してスイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を出力する。本実施形態において、前記放電ランプシステム２は、前記スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を受信し、前記変換器２４における前記少なくとも一つのスイッチＳ１を前記スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１によって駆動してオン・オフの切替動作を行わせて、放電ランプ２９の電流の切替を達成するためのドライバ、を更に含む。
【００５６】
ただし、本実施形態において、前記平均ランプ電流信号は、ランプ電力制御関連の信号である。
【００５７】
本発明の一実施形態による放電ランプを制御するための制御方法を示すフロー図である図３を参照する。
【００５８】
図３に示すように、まず、ステップＳ３１０において、同期信号を受信する。その後、ステップＳ３２０に進み、即ち放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを同期信号によって判定し、放電ランプのランプ電流が変化した場合、ステップＳ３３０に進むが、放電ランプのランプ電流が変化しない場合、ステップＳ３２０を繰返す。ステップＳ３３０において、ランプ電流の変化百分率を前記同期信号によって判定し、放電ランプの電流が変化した後の第２のランプ電流Ｉ２を前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの電流が変化する前の第１のランプ電流Ｉ１によって得る。そして、ステップＳ３４０に進み、第２のランプ電流Ｉ２と第１のランプ電流Ｉ１との間の電流差分値ΔＩを算出する。次いで、ステップＳ３５０に進み、前記変調信号を前記電流差分値ΔＩによって得る。次いで、ステップＳ３６０に進み、前記変調信号を出力する。
【００５９】
他の実施形態において、ステップＳ３５０では、放電ランプを制御して第１のランプ電流Ｉ１から第２のランプ電流Ｉ２に急変させる過程中に必要な前記変調信号を、当時のランプ状態検出信号及び前記電流差分値ΔＩによって得ることができる。
【００６０】
前記ランプ状態検出信号は、ランプ状態を反映する信号であってよく、例えば、ランプ電圧、スイッチ制御信号のデューティ比等のようなランプ電圧状態を反映する信号を含む。
【００６１】
そのうち、本実施形態において、前記同期信号は、外部システム（例えば、投影システム）によって指定されるものであり、投影システムにおいて発するＲ色光をＢ色光に切替える必要があれば、カラーホイールを回転することで光の切替を達成することができる。その同時に、画面の表示品質を改善するように、異なる色を出力する場合の光強度を異なるようにし、つまり、ランプ電流Ｉ１をランプ電流Ｉ２に切替える必要がある。実作により、一般に、放電ランプがランプ電流Ｉ１からＩ２までは一定の遷移時間、例えば、ｔｒを要することは判明した。前記同期信号によって、前記ランプ電流が変化するかどうか、ランプ電流の変化百分率を判定することができる。
【００６２】
図２に示すように、本実施形態において、前記変調信号を前記平均ランプ電流信号又は前記ランプ電流検出信号に応用することでパルス電圧信号を得る。本実施形態において、前記パルス電圧信号の振幅は、前記電流差分値にかかわり、前記放電ランプのランプ電流を制御して前記第１のランプ電流Ｉ１から前記第２のランプ電流Ｉ２に変化させることに必要な制御信号の変化の特徴を表す。
【００６３】
ただし、本発明において、前記ランプ電流が前記遷移時間ｔｒを経過して前記第１のランプ電流Ｉ１から前記第２のランプ電流Ｉ２に遷移すると、前記パルス電圧信号は、時間帯Δｔを経過して第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２に遷移する。これにより、前記放電ランプのランプ電流が変化した場合、その変化を制御するパルス電圧信号は瞬間的に変化するのではなく、時間帯Δｔを経過して第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２に遷移することが判明した。そのため、放電ランプのランプ電流が変化する時の電流振動を減少させて、平穏に遷移することを達成した。一実施形態において、前記時間帯Δｔの範囲は、ほぼ１ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの３倍であり、好ましくはほぼ１０ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの２倍である。ｔｒｍａｘは、システムの許容する電流の最大遷移時間であり、投影機システムのカラーホイールの回転速度にかかわっている。例えば、カラーホイールの回転速度が６０Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ４００ｕｓであり、カラーホイールの回転速度が２００Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ１３０ｕｓである。一般に、本文で使用される「大体」、「約」又は「ほぼ」は、指定値又は範囲の２０％内、好ましくは指定値又は範囲の１０％内、より好ましくは指定値又は範囲の５％内にあることを表すことは、注意すべきである。ここの数は大体のものであり、明確に説明しなかった場合、用語「大体」、「約」、又は「ほぼ」の意味を推測できることと理解してよい。
【００６４】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置システムを示すブロック図である図４を参照する。
【００６５】
図４に示すように、本制御装置４０のマイクロプロセッサ４１は、マイクロプロセッシングユニット４１２と、第１のデジタルアナログ変換器４１３と、第２のデジタルアナログ変換器４１４とを含む。制御回路４２は、第１の演算増幅器４２１と、パルス幅変調信号発生器４２２とを含む。本実施形態において、前記マイクロプロセッサ４１は、前記同期信号、前記ランプ状態検出信号（ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、第１のスイッチＳ１デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等であってよい）を受信する。前記マイクロプロセッシングユニット４１２は、放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号によって判定し、且つ前記ランプ電流が変化した場合、前記放電ランプのランプ電流の変化百分率を得ることに用いられる判定ユニット４１２１と、放電ランプの前記第２のランプ電流及び前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の前記電流差分値ΔＩを放電ランプの前記ランプ電流の変化百分率及び放電ランプの前記第１のランプ電流によって算出し、対応の第１のデジタル信号と第２のデジタル信号を発生することに用いられる計算ユニット４１２２と、を有する。本実施形態において、前記第１のデジタルアナログ変換器４１３及び前記第２のデジタルアナログ変換器４１４は、前記マイクロプロセッシングユニット４１２に電気的に接続され、それぞれが前記第１のデジタル信号を変換することで前記平均ランプ電流信号を得、前記第２のデジタル信号を変換することで前記変調信号を得ることに用いられる。本実施形態において、前記制御回路４２は、前記マイクロプロセッサ４１に電気的に接続され、前記マイクロプロセッサ４１の出力する前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号、前記ランプ電流検出信号を受信する。前記演算増幅器４２１は、前記平均ランプ電流信号、前記変調信号、前記ランプ電流検出信号を処理した後、パルス幅変調信号発生器４２２の入力信号として信号（比較信号）を出力する。その後、パルス幅変調信号発生器４２２は、スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を発生する。その後、前記ドライバ４３は、このパルス幅変調信号を増幅してから、放電ランプの電流を制御するための前記スイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１をスイッチ管に出力する。
【００６６】
本実施形態において、前記ランプ電流検出信号は、前記演算増幅器４２１の反転入力端子に入力され、前記平均ランプ電流信号は、前記演算増幅器４２１の非反転入力端子に入力されるが、これに限定されない。
【００６７】
前記変調信号が、演算増幅器４２１の反転入力端子のランプ電流検出信号に応用されてもよいし、制御演算増幅器４２１の非反転入力端子の平均ランプ電流信号に応用されてもよいことは、注意すべきである。
【００６８】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である図５を参照する。図５に示すように、制御装置５０は、マイクロプロセッシングユニット５１２と、第１のデジタルアナログ変換器５１３と、第２のデジタルアナログ変換器５１４と、を含むマイクロプロセッサ５１と、制御回路５２と、を備える。マイクロプロセッシングユニット５１２は、判定ユニット５１２１と、計算ユニット５１２２と、を有する。この制御装置５０は、ドライバ５３を更に備える。前記マイクロプロセッサ５１及びドライバ５３の動作原理は、図４に示したマイクロプロセッサ４１及びドライバ４３と同じであるため、ここで詳しく説明しない。
【００６９】
本実施形態において、制御回路５２は重畳回路５２４を含む。重畳回路５２４は、前記マイクロプロセッサ５１の発生する前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を重畳し、つまり前記変調信号を平均ランプ電流信号に応用することで、パルス電圧信号を発生することに用いられる。制御回路５２は、演算増幅器５２１と、パルス幅変調信号発生器５２２と、を更に含む。そのうち、パルス電圧信号は、演算増幅器５２１の非反転入力端子の信号とされているが、これに限定されない。なお、ランプ電流検出信号は、抵抗Ｒ７を通して演算増幅器５２１の反転入力端子に入るが、これに限定されない。また、演算増幅器５２１の反転入力端子と出力端子は、ＰＩ調節器を通して接続されるが、これに限定されない。演算増幅器５２１は、それに入力される信号を処理した後、パルス幅変調信号発生器５２２の入力信号として信号（比較信号）を出力する。パルス幅変調信号発生器５２５の作業原理は、図４で説明したことがあるため、ここで詳しく説明しない。
【００７０】
本実施形態において、第１のデジタルアナログ変換器５１３は、第１のデジタル信号を変換することで平均ランプ電流信号を得る。本実施形態において、第１のデジタルアナログ変換器５１３は、図５に示した第１のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図５Ａに示すように、ローパスフィルタである。前記ローパスフィルタは、抵抗Ｒ４とＣ２により構成されるが、他の回路構造であってもよく、これに限定されない。第２のデジタルアナログ変換器５１４は、第２のデジタル信号を処理することで前記変調信号を得る。本実施形態において、その回路の構造は、図５に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である図５Ｂに示すようなものであってもよいが、他の回路構造であってもよく、これに限定されない。図５Ｂに示すように、第２のデジタルアナログ変換器５１４は、複数の抵抗Ｒ５、Ｒ６、…、Ｒｎ及びキャパシターＣ３を含む。複数の抵抗の一端は、マイクロプロセッシングユニット５１２の複数のＩ／Ｏ（これらのＩ／Ｏポートが、第２のデジタル信号を伝送することに用いられる）に対応的に接続されるが、これに限定されなく、他の一端は、ノードに接続される。具体的に言えば、図５Ｂに示すように、第２のデジタル信号は、複数のＩ／Ｏポートを介してＲ５、Ｒ６、…、Ｒｎというような複数の抵抗に伝送される。これらの抵抗は、Ｉ／Ｏポートから出力される信号の振幅を調節することに用いられることができる。例えば、抵抗値が同じである２つ抵抗Ｒ５とＲ６しかない場合、抵抗Ｒ５に対応するＩ／Ｏポートが、例えば、５Ｖのハイレベル信号を出力し、抵抗Ｒ６に対応するＩ／Ｏポートが、例えば、０Ｖのローレベル信号を出力するとすれば、出力される変調信号が所望の振幅の変調信号になるように、出力される信号は２.５Ｖのものとなる。本発明の実施形態において、これらの抵抗の数及び抵抗値は限定されないため、Ｉ／Ｏポートから出力される信号及び各抵抗によって電圧の異なる信号に調節して、キャパシターＣ３を介してフィルタ処理を行うことで、前記変調信号を得ることができる。本実施例において、キャパシターＣ３は、一端が前記ノードに電気的に接続され、他端が接地端子に電気的に接続される。変調信号の振幅（Ｉ／Ｏポートから出力される信号、抵抗Ｒ５、Ｒ６、…、Ｒｎによる調節によって得られる）が前記電流差分値にかかわっていることは、注意すべきである。
【００７１】
一実施形態において、重畳回路５２４は、マイクロプロセッサ５１の内部に配置され、即ちマイクロプロセッサ５１が前記パルス電圧信号を出力してもよいが、これに限定されない。
【００７２】
上記により、マイクロプロセッサ５１が、放電ランプの電流が第１のランプ電流Ｉ１から第２のランプ電流Ｉ２に切替えられる必要があることを、同期信号により分かると、パルス電圧信号を対応的に出力し、制御回路が、スイッチ制御信号を前記パルス電圧信号とランプ電流検出信号によって対応的に出力し、放電ランプの電流を前記スイッチ制御信号によって制御することは判明した。
【００７３】
図５に示した制御方法を示すタイミング図である図６Ａを参照する。図５と図６Ａに示したものを合わせて見ると、本実施形態において、Ｒ色光に対応する放電ランプのランプ電流はＩ１であり、ランプ電流Ｉ１に対応する制御電圧は前記第１の電圧Ｖ１であり、Ｂ色光に対応する放電ランプのランプ電流はＩ２であり、ランプ電流Ｉ２に対応する制御電圧は前記第２の電圧Ｖ２である。また、Ｉ２＞Ｉ１、Ｖ２＞Ｖ１、即ちＩ１からＩ２まで急増する。本実施形態において、ランプ電流の急増は、Ｒ色光からＢ色光への切替に対応するが、他の実施例においては、Ｂ色光からＲ色光への切替、Ｇ色光からＲ色光への切替又はＧ色光からＢ色光への切替等の多様な場合に対応してもよいが、これに限定されたものではなく、実際の要求によって決められることは、注意すべきである。なお、図６Ａにより、Ｉ２とＩ１との差分値がΔＩであることは判明した。
【００７４】
前記の通り、投影システムにおいて発されたＲ色光をＢ色光に切り替える必要があるかどうかを、外部システム（投影システム）に指定される同期信号から分かることができるが、切り替える必要がある場合、カラーホイールを回転することで光の切替、つまり、ランプ電流Ｉ１をランプ電流Ｉ２に切り替えることを達成することができる。実作により、一般に、放電ランプにおいてランプ電流Ｉ１からＩ２までは一定の遷移時間、例えば、ｔｒを要することは判明した。
【００７５】
本実施形態において、ランプ電流Ｉ１がランプ電流Ｉ２へ急変する過程中、つまり、制御パルス電圧信号が前記第１の電圧Ｖ１から前記第２の電圧Ｖ２へ急変する過程において、放電ランプを制御してＩ１からＩ２までの遷移時間ｔｒを短縮させ、振動を減少させることができる。具体的に言えば、パルス信号を制御して前記第１の電圧Ｖ１から前記第２の電圧Ｖ２まで漸進的に変換させることができる。図６Ａに示すように、前記パルス電圧信号は、少なくとも、前記第１の電圧Ｖ１と、前記第２の電圧Ｖ２と、時間帯Δｔと、を含み、ランプ電流が遷移時間ｔｒを経過して前記第１のランプ電流から前記第２のランプ電流に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号は、前記時間帯Δｔを経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移する。前記パルス電圧信号は前記時間帯Δｔを経過して前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移し、つまりパルス電圧信号は瞬間的に変化するのではないため、ランプ電流がランプ電流Ｉ１からランプ電流Ｉ２に急変する時の振動を減少させることができる。一実施例において、前記判定ユニットは前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットは前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記第２の電圧値及び／又は前記時間帯Δｔを調整することで前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することができるが、これに限定されない。ただし、遷移時間帯Δｔの範囲は、ほぼ１ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの３倍であり、好ましくはほぼ１０ｕｓ〜ほぼｔｒｍａｘの２倍である。そのうち、ｔｒｍａｘは、システムの許容する最大遷移時間であり、投影機システムのカラーホイールの回転速度にかかわっている。例えば、カラーホイールの回転速度が６０Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ４００ｕｓであり、カラーホイールの回転速度が２００Ｈｚである投影機システムにおいて、ｔｒｍａｘはほぼ１３０ｕｓである。
【００７６】
図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である６Ｂを参照する。図５と図６Ａを合わせて見ると、図６Ｂに示したパルス電圧信号の前記遷移時間Δｔは、第１のサブ時間帯Δｔ１と第２のサブ時間帯Δｔ２に分けられ、且つ前記パルス電圧信号は、少なくとも、中間電圧である第３の電圧を含み、前記第１のサブ時間帯Δｔ１で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。一実施例において、前記第１のサブ時間帯Δｔ１はゼロ以上である。一実施例において、前記第２のサブ時間帯Δｔ２はゼロ以上である。一実施例において、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第１のサブ時間帯Δｔ１及び／又は前記第２のサブ時間帯Δｔ２を調整することで、前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することもできるが、これに限定されない。
【００７７】
図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である図６Ｃを参照する。図５、図６Ａ図６Ｂを合わせて見ると、図６Ｃに示すように、前記パルス電圧信号の前記時間帯Δｔの前記第１のサブ時間帯Δｔ１は、第３のサブ時間帯Δｔ３と第４のサブ時間帯Δｔ４に分けられ、且つ前記パルス電圧信号が少なくとも、前記第３の電圧Ｖ３を含む。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯Δｔ３で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第４のサブ時間帯Δｔ４で前記第３の電圧を保つ。一実施例において、前記第３のサブ時間帯Δｔ３はゼロ以上であり、前記第４のサブ時間帯Δｔ４はゼロより大きい。一実施例において、前記第３の電圧は前記第２の電圧に等しくない。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧から前記第２の電圧に変化する。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より大きい。一実施例において、前記第３の電圧は、前記第２の電圧より小さい。一実施例において、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧は前記第１の電圧より小さく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯Δｔ３及び／又は前記第４のサブ時間帯Δｔ４を調整することで、前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することができるが、これに限定されない。本実施例において、前記第３の電圧を暫く保つことで、ランプ電流をランプ電流Ｉ１からランプ電流Ｉ２に素早く遷移させ、且つ遷移過程を平穏にすることができる。
【００７８】
図５に示した制御方法を示すもう一つのタイミング図である図６Ｄを参照する。図５、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃを合わせてみると、図６Ｄに示すように、前記パルス電圧信号は、もう一つの中間電圧である第４の電圧を更に含む。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第３のサブ時間帯Δｔ３で前記第１の電圧から前記第３の電圧に変化し、前記第３の電圧を暫く保って、前記第４のサブ時間帯Δｔ４で前記第３の電圧から前記第４の電圧に変化し、前記第４の電圧を暫く保つ。即ち前記パルス電圧信号は、段階的に急変するように前記第１の電圧から第２の電圧に遷移する。一実施例において、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第２の電圧より大きい。一実施例において、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第２の電圧より小さい。一実施例において、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急増するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より大きく、前記判定ユニットが前記ランプ電流が急減するように変化すると判定する場合、前記第３の電圧及び前記第４の電圧は前記第１の電圧より小さく、前記第２の電圧は前記第１の電圧より小さい。一実施例において、前記パルス電圧信号は、前記第２の電圧値及び／又は前記第３の電圧値及び／又は前記第４の電圧値及び／又は前記第２のサブ時間帯及び／又は前記第３のサブ時間帯Δｔ３及び／又は前記第４のサブ時間帯Δｔ４を調整することで前記遷移時間ｔｒ及び／又は前記第２のランプ電流に対する制御、つまり前記第２のランプ電流と前記第１のランプ電流との間の電流差分値に対する制御を達成することができるが、これに限定されない。
【００７９】
そのうち、第３の電圧と第１の電圧との差分値、第４の電圧と第３の電圧との差分値、第２の電圧と第４の電圧との差分値、第１のサブ時間帯Δｔ１、第２のサブ時間帯Δｔ２、第３のサブ時間帯Δｔ３、第４のサブ時間帯Δｔ４は、ΔＩと当時のランプ状態、システムの許容する最大ｔｒｍａｘによって算出することで組み合わせることができる。本実施形態において、一つの中間電圧Ｖ３及び／又は２つの中間電圧Ｖ３とＶ４、対応の時間帯Δｔ、Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３、Δｔ４だけを例として説明するが、他の実施例において、必要によって複数の中間電圧Ｖｎ及び対応の複数の時間帯を有してもよいことは、注意すべきである。
【００８０】
なお、ランプ電流Ｉ２からランプ電流Ｉ３への切替については、類似の方法を採用し、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ又は図６ＤのようにＩ２をＩ３に切替させてもよい。この場合、遷移時間はｔｆであり、その数値がｔｒと同じであるため、ここで詳しく説明しない。ただし、この場合、Ｉ２＞Ｉ３、Ｖ２＞Ｖｎであり、即ちＩ２からＩ３まで急減する。本実施形態において、Ｂ色光からＧ色光への切替に対応してもよいが、それは限定されない。その動作原理は、ここで詳しく説明しない。
【００８１】
本発明の一実施形態による放電ランプのランプ電流の変化を制御する制御装置の回路構造を示す模式図である図７を参照する。図７に示すように、制御装置７０は、マイクロプロセッサ７１と、制御回路７２と、を備える。本実施形態において、マイクロプロセッサ７１は、同期信号とランプ状態検出信号を受信し、平均ランプ電流信号と変調信号を出力する。その動作原理は、図４に示したマイクロプロセッサ４１と類似しているため、ここで詳しく説明しない。
【００８２】
本実施形態において、制御回路７２は、ランプ電流処理回路７２４と、演算増幅器７２１と、パルス幅変調信号発生器７２２と、を備えてよい。ランプ電流処理回路７２４は、利得調整回路７２４１と、演算増幅器７２４２と、を含む。本実施形態において、利得調整回路７２４１は、ベース電極が図７Ａに示した複数の抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、…、Ｒｍに対応的に接続される複数の三極管Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｐを含み、それぞれの一端がＱ１、Ｑ２、…、Ｑｐの集電極に対応的接続され、他端がノードを介して第２の演算増幅器７２４２の反転入力端子に結合される複数の抵抗Ｒ９、Ｒ１０、…、Ｒｐを更に含むが、これに限定されない。また、演算増幅器７２４２の反転入力端子と出力端子は、抵抗Ｒ１１を通して接続されるが、これに限定されない。ランプ電流検出信号は、抵抗Ｒ７を介して演算増幅器７２４２の非反転入力端子に流れ込むが、これに限定されない。即ち本実施形態において、ランプ電流処理回路７２４は、前記変調信号とランプ電流検出信号を受信し、その内の前記利得調整回路７２４１及び前記第２の演算増幅器７２４２を通してパルス電圧信号を出力する。前記演算増幅器７２１については、その非反転入力端子に入力される信号は、前記平均ランプ電流信号であり、その反転入力端子に入力される信号は、前記パルス電圧信号であるが、これに限定されない。また、その反転入力端子は、出力端子のＰＩ調節器に接続されるが、これに限定されない。パルス幅変調信号発生器７２２の作業原理は、図４、図５に示したパルス幅変調信号発生器と同じである。制御装置７０は、ドライバ７３を更に備え、その作業原理が図４、図５に示したドライバと同じであるため、両者については詳しく説明しない。
【００８３】
即ち、本実施例において、変調信号をランプ電流検出信号に応用して前記パルス電圧信号を発生した後、前記平均ランプ電流信号と比較し、演算して前記少なくとも一つのスイッチ管を制御するスイッチ制御信号Ｖｐｗｍ１を得て、前記少なくとも一つのスイッチ管オン・オフの切替動作を制御することで、前記ランプ電流を制御する。
【００８４】
図７に示した第２のデジタルアナログ変換器の回路構造を示す図である図７Ａを参照する。他の回路構造であってもよいが、これに限定されない。図７Ａに示すように、第２のデジタルアナログ変換器７１４は、一端がマイクロプロセッシングユニット７１２の複数のＩ／Ｏ（これらのＩ／Ｏポートが、第２のデジタル信号を伝送することに用いられる）に対応的に接続されるが、これに限定されなく、他端がそれぞれランプ電流処理回路７２４における複数の三極管Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｐのベース電極に対応的に接続されるＲ１３、Ｒ１４…Ｒｍという複数の抵抗を含む。具体的に言えば、図７に示すように、第２のデジタル信号を、複数のＩ／Ｏポートを介して複数の抵抗に伝送されることで、ランプ電流処理回路７２４における複数の三極管Ｑ１、Ｑ２、…、Ｑｐを制御する。本発明の実施形態において、これらの抵抗の数及び抵抗値は限定されない。
【００８５】
本実施例において、電流制御方法のタイミング図は、図６と相似である。ただし、この場合、電流が急増する時、そのパルス電圧信号の変化は、図６に示した電流の急減する時と同じである。電流が急減する時、そのパルス電圧信号の変化は、図６に示した電流の急増する時と同じである。その動作原理は、図５及び図６に参照してよいが、ここで詳しく説明しない。
【００８６】
図５に示した制御装置を含む放電ランプシステムの回路構造を示す模式図である図８を参照する。図８に示すように、前記放電ランプシステム８は、制御装置８０（マイクロプロセッサ８１及び制御回路８２を含む）と、電力供給装置８５と、変換器８４と、放電ランプ８９と、点火装置８６と、を備える。本実施形態において、制御装置８０は構造が図５に示した制御装置５０と同じであるため、ここで詳しく説明しない。電力供給装置８５は、直流電流を提供するための、ＤＣ電源、好ましくはＤＣ電圧源であってよい。本実施形態において、変換器８４は、降圧型（ＢＵＣＫ）回路のようなＤＣ‐ＤＣ変換回路であり、一端がＤＣ電源の出力端子に接続され、ＤＣ電源の提供する直流電流を放電ランプの必要な直流電流に変換することに用いられ、前記ＢＵＣＫ回路が、切替スイッチＳ１と、ダイオードＤ１と、インダクタンスＬ１と、キャパシターＣ１とを含み、前記切替スイッチが、前記スイッチ制御信号に制御される半導体部品であり、絶縁ゲート型両極性トランジスタであってよく、好ましくは金属酸化物半導体電界効果トランジスタである。本実施形態において、点火装置８６は、変圧器を介して放電ランプ８９と並列接続する。また、前記放電ランプシステム８は、放電ランプ８９を点灯するための高圧が他の回路を損害しないように、放電ランプ８９と直列接続される第２のダイオードＤ２を更に備える。制御装置８０の受信するランプ状態信号については、ランプ電圧信号、ランプ電流信号、ランプ電力信号、第１のスイッチＳ１デューティ比信号、入力電圧信号、入力電流信号又は入力電力信号等であってよい。本実施形態において、ランプ状態信号は、ランプ電圧信号とランプ電流信号である。ランプ電圧検出信号は、ランプ電圧検出回路８７によって得られる。ランプ電圧検出回路８７は、抵抗Ｒ２とＲ３を直列接続することで構成されるが、これに限定されない。ここのランプ電圧が、放電ランプ８９の状態に対する判定、即ち放電ランプ８９が定電流制御段階にあるか、それとも定電力制御段階にあるかに対する判定に用いられることができる一方で、放電ランプ８９に対する制御に用いられることもできることは、注意すべきである。ランプ電流検出信号は、ランプ電流検出回路８８によって得られる。ランプ電流検出回路８８は、抵抗Ｒ１によって構成されるが、これに限定されない。本実施形態において、制御装置８０は、前記制御信号Ｖｐｗｍ１を同期信号及びランプ状態信号によって発生することができ、具体的な過程は、図５に示した実施形態を参照してよい。本実施形態において、変換器８４における制御スイッチＳ１は、この制御信号Ｖｐｗｍ１によってオン・オフの切替動作を行って、放電ランプ８９の電流制御を達成する。
【００８７】
一実施形態において、前記放電ランプ８９は交流ランプであってよく、この場合、変換器８４は、放電ランプ８９に必要な交流信号を提供するための逆変換装置を更に含む。
【００８８】
要約して言えば、本発明に提供される放電ランプの制御装置及びその制御方法は、放電ランプのランプ電流がある電流値から他の電流値に変化する必要がある場合、そのパルス電圧信号を制御して時間帯を経過してある電圧値から他つの電圧値に変化させ、パルス電圧信号を適当に調整することで電流が変化する過程中の振動を減少させると同時に、ある電流値から他の電流値まで変化する遷移時間を短縮すること達成することができる。
【００８９】
前記において、本発明の具体的な実施形態を図面にあわせて説明したが、当業者であれば、本発明の精神と範囲を逸脱しない範囲で種々の変更又は代替を加えることもでき、これらの変更又は代替が本発明の特許請求の範囲に限定される範囲に含まれることは理解できる。
【符号の説明】
【００９０】
２、８ 放電ランプシステム、２０、４０、５０、７０、８０ 制御装置、２１、４１、５１、７１、８１ マイクロプロセッサ、２２、４２ 制御回路、５２、７２、８２ 制御回路、２４、８４ 変換器、２６ ランプ状態信号検出回路、２７、８７ ランプ電圧検出回路、２８、８８ ランプ電流検出回路、２９、８９ 放電ランプ、４３、５３、７３ ドライバ、８５ 電力供給装置、８６ 点火装置、４１２、５１２、７１２ マイクロプロセッシングユニット、４１３、５１３ 第１のデジタルアナログ変換器、４１４、５１４、７１４ 第２のデジタルアナログ変換器、４２１ 第１の演算増幅器、４２２ 、５２２、７２２ パルス幅変調信号発生器、５２１、７２１ 演算増幅器、５２４ 重畳回路、７２４ ランプ電流処理回路、４１２１、５１２１ 判定ユニット、４１２２、５１２２ 計算ユニット、７２４１ 利得調整回路、７２４２ 第２の演算増幅器、Ｓ３１０〜Ｓ３６０ ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期信号を受信するステップ（ａ）と、
放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号に応じて判定するステップ（ｂ）と、
前記ランプ電流が変化した場合、ランプ電流の変化百分率を前記同期信号に基づき判定し、前記ランプ電流が変化した後の第２のランプ電流値を、前記ランプ電流の変化百分率及び前記ランプ電流が変化する前の第１のランプ電流値によって得るステップ（ｃ）と、
前記第２のランプ電流値と前記第１のランプ電流値との間の電流差分値を算出するステップ（ｄ）と、
変調信号を前記電流差分値によって得るステップ（ｅ）と、
ランプ電流検出信号、平均ランプ電流信号、前記変調信号によって、パルス電圧信号を発生して、スイッチ制御信号を出力し、前記ランプ電流を制御するステップ（ｆ）と
を備え、
前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第１の電圧値と、第２の電圧値と、時間帯とを含み、
ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流値から前記第２のランプ電流値に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が示す情報は、前記時間帯を経過して前記第１の電圧値から前記第２の電圧値に遷移し、
前記第２の電圧値、及び前記時間帯の少なくとも一方を調整することで、前記遷移時間、及び前記電流差分値の少なくとも一方に対する制御を達成することを特徴とする放電ランプを制御するための制御方法。
【請求項２】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より小さいことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記時間帯は、少なくとも、第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯を含み、且つ前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第３の電圧値を含み、
前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧値から前記第３の電圧値に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧値から前記第２の電圧値に変化することを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より大きいことを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より小さいことを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
【請求項６】
前記時間帯の範囲は、１ｕｓ〜システムの許容する電流の最大遷移時間の３倍であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の制御方法。
【請求項７】
同期信号及びランプ状態検出信号を受信し、平均ランプ電流信号を発生し、第２のランプ電流値と第１のランプ電流値との間の電流差分値によって変調信号を発生するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに電気的に接続され、ランプ電流検出信号、前記平均ランプ電流信号、前記変調信号を受信して、パルス電圧信号を発生して、スイッチ制御信号を出力し、放電ランプのランプ電流を制御する制御回路と
を備え、
前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第１の電圧値と、第２の電圧値と、時間帯とを含み、
ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流値から前記第２のランプ電流値に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が示す情報は、前記時間帯を経過して前記第１の電圧値から前記第２の電圧値に遷移し、
前記第２の電圧値及び前記時間帯の少なくとも一方を調整することで、前記遷移時間、及び前記電流差分値の少なくとも一方に対する制御を達成することを特徴とする放電ランプを制御するための制御装置。
【請求項８】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より小さいことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記時間帯は、少なくとも、第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯を含み、且つ前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第３の電圧値を含み、
前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧値から前記第３の電圧値に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧値から前記第２の電圧値に変化することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より大きいことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より小さいことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記時間帯の範囲は、１ｕｓ〜システムの許容する電流の最大遷移時間の３倍であることを特徴とする請求項７から１１の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記マイクロプロセッサは、
前記ランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号に応じて判定し、前記ランプ電流が変化した場合、前記ランプ電流の変化の百分率を得る判定ユニットと、前記第２のランプ電流値、及び前記電流差分値を、前記ランプ電流の変化百分率及び前記第１のランプ電流値によって算出し、対応する第１のデジタル信号及び第２のデジタル信号を発生する計算ユニットと、を有するマイクロプロセッシングユニットと、
前記第１のデジタル信号を変換することで前記平均ランプ電流信号を得る第１のデジタルアナログ変換器と、
前記第２のデジタル信号を変換することで前記変調信号を得る第２のデジタルアナログ変換器と
を含むことを特徴とする請求項７から１２の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記制御回路は、
前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を重畳処理することで、前記パルス電圧信号を得る重畳回路と、
非反転入力端子、反転入力端子、及び出力端子を有し、前記パルス電圧信号及び前記ランプ電流検出信号を受信することで、誤差信号を発生する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子に接続され、前記スイッチ制御信号を発生するパルス幅変調信号発生器と
を更に含むことを特徴とする請求項７から１３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記制御回路は、
前記ランプ電流検出信号及び前記変調信号を受信することで前記パルス電圧信号を発生するランプ電流処理回路と、
前記ランプ電流処理回路及び前記マイクロプロセッサに電気的に接続されて、前記パルス電圧信号及び前記平均ランプ電流信号を受信することで、誤差信号を発生する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子に接続され、前記スイッチ制御信号を発生するパルス幅変調信号発生器と
を更に含むことを特徴とする請求項７から１３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記電流差分値、及び前記ランプ電流が変化したときのランプ状態検出信号によって前記変調信号を取得して、前記パルス電圧信号を取得でき、
前記ランプ状態検出信号は、前記放電ランプのランプ電圧と前記スイッチ制御信号のデューティ比とを含む、前記放電ランプの電圧状態を反映する信号であることを特徴とする請求項７から１５の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１】
同期信号を受信するステップ（ａ）と、
放電ランプのランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号に応じて判定するステップ（ｂ）と、
前記ランプ電流が変化した場合、ランプ電流の変化百分率を前記同期信号に基づき判定し、前記ランプ電流が変化した後の第２のランプ電流値を、前記ランプ電流の変化百分率及び前記ランプ電流が変化する前の第１のランプ電流値によって得るステップ（ｃ）と、
前記第２のランプ電流値と前記第１のランプ電流値との間の電流差分値を算出するステップ（ｄ）と、
変調信号を前記電流差分値によって得るステップ（ｅ）と、
ランプ電流検出信号、平均ランプ電流信号、前記変調信号によって、パルス電圧信号を発生して、スイッチ制御信号を出力し、前記ランプ電流を制御するステップ（ｆ）と
を備え、
前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第１の電圧値と、第２の電圧値と、時間帯とを含み、
ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流値から前記第２のランプ電流値に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が示す情報は、前記時間帯を経過して前記第１の電圧値から前記第２の電圧値に遷移し、
前記第２の電圧値、及び前記時間帯の少なくとも一方を調整することで、前記遷移時間、及び前記電流差分値の少なくとも一方に対する制御を達成することを特徴とする放電ランプを制御するための制御方法。
【請求項２】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より小さいことを特徴とする請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記時間帯は、少なくとも、第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯を含み、且つ前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第３の電圧値を含み、
前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧値から前記第３の電圧値に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧値から前記第２の電圧値に変化することを特徴とする請求項２に記載の制御方法。
【請求項４】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より大きいことを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
【請求項５】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より小さいことを特徴とする請求項３に記載の制御方法。
【請求項６】
前記時間帯の範囲は、１ｕｓ〜システムの許容する電流の最大遷移時間の３倍であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の制御方法。
【請求項７】
同期信号及びランプ状態検出信号を受信し、平均ランプ電流信号を発生し、第２のランプ電流値と第１のランプ電流値との間の電流差分値によって変調信号を発生するマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに電気的に接続され、ランプ電流検出信号、前記平均ランプ電流信号、前記変調信号を受信して、パルス電圧信号を発生して、スイッチ制御信号を出力し、放電ランプのランプ電流を制御する制御回路と
を備え、
前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第１の電圧値と、第２の電圧値と、時間帯とを含み、
ランプ電流が遷移時間を経過して前記第１のランプ電流値から前記第２のランプ電流値に遷移する必要がある場合、前記パルス電圧信号が示す情報は、前記時間帯を経過して前記第１の電圧値から前記第２の電圧値に遷移し、
前記第２の電圧値及び前記時間帯の少なくとも一方を調整することで、前記遷移時間、及び前記電流差分値の少なくとも一方に対する制御を達成することを特徴とする放電ランプを制御するための制御装置。
【請求項８】
前記ランプ電流が急増するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より大きく、前記ランプ電流が急減するように変化する場合、前記第２の電圧値は前記第１の電圧値より小さいことを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項９】
前記時間帯は、少なくとも、第１のサブ時間帯と第２のサブ時間帯を含み、且つ前記パルス電圧信号が示す情報は、少なくとも、第３の電圧値を含み、
前記第１のサブ時間帯で前記第１の電圧値から前記第３の電圧値に変化し、前記第２のサブ時間帯で前記第３の電圧値から前記第２の電圧値に変化することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より大きいことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記第３の電圧値は、前記第２の電圧値より小さいことを特徴とする請求項９に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記時間帯の範囲は、１ｕｓ〜システムの許容する電流の最大遷移時間の３倍であることを特徴とする請求項７から１１の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記マイクロプロセッサは、
前記ランプ電流が変化したかどうかを前記同期信号に応じて判定し、前記ランプ電流が変化した場合、前記ランプ電流の変化の百分率を得る判定ユニットと、前記第２のランプ電流値、及び前記電流差分値を、前記ランプ電流の変化百分率及び前記第１のランプ電流値によって算出し、対応する第１のデジタル信号及び第２のデジタル信号を発生する計算ユニットと、を有するマイクロプロセッシングユニットと、
前記第１のデジタル信号を変換することで前記平均ランプ電流信号を得る第１のデジタルアナログ変換器と、
前記第２のデジタル信号を変換することで前記変調信号を得る第２のデジタルアナログ変換器と
を含むことを特徴とする請求項７から１２の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記制御回路は、
前記平均ランプ電流信号及び前記変調信号を重畳処理することで、前記パルス電圧信号を得る重畳回路と、
非反転入力端子、反転入力端子、及び出力端子を有し、前記パルス電圧信号及び前記ランプ電流検出信号を受信することで、誤差信号を発生する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子に接続され、前記スイッチ制御信号を発生するパルス幅変調信号発生器と
を更に含むことを特徴とする請求項７から１３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記制御回路は、
前記ランプ電流検出信号及び前記変調信号を受信することで前記パルス電圧信号を発生するランプ電流処理回路と、
前記ランプ電流処理回路及び前記マイクロプロセッサに電気的に接続されて、前記パルス電圧信号及び前記平均ランプ電流信号を受信することで、誤差信号を発生する演算増幅器と、
前記演算増幅器の出力端子に接続され、前記スイッチ制御信号を発生するパルス幅変調信号発生器と
を更に含むことを特徴とする請求項７から１３の何れか１項に記載の制御装置。
【請求項１６】
前記電流差分値、及び前記ランプ電流が変化したときのランプ状態検出信号によって前記変調信号を取得して、前記パルス電圧信号を取得でき、
前記ランプ状態検出信号は、前記放電ランプのランプ電圧と前記スイッチ制御信号のデューティ比とを含む、前記放電ランプの電圧状態を反映する信号であることを特徴とする請求項７から１５の何れか１項に記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図７Ａ】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図６Ｄ】
【図７】
【図７Ａ】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３８０５６（Ｐ２０１３−３８０５６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２１１３（Ｐ２０１１−２４２１１３）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（５１１２６８４３２）台達電子企業管理（上海）有限公司 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（５１１２６８４３２）台達電子企業管理（上海）有限公司 (4)
【Ｆターム（参考）】
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