JP4665799B2 - High pressure discharge lamp lighting device and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、投影型の画像表示装置の光源として用いられている高圧放電灯の点灯に適した高圧放電灯点灯装置およびその高圧放電灯点灯装置を用いた画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a high pressure discharge lamp lighting device suitable for lighting a high pressure discharge lamp used as a light source of a projection type image display device, and an image display device using the high pressure discharge lamp lighting device.
従来から、画像をスクリーンに投影する投影型の画像表示装置が提供されている。近年では、この種の画像表示装置として、液晶表示器に光源からの光を透過させる形式のものと、多数個の微小なミラーを配列したDMD(Digital Micro Mirror Device)と称する素子により光源からの光を反射させる形式のものとが普及してきている。また、画像をスクリーンの前方から投影する一般的なプロジェクタと後方から投影するリアプロジェクション方式とが知られている。この種の画像表示装置の光源には、小型かつ高輝度であるところから、高圧放電ランプ(HIDランプ)が採用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a projection type image display apparatus that projects an image on a screen has been provided. In recent years, this type of image display device has a type in which light from a light source is transmitted through a liquid crystal display and an element called DMD (Digital Micro Mirror Device) in which a large number of minute mirrors are arranged. A type that reflects light has become widespread. Further, a general projector that projects an image from the front of the screen and a rear projection system that projects from the rear are known. A high pressure discharge lamp (HID lamp) is adopted as a light source of this type of image display apparatus because it is small and has high luminance.
画像の形成に液晶表示器を用いるかDMDを用いるかにはかかわらず、この種の画像表示装置の光源ではちらつきを抑制することが課題になっている。画像表示装置の光源に用いる高圧放電ランプは点光源に近づけるために、アーク長が2mm程度と短いものであるから、電極の形状がわずかに変化しただけでもアークの位置がずれることになる。つまり、アークの端位置が電極の温度や表面の状態に依存して不安定になり、アークの端位置がジャンプするいわゆるアークジャンプという現象が生じやすくなる。アークジャンプが生じると、高圧放電ランプからの光出力にフリッカを生じ、投影された画像の輝度が低下したり、画像の明るさの変化によって画像が見にくくなるという問題が生じる。 Regardless of whether a liquid crystal display or a DMD is used for image formation, there is a problem of suppressing flickering with the light source of this type of image display apparatus. Since the high pressure discharge lamp used for the light source of the image display device is close to a point light source, the arc length is as short as about 2 mm. Therefore, even if the electrode shape is slightly changed, the position of the arc is shifted. That is, the arc end position becomes unstable depending on the temperature of the electrode and the surface condition, and a phenomenon called arc jump in which the arc end position jumps easily occurs. When an arc jump occurs, flickering occurs in the light output from the high-pressure discharge lamp, resulting in a problem that the brightness of the projected image is lowered or the image becomes difficult to see due to a change in the brightness of the image.
交流点灯させる高圧放電ランプにおいてフリッカの発生を抑制する技術としては、高圧放電ランプの電極の温度の低下やバルブ内の温度の低下を抑制するために、高圧放電ランプに印加する電圧の極性が複数回反転するたびに、少なくとも1回は次の極性反転までの期間におけるランプ電流の絶対値を他の期間よりも増加させる技術がある(たとえば、特許文献1参照)。 As a technique for suppressing the occurrence of flicker in a high-pressure discharge lamp that is operated with alternating current, in order to suppress a decrease in the temperature of the electrode of the high-pressure discharge lamp and a decrease in the temperature in the bulb, there are a plurality of polarities of voltages applied to the high-pressure discharge lamp. There is a technique for increasing the absolute value of the lamp current in the period until the next polarity inversion at least once each time it is inverted (see, for example, Patent Document 1).
また、特許文献1には、DMDを用いたプロジェクタの光源として高圧放電ランプを用いる場合を例示してある。DMDを用いるプロジェクタでは、回転方向において複数色の領域を並べたカラーフィルタを回転させ、高圧放電ランプからの光をカラーフィルタに通過させることによって、時間経過に伴って光色を変化させている。つまり、時間経過に伴ってDMDに照射する光色を変化させることにより、表示する画像の光色を変化させるのである。
高圧放電ランプに印加する電圧の極性が反転する際には高圧放電ランプの光出力が低下するから、光出力の変化による画像への影響を抑制するために、特許文献1には、高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させるタイミングをカラーフィルタの各色の境界に同期させることが記載されている。ただし、特許文献1に記載の構成では、カラーフィルタにおいて高圧放電ランプからの光が赤色の領域を透過する時間を他色の領域を高圧放電ランプからの光が透過する時間よりも長くしてあり、赤色の領域に光を透過させる期間だけは、高圧放電ランプに印加する電圧の極性の切換を行っている。
Since the light output of the high-pressure discharge lamp decreases when the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is reversed,
ところで、特許文献1に記載された構成例では、カラーフィルタの各色のすべての境界において高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させているが、印加する電圧の極性を反転させるタイミングによっては以下のような問題が生じる。
By the way, in the configuration example described in
ここで、カラーフィルタ20として、図16に示すように色分けがなされたものを想定する。例示しているカラーフィルタ20は、円盤状に形成され図に矢印で示す一方向に回転するものであって、回転方向において、ほぼ半周の領域を赤色領域Rとし、残り半周の領域を緑色領域Gと青色領域Bとに分割してある。また、回転方向における範囲について青色領域Bを緑色領域Gより大きくしてある。矢印Xはカラーフィルタ20の回転方向を示す。したがって、赤色領域R→緑色領域G→青色領域B→赤色領域R……という順で高圧放電ランプからの光が透過する。
Here, it is assumed that the
カラーフィルタが1回転するたびに高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させる場合について検討する。図17(a)は高圧放電ランプからの光が通過するカラーフィルタ20の色領域を示しており、上述のようにカラーフィルタ20が回転することにより時間経過に伴って色領域が変化することを表している。図17(b)はカラーフィルタ20を駆動源(一般に電動モータ)によって回転させる際に取り出される同期信号(図は同期信号の立ち上がりエッジなどに対応したタイミング信号を現している)であって、ここではカラーフィルタ20の1回転毎に1個の同期信号を発生させている。
Consider the case where the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is reversed each time the color filter rotates once. FIG. 17A shows the color region of the
カラーフィルタ20の回転に同期させて同期信号を発生させる技術としては、駆動源がステップモータである場合は駆動源に与える信号から同期信号を生成する技術を採用することができ、駆動源に与える信号から同期信号を生成することができない場合にはカラーフィルタ20の回転軸にロータリエンコーダのようなセンサを結合して同期信号を取り出す技術を採用することができる。あるいはまた、カラーフィルタ20の適所に回転位置を検出するための透孔を形成しておき、透孔の位置をフォトインタラプタにより検出する技術なども採用することができる。
As a technique for generating a synchronization signal in synchronization with the rotation of the
図17(c)は高圧放電ランプに流れるランプ電流を示しており、ここでは、カラーフィルタ20が1回転して同期信号が発生するたびに極性(高圧放電ランプに印加する電圧の極性)を反転させている。上述のように、電極の温度やバルブ内の温度の低下を抑制するために、図示例では印加電圧の極性が3回反転するたびに、他の期間よりもランプ電流を大きくする動作を示している。
FIG. 17C shows the lamp current flowing through the high-pressure discharge lamp. Here, the polarity (the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp) is reversed every time the
図17に示す動作となるように高圧放電ランプのランプ電流を制御すれば、カラーフィルタ20が3回転する間に1回ずつ光出力が増加することになるが、カラーフィルタ20が1回転する間に色が変化しても光出力は変化しないから、明度が周期的に変化するものの光色には変化が生じない。また、明度の変化が知覚されないようにカラーフィルタ20を高速で回転させれば明度が変化することについても問題はなく、表示画像の色調に不都合を生じることはない。
If the lamp current of the high-pressure discharge lamp is controlled so as to achieve the operation shown in FIG. 17, the light output increases once every time the
しかしながら、高圧放電ランプに印加する電圧の極性反転の時間間隔は、カラーフィルタ20の1回転の時間に一致しており、カラーフィルタ20の回転数は制限されるから、電極の温度やバルブ内の温度を維持するのに適した時間間隔に設定できない可能性が生じる。
However, the time interval of the polarity reversal of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp coincides with the time of one rotation of the
カラーフィルタ20の回転数は一般に3000〜10800rpmであって、上述のようにカラーフィルタ20が1回転するたびに高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させる場合には、高圧放電ランプへの印加電圧の周波数は25〜90Hzになる。このような低い周波数では、電極の温度やバルブ内の温度を維持するのが困難であって、温度の低下に伴って光出力が変化してちらつきが発生したり、ランプ寿命が短くなったりする可能性がある。
一方、特許文献1に記載された構成では、カラーフィルタ20の色領域の境界ごとに高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させているから、カラーフィルタ20が1回転する間に印加電圧の極性が複数回(少なくともカラーフィルタ20に設けた色領域の個数分の回数)変化する。たとえば、カラーフィルタ20が1回転するたびに1回ずつランプ電流を増加させる期間(極性の反転から次の反転までの期間)を設けることになる。したがって、図17に示す動作では、カラーフィルタ20が2回転すると次の1回転でランプ電流を増加させる動作であったのに対して、カラーフィルタ20が1回転するたびにランプ電流を増加させる動作であるから、電極やバルブの温度の低下を抑制することが可能になる。特許文献1に記載された例では、カラーフィルタ20の赤色領域に同期させてランプ電流を増加する期間を設けている。
On the other hand, in the configuration described in
ところで、カラーフィルタ20が1回転する間の適宜期間においてランプ電流を増加させるには、図18(a)のようにカラーフィルタ20の各色領域が変化するときに、図18(b)のように色領域が変化するたびに同期信号を発生させることが必要になる。ただし、同期信号にはカラーフィルタ20の色領域の情報が含まれていないから、図18(c)のように、初期状態において青色領域と赤色領域との境界のタイミングで発生する同期信号によってランプ電流を増加させるタイミングを設定するとともに、以後は3回の極性反転のたびにランプ電流を増加させる期間を設けるように設定したとしても、タイミングのずれによって、図18(d)のように緑色領域に同期してランプ電流が増加したり、図148e)のように青色領域に同期してランプ電流が増加したりする場合が生じる可能性がある。このようにランプ電流を増加させる期間とカラーフィルタ20の色領域との関係にずれが生じると、色調に変化を生じるという問題が発生する。
Incidentally, in order to increase the lamp current in an appropriate period during one rotation of the
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、高圧放電ランプに印加する電圧の極性反転回数を同期信号の発生回数よりも多くするとともにランプ電流を増加させる期間を短くすることにより、電極の温度やバルブ内の温度を維持しやすくして光出力の変化を抑制した高圧放電灯点灯装置を提供し、さらにその高圧放電灯点灯装置を用いた画像表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its object is to increase the number of times of polarity inversion of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp more than the number of generation of the synchronization signal and to shorten the period in which the lamp current is increased. To provide a high pressure discharge lamp lighting device that can easily maintain the temperature of the electrode and the temperature in the bulb and suppress the change in light output, and further to provide an image display device using the high pressure discharge lamp lighting device. It is in.
請求項1の発明は、出力が可変である直流電源回路と、直流電源回路の出力から生成した交番電圧を高圧放電ランプに印加する極性反転回路と、外部から同期信号が与えられ同期信号に基づくタイミングで直流電源回路の出力と極性反転回路による極性反転のタイミングとを制御する制御回路とを備え、制御回路は、同期信号毎に高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させるとともに、高圧放電ランプに印加する電圧の極性が反転してから次に反転するまでの期間のランプ電流を高圧放電ランプが点灯する規定値と規定値よりも大きい増加値とから選択し、ランプ電流として増加値を選択するときには隣接する一対の同期信号の間の期間内で高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させ、かつ当該期間内でランプ電流が増加値となる期間を前記規定値となる期間よりも短く設定していることを特徴とする。
The invention according to
この構成によれば、ランプ電流を増加させる期間を設ける場合に、高圧放電ランプに印加する電圧の極性を隣接する一対の同期信号の間の期間内で反転させ、しかもランプ電流を増加させる期間は規定値の期間よりも短いから、同期信号の発生タイミングでのみ高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させる従来構成に比較すると、ランプ電流を増加させる1回当たりの期間が短くなり逆にランプ電流を増加させる頻度が多くなることによって、高圧放電ランプの電極やバルブ内の温度を維持しやすくなり、光出力の変化や電極の損耗を抑制することができる。 According to this configuration, when providing a period for increasing the lamp current, the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is inverted within the period between the pair of adjacent sync signals, and the period for increasing the lamp current is Compared with the conventional configuration in which the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is reversed only at the timing of generation of the synchronization signal because the period is shorter than the specified value period, the period per one time for increasing the lamp current is shortened and conversely the lamp By increasing the frequency of increasing the current, it becomes easier to maintain the temperature in the electrodes and bulbs of the high-pressure discharge lamp, and it is possible to suppress changes in light output and electrode wear.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記規定値と前記増加値との比率はランプ電圧によらず一定であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the ratio between the specified value and the increased value is constant regardless of the lamp voltage.
この構成によれば、ランプ電圧が変動しても規定値と増加値とに対応した高圧放電ランプの光出力の相対比が一定に保たれるから、ランプ電圧に変動があってもランプ電流の増加時に光出力が極端に増加して違和感を生じることがない。 According to this configuration, even if the lamp voltage fluctuates, the relative ratio of the light output of the high-pressure discharge lamp corresponding to the specified value and the increased value is kept constant. The light output does not increase drastically when increasing, and there is no sense of incongruity.
請求項3の発明では、請求項1または請求項2の発明において、前記制御回路は、前記同期信号が与えられる時間間隔よりも長い制限時間を同期信号が与えられるたびに時限し、制限時間の時限中に同期信号が与えられずに制限時間の時限が終了したときには、あらかじめ設定されている制御パターンに従ってランプ電流と電圧の極性とを制御することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the control circuit limits the time limit longer than the time interval to which the synchronization signal is applied every time the synchronization signal is applied. When the time limit of the time limit ends without a synchronization signal being given during the time limit, the lamp current and the polarity of the voltage are controlled according to a preset control pattern.
この構成によれば、次の同期信号が与えられない場合であっても、高圧放電ランプに印加する電圧の極性が反転されずに直流電流が流れ続けることを防止することができる。つまり、同期信号が与えられた後に次の同期信号が与えられなくとも制限時間が経過すれば高圧放電ランプに印加する電圧の極性が反転するから、高圧放電ランプの電極の消耗を防止することができる。 According to this configuration, even when the next synchronization signal is not given, it is possible to prevent the direct current from continuing to flow without the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp being inverted. In other words, the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is reversed if the time limit elapses even if the next synchronization signal is not given after the synchronization signal is given. it can.
請求項4の発明は、画像表示装置であって、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の高圧放電灯点灯装置を備え、前記高圧放電ランプを光源に用いたことを特徴とする。
The invention of
この構成によれば、光出力の変化が少なく、画像のちらつきや色味の変化の少ない画像表示装置を提供することができる。また、高圧放電ランプの電極の損耗を抑制することができるからランプの交換頻度を低減することができる。 According to this configuration, it is possible to provide an image display device with little change in light output and little flickering or color change. In addition, since the wear of the electrodes of the high-pressure discharge lamp can be suppressed, the replacement frequency of the lamp can be reduced.
請求項5の発明では、請求項4の発明において、複数個の色領域を有し時間経過に伴って前記高圧放電ランプからの光を各色領域に周期的に透過させるカラーフィルタと、カラーフィルタの各色領域を高圧放電ランプからの光が透過するタイミングで前記同期信号を発生させる主制御回路とを備え、前記制御回路は、カラーフィルタの色変化の1周期の期間として、高圧放電ランプに印加する電圧の極性を奇数回反転させる期間と、高圧放電ランプに印加する電圧を偶数回反転させる期間とを交互に設けていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the invention, there is provided a color filter according to the fourth aspect of the invention, wherein the color filter has a plurality of color regions and periodically transmits light from the high-pressure discharge lamp to each color region over time. A main control circuit that generates the synchronization signal at a timing at which light from the high-pressure discharge lamp passes through each color region, and the control circuit applies to the high-pressure discharge lamp as a period of one cycle of color change of the color filter. A period in which the polarity of the voltage is inverted an odd number of times and a period in which the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is inverted an even number of times are alternately provided.
この構成は、高圧放電ランプからの光が透過する色領域が時間経過に伴って変化するカラーフィルタと併用することを前提としており、カラーフィルタの色変化の複数周期で平均するとランプ電流が増加する期間は各色領域で同時間になるので、仮に同期信号に対してランプ電流を増加させる期間にずれが生じたとしても、カラーフィルタの色変化の複数周期の平均ではランプ電流の増加する期間に変動は生じない。つまり、カラーフィルタの色変化の複数周期の間の色変化が知覚されない程度にカラーフィルタの色変化の周期を短く設定しておけば、同期信号のずれによる実質的な色味の変化は生じない。 This configuration is based on the premise that the color region through which the light from the high-pressure discharge lamp passes is used in combination with a color filter that changes over time, and the lamp current increases when averaged over multiple cycles of color change of the color filter. Since the period is the same for each color region, even if there is a deviation in the period for increasing the lamp current with respect to the sync signal, the average of the color filter's color change varies in the period in which the lamp current increases. Does not occur. In other words, if the color change period of the color filter is set to be short enough that the color change between a plurality of periods of the color change of the color filter is not perceived, no substantial change in color due to the shift of the synchronization signal will occur. .
請求項6の発明は、請求項4の発明において、少なくともランプ電流を増加値としている期間には光を投影しないことを特徴とする。
The invention of claim 6 is characterized in that, in the invention of
この構成によれば、ランプ電流が増加している期間には高圧放電ランプからの光を利用しないから、ランプ電流の増加に伴う光出力の増加が表示に反映されることがなく、ランプ電流を増加させる期間において、高圧放電ランプの光出力の変動や電極の損耗を抑制するのに最適なランプ電流を与えることができる。 According to this configuration, since the light from the high-pressure discharge lamp is not used during the period when the lamp current is increasing, the increase in the light output accompanying the increase in the lamp current is not reflected in the display, and the lamp current is reduced. In the increasing period, it is possible to provide an optimum lamp current for suppressing the fluctuation of the light output of the high-pressure discharge lamp and the wear of the electrodes.
請求項7の発明では、請求項6の発明において、複数個の色領域を有し時間経過に伴って前記高圧放電ランプからの光を各色領域に周期的に透過させるカラーフィルタと、カラーフィルタの各色領域を高圧放電ランプからの光が透過するタイミングで前記同期信号を発生させる主制御回路とを備え、前記制御回路は、カラーフィルタの色変化の1周期の期間において高圧放電ランプに印加する電圧の極性を奇数回反転させることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the invention, there is provided a color filter according to the sixth aspect of the invention, wherein the color filter has a plurality of color regions and periodically transmits the light from the high-pressure discharge lamp to each color region over time. A main control circuit that generates the synchronization signal at a timing at which light from the high-pressure discharge lamp passes through each color region, and the control circuit applies a voltage applied to the high-pressure discharge lamp during a period of one color change of the color filter. The polarity is inverted an odd number of times.
この構成によれば、カラーフィルタの色変化の1周期において高圧放電ランプに印加する電圧の極性を奇数回反転させるから、カラーフィルタの色変化の周期毎にランプ電流の増加する極性が毎回反転することになり、電極の損耗に偏りが生じない。また、ランプ電流の増加する期間は高圧放電ランプからの光は利用しないから、ランプ電流を増加させるタイミングと同期信号との関係にずれを生じても、投影された画像の色味に変化を生じることがない。 According to this configuration, since the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is inverted an odd number of times in one cycle of the color change of the color filter, the polarity in which the lamp current increases is inverted every time the color change of the color filter is performed. As a result, there is no bias in electrode wear. Further, since the light from the high-pressure discharge lamp is not used during the period when the lamp current increases, the color of the projected image is changed even if the relationship between the timing of increasing the lamp current and the synchronization signal is shifted. There is nothing.
本発明の構成によれば、ランプ電流を増加させる期間を設ける場合に、高圧放電ランプに印加する電圧の極性を隣接する一対の同期信号の間の期間内で反転させ、しかもランプ電流を増加させる期間は規定値の期間よりも短いから、同期信号の発生タイミングでのみ高圧放電ランプに印加する電圧の極性を反転させる従来構成に比較すると、ランプ電流を増加させる1回当たりの期間が短くなり逆にランプ電流を増加させる頻度が多くなる。その結果、高圧放電ランプの電極やバルブ内の温度を維持しやすくなり、光出力の変化や電極の損耗を抑制することができるという効果を奏する。 According to the configuration of the present invention, when a period for increasing the lamp current is provided, the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is inverted within the period between a pair of adjacent synchronization signals, and the lamp current is increased. Since the period is shorter than the period of the specified value, the period for increasing the lamp current is shortened compared to the conventional configuration in which the polarity of the voltage applied to the high-pressure discharge lamp is reversed only at the generation timing of the synchronization signal. The frequency of increasing the lamp current increases. As a result, it is easy to maintain the temperature in the electrodes and bulbs of the high-pressure discharge lamp, and there is an effect that changes in light output and electrode wear can be suppressed.
また、この高圧放電灯点灯装置を高圧放電ランプを光源とする画像表示装置に用いると、ちらつきがなく色味の変化のない画像を表示することができる上に、高圧放電ランプの交換頻度を少なくすることができる。 Further, when this high pressure discharge lamp lighting device is used in an image display device using a high pressure discharge lamp as a light source, it is possible to display an image without flickering and no change in color, and the replacement frequency of the high pressure discharge lamp is reduced. can do.
以下に説明する各実施形態に用いる高圧放電灯点灯装置は図6に示す構成を有しているものとする。ただし、この構成例は一例であって、同様の動作が可能な構成であれば、図6に示す回路構成と一致している必要はない。また、図6に示す高圧放電灯点灯装置は、図7に示すようなDMDを用いたプロジェクタにとくに適したものであって、高圧放電ランプへの印加電圧の極性を反転させるタイミングを、プロジェクタに設けたカラーフィルタの回転に同期させる構成を採用している。 The high-pressure discharge lamp lighting device used in each embodiment described below is assumed to have the configuration shown in FIG. However, this configuration example is merely an example, and it is not necessary to match the circuit configuration illustrated in FIG. 6 as long as the same operation is possible. The high pressure discharge lamp lighting device shown in FIG. 6 is particularly suitable for a projector using a DMD as shown in FIG. 7, and the timing for reversing the polarity of the voltage applied to the high pressure discharge lamp is given to the projector. A configuration that synchronizes with the rotation of the provided color filter is employed.
プロジェクタでは、図7に示すように、カラーフィルタ20を回転させる駆動源(図示せず)を制御するための主制御回路21を備え、主制御回路21からは駆動源を制御する制御信号Scと、カラーフィルタ20の回転に同期した同期信号Ssとが出力される。同期信号を発生させるタイミングについては各実施形態において説明する。
As shown in FIG. 7, the projector includes a
カラーフィルタ20の一面側には光源としての高圧放電ランプLaが配置され、他面側にはDMD11が配置される。また、高圧放電ランプLaとカラーフィルタ20との間、およびカラーフィルタ20とDMD11との間にはそれぞれレンズ12,13が配置され、高圧放電ランプLaから出射された光を収束させてカラーフィルタ20を通過させ、カラーフィルタ20を通過した光を発散させてDMD11に照射するようにしてある。DMD11で反射された光は投射レンズ14を通してスクリーンに投影される。
A high-pressure discharge lamp La as a light source is disposed on one surface side of the
高圧放電ランプLaは、高圧放電灯点灯装置30から電力が供給される。この高圧放電灯点灯装置30に、主制御回路21から出力された同期信号Ssが入力される。
The high pressure discharge lamp La is supplied with electric power from the high pressure discharge
高圧放電灯点灯装置30は、図6に示すように、直流電源DCの電圧を降圧する直流電源回路としての降圧チョッパ回路1と、降圧チョッパ回路1から出力される直流電圧を矩形波交番電圧に変換するフルブリッジ回路2と、チョッパ回路1およびフルブリッジ回路2の動作を制御する制御回路3と、フルブリッジ回路2から出力される矩形波交番電圧により共振する共振回路4と、平滑コンデンサC1の端子電圧を高圧放電ランプLaのランプ電圧Vlaに相当する電圧として検出する電圧検出回路5とを備える。フルブリッジ回路2と共振回路4とは高圧放電ランプLaに交番電圧を印加する極性反転回路として機能する。電圧検出回路5は、抵抗R2,R3の直列回路であって平滑コンデンサC1に並列接続され、抵抗R3の両端電圧をランプ電圧Vlaに相当する電圧として検出する(以下では、抵抗R3の両端電圧をランプ電圧Vlaという)。
As shown in FIG. 6, the high pressure discharge
チョッパ回路1への入力電圧を与える直流電源DCは、必ずしも安定電圧である必要はなく、商用電源を整流した脈流であってもよい。チョッパ回路1は、スイッチング素子Q1とインダクタL1と平滑コンデンサC1との直列回路が直流電源DCの両端間に接続され、インダクタL1と平滑コンデンサC1との直列回路に並列にダイオードD1を接続した構成を有する。ダイオードD1は平滑コンデンサC1の負極にアノードが接続されている。また、ダイオードD1のアノードと直流電源DCの負極との間には、スイッチング素子Q1がオンであるときのチョッパ電流を検出するための抵抗R1が挿入される。
The DC power source DC that provides the input voltage to the
フルブリッジ回路2は、4個のスイッチング素子Q2〜Q5をブリッジ接続した回路であって、スイッチング素子Q2,Q3の直列回路とスイッチング素子Q4,Q5の直列回路とをそれぞれ平滑コンデンサC1の両端間に接続した構成を有している。各スイッチング素子Q2〜Q5のオンオフは、ドライブ回路(たとえば、IR製のIR2111)DV1,DV2の出力により制御される。基本的な動作としては、スイッチング素子Q2,Q5が同時にオンになりかつスイッチング素子Q3,Q4がともにオフになる期間と、スイッチング素子Q3,Q4が同時にオンになりかつスイッチング素子Q2,Q5がともにオフになる期間とを交互に繰り返すように動作する。したがって、スイッチング素子Q2,Q3の接続点とスイッチング素子Q4,Q5の接続点との間の電圧を交番させることができる。
The
スイッチング素子Q2,Q3の接続点とスイッチング素子Q4,Q5の接続点との間には、インダクタL2とコンデンサC2との直列回路からなる共振回路4が接続され、さらにコンデンサC2には高圧放電ランプLaが並列接続される。高圧放電ランプLaの始動時には、スイッチング素子Q2〜Q5が高周波でスイッチングされ、共振回路4を設けていることにより高圧放電ランプLaに数kVの共振電圧が印加される。高圧放電ランプLaの始動後には、高圧放電ランプLaに数十〜数百Hzの低周波で矩形波交番電圧が印加される。スイッチング素子Q1〜Q5には図示するMOSFETのほかバイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタにダイオードを逆並列に接続(コレクタ−エミッタを流れる電流の向きとは逆向きが順方向になるように並列に接続)したものやIGBTなどを用いることができる。
Between the connection point of the switching elements Q2 and Q3 and the connection point of the switching elements Q4 and Q5, a
チョッパ回路1のスイッチング素子Q1およびフルブリッジ回路2のスイッチング素子Q2〜Q5のオンオフは制御回路3により制御される。制御回路3は、主制御回路21から出力された同期信号Ssを受けるとともに、フルブリッジ回路2の各スイッチング素子Q2〜Q5のうち同時にオンにする組と同時にオフにする組とに対応した2種類のブリッジ制御信号FB1,FB2を生成する極性反転処理部31を備える。
On / off of the switching element Q1 of the
極性反転処理部31では、同期信号Ssの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジを検出するか、あるいは同期信号Ssの変化点を検出し、検出した起点に基づいてフルブリッジ制御信号FB1,FB2を生成する。ブリッジ制御信号FB1,FB2は一方がHレベルのときに他方がLレベルになる矩形波信号であって、フルブリッジ制御部32にブリッジ制御信号FB1,FB2が入力されることにより各スイッチング素子Q2〜Q5のオンオフを制御する制御信号が生成され、制御信号が各ドライブ回路DV1,DV2を通して各スイッチング素子Q2〜Q5のオンオフの制御に用いられる。
The polarity
極性反転処理部31は、同期信号Ssによって後述する切換信号S1を生成する機能も備える。本発明は従来構成と同様に、高圧放電ランプLaが安定に点灯している期間においてランプ電流を一時的に増加させた増加値とする期間を設けるものであって、ランプ電流を増加値とする期間を切換信号S1により決定している。
The polarity
以下では、高圧放電ランプLaが安定に点灯している期間のランプ電流を規定値と呼ぶ。高圧放電ランプLaへの供給電力を一定に保つように定電力制御を行うときの平均電流を基準値とし、増加値を含めた平均電流を基準値に保つように規定値を設定すれば高圧放電ランプLaに供給する電力がランプ電流を基準値とした場合に等しくなり、増加値を含めない平均電流を基準値に保つように規定値を設定すれば高圧放電ランプLaに供給する電力がランプ電流を基準値とした場合よりも増加する。規定値と増加値との関係は、上述した2種類の関係のいずれかとする。 Hereinafter, the lamp current during the period when the high-pressure discharge lamp La is stably lit is referred to as a specified value. If the average current when constant power control is performed so as to keep the power supplied to the high-pressure discharge lamp La constant, the reference value is set, and the specified value is set so that the average current including the increased value is maintained at the reference value. The power supplied to the lamp La is equal to the lamp current as a reference value, and if the specified value is set so that the average current not including the increased value is kept at the reference value, the power supplied to the high-pressure discharge lamp La is It increases compared to the case where is used as a reference value. The relationship between the specified value and the increase value is one of the two types of relationships described above.
ランプ電流の調節は、チョッパ回路1の出力電圧を変化させることにより行う。すなわち、チョッパ回路1のスイッチング素子Q1のオンデューティを変化させることによってランプ電流を調節する構成を採用している。スイッチング素子Q1のオンオフを制御するPWM信号はPWM制御回路36が生成しており、PWM制御回路36では入力電圧に応じたオンデューティのPWM信号を出力する。そこで、2種類の電圧をあらかじめ発生させておき、PWM制御回路36への入力電圧を切換信号S1に同期させて切り換えることにより、2種類のオンデューティのPWM信号を切換信号S1に同期させてスイッチング素子Q1に与えることが可能になる。
The lamp current is adjusted by changing the output voltage of the
PWM制御回路36に与える2種類の電圧を発生させるために、制御回路3には、電圧検出回路5で検出されるランプ電圧Vlaに対して2段階のランプ電流データIp1,Ip2を対応付けたデータテーブル33を設けてある。ランプ電流データIp1は、高圧放電ランプLaの安定点灯時におけるランプ電圧Vlaに対応するランプ電流の値(規定値)を持つデータであり、ランプ電流データIp2は同じランプ電圧Vlaに対してランプ電流データIp1よりも大きい値(増加値)を持つように設定してある。ランプ電流データIp1に対するランプ電流データIp2の値の比率は経験的に設定される。
In order to generate two types of voltages to be applied to the
ランプ電流データIp1とランプ電流データIp2との比率(Ip2/Ip1)は、図8に示すように、ランプ電圧Vlaにかかわらず一定する場合と、ランプ電圧Vlaに応じて変化させる場合とがある。データテーブル33においてランプ電流データIp2を設定するランプ電圧Vlaの範囲は、高圧放電ランプLaを定常点灯させる通常の使用電圧範囲Dvとすればよい。 As shown in FIG. 8, the ratio (Ip2 / Ip1) between the lamp current data Ip1 and the lamp current data Ip2 may be constant regardless of the lamp voltage Vla, or may be changed according to the lamp voltage Vla. In the data table 33, the range of the lamp voltage Vla for setting the lamp current data Ip2 may be a normal operating voltage range Dv for steady lighting of the high-pressure discharge lamp La.
ランプ電圧Vlaに応じて変化させる場合には、図9に示すように、使用電圧範囲Dvのうちランプ電圧Vlaが規定電圧Vdを超える範囲でランプ電流データIp1に対するランプ電流データIp2の比率を大きくするのが望ましい。これは、超高圧水銀ランプのような高圧放電ランプでは定常点灯の際に定電力制御を行っているから、ランプ電圧Vlaが上昇するとランプ電流が減少して、電極やバルブ内の温度が低下しやすくなり、ちらつきを生じやすくなる可能性があるからである。 When changing according to the lamp voltage Vla, as shown in FIG. 9, the ratio of the lamp current data Ip2 to the lamp current data Ip1 is increased in a range where the lamp voltage Vla exceeds the specified voltage Vd in the use voltage range Dv. Is desirable. This is because, in a high pressure discharge lamp such as an ultra high pressure mercury lamp, constant power control is performed at the time of steady lighting, so when the lamp voltage Vla increases, the lamp current decreases and the temperature in the electrodes and bulbs decreases. This is because it may become easy to cause flicker.
なお、ここでは高圧放電ランプLaの定常点灯に関連する動作のみ説明し、高圧放電ランプLaの始動までの動作、始動から定常点灯に至るまでの動作、高圧放電ランプLaに異常が生じたときの動作、無負荷時の動作などについてはとくに説明しない。 Only the operation related to the steady lighting of the high pressure discharge lamp La will be described here, the operation from the start of the high pressure discharge lamp La, the operation from the start to the steady lighting, and when the abnormality occurs in the high pressure discharge lamp La. The operation, no-load operation, etc. are not specifically described.
電圧検出回路5で検出されたランプ電圧Vlaをデータテーブル33に照合するために、ランプ電圧Vlaをアナログ−デジタル変換するA/D変換部34が設けられる。ランプ電圧Vlaをデータテーブル33と照合することによって得られるランプ電流データIp1,Ip2の値は、PWM信号発生処理部35によりデューティ信号(入力データに応じたオンデューティを有した矩形波信号)に変換される。したがって、このデューティ信号を積分ないし平滑することによりPWM制御回路36に与える入力電圧を得ることができる。積分ないし平滑を行う積分回路は、ランプ電流データIp1に対しては抵抗R4とコンデンサC4とにより構成され、ランプ電流データIp2に対しては抵抗R5とコンデンサC5とにより構成される。
In order to collate the lamp voltage Vla detected by the voltage detection circuit 5 with the data table 33, an A /
コンデンサC4,C5のいずれかの端子電圧をPWM制御回路36に入力するために切換スイッチSW1が設けられ、この切換スイッチSW1を上述した切換信号S1で制御することにより、コンデンサC4,C5のいずれか一方の端子電圧がPWM制御回路36に入力される。切換スイッチSW1にはMOSFET、トランジスタ、アナログスイッチが用いられる。
A change-over switch SW1 is provided to input one of the terminal voltages of the capacitors C4 and C5 to the
ところで、PWM制御回路36には抵抗R1の両端電圧も入力されており、PWM制御回路36では、抵抗R1の両端電圧として検出されるスイッチング素子Q1のオン時のチョッパ電流が、切換スイッチSW1を通してPWM制御回路36に与えられたランプ電流データIp1,Ip2に保たれるように、スイッチング素子Q1のオンデューティを制御する。すなわち、ランプ電流データIp1,Ip2は、ランプ電圧Vlaに応じたランプ電流の目標値としてPWM制御回路36に与えられる。
By the way, the voltage across the resistor R1 is also input to the
なお、上述した制御回路3のうち、極性反転処理部31、データテーブル33、A/D変換部34はマイクロコンピュータ(たとえば、(株)ルネサステクノロジ製のM37540、M37542、M37546)を用いて構成される。また、データテーブル33を用いる代わりに適宜の演算を行ってランプ電流データIp1,Ip2を求めるようにしてもよい。
In the
以下に説明する各実施形態では、主として極性反転処理部31の動作について説明する。すなわち、主制御回路21から制御回路3に与えられる同期信号Ssと、フルブリッジ回路2における極性反転のタイミングと、切換信号S1との関係について説明する。カラーフィルタ20の構成については、基本的には図12に示しているように色領域を3分割した構成のものを想定しているが(色領域をセグメントと呼び、3分割のフィルタを3セグメントのフィルタと呼ぶ)、他に図10〜図15のような各種のカラーフィルタ20を用いてもよい。図10〜図15の各図(a)はカラーフィルタ20の色の配置を示し、各図(b)はカラーフィルタ20を回転させたときの時間経過に伴う色変化を示している。
In each embodiment described below, the operation of the polarity
図10に示すものは赤色領域R、緑色領域G、青色領域Bの3セグメントであって、回転方向おいて各領域を等分割したものである。また、図11に示すものは白色領域Wを付加した4セグメント、図12に示すものは赤色領域R、緑色領域G、青色領域Bに、黄色領域Yとシアン領域Cとマゼンタ領域Mとを付加した6セグメントのものである。図13に示すものも6セグメントであるが、これは赤色領域R、緑色領域G、青色領域Bをそれぞれ2箇所ずつ設けている。図14、図15に示すものは、ともに7セグメントのカラーフィルタ20であって、図14に示すものは図12に示した構成について緑色領域Gとシアン領域Cとの間に濃緑領域DGを設けたものであり、図15に示すものは図13に示した構成について緑色領域Gと青色領域Bとの間に濃緑領域DGを設けたものである。濃緑領域DGは、緑色フィルタとNDフィルタとの機能を有するものであって、緑色を選択的に透過させかつ減光を行う。
FIG. 10 shows three segments of a red region R, a green region G, and a blue region B, and each region is equally divided in the rotation direction. In addition, the one shown in FIG. 11 has four segments with a white area W added, and the one shown in FIG. 12 has a yellow area Y, a cyan area C, and a magenta area M added to a red area R, a green area G, and a blue area B. 6 segments. FIG. 13 also shows 6 segments, which are provided with two red regions R, green regions G, and blue regions B, respectively. 14 and 15 both show a 7-
以下に説明する各実施形態では、従来構成との比較を容易にするために、図12に示したカラーフィルタ20と同様に3セグメントであって、赤色領域Rを大きくとったものを例示する。ただし、上述した図10〜図15に示した構成のカラーフィルタ20を用いる場合でも同様の構成を採用することができる。
In each of the embodiments described below, in order to facilitate comparison with the conventional configuration, an example is shown in which three segments and a large red region R are taken as in the
(実施形態1)
本実施形態は、図1に示すように、カラーフィルタ20の1回転毎(図1(a)参照)に主制御回路21からの同期信号Ssを受けており、極性反転処理部31では、図1(b)のように、高圧放電ランプLaからの光線がカラーフィルタ20の青色領域Bから赤色領域Rへの境界線を通過するタイミングに一致するタイミング信号を生成する。ここに、本実施形態では、主制御回路21からの同期信号Ssが青色領域Bから赤色領域Rへの境界線において立ち上がるものとする。
(Embodiment 1)
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the synchronization signal Ss is received from the
極性反転処理部31では、図1(b)に示すタイミング信号に同期するタイミングで、フルブリッジ回路2に設けたスイッチング素子Q2〜Q5のオンオフの状態を反転させ、図1(c)のように、高圧放電ランプLaに印加する電圧の極性を反転させる。また、タイミング信号の発生毎に、次のタイミング信号の発生まで極性を変化させない期間と、次のタイミング信号の発生までに極性を反転させる期間とを交互に設けている。
The polarity
隣接する一対のタイミング信号の間で極性を反転させる場合には、カラーフィルタ20の各色領域のうち、高圧放電ランプLaからの光線の通過時間がもっとも長い赤色領域Rの通過期間に極性の反転を行うのが望ましい。同期信号Ssに基づいて発生させるタイミング信号は、青色領域Bと赤色領域Rとの境界に対応しているが、赤色領域Rを光線が通過している期間か否かの判断はできない。したがって、極性の反転のタイミングは、タイミング信号の発生から所定時間に設定してある。言い換えると、極性反転処理部31には、タイミング信号の発生から一定時間を時限するタイマが設けられ、タイマの時限終了時点で高圧放電ランプLaに印加する電圧の極性を反転させる。隣接する一対の同期信号Ssの間の期間内で、タイマによる時限時間(ランプ電流が増加値となる期間)は、前記規定値となる期間よりも短く設定される。
When the polarity is inverted between a pair of adjacent timing signals, the polarity is inverted during the passage period of the red region R having the longest light transit time from the high-pressure discharge lamp La among the color regions of the
上述の動作から明らかなように、タイミング信号の発生毎にタイマによる時限動作を行う期間と、タイマによる時限動作を行わない期間とを交互に設ける。また、タイマによる時限動作を行う場合には、切換信号S1によって切換スイッチSW1を制御し、ランプ電流を一時的に規定値よりも大きい増加値とするようにランプ電流データIp2に対応した入力電圧をPWM制御回路36に与える。
As is clear from the above-described operation, a period for performing the timed operation by the timer and a period for not performing the timed operation by the timer are alternately provided every time the timing signal is generated. Further, when performing a timed operation by the timer, the changeover switch SW1 is controlled by the changeover signal S1, and an input voltage corresponding to the lamp current data Ip2 is set so that the lamp current is temporarily set to an increased value larger than a specified value. This is given to the
タイマの時限動作中にはランプ電流を増加値とするから、タイマの時限時間が長いと高圧放電ランプLaの光出力に変化が生じたり、高圧放電ランプLaの電極に損傷を与えたりする可能性がある。したがって、タイマの時限動作は20ms未満に設定しておくことが望ましい。 Since the lamp current is increased during the timed operation of the timer, the light output of the high-pressure discharge lamp La may change or the electrodes of the high-pressure discharge lamp La may be damaged if the timer time is long. There is. Therefore, it is desirable to set the timed operation of the timer to less than 20 ms.
本実施形態では、カラーフィルタ20の1回転毎にタイミング信号を発生させているから、図18に示した従来構成のように、色領域が変化するたびに同期信号を発生させる場合に比較すると、ランプ電流を一時的に増加させる期間と色領域との関係にずれが生じる可能性が低減される。また、図17に示した構成のように、カラーフィルタ20が1回転する期間はランプ電流の極性を変化させない場合に比較すると、ランプ電流を一時的に増加させる頻度を高めることができる。
In the present embodiment, since the timing signal is generated every rotation of the
たとえば、カラーフィルタ20が1回転する期間にランプ電流の極性を反転させない場合において3回転のうちの1回転ではランプ電流を増加値とするとすれば、カラーフィルタ20が6回転するうちの2回転分の期間はランプ電流が増加することになる。したがって、ランプ電流を増加させる頻度が少なく(カラーフィルタ20が3回転する間に1回)、1回当たりの時間が長くなる(カラーフィルタ20が1回転する期間)。
For example, if the polarity of the lamp current is not reversed during the period in which the
これに対して、本実施形態の動作であれば、カラーフィルタ20が6回転するうちの3回転について一部期間だけランプ電流が増加するから、ランプ電流を増加させる頻度が多くなり(カラーフィルタ20が2回転する間に1回)、1回当たりの時間が短くなる(カラーフィルタ20が半回転する期間よりも短い)。ただし、赤色領域Rにおいてランプ電流の極性が反転しているから、赤色領域Rにおいて輝度変化が生じるが、赤色領域Rは緑色領域Gおよび青色領域Bに比較すると十分に面積が大きく、またカラーフィルタ20が2回転する間に赤色領域Rの一部のみでランプ電流が増加するから、赤色領域Rでの輝度変化は視覚的には知覚されにくく、実質的な色味の変化は知覚されない。
On the other hand, in the operation of the present embodiment, since the lamp current increases only for a part of the three rotations of the
本実施形態の動作では、高圧放電ランプLaの電極やバルブ内の温度を維持するのに適した時間間隔に設定することが可能であり、しかも、ランプ電流を増加値とする時間は比較的短いから電極の損傷が生じにくくなる。 In the operation of the present embodiment, it is possible to set a time interval suitable for maintaining the temperature in the electrode and bulb of the high-pressure discharge lamp La, and the time for increasing the lamp current is relatively short. Therefore, the electrode is hardly damaged.
(実施形態2)
実施形態1では、同期信号Ssの発生毎に次の同期信号Ssの発生までの期間として、赤色領域Rの間にランプ電流の極性を反転させる期間とランプ電流の極性を反転させない期間とを設けているから、ランプ電流の極性を反転させる期間と反転させない期間とでは、赤色領域Rにおいて若干の輝度変化が生じる。つまり、極性を反転させる際に高圧放電ランプLaの輝度が一瞬低下する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, each time the synchronization signal Ss is generated, a period until the next synchronization signal Ss is generated includes a period during which the polarity of the lamp current is inverted and a period during which the polarity of the lamp current is not inverted between the red regions R. Therefore, a slight luminance change occurs in the red region R between the period in which the polarity of the lamp current is inverted and the period in which the polarity is not inverted. That is, when the polarity is reversed, the luminance of the high-pressure discharge lamp La decreases for a moment.
そこで、本実施形態では、図2(c)のように、ランプ電流を増加値とする期間において、同期信号Ssに対応したタイミング信号(図2(b)参照)の発生から一定時間である調節期間Δtだけランプ電流を増加値とする場合に、ランプ電流を規定値とする期間においては、タイミング信号の発生から調節期間Δtが経過した後にランプ電流の極性を反転させるようにしている。言い換えると、カラーフィルタ20が2回転するたびにランプ電流の極性を反転させるとともに、極性の反転のタイミングをタイミング信号の発生から調節期間Δt後とし、さらに、極性反転の後に次の極性反転までの間に発生するタイミング信号に同期して調節期間Δtだけ、ランプ電流を逆極性としてランプ電流の絶対値を大きくするのである。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 2C, the adjustment is a fixed time from the generation of the timing signal (see FIG. 2B) corresponding to the synchronization signal Ss in the period in which the lamp current is increased. When the lamp current is increased by the period Δt, the polarity of the lamp current is reversed after the adjustment period Δt has elapsed from the generation of the timing signal in the period in which the lamp current is the specified value. In other words, the polarity of the lamp current is inverted every time the
本実施形態の動作では、カラーフィルタ20の回転毎に赤色領域Rに対応してランプ電流の極性を反転させているから、極性の反転に伴う輝度の変化は発生しない。ランプ電流の変化に伴う輝度変化と、極性の反転に伴う輝度変化とのどちらが多いかは一慨に言えないが、本実施形態では実施形態1に比較すると、カラーフィルタ20の回転周期毎に輝度に変化をもたらす要因を低減することができる。他の構成および動作は実施形態1と同様である。
In the operation of the present embodiment, since the polarity of the lamp current is inverted corresponding to the red region R every time the
(実施形態3)
実施形態1では、カラーフィルタ20の1回転毎に主制御回路21から同期信号Ssが発生する構成を採用したが、本実施形態は図3に示すように、カラーフィルタ20の色領域の変化毎に主制御回路21から同期信号Ssを発生させるものである。したがって、図3(b)に示すように、カラーフィルタ20の色領域の変化毎にタイミング信号が発生する。このようにカラーフィルタ20が1回転する間に複数個のタイミング信号が発生すると、カラーフィルタ20の回転毎に同じ色領域でランプ電流を増加させようとしても、タイミングのわずかなずれによって、ランプ電流を増加させる色領域にずれを生じることがある。
(Embodiment 3)
In the first embodiment, the configuration in which the synchronization signal Ss is generated from the
たとえば、実施形態1のように赤色領域Rでランプ電流を増加させるように設計している場合に、途中で緑色領域Gや青色領域Bでランプ電流が増加するようにタイミングのずれを生じる可能性がある。タイミングにずれが生じたとしても、元の状態に復帰すればよいが、タイミングのずれた状態が維持されると、設計した色領域とは異なる色領域でランプ電流が増加することになり、結果的に色味に変化が生じることになる。 For example, in the case where the lamp current is designed to increase in the red region R as in the first embodiment, there is a possibility that a timing shift occurs so that the lamp current increases in the green region G and the blue region B in the middle. There is. Even if a timing shift occurs, it is only necessary to return to the original state. However, if the timing shift state is maintained, the lamp current increases in a color region different from the designed color region. Changes in color.
そこで、本実施形態では、カラーフィルタ20が1回転する期間として、極性を反転させる回数を奇数回とした(図示例では5回)期間と、偶数回とした(図示例では4回)期間とを交互に繰り返すようにしてある。図示例では、カラーフィルタ20に3個の色領域が設けられている場合であって各色領域ごとにタイミング信号が発生する場合において、極性が3回反転するたびにランプ電流を増加値とする期間を設け、しかもランプ電流を増加値とする期間は次のタイミング信号が発生するまでの期間よりも短く設定していることになる。言い換えると、極性反転の回数が多い期間にはランプ電流を2回増加させ、極性反転の回数が少ない期間にはランプ電流を1回増加させていることになる。
Therefore, in the present embodiment, as the period in which the
ランプ電流を増加値とする期間を本実施形態のように設定しておくと、ランプ電流を増加値とする期間に対応する色領域がカラーフィルタ20の回転毎に変化し、カラーフィルタ20が複数回回転する期間について平均すれば、ランプ電流を増加値とする期間は特定の色領域に偏ることがないから、ランプ電流を増加値とする期間と色領域との関係がずれたとしても全体として色味に変化を生じることがない。その他の構成および動作は実施形態1と同様である。
If the period in which the lamp current is increased is set as in the present embodiment, the color region corresponding to the period in which the lamp current is increased varies with each rotation of the
(実施形態4)
上述した各実施形態では、主制御回路21から極性反転処理部31に同期信号Ssが必ず入力されることを前提にしているが、極性反転処理部31に同期信号Ssが一旦入力された後にノイズや断線によって次の同期信号Ssを受け取れない場合が生じる。
(Embodiment 4)
In each of the above-described embodiments, it is assumed that the synchronization signal Ss is always input from the
そこで、本実施形態では、同期信号Ssを受け取った後に次の同期信号Ssを受けるべき時間が経過しても次の同期信号Ssを受け取れない場合に、極性反転処理部31が適宜のタイミングでブリッジ制御信号FB1,FB2および切換信号S1を自動的に発生させるように構成してある。すなわち、極性反転処理部31にタイマを内蔵してあり、同期信号Ssを受信してから、タイマにより時限される規定の予定時間が経過しても次の同期信号Ssを受け取ることができない場合に、タイマにあらかじめ設定されているタイミングで、ランプ電流の極性反転およびランプ電流の増加を行う。
Therefore, in the present embodiment, when the next synchronization signal Ss cannot be received even after the time to receive the next synchronization signal Ss after the synchronization signal Ss is received, the polarity
本実施形態の動作例を図4に示す。図示例では同期信号Ssが時間間隔Tで発生する場合を想定している。極性判定処理部31に同期信号Ssが入力されると(タイミング信号を生成すると)、タイマによって時間間隔Tよりも長く設定された制限時間t1(>T)の時限を開始する。制限時間t1の時限が終了するまでに次のタイミング信号が発生すれば、タイマは再トリガされて再び制限時間t1を時限する。つまり、タイマはリトリガラブルに構成されている。 An operation example of this embodiment is shown in FIG. In the illustrated example, it is assumed that the synchronization signal Ss is generated at the time interval T. When the synchronization signal Ss is input to the polarity determination processing unit 31 (when the timing signal is generated), the time limit of the time limit t1 (> T) set longer than the time interval T by the timer is started. If the next timing signal is generated by the end of the time limit of the time limit t1, the timer is retriggered to time the time limit t1 again. That is, the timer is configured to be retriggerable.
一方、制限時間t1の時限が終了した場合には、あらかじめ設定された制御パターンでランプ電流の極性反転とランプ電流の増加とを行う。ここに、制限時間t1の間には高圧放電ランプLaの電極間に印加される電圧の極性が反転しないから、高圧放電ランプLaの一方の電極のみが損耗するおそれがある。したがって、制限時間t1は同期信号Ssが発生する時間間隔Tよりは長いが、高圧放電ランプLaの電極が消耗しない程度の時間に設定される。 On the other hand, when the time limit of the time limit t1 has ended, the polarity of the lamp current is inverted and the lamp current is increased with a preset control pattern. Here, since the polarity of the voltage applied between the electrodes of the high-pressure discharge lamp La is not reversed during the time limit t1, only one electrode of the high-pressure discharge lamp La may be worn out. Therefore, the time limit t1 is longer than the time interval T at which the synchronization signal Ss is generated, but is set to such a time that the electrodes of the high-pressure discharge lamp La are not consumed.
制限時間t1の経過後における制御パターンは、たとえば、カラーフィルタ20が1回転する時間よりは長く2回転する時間よりは短い時間内で設定され、この時間内の中間付近で1回だけランプ電流を増加値とする期間が生じるように制御パターンを設定してある。つまり、ランプ電流を増加値とする期間の前後においてランプ電流を規定値とする期間を設けてある。また、ランプ電流を増加値とする期間とランプ電流を規定値とする期間とは極性を反転してある。ここに、ランプ電流を増加値とする期間を時間t3だけ継続させるものとし、その前後においてランプ電流を増加値とする期間を時間t2,t4だけ継続するものとしたときに、時間t2,t4は等しく設定するのが望ましいが、異なっていてもよい。また、時間t2,t4と時間t3との関係はどのように設定してもよい。
The control pattern after the elapse of the limit time t1 is set, for example, within a time longer than the time for the
極性反転処理部31に同期信号Ssが入力されなくなると、上述した制御パターンに従って高圧放電ランプLaに印加する電圧の極性およびランプ電流を制御するようにブリッジ制御信号FB1,FB2および切換信号S1を生成し、次に同期信号Ssが入力されるまで上述した制御パターンによる動作を繰り返す。なお、同期信号Ssが入力されない場合には、異常が生じている可能性があるから、制御パターンによる動作が規定した時間継続する場合には異常を報知するようにしてもよい。他の構成および動作は実施形態1と同様である。
When the synchronization signal Ss is no longer input to the polarity
(実施形態5)
実施形態2において説明した動作では、カラーフィルタ20の赤色領域Rで高圧放電ランプLaに印加するランプ電圧の極性が反転する構成を採用しているから、赤色領域Rにおいて輝度変化が生じる。この輝度変化はほとんど知覚されないが、色味に若干の変化を生じる可能性がある。
(Embodiment 5)
In the operation described in the second embodiment, since the configuration in which the polarity of the lamp voltage applied to the high-pressure discharge lamp La is reversed in the red region R of the
そこで、本実施形態では、図2の動作において、同期信号Ssに対応したタイミング信号の発生から調節期間Δtは、スクリーンに光を投影しないようにしている。つまり、タイミング信号の発生から調節期間Δtにおいて光を利用しないのであって、具体的には、調節期間Δtには高圧放電ランプLaからの光が投射レンズ14に向かって反射されないようにDMD11を制御する技術と、カラーフィルタ20において調節期間Δtに相当する領域に光を遮断する遮光領域を設ける技術とのいずれかを採用する。この動作により、ランプ電流を増加値としている期間には光は投影されず、また、ランプ電流が規定値であっても調節期間Δtには光は投影されない。
Therefore, in the present embodiment, in the operation of FIG. 2, light is not projected onto the screen during the adjustment period Δt from the generation of the timing signal corresponding to the synchronization signal Ss. That is, the light is not used in the adjustment period Δt from the generation of the timing signal. Specifically, the
DMD11は従来技術として説明したように多数個の微小なミラーを配列したものであり、ミラーの向きを変化させることにより、投射レンズ14に向かって光を反射させる状態と、高圧放電ランプlaからの光を投射レンズ14に通さない状態とを選択することができるように構成されている。DMD11においては、前者の状態をオン、後者の状態をオフと呼んでいる。したがって、タイミング信号の発生から調節期間ΔtはDMD11をオフにすることにより、この調節期間Δtにおいてスクリーンに光を投影しない状態を作り出すことができる。
The
なお、実際にはDMD11をオフにする時間や遮光領域が通過する時間を調節期間Δtと一致させるのは困難であるから、DMD11をオフにする時間や遮光領域が通過する時間を調節期間Δtよりも長く設定しておくのが望ましい。他の構成および動作は実施形態2と同様である。
In practice, it is difficult to match the time for turning off the
(実施形態6)
本実施形態は、実施形態3と同様に、カラーフィルタ20の色領域の変化毎に主制御回路21から同期信号Ssを発生させるものである。ただし、実施形態3ではカラーフィルタ20が1回転する間にランプ電流を増加値とする期間を奇数回設ける期間と偶数回設ける期間とを交互に繰り返すようにしていたが、本実施形態では図5に示すようにカラーフィルタ20が1回転する間にランプに印加する電圧の極性を反転させる回数がつねに奇数回(図示例では5回)になるようにしてある。
(Embodiment 6)
In the present embodiment, as in the third embodiment, the synchronization signal Ss is generated from the
図5(c)に示す例では緑色領域Gと青色領域Bとに対応付けてランプ電流を調節期間Δtずつ増加させており、図5(d)に示す例では青色領域Bと赤色領域Rとに対応付けてランプ電流を調節期間Δtずつ増加させている。また、図5(c)(d)に示す例ではランプ電流を規定値とする色領域(図5(c)では赤色領域R、図5(d)では緑色領域G)においてタイミング信号の発生直後に極性の反転を行っているが、図5(e)に示すように、タイミング信号の発生から調節期間Δtの経過後に極性を反転するようにしてもよい。要するに実施形態2と同様の動作を行うようにしてもよい。 In the example shown in FIG. 5C, the lamp current is increased by the adjustment period Δt in association with the green region G and the blue region B. In the example shown in FIG. In association with the lamp current, the lamp current is increased by the adjustment period Δt. Further, in the example shown in FIGS. 5C and 5D, immediately after the timing signal is generated in the color region (the red region R in FIG. 5C and the green region G in FIG. 5D) in which the lamp current is a specified value. However, as shown in FIG. 5E, the polarity may be reversed after the adjustment period Δt has elapsed since the generation of the timing signal. In short, the same operation as in the second embodiment may be performed.
また、図5(c)(d)(e)のいずれの動作の場合についても、実施形態5と同様に、タイミング信号の発生から少なくとも調節期間Δtは投射レンズ14からスクリーンに光が投影されないようにする技術を採用してもよい。すなわち、調節期間ΔtにおいてDMD11をオフにするか、カラーフィルタ20において調節期間Δtに対応する領域を遮光領域とすればよい。他の構成および動作は実施形態1と同様である。
5C, 5D, and 5E, similarly to the fifth embodiment, light is not projected from the
1 降圧チョッパ回路(直流電源回路)
2 フルブリッジ回路(極性反転回路)
3 制御回路
4 共振回路(極性反転回路)
20 カラーフィルタ
21 主制御回路
30 高圧放電灯点灯装置
33 データテーブル
La 高圧放電ランプ
Ss 同期信号
t1 制限時間
1 Step-down chopper circuit (DC power supply circuit)
2 Full bridge circuit (polarity inversion circuit)
3 Control circuit
20
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