JP4203660B2 - High pressure discharge lamp lighting device and image display device - Google Patents
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Description
本発明は、プロジェクタの光源に適した高圧放電灯点灯装置及びこれ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 a light source of a projector and an image display device using the same.
図18に従来のプロジェクタの概略構成を示す。高圧放電灯点灯装置4により点灯される高圧放電灯1から出力された光は、レンズ5により集光され、回転カラーフィルタ6を透過した光がレンズ7を介してDMDと呼ばれる画像表示素子8に照射され、その反射光が投射レンズ9を介してスクリーン(図示せず)に投影される。ここで、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)とは、CMOS半導体上に独立して動くミラーが数十万〜数百万個、敷き詰められた素子であり、個々のミラーを制御することにより濃淡画像を表示できる。回転カラーフィルタ6が回転するにつれて、DMD8に照射される光がR(red),G(green),B(blue),W(white)と切り替わるため、これに同期してセット側の制御回路10からDMD8に三原色及び輝度の画像信号を与えることにより、スクリーンにカラー映像を投影することができる。このシステムは、DLPTMシステムとして知られている。ここに、DLPTMはテキサス・インスツルメンツ社の商標である。
FIG. 18 shows a schematic configuration of a conventional projector. The light output from the high
従来、プロジェクタの光源として直流点灯用の高圧放電灯を用いる場合、アークジャンプ抑制のため、直流ランプ電流にパルス電流を重畳させる方法(特開2003−272879号公報)が用いられている。液晶を用いたプロジェクタの場合は、パルス電流を周期的に発生させても問題ないが、DMDを用いたDLPTMシステムのプロジェクタで実施するには工夫が必要である。DLPTMシステムでは、上述のように、回転するカラーフィルタ6に光を投射し、その投射光をDMD8に当てて映像を出力しているため、直流ランプ電流にパルス電流を周期的に発生させただけでは、パルス電流が発生するタイミングによっては、投影される映像にちらつきを生ずる場合がある。そのため、カラーフィルタ6の回転とパルス電流の発生のタイミングを同期させる必要があり、プロジェクタのセット側の制御回路10から高圧放電灯点灯装置4へパルス重畳信号を入力してパルス電流を出力するのが一般的である。
Conventionally, when a high-pressure discharge lamp for direct current lighting is used as a light source of a projector, a method of superimposing a pulse current on a direct current lamp current (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-272879) is used to suppress arc jump. In the case of a projector using liquid crystal, there is no problem even if a pulse current is generated periodically, but it is necessary to devise in order to implement it with a DLP ™ system projector using DMD. In the DLP TM system, as described above, light is projected onto the rotating
同期させる方法として、トリガ方式(図19)と同期方式(図20)の2つが考えられる。図中、横軸は時間の経過を表している。いずれの方式でも、カラーフィルタの色がB→W→R→G→B→W→…のように時間の経過と共に切り替わるのに同期して、W(white)のタイミングで、プロジェクタのセット側の制御回路10から、高圧放電灯点灯装置4へパルス重畳信号が入力されて、直流ランプ電流にパルス電流が重畳される様子を示している。
There are two possible synchronization methods: the trigger method (FIG. 19) and the synchronization method (FIG. 20). In the figure, the horizontal axis represents the passage of time. In any method, the color of the color filter is changed over time as B → W → R → G → B → W →... At the timing of W (white) on the set side of the projector. A pulse superposition signal is input from the
トリガ方式は、図19に示すように、セット側の制御回路10からパルス電流を発生させるタイミングのトリガ信号を高圧放電灯点灯装置4へ入力し、高圧放電灯点灯装置4がそのトリガ信号を受けて、一定時間パルス電流を発生させる方式である。
As shown in FIG. 19, in the trigger method, a trigger signal at a timing for generating a pulse current is input to the high-pressure discharge
同期方式は、図20に示すように、セット側の制御回路10からパルス電流を発生させるタイミングと時間を高圧放電灯点灯装置4へ入力し、高圧放電灯点灯装置4がその信号を受けて、パルス電流を発生させる方式である。
ここで、プロジェクタセットの開発途中でカラーフィルタの回転数が変更された場合について考えてみると、トリガ方式(図19)の場合、回転数が変更されたことでパルス重畳時間も変更する必要がでてくる。パルス重畳時間は高圧放電灯点灯装置で設定されているので、セット側のパルス重畳信号の設計変更だけでなく、高圧放電灯点灯装置のパルス重畳時間の設計変更も必要となり、開発効率が大幅に低下する。それに比べ同期方式(図20)の場合、たとえ開発途中でカラーフィルタの回転数が変更されても、セット側のパルス重畳信号の設計変更だけ行えば良いため、DLPTMシステムのプロジェクタのパルス電流重畳方式は同期方式を採用するほうが好ましい。 Considering the case where the rotation speed of the color filter is changed during the development of the projector set, in the case of the trigger method (FIG. 19), it is necessary to change the pulse superposition time due to the change of the rotation speed. Come on. Since the pulse superposition time is set in the high pressure discharge lamp lighting device, not only the design change of the pulse superposition signal on the set side but also the design change of the pulse superposition time of the high pressure discharge lamp lighting device is necessary, which greatly improves the development efficiency. descend. For synchronization method compared to that (FIG. 20), even under development by even rotational speed of a color filter is changed, since it is sufficient only design change of the pulse superposition signal of the set side, the pulse current superposition projector DLP TM system It is preferable to adopt a synchronous method.
しかし、モニタ信号のコネクタの抜き差し等の場合に、図21で示すようにパルス重畳信号が不安定になる場合がある。この場合、本来はパルス電流が一定周期でON/OFFしている前提で一定の電力(実効値)を保っているはずが、図21のように不安定なパルス重畳信号が入力されると、放電灯に供給する電力および高圧放電灯点灯装置が出力する電力が大幅に上昇し、放電灯の電極の損耗や破損あるいは放電灯点灯装置自体の故障を引き起こす可能性がある。 However, when the monitor signal connector is inserted or removed, the pulse superimposed signal may become unstable as shown in FIG. In this case, a constant power (effective value) should be maintained on the premise that the pulse current is ON / OFF at a constant cycle, but when an unstable pulse superimposed signal is input as shown in FIG. The power supplied to the discharge lamp and the power output from the high-pressure discharge lamp lighting device are significantly increased, which may cause wear or damage to the electrodes of the discharge lamp or failure of the discharge lamp lighting device itself.
そこで、本発明は、DLPTMシステムのプロジェクタに搭載される高圧放電灯点灯装置において、同期方式でパルス電流を発生させる場合、どんなパルス重畳信号が入力されても、放電灯に供給する電力を制限し、放電灯の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置自体の故障を防止できる高圧放電灯点灯装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention limits the power supplied to the discharge lamp when any pulse superimposed signal is input when generating a pulse current in a synchronous manner in a high pressure discharge lamp lighting device mounted on a projector of the DLP TM system. It is another object of the present invention to provide a high pressure discharge lamp lighting device capable of preventing electrode wear and damage of the discharge lamp or failure of the high pressure discharge lamp lighting device itself.
本発明によれば、上記の課題を解決するために、直流ランプ電流を供給して高圧放電灯を点灯する高圧放電灯点灯装置であって、パルス重畳信号が第1の状態のときは第2の状態のときに比べてランプ電流を増加させることにより、パルス重畳信号に同期してランプ電流にパルス電流を重畳する高圧放電灯点灯装置において、パルス重畳信号が第1の状態である時間が制限時間を超えたとき、所定の時間、パルス重畳信号に同期してパルス電流を重畳しないことを特徴とするものである。 According to the present invention, in order to solve the above-described problem, a high-pressure discharge lamp lighting device that supplies a DC lamp current to light a high-pressure discharge lamp, and when the pulse superimposed signal is in the first state, the second In the high pressure discharge lamp lighting device that superimposes the pulse current on the lamp current in synchronization with the pulse superimposition signal by increasing the lamp current as compared with the state of the above, the time during which the pulse superimposition signal is in the first state is limited When the time is exceeded, the pulse current is not superimposed in synchronization with the pulse superimposed signal for a predetermined time .
本発明によれば、直流電流により放電灯を点灯させる高圧放電灯点灯装置において、外部から与えられるパルス重畳信号に同期してパルス電流を発生させる場合に、どのようなパルス重畳信号が入力されたとしても、パルス重畳時間に制限を設けることで、放電灯に供給する電力を制限し、放電灯の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置自体の故障を防止できる効果がある。 According to the present invention, in a high-pressure discharge lamp lighting device that lights a discharge lamp with a direct current, when a pulse current is generated in synchronization with a pulse superimposed signal given from the outside, any pulse superimposed signal is input. Even so, there is an effect that by limiting the pulse superposition time, the power supplied to the discharge lamp can be limited to prevent electrode wear or damage of the discharge lamp or failure of the high pressure discharge lamp lighting device itself.
図1は本発明の好ましい実施の形態の回路構成を示す。直流電源Eは商用交流電源を整流・平滑した直流電圧を出力する。直流電源Eの両端には、スイッチング素子Q1、チョッパ用インダクタL1、平滑コンデンサC1、電流検出用抵抗R1の直列回路が接続されている。チョッパ用インダクタL1と平滑コンデンサC1の直列回路には、回生電流通電用のダイオードD1が接続されている。スイッチング素子Q1はPWM制御回路2の出力により高周波でオン・オフ駆動される。スイッチング素子Q1がオンのとき、直流電源Eからスイッチング素子Q1、チョッパ用インダクタL1、平滑コンデンサC1、電流検出用抵抗R1を介して漸増する電流Ichopが流れる。この電流Ichopは抵抗R1の両端電圧として検出され、PWM制御回路2に入力される。
FIG. 1 shows a circuit configuration of a preferred embodiment of the present invention. The DC power source E outputs a DC voltage obtained by rectifying and smoothing a commercial AC power source. A series circuit of a switching element Q1, a chopper inductor L1, a smoothing capacitor C1, and a current detection resistor R1 is connected to both ends of the DC power supply E. A diode D1 for energizing regenerative current is connected to the series circuit of the chopper inductor L1 and the smoothing capacitor C1. The switching element Q1 is driven on / off at a high frequency by the output of the
PWM制御回路2では、チョッパ電流Ichopの検出電圧を基準電圧Vrefと比較しており、漸増するチョッパ電流Ichopに比例する検出電圧が基準電圧Vrefに達すると、スイッチング素子Q1をオフさせる。スイッチング素子Q1がオフすると、チョッパ用インダクタL1に蓄積されたエネルギーによる回生電流がインダクタL1→平滑用コンデンサC1→ダイオードD1→インダクタL1の経路で流れて、インダクタL1の蓄積エネルギーが放出される。この回生電流は漸減する電流として流れる。通常、チョッパ用のインダクタL1には図示しない2次巻線が付加されており、PWM制御回路2では、前記2次巻線の出力がゼロになるタイミングを検出することで、回生電流がゼロになったことを検出し、スイッチング素子Q1を再びオンさせるように動作する。
The
平滑コンデンサC1に得られた直流電圧は、インダクタL2を介して高圧放電灯1とコンデンサC2の並列回路に印加される。インダクタL2とコンデンサC2はローパスフィルタを構成しており、上述のチョッパ動作による高周波のリップル電流を除去して安定した直流電流を高圧放電灯1を供給するもものである。
The DC voltage obtained at the smoothing capacitor C1 is applied to the parallel circuit of the high-
平滑コンデンサC1に得られる直流電圧は、実質的に放電灯1のランプ電圧Vlaを代表しているとみなすことができ、これを抵抗R2,R3により分圧して、マイコン(例えばルネサス製M37540M4など)のA/D変換入力端子aに入力している。このマイコン3はA/D変換回路を内蔵しており、A/D変換入力端子aに入力された分圧電圧をデジタル値に変換して、放電灯1のランプ電圧Vlaに相当する電圧を把握し、それに応じたランプ電力となるように、PWM制御回路2に基準電圧Vrefを与えるように動作する。
The DC voltage obtained at the smoothing capacitor C1 can be regarded as substantially representing the lamp voltage Vla of the
ここで、マイコン3からPWM制御回路2にアナログの基準電圧Vrefを与えるには、D/A変換出力を有するマイコンを用いても良いが、それではマイコンが高価になるので、この実施例では、2値出力のポートからデューティ信号を出力し、CR積分回路により平均化することで、アナログの基準電圧Vrefを発生させている。
Here, in order to supply the analog reference voltage Vref from the
端子Bは電力指令値出力用の2値出力ポートであり、Hレベル(マイコンの電源電圧レベル)とLレベル(マイコンのグランド電圧レベル)に交互に高い周波数で切り替わるデューティ信号を出力する。デューティ信号の一周期に占めるHレベルの期間の割合は、PWM制御回路2に与えるべき基準電圧Vrefの大小に応じて可変とされる。2値出力端子Bに接続された抵抗R4とコンデンサC3の直列回路よりなるCR積分回路の時定数はデューティ信号の周期に比べて十分に大きく設定されており、これによりデューティ信号は平均化されてアナログの直流電圧に変換される。
The terminal B is a binary output port for outputting a power command value, and outputs a duty signal that is alternately switched between an H level (microcomputer power supply voltage level) and an L level (microcomputer ground voltage level) at a high frequency. The ratio of the H level period in one cycle of the duty signal is variable according to the magnitude of the reference voltage Vref to be applied to the
一方、端子Aはパルス電流重畳信号出力用の2値出力ポートであり、パルス電流を重畳するタイミングでは、Hレベル(マイコンの電源電圧レベル)を出力し、パルス電流を重畳しないタイミングでは、Lレベル(マイコンのグランド電圧レベル)を出力する。図では、端子Aから間欠的に出力されるHレベルのパルス重畳信号をIlaUPと表記している。パルス重畳信号IlaUPが出力されると、端子AのHレベル(マイコンの電源電圧レベル)の電位とコンデンサC3の電位を抵抗R6、ダイオードD2、抵抗R5で分圧した電位が基準電圧VrefとしてPWM制御回路2に入力される。また、パルス重畳信号IlaUPが出力されないときには、ダイオードD2が遮断状態となるので、PWM制御回路2から見ると、抵抗R6、端子Aは無いのと同じとなり、コンデンサC3の電位がそのまま抵抗R5を介して基準電圧VrefとしてPWM制御回路2に入力される。
On the other hand, the terminal A is a binary output port for outputting a pulse current superimposed signal, which outputs an H level (microcomputer power supply voltage level) at the timing when the pulse current is superimposed, and at an L level when the pulse current is not superimposed (Microcomputer ground voltage level) is output. In the figure, the H-level pulse superimposed signal output intermittently from the terminal A is denoted as IlaUP. When the pulse superimposed signal IlaUP is output, PWM control is performed using a potential obtained by dividing the potential of the terminal A at the H level (the power supply voltage level of the microcomputer) and the potential of the capacitor C3 by the resistor R6, the diode D2, and the resistor R5 as the reference voltage Vref. Input to the
PWM制御回路2の内部構成の詳細については図示しないが、例えば、高入力インピーダンスのコンパレータの一方の入力端子に基準電圧Vrefが入力され、他方の入力端子にチョッパ電流Ichopの検出電圧が入力され、(Ichopの検出電圧)>Vrefの条件が成立すると、コンパレータの出力によりフリップフロップをリセットするような構成となっている。このフリップフロップは上述のインダクタL1の回生電流のゼロクロス時にセットされ、このフリップフロップの出力によりスイッチング素子Q1がオン・オフされるような構成となっている。もちろん、PWM制御回路2の構成はこれに限定されるものではない。また、放電灯1の直流電流を制御する構成は、図1に例示されたものに限定されるものではなく、要するに直流ランプ電流にパルス電流を重畳できるものであれば何でも良い。
Although the details of the internal configuration of the
上述のように、この実施例のマイコン3は、1個のA/D変換入力端子aと2個の2値出力端子A,Bを備えているが、そのほかに、3個の2値入力端子b,c,dを備えている。これらの入力端子b,c,dは、プロジェクタのセット側から与えられる、ランプ点灯信号、パルス選択信号、パルス重畳信号を入力するための端子であり、絶縁を確保するために、入力段にフォトカプラを有している。
As described above, the
セット側からランプ点灯信号LSが入力されると、抵抗R101を介してフォトカプラの発光素子が光信号を発生し、これをフォトカプラの受光素子で受けて、抵抗R103の両端を短絡させることにより、入力端子bをグランドレベルにプルダウンする。ランプ点灯信号LSが入力されていないときは、フォトカプラの受光素子が高インピーダンスとなるので、入力端子bは電源電圧Vccを抵抗R102,R103で分圧した電圧となる。したがって、入力端子bがHレベルのときはランプOFF、LレベルのときはランプONと判定される。 When the lamp lighting signal LS is inputted from the set side, the light emitting element of the photocoupler generates an optical signal via the resistor R101, and this is received by the light receiving element of the photocoupler, thereby short-circuiting both ends of the resistor R103. The input terminal b is pulled down to the ground level. When the lamp lighting signal LS is not input, the light receiving element of the photocoupler has a high impedance, so that the input terminal b has a voltage obtained by dividing the power supply voltage Vcc by the resistors R102 and R103. Accordingly, it is determined that the lamp is OFF when the input terminal b is at the H level and that the lamp is ON when the input terminal b is at the L level.
他の入力端子c,dについても同様の構成であり、入力端子cには、抵抗R104,R105,R106及びフォトカプラよりなる信号入力回路を介して、セット側から供給されるパルス選択信号が入力され、入力端子cがHレベルのときは同期したパルス、Lレベルのときは周期的パルスを選択するように動作する。また、入力端子dには、抵抗R107,R108,R109及びフォトカプラよりなる信号入力回路を介して、セット側から供給されるパルス重畳信号PSが入力され、入力端子dがHレベルのときはパルス未発生、Lレベルのときはパルス発生の指令を受け取る。セット側から供給されるパルス重畳信号PSが正常なときは、入力端子dがHレベルとなる時間とLレベルとなる時間は予め決められた比率となる。 The other input terminals c and d have the same configuration, and a pulse selection signal supplied from the set side is input to the input terminal c via a signal input circuit including resistors R104, R105, and R106 and a photocoupler. When the input terminal c is at the H level, a synchronized pulse is selected, and when the input terminal c is at the L level, a periodic pulse is selected. A pulse superimposed signal PS supplied from the set side is input to the input terminal d via a signal input circuit composed of resistors R107, R108, R109 and a photocoupler. When the input terminal d is at the H level, a pulse is input. When not generated and at L level, a pulse generation command is received. When the pulse superimposed signal PS supplied from the set side is normal, the time when the input terminal d becomes H level and the time when it becomes L level is a predetermined ratio.
マイコン3では、これらの2値入力端子b,c,dから入力されるセット側からのランプ点灯信号、パルス選択信号、パルス重畳信号と、A/D変換入力端子aに入力されるランプ電圧Vlaの検出値に基づいて2値出力端子AのH/Lいずれかの出力と、2値出力端子Bのデューティ信号を制御するものである。
In the
パルス重畳信号によってパルス電流をランプ電流に重畳させる場合、パルス重畳信号のHレベル/Lレベルにより、マイコン3でその状態を判別し、その信号に同期したタイミングでパルス電流重畳信号IlaUPを出力する。こうすることで、電力制御用の基準電圧Vrefをそのタイミングでは増加することになり、パルス電流が放電灯に供給される。この動作を図2に示す。
When the pulse current is superimposed on the lamp current by the pulse superimposed signal, the
また、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳させる場合は、マイコン内部でタイマ機能などを用いることで、適時にパルス電流重畳信号IlaUPを出力し、パルス電流をランプ電流に重畳させれば良い。
以下、その制御プログラムと動作波形について具体例を挙げながら詳細に説明する。
In addition, when the pulse current is periodically superimposed on the lamp current, a timer function or the like is used inside the microcomputer so that the pulse current superimposed signal IlaUP is output at an appropriate time and the pulse current is superimposed on the lamp current.
Hereinafter, the control program and operation waveforms will be described in detail with specific examples.
(実施例1)
図3は本発明の実施例1の動作を示すフローチャートであり、図1のマイコン3内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、パルス重畳信号のON/OFFに同期してランプ電流にパルス電流を重畳すると共に、パルス重畳電流のON時間に所定の制限時間t1を設け、それ以上の時間はパルス電流を発生しないことを特徴とする。
Example 1
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the first embodiment of the present invention, and shows a program for discriminating pulse superposition in the
マイコン3はタイマ割込により図3のフローを周期的に実行する。ステップ#1では、パルス重畳信号の状態を判定する。パルス重畳信号がHレベルであれば、パルスを発生させるべく、ステップ#2,#3へと進む。パルス重畳信号がLレベルであれば、パルス発生を終了させるべく、ステップ#4へと進む。ステップ#2では、パルス重畳を開始してからの経過時間が所定の制限時間t1を超えたか否かを判定する。パルス重畳を開始してからの経過時間が所定の制限時間t1を超えていれば、ステップ#2からステップ#4へと進み、パルス電流重畳信号出力をLレベルとする。つまり、たとえパルス重畳信号がHレベルの場合であっても、Hレベルの継続時間が所定の制限時間t1を超えたときは、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態と判別できるので、パルス電流重畳信号出力を強制的にLレベルとする。パルス重畳を開始してからの経過時間が所定の制限時間t1を超えていなければ、ステップ#2からステップ#3へと進み、パルス電流重畳信号出力をHレベルとする。
The
図4は本実施例の動作説明のための波形図である。同図に示すように、パルス重畳信号がONになると、その期間はランプ電流にパルス電流が重畳される。しかし、パルス重畳信号がONである期間が所定のON制限時間t1を超えると、ランプ電流へのパルス電流の重畳は強制的に解除される。これにより、放電灯1に供給する電力を制限し、放電灯1の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置4自体の故障を防止できる。
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of this embodiment. As shown in the figure, when the pulse superimposition signal is turned ON, the pulse current is superimposed on the lamp current during that period. However, when the period during which the pulse superimposition signal is ON exceeds a predetermined ON limit time t1, the superimposition of the pulse current on the lamp current is forcibly released. Thereby, the electric power supplied to the
なお、実施例1において、パルス重畳を開始してからの経過時間をカウントする手段をマイコン3内に実現するには、例えば、パルス電流重畳信号出力がLレベルからHレベルに変化したときに、パルス重畳を開始してからの経過時間のカウント値をリセットし、図3のステップ#3を実行するたびにカウント値をカウントアップしていく、などの手段がある。
In Example 1, in order to realize the means for counting the elapsed time from the start of pulse superposition in the
(実施例2)
図5は本発明の実施例2の動作を示すフローチャートであり、図1のマイコン3内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、パルス重畳信号のON/OFFに同期してランプ電流にパルス電流を重畳すると共に、パルス重畳電流のOFF時間に所定の制限時間T1を設けたことを特徴とする。
(Example 2)
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the second embodiment of the present invention, and shows a program for discriminating pulse superposition in the
マイコンはタイマ割込により図5のフローを周期的に実行する。ステップ#1では、パルス重畳信号の状態を判定する。パルス重畳信号がLレベルであれば、パルス発生を終了させるべく、ステップ#2,#3へと進む。ステップ#2では、パルス重畳を終了してからの経過時間が所定の制限時間T1を超えたか否かを判定する。パルス重畳を終了してからの経過時間が所定の制限時間T1を超えていれば、ステップ#2からステップ#5へと進む。ステップ#5では、パルス重畳信号がLレベルの場合で、Lレベルの継続時間が所定の制限時間T1を超えており、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、その時点で適した何らかの処理(例えば、警告表示)を行うか、もしくは、何もしない。パルス重畳を終了してからの経過時間が所定の制限時間T1を超えていなければ、ステップ#2からステップ#3へと進み、パルス電流重畳信号出力をLレベルとする。ステップ#1でパルス重畳信号がHレベルであれば、パルスを発生させるべく、ステップ#4へと進む。ステップ#4では、パルス電流重畳信号出力をHレベルとする。
The microcomputer periodically executes the flow of FIG. 5 by timer interruption. In
図6は本実施例の動作説明のための波形図である。同図に示すように、パルス重畳信号がONになると、その期間はランプ電流にパルス電流が重畳される。パルス重畳信号がOFFになると、ランプ電流へのパルス電流の重畳は停止される。パルス重畳信号がOFFである期間が所定のOFF制限時間T1を超えると、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、その時点で適した何らかの処理(例えば、警告表示)を行うか、もしくは、何もしない。 FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of this embodiment. As shown in the figure, when the pulse superimposition signal is turned ON, the pulse current is superimposed on the lamp current during that period. When the pulse superposition signal is turned off, the superposition of the pulse current on the lamp current is stopped. If the period during which the pulse superimposed signal is OFF exceeds a predetermined OFF limit time T1, a normal pulse superimposed signal is not input, so that some suitable processing (for example, warning display) is performed at that time, or ,do nothing.
なお、実施例2において、パルス重畳を終了してからの経過時間をカウントする手段をマイコン3内に実現するには、例えば、パルス電流重畳信号出力がHレベルからLレベルに変化したときに、パルス重畳を終了してからの経過時間のカウント値をリセットし、図5のステップ#3を実行するたびにカウント値をカウントアップしていく、などの手段がある。
In the second embodiment, in order to realize the means for counting the elapsed time after the completion of the pulse superposition in the
(実施例3)
図7は本発明の実施例3の動作を示すフローチャートであり、図1のマイコン3内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図8に示すように、パルス重畳信号がON制限時間t1を超えた場合、あるいは、OFF制限時間T1を超えた場合、所定の時間t2の間、パルス重畳信号がどんな信号であっても、パルス電流を発生しないことを特徴とする。
(Example 3)
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the third embodiment of the present invention, and shows a program for discriminating pulse superposition in the
マイコン3はタイマ割込により図7のフローを周期的に実行する。ステップ#11では、所定の時間t2をカウントするためのタイマが動作中か否かを判定する。正常な状態では、このタイマは動作していないので、ステップ#12に進み、パルス重畳信号入力がHレベルであるかLレベルであるかを判定する。パルス重畳信号入力がHレベルであれば、ステップ#13へ進んでパルス重畳を開始してからの経過時間がON制限時間t1を超えているかを判定する。ON制限時間t1を超えていなければ、ステップ#14へ進んでパルス電流重畳信号出力をHレベルとして割込を終了する。ステップ#12でパルス重畳信号入力がLレベルであれば、ステップ#15へ進んでパルス重畳を終了してからの経過時間がOFF制限時間T1を超えているかを判定する。OFF制限時間T1を超えていなければ、ステップ#16へ進んでパルス電流重畳信号出力をLレベルとして割込を終了する。
The
ステップ#13でパルス重畳を開始してからの経過時間がON制限時間t1を超えていると判定されたとき、または、ステップ#15でパルス重畳を終了してからの経過時間がOFF制限時間T1を超えていると判定されたときは、ステップ#17へ移行し、所定の時間t2をカウントするタイマ(マイコン内に搭載されているタイマやプログラムで作成したカウンタ)をスタートさせ、ステップ#16へ進んで、パルス電流重畳信号出力をLレベルとし、割込を終了する。
When it is determined in
再度、パルス重畳信号の状態を判別する処理に入ったときに、ステップ#11では、タイマ動作中と判定されるので、ステップ#18に移行し、所定の時間t2が経過したか否かを判定する。所定の時間t2が経過していなければ、ステップ#16へ進んで、パルス電流重畳信号出力をLレベルとし、割込を終了する。ステップ#18で、所定の時間t2が経過していた場合は、ステップ#19へ進んで、この所定の時間t2をカウントするタイマのストップ及び初期化の処理を行い、ステップ#12へ移行して、パルス重畳信号の状態を判別し、パルス重畳信号に応じてパルス電流重畳信号を出力する。
When the process for determining the state of the pulse superimposed signal is entered again, it is determined in
これにより、図8に示すような動作が実現される。つまり、パルス重畳信号がHレベルの時間が制限時間t1を超えた時、あるいは、パルス重畳信号がLレベルの時間が制限時間T1を超えた時は、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、所定の時間t2はパルス電流の重畳を休止し、所定の時間t2が経過した後、パルス重畳信号のH/Lに応じてパルス電流重畳信号出力をH/Lに制御する動作に復帰する。これにより、放電灯1に供給する電力を制限し、放電灯1の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置4自体の故障を防止できる。この場合、所定の時間t2の間は、放電灯1への供給電力が不足することになるので、後述の実施例4、実施例5のように、放電灯1への供給電力の不足を補う制御を付加すると良い。
Thereby, the operation as shown in FIG. 8 is realized. That is, when the time when the pulse superimposed signal is at the H level exceeds the time limit t1, or when the time when the pulse superimposed signal is at the L level exceeds the time limit T1, a normal pulse superimposed signal is not input. Therefore, the superposition of the pulse current is stopped for the predetermined time t2, and after the predetermined time t2 has elapsed, the operation returns to the operation of controlling the pulse current superposition signal output to H / L according to the H / L of the pulse superposition signal. . Thereby, the electric power supplied to the
(実施例4)
図9は本発明の実施例4の動作を示すフローチャートであり、図1のマイコン3内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図10に示すように、パルス重畳信号がON制限時間t1またはOFF制限時間T1を超えた場合、所定の時間t2の間、パルス重畳信号がどんな信号であっても、パルス電流を周期的に発生することを特徴とする。つまり、パルス重畳信号がHレベルの時間がON制限時間t1を超えた時、あるいは、パルス重畳信号がLレベルの時間がOFF制限時間T1を超えた時、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、所定の時間t2を計測するタイマ(マイコン内に搭載されているタイマやプログラムで作成したカウンタ)をスタートさせ、パルス電流重畳信号出力が周期的にHレベル/Lレベルと切り替わるようにそのポート(上述の出力端子A)の設定をする(ステップ#20)。再度、パルス重畳信号の状態を判別する処理に入ったときに、所定の時間t2が経過していた場合は、タイマをストップ及び初期化し、パルス電流重畳信号が周期的にHレベル/Lレベルを出力する設定を解除し(ステップ#21)、パルス重畳信号の状態を判別し、パルス電流重畳信号を出力する。ステップ#18で所定の時間t2が経過していない場合は、パルス電流重畳信号出力が周期的にHレベル/Lレベルと切り替わる設定のままにしておく。その他の動作は図7のフローチャートと同様である。
(Example 4)
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the fourth embodiment of the present invention, and shows a program for discriminating pulse superposition in the
(実施例5)
図11は本発明の実施例5の動作を示すフローチャートであり、図1のマイコン3内で、パルス重畳を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図12に示すように、パルス重畳信号がON制限時間t1またはOFF制限時間T1を超えた場合、所定の時間t2の間、パルス重畳信号がどんな信号であっても、ランプ電流を増加することを特徴とする。つまり、パルス重畳信号がHレベルの時間がON制限時間t1を超えた時、あるいは、パルス重畳信号がLレベルの時間がOFF制限時間T1を超えた時、正常なパルス重畳信号が入力されていない状態なので、所定の時間t2を計測するタイマ(マイコン内に搭載されているタイマやプログラムで作成したカウンタ)をスタートさせ、ランプ電流を増加させるために電力制御用電圧Vrefを増加させるように電力指令値出力の設定(上述の出力端子Bのデューティを増加させる設定)をする(ステップ#30)。再度、パルス重畳信号の状態を判別する処理に入ったときに、所定の時間t2が経過していた場合は、タイマをストップ及び初期化し、ランプ電流値を元に戻すために、電力制御用電圧Vrefを増加させるようにした電力指令値出力の設定を解除し(ステップ#31)、パルス重畳信号の状態を判別し、パルス電流重畳信号を出力する。ステップ#18で所定の時間t2が経過していない場合は、電力制御用電圧Vrefを増加させるようにした電力指令値出力の設定をそのままにしておく。その他の動作は図7のフローチャートと同様である。
(Example 5)
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the fifth embodiment of the present invention, and shows a program for discriminating pulse superposition in the
(実施例6)
本発明の実施例6では、実施例4においてパルス電流を周期的に発生することによる電力や、実施例5においてランプ電流を増加することによる電力を、パルス重畳信号が正常に入力されている場合と同等の電力が放電灯へ供給されるように設定することを特徴とする。これを実現するためには、図9のフロー中の周期的パルス電流発生設定(ステップ#20)や、図11のフロー中のランプ電流増加設定(ステップ#30)の処理において、正常にパルス重畳信号が入力されている場合の電力と同等な電力になるように各設定を行えば良い。
(Example 6)
In the sixth embodiment of the present invention, when the pulse superimposed signal is normally input, the power generated by periodically generating the pulse current in the fourth embodiment or the power generated by increasing the lamp current in the fifth embodiment. It is set so that electric power equivalent to can be supplied to the discharge lamp. In order to realize this, in the processing of the periodic pulse current generation setting (step # 20) in the flow of FIG. 9 and the lamp current increase setting (step # 30) in the flow of FIG. Each setting may be made so that the power is equivalent to the power when a signal is input.
(実施例7)
図13は本発明の実施例7の動作を示すフローチャートであり、図1のマイコン3内で、パルス選択信号を判別する際のプログラムを示している。この実施例では、図14に示すように、例えば、パルス選択信号が「同期」を選択している場合は、パルス重畳信号に同期してパルス電流をランプ電流に重畳し、「周期的」を選択している場合は、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳することを特徴とする。つまり、パルス選択信号がLレベルの場合、パルス重畳信号に同期してパルス電流重畳信号IlaUPを出力し、パルス選択信号がHレベルの場合、パルス重畳信号とは無関係に周期的にパルス電流重畳信号IlaUPを出力するように設定する。
(Example 7)
FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the seventh embodiment of the present invention, and shows a program for determining a pulse selection signal in the
(実施例8)
図15は本発明の実施例8の回路図である。本実施例では、図16に示すように、セット側から出力されるパルス重畳信号とランプ点灯信号を1つの信号とし、その信号の種類により、パルス重畳信号に同期してパルス電流をランプ電流に重畳するか、周期的にパルス電流をランプ電流に重畳するかを選択して、ランプ電流にパルス電流を重畳することを特徴とする。図16において、(a)は同期したパルス電流を発生する場合であり、プロジェクタのセット側から供給されるランプ点灯信号兼パルス重畳信号をHレベル/Lレベルの矩形波信号とすることにより、高圧放電灯点灯装置の側では、ランプ電流にパルス重畳信号に同期したパルス電流を重畳させるように動作する。また、(b)は周期的なパルス電流を発生する場合であり、プロジェクタのセット側から供給されるランプ点灯信号兼パルス重畳信号をHレベルの一定信号とすることにより、高圧放電灯点灯装置の側では、ランプ電流に周期的なパルス電流を重畳させるように動作する。なお、プロジェクタのセット側から供給されるランプ点灯信号兼パルス重畳信号がLレベルの一定信号である場合には、ランプOFFの指令と判別され、ランプ電流は0Aとなる。
(Example 8)
FIG. 15 is a circuit diagram of
以上の動作を実現するために、プロジェクタのセット側からの信号を受け取る高圧放電灯点灯装置のインターフェースを図15のような回路構成にし、セット側から送られてきたランプ点灯信号兼パルス重畳信号を、ランプ点灯信号、パルス電流選択信号、パルス重畳信号に分離し、分離された各信号を判別用回路を通してマイコン3の各端子b,c,dへ入力して各々の信号を判別する。
In order to realize the above operation, the interface of the high pressure discharge lamp lighting device that receives the signal from the set side of the projector is configured as shown in FIG. 15, and the lamp lighting signal and pulse superimposed signal sent from the set side are The lamp lighting signal, the pulse current selection signal, and the pulse superimposed signal are separated, and the separated signals are input to the terminals b, c, and d of the
セット側から送られてきたランプ点灯信号兼パルス重畳信号は、まず、フォトカプラで絶縁され、その信号をダイオードD101、抵抗R104,R105、コンデンサC101によって構成されたランプ点灯信号判別用の時定数回路を介してマイコン3の2値入力端子bに入力し、この入力ポートのHレベル/Lレベルを判別する閾値電圧Vth未満、つまりLレベルであればランプON、閾値電圧Vth以上、つまりHレベルであればランプOFFと判別する。
The lamp lighting signal / pulse superimposed signal sent from the set side is first insulated by a photocoupler, and the signal is constituted by a diode D101, resistors R104 and R105, and a capacitor C101. Is input to the binary input terminal b of the
また、フォトカプラで受信された同じ信号をダイオードD102、抵抗R106,R107、コンデンサC102によって構成されたパルス選択判別用の時定数回路を介してマイコン3の2値入力端子cに入力し、この入力ポートのHレベル/Lレベルを判別する閾値電圧Vth未満、つまりLレベルであればパルス重畳信号とは無関係に周期的にパルス電流重畳信号IlaUPを出力し、閾値電圧Vth以上、つまりHレベルであればパルス重畳信号に同期してパルス電流重畳信号IlaUPを出力すると判別する。
Further, the same signal received by the photocoupler is inputted to the binary input terminal c of the
また、フォトカプラで受信された同じ信号を抵抗R108を介してマイコン3の2値入力端子dに入力し、そのままパルス重畳信号入力とする。コンデンサC103と抵抗R108の時定数はノイズ除去程度の小さな時定数であり、コンデンサC101と抵抗R104,R105、コンデンサC102と抵抗R106,R107の時定数は、パルス重畳信号を入力ポートに通過させない程度の大きな時定数に設定されている。
Further, the same signal received by the photocoupler is input to the binary input terminal d of the
これにより各々の信号を判別することが可能となり、図17に示すように、周期的なパルス電流重畳を行いたい場合は、ランプ点灯信号兼パルス重畳信号をHレベルで一定にすれば良いし、パルス重畳信号に同期したパルス電流重畳をしたい場合には、ランプ点灯信号兼パルス重畳信号を所望のHレベル/Lレベルの矩形波信号にすれば良い。 As a result, each signal can be discriminated. As shown in FIG. 17, when it is desired to perform periodic pulse current superposition, the lamp lighting signal and pulse superposition signal may be made constant at the H level, When it is desired to superimpose the pulse current in synchronization with the pulse superimposition signal, the lamp lighting signal / pulse superimposition signal may be a rectangular wave signal having a desired H level / L level.
ただし、パルス重畳信号を入力する場合、その周波数やONデューティによって決定されるランプ点灯信号判別ポートbやパルス選択判別ポートcに入力される電圧が所望の電圧となるように、各判別回路の時定数R104,R105,C101、R106,R107,C102を設計する必要がある。 However, when a pulse superimposed signal is input, the time required for each determination circuit is such that the voltage input to the lamp lighting signal determination port b and the pulse selection determination port c determined by the frequency and ON duty becomes a desired voltage. It is necessary to design constants R104, R105, C101, R106, R107, and C102.
また、このインターフェース回路で、Hレベル/Lレベルの矩形波信号よりなるパルス重畳信号が入力されている場合(パルス重畳信号に同期してパルス重畳電流を出力する場合)において、図21のような不安定な信号が入力された場合、各判別用回路の定数設計や信号がHレベルの時間によっては周期的なパルスが発生するという不具合が生じるが、パルス電流を重畳する時間に制限を設けることにより、この不具合を解消できるようになる。 Further, in this interface circuit, when a pulse superimposed signal composed of an H level / L level rectangular wave signal is input (when a pulse superimposed current is output in synchronization with the pulse superimposed signal), as shown in FIG. When an unstable signal is input, there is a problem that a periodic pulse is generated depending on the constant design of each discrimination circuit and the time when the signal is at the H level, but there is a limit on the time for superimposing the pulse current. Therefore, this problem can be solved.
なお、このインターフェース回路を用いた図15の回路構成において、マイコンの制御プログラムとして、上述の実施例1〜6のいずれかを採用しても構わない。 In the circuit configuration of FIG. 15 using this interface circuit, any one of the first to sixth embodiments described above may be employed as a microcomputer control program.
(実施例9)
実施例1〜8の高圧放電灯点灯装置4はいずれも、図18に示した回転カラーフィルタ6と微細可動ミラー集積素子8を用いたプロジェクタの光源として利用できる。この場合、ランプ電流にパルス電流を重畳させるパルス重畳信号は、図20に示すように、カラーフィルタ6の白色(W)のタイミングにセット側の制御回路10から高圧放電灯点灯装置4に供給されることになる。そして、モニタ信号のコネクタの抜き差し等の場合に、図21で示すようにパルス重畳信号が不安定になる場合があっても、放電灯に供給する電力を制限し、放電灯の電極損耗や破損あるいは高圧放電灯点灯装置4の故障を防止でき、信頼性の高いプロジェクタを提供できる。
Example 9
Any of the high-pressure discharge
1 放電灯
2 PWM制御回路
3 マイコン
1
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