(57)【要約】  本発明は、電子安定化装置を有する高圧放電ランプ（１２）を作動する回路装置に関しており、ここでこの電子安定化装置は、ＡＣ給電信号を高圧放電ランプ（１２）供給するように設計されており、このＡＣ給電信号には、時間領域において変調周期（Ｔ）として、少なくとも１つの第１信号区分（Ｓａ１）と、第２信号区分（Ｓａ２）と、第３信号区分（Ｓａ３）との順次の列が含まれており、これら信号区分は、第１の色、第２の色および第３の色に割り当てられており、上記のＡＣ給電信号は、少なくとも500kHzの周波数（ｆ）を有する振幅変調高周波信号（ＩHF）であり、この正および／または負の振幅を有する信号成分の包絡線（Ｅ）に対して、この包絡線（Ｅ）の絶対値は、平均振幅を有しており、上記の第１信号区分（Ｓａ１）および／または第２信号区分（Ｓａ２）および／または第３信号区分（Ｓａ３）は、少なくとも１つの時間的な領域を有しており、この少なくとも１つの時間的な領域では、上記の包絡線（Ｅ）の絶対値が、5％〜100％で平均振幅よりも大きく、および／または包絡線（Ｅ）の絶対値が5％〜90％で平均振幅（Ｍ）よりも小さい。本発明はまた、相応する回路装置を有するプロジェクション装置ならびに高圧放電ランプを作動する相応の方法に関する。
2010514109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子安定化装置を有する高圧放電ランプ（１２）を作動するための回路装置であって、
前記の電子安定化装置は、高圧放電ランプ（１２）にＡＣ給電信号を給電するように設計されており、
当該のＡＣ給電信号には、時間的な領域において変調周期（Ｔ）として、少なくとも１つの第１信号区分（Ｓａ１）と、第２信号区分（Ｓａ２）と、第３信号区分（Ｓａ３）の順次の列とが含まれており、
当該の順次の列は第１の色、第２の色および第３の色にそれぞれ対応している形式の回路装置において、
前記のＡＣ給電信号は、少なくとも500kHzの周波数（ｆ）を有する振幅変調高周波信号（ＩHF）であり、
正および／または負の振幅を有する前記の信号成分の包絡線（Ｅ）に対して、以下が成り立つ、すなわち、
−  包絡線（Ｅ）の絶対値は、平均振幅（Ｍ）を有し、
−  前記の第１信号区分（Ｓａ１）および／または第２信号区分（Ｓａ２）および／または第３信号区分（Ｓａ３）は、少なくとも１つの時間的な領域を有しており、
当該の少なくとも１つの時間的な領域では、前記の包絡線（Ｅ）の絶対値が5％〜100％で平均振幅（Ｍ）よりも大きく、および／または当該の包絡線（Ｅ）の絶対値が5％〜90％で平均振幅（Ｍ）よりも小さいことを特徴とする、
電子安定化装置を有する高圧放電ランプ（１２）を作動するための回路装置。
【請求項２】
前記のＡＣ供給信号は、対称な振幅変調高周波信号（ＩHF）であり、
前記の正の振幅を有する信号成分の包絡線（Ｅ）の絶対値と、負の振幅を有する信号成分の包絡線（Ｅ）の絶対値とが等しい、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記のＡＣ供給信号は、高周波信号（ＩHF）と、可変の振幅を有する低周波信号（ＩNF）とから合成される、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項４】
前記の高周波信号（ＩHF）の包絡線（Ｅ）は振幅が一定である、
請求項３に記載の回路装置。
【請求項５】
前記の高周波信号（ＩHF）の包絡線（Ｅ）の振幅は可変であり、
当該の変化は、前記の低周波信号（ＩNF）の変化に調整して合わせられている、
請求項３に記載の回路装置。
【請求項６】
前記の信号区分（Ｓａ１；Ｓａ２；Ｓａ３）のうちの少なくとも１つの信号区分の包絡線（Ｅ）の絶対値は、第１の振幅の領域と、これに続く少なくとも第２の振幅の領域とから組み合わされ、
当該の第２の振幅の絶対値は第１の振幅の絶対値よりも小さい、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項７】
前記の第２の振幅は、第１の振幅の50〜90％、有利には67％である、
請求項６に記載の回路装置。
【請求項８】
さらに第３の振幅の領域が設けられており、
前記の第２の振幅は第１の振幅の50〜90％、有利には67％であり、また
第３の振幅は第１の振幅の2〜50％、有利には37％である、
請求項６または７に記載の回路装置。
【請求項９】
前記の電子安定化装置は、高圧放電ランプ（１２）に出力される高周波出力を制御する制御回路（３８）を有する、
請求項１から８までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１０】
前記の制御回路（３８）は、
−  前記の高周波出力の実際値（Ｐist）を求める装置（４０）と、
−  前記の高周波出力に対する目標値（Ｐsoll）を設定するための目標値設定装置（４４）とを有する。
請求項９に記載の回路装置。
【請求項１１】
前記の高周波出力の実際値（Ｐist）を求める装置（４０）には、リングミキサまたはブリッジミキサが含まれる、
請求項１０に記載の回路装置。
【請求項１２】
前記の高周波出力の実際値を求める装置（４０）には、
−  前記の高圧放電ランプ（１２）に出力される高周波電流（Ｉ0）を求める装置と、
−  前記の高圧放電ランプ（１２）に加えられる高周波電圧（Ｕ0）を求める装置と、
−  前記の高周波電流（Ｉ0）および高周波電圧（Ｕ0）から、殊に当該の高周波電流（Ｉ0）および高周波電圧（Ｕ0）をアナログ結合することにより、前記の高周波出力の実際値（Ｐist）を求める装置（４０）とが含まれている、
請求項１０に記載の回路装置。
【請求項１３】
前記の高圧放電ランプ（１２）に出力される高周波電流（Ｉ0）を求める装置（４０）には、第１ピーク値補正器が含まれており、また
高圧放電ランプ（１２）に加わる高周波電圧（U0）を求める装置に、第２ピーク値補正器が含まれている、
請求項１２に記載の回路装置。
【請求項１４】
前記回帰装置はさらに周波数に依存する、殊に共振性の負荷回路網（６０）が含まれており、
当該負荷回路網（６０）は、駆動周波数（ｆ）に依存して前記の高周波電流（Ｉ0）および高周波電圧（Ｕ0）を前記の高圧放電ランプ（１２）に供給し、
前記の制御回路（３８）はさらに、
−  前記の高周波出力の目標値（Ｐsoll）と実際値（Ｐist）との間の差分から、前記の負荷回路網（６０）を駆動制御する周波数（ｆ）の変化を求める制御要素（４８）を有する、
請求項１０から１３までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１５】
前記の制御回路（３８）を設計して、当該の制御が色固有に行われるように、すなわち少なくとも第１，第２および第３色に対して別個に行われるようにした、
請求項１０から１４までのいずれか１項に記載の回路装置。
【請求項１６】
前記の目標値設定装置（４４）を設計して、前記の制御回路（３８）に設定する目標値（Ｐsoll）が、目下の色に相応して時間的に変化するようにした、
請求項１５に記載の回路装置。
【請求項１７】
前記の目標値設定回路（４４）はインタフェース（４２）を有しており、
当該のインタフェースを介して、少なくとも１つの目標値（Ｐsoll）が例えばユーザによって変更可能である、
請求項１０から１６に記載の回路装置。
【請求項１８】
プロジェクション装置（１０）において、
請求項１から１７までのいずれか１項に記載の回路装置を有することを特徴とする、
プロジェクション装置。
【請求項１９】
回路装置にて高圧放電ランプ（１２）を作動する方法において、
該方法は、
高圧放電ランプ（１２）をＡＣ給電信号によって駆動制御するステップを有しており、
当該ＡＣ給電信号には、時間領域において変調周期（Ｔ）として、少なくとも１つの第１信号区分（Ｓａ１）と、第２信号区分（Ｓａ２）と、第３信号区分（Ｓａ３）の順次の列が含まれており、
当該の信号区分は、第１の色、第２の色および第３の色に割り当てられており、
前記のＡＣ給電信号は、少なくとも500kHzの周波数（ｆ）を有する振幅変調高周波信号（ＩHF）であり、
当該の正および／または負の振幅を有する信号成分の包絡線（Ｅ）に対して、
−  包絡線（Ｅ）の絶対値は、平均振幅（Ｍ）を有し、
−  第１信号区分（Ｓａ１）および／または第２信号区分（Ｓａ２）および／または第３信号区分（Ｓａ３）は、少なくとも１つの時間的な領域を有しており、
当該の少なくとも１つの時間的な領域では、前記の包絡線（Ｅ）の絶対値が5％〜100％で平均振幅よりも大きく、および／または当該の包絡線（Ｅ）の絶対値が5％〜90％で平均振幅（Ｍ）よりも小さいことを特徴とする、
回路装置にて高圧放電ランプ（１２）を作動する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子安定化装置（elektronische Vorschaltgeraet）を有する高圧放電ランプを作動する回路装置に関し、ここのこの電子安定化装置は、高圧放電ランプにＡＣ給電信号を供給するように設計されており、このＡＣ給電信号は、時間領域において変調周期として少なくとも１つの第１信号区分、第２信号区分および第３信号区分の順次の列を含んでおり、これらはそれぞれ第１、第２および第３の色に対応付けられている。本発明はまた、相応する回路装置を有するプロジェクション装置ならびに高圧放電ランプを作動する相応の方法に関する。
【０００２】
従来の技術
例えばビデオプロジェクションランプとして使用される高圧放電ランプはふつう、ほとんどの場合にロッド状に構成される同種の２つの電極を有している。このような高圧放電ランプを交流で作動させる際には、極めて障害的なフリッカ現象が発生することがある。このフリッカ現象は、電極先端部におけるアークの開始点が跳躍して変化することによって発生する。これが発生し得るのは、アノードフェーズ（正極）からカソードフェーズ（負極）に動作周波数で頻繁に電極機能が変わることによってである。このようなアーク開始点の跳躍により、例えばプロジェクタ装置、ビーム発生器、顕微鏡照明装置の光学装置に高圧放電ランプを使用することが殊に妨げられており、またこのような適用においては役に立たないことになり得るのである。
【０００３】
US5,608,294からは、高圧放電ランプの低周波（50Ｈｚ〜数100Ｈｚ）動作に対し、安定化のために、すなわちアーク開始点の跳躍を回避するために、矩形のランプ電流経過と、短い同期パルスとを重ね合わせることが公知である。ここではつぎの転流の前の半周期の終わりに電流が一時的に増大される。上記の刊行物によれば、上記の転流の前の電流パルスより、電極主に目下のアノードの電流が流れるアーク開始点において一時的に温度が上昇する。この結果、材料付着（電極改変）が発生する。すなわち、ガス循環過程から発生する電極金属のタングステンが、タングステンハロゲン化物から電極において析出し、また電極に先端部が形成されるのである。これによって放電およびアーク開始点が極めて効果的に安定化される。
【０００４】
WO 03/098979 A1からは３ＭＨｚ以上の変調していない高周波信号を用いて高圧放電ランプを動作させることが公知である。一般的に高圧放電ランプは、燃焼室における音響共振を上回る周波数になってはじめて高周波動作可能になる。この音響共振は、燃焼室における強い流れになり、これらの流れによって一般的に放電アークが大きく障害を受ける。しかしながら上記の刊行物には、適切な流れを供給することによって上記の音響共振を減衰させるかまたは完全に回避するアプローチが記載されている。例えば、DE 10 2005 028 417.5ならびにDE 10 2005 059 763.7を参照されたい。しかしながらこのような解決手段は、ほとんどの場合にコストが極めて高くつく。
【０００５】
最後に挙げるのは、高圧放電ランプの高周波動作を扱うDE 198 29 600 A1である。殊にこの刊行物は同様に電極先端部においてアーク開始点が跳躍するという問題に関するものである。この刊行物によって解決手段として提案されているのは、2kHz以下の周波数で高圧放電ランプを作動させていた従来技術から出発して、800kHz以上、有利には1MHz以上、さらに有利には2〜3MHzの周波数でランプを作動させることである。有利な実施形態では、10kHz以下、有利には1〜2kHzの変調周波数で上記の動作周波数が連続的にも跳躍的にも掃引される。確かにこれは状況によっては所定の高圧放電ランプに対して解決手段になり得るのであるが、この手段は、本発明の発明者が研究している高圧放電ランプにおいては有効でないことが判明した。
【０００６】
高圧放電ランプの高周波数動作時に電極先端部におけるアーク開始点の跳躍を確実に阻止する根本的な解決手段は、後で公開される同じ出願人の特許明細書PCT/EP2006/068269から読み取ることができる。この解決手段の実質は、上記の電子安定化装置をさらに設計して、ＡＣ給電信号の振幅が変調されるようにすることである。
【０００７】
本発明は、このような高圧放電ランプの有利な使用分野を得ることを目標としている。ＤＬＰ(Digital Light Processing  デジタルライトプロセッシング）という用語でビデオプロジェクトおよび背面投影形テレビジョンに使用される技術が公知である。この技術は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）に取り付けられる微視的な小ミラーをベースにしている。これらのミラーは、人間の毛髪の幅の５分の１よりも小さい。これらのミラーは２つの安定した終状態を有しており、また有利な実施形態においてこれらのミラーは16μs内でこれらの２つの状態の間で変化することができる。この運動は、静電場の力の作用によって発生するものである。ＤＭＤチップにおいて個々のマイクロミラーを傾けることによって光は光学系に向かって直接反射されるか、吸収器に導かれる。これらのミラーをパルス幅変調で駆動制御することにより、個々の画素のさまざまな輝度レベルを形成することが可能である。
【０００８】
1024×768のＸＧＡ解像度を有するＤＭＤチップには、786432個の微細なミラーからなる装置が含まれている。そうこうしているうち2048×1080までの解像度、すなわち約２百万個のミラーを有するＤＭＤチップが入手可能になっている。
【０００９】
上記のＤＭＤチップは、プロジェクションランプの白色光を反射するため、カラー画像に対しては付加的なステップが必要である。１チッププロジェクタでは、ＤＭＤチップの前の光路にカラーホイールを接続する。このカラーホイールでは、基本色の色フィルタ（ふつう赤色、緑色および青色であるが、部分的にはさらに別の色も有する）が回転する。白色において一層良好な輝度値を得るため、上記のカラーホイールにはさらに白色が追加される。上記の電子装置は、上記の色フィルタの位置に伴って、部分画像を変化させ、この部分画像がＤＭＤによって反射される。上記のカラーホイールの回転速度と、人間の眼の残光性（Traegheit）に起因して、上記の複数の部分画像が重ね合わされてカラー画像のインプレッションが得られる。認識周波数は人によって異なるため、殊に第１のモデルでは、観察者が個々の色を識別する場合に発生するいわゆるレインボー効果が報告されている。このため、別のステップにおいてホイールの回転数を倍にし、また一層新しいモデルではカラーセグメントの数を増大させている。
【００１０】
このようなプロジェクション装置の基本構造は、例えば、US5,917,558から得ることができる。このUS5,917,558の図２には、プロジェクションランプに対する種々異なるパルス制御モードが示されている。上記の図からわかるようにこのパルス制御モードは低周波パルスであり、ここでは時間領域において変調周期に複数の信号区分からなる順次の列が含まれており、これらが種々異なる色に対応付けられている。残念なことながらプロジェクションランプとして高圧放電ランプを使用する場合、上記のようなパルス列による動作モード時に、アーク開始点の跳躍という上記のありがたくない作用が電極先端部で発生する。
【００１１】
その上にこの動作モードでは、ランプが高速に転流されるのにもかかわらず、光束（Lichtstrom）は目立って急激に落ち込み、ひいてはこの時間においてこの光束が制御不能になってしまう。この制御不能状態は、今日の適用においては回避しなければならず、これはこの時間を遮光ギャップに配置することによって行われる。さらに従来技術による上記の手法では、光束の急激な落ち込みにより、光束の振動現象が発生する。したがってこの時間には光束を制御することはできず、また使用できないことも多い。この制御不能状態は、今日の応用において、例えば色バランスを損なってしまい、上記の装置において高価な手段によって補償しなければならないのである。
【００１２】
別の従来技術は、US5,109,181，DE 100 18 860 A1ならびにUS 2006/0022613 A1に記載されている。
【００１３】
発明の開示
したがって本発明の課題は、冒頭に述べた回路装置ないしは冒頭の述べた方法を発展させて、電極先端部におけるアーク開始点の跳躍を確実に阻止することである。
【００１４】
この課題は、請求項１に記載した特徴的構成を有する回路装置ないしは請求項１９に記載した特徴的構成を有する方法によって解決される。さらに本発明では、本発明による回路装置を有するプロジェクション装置が提供され、この回路装置においても上記の不所望の作用が発生しない。
【００１５】
本発明の基礎にあるのは、まずＡＣ供給信号として、少なくとも500kHzの周波数を有する振幅変調高周波信号を使用すれば、上記の課題を解決できるという知識である。ＥＭＶ上の理由から有利には約50MHzの周波数を上側の周波数領域境界として選択する。さらに個々の色に対応付けられる信号区分の振幅を互いに変えて、PCT/EP2006/068269においてすでに説明した効果が得られるようにする。広く一般的にいうと、このことが意味するのは、正および／または負の振幅を有する信号成分の包絡線に対してつぎが成り立つことである。すなわち、
−  包絡線の絶対値は、平均の振幅を有する。
−  第１信号区分および／または第２信号区分および／または第３信号区分は、少なくとも１つの時間的な領域を有しており、これらの領域では、包絡線の絶対値が5％〜100％で平均振幅よりも大きく、および／またはここでは包絡線の絶対値が5％〜90％で平均振幅よりも小さい。
【００１６】
本発明の手法では、ランプの放射する光束を中断なしに制御することができる。この光束制御は、極めて高速かつ極めてわずかな遅延で行われ、また光束変調は大きな動的特性を有する。ここでランプから放射される光束を極めて高速かつ中断なしに制御することにより、光束のギャップまたは振動経過が発生することはない。これらは従来技術にしたがって動作させる際にはランプ電流転流に起因してまったく回避することができなかったものである。この光束制御は、本発明では極めて簡単に、供給される低周波電流の振幅の大きさを介して行うことができる。
【００１７】
本発明による回路装置により、極めて大きな変調度で極めて高速な光束制御を行うことができる。これによって調光の大きな動的特性も過剰輝度（Ueberhellung）の大きな動的特性も共に達成することができる。このことは、例えば相応する明るさで画像コンテンツが高速に連続することができるという機能の他に、個々のカラーホイールセクタにおいて種々異なるランプの明るさで色を精確に遮断する際に極めて重要である。本発明による回路装置により、振動現象なしにまたスペクトル的な反応なしに個々のカラーホイールセクタにおいてランプの精確な調光ないしは過剰輝度がはじめて可能になることにより、色の極めて精確な遮断が可能になる。
【００１８】
基本的に、少なくとも500kHzの周波数を有する振幅変調高周波信号として形成されるＡＣ供給信号により、高周波動作時のアークが直ちに（＜１ｓ）かつ効果的に安定化される理由は、いまのところまだ完全には説明されていない。すでに述べたように振幅の増大の他に、振幅の減少も本発明による成果をもたらし、またこれにより、広く一般的には放電アークが回避され、殊に高圧放電ランプにおけるプラズマアークのフリッカ現象が回避されることになるからである。その１つの兆候は、上記のUS5,608,294に示された回路装置による動作時に得られる安定化先端部形成と同様に安定化先端部が数時間後にはじめて形成されることである。言い換えるとこのことが意味するのは、本発明による解決手段に対する実際の説明は、先端部形成そのものにはまたは少なくともこの先端部形成だけで見つからないということである。
【００１９】
しかしながら結果的に得られるのは、また最も重要な側面であるのは、放電アークの時定数および位置定数（Ortskonstanz）の点から安定化を達成することができ、この安定化がプロジェクションランプの光学的な高い要求さえも満たすことである。
【００２０】
有利な１実施形態では、上記のＡＣ供給信号は、対称な振幅変調高周波信号であり、正の振幅の信号成分の包絡線の絶対値と、負の振幅の信号成分の包絡線の絶対値とが等しい。択一的に有利な１実施形態では、上記のＡＣ供給信号は、振幅可変の低周波信号と、高周波信号とから合成される。ここで上記の高周波信号の包絡線は一定の振幅を有することができるが、可変の振幅を有することも可能である。この際にその変化は、上記の低周波信号の振幅の変化に調整して合わせられる。有利な調整は、低周波信号の振幅の増大を、高周波信号の包絡線の振幅の減少によって補償することによって設計することできる。以降、この高圧放電ランプは振幅一定の光束を放射し、また従来技術と比べると、極めて短い時間の間しか光束が消失しない。結果的に観察者にフリッカ現象を知覚させることはない。それにもかかわらずここでは従来技術と同様に、電極の改変が行われる。択一的に有利な１実施形態では、上記の高周波信号の包絡線の振幅および低周波信号の振幅を選択して、できる限り一定の光束と、十分な電極改変との間の妥協を得ることができる。
【００２１】
一般的に有利には、上記の信号区分のうちの少なくとも１つの信号区分の包絡線の絶対値は、第１振幅の領域と、これに続く少なくとも１つの第２振幅の領域とから組み合わせされ、ここで第２振幅の絶対値は第１振幅の絶対値よりも小さい。ここで第２振幅は、有利には第１振幅の50〜90％であり、さらに有利には第１振幅の67％である。
【００２２】
さらに第３振幅の領域を設けることができ、第２振幅は第１振幅の50〜90％、有利には67％であり、また第３振幅は第１振幅の2〜50％、有利には37％である。
【００２３】
殊に有利には上記の電子安定化装置は、高圧放電ランプに出力される高周波出力を制御する制御ループを有する。従来技術で使用される低周波回路、すなわちＡＣ供給信号として低周波信号を供給する回路装置では、このためにこの供給回路が測定されて、ここから送出される出力が決定される。しかしながらＡＣ供給信号として振幅変調の高周波信号を供給する本発明の回路装置においては、効率の変化に起因して、殊にこれが温度に依存することにより、これは本発明の回路装置では不利である。このため、上記の制御ループは、高周波出力の実際値を求める装置と、高周波出力に対する目標値を設定するための目標値設定装置とを有する。
【００２４】
上記の高周波出力の実際値を求める装置は有利には、高圧放電ランプに送出される高周波電流を求める装置と、高圧放電ランプに加わる高周波電圧を求める装置と、殊にこれらの高周波電流および高周波電圧をアナログで結合することにより、これらの高周波電流および高周波電圧から高周波出力の実際値を求める装置とを有する。殊に最後に述べたように高周波電流および高周波電圧をアナログで結合する際には、デジタル計算という迂回をすることなく、高周波出力の実際値をほとんど直接求めることができる。これによって最大限に高速な制御ループが可能になるのである。
【００２５】
有利には上記の高圧放電ランプに送出される高周波電流を求める装置に、第１ピーク値補正器が含まれており、また高圧放電ランプに加わる高周波電圧を求める装置に、第２ピーク値補正器が含まれている。
【００２６】
上記の高周波出力の実際値を求める装置の有利な実施形態は、例えば、リングミキサまたはブリッジミキサである。基本的にはこれにより、高圧放電ランプにおいてプラズマが可能になるほどの高速な制御が実現される。
【００２７】
本発明による回路装置の有利な実施形態では、この回路装置にさらに、周波数に依存する、殊に共振性の負荷回路網が含まれている。ここでこの負荷回路網は、駆動制御する周波数に依存して高周波電流および高周波電圧を高圧放電ランプに供給する。この場合に上記の制御ループにはさらに、上記の高周波出力の目標値と実際値との間の差分から、上記の負荷回路網を駆動制御する周波数の変化を求める制御要素（Stellglied）が含まれる。これによって殊に高速な制御が可能になるのである。
【００２８】
殊に有利であるのは、上記の制御を色固有に、すなわち少なくとも第１，第２および第３色に対して別個に行うように上記の制御ループを設計することである。
【００２９】
ここでは上記の目標値設定装置を設計して、目下の色に応じておよび／または低減した輝度を供給するため、制御ループに設定する目標値を時間的に変化させることができる。これにより、ライトバルブ（Lichtventil）のレベルが限られる場合、振幅レベルを半分または４分の１にすることができ、ひいては分解能を２倍または４倍にすることができる。
【００３０】
最後に上記の目標値設定装置は、インタフェースを有しており、このインタフェースを介して、少なくとも１つの目標値を例えばユーザによって変更することができる。
【００３１】
すでに述べたように本発明はさらに、本発明による回路装置を有するプロジェクション装置に関する。このようなプロジェクション装置により、プロジェクションランプに送出されるエネルギーを格段に良好に利用することができ、したがって従来技術よりも高い効率が得られる。これによってこのようなプロジェクション装置に設けられるブロアを格段に小さく設計することができ、これにより、このようなプロジェクション装置の動作時において特に望まれているノイズレベルの低減が実現されるのである。上記の利点が得られるのは、本発明による回路装置を使用する際に、高圧放電ランプを駆動制御する電流の経過において転流ギャップを設けなくてよいためである。従来技術では上記のライトバルブでは、転流時の光の欠損を回避するために駆動制御して、光を対象体から逸らしてこれが表示されないようにする必要があったのである。
【００３２】
別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００３３】
本発明による回路装置ないしは本発明によるプロジェクション装置に関連して述べた有利な実施形態ならびにそれらの利点は、適用可能であるかぎり、本発明による方法にも相応に当てはまるものである。
【００３４】
以下では添付の図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によるプロジェクション装置の構造の概略図である。
【図２】図１の説明において使用される、高圧放電ランプに送出される高周波電力を制御する制御装置の構造の概略図
【図３】図２の説明に使用される、高周波電力の実際値を求める装置の第１実施例を示す図である。
【図４】図２の説明に使用される、高周波電力の実際値を求める装置の第２実施例を示す図である。
【図５】図２の説明に使用される、高周波電力の実際値を求める装置の第３実施例を示す図である。
【図６】高圧放電ランプに対するＡＣ供給信号の時間経過を第１実施例にしたがって示す概略図である。
【図７】図６の高周波電流の時間経過に対応する光束の時間経過を示す概略図である。
【図８】高圧放電ランプに対するＡＣ供給信号の時間経過を第２実施例にしたがって示す概略図である。
【図９】高圧放電ランプに対するＡＣ供給信号の時間経過を第３実施例にしたがって示す概略図である。
【００３６】
本発明の有利な実施形態
図１には本発明によるプロジェクション装置１０の１実施例の構造が略示されている。この装置は、高圧放電ランプ１２を有しており、これが放射したビームは反射器１４からカラーホイール１６に配向される。カラーホイール１６には、相異なる色の２色フィルタの１２０°セグメントが３つ含まれており、これの相異なる色は、ここでは赤色、緑色および青色である。カラーホイール１６は軸の周りに回転することができ、またホイール駆動システム１８によって駆動される。このホイール駆動システムは出力信号２０を供給し、この信号は、カラーホイール１６の位置を表し、したがって、高圧放電ランプ１２の出力ビーム２１に着いている関連する色を表している。カラーホイール１６の後の出力ビーム２２は、ここでは順次に赤色、緑色および青色になる。出力ビーム２２は、ビームスプリッタ２３によってライトバルブ２４の表面に配向される。このライトバルブは、この例では可塑性のミラー装置である。着色光の入射ビーム２２は、ライトバルブ制御部２６によってライトバルブ２４から供給されるビデオ情報に相応して変調される。このライトバルブ制御部は、画像信号入力側２８から画像情報を受け取る。ライトバルブ２４の表面で反射して変調される着色光は、プロジェクションレンズ３０によってミラー３２に焦点合わせされて、再生スクリーン２３に向かって反射される。動作時に各色は、順次にライトバルブに投影され、またこのライトバルブ２４により、この色に対する固有の画像情報で変調されてスクリーン３４に投影される。これらのカラー画像は高速に連続するため、眼はこれらの個々の画像を１つのフルカラー画像に統合するのである。
【００３７】
上記のカラーホイールの位置に関する情報は、線路３５を介して制御回路３８およびバルブ制御部２６に供給され、この制御回路３８は、高周波電力の実際値を求める装置４０と一緒に回路装置３６にまとめられている。この回路装置にはさらにインタフェース４２が含まれており、このインタフェースを介してユーザは、高圧放電ランプ１２を駆動制御する高周波電力を測定する装置４０の出力信号において、色の相対的な割合を、例えば国固有に調整することができるのである。
【００３８】
図２には、有利な１実施例にしたがって図１の制御回路３８が詳しく示されている。この制御回路は、目標値設定装置４４を有しており、この装置は、高周波出力に対する目標値Ｐsollを差分装置４６に設定する。この差分装置にはさらに高周波電力の実際値Ｐistが供給される。この差分装置は、制御偏差ΔＰを求めて、これを制御要素４８に供給する。この制御要素はここではユニット５０を有しており、これによって制御偏差ΔＰから操作量ΔＵを求める。ブロック５０は、ΔＰとΔＵとの間の定式的な関係または参照テーブル（ルックアップテーブル）とすることができる。
【００３９】
制御量ΔＵは、制御対象５２に供給され、この制御対象は、高圧放電ランプ１２を駆動制御する高周波信号をその出力側に供給する。制御対象５２にはここではＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５４が含まれている。ＶＣＯ５４の出力側には、その入力側において変化した電圧に相応して、変更した周波数ｆが供給される。この周波数ｆは制御ユニット５６に供給され、スイッチＳ１の駆動制御を介して信号が形成され、この信号によって高圧放電ランプ１２が駆動制御される。この実施例においてスイッチ負荷を軽減したＥクラススイッチ段として構成されている上記の高周波スイッチ段には、制御装置５６の他に直流電圧源Ｕdcと、インダクタンスＬdcと、ダイオードＤ1と、コンデンサＣ1とが含まれている。当業者には明らかであるように、高周波切換の別の構成を設けることができ、例えば、スイッチ負荷を軽減したプッシュプル切換段として、スイッチ負荷を低減した高周波ブリッジなどとして構成することも可能である。
【００４０】
制御対象５２にはさらに共振負荷フィルタ６０が含まれており、これはここでは調整可能であり、これによってＺＶＳ（Zero Voltage Switching）動作が可能である。制御対象５２の出力側において、すでに説明した高周波電力の実際値を求める装置４０を介して、高周波電圧Ｕ0および高周波電流I0が高圧放電ランプ１２に供給される。高周波数電力の実際値を求める装置４０の実施形態の殊に有利な実施例は、図３，４および５に示されている。
【００４１】
図３には高周波電力の実際値を求める装置４０の第１実施例が示されている。この実施形態は、フェーズを考慮することなしに動作する。高周波電流I0および高周波電圧Ｕ0はそれぞれ独立して、２重のピーク値補正により、高周波電流I0に比例する直利流電圧Ｕdciおよび高周波電圧Ｕ0に比例するＵdcuに変えられる。明瞭にするために同様に記載した高圧放電ランプ１２が主に抵抗的な特性を示す場合、この手法で十分に電力が求められまた電力が制御される。この装置には、Udciを求めるために設計された回路部分に給電するトランスTr1が含まれている。この回路部分にはコンデンサＣkiと、２つのダイオードＤ４およびＤ５と、別のコンデンサＣtpiとが含まれている。別の回路部分は、電圧Ｕdcuを供給するのに使用され、この回路部分は最初の説明した回路ユニットと構造的に同じ構成を有する。そこに使用される部材には参照符号Ｃku，Ｄ２，Ｄ３およびＣｔｐｕが付されている。
【００４２】
図４には高周波電力の実際値を求める装置４０の第２実施例が示されている。この装置はブリッジミキサ回路として構成されており、この回路では図３の実施例とは異なり、高周波電流Ｉ0と高周波電圧Ｕ0との間の位相が考慮される。この回路には、トランスTr2と、２つのダイオードＤ６およびＤ７と、コンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃtpと、インダクタンスＬtpと、測定抵抗Ｒmとが含まれている。その出力側には測定電圧Ｕmdcが供給され、これには高周波電流Ｉ0と、高周波電圧Ｕ0とからなるスカラ積が含まれる。これにより、高圧放電ランプ１２が抵抗的でない負荷特性を示す場合であっても、精確な電力制御を実現することができるのである。
【００４３】
図５には高周波出力の実際値を求める装置４０の第３実施例が示されている。この装置はリングミキサとして実施されており、また図４の実施例と同様に高周波電流と高周波電圧との間の位相を考慮して高周波電力の実際値を求めることができる。この装置により、有効電力を決定することがき、ひいては抵抗的でない負荷の電力制御を行うことができる。この回路には、トランスTr3，Tr4と、４つのダイオードＤ8，Ｄ９，Ｄ１０，Ｄ１１と、コンデンサＣtpと、インダクタンスＬtpと、測定抵抗Ｒmとが含まれている。
【００４４】
図６には高周波電流Ｉ0の時間経過が示されており、ここではこの高周波電流によって高圧放電ランプ１２が給電される。正弦波状の高周波振動はここでは、トレースした包絡線Ｅの間で陰影付きで示されている。変調周期Ｔはここでは8.33ms（120Hz）である。この変調周期は定常的に繰り返されて変化しない。光のコントラストを向上するため、１変調周期Ｔ当たり３つの短い落ち込み部分が設けられている。図示の線図の上側の縁部に記入したように、１つの変調周期Ｔは、時間的に順次に続く信号区分Sa1，Sa2，Sa3を有しており、これらは相異なる３つの色に対応付けられ、すなわちこの実施例では緑色、赤色および青色に対応付けられるのである。また包絡線Ｅの平均振幅Ｍが書き込まれている。明瞭に識別できるのは、この経過が転流ギャップを有していないことである。
【００４５】
図７には、図６の高周波電流の時間経過に対応する光束が示されている。さらに図７では平均光束ＭILが記入されている。図６および７の電流I0ないしは光束ILの時間経過の観察によって示されるのは、例えば、領域Ａから領域Ｃに至るおよび領域Ｂから領域Ｄに至る大きな出力変動である。
【００４６】
図８には電流I0の時間経過の第２実施例が示されており、この電流はここでは高周波信号と低周波信号とから合成されている。ここでこの高周波信号の包絡線Ｅは振幅が変化し、この振幅は低周波信号の振幅変化に調整して合わせられているため、一定の光束IＬが得られる。図８において信号経過の最も上の実線と、信号経過の最も下の実線とが、包絡線Eを形成する。低周波数成分ＩNFの時間経過は、連続する２つの周期において符号が変わっていることがわかる。
【００４７】
図９には電流I0の時間経過の第３実施例が示されており、この電流はここでは、すでに述べた図８の実施例と同様、高周波信号と低周波信号とから合成される。ここでは高周波信号の包絡線は振幅が一定であり、低周波信号は振幅が変化する。この信号は、太線で示した低周波信号ＩNFの経過からなり、これに振幅が一定な高周波信号ＩHFが重畳される。ここでも３つの色に対応する信号区分Ｓａ１，Ｓａ２，Ｓａ３が示されている。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
上記の表は、背面投影形テレビジョンにおいて実現されるビーム変調のシーケンスを表しており、ここでこのテレビジョンでは、赤、緑、青、黄、マゼンタおよびシアンの６色を有する６セグメントカラーホイールが使用される。上記のようにこのカラーホイールは、相異なる色の６つのセグメントを有しており、付加的な状態、例えば「暗い緑」または「暗い黄」は、高圧放電ランプの調光によって形成される。上記の周波数は相異なる４つのサイクルを有しており、以下ではカラーホイール回転の番号によってこれらのサイクルを表す。上記の表は、相対電流振幅、μｓによる持続時間、％による相対持続時間ならびに相応するサイクルの回転の持続時間を示している。動作高周波周波数は5.6MHzである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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