JP6331539B2 - 駆動装置、光源駆動装置、光源装置、投影装置及び駆動方法 - Google Patents
駆動装置、光源駆動装置、光源装置、投影装置及び駆動方法Info
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Description
この操作部22は、プロジェクタ装置10の本体に設けられるキー操作部と、このプロジェクタ装置10専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光する赤外線受光部とを含み、ユーザが本体のキー操作部またはリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をCPU19へ直接出力する。
図4は上記図3のモデル回路に対するDSP33による制御処理タイミングを示す図である。図4(A)は、カラー画像の1フレームを構成する各色セグメント、例えばR,G,B,Ye,Mg,Cyを切替えるために、上記投影処理部13から各セグメントの開始タイミング当初に与えられるセグメント切換えパルスを時間的に拡大して示す。DSP33は、このセグメント切換えパルスの幅に比して十分に短い、数[μ秒]程度の周期で制御サイクルを設定している。1制御サイクルにおいては、詳細は後述するが、「電流測定部32からの出力値測定(「ADC」)」処理、「フィルタ計算によるデューティ計算(「計算」)」処理、「PWM(パルス幅変調)駆動による電圧調整でのデューティを設定(「PWM設定」)」処理を行ない、且つ上記「ADC」処理と「計算」処理との間のタイミングで「割込み」処理を受付ける。
図4(A)に示すセグメント切換えパルスが立上がった後の最初の制御サイクルにおいて、DSP33は図4(B)に示すスイッチSW1,SW2への操作信号と、図4(C)に示すスイッチSW3,SW4への操作信号とを図示する如く制御すると共に、図4(D)に示す如くスイッチSW5への操作信号を継続にオンして、LED15Xを点灯駆動させる。この間、DSP33は上記した「出力値測定」処理、「デューティ計算」処理、「PWM設定」処理を制御サイクルに従って繰返すことで、出力値からPWM制御のデューティ(操作量)へのフィードバックを行なって、出力値を目標の値に収束させる。
図5は、上記DSP33が実行するフィードバック制御時の処理内容を示すフローチャートである。
Adj.[x][seg][i]
(但し、x:光源素子(R,G,B)、
seg:セグメント(R,G,B,Ye,Mg,Cy)、
i:切換え直後からの制御回数値(サイクル数)。)
とすると、DSP33は、上記Adj.[x][seg][i]の値分だけデューティ比に補正を加えると共に、学習データの更新を行なう(ステップS07)。
Adj.[x][seg][i−α]
(但し、α:PWMでデューティを設定してから波形に変化が現れるまでの遅延時間(ハード構成に依存する))
に対し、
[学習係数(学習定数、パラメータ)]×([目標値]−[測定値(検出値)])
を加えるものとする。
光源として出力電力が目標値に足りなかった場合よりもオーバーした場合の方が、投影する画質への影響が大きいと考えられる。そのため、出力電力が目標値をオーバーした場合の[学習係数]を、出力電力が目標値に足りなかった場合の[学習係数]よりも大きく設定することで、出力電力が目標値をオーバーする時間を短縮できる。
上記のような[学習係数]による乗算に代えて、関数fを用いて、例えば
[次の学習データ[i−α]]=f([前回の学習データ[i]],[目標値],[測定値])
とすることで一般式化することができる。
また、
[次の学習データ[i−α]]=f([前回の学習データ[i]],[目標値],[測定値],
制御開始からの時間(周期数),温度,・・・)
といったように、他の要因(制御開始からの時間(周期数)、温度、・・・)で、制御中に変わるようにしてもよい。
上記遅延時間αが制御サイクルの周期の整数倍となることは稀であるので、
[次の学習データ[i−α]]=f([前回の学習データ[i]],[目標値],[測定値])
[次の学習データ[i−α−1]]=g([前回の学習データ[i]],[目標値],[測定値])
というように、複数回に渡って学習データの更新を行なうことも考えられる。
出力電力の変動が一番画質に影響を与えるのは、光源素子がオフ状態からオン状態となる点灯初期であるため、制御を簡易化するために、その点灯初期の一定時間のみ学習を行なうことも考えられる。
DSP33が非常に短い周期で上記フィードバック制御を実行するため、その制御周期に比してDSP33の演算量を考慮する必要がある。
[学習制御での点灯期間]>[通常の制御での点灯期間]>[消灯中]
となる。従って、学習データの計算、更新を、消灯中の比較的DSP33での処理があいている期間に行なうと、学習によってDSP33の演算量が無闇に増大するのを回避できる。
R,G,Bの各原色セグメントにおいては、光源部15内のR,G,BのLEDが単色で発光するよう点灯駆動される。またYe,Mg,Cyの各補色セグメントにおいては、光源部15内のR,G,BのLEDが、例えばMgセグメントではR及びBのLEDのように、2色が同時に発光するよう点灯駆動される。
<比較例>
図10は、上記学習を行なわない、短周期内でのフィードバック制御(従来のPID制御に相当する制御)のみを行なった場合の、光源素子であるLEDの点灯開始直後の電流値の波形を例示する。ここでは、「1」がセグメント切換えパルスであり、「4」が当該LEDの出力電流値を示す。セグメント切換えパルスが立ち上がった直後の制御サイクルに同期して、光源素子であるLEDへの通電が開始されると、大きなオーバーシュートを伴い、一定の電流値に収束するまでに、120[マイクロ秒]程度かかってしまっている。
これに対し、図11は、上記本発明における学習制御を行なった場合の、光源素子であるLEDの点灯開始直後の電流値の波形を例示する。ここでも「1」がセグメント切換えパルス、「4」が当該LEDの出力電流値を示す。なお同図では、上記図10より時間軸(横軸)を4倍に拡大した波形となっている。セグメント切換えパルスが立ち上がった直後の制御サイクルに同期して、光源素子であるLEDへの通電が開始されると、特にオーバーシュート等も発生せず、12[マイクロ秒]程度で一定の電流値に収束していることがわかる。
11…入力部、
12…画像変換部、
13…投影処理部、
14…マイクロミラー素子、
15…光源部、
16…ミラー、
17…投影レンズ部、
18…デジタル電源、
19…CPU
20…メインメモリ、
21…プログラムメモリ、
22…操作部、
23…音声処理部、
24…スピーカ部、
31…電圧調整部、
32…電流測定部、
33…DSP。
Claims (11)
- 制御対象となる物理量の値が周期的に変化するように複数種類の負荷を駆動する駆動装置であって、
上記物理量の目標値を設定する設定手段と、
上記物理量の現在値を検出する検出手段と、
上記目標値と上記検出手段で得た検出値との偏差を算出する算出手段と、
上記算出手段で算出した過去の偏差を負荷毎に記憶する記憶手段と、
上記記憶手段で記憶した過去の所定周期前の偏差を参照して上記物理量に対応する操作量を負荷毎に決定する決定手段と、
上記決定手段で決定した操作量に基づき、上記負荷を駆動する駆動手段と、
を備え、
上記決定手段は、各負荷の上記物理量に対応する操作量を、他の負荷の上記物理量に対応する操作量の決定と重ならないタイミングで決定することを特徴とする駆動装置。 - 上記記憶手段は、上記物理量がステップ状に変化するタイミングの偏差を記憶することを特徴とする請求項1記載の駆動装置。
- 上記記憶手段は、上記物理量がステップ状に上昇したタイミングでの偏差を記憶することを特徴とする請求項2記載の駆動装置。
- 上記決定手段は、計算に使用するパラメータを調整し、上記操作量を決定することを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の駆動装置。
- 上記記憶手段及び決定手段は、上記設定手段、検出手段、及び算出手段を用いたPID(Propotional Integral Derivative)制御系に対して追加されたものであることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の駆動装置。
- 周期中に負荷が駆動されない期間を含み、
上記決定手段は、上記駆動されない期間に上記物理量に対応する操作量を決定することを特徴とする請求項1〜5いずれか記載の駆動装置。 - 制御対象となる物理量の値が周期的に変化するように複数種類の光源素子を駆動する光源駆動装置であって、
上記物理量の目標値を設定する設定手段と、
上記物理量の現在値を検出する検出手段と、
上記目標値と上記検出手段で得た検出値との偏差を算出する算出手段と、
上記算出手段で算出した過去の偏差を光源素子毎に記憶する記憶手段と、
上記記憶手段で記憶した過去の所定周期前の偏差を参照して上記物理量に対応する操作量を光源素子毎に決定する決定手段と、
上記決定手段で決定した操作量に基づき、上記光源素子を駆動する駆動手段と、
を備え、
上記決定手段は、各光源素子の上記物理量に対応する操作量を、他の光源素子の上記物理量に対応する操作量の決定と重ならないタイミングで決定することを特徴とする光源駆動装置。 - 制御対象となる物理量の値が周期的に変化するように駆動される複数種類の発光素子と、
上記物理量の目標値を設定する設定手段と、
上記物理量の現在値を検出する検出手段と、
上記目標値と上記検出手段で得た検出値との偏差を算出する算出手段と、
上記算出手段で算出した過去の偏差を発光素子毎に記憶する記憶手段と、
上記記憶手段で記憶した過去の所定周期前の偏差を参照して上記物理量に対応する操作量を発光素子毎に決定する決定手段と、
上記決定手段で決定した操作量に基づき、上記発光素子を駆動する駆動手段と、
を備え、
上記決定手段は、各発光素子の上記物理量に対応する操作量を、他の発光素子の上記物理量に対応する操作量の決定と重ならないタイミングで決定することを特徴とする光源装置。 - 供給される制御対象となる物理量の値が周期的に変化するように駆動される複数種類の発光素子と、
上記物理量の目標値を設定する設定手段と、
上記物理量の現在値を検出する検出手段と、
上記目標値と上記検出手段で得た検出値との偏差を算出する算出手段と、
上記算出手段で算出した過去の偏差を発光素子毎に記憶する記憶手段と、
上記記憶手段で記憶した過去の所定周期前の偏差を参照して上記物理量に対応する操作量を発光素子毎に決定する決定手段と、
上記決定手段で決定した操作量に基づき、上記発光素子を駆動する駆動手段と、
画像信号を入力する入力手段と、
上記入力手段で入力した画像信号に基づいた画像を表示し、上記発光素子からの発光を用いて光像を形成して表示素子と、
上記表示素子で形成された光像を被投影対象に向けて投影する投影手段と、
を備え、
上記決定手段は、各発光素子の上記物理量に対応する操作量を、他の発光素子の上記物理量に対応する操作量の決定と重ならないタイミングで決定することを特徴とする投影装置。 - 制御対象となる物理量の値が周期的に変化するように複数種類の負荷を駆動する駆動方法であって、
上記物理量の目標値を設定する設定工程と、
上記物理量の現在値を検出する検出工程と、
上記目標値と上記検出工程で得た検出値との偏差を算出する算出工程と、
上記算出工程で算出した過去の偏差を負荷毎に記憶する記憶工程と、
上記記憶工程で記憶した過去の所定周期前の偏差を参照して上記物理量に対応する操作量を負荷毎に決定する決定工程と、
上記決定工程で決定した操作量に基づき、上記負荷を駆動する駆動工程と、
を有し、
上記決定工程は、各負荷の上記物理量に対応する操作量を、他の負荷の上記物理量に対応する操作量の決定と重ならないタイミングで決定することを特徴とする駆動方法。 - 制御対象となる物理量の値が周期的に変化するように複数種類の光源素子を駆動する光源駆動装置であって、
上記物理量の目標値を設定する設定手段と、
上記物理量の現在値を検出する検出手段と、
上記目標値と上記検出手段で得た検出値との偏差を算出する算出手段と、
上記算出手段で算出した過去の偏差を光源素子毎に記憶する記憶手段と、
上記記憶手段で記憶した過去の所定周期前の偏差を参照して上記物理量に対応する操作量を光源素子毎に決定する決定手段と、
上記決定手段で決定した操作量に基づき、上記光源素子を駆動する駆動手段と、
を備え、
上記光源素子の点灯期間は、上記物理量の測定と記憶とを行なう学習点灯期間と、上記学習点灯期間後の、学習制御によって制御される操作量により点灯させる点灯期間と、を含み、
上記学習点灯期間は、上記光源素子の上記物理量に対応する操作量の決定と重ならないタイミングであることを特徴とする光源駆動装置。
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