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発明の名称 フォーカスコイル駆動回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−107321
公開日 平成7年(1995)4月21日
出願番号 特願平5−247878
出願日 平成5年(1993)10月4日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 行天 敬明
要約 目的
ブラウン管を使用した、ビデオプロジェクタにおいて、消費電力の少ないフォーカスコイル駆動回路を実現する事を目的とする。

構成
フォーカスコイルに流れる電流を制御する素子の電源を、正電源と接地に交互に切り替える事により、電流を制御する素子の消費電力を低減させるフォーカスコイル駆動回路。
特許請求の範囲
【請求項1】 陰極が接地された正電源と、前記正電源の陽極を入力とし、前記正電源を接続切断して出力するスイッチと、陽極が接地され陰極が前記スイッチの出力に接続されたダイオードと、陽極が接地された負電源と、前記正電源の陽極と前記負電源の陰極を電源入力とし、入力信号を正の入力とし、電流検出抵抗の一方の端子の電圧を負入力とするオペアンプと、前記スイッチの出力を入力とし、前記オペアンプの出力で制御する電流制御素子と、前記電流制御素子の出力と前記オペアンプの負入力端子との間に接続されるフォーカスコイルと、一方の端子が前記オペアンプの負入力と前記フォーカスコイルとに接続され、他方の端子が接地される電流検出抵抗とを有することを特徴とするフォーカスコイル駆動回路。
【請求項2】 陽極が第1のスイッチ1に接続され陰極が第2のスイッチ2に接続された第1の正電源1と、前記正電源1の陰極と前記第2のスイッチ2とを陽極と接続し、陰極を接地した第2の正電極2と、陽極が接地され陰極が前記スイッチSW1の出力と前記スイッチSW2の出力に接続されたダイオードと、陽極が接地された負電源と、前記第1の正電源1の陽極と前記負電源の陰極を電源入力とし、入力信号を正の入力とし、電流検出抵抗の一方の端子の電圧を負入力とするオペアンプと、前記第2のスイッチ2の出力を入力とし、前記オペアンプの出力によって制御する電流制御素子と、前記電流制御素子の出力と前記電流検出抵抗の前記オペアンプの負入力に接続される端子の間に接続されるフォーカスコイルと、一方の端子が前記オペアンプの負入力に接続され他方の端子が接地される前記電流検出抵抗を持つように構成されたことを特徴とするフォーカスコイル駆動回路。
【請求項3】 陰極が接地された正電源2と、陰極が前記正電源2の陽極に接続された正電源1と、前記正電源2の陰極を入力とし、前記正電源2の陰極を接続、切断して出力するスイッチSW4と、前記正電源2の陽極を入力とし、前記正電源2を接続、切断して出力するスイッチSW3と、前記正電源2の陽極を入力とし、前記正電源2を接続、切断して出力するスイッチSW2と、前記正電源1の陽極を入力とし、前記正電源1を接続、切断して出力するスイッチSW1と、陽極が接地され陰極が前記スイッチSW3の出力とダイオードD3の陰極に接続されたダイオードD4と、陽極が接地された負電源と、その端子の片方が前記SW1の出力に接続され、もう片方の端子が前記スイッチSW2の出力と、前記スイッチSW4の出力に接続されるコンデンサーC1と、その陽極が前記スイッチSW1の出力に接続されるダイオードD2と、一方の端子が前記ダイオードD2の陰極に接続され他方の端子が接地されるコンデンサーC2と、前記ダイオードD2の陰極と、前記負電源の陰極を、電源入力とし、入力信号S1を正の入力とし、電流検出抵抗の一方の端子の電圧を負入力とするオペアンプと、前記スイッチSW1の出力にその陽極が接続されその陰極が前記SW3の出力に接続される前記ダイオードD3と、前記スイッチSW3の出力を入力とし、前記オペアンプの出力によって制御し出力する電流制御素子と、前記電流制御素子の出力と、前記電流検出抵抗の前記オペアンプの負入力に接続される端子の間に接続されるフォーカスコイルと、片方の端子が、前記オペアンプの負入力に接続され、もう片方の端子が接地される、前記電流検出抵抗を持つように構成されたことを特徴とするフォーカスコイル駆動回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラウン管を使用したビデオプロジェクタにおいて使用される、フォーカスコイル駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ブラウン管を使用したビデオプロジェクタにおいて、高いフォーカス性能が必用な場合、電磁フォーカス方式が採用されている。
【0003】以下に従来のフォーカスコイル駆動回路の動作について説明する。図7は、従来のフォーカスコイル駆動回路のブロック図を示すものである。
【0004】図7において、36は正電源、37は負電源、38はオペアンプ、39は電流制御素子、40はフォーカスコイル、41は電流検出抵抗である。
【0005】図8は従来の電磁フォーカス回路に入力される入力信号S1と、フォーカスコイル40の両端に出力される電圧波形、フォーカスコイル40の電流波形、電流制御素子39の電圧波形を示すものである。
【0006】図7において、電流制御素子39は、オペアンプ38の出力に従い、正電源36の電源電圧を降下させフォーカスコイル40に印加する、フォーカスコイル40は、電流検出抵抗41と直列に接続されている為、その両端にはフォーカスコイル40に流れる電流に比例した電圧が生じる、オペアンプ38はこの電流検出抵抗に生じる電圧と、入力信号S1の差電圧を増幅して出力する、この様な構成から、オペアンプ40の増幅度が非常に大きい場合、電流検出抵抗41に生じる電圧と入力信号S1が同じになり、入力信号S1に比例した電流がフォーカスコイル40に流れる事になる。
【0007】通常フォーカスコイルに流される電流波形は、図8の入力信号S1に示すような、鋸波を2乗した波形である。フォーカスコイル40に印加される電圧は、コイルに流れる電流が印加された電圧の積分値になる関係から、図5のフォーカスコイル40の電圧に示すような、鋸状の波形になる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のフォーカスコイル駆動回路においては、入力信号S1が時間と共に減衰するタイミングにおいて、電流制御素子39の両端に発生する電圧が、正電源36の電圧とコイル40の電圧の和になるため、電流制限素子39に非常に大きな消費電力が発生する問題があった。また入力信号S1が時間と共に増加するタイミングにおいても、その値が小さい領域において電流制御素子39で低下させる電圧値が大きい為、電流制限素子39で消費する電力が大きくなる問題点があった。
【0009】本発明はかかる点に鑑み、入力信号S1が時間と共に減衰するタイミングにおいて、電流制御素子に印加する電源電圧を接地電位に切り替える事により、電流制限素子に発生する、大きな消費電力を低減したフォーカスコイル駆動回路を提供するものである。
【0010】また入力信号S1が時間と共に増加するタイミングにおいても、電流制御素子に印加する電源電圧を切り替え、電流制御素子に発生する消費電力を低減したフォーカスコイル駆動回路を、提供するものである。
【0011】また入力信号S1が時間と共に増加するタイミングにおいて、電流制御素子に印加する電源電圧の切り替えを、コンデンサを用いて、電圧を積み上げる事により細かく制御し、電源の種類を増やす事無しに、電流制御素子に発生する消費電力を更に低減したフォーカスコイル駆動回路を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、陰極が接地された正電源と、前記正電源の陽極を入力とし、前記正電源を接続切断して出力するスイッチと、陽極が接地され陰極が前記スイッチの出力に接続されたダイオードと、陽極が接地された負電源と、前記正電源の陽極と前記負電源の陰極を電源入力とし、入力信号を正の入力とし、電流検出抵抗の一方の端子の電圧を負入力とするオペアンプと、前記スイッチの出力を入力とし、前記オペアンプの出力で制御する電流制御素子と、前記電流制御素子の出力と前記オペアンプの負入力端子との間に接続されるフォーカスコイルと、一方の端子が前記オペアンプの負入力と前記フォーカスコイルとに接続され、他方の端子が接地される電流検出抵抗とを有することを特徴とするフォーカスコイル駆動回路により、上記課題を解決するものである。
【0013】
【作用】本発明のフォーカスコイル駆動回路によれば、入力信号が時間と共に減衰するタイミングにおいて、電流制限素子に発生する、大きな消費電力を、低減したフォーカスコイル駆動回路を提供できる。また入力信号が時間と共に増加するタイミングにおいて、電流制御素子に発生する消費電力を低減したフォーカスコイル駆動回路を、提供できる。また入力信号が時間と共に増加するタイミングにおいて、電源の種類を増やす事無しに電流制御素子に発生する消費電力を更に低減したフォーカスコイル駆動回路を提供できる。
【0014】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図1、図2、図3は本発明の実施例におけるフォーカスコイル駆動回路のブロック図を示すものである。図4は図1の本発明の実施例におけるフォーカス駆動回路の、入力信号と、各部の波形を示したものである、図5は図2の本発明の実施例におけるフォーカス駆動回路の、入力信号と各部の波形を示したものである、また図6は図3の本発明の実施例におけるフォーカス駆動回路の、入力信号と、各部の波形を示したものである。
【0015】図1において、1は正電源、2は負電源、3はスイッチ、4はダイオード、5はオペアンプ、6は電流制御素子、7はフォーカスコイル、8は電流検出抵抗である。
【0016】図1において、電流制御素子6は、オペアンプ5の出力に従い、入力された電圧を降下させフォーカスコイル7に印加する、フォーカスコイル7は、電流検出抵抗8と直列に接続されている為、その両端にはフォーカスコイル7に流れる電流に比例した電圧が生じる、オペアンプ5はこの電流検出抵抗に生じる電圧と、入力信号S1の差電圧を増幅して出力する、この様な構成から、オペアンプ5の増幅度が非常に大きい場合、電流検出抵抗8に生じる電圧と入力信号S1が同じになり、入力信号S1に比例した電流がフォーカスコイル7に流れる事になる。
【0017】通常フォーカスコイルに流される電流波形は、図4(a)の入力信号S1に示すような、鋸波を2乗した波形である。フォーカスコイル7に印加される電圧は、コイルに流れる電流が印加された電圧の積分値になる関係から、図4(b)のフォーカスコイル7の電圧に示すような鋸状の波形になる、フォーカスコイル7にこの様な鋸状の電圧を供給するためには、電源制御素子6の電源入力としてはこのフォーカスコイル7の電圧よりも高い電圧が印加されなければならない、スイッチ3は図4(d)のスイッチ3のON/OFFタイミングに示したタイミングでON/OFFする、スイッチ3がONの時ダイオード4は逆バイアスされOFFし電流制御素子へは正電源の電圧が印加される、またスイッチ3がOFFの時ダイオード4はフォーカスコイル7が発生する逆起電力で順バイアスされONし電流制限素子の電源電圧は接地電位になる、このようにして電源制御素子6の電源入力として必用な電圧波形(図4(c))を造りだし、電源制御素子6に供給する、この電圧波形は図8の電流制御素子39の電圧波形に比較してその平均値が小さいため従来のフォーカスコイル駆動回路に比較して、電流制御素子の消費電力を大幅に削減する事ができる。
【0018】図2において、9は正電源1、10は正電源2、11は負電源、12はスイッチSW1、13はスイッチSW2、14はダイオード、15はオペアンプ、16は電流制御素子、17はフォーカスコイル、18は電流検出抵抗である。
【0019】図2において、電流制御素子16は、オペアンプ15の出力に従い、入力された電圧を降下させフォーカスコイル17に印加する、フォーカスコイル17は、電流検出抵抗18と直列に接続されている為、その両端にはフォーカスコイル17に流れる電流に比例した電圧が生じる、オペアンプ15はこの電流検出抵抗18に生じる電圧と、入力信号S1の差電圧を増幅して出力する、この様な構成から、オペアンプ15の増幅度が非常に大きい場合、電流検出抵抗18に生じる電圧と入力信号S1が同じになり、入力信号S1に比例した電流がフォーカスコイル17に流れる事になる。
【0020】通常フォーカスコイルに流される電流波形は、図5(a)の入力信号S1に示すような、鋸波を2乗した波形である。フォーカスコイル17に印加される電圧は、コイルに流れる電流が印加された電圧の積分値になる関係から、図5(b)のフォーカスコイル17の電圧に示すような鋸状の波形になる、フォーカスコイル17にこの様な鋸状の電圧を供給するためには、電源制御素子16の電源入力としてはこのフォーカスコイル17の電圧よりも高い電圧が印加されなければならない。
【0021】スイッチ(SW2)13は図5(d)に示すスイッチ(SW2)13のON/OFFタイミングに示したタイミングでON/OFFする、スイッチ(SW2)13がONの時ダイオード14は逆バイアスされOFFし電流制御素子へは正電源(2)10の陽極の電圧が印加される。
【0022】スイッチ(SW1)12は図5に示すスイッチ(SW1)12のON/OFFタイミングに示したタイミングでON/OFFする。スイッチ(SW1)12がONの時ダイオード14は逆バイアスされOFFし電流制御素子へは正電源(1)9の陽極の電圧が印加される。
【0023】またスイッチ(SW1)12とスイッチ(SW2)13がOFFの時ダイオード14はフォーカスコイル17が発生する逆起電力で順バイアスされONし電流制限素子16の電源電圧は接地電位になる、このようにして電源制御素子16の電源入力として必用な電圧波形(図5(c))を造りだし、電源制御素子16に供給する。
【0024】この電圧波形は図8の電流制御素子39の電圧波形に比較してその平均値が小さいため従来のフォーカスコイル駆動回路に比較して、電流制御素子の消費電力を大幅に削減する事ができる。
【0025】図3において、19は正電源1、20は正電源2、21は負電源、23はスイッチSW1、24はスイッチSW2、25はスイッチSW3、26はスイッチSW4、27はダイオードD4、28はダイオードD2、29はダイオードD3、30はコンデンサC1、31はコンデンサC2、32はオペアンプ、33は電流制御素子、34はフォーカスコイル、35は電流検出抵抗である。
【0026】図3において、電流制御素子33は、オペアンプ32の出力に従い、入力された電圧を降下させフォーカスコイル34に印加する、フォーカスコイル34は、電流検出抵抗35と直列に接続されている為、その両端にはフォーカスコイル34に流れる電流に比例した電圧が生じる、オペアンプ32はこの電流検出抵抗35に生じる電圧と、入力信号S1の差電圧を増幅して出力する、この様な構成から、オペアンプ32の増幅度が非常に大きい場合、電流検出抵抗35に生じる電圧と入力信号S1が同じになり、入力信号S1に比例した電流がフォーカスコイル34に流れる事になる。
【0027】通常フォーカスコイルに流される電流波形は、図6(a)の入力信号S1に示すような、鋸波を2乗した波形である。フォーカスコイル34に印加される電圧は、コイルに流れる電流が印加された電圧の積分値になる関係から、図6のフォーカスコイル34の電圧に示すような鋸状の波形になる、フォーカスコイル34にこの様な鋸状の電圧を供給するためには、電源制御素子33の電源入力としてはこのフォーカスコイル34の電圧よりも高い電圧が印加されなければならない。
【0028】スイッチ(SW3)25は図6(d)に示すスイッチ(SW3)25のON/OFFタイミングに示したタイミングでON/OFFする、スイッチ(SW3)25がONの時ダイオード(D4)27は逆バイアスされOFFし電流制御素子へは正電源(2)20の陽極の電圧が印加される。
【0029】スイッチ(SW3)25は図6(d)に示すスイッチ(SW3)25のON/OFFタイミングに示したタイミングでON/OFFする。スイッチ(SW3)25がONの時ダイオード(D4)27は逆バイアスされOFFし、ダイオード(D3)29も逆バイアスされOFFし電流制御素子へは正電源(2)20の陽極の電圧が印加される。
【0030】スイッチ(SW1)23は図6(d)に示すスイッチ(SW1)23のON/OFFタイミングに示したタイミングでON/OFFする、スイッチ(SW1)23がONの時ダイオード(D4)27は逆バイアスされOFFし、ダイオード(D3)29は順バイアスされONし電流制御素子へは正電源(1)19の陽極の電圧が印加される。また同時にスイッチ(SW4)26が0Nする為、コンデンサ(C1)30は正電源(1)19の陽極電圧まで充電される。
【0031】スイッチ(SW2)24は図6(d)に示すスイッチ(SW2)24のON/OFFタイミングに示したタイミングでON/OFFする、スイッチ(SW2)24がONの時コンデンサ(C1)30のダイオード(D3)の陽極に接続された端子の電圧はコンデンサ(C1)30に充電されている電圧+正電源(2)20の陽極の電圧となるため、ダイオード(D4)27は逆バイアスされOFFし、ダイオード(D3)29は順バイアスされONし電流制御素子へは、コンデンサ(C1)30に充電されている電圧+正電源(2)20の陽極の電圧が印加される。また同時にダイオード(D2)28は順バイアスされONしコンデンサ(C2)31は、コンデンサ(C1)30に充電されている電圧+正電源(2)20の陽極の電圧まで充電される。
【0032】またスイッチ(SW1)23とスイッチ(SW2)24とスイッチ(SW3)25がOFFの時ダイオード(D4)27はフォーカスコイル34が発生する逆起電力で順バイアスされONし電流制限素子33の電源電圧は接地電位になる、このようにして電源制御素子33の電源入力として必用な電圧波形(図6(c))を造りだし、電源制御素子33に供給する。
【0033】この電圧波形は図5の電流制御素子39の電圧波形に比較してその平均値が小さいため従来のフォーカスコイル駆動回路に比較して、電流制御素子の消費電力を大幅に削減する事ができる。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明のフォーカスコイル駆動回路によれば、従来のフォーカスコイル駆動回路に比較してその消費電力を低減できる。




 

 


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