(57)【要約】【課題】  プロジェクタの構成部品の付加や設計変更を最小限にし、高圧光源の点灯時に回路ブロックへの悪影響を防止する画像表示装置を提供する。【解決手段】  本発明に係るプロジェクタ１は、高電圧を印加することで点灯可能な高圧放電ランプ３０と、信号処理を行う回路ブロック（ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０、ＵＳＢ制御回路１８０）と、ランプ３０からの光を変調する変調手段（ＤＭＤ７０）と、変調された光を投射する投射手段８０と、ランプ３０の点灯開始時に、回路ブロックの機能を一時停止させる機能停止手段９０とを有するものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧光源と、
画像信号等の信号処理を行う回路ブロックと、
高圧光源からの光を変調する変調手段と、
変調された光を投射する投射手段と、
高圧光源の点灯開始時に、回路ブロックの機能を一時停止させる機能停止手段とを有する、画像表示装置。
【請求項２】
機能停止手段は、ファームウエアと、当該ファームウエアによって動作が制御される処理装置とを含み、当該ファームウエアは処理装置に回路ブロックの機能を停止させるための停止命令を出力させる、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
回路ブロックは、周辺機器と信号の送受を行うためのインターフェース回路を含み、前記機能停止手段はインターフェース回路の機能を一時停止させる、請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記インターフェース回路は、ＵＳＢ規格により信号の送受を行うＵＳＢ制御回路を含み、当該ＵＳＢ制御回路は、前記停止命令に応答して機能を一時停止する、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】
ＵＳＢ制御回路は、差動入力バッファを含み、当該差動入力バッファは前記停止命令に応答して機能を一時停止する、請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記回路ブロックは、クロック信号に同期して動作可能であり、前記機能停止手段は、前記回路ブロックへのクロック信号の供給を停止する、請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項７】
機能停止手段は、画像表示装置の電源が投下されたとき、一定時間の遅延後に回路ブロックを動作させる、請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影型の高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）システムやビデオプロジェクタ等に使用される投影型のプロジェクタに関し、特に、放電ランプの点灯開始時の動作制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影型のプロジェクタは、液晶素子やＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等の空間変調デバイスを用い、光源からの光を変調させ、スクリーン上へカラー画像の表示を行うものである。
【０００３】
出願人は、先に、特許文献１に画像表示装置を開示している。この画像表示装置は、白色光源と、白色光源からの光線を２次光源として集光する集光ミラーと、２次光源の位置に配置され、白色光を時間的に光の３原色に分解するカラーフィルタと、コンデンサレンズと、第１及び第２の折り返しミラーと、２次元に配列された各ピクセルの微小ミラーの傾きを変化させることにより反射光の角度を変化させてオン／オフ状態を作る反射表示手段と、この反射表示手段によって表された画像をスクリーンに拡大して投影する投影レンズとを備えるものである。
【０００４】
図７は、従来の画像表示装置の構成例を示す図である。同図において、４００は白色光源のアーク（発光点）、４１０は集光ミラーとしての楕円ミラー、４２０は輪帯部分が光の三原色（赤、緑、青）に分割された回転可能なカラーフィルタ、４３０は光学部品であるライトトンネル、４４０はコンデンサレンズ、４５０は折り返しミラーとしての平面ミラー、４６０は第２の折り返しミラーとしての球面ミラー、４７０は後述する反射表示手段としてのＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）、４８０は第２のコンデンサレンズ、４９０は投影レンズである。
【０００５】
ここで、ＤＭＤは、非特許文献１に記載されているように、２次元的に配列した各ピクセルが微小なミラーから構成され、各ピクセルの直下に配置されたメモリー素子による静電界作用によって微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることで、オン／オフ状態を作る反射形表示素子である。ピクセルがオフ状態では、ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズに入射せず、ピクセルがオン状態では、ピクセルの微小ミラーによる反射光が投影レンズ５７に入射してスクリーンに画像を形成するように光学系部品が配置されている。なお、各ピクセルの微小ミラーのオン時の傾き角は、ＤＭＤの光線の入射面に対して１０から１２度程度と決められている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２６８０１０号
【非特許文献１】「光学」、Ｖｏｌ．２５、Ｎｏ．６、ｐ３１３〜３１４、１９９６年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のプロジェクタは、例えばＲＧＢ入力端子を介して電子機器等から投影用の画像データを入力していたが、近年、種々のマルチメディア機器の出現に伴い、これらの機器との拡張性を得る必要性が生じている。特に、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格によるデータ通信を可能とする電子機器が増加しているため、ＵＳＢインターフェースをもつプロジェクタの需要も急務である。
【０００８】
しかしながら、プロジェクタの場合、通常の電子機器と異なり、光源に高電圧を印加するランプを用いるため、ランプの点灯時の高電圧が、電子回路を実装した回路ブロックに悪影響を与えたり、誤動作を引き起こすおそれがある。例えば、微小な差動電圧入力で動作しているＵＳＢ機能ブロックが異常な状態になり、後に、システムシャットダウンの原因となる場合があった。このような事態に対処するために、回路ブロックの設計を変更して、耐高電圧に優れたものを開発することも考えられるが、それでは汎用の回路ブロックを用いることができないため、高コスト化を招いてしまう。また、新製品毎に、その製品に適用する部品の解析や設計変更が必要となり、製造コストと共に開発期間の長期化を招いてしまう。
【０００９】
そこで本発明の目的は、プロジェクタの構成部品の付加や設計変更を最小限にし、高圧光源の点灯時に回路ブロックへの悪影響を防止する画像表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像表示装置は、高圧光源と、画像信号等の信号処理を行う回路ブロックと、高圧光源からの光を変調する変調手段と、変調された光を投射する投射手段と、高圧光源の点灯開始時に、回路ブロックの機能を一時停止させる機能停止手段とを有するものである。ここで、回路ブロックは、所定の機能を実行するための半導体集積回路素子などの電子部品一般をいう。
【００１１】
好ましくは、機能停止手段は、ファームウエアと、当該ファームウエアによって動作が制御される処理装置とを含み、当該ファームウエアは処理装置に回路ブロックの機能を停止させるための停止命令を出力させる。
【００１２】
好ましくは、回路ブロックは、周辺機器と信号の送受を行うためのインターフェース回路を含み、機能停止手段はインターフェース回路の機能を一時停止させる。インターフェース回路は、例えば、ＵＳＢ規格により信号の送受を行うＵＳＢ制御回路を含み、当該ＵＳＢ制御回路は、前記停止命令に応答して機能を一時停止する。この場合、ＵＳＢ制御回路は、差動入力バッファを含み、当該差動入力バッファは前記停止命令に応答して機能を一時停止することができる。
【００１３】
好ましくは、回路ブロックは、クロック信号に同期して動作可能であり、前記機能停止手段は、前記回路ブロックへのクロック信号の供給を停止するようにすることができる。また、機能停止手段は、画像表示装置の電源が投下されたとき、一定時間の遅延後に回路ブロックを動作させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る画像表示装置によれば、高圧光源の点灯時に、回路ブロックの機能を一時停止する機能停止手段を設けたので、高電圧によって回路ブロックが誤動作等の影響を受けることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係るプロジェクタは、ＤＭＤを用いた投射型プロジェクタにおいて実施される。以下、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は、本実施例に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。プロジェクタ１は、電源を供給する電源回路１０と、電源回路１０から供給される電力を用いてランプを駆動するランプ駆動回路２０と、点灯時に高電圧を印加されるメタルハライドランプやキセノンランプ等の放電ランプ３０と、ランプ３０から発せられた光を少なくとも赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に時分割的に分離するカラーホイール装置４０と、カラーホイール装置４０からの光を入射し、均一な強度の光線束を出力するライトトンネル５０と、反射ミラー６０と、ピクセル毎に微小ミラーをアレイ状に配列させたＤＭＤ７０と、ＤＭＤ７０のオン状態の光を入射し拡大して投影する投影レンズ８０とを含んでいる。
【００１７】
さらに図１において、ファームウエア９０は、ＣＰＵ１００の動作を制御するためのプログラムを含み、ＣＰＵ１００は、ファームウエア９０のプログラムに従い各部を制御する信号や命令を出力する。操作入力１１０は、ユーザーからの操作をＣＰＵ１００へ伝えるためのインターフェースを構成する。例えば、プロジェクタの電源のオン・オフ操作、ランプのオン・オフ操作、明るさ調整の操作などがＣＰＵ１００へ伝えられる。
【００１８】
クロック発生器１２０は、ＣＰＵ１００からのイネーブル信号ＥＮに応答して所定の周波数のクロック信号を生成する。好ましくはクロック信号は、ＤＭＤ制御部１００、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０に供給され、これらの回路がクロックに同期して動作される。ＤＭＤ制御部１３０は、ＣＰＵ１００からのイネーブル信号ＥＮおよびクロック信号ＣＬＫに同期して動作可能であり、画像メモリ１４０から供給される画像データをＲ、Ｇ、Ｂの画像プレーンデータに変換し、これをＤＭＤ７０へ出力する。
【００１９】
画像メモリ１４０は、ＣＰＵ１００からのイネーブル信号ＥＮおよびクロック信号に同期して動作可能であり、例えば、ビデオＲＡＭなどを用いて構成される。画像メモリ１４０には、インターフェース回路１５０から画像データまたはビデオデータが供給される。好ましくは、これらの画像データまたはビデオデータは、クロック信号ＣＬＫに同期して書き込まれ、また、クロック信号ＣＬＫに同期してフレーム単位で読み出される。さらに、画像メモリ１４０は、ＣＰＵ１００から供給されるテキストデータを画像データに合成することも可能である。
【００２０】
インターフェース回路１５０は、画像データ入力部１６０、ＵＳＢコネクタ１７０およびＵＳＢ制御化回路１８０を含んでいる。画像データ入力部１６０は、ＲＧＢ入力端子、ビデオ信号用の入出力端子、音声信号の入力端子等を含む。ＵＳＢ制御回路１８０は、ＵＳＢコネクタ１７０を介してＵＳＢ規格によるデータ通信を制御する。
【００２１】
図２に、電源回路１０およびランプ駆動回路２０の構成を示す。電源回路１０は、交流電源１２と、交流電源１２からの交流電圧を整流・平滑化する整流回路１４とを含む。ランプ駆動回路２０は、整流回路１４により平滑化された直流電圧を昇圧または降圧し電力供給を行う電力供給回路２２と、電力供給回路２２の電力を制御するＰＷＭ制御回路２８と、電力供給回路２２から供給される直流電圧を交流駆動電圧に変換するＡＣ駆動回路２４と、ランプ点灯時に高電圧をランプ３０に印加するイグナイタ回路２６とを有している。
【００２２】
図３は、ランプ３０への電力供給動作を説明する動作波形図である。操作入力１１０からプロジェクタ１の電源投下もしくはランプをオンにするスイッチ等の入力が行われると、ＣＰＵ１００は、図２（ａ）に示すように、時刻Ｔ０でＨレベルに立ち上がる動作開始信号を電源回路１０およびランプ駆動回路２０に供給する。
【００２３】
動作開始信号に応答して電力供給回路２２から所定の電圧がイグナイタ回路２６に供給され、イグナイタ回路２６は、図２（ｂ）に示すように、時刻Ｔ１において数千ボルトの高電圧Ｖｐを生成し、この高電圧Ｖｐがランプ３０に印加される。これによりランプ３０の電極間に放電が起こり、図２（ｄ）に示すように、ランプ電流Ｉｓが流れ出す。ランプ電流Ｉ２がＰＷＭ制御回路２８によって検知されると、ＰＷＭ制御回路２８の制御により電力供給回路２２による電力制御が開始され、図２（ｃ）に示すように、時刻Ｔ２においてＡＣ駆動回路２４によるＡＣ駆動が開始される。こうして、ランプ３０が安定的にＡＣ駆動点灯される。
【００２４】
上記したようにランプ３０の点灯時に、イグナイタ回路２６によってパルス状の高電圧Ｖｐが生成される。この高電圧Ｖｐに起因する高電界により周辺の電子回路が誤動作等の影響を受けるおそれがある。これを防止するために、本実施例では、ランプの点灯開始時である時刻Ｔ０−Ｔ２の期間、周辺の電子回路の機能を一時的に停止させる。この機能停止は、好ましくはファームウエア９０に含まれるプログラムによって行われる。
【００２５】
図４は、ファームウエアによる機能停止の動作フローチャートである。プロジェクタの電源が投下されたとき、またはランプ点灯の指示があったとき（ステップＳ１０１）、ＣＰＵ１００は、ファームウエア９０の制御下において、ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０に対して出力されるイネーブル信号ＥＮをＬレベルにする（ステップＳ１０２）。タイミングとしては、好ましくは図２（ｅ）に示すように、動作開始信号とほぼ同時刻Ｔ０である。ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０は、イネーブル信号ＥＮがＨのときアクティブであり、Ｌのときインアクティブである。したがって、ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０の機能が停止される。
【００２６】
次に、ＣＰＵ１００は、ランプ駆動回路２０によりランプ３０の点灯を開始させる（ステップＳ１０３）。これにより、イグナイタ回路２６が高電圧Ｖｐを発生し、この高電圧Ｖｐがランプ３０に印加され、ランプ３０が点灯する（ステップＳ１０４）。
【００２７】
ファームウエア９０には、Ｔ０−Ｔ２に相当する期間だけイネーブル信号ＥＮをＬレベルにするプログラムが組み込まれている。このため、ＣＰＵ１００は、ランプ３０のＡＣ駆動が開始される時刻Ｔ２とほぼ同時期に、ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０へのイネーブル信号ＥＮをＨレベルにする（ステップＳ１０５）。これにより、ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０が動作可能な状態になる（ステップＳ１０６）。
【００２８】
このように本実施例によれば、ランプ点灯開始時、すなわち高電圧Ｖｐが印加される期間、周辺の電子回路の機能を一時的に停止させることで、高電圧Ｖｐよる電子回路への誤動作等の障害を防止することができる。さらに、ファームウエアによって動作を制御することができるので、ハードウエハの変更が不要であり、言い換えれば、ハードウエアの完成後にファームウエアによって制御内容を決定したり、変更したりすることも可能である。これにより、プロジェクタの製造コストを増加させることなく、柔軟な設計仕様を備えたプロジェクタを提供することができる。
【００２９】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例では、ファームウエア９０において、時刻Ｔ１−Ｔ２に相当する期間をプログラムにて設定し、これによりイネーブル信号ＥＮのＬレベル期間を制御したが、第２の実施例では、ランプ点灯開始時のランプ電流Ｉｓに応答してイネーブル信号ＥＮを制御する。上記したように、ＰＷＭ制御回路２８がランプ電流Ｉｓを検知したとき、ＰＷＭ制御回路２８が検知結果をＣＰＵ１００に出力するようにする。そして、ＣＰＵ１００は、検知結果を入力したとき、イネーブル信号ＥＮをＬレベルからＨレベルにさせるようにしてもよい。
【００３０】
なお上記第１、第２の実施例では、イネーブル信号ＥＮのＬレベルの期間を設定するようにしたが、これに限らず、プロジェクタの電源投下時またはランプの点灯開始時に、時刻Ｔ０−Ｔ２の期間、イネーブル信号ＥＮがＬレベルからＨレベルに立ち上がるのを遅延させてもよい。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。第１、第２の実施例では、ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０の機能を停止させるためにイネーブル信号ＥＮを用いたが、クロック信号ＣＬＫの供給を停止するようにしてもよい。この場合、図５(ａ)に示すように、ＣＰＵ１００からのイネーブル信号ＥＮとクロック発生器１２０からのクロック信号ＣＬＫをアンドゲート２００に入力し、その出力信号をＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１６０に入力させ、イネーブル信号ＥＮがＨレベルの期間だけクロック信号ＣＬＫが供給されるようにしてもよい。
【００３２】
また、図５（ｂ）に示すように、アンドゲート２１０、２２０、２３０を用いて、ＤＭＤ制御部１３０、画像メモリ１４０およびＵＳＢ制御回路１８０へのクロック信号ＣＬＫの供給を個別に制御するようにしてもよい。ＵＳＢ制御回路１６０が同期クロック式で動作される場合、ランプ点灯開始期間に同期させて、ＵＳＢ制御回路１６０のみクロック信号の供給を停止させ、高電圧Ｖｐによるノイズによる外乱の影響からＵＳＢ制御回路１６０を保護する。なお、第３の実施例では、アンドゲートを用いることでイネーブル信号ＥＮと同期してクロック信号ＣＬＫの供給を停止させたが、これ以外にも、ファームウエア９０の制御下において、ＣＰＵ１００からクロック発生器１２０へのイネーブル信号ＥＮをＬレベルにし、一定期間、クロック発生器１２０の機能を停止させるようにしてもよい。
【００３３】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。図６は、ＵＳＢ制御回路１８０の内部回路を示す図である。ＵＳＢ制御回路１８０は、ＣＰＵ１００により制御されるＵＳＢコントローラ３００と入出力バッファ３１０とを含んでいる。入出力バッファ３１０は、ＵＳＢコントローラ３００から送信されるデータをシリアルバス（Ｄ＋、Ｄ−）を介してＵＳＢコネクタ１７０へ出力する出力バッファ３１２と、ＵＳＢコネクタ１７０からのデータをシリアルバス（Ｄ＋、Ｄ−）を介してＵＳＢコントローラ３００へ入力する入力バッファ３１４と、ＵＳＢコネクタのシリアルバスからのデータを入力する差動入力バッファ３１６とを備えている。差動入力バッファ３１６は、シリアルバスからデータの受信をしている間に動作し、その出力をＵＳＢコントローラ３００へ提供する。
【００３４】
ＵＳＢ規格では、入出力バッファ３１０の消費電力を低減させるために、ＵＳＢ機能が使用されていない期間、入出力バッファ３１２、３１４および差動入力バッファ３１６の動作を停止させることができる。これは、ＵＳＢコントローラ３００が出力バッファ３１２および差動入力バッファ３１６へサスペンド信号を出力することによって行われる。第４の実施例は、このサスペンド機能を利用するものであり、ＣＰＵ１００は、ランプ点灯開始時の時刻Ｔ０−Ｔ２期間だけＵＳＢコントローラ３００から入出力バッファ３１０へサスペンド信号３２０を出力させるようにする。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【００３６】
上記実施例では、光変調素子としてＤＭＤを用いた例を示したが、これ以外の光変調素子、例えば液晶素子などを用いたプロジェクタにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係るプロジェクタは、パーソナルコンピュータ、テレビ受像機、ＤＶＤ等の画像再生器などのデータソース源から得た画像データを投射する前面投射型、または背面投射型プロジェクタに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例に係るプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図２】電源回路およびランプ駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図３】ランプの点灯動作を説明する動作波形図である。
【図４】ランプ点灯時の回路ブロックの機能を停止させる動作フローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施例を説明する図である。
【図６】本発明の第４の実施例を説明する図である。
【図７】従来のプロジェクタの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１：プロジェクタ                  １０：電源回路
２０：ランプ駆動回路              ２２：電力供給回路
２４：ＡＣ駆動回路                ２６：イグナイタ回路
２８：ＰＷＭ制御回路              ３０：ランプ
４０：カラーホイール              ５０：ライトトンネル
７０：ＤＭＤ                      ９０：ファームウエア
１００：ＣＰＵ                    １２０：クロック発生器
１３０：ＤＭＤ制御部              １４０：画像メモリ
１５０：インターフェース回路      １７０：ＵＳＢコネクタ
１８０：ＵＳＢ制御回路            ３００：ＵＳＢコントローラ
３１０：入出力バッファ            ３１６：差動入力バッファ
【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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