(57)【要約】【課題】制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って光源に供給する電力を制御するフィールドカラーシーケンシャル方式のプロジェクタを提供する。【解決手段】プロジェクタ１は、光源となるランプ１１、ランプ１１へ電力を供給する電力供給回路２１、ランプ１１が発生する光から予め定められた順に複数色の光の夫々を繰り返し生成するカラーホイール１２、各色の光を映像信号に基づいて変調する光変調素子１３、変調された各色の光を順に投射する投射光学系１４、制御パルスを電力供給回路２１に与える制御部２４を備えている。制御部２４は、供給電力に対応づけられたパルス幅又はデューティ比を有する素パルスからなる制御パルスを電力供給回路２１に与え、電力供給回路２１は与えられた制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って、ランプ１１へ供給する電力を決定し供給する。【選択図】図１
2008130522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された電力に応じた光量で発光する光源と、該光源へ電力を供給する電力供給回路と、前記光源が発生する光から予め定められた順に複数色の光の夫々を繰り返し生成する色生成手段と、該色生成手段が生成する各色の光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、変調された前記各色の光を投射する手段とを備えるプロジェクタにおいて、
制御パルスを前記電力供給回路に与える制御部を備え、
前記電力供給回路は、前記制御パルスの素パルスの幅に従って、前記光源へ供給する電力を決定するように構成してあること
を特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
供給された電力に応じた光量で発光する光源と、該光源へ電力を供給する電力供給回路と、前記光源が発生する光から予め定められた順に複数色の光の夫々を繰り返し生成する色生成手段と、該色生成手段が生成する各色の光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、変調された前記各色の光を投射する手段とを備えるプロジェクタにおいて、
制御パルスを前記電力供給回路に与える制御部を備え、
前記電力供給回路は、前記制御パルスの素パルスのデューティ比に従って、前記光源へ供給する電力を決定するように構成してあること
を特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
前記電力供給回路は、前記制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って、前記光源へ印加する電圧の極性反転を行うか否かを決定するように構成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記電力供給回路は、前記光源へ供給する電力を決定した後に与えられる前記制御パルスの素パルスの前縁部に同期して前記光源へ電力を供給するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記制御部は、前記色生成手段が複数色の光の夫々を生成する時間に同期して、前記制御パルスの素パルスを前記電力供給回路に与えるように構成してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記制御部は、前記電力供給回路が前記光源へ供給する電力の実効値を略一定に保つべく前記制御パルスを前記電力供給回路に与えるように構成してあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記映像信号に含まれる輝度信号を検出する手段を備え、前記制御部は、前記輝度信号に応じて前記制御パルスを前記電力供給回路に与えるように構成してあることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドカラーシーケンシャル方式のプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、外部へ光を投射することによって外部のスクリーン又は壁等に映像を投影するプロジェクタが用いられている。このようなプロジェクタは、液晶パネル又はＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の光変調素子に映像信号に基づいた画像を形成し、光変調素子で反射又は透過した光を外部へ投射することにより、光変調素子上の画像を外部へ投影する構成となっている。カラー画像を投影する方式には、光源から放射された白色光を透過させて透過色が赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）となる各ＲＧＢフィルタ並びに透過色が白色（Ｗ）のままのＷフィルタを備えたカラーホイールを採用して各色の画像を時分割で投影することによってカラー画像を投影するフィールドカラーシーケンシャル方式がある。また、光源で生じるフリッカの抑制を目的として光源に供給する電流にパルス電流を重畳する技術が特許文献１に開示されている。しかし、フィールドカラーシーケンシャル方式のプロジェクタでは、光源に供給する供給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、投影される映像にフリッカが見える場合があるため、カラーホイールの回転とパルス電流の重畳を同期させる必要がある。そのため、制御回路から電流供給回路へカラーホイールの回転に同期した制御パルスを入力してパルス電流を重畳するか否かを制御する技術が特許文献２及び３に開示されており、これらの技術は、投影画像の輝度及びホワイトバランスの改善することを更なる目的とする。
【０００３】
図１１は、従来のフィールドカラーシーケンシャル方式のプロジェクタの構造を示すブロック図である。フィールドカラーシーケンシャル方式のプロジェクタは、回転軸周りにＲＧＢＷの各色のフィルタに分割された円盤状のカラーホイール１０６を備えている。電流供給回路１０４は、光源１０１に電流を供給する。制御部１１０は、回転制御信号をカラーホイール１０６の図示しない駆動回路に出力することにより、カラーホイール１０６の回転速度等を制御する。また、制御部１１０は、カラーホイール１０６の図示しない検出回路から回転位置を検出し、回転位置に同期した制御パルスを電流供給回路１０４に与えて光源１０１に供給する電流にパルス電流の重畳を行うか否かを制御する。回転するカラーホイール１０６に光源１０１からの光をレンズ１０５を介して透過させ、透過した光をレンズ１０７を介して光変調素子１０８へ照射させる。光変調素子１０８は、映像信号に基づき照射された色の光に対応する画像を形成する。画像を形成した光変調素子１０８で反射した光は、投射レンズ１０９を介して図示しないスクリーン上に照射され各色の画像が時分割で投影される。プロジェクタが投影する画像を目視した利用者は、時分割で投影された各色の画像を合わせてカラー画像であると認識する。
【０００４】
図１２は、従来技術におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電流の対応関係を示すタイミングチャートである。図１２（ａ）は、各時点において光源１０１からの光がカラーホイール１０６中のいずれの透過色のフィルタを透過するかをＲＧＢＷで示している。図１２（ｂ）は、制御部１１０が電流供給回路１０４へ与える制御パルスを示している。図１２（ｃ）は、電流供給回路１０４が光源１０１に供給する電流を示している。図１２に示す例では、制御部１１０は、制御パルスとして透過色Ｗの光が生成される時間と同期しており、Ｗの透過光が生成される時間に対応するパルス幅を有する素パルスを電流供給回路１０４に与える。電流供給回路１０４は制御パルスの素パルスに同期して、光源１０１に供給する電流にパルス電流を重畳し、透過色Ｗの光が生成される時間においてのみ、光源１０１へ供給する電流を増大させる。これにより、光源１０１が放射する白色光の光量が増大し、投射画像の輝度が増大する。
【特許文献１】特開２００３−２７２８７９号公報
【特許文献２】特開２００４−２１２８９０号公報
【特許文献３】特開２００５−３５３４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかるに、投影画像の輝度及びホワイトバランスを最適化するには、供給電流に重畳するパルス電流のパルス電流値及びパルス幅を自在に変更することが可能であることが望ましいが、従来のプロジェクタは、制御パルスによりパルス電流の重畳の有無を制御することが可能であるものの、パルス電流のパルス電流値とパルス幅の両方を制御することが不可能であるという問題がある。また、光源の信頼性及び寿命を確保するためには、光源に供給される電力の実効値を一定、すなわち定格電力で駆動する必要があるが、従来のプロジェクタでは、きめ細かな電力制御を行うことが不可能であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、制御部から与えられた制御パルスの素パルスの幅に従って、光源へ供給する電力を決定するように構成することにより、光源へ供給する電力を制御し、投射画像の輝度及びホワイトバランスを最適に調整することが可能となるプロジェクタを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、制御部から与えられた制御パルスの素パルスのデューティ比に従って、光源へ供給する電力を決定する電力供給装置を備えることにより、電力制御を行うことが可能なプロジェクタを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って、光源へ印加する電圧の極性反転を行うか否かを決定する電力供給回路を備えることにより、光源を交流駆動させて、光源に直流ランプだけでなく、交流ランプも使用することが可能なプロジェクタを提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、光源へ供給する電力を決定した後に制御部から与えられる制御パルスの素パルスの前縁部に同期して光源へ電力を供給する電力供給回路を備えることにより、供給する電力を決定するために必要な処理時間を十分に確保することが可能なプロジェクタを提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、色生成手段が複数色の光の夫々を生成する時間に同期して制御パルスの素パルスを電力供給回路に与える制御部を備えることにより、電力供給回路は、複数色の光の夫々に同期して光源に電力を供給し、光源へ供給する電力の変化に伴う表示画像の乱れを抑えることが可能となるプロジェクタを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、電力供給回路が光源へ供給する電力の実効値を略一定に保つように制御パルスを電力供給回路に与える制御部を備えることにより、光源を定格電力で駆動することが可能なプロジェクタを提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、映像信号に含まれる輝度信号を検出する手段及び輝度信号に応じた制御パルスを電力供給回路に与える制御部を備えることにより、映像信号に応じて供給電力を随時制御して、最適な輝度とホワイトバランスを得ることが可能なプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るプロジェクタは、供給された電力に応じた光量で発光する光源と、該光源へ電力を供給する電力供給回路と、前記光源が発生する光から予め定められた順に複数色の光の夫々を繰り返し生成する色生成手段と、該色生成手段が生成する各色の光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、変調された前記各色の光を投射する手段とを備えるプロジェクタにおいて、制御パルスを前記電力供給回路に与える制御部を備え、前記電力供給回路は、前記制御パルスの素パルスの幅に従って、前記光源へ供給する電力を決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１４】
本発明にあっては、色生成手段によって光源が発生する光から予め定められた順に複数色の光の夫々が繰り返し生成され、光変調素子によって各色の光は変調されて投射される。また、制御部は、電力供給回路に制御パルスを与え、電力供給回路は、制御パルスの素パルスの幅に従って、光源へ供給する電力を決定し、プロジェクタの輝度及びホワイトバランスを調整する。
【００１５】
本発明に係るプロジェクタは、供給された電力に応じた光量で発光する光源と、該光源へ電力を供給する電力供給回路と、前記光源が発生する光から予め定められた順に複数色の光の夫々を繰り返し生成する色生成手段と、該色生成手段が生成する各色の光を映像信号に基づいて変調する光変調素子と、変調された前記各色の光を投射する手段とを備えるプロジェクタにおいて、制御パルスを前記電力供給回路に与える制御部を備え、前記電力供給回路は、前記制御パルスの素パルスのデューティ比に従って、前記光源へ供給する電力を決定するように構成してあること特徴とする。
【００１６】
本発明にあっては、色生成手段によって光源の発生する光から予め定められた順に複数色の光の夫々が繰り返し生成され、光変調素子によって各色の光は変調されて投射される。制御部は、電力供給回路に制御パルスを与え、電力供給回路は、制御パルスの素パルスのデューティ比に従って、光源へ供給する電力を決定して供給し、プロジェクタの輝度及びホワイトバランスを調整する。
【００１７】
本発明に係るプロジェクタは、前記電力供給回路は、前記制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って、前記光源へ印加する電圧の極性反転を行うか否かを決定するように構成してあることを特徴とする。
【００１８】
本発明にあっては、制御部は、電力供給回路が光源へ印加する印加電圧の極性反転の有無及び電力を制御すべく制御パルスを電力供給回路に与える。電力供給回路は、光源へ電力を供給する場合、制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って、光源へ印加する電圧の極性反転を行うか否かを決定する。
【００１９】
本発明に係るプロジェクタは、前記電力供給回路は、前記光源へ供給する電力を決定した後に与えられる前記制御パルスの素パルスの前縁部に同期して前記光源へ電力を供給するように構成してあることを特徴とする。
【００２０】
本発明にあっては、電力供給回路は、光源へ供給する電力を決定した後に制御部から与えられた制御パルスの素パルスの前縁部に同期して光源へ電力を供給する。
【００２１】
本発明に係るプロジェクタは、前記制御部は、前記色生成手段が複数色の光の夫々を生成する時間に同期して、前記制御パルスの素パルスを前記電力供給回路に与えるように構成してあることを特徴とする。
【００２２】
本発明にあっては、制御部は、色生成手段が複数色の光の夫々を生成する時間に同期して、制御パルスの素パルスを電力供給回路に与え、電力供給回路は、制御パルスに従い複数色の光の夫々に同期して光源に電力を供給し、プロジェクタの輝度及びホワイトバランスを調整する。
【００２３】
本発明に係るプロジェクタは、前記制御部は、前記電力供給回路が前記光源へ供給する電力の実効値を略一定に保つべく前記制御パルスを前記電力供給回路に与えるように構成してあることを特徴とする。
【００２４】
本発明にあっては、制御部は、電力供給回路が光源へ供給する電力の実効値を略一定に保つように制御パルスを電力供給回路に与え、電力供給回路は光源を定格電力で駆動させる。
【００２５】
本発明に係るプロジェクタは、前記映像信号に含まれる輝度信号を検出する手段を備え、前記制御部は、前記輝度信号に応じて前記制御パルスを前記電力供給回路に与えるように構成してあることを特徴とする。
【００２６】
本発明にあっては、制御部は、映像信号に含まれる輝度信号を検出し、輝度信号に応じて電力供給回路が光源へ供給する電力を制御し、映像信号に応じたプロジェクタの輝度及びホワイトバランスの調整を行う。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にあっては、制御部から与えられた制御パルスの素パルスの幅に従って、光源へ供給する電力を決定する電力供給装置を備えることにより、光源へ供給する電力の値及び時間幅を制御して、プロジェクタの輝度及びホワイトバランスを最適に調整することが可能となる。
【００２８】
本発明にあっては、制御部から与えられた制御パルスの素パルスのデューティ比に従って、光源へ供給する電力を決定する電力供給装置を備えることにより、供給する電力を放送形式の違い等によるフィールド周波数の変化に容易に追従させて様々なフィールド周波数の映像信号に対応することが可能となる。
【００２９】
本発明にあっては、制御部は、制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って、光源へ印加する電圧の極性反転を行うか否かを決定する電力供給回路を備えることにより、光源に直流ランプだけでなく、交流ランプも用いることが可能となる。
【００３０】
本発明にあっては、光源へ供給する電力を決定した後に制御部から与えられる制御パルスの素パルスの前縁部に同期して光源へ電力を供給する電力供給回路を備えることにより、供給する電力を決定するために必要な処理時間が十分に確保され、低速で安価な回路を電力供給回路に採用することが可能となる。
【００３１】
本発明にあっては、色生成手段が複数色の光の夫々を生成する時間に同期して制御パルスの夫々の素パルスを電力供給回路に与える制御部を備えることにより、電力供給回路は、複数色の光の夫々に同期して光源に電力を供給し、光源へ供給する電力の変化に伴う表示画像の乱れを抑えることが可能となる。
【００３２】
本発明にあっては、電力供給回路が光源へ供給する電力の実効値を略一定に保つように制御パルスを電力供給回路に与える制御部を備えることにより、電力供給回路は光源を定格電力で駆動させ、光源の信頼性及び寿命を確保することが可能となる。
【００３３】
本発明にあっては、映像信号に含まれる輝度信号を検出する手段を備えることにより、映像信号に応じて光源へ供給する電力を制御し、常時、最適な輝度とホワイトバランスを得ることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
実施の形態１
図１は、本発明のプロジェクタの構成を示すブロック図である。図中の白抜矢印は、光を示す。プロジェクタ１は、光源となるハロゲンランプ、メタルハライドランプ又は超高圧水銀ランプ等の白色光を放射する直流ランプからなるランプ１１及びランプ１１に電力を供給する電力供給回路２１を備える。電力供給回路２１及びランプ１１は、電力線で接続されており、ランプ１１は、電力供給回路２１から供給された電力に応じた光量の白色光を放射する。ランプ１１から放射された白色光は、カラーホイール１２に投射される。カラーホイール１２は、円盤の中心軸周りに夫々に固有の色の光を透過させる複数のフィルタを備えており、中心軸にモータが直結され、中心軸を回転軸としてモータによって回転する構成となっている。カラーホイール１２の各フィルタは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）となる透過光を生成する各ＲＧＢフィルタ並びに透過色が白色（Ｗ）のままのＷフィルタとなっており、ランプ１１から放射された白色光は、いずれかのフィルタを透過する。これによりカラーホイール１２は、回転に伴いＲＧＢＷ各色の色を繰り返し生成し、本発明に係る色生成手段として機能する。カラーホイール１２のフィルタを透過した各ＲＧＢＷのいずれかの色を有する光は、平板状の素子であるＤＭＤを用いてなる光変調素子１３に投射される。光変調素子１３は、映像信号に基づいた画像を形成し画像に対応して投射光を反射させる。光変調素子１３で反射されたＲＧＢＷの各色の光は、プリズム、投射レンズ及び投射レンズを駆動させるための機構等からなる投射光学系１４によって外部へ投射される。時分割でＲＧＢＷ各色の画像が外部のスクリーン又は壁等に投影され、使用者にはカラー画像として認識される。光変調素子１３には、液晶パネルを用いて光変調素子１３を透過した光を投射光学系１４によって外部へ投射しても良い。
【００３５】
映像入力部２５には、パーソナルコンピュータ又は映像再生装置等の外部装置が接続され、映像信号が入力される。プロジェクタ１は、演算を行うＣＰＵ、演算に必要なプログラム及び各種テーブル等の情報を記憶するＲＯＭ、並びに一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ等からなる制御部２４を備えている。映像入力部２５に入力された映像信号は制御部２４に与えられ、映像信号のフィールド周波数に同期した信号がカラーホイール制御部２２に与えられる。カラーホイール制御部２２は、映像信号のフィールド周波数の３倍の回転周波数となるようにカラーホイール１２に設けられた図示しないモータの回転を制御してカラーホイール１２を回転させる。カラーホイール１２の回転部分には、図示しない基準位置検出用マークが設けられている。また、図示しない基準位置検出用フォトインタラプタが設けられている。カラーホイール１２が回転する場合、基準位置検出用フォトインタラプタは、１回転毎に基準位置信号を制御部２４に対して出力する。
【００３６】
制御部２４は、基準位置信号に基づきランプ１１から放射される白色光がカラーホイール１２のＲＧＢＷのいずれのフィルタを透過しているかを判定し、映像信号に基づいて各色に対応する画像を光変調素子制御部２３に与える。また、制御部２４は、電力供給回路２１と信号線で接続されており、プロジェクタ１の輝度及びホワイトバランスの調整並びにランプ１１の定格電力駆動を行うように電力供給回路２１がランプ１１に供給する電力を制御すべく、ＲＧＢＷ各色が生成される時間に同期した素パルスからなる制御パルスを電力供給回路２１に与える。
【００３７】
電力供給回路２１は、図示しない直流電源回路、ＣＰＵ及びＲＯＭ等を備えており、ＲＯＭにはパルス幅又はデューティ比と電力値とを対応付けたテーブルが記憶されている。電力供給回路２１のＣＰＵは、制御部２４から与えられた制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比から、ＲＯＭに記憶されているテーブルを参照して電力値を決定し、直流電源回路からランプ１１に決定した電力値を有する電力を供給させる。なお、テーブルの内容が比較的簡素な場合には、ＣＰＵ及びＲＯＭ等の素子を使用せずに、ディスクリート部品のみで同様の処理を行うハードウェアを構築してもよい。
【００３８】
次に、パルス幅と供給電力との対応関係の例を示して、制御パルスによる供給電力の制御方法を具体的に説明する。図２は、実施の形態１におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電力の対応関係を示すタイミングチャートである。図中の横軸は、時間であり、ランプ１１からの白色光が透過しているカラーホイール１２のＲＧＢＷ各フィルタの位置、制御パルス及び供給電力を上から順に図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す。図２（ａ）に示すＴ0 、Ｔ1 、Ｔ2 及びＴ3 は、ランプ１１が放射する白色光がＢＲＧＷの各フィルタを透過して透過光が生成される時間を示している。図２（ｂ）は、制御部２４が電力供給回路２１へ与える制御パルスの波形を示している。制御パルスは、ｔ0 、ｔ1 、ｔ2 及びｔ3 のパルス幅を有する素パルスからなり、夫々期間Ｔ0 、Ｔ1 、Ｔ2 及びＴ3 に同期した区間で構成されている。
【００３９】
図２（ｃ）は、供給電力を示しており、Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 及びＰ3 は、各フィルタ位置に同期して電力供給回路２１からランプ１１へ供給される電力値を示している。図２に示すように電力供給回路２１は、与えられた制御パルスの素パルスの幅からＲＯＭに記憶されたテーブルを参照して電力値を決定し、次に与えられた制御パルスの素パルスの前縁部に同期してランプ１１へ決定した電力値を有する電力を供給する。すなわち、図２に示すように電力供給回路２１は、素パルスのパルス幅ｔ0 によって電力値Ｐ1 を決定し、次に与えられるパルス幅ｔ1 の素パルスの前縁部に同期して電力値Ｐ1 を有する電力を供給する。電力値Ｐ1 を決定したパルス幅ｔ0 の素パルスの次の素パルスのパルス幅ｔ1 によって電力値Ｐ2 を決定し、パルス幅ｔ2 の素パルスの前縁部に同期して電力値Ｐ2 を有する電力をランプ１１へ供給する。続いて、電力値Ｐ2 を決定したパルス幅ｔ1 の素パルスの次の素パルスのパルス幅ｔ2 によって電力値Ｐ3 を決定し、パルス幅ｔ3 の素パルスの前縁部に同期して電力値Ｐ3 を有する電力を供給し、さらに電力値Ｐ3 を決定したパルス幅ｔ2 の素パルスの次の素パルスのパルス幅ｔ3 によって電力値Ｐ0 を決定し、パルス幅ｔ0 を有する素パルスの前縁部に同期して電力値Ｐ0 を有する電力を供給する。以降、同様に電力値の決定及び電力の供給が繰り返される。
【００４０】
図３は、実施の形態１におけるパルス幅及び電力値を対応付けたテーブルの例を示すグラフである。このテーブルは、電力供給回路２１の図示しないＲＯＭに記憶されている。横軸は、パルス幅を、縦軸は、ランプ１１の定格電力を１００％とした場合の相対値で表された電力値を示している。図３に示すように、パルス幅０ｍｓ≦ｔ≦１．００ｍｓの範囲においては、パルス幅の増加に伴い電力値が線形に増加する線形関数に従い、電力値は０％≦Ｐ≦２００％の範囲となるように設定されている。また、ｔ＞１．００ｍｓの範囲においては、Ｐ＝２００％の一定の電力値となるように制限されている。図３は、パルス幅及び電力値が線形関数で関係付けられた一例であり、図中に記載されているパルス幅１．００ｍｓにおける電力値２００％等の数値は、これに限るものではない。
【００４１】
制御部２４は、電力供給回路２１がランプ１１に供給する電力の値を各ＲＧＢＷに対応した値に個別に制御するため、プロジェクタ１の輝度を最適に調整すると共に、ランプ１１に供給する電力の実効値（平均電力）をランプ１１の定格電力と一致するように制御することが可能である。電力の実効値は（Ｐ0 ＊Ｔ0 ＋Ｐ1 ＊Ｔ1 ＋Ｐ2 ＊Ｔ2 ＋Ｐ3 ＊Ｔ3 ）／（Ｔ0 ＋Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋Ｔ3 ）で計算される。図２に示す例では、透過色Ｂ及びＧの透過光が生成されている時間に供給される電力の値と、透過色Ｒの透過光が生成されている時間に供給される電力の値、Ｗの透過光が生成されている時間に供給される電力の値は、それぞれ異なる値に制御されており、映像のＲ成分を増大させて投射される映像のホワイトバランスを調整すると共に、Ｗ成分を増大させて投射される映像の輝度を増加させている。また、電力の実効値が１００％、換言すればランプ１１の定格電力に一致するように制御パルスの素パルスの幅ｔ0 、ｔ1 、ｔ2 及びｔ3 が調整されている。これにより、ホワイトバランス及び輝度の調整並びにランプ１１の定格電力駆動を同時に行うことが可能である。入力される映像信号の輝度及びランプ１１が放射する白色光の波長分布、カラーホイール１２の各フィルタの透過波長分布が経年劣化等により変化した場合、及びカラーホイール１２、投射光学系１４又はランプ１１等を交換した場合においても、制御部２４が電力供給回路２１に与える制御パルスの素パルスの幅を調整することによって制御部２４及び電力供給回路２１を構成する回路等を変更することなく対応することが可能である。
【００４２】
図２中の各色の透過光が生成される時間Ｔ0 、Ｔ1 、Ｔ2 及びＴ3 として夫々記載されている数値、１．５５ｍｓ、１．５５ｍｓ、１．５５ｍｓ及び０．９ｍｓは、１／（Ｔ0 ＋Ｔ1 ＋Ｔ2 ＋Ｔ3 ）で示されるカラーホイール１２の回転周波数、換言すればフィールドカラーシーケンシャルの駆動周波数を、映像信号のフィールド周波数６０Ｈｚの３倍の１８０Ｈｚとした場合の具体的な数値を示す例であり、これに限るものではない。また、図２中に示すパルス幅ｔ0 、ｔ1 、ｔ2 及びｔ3 として夫々記載されている数値、０．６ｍｓ、０．４ｍｓ、０．６７５ｍｓ及び０．４ｍｓ、並びに供給電力Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 及びＰ3 として夫々記載されている数値、８０％、１２０％、８０％及び１３５％は、図３の関係に基づき電力の実効値が１００％となるように設定された一例を示しており、これに限るものではない。
【００４３】
なお、パルス幅及び電力値を対応付けたテーブルは、パルス幅が増加するに従い、電力値を階段状に増加させる階段状関数に従っても良い。図４は、実施の形態１におけるパルス幅及び電力値を階段状関数に基づいて対応付けたテーブルの例を示すグラフである。パルス幅が０ｍｓ≦ｔ≦０．３７５ｍｓの範囲、０．３７５ｍｓ＜ｔ≦０．６２５ｍｓの範囲、及び０．６２５ｍｓ＜ｔの範囲にある夫々の場合につき、電力値が５０％、１００％、１５０％となるように設定されている。映像信号のフィールド周波数の変動等により制御パルスの素パルスの幅ｔが図４の区分された夫々の範囲内で揺らいだ場合でも、電力値Ｐは、一定値に保たれるため、電力の揺らぎを抑えることが可能となる。図４中のパルス幅として記載された数値、０．３７５ｍｓ及び０．６２５ｍｓ、並びに電力値として記載された数値、５０％、１００％及び１５０％は、一例でありこれに限るものではない。また、図４では、パルス幅を３種類の範囲に分割しているが、分割する範囲の数はこれに限るものではない。パルス幅及び電力値を対応づける関数は、電力供給回路２１又はランプ１１の電気特性によって決まる非線形関数としても良い。図３に示す電力制御を線形制御する場合と比較して非線形制御の場合は、簡便な制御回路で構成することが可能であるため、電力供給回路２１の部品点数が削減され、コストが低減される。
【００４４】
供給電力は、制御パルスの素パルスの前縁部に同期して供給する場合に限るものではなく、後縁部に同期して供給するようにしても良い。図５は、実施の形態１におけるパルスの後縁部に同期して電力を供給する場合のフィルタ位置、制御パルス及び供給電力の対応関係を示すタイミングチャートである。図５に示す記号及び数値は、図２と同様であり説明を省略する。図５に示すように、パルス幅ｔ0 を有する素パルスの後縁部に同期して電力値Ｐ1 を有する電力が供給されており、パルス幅ｔ1 、ｔ2 及びｔ3 を有する夫々の素パルスにおいても後縁部に同期して電力値Ｐ2 、Ｐ3 及びＰ0 を有する電力が夫々供給されている。尚、制御部２４は、制御パルスの素パルスとしてパルス幅が各素パルスのＨレベルの時間幅に対応する正極性の素パルスを出力する例を示したが、これに限るものではなく、各素パルスのＬレベルの時間幅に対応する負極性の素パルスを出力し、電力供給回路２１は負極性の素パルスからなる制御パルスに従って電力制御を行うように構成しても良い。
【００４５】
実施の形態２
制御部２４及び電力供給回路２１を、制御パルスの素パルスのデューティ比で供給電力を制御するように構成する例について説明する。本実施の形態は実施の形態１と同様な構成であり、その詳細な説明を省略する。図６は、実施の形態２におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電力との対応関係を示すタイミングチャートである。図中の横軸は、時間であり、ランプ１１からの白色光が透過しているカラーホイール１２のＲＧＢＷ各フィルタの位置、制御パルス及び供給電力を上から順に図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す。図６（ａ）に示すθ0 、θ1 、θ2 及びθ3 は、カラーホイール１２の軸に対して各フィルタ位置に占める角度幅を示しており、フィールドカラーシーケンシャルの駆動周波数を規定すれば時間幅へ一意に変換可能であり、ランプ１１からの白色光がＢＲＧＷの各フィルタを透過して透過光が生成される時間、すなわち図２のＴ0 、Ｔ1 、Ｔ2 及びＴ3 に対応する。図６（ｂ）は、制御部２４が電力供給回路２１へ与える制御パルスの波形を示している。制御パルスは、ｄ0 、ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 のデューティ比を有する素パルスを夫々有し、角度幅θ0 、θ1 、θ2 及びθ3 に同期した区間で構成されている。素パルスのデューティ比ｄ0 、ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 は、各区間の角度幅θ0 、θ1 、θ2 及びθ3 に対応する時間幅に占める夫々の素パルスのパルス幅の割合を示しており、０％から１００％の範囲の値を取り得る。
【００４６】
図６（ｃ）は、供給電力を示しており、Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 及びＰ3 は、各フィルタ位置に同期して電力供給回路２１からランプ１１へ供給される電力値を示している。電力供給回路２１は、与えられた制御パルスの素パルスのデューティ比からＲＯＭに記憶されたテーブルを参照して電力値を決定し、次に与えられた制御パルスの素パルスの前縁部に同期してランプ１１へ決定した電力値を有する電力を供給する。すなわち、図６に示すように電力供給回路２１は、制御パルスのデューティ比ｄ0 によって供給電力Ｐ1 を決定し、次に与えられるデューティ比ｄ1 のパルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ1 を供給する。同様に、デューティ比ｄ1 によって供給電力Ｐ2 を決定し、デューティ比ｄ2 の制御パルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ2 をランプ１１へ供給する。続いて、デューティ比ｄ2 によって供給電力Ｐ3 を決定し、デューティ比ｄ3 の制御パルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ3 を供給し、さらにデューティ比ｄ3 によって供給電力Ｐ0 を決定し、デューティ比ｄ0 のパルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ0 を供給する。以降、同様に電力値の決定及び電力の供給が繰り返される。
【００４７】
図７は、実施の形態２におけるデューティ比及び電力値を対応付けたテーブルの例を示すグラフである。横軸は、デューティ比を、縦軸は、ランプ１１の定格電力を１００％とした場合の相対値で表された電力値を示している。図７のように、デューティ比及び電力値との関係は、デューティ比が０％から１００％に増大するに従い、電力値が５０％から１５０％へ増加する線形関数に従う。図７は、デューティ比及び電力値が線形関数で関係付けられた一例であり、図中に記載されたｄ＝０％におけるＰ＝５０％、ｄ＝５０％におけるＰ＝１００％、ｄ＝１００％におけるＰ＝１５０％等の数値は、これに限るものではない。
【００４８】
制御部２４は、電力供給回路２１がランプ１１に供給する電力の値を各ＲＧＢＷに対応した値に個別に制御するため、プロジェクタ１の輝度を調整すると共に、ランプ１１に供給する電力の実効値（平均電力）をランプ１１の定格電力と一致するように制御することが可能である。電力の実効値は（Ｐ0 ＊θ0 ＋Ｐ1 ＊θ1 ＋Ｐ2 ＊θ2 ＋Ｐ3 ＊θ3 ）／（θ0 ＋θ1 ＋θ2 ＋θ3 ）で計算される。図６に示す例では、透過色Ｂ及びＧの透過光が生成されている角度幅（時間幅）に供給される電力の値と、透過色Ｒの透過光が生成されている角度幅（時間幅）に供給される電力の値、Ｗの透過光が生成されている角度幅（時間幅）に供給される電力の値は、それぞれ異なる値に制御されており、映像のＲ成分を増大させて投射される映像のホワイトバランスを調整する共に、Ｗ成分を増大させて投射される映像の輝度を増加させている。さらに、電力の実効値が１００％、換言すればランプ１１の定格電力に一致するように制御パルスの素パルスのデューティ比ｄ0 、ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 が調整されている。これにより、ホワイトバランス及び輝度の調整並びにランプ１１の定格電力駆動を同時に行うことが可能となる。入力される映像信号の輝度及びランプ１１が放射する白色光の波長分布、カラーホイール１２の各フィルタの透過波長分布が経年劣化等により変化した場合、及びカラーホイール１２、投射光学系１４又はランプ１１等を交換した場合においても、制御部２４が電力供給回路２１に与える制御パルスの素パルスのデューティ比を調整することによって制御部２４及び電力供給回路２１を構成する回路を変更することなく対応することが可能である。
【００４９】
図６中の各色の透過光が生成される角度幅θ0 、θ1 、θ2 及びθ3 として夫々記載されている数値、１００°、１００°、１００°、及び６０°は、各色の時間比率を実施の形態１と略同一とした場合の具体的な数値を示す例であり、これに限るものではない。また、図６中に示すデューティ比ｄ0 、ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 として夫々記載されている数値、７０％、３０％、８５％、及び３０％、並びに供給電力Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 及びＰ3 として夫々記載されている数値、８０％、１２０％、８０％及び１３５％は、図７の関係に基づき電力の実効値が１００％となるように設定された一例を示しており、これに限るものではない。
【００５０】
制御パルスの素パルスのデューティ比は映像信号のフィールド周波数と独立した関係にあるため、各フィルタ位置に対応して供給すべき電力の値をフィールド周波数に因らず一定に保つことができる。一般にＮＴＳＣ方式の映像信号は６０Ｈｚ、ＰＡＬ方式は５０Ｈｚ、パーソナルコンピュータでは４５Ｈｚ程度から８５Ｈｚ程度までのフィールド周波数が使用されるが、制御部２４及び電力供給回路２１は、このような多様なフィールド周波数に対しても、構成する回路を変更することなく対応することが可能である。
【００５１】
次に、制御部２４及び映像信号に含まれる輝度情報の変化に追随して電力供給回路２１からランプ１１に供給される電力を制御する方法を説明する。図８は、実施の形態２におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電力の対応関係を示すタイミングチャートである。図中の横軸は、時間であり、ランプ１１からの白色光が透過しているカラーホイール１２のＲＧＢＷ各フィルタの位置、制御パルス及び供給電力を上から順に図８（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す。図中に示す記号等は、図６と同様であり説明を省略する。映像入力部２５は、入力された映像信号から輝度情報を随時取得する。輝度情報が変化し、プロジェクタ１は投射画像の輝度を減少させる場合、図８に示すように制御部２４は、透過色Ｗの光が生成される角度幅（時間幅）に同期して出力されるデューティ比ｄ3 の素パルスの１つ前の素パルスのデューティ比ｄ2 を減少させ、一方で、他のデューティ比ｄ0 、ｄ1 、及びｄ3 を増加させて電力の実効値を１００％に維持するように調整して制御パルスを電力供給回路２１に与える。電力供給回路２１は、制御パルスに基づき透過色Ｗを有する透過光が生成される角度幅（時間幅）において、供給する電力の値を減少させ、透過色Ｗの透過光の光量を他の透過色の透過光に対して相対的に減少させることにより投影画像の輝度を減少させる。これにより、プロジェクタ１は映像を投射している間に、映像信号の輝度情報に基づき随時、輝度を調整することが可能となる。尚、このような制御パルスの切り替えに関しては、映像信号に含まれる輝度情報を検知する手段をプロジェクタに設けずに、プロジェクタの使用者が操作ボタン等を通して行う方式を採用することも考えられる。
【００５２】
実施の形態３
次に、ランプ１１を交流ランプに変更した場合の電力制御について説明する。本実施の形態は実施の形態１と同様な構成であり、その詳細な説明を省略する。図９は、実施の形態３におけるフィルタ位置、デューティ比及び電力値の対応関係を示すタイミングチャートである。図中の横軸は、時間であり、ランプ１１からの白色光が透過しているカラーホイール１２のＲＧＢＷ各フィルタの位置、制御パルス及び供給電力を上から順に図９（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す。図９（ａ）及び（ｂ）に示す記号等は、実施の形態２の図６（ａ）及び（ｂ）と同様であり説明を省略する。Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 及びＰ3 の夫々の先頭に付された符号は、電力の供給に伴いランプ１１に印加される印加電圧の極性を示す。すなわち、図９（ｃ）では、本来正の値しか取り得ない電力値に対して印加電圧の符号を掛け合わせ、供給電力と印加電圧の極性を同時に図示するようにしている。また、電力供給回路２１は、ランプ１１に印加する印加電圧の極性反転が可能となるように構成されている。電力供給回路２１は、制御パルスの素パルスの前縁部に同期し、直前の素パルスのデューティ比に基づいて、極性反転の有無及び電力値の決定を行いランプ１１に電力を供給する。図１０は、実施の形態３におけるデューティ比並びに極性反転の有無及び電力値を対応付けたテーブルの例を示すグラフである。図１０のように、０％≦ｄ≦５０％の範囲及び５０％＜ｄ≦１００％の二つの範囲に分割されており、０％≦ｄ≦５０％の範囲では、印加電圧の極性反転を行い、５０％＜ｄ≦１００％の範囲では、極性反転を行わないように設定されている。また、デューティ比及び電力値の関係は、デューティ比が０％から５０％へ増加するに伴って電力値は５０％から１５０％へ増加する線形関数に従い、デューティ比が５０％から１００％へ増加するに伴って電力値は１５０％から５０％へ減少する線形関数に従う。図１０は、極性反転を行う場合のデューティ比及び電力値が関係付けられた一例であり、図中に記載の極性反転を行うか否かの境界を示すデューティ比５０％並びに、電力値の最低値及び最高値として夫々記載している５０％及び１５０％等の数値は、これに限るものではない。また、実施の形態１のような素パルスの幅により電力値を決める方式において、パルス幅の大小によって極性反転を行うか否かを決定するようにしてもよい。
【００５３】
図９に示す例では、デューティ比ｄ1 ＝１５％が設定された素パルスの直前の素パルスには、デューティ比ｄ0 ＝３５％が設定されている。デューティ比ｄ0 ＝３５％は、図１０により極性反転を行う範囲であり、デューティ比ｄ1 を有する素パルスの前縁部で、直前の負の印加電圧を伴う供給電力８０％から極性反転を行うと共に、図１０からｄ0 ＝３５％のデューティ比に対応する供給電力１２０％を決定し、正の印加電圧を伴う電力値１２０％を有する電力が供給されている。また、初めにＢの透過色に同期して供給される電力と、カラーホイール１２が１回転し、ＲＧＷの各色を経て次にＢの透過光が生成される角度幅（時間幅）に同期してランプ１１に印加される電圧の極性及び供給される電力の値とは、それぞれ、＋Ｐ0 及び−Ｐ0 となり電力値は同じであり、印加電圧の極性反転のみが行われている。ＲＧＷについても、同様にカラーホイール１２が１回転して夫々ＲＧＷの透過光が生成される角度幅（時間幅）に同期して極性反転のみが行われる。極性反転の制御と電力値の制御とを同時に行うことにより、光源を交流駆動させて直流ランプの代わりに交流ランプを用いることが可能となる。
【００５４】
図９に示す例では、透過色Ｂ及びＧの透過光が生成されている角度幅（時間幅）に同期して供給される電力の値と、透過色Ｒの透過光が生成されている角度幅（時間幅）に同期して供給される電力の値、Ｗの透過光が生成されている角度幅（時間幅）に同期して供給される電力の値は、それぞれ異なる値に制御されており、映像のＲ成分を増大させて投射映像のホワイトバランスを調整する共に、Ｗ成分を増大させて投射映像の輝度を増加させている。さらに、電力の実効値が１００％、換言すればランプ１１の定格電力に一致するように制御パルスの素パルスのデューティ比ｄ0 、ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 が調整されている。これにより、輝度の調整及びランプ１１の定格電力駆動を同時に行うことが可能となる。入力される映像信号の輝度及びランプ１１が放射する白色光の波長分布、カラーホイール１２の各フィルタの透過波長分布が経年劣化等により変化した場合、及びカラーホイール１２、投射光学系１４又はランプ１１等を交換した場合においても、制御部２４が電力供給回路２１に与える制御パルスの素パルスのデューティ比を調整することによって制御部２４及び電力供給回路２１を構成する回路を変更することなく対応することが可能である。
【００５５】
図９中の各色の透過光が生成される角度幅θ0 、θ1 、θ2 及びθ3 として夫々記載されている数値、１００°．１００°、１００°、及び６０°は、各色の時間比率を実施の形態１と略同一とした場合の具体的な数値を示す例であり、これに限るものではない。また、図９中に示すデューティ比ｄ0 、ｄ1 、ｄ2 及びｄ3 として夫々記載されている数値、３５％、１５％、５７．５％、及び１５％、並びに供給電力Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 及びＰ3 として夫々記載されている数値、８０％、１２０％、８０％及び１３５％は、図９の関係に基づき電力の実効値が１００％となるように設定された一例を示しており、これに限るものではない。尚、デューティ比と電力値との関係は、実施の形態１に示したパルス幅と電力値との関係と同様に階段状の関数又は非線形関数を基にして対応づけても良い。
【００５６】
以上に述べた説明では、電力供給回路２１は、制御パルスの素パルスの幅又はデューティ比に従って供給すべき電力の値を決定した後、次に与えられる素パルスの前縁部に同期してランプ１１に電力が供給される場合を示したが、２つ以上後に与えられる素パルスの前縁部に同期して電力を供給するようにしても良い。例えば、図６のタイミングチャートで、２つ以上後に与えられる素パルスの前縁部に同期して電力を供給する場合、電力供給回路２１は、制御パルスのデューティ比ｄ0 によって供給電力Ｐ2 を決定し、２つ後に与えられるデューティ比ｄ2 のパルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ2 を供給する。同様に、デューティ比ｄ1 によって供給電力Ｐ3 を決定し、デューティ比ｄ3 の制御パルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ3 をランプ１１へ供給する。続いて、デューティ比ｄ2 によって供給電力Ｐ0 を決定し、デューティ比ｄ0 の制御パルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ0 を供給し、さらにデューティ比ｄ3 によって供給電力Ｐ1 を決定し、デューティ比ｄ1 のパルスの前縁部に同期して供給電力Ｐ1 を供給する。この場合、電力供給回路２１が電力の供給を行う前に、素パルスのパルス幅又はデューティ比に従って供給電力を決定するために必要な処理時間を十分に確保することが可能となる。
【００５７】
本発明は制御部２４及び電力供給回路２１の間を制御パルスを伝える１本の信号線で接続されるため、従来技術と比較して信号線を増設する必要がなく生産コストの上昇を招くことがない。また、制御パルスの素パルスの前縁部及び各透過色を有する透過光が生成される期間の開始位置（フィルタが切り替わる位置）が同期している場合を示したが、投射映像のフリッカ抑制のために、各透過色を有する透過光が生成される期間の開始から所定の時間を経過した位置に制御パルスの前縁部が同期するようにしても良い。また、ランプ１１に高圧水銀灯のような放電ランプを使用する場合、点灯中のランプ放電電圧はほぼ一定に保たれるため、電力供給回路２１は、ランプ１１に供給するランプ電流を制御するような回路構成とすることで電力制御の代わりとしても良い。制御部２４から電力供給回路２１へ与えられる制御パルスを用いてランプ１１の点灯／消灯制御を同時に行っても良い。この場合、電力供給回路２１は、制御パルスが継続的に与えられている場合、電力制御を行い、制御パルスが一定時間途絶えた場合、例えば、その信号レベルがＬレベルの時はランプを消灯させ、Ｈレベルの時は供給電力を定格値に保ちランプ１１を駆動するように構成すると良い。なお、本発明は、プロジェクタに限らず、バックライトを用いるフィールドカラーシーケンシャル方式の画像表示装置であれば、例えば、直視型の液晶表示装置などにも適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のプロジェクタの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電力の対応関係を示すタイミングチャートである。
【図３】実施の形態１におけるパルス幅及び電力値を対応付けたテーブルの例を示すグラフである。
【図４】実施の形態１におけるパルス幅及び電力値を階段状関数に基づいて対応付けたテーブルの例を示すグラフである。
【図５】実施の形態１におけるパルスの後縁部に同期して電力を供給する場合のフィルタ位置、制御パルス及び供給電力の対応関係を示すタイミングチャートである。
【図６】実施の形態２におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電力の対応関係を示すタイミングチャートである。
【図７】実施の形態２におけるデューティ比及び電力値を対応付けたテーブルの例を示すグラフである。
【図８】実施の形態２におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電力の対応関係を示すタイミングチャートである。
【図９】実施の形態３におけるフィルタ位置、デューティ比及び電力値の対応関係を示すタイミングチャートである。
【図１０】実施の形態３におけるデューティ比並びに極性反転の有無及び電力値を対応付けたテーブルの例を示すグラフである。
【図１１】従来のフィールドカラーシーケンシャル方式のプロジェクタの構造を示すブロック図である。
【図１２】従来技術におけるフィルタ位置、制御パルス及び供給電流の対応関係を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１  プロジェクタ
１１  ランプ
１２  カラーホイール
１３  光変調素子
１４  投射光学系
２１  電力供給回路
２２  カラーホイール制御部
２３  光変調素子制御部
２４  制御部
２５  映像入力部
【図１】
2008130522.tif 000003
【図２】
2008130522.tif 000004
【図３】
2008130522.tif 000005
【図４】
2008130522.tif 000006
【図５】
2008130522.tif 000007
【図６】
2008130522.tif 000008
【図７】
2008130522.tif 000009
【図８】
2008130522.tif 000010
【図９】
2008130522.tif 000011
【図１０】
2008130522.tif 000012
【図１１】
2008130522.tif 000013
【図１２】
2008130522.tif 000014