(57)【要約】【課題】ランプ電圧が広範囲に渡って変化し、さらにランプ自体の発光効率及び投射型画像表示装置の光学系の特性にバラツキがあっても、投射画像の明るさを所望のレベルに維持することができる投射型画像表示装置を提供する。【解決手段】バラストを介して光源ランプに電力が供給される投射型画像表示装置において、バラストの制御信号入力端子に印加される制御信号の振幅に応じた値の電力を光源ランプに供給する構成とし、異なる２つの値の間で振幅が一定の周期で変化し、デューティＡ／（Ａ＋Ｂ）が可変である電力切換え信号を上記制御信号として生成する電力制御手段を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラストを介して光源ランプに電力が供給される投射型画像表示装置において、
前記バラストは、該バラストの制御信号入力端子に印加される制御信号の振幅に応じた値の電力を前記光源ランプに供給するように構成され、
異なる２つの値の間で振幅が一定の周期で変化し、デューティが可変である電力切換え信号を前記制御信号として生成する電力制御手段を備えることを特徴とする投射型画像表示装置。
【請求項２】
投射された画像の明るさを検出する検出手段を備え、前記電力制御手段は電力切換え信号のデューティを該検出手段の検出結果に応じた値とすることを特徴とする請求項１に記載の投射型画像表示装置。
【請求項３】
前記電力制御手段は、電力切換え信号のデューティを前記検出手段の検出値と基準値との差に応じて補正する動作を前記検出値が前記基準値に等しくなるまで繰り返し実行することを特徴とする請求項２に記載の投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は投射型画像表示装置における光源ランプの電力制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
投射型画像表示装置に光源として使用されるランプの端子間電圧（ランプ電圧）には電極間距離や封入物の精度等によりバラツキがある。また、ランプ電圧は使用時間とともに変化して行き（一般的には徐々に上昇して行く）、ランプ寿命末期のランプ電圧は使用開始時のランプ電圧とはかなり異なる。このようなランプ電圧の初期バラツキ及びランプ電圧の経時変化に拘わらず、投写画像の明るさを一定に維持するためには、ランプ電圧が広範囲に変化してもランプに一定の電力を供給する手段が必要となる。そのような手段として、電子バラストを介してランプに電力を供給することが知られている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１２３９９１号公報（第２−４頁、第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子バラストを備える従来の投射型画像表示装置では、電子バラストに制御信号（特許文献１ではパルス幅変調信号）を印加する定電力制御部を、高精度であり従って高価な部品から構成する必要があり、生産コストが高くなるという問題があった。それに加え、従来の投射型画像表示装置は、ランプに供給する電力を一定に保つ制御を行っているので、ランプ自体の発光効率のバラツキや、投射型画像表示装置の光学系の特性のバラツキに起因する投射画像の明るさのバラツキには対処できないという問題があった。
【０００５】
本発明は上述の問題に鑑みなされたものであり、ランプ電圧が広範囲に渡って変化し、さらにランプ自体の発光効率及び投射型画像表示装置の光学系の特性にバラツキがあっても、投射画像の明るさを所望のレベルに維持することができる投射型画像表示装置を低コストで提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく、バラストを介して光源ランプに電力が供給される本発明の投射型画像表示装置は、前記バラストが該バラストの制御信号入力端子に印加される制御信号の振幅に応じた値の電力を前記光源ランプに供給するように構成され、異なる２つの値の間で振幅が一定の周期で変化し、デューティが可変である電力切換え信号を前記制御信号として生成する電力制御手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る投射型画像表示装置は、制御信号入力端子を有する電子バラストとこのバラストの制御信号入力端子に電力切換え信号を印加する制御部とを備える。このバラストを介して電源からランプに供給される電力は、電力切換え信号がＬレベル（低レベル）のときには２００Ｗに設定され、Ｈレベル（高レベル）のときには１５０Ｗに設定される。
【０００９】
本実施形態では、バラストに印加される電力切換え信号を、一定の周波数ｆ（即ち一定の周期Ｔ＝１／ｆ）で振幅がＬレベルとＨレベルとの間で変化し、デューティが可変の信号としている。図１にデューティが２５％、５０％、７５％のときの電力切換え信号の波形を示す。図中のＡは１周期中の振幅がＨレベルにある期間の長さを示し、Ｂは１周期中の振幅がＬレベルにある期間の長さを示している。デューティＤは下記の式（１）で表される。
Ｄ＝Ａ／（Ａ＋Ｂ）  …式（１）
【００１０】
電力切換え信号がＨレベルのときのランプに供給される電力をＷＬ、電力切換え信号がＬレベルのときのランプに供給される電力をＷＨとすると、ランプに供給される平均電力ＷＯは下記の式（２）で表される。
ＷＯ＝Ｄ・ＷＬ＋（１−Ｄ）・ＷＨ  …式（２）
【００１１】
尚、バラストは、コンデンサ、コイル等からなる平滑化回路によりランプに供給する電力を平滑化しているが、ランプ供給電力にリップルが発生しないようにし、また、バラストの電力切換え信号に対する応答特性も考慮し、電力切換え信号ｆは１００Ｈｚ〜１ｋＨｚの範囲に設定することが望ましい。下記の表１にデューティＤを変化させたときのランプに供給される平均電力ＷＯの値の変化を示す。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
以上説明したように、バラストに印加される電力切換え信号を、一定の周波数ｆ（即ち一定の周期Ｔ＝１／ｆ）でＬレベルとＨレベルとの間で変化する信号とし、電力切換え信号のデューティＤを変化させ、それによりランプ供給電力を変化させることにより、容易に投射画像の明るさを所望のレベルに維持することができる。
【００１４】
なお、本実施形態では、ランプに供給される電力を、電力切換え信号がＬレベルのときには２００Ｗに設定し、Ｈレベルのときには１５０Ｗに設定したが、これは単なる例であり、他の値に設定可能であることは言うまでもない。
【００１５】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２に係る投射型画像表示装置１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この投射型画像表示装置１は、不図示の光学手段を介してスクリーン６に光を投射するランプ５、実施の形態１で説明したバラストと同様の構成を有するバラスト４、バラスト４を介してランプ５に供給する電力源１０、電力切換え信号をバラスト４に印加することによりランプ５に供給される電力を制御する制御部２、スクリーン６上に設置され、投射画像の明るさを検出する明るさ検出部７、制御部２が電力切換え信号を生成する際に参照する基準データや、明るさ情報入力端子８を介して明るさ検出部７から入力される明るさ情報を格納するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３を含んで構成される。
【００１６】
次に、本実施の形態２における投射画像の明るさの自動調整処理を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００１７】
装置の電源がオンになると最初に、ＲＡＭ３に格納されている基準デューティ値Ｄｓ（例えばデューティ＝５０％）を初期値Ｄｎとして設定し（ステップＳ１）、スクリーン６に画像を投射する（ステップＳ２）。次に、スクリーン６上に設置された明るさ検出部７により検出された投射画像の明るさ情報が明るさ情報入力端子８を介して制御部２に入力される。制御部２は入力された投射画像の明るさを現在の明るさＬｎとし、ＲＡＭ３に格納されている明るさ基準値Ｌｓと比較し、それらが等しいか否かを判別する（ステップＳ３）。
【００１８】
ＬｎとＬｓが等しくない場合は（Ｌｎ≠Ｌｓ）、制御部２はｎの値を格納する内部カウンタのカウント値を１だけ増分する。ここでｎ≦１０であるか否かを判定し（ステップＳ４）、ｎ≦１０なら現在のデューティＤｎを下記の式（３）及び式（４）に従って決定されるＤｎ＋１に設定し（ステップＳ５）、この新たに設定されたデューティに基づいてランプに供給される電力を変化させ、投射画像の明るさを変化させる。
【００１９】
Ｄｎ＋１＝α×Ｄｎ  …式（３）
α＝｛（Ｌｓ／Ｌｎ）ＷＯ（ｎ）−ＷＨ｝／（ＷＯ（ｎ）−ＷＨ）  …式（４）
式（４）中のＷＯ（ｎ）は、デューティがＤｎの時にランプに供給される電力を表している。
【００２０】
そして、ステップＳ２に戻り、そのときに明るさ情報入力端子８に入力される明るさを現在の明るさＬｎとし、Ｌｎが明るさ基準値Ｌｓと等しく（Ｌｎ＝Ｌｓ）なるまで、上記の処理を最大１０回（即ち、カウンタに格納されるｎの値が最大で１０になるまで）繰り返す。
【００２１】
そして、最終的にステップＳ３においてＬｎとＬｓが等しく（Ｌｎ＝Ｌｓ）なったと判定された時点で、その時のデューティＤｎを最終デューティＤｆとして設定し（ステップＳ６）、ＲＡＭ３にＤｆを格納してこの処理を終了する（ステップＳ８）。
【００２２】
また、ステップＳ４において、この処理を１０回繰り返してもＬｎとＬｓが等しくならない場合、１０回目のデューティＤ１０を最終デューティＤｆと設定し（ステップＳ７）、ＲＡＭ３に格納して本処理を終了する（ステップＳ８）。
【００２３】
以上説明したように、投射画像の明るさをスクリーン６上に設置した明るさ検出部７により検出し、その検出値を明るさ情報入力端子８を介して制御部２に入力し、基準値と検出値との差に基づいて電力切り替え信号のデューティを補正することによって、投射型画像表示装置から投射される投射画像の明るさを自動的に調整することが可能となる。
【００２４】
実施の形態３．
なお、実施の形態２では、最初に設定される基準デューティ値Ｄｎの値を５０％にしているが、最初に設定するデューティＤｎは０％から１００％の間の任意の値としても投射画像の明るさを自動調整できることは言うまでもない。
【００２５】
実施の形態４．
さらに、実施の形態２では現在の明るさと基準値との比較結果に基づくデューティの調整処理を最大１０回繰り返すようにしているが、明るさを十分な精度に制御できるのであれば、繰り返しの最大回数は１０回に限られず、任意の回数とすることができる。
【００２６】
実施の形態５．
また、実施の形態１では、出力電力（ランプ供給電力）が２つの異なる値（２００Ｗと１５０Ｗ）の間で切換え可能なバラストについて説明したが、出力電力が３つまたはそれ以上の異なる値の間で切換え可能なバラストであっても、それらの内の２つの値を使用することにより、投射画像の明るさの自動調整が可能であることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、バラストを介して光源ランプに電力が供給される投射型画像表示装置において、バラストの制御信号入力端子に印加される制御信号の振幅に応じた値の電力を光源ランプに供給する構成とし、異なる２つの値の間で振幅が一定の周期で変化し、デューティが可変である電力切換え信号を制御信号として生成する電力制御手段を設けたので、ランプ電圧が広範囲に渡って変化し、さらにランプ自体の発光効率及び投射型画像表示装置の光学系の特性にバラツキがあっても、投射画像の明るさを所望のレベルに維持することのできる投射型画像表示装置が低コストで提供される。
【００２８】
また、投射画像の明るさを検出し、検出結果に基づいてデューティを制御するようにすれば投射画像の明るさを自動調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る投射型画像表示装置のバラストに印加される電力切換え信号の波形を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る投射型画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態２の投射型画像表示装置の投射画像の明るさの自動調整処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  投射型画像表示装置、  ２  制御部、  ３  ＲＡＭ、  ４  バラスト、  ５  ランプ、  ６  スクリーン、  ７  明るさ検出部、  ８  明るさ情報入力端子、  １０  ランプに供給する電力源。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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