(57)【要約】【課題】組み込んだ光源ランプのタイプを問わず、その品質を最適状態に保ちつつ、所望の性能・価格を引き出す。【解決手段】ランプ点灯回路１４において、組み込む可能性のある放電ランプ１５の最適仕様を事前に制御回路１４１に組み込みまたはインプットしておき、装着した放電ランプ１５のタイプをマイクロコンピュータ１１に手動または自動で指定することで、いつでも最適状態でランプ駆動が行われるようにする。この結果、ランプメーカーやランプ電力などが比較的自由に選択可能となるため、任意のランプを目的に合わせて選択可能となり、コスト、色彩、出射光束量、空冷用ファンの騒音値をよりユーザの好みの状態に近づけることが可能になる。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕様の異なる複数タイプの放電ランプのうち、選択されたいずれかの放電ランプを使用可能なプロジェクタ装置において、
前記放電ランプの前記タイプ別に複数の制御シーケンスを備え、選択された放電ランプのタイプに対応した制御シーケンスで前記放電ランプを点灯させるランプ点灯回路と、
前記ランプ点灯回路を制御して放電ランプの点灯・消灯を制御する制御回路と、
前記放電ランプの装着時にそのタイプ情報を前記制御回路に通知するランプタイプ通知手段とを具備し、
前記タイプ情報に従って、前記複数の制御シーケンスの中から選択した最適な制御シーケンスで前記ランプ点灯回路を動作させるようにしたことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
前記制御シーケンスは、少なくとも定常点灯時の点灯周波数又は点灯電力、始動開始時の突入電流値及び通電期間、定常点灯に至るまでの電力の印加時間及び周波数の制御値、のいずれかを含むことを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
前記ランプタイプ通知手段は、前記放電ランプの装着時に、自動的に装着ランプのタイプを検出するランプタイプ検出器を備え、前記ランプタイプ検出器の検出結果を前記制御回路に通知することを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
仕様の異なる複数タイプの放電ランプのうち、選択されたいずれかの放電ランプを使用可能なプロジェクタ装置において、
前記放電ランプの前記タイプ別に複数の制御シーケンスを備え、選択された放電ランプのタイプに対応した制御シーケンスで前記放電ランプを点灯させるランプ点灯回路と、
前記ランプ点灯回路を制御して放電ランプの点灯・消灯を制御する制御回路と、
前記放電ランプの装着時にそのタイプ情報を前記制御回路に通知するランプタイプ通知手段と、
映像処理回路からの映像信号によって駆動され、前記放電ランプからの光を入射し前記映像信号によって変調された映像光を出射する表示部材と、
前記放電ランプを含む発熱部を冷却するファンを制御するファン制御回路とを具備し、
前記タイプ情報に従って、前記複数の制御シーケンスの中から選択した最適な制御シーケンスで前記ランプ点灯回路を動作させるようにしたことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項５】
前記映像処理回路は、前記タイプ情報に基づいて前記映像信号の処理内容を制御することを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ装置。
【請求項６】
前記ファン制御回路は、前記タイプ情報に基づいて、前記ファンの駆動状態を制御することを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ装置。
【請求項７】
仕様の異なる複数タイプの放電ランプのうち、選択されたいずれかの放電ランプを使用可能にした装置に用いられるランプ点灯回路であって、
前記放電ランプの前記タイプ別に複数の制御シーケンスを備え、かつ前記装置に装着された放電ランプのタイプ情報に応答して前記複数の制御シーケンスの中から選択した最適な制御シーケンスで前記装着ランプを点灯させる制御回路を具備したことを特徴とするランプ点灯回路。
【請求項８】
前記制御シーケンスは、少なくとも定常点灯時の点灯周波数又は点灯電力、始動開始時の突入電流値及び通電期間、定常点灯に至るまでの電力の印加時間及び周波数の制御値、のいずれかを含むことを特徴とする請求項７記載のランプ点灯回路。
【請求項９】
仕様の異なる複数タイプの放電ランプのうち、選択されたいずれかの放電ランプを使用可能なプロジェクタ装置に用いられ、
前記放電ランプの交換時に、その交換ランプのタイプ情報を取り込み、予め登録されている複数の制御シーケンスから前記タイプ情報に対応する最適制御シーケンスを選択し、選択された制御シーケンスに基づいて前記放電ランプを点灯させることを特徴とするプロジェクタ装置の制御方法。
【請求項１０】
前記プロジェクタ装置は、前記放電ランプからの光を液晶パネルに照射し液晶パネルから出射した光を投射するとともに、前記タイプ情報に基づいて、前記液晶パネルに供給する映像信号の処理内容を制御することを特徴とする請求項９記載のプロジェクタ装置の制御方法。
【請求項１１】
前記プロジェクタ装置は、前記放電ランプを含む発熱部を冷却するファンを有し、前記タイプ情報に基づいて、前記ファンの駆動状態を制御することを特徴とする請求項９記載のプロジェクタ装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電ランプを光源として映像を投射表示するプロジェクタ装置に係り、特に放電ランプを駆動制御するランプ点灯回路及びその制御方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電ランプを光源とするプロジェクタ装置は、ランプの寿命が他の映像ディスプレイとは比較にならないほど短く、定期的なランプ交換が必須である。それがユーザに与えるデメリット感はいかんともし難く、放電ランプを光源とするプロジェクタ装置の最大の課題ともなっている。
【０００３】
これに応えるべく放電ランプメーカーはランプ寿命を長くするための様々な工夫を施している。しかしながら、要求される光束量が非常に大きいため、それを実現するために、使用条件としてランプの据付角度、使用温度、駆動電源の仕様などについて非常に多くの制約を課しており、その条件の元で使用した場合にだけ要求性能を満足させることができ、製品として成立しうる品質が保持されるのが現状である。
【０００４】
固定電力による点灯もランプの基本制約条件の一つであり、一般照明で実施されるような電力調整による輝度調整は基本的に行う事が出来ない。電力が異なれば、ランプの起動時の電流や電圧の最適値、およびそれらを印加するタイミングが異なるからである。電力の異なるランプを最適状態で使用するには、それぞれの電力でのランプ点灯回路（通称バラスト）側の最適設計が必要である。
【０００５】
以上の状況下で、近年になって「出射光束量は減らしてもいいから空冷用ファン騒音を静かにさせたい」、「節電のためにランプ電力を落としたい」といったニーズに応えるべく、同一ランプを限られた範囲内で複数段階に電力調整することで輝度調整を行うことができる放電ランプおよびランプ点灯回路が一部のランプメーカーより出回り始めた。ただ、これらはランプの寿命の悪化や耐破裂性能、耐ちらつき性能などの品質を犠牲にするトレードオフの関係の中で成立しており、今後の課題となっている。
【０００６】
また、特開２００１−１３３８８２号公報には、投射型ディスプレイにおいて、点灯装置をメインブロックと制御ブロックとで構成し、メインブロックは放電ランプに電力を供給するために使用し、制御ブロックは放電ランプの制御特性に応じて制御するようにし、前記放電ランプの種類に応じて前記制御ブロックを取り換えることにより、異なる放電ランプ制御特性を得るようにした例が記載されている。しかしながら、この公報に記載の例では、放電ランプを変える度に制御ブロックを取り替える必要があり、実用性にかけるという不都合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたように、従来のプロジェクタ装置において、一部で採用されている、限られた範囲内で電力を切り替える事が出来るという放電ランプおよびランプ点灯回路は、妥協できる範囲内で品質を低下させて使用しているという状況である。このように、従来では、放電ランプを交換した時あるいはランプ駆動電力を切り替えて使用した時に、ランプを最適なパフォーマンスで駆動させることができない。
【０００８】
また、プロジェクタ装置は設置される環境により最適な出射光束量が求められる。出射光束量は光源ランプ、光学系、ライトバルブの選択によりほぼ決定される。中でも光源ランプは出射光束量を最も左右する部品である。
【０００９】
光源ランプとしては、一般的に超高圧水銀ランプを代表とする放電ランプが採用される。この種の放電ランプは、出射光束量を上げるためにアーク長を短くして点光源により近づけたり、反射鏡の形状を最適化したり、発光管の形状を最適化したりする。しかし、最近ではこれらの要素は各メーカーにより個別に最適化されており、出射光束量を左右する要素はランプ電力が主となってきている。したがって、ライトバルブと光学系の仕様が分かれば、ランプ電力のワット数によりプロジェクタ装置のおおよその出射光束量が決まってくる。
【００１０】
しかしながら、実際にプロジェクタ装置を使用して、ランプ交換が必要となった場合に、「明るさは十分だからランプ電力を落とし、その代わりに冷却ファンの騒音を減らしたい。」という要望が出されている。また、一般的にランプ電力が大きければ大きいほどランプの寿命は短い傾向にあるため、明るさより寿命を優先させるためにランプ電力を落としたいという要望もある。さらに、プロジェクタメーカーによって異なるが、交換用ランプは一般に高価で、ランプ電力によって交換用ランプの価格が異なっている。このため、明るさが変わっても交換ランプはそれまで使用していたランプより廉価のものを購入したいという場合もある。またさらに、ランプ電力やランプメーカーの違いに起因する投射映像の色味の違いが気になる場合は、ランプ電力やランプメーカーを変更したいという要望もある。しかし、従来の技術ではこれらの課題に十分に応える事が出来ていなかった。
【００１１】
本発明の目的は、組み込んだ光源ランプのタイプを問わず、その品質を最適状態に保ちつつ、所望の性能・価格を引き出すことのできるプロジェクタ装置とランプ点灯回路及びその制御方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、仕様の異なる複数タイプの放電ランプのうち、選択されたいずれかの放電ランプを使用可能なプロジェクタ装置において、
前記放電ランプの前記タイプ別に複数の制御シーケンスを備え、選択された放電ランプのタイプに対応した制御シーケンスで前記放電ランプを点灯させるランプ点灯回路と、前記ランプ点灯回路を制御して放電ランプの点灯・消灯を制御する制御回路と、前記放電ランプの装着時にそのタイプ情報を前記制御回路に通知するランプタイプ通知手段とを具備し、前記タイプ情報に従って、前記複数の制御シーケンスの中から選択した最適な制御シーケンスで前記ランプ点灯回路を動作させるようにしたことを特徴とするプロジェクタ装置である。
【００１３】
また、本発明は、仕様の異なる複数タイプの放電ランプのうち、選択されたいずれかの放電ランプを使用可能にした装置に用いられるランプ点灯回路であって、前記放電ランプの前記タイプ別に複数の制御シーケンスを備え、かつ前記装置に装着された放電ランプのタイプ情報に応答して前記複数の制御シーケンスの中から選択した最適な制御シーケンスで前記装着ランプを点灯させる制御回路を具備したことを特徴とするランプ点灯回路である。
【００１４】
さらに本発明は、仕様の異なる複数タイプの放電ランプのうち、選択されたいずれかの放電ランプを使用可能なプロジェクタ装置に用いられ、前記放電ランプの交換時に、その交換ランプのタイプ情報を取り込み、予め登録されている複数の制御シーケンスから前記タイプ情報に対応する最適制御シーケンスを選択し、選択された制御シーケンスに基づいて前記放電ランプを点灯させることを特徴とする制御方法である。
【００１５】
本発明によれば、仕様の異なる放電ランプを使用する場合でも、装着された放電ランプが最適動作するように、起動時及び定常時のランプ電流や電圧値等を選定して点灯させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明に係るプロジェクタ装置の全体構成を示すブロック図である。図１において、マイクロコンピュータ１１は、電源１２の投入によって起動され、リモートコントローラ（通称リモコン）を含む指示入力装置１３からの各種指示入力に応じて各機能ブロックの制御を行う。
【００１８】
ランプ点灯回路１４は、マイクロコンピュータ１１からの点灯指示に応じて起動され、放電ランプ１５を最適な仕様で駆動し、点灯させる。放電ランプ１５の放射光は、光学ボックス１６内に入射され、内部光学系１６１により分光、収束されてＲＧＢそれぞれに対応する３枚のＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１６２に照射される。ＬＣＤ１６２を透過した光は投射レンズ１６３により適宜光束調整されてスクリーン（図示せず）に投射される。
【００１９】
映像処理回路１７は、マイクロコンピュータ１１からのモード設定指示、駆動指示に応じてモード設定、起動がなされ、映像信号源１８からの映像信号をＲＧＢ成分に分離する。そのＲＧＢ出力はＬＣＤドライブ回路１９を介して光学ボックス１６内のＬＣＤ１６２に送られ、画像表示される。
【００２０】
ファン制御回路２０は、マイクロコンピュータ１１からのモード設定指示、駆動指示に応じてモード設定、起動がなされ、モード別の仕様でランプ冷却用ファン２１、光学ボックス内冷却用ファン２２を駆動制御するものである。
【００２１】
図２は、上記ランプ点灯回路１４の具体的な構成とマイクロコンピュータ１１との入出力関係を示すブロック図である。図２において、放電ランプ１５は一般的な超高圧水銀ランプまたはメタルハライドランプを使用する。使用するランプの消費電力はプロジェクタ装置の仕様により選定されるが、１００Ｗ〜３００Ｗの範囲で固定されているものが現在の主流である。
【００２２】
放電ランプ１５に接続されるランプ点灯回路１４は、放電ランプ１５を最適状態で点灯／消灯するように設計されている。ランプ点灯回路１４内に備わる制御回路１４１は、発振回路１４２の発振周波数をランプ最適電力に合わせて制御する。スイッチング素子１４３は電源１２から供給される電流を発振回路１４２からの発振信号に応じて断続させて放電ランプ１５に供給するもので、その供給電流の断続周期により放電ランプ１５に印加する電力を調整することができる。イグナイタ１４４は放電ランプ１５に流す高圧電流を発生するもので、この高圧電流を放電ランプ１５に印加することで、ランプ点灯を開始させる。
【００２３】
上記制御回路１４１は、一次側回路を信号処理側回路から電気的に切り離すためのフォトカプラ１４５，１４６，１４７を介して、ランプタイプ指示信号線、ランプオン・オフ信号線、およびフラグ信号線を通じてマイクロコンピュータ１１に接続される。マイクロコンピュータ１１は、ランプ交換時に手動で指示入力装置１３から入力されるランプタイプに応じて、ランプタイプ指示信号を生成して制御回路１４２に送る。また、電源オン・オフまたは指示入力装置１３からの点灯・消灯指示に応じてランプオン・オフ信号を生成し、制御回路１４２に送る。また、制御回路１４２は、ランプ電流検出等によりランプの点灯・消灯を検出し、その検出結果をフラグとしてマイクロコンピュータ１１に送る。
【００２４】
ここで、図２に示す構成では、ランプタイプの入力指示を手動で行う場合を想定しているが、図３に示すように、放電ランプ１５のユニットにランプタイプ検出器２３を装着し、放電ランプ１５の交換時にランプタイプ検出器２３が交換ランプのタイプを検出してマイクロコンピュータ１１に自動的に通知するようにすれば、ユーザにとって煩雑な手動入力を省略することができる。
【００２５】
図４は、上記制御回路１４１の内部構成を示すブロック図である。この制御回路１４１は、予め多数のランプタイプに対応した制御シーケンスＡ，Ｂ，Ｃ，…を備え、マイクロコンピュータ１１からのランプタイプ指示信号に応じて該当する制御シーケンスを選択的に切り替え、その制御内容で発振回路１４２を制御する。各制御シーケンスは、点灯周波数制御部Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，…、点灯電力制御部Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，…、始動回路部Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，…を備え、ランプタイプ別に点灯始動時の突入電流値およびその通電期間、定常点灯に至るまでの電流・電圧による電力値等の最適値が予め登録されており、それぞれの制御内容でランプ点灯を最適状態に設定することが可能となっている。この構成は、ハードウェアで実現されるが、ソフトウェアによっても実現可能である。
【００２６】
最適状態とは、放電ランプ１５の寿命を可能な限り長くし、点灯中に放電ランプ１５のちらつきや破裂が起きないようにしたり、放電ランプ１５の始動性能が低下しないようにし、出射光束量の立ち上がり特性を都合のよい速さにした状態のことである。ランプタイプとは、放電ランプ１５を最適な条件で使用するために、メーカー、電力、電極間電圧（管電圧）などによってランプ点灯回路１４内の制御シーケンス仕様を変える必要のある場合の区分である。
【００２７】
また一方で、ランプの種別を認知したマイクロコンピュータ１１は、映像処理回路１７やファン制御回路２０を適宜設定・制御することにより、組み込まれた放電ランプ１５に合わせた色彩調整と冷却状態を再現させる事が出来るようにしている。
【００２８】
上記構成において、図５を参照して、以下にその処理動作を説明する。
【００２９】
図５は上記マイクロコンピュータ１１の制御処理の流れを示すフローチャートである。まず、電源１２がオン設定されると起動状態となり、ランプタイプの入力を促す（変更がない場合には前回の入力を適用）、またはランプタイプ検出器２３からランプタイプを自動判別し（ステップＳ１）、現在装着されている放電ランプ１５のタイプをランプ点灯回路１４内の制御回路１４１に指示して、制御シーケンスの切り替えを実行させると共に、映像処理回路１７及びファン制御回路２０をランプタイプに対応したモードに設定する（ステップＳ２）。
【００３０】
次に、ランプオン信号を制御回路１４１に送り、ランプ点灯を開始させる（ステップＳ３）。このとき、制御回路１４１からのフラグによりランプ１５が正常に点灯したか否かを判断し（ステップＳ４）、正常に点灯していれば映像処理回路１７及びファン制御回路２０に処理・制御の開始を指示し（ステップＳ５）、点灯していない場合には異常を警告し（ステップＳ６）、いずれも電源オフ設定まで待機する（ステップＳ７）。
【００３１】
電源オフ設定があった場合には、ランプオフ信号を制御回路１４１に送って消灯させ、同時にタイマ（図示せず）を起動して所定時間のタイムアップを待ち（ステップＳ８，Ｓ９）、タイムアップ後、映像処理回路１７及びファン制御回路２０に動作停止指示を送って（ステップＳ１０）、電源を遮断することで一連の処理を終了する。
【００３２】
すなわち、従来の固定電力によるランプ点灯回路の場合では、Ａ社の１５０Ｗランプ用に設計されたランプ点灯回路を、Ｂ社の１５０Ｗランプを点灯させるのに使おうとしても、両社のランプの電極間距離や内部封入物、発光管形状などの設計が違うために、Ｂ社ランプを最適な状態で点灯させることは出来なかった。また、同じＡ社のランプであっても、電力や電極間距離、内部封入物、発光管形状などの設計が異なればやはり最適な状態で点灯させることは出来ない。
【００３３】
これに対し、上記構成によるランプ点灯回路１４では、組み込む可能性のある放電ランプ１５の最適仕様を事前にランプ点灯回路１４内の制御回路１４１に組み込みまたはインプットしておき、装着した放電ランプ１５のタイプをマイクロコンピュータ１１に手動または自動で指定することで、いつでも最適状態でランプ駆動が行われるようになる。この結果、ランプメーカーやランプ電力などが比較的自由に選択可能となるため、コスト、色彩、出射光束量、空冷用ファンの騒音値をよりユーザの好みの状態に近づけることも可能になる。つまり、プロジェクタ装置の出荷状態で、Ａ社の１５０Ｗランプが組み込まれていたとしても、ランプの交換時にコストの安いＢ社ランプ、明るさの明るいＣ社ランプ、色彩が異なって見えるＤ社ランプなどの多様な選択肢の中からユーザがランプを選び出し、プロジェクタ装置に組み込めるようになる。
【００３４】
また、図３に示すように、ランプユニットにランプタイプ検出器２３を装着する等、ランプユニット側の構造を工夫することにより、ランプをユニットに組み込むだけでそのランプタイプを自動検出し、自動で映像モード（例えば明るさや色相）やファン電圧など各種設定を最適に制御することも可能となる。例えば、ランプ自体またはランプユニットの任意の位置に突起を設けておき、本体受け側にユニット側突起と対になるスイッチを設けておく。突起の位置とスイッチの位置をいくつか設けておくことで、ランプ装着の際、Ａ社の１５０Ｗランプ、Ｂ社の１２０Ｗランプといった情報をマイクロコンピュータ１１を介してランプ点灯回路１４内の制御回路１４１に伝えることができ、最適状態に切り替える事が可能になる。
【００３５】
その他の手法として、例えばランプ側にタイプ識別情報を発する無線タグ、磁気記録タグ、発光タグを装着しておき、ランプユニットに無線通信素子、磁気読み取り素子、光学素子を組み込んで、ランプ装着の際にランプタイプを自動判別する方法も考えられる。
【００３６】
以上のように本実施形態の構成によれば、ユーザが好みのランプを比較的自由に選択することができる。また、プロジェクタ設計者が新製品開発や同じ筐体の中に異なるメーカーや異なるランプ電力のランプを組み込みたいといった時に、その都度、新たなランプ点灯回路を設計する必要がなくなり、結果として個々のプロジェクタ装置にかかる開発コストを低減することが可能となる。
【００３７】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例示していない他のランプ制御項目を追加、変更することも可能であり、さらに精度向上を図ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、組み込んだ光源ランプのタイプを問わず、その品質を最適状態に保ちつつ、所望の性能・価格を引き出すことのできるプロジェクタ装置とランプ点灯回路及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としてのプロジェクタ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施形態のランプ点灯回路とマイクロコンピュータとの入出力関係を示すブロック図。
【図３】同実施形態のランプタイプ自動検出・制御構成を示すブロック図。
【図４】同実施形態のランプ点灯回路における制御回路の具体的な構成を示すブロック図。
【図５】同実施形態のマイクロコンピュータにおける制御処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…マイクロコンピュータ、１２…電源、１３…指示入力装置、１４…ランプ点灯回路、１５…放電ランプ、１６…光学ボックス、１６１…内部光学系、１６２…ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、１６３…投射レンズ、１７…映像処理回路、１８…映像信号源、１９…ＬＣＤドライブ回路、２０…ファン制御回路、２１…ランプ冷却用ファン、２２…光学ボックス内冷却用ファン、２３…ランプタイプ検出器。
【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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