(57)【要約】【課題】  光源として例えばＨＩＤランプなどの高圧放電ランプを用いるプロジェクタ装置において、映像信号に応じた輝度制御と消費電力の削減を図ると共に、ランプ駆動電力の安定化を図る。【解決手段】  ランプの駆動電圧のサンプル値に基づき輝度が一定となるようにランプ駆動電力を制御する一定輝度制御と、ランプの発光量を映像信号の輝度情報に応じて低減する輝度低減制御とを時分割的に行うようにした。映像信号に応じた輝度低減制御をランプ自体の光量調整で行うことができるので、光量調整を行う分だけ消費電力を削減できる。また、従来からのサンプル値に基づくランプの一定輝度制御も維持できることで、ランプ駆動電力は、このような一定輝度制御を行わないとした場合と比較すればより安定したレベルとすることができる。【選択図】図３
2007072208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源としてのランプと、
上記ランプから出射された光を映像信号に応じて変調して映像表示を行うための投射光を得る投射光生成手段と、
上記ランプの発光駆動制御を行うランプ駆動制御手段と、を備えると共に、
上記ランプ駆動制御手段は、
上記ランプの駆動電圧のサンプル値に基づき上記ランプの発光量が一定となるようにランプ駆動電力を制御する一定輝度制御と、上記ランプの発光量を映像信号の輝度情報に応じて低減する輝度低減制御とを時分割的に行うように構成されている、
ことを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項２】
上記ランプ駆動制御手段は、
上記駆動電圧の値を所定周期によるサンプリングタイミングでサンプルして、各サンプリングタイミングの前後期間でのみサンプル値に基づく一定輝度制御を行うようにされる共に、
上記各サンプリングタイミングの前後期間外の期間において、上記映像信号の輝度情報に応じた輝度低減制御を行うようにされる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】
上記ランプ駆動制御手段は、
上記映像信号のフレーム画像ごとに算出した平均輝度の情報に基づき上記輝度低減制御を行うようにされる、
ことを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】
光源としてのランプと、上記ランプから出射された光を映像信号に応じて変調して映像表示を行うための投射光を得る投射光生成手段とを備えたプロジェクタ装置において、上記ランプの発光駆動制御を行うランプ駆動制御装置であって、
上記ランプの駆動電圧のサンプル値に基づき上記ランプの発光量が一定となるようにランプ駆動電力を制御する一定輝度制御と、上記ランプの発光量を映像信号の輝度情報に応じて低減する輝度低減制御とを時分割的に行うように構成されている、
ことを特徴とするランプ駆動制御装置。
【請求項５】
光源としてのランプと、上記ランプから出射された光を映像信号に応じて変調して映像表示を行うための投射光を得る投射光生成手段とを備えたプロジェクタ装置におけるランプ駆動制御方法として、
上記ランプの駆動電圧のサンプル値に基づき上記ランプの発光量が一定となるようにランプ駆動電力を制御する一定輝度制御と、上記ランプの発光量を映像信号の輝度情報に応じて低減する輝度低減制御とを時分割的に行うようにした、
ことを特徴とするランプ駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光を映像信号に応じて例えば液晶パネル等の光変調素子によって変調し、これをスクリーン等に映像として投射するプロジェクタ装置と、このようなプロジェクタ装置に適用して好適なランプ駆動制御装置及びランプ駆動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プロジェクタ装置としては、その光源として例えばＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプなどの高圧放電ランプを用いるようにされたものが普及している。
このようにして光源に高圧放電ランプを用いたプロジェクタ装置では、ランプ電力を常時定電力制御下で発光させるように制御を行うようにされている。
図５は、このようなランプ定電力制御の一例を示している。
この図における「ランプ駆動波形」に示されるように、ＨＩＤなどの高圧放電ランプは交流駆動とされている。この場合、ランプ定電力制御は、図示する所定周期のサンプルタイミングでランプ駆動電圧値をサンプルし、このサンプル値と予め設定された目標値との差分に基づいて、サンプル値＝目標値となるように駆動電力レベルを制御する。これによってランプは常に一定の発光量となるように制御されている。
【０００３】
この際、上記目標値としてはランプの定格電圧値に相当する値が設定され、これによってランプとしては常に定格電力で一定となるように駆動される。そして、このことでランプ発光性能の悪化などが防止されて、安定な発光動作が得られるようにされている。
また、このように駆動電力が安定に保たれることによっては、ランプ駆動回路への電力供給回路の動作としても安定に保たれるようにされている。
【０００４】
ところで、プロジェクタ装置を始めとした各種画像表示装置では、表示画像の高コントラスト化を図ることが要請されている。
このような要請に応えるべく、特に自発光型でない画像表示装置においては、所謂ＡＰＬ（平均輝度）制御と呼ばれるように、表示画像が全体的に暗い場合には光源からの光をさらに暗くするといった制御を行うようにされている。つまり、このような制御を行うことで、例えば通常では明るい画像：暗い画像のコントラスト比が５００：１であるものが、暗い画面の輝度を例えば０．１に低下させることでコントラスト比を５０００：１に拡大させることができるといったものである。
【０００５】
但し、プロジェクタ装置においては、上記のようにランプは常に一定輝度で発光するように制御されているという事情があることで、このような高コントラスト化を図るための構成としては、例えば光路中に液晶シャッタやアイリス（虹彩）絞りなどを挿入して行うようにされる。つまり、光源の光量が常に一定である以上、光を低減させるためにはこれら液晶シャッタや絞りによって光の透過率を調整せざるを得ないものである。
【０００６】
なお、下記の特許文献には液晶シャッタにより光量調整を行う技術について記載されている。
【特許文献１】特開平８−２１９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えばアイリス絞りなどのメカニカルなデバイスを用いる場合、光量調整の応答速度に問題がありこの点で制限を受ける。また、液晶シャッタを用いる場合では、プロジェクションの光量が大きいことから信頼性を確保することが困難となる。
また、いずれにせよこれらの手法を採る場合には、光量調整のために別途設けたデバイスを駆動するための電力が必要となるものであり、その分消費電力の削減が図られないという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明では以上のような問題点に鑑み、プロジェクタ装置として以下のように構成することとした。
つまり、光源としてのランプと、上記ランプから出射された光を映像信号に応じて変調して映像表示を行うための投射光を得る投射光生成手段と、さらに上記ランプの発光駆動制御を行うランプ駆動制御手段とを備える。
その上で、上記ランプ駆動制御手段は、上記ランプの駆動電圧のサンプル値に基づき上記ランプの発光量が一定となるようにランプ駆動電力を制御する一定輝度制御と、上記ランプの発光量を映像信号の輝度情報に応じて低減する輝度低減制御とを時分割的に行うように構成されているものである。
【０００９】
上記構成によれば、従来からのサンプル値に基づくランプの一定輝度制御と、映像信号の輝度情報に応じてランプの発光量を低減する（低下させる）輝度低減制御とが時分割的に行われる。これによれば、映像信号に応じてランプ発光量自体により輝度を低減することができると共に、従来からのサンプル値に基づく一定輝度制御も維持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
このようにして本発明によれば、映像信号に応じた輝度調整をランプ自体の光量調整で行うことができるので、例えば光路中に別途設けた絞りや液晶シャッタ等で光量調整を行う場合のように、光量調整のためのデバイスを駆動するための電力は不要とすることができ、この点で消費電力の削減を図ることができる。
また、従来からのサンプル値に基づく一定輝度制御も維持できることで、ランプ駆動電力は、このようなサンプル値に基づく一定輝度制御を行わないとした場合と比較すればより安定したレベルとすることができる。このようにランプ駆動電力の安定化が図られることで、ランプ発光性能の悪化などの抑制が図られてより安定な発光動作を得ることができる。さらには、このようにランプ駆動電力の安定化が図られれば、ランプ駆動回路への電力供給を行う電源回路の動作としても安定に保つことができる。
【００１１】
さらには、上記のようにして輝度低減制御を行うことができれば、これを行わない場合（常に一定輝度制御を行う場合）と比較してランプ駆動電力を低減することができる。例えば、同じ映像信号に応じた輝度調整を行う構成として、上記した絞りや液晶シャッタ等を用いる構成では、ランプ光量自体は定常的に一定に制御されるので、輝度調整を行っても電力削減は図られないが、本発明によれば輝度調整が行われることで同時にランプ駆動電力の削減も図られることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
図１は、実施の形態のプロジェクタ装置としての、プロジェクタ１の内部構成を示すブロック図である。
このプロジェクタ１としては、リアプロジェクション型のプロジェクタ装置とされる。また、映像信号に応じて光源からの光を変調する光変調素子としては透過型液晶パネルを採用し、さらにこのような透過型液晶パネルとしてはＲ，Ｇ，Ｂの３原色に対応した３つを備える所謂３ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）型の構成を採る。
【００１３】
図１において、プロジェクタ１には映像信号を入力するための映像入力端子ｔVinが設けられる。この映像入力端子ｔVinから入力された映像信号は、映像信号入力・処理部２に対して入力される。
なお、この場合の入力映像信号はＮＴＳＣ（National Television System Committee）方式による映像信号であり、フレームレートは６０Hzであるとする。
【００１４】
映像信号入力・処理部２は、映像信号の入力系と映像信号処理系とを包括的に示している。
この映像信号入力・処理部２では、入力映像信号に対し輪郭補正処理などの各種映像信号処理を施すと共に、Ｙ−Ｃ分離、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号の生成、垂直・水平同期信号の検出を行う。
生成されたＲ信号はＲ-LCD駆動回路３Ｒに、またＧ信号はＧ-LCD駆動回路３Ｇに、Ｂ信号はＢ-LCD駆動回路３Ｂにそれぞれ供給される。また、これらＲ-LCD駆動回路３Ｒ、Ｇ-LCD駆動回路３Ｇ、Ｂ-LCD駆動回路３Ｂに対しては、上記のように映像信号入力・処理部２が検出する垂直・水平同期信号も供給される。
さらに、映像信号入力・処理部２は、上記のようにして映像信号から分離した輝度信号をコントローラ４に対して供給する。
なお、このコントローラ４については後述する。
【００１５】
Ｒ-LCD駆動回路３Ｒ、Ｇ-LCD駆動回路３Ｇ、Ｂ-LCD駆動回路３Ｂは、それぞれ映像信号入力・処理部２から供給されるＲ信号、Ｂ信号、Ｇ信号と垂直・水平同期信号とに基づき、後述する液晶・光学ブロック９内に設けられるＲ-ＬＣＤ２７Ｒ、Ｇ-ＬＣＤ２７Ｇ、Ｂ-ＬＣＤ２７Ｂを駆動するための駆動信号を生成する。
【００１６】
また、プロジェクタ１には、図示するランプ８を発光駆動するための発光駆動系として、ダウンチョッパー回路６と交流化回路７とが備えられる。
ダウンチョッパー回路６は、図示する電源回路５から供給される直流電源電圧Ｖinを所定の電圧レベルに降圧した直流出力電圧Ｖoutを生成する。この場合、ダウンチョッパー回路６は、コントローラ４から後述するようにして供給される出力レベル制御信号の値に応じて、上記直流出力電圧Ｖoutのレベルを可変するように構成されている。
また、交流化回路７は、後述するようにしてコントローラ４が供給する交流化信号に基づき、ダウンチョッパー回路６からの直流出力電圧Ｖoutを交流化し、ランプ駆動電圧Ｖldを生成する。
なお、ここでは説明の便宜上、電源回路５の出力としては、ダウンチョッパー回路６への直流電源電圧Ｖinのみの１系統だけを示しているが、実際にはプロジェクタ１内の各部への電源電圧も供給するように構成されている。
【００１７】
ランプ８は、例えばＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプなどの高圧放電ランプとされ、プロジェクタ１の光源として設けられている。このランプ８からの光は、次に説明する液晶・光学ブロック９を介することで映像信号に応じた変調を受け、図示するスクリーン１０に拡大投射される。
なお、このランプ８に対しては、ランプ点灯開始のための図示されないイグナイター回路が設けられ、ランプ８はこのイグナイター回路により数キロ〜数十キロボルト程度の高圧が印加されることで点灯を開始するようにされている。
【００１８】
図２は、図１に示される液晶・光学ブロック９の内部構成を示している。
この図２においても、図１に示したＲ-LCD駆動回路３Ｒ、Ｇ-LCD駆動回路３Ｇ、Ｂ-LCD駆動回路３Ｂ、ランプ８、スクリーン１０が示されている。
先ず、この場合の液晶・光学ブロック９としては、３ＬＣＤ型の構成が採用されていることに応じて、ランプ８からの光をＩＲ／ＵＶカットフィルタを介して光源光学系２０で集光した後に色分離する構成を採るようにされる。
光源光学系２０はマイクロレンズを集合した２枚のマイクロレンズアレイ２１ａ、２１ｂ、光の偏波面を揃える偏光ビームスプリッタ（Ｐ／Ｓインテグレータ）２２、およびコンデンサレンズ２３により構成されている。  
【００１９】
この光源光学系２０を通過した光束（白色光）は、まず赤色光Ｒを透過するダイクロイックミラー２４に入射する。そして、ここで赤色光Ｒが透過し緑色光Ｇ及び青色光Ｂが反射する。このダイクロイックミラー２４を透過した赤色光Ｒは、図示するミラー２５により進行方向を例えば９０゜曲げられてフィールドレンズ２６Ｒを介してＲ-ＬＣＤ２７Ｒに導かれる。
【００２０】
一方、ダイクロイックミラー２４で反射した緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、青色光を透過するダイクロイックミラー２８により分離されることになる。
すなわち、緑色光Ｇはダイクロイックミラー２８で反射することにより進行方向を例えば９０゜曲げられて、フィールドレンズ２６Ｇを介してＧ-ＬＣＤ２７Ｇに導かれる。そして青色光Ｂはダイクロイックミラー２８を透過して直進し、リレーレンズ２９→ミラー３０→リレーレンズ３１→ミラー３２→フィールドレンズ２６Ｂを介して、Ｂ−ＬＣＤ２７Ｂに導かれる。
【００２１】
Ｒ-ＬＣＤ２７Ｒ、Ｇ-ＬＣＤ２７Ｇ、Ｂ-ＬＣＤ２７Ｂの各液晶パネルは、透過型液晶パネルであり、それぞれはＲ-LCD駆動回路３Ｒ、Ｇ-LCD駆動回路３Ｇ、Ｂ-LCD駆動回路３Ｂからの駆動信号により個別に駆動される。つまり、Ｒ-ＬＣＤ２７Ｒは、Ｒ-LCD駆動回路３Ｒにより駆動されることで入力映像信号のＲ成分に応じた画像が得られるようになっている。同様に、Ｇ-ＬＣＤ２７ＧはＧ-LCD駆動回路３Ｇにより駆動され、またＢ-ＬＣＤ２７ＢはＢ-LCD駆動回路３Ｂにより駆動されることで、それぞれ入力映像信号のＧ成分、Ｂ成分に応じた画像が得られるようになっている。
これらＲ-ＬＣＤ２７Ｒ、Ｇ-ＬＣＤ２７Ｇ、Ｂ-ＬＣＤ２７Ｂは、それぞれに得られる画像に応じて透過率が変化する光変調素子として機能する。
【００２２】
これらＲ-ＬＣＤ２７Ｒ、Ｇ-ＬＣＤ２７Ｇ、Ｂ-ＬＣＤ２７Ｂを透過してそれぞれ光変調されたＲ、Ｇ、Ｂの各色光は、光合成手段としてのクロスダイクロイックプリズム３３に入射して、空間的に合成される。すなわち、赤色光Ｒは反射面３３ａで、また青色光Ｂは反射面３３ｂで投写レンズ３４が配置されている方向に反射される。そして緑色光Ｇは反射面３３ａ、３３ｂを透過することにより、ここで３色光が１つの光軸上に合成されるようになる。
【００２３】
このようにして得られた合成光は、投写レンズ３４によって平板状のスクリーン１０に投射され、これによってスクリーン１０上にはカラー画像が拡大投影される。
【００２４】
説明を図１に戻す。
コントローラ４は、前述したダウンチョッパー回路６−交流化回路７によるランプ発光駆動系の動作を制御するために設けられ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータにより構成される。
このコントローラ４は、交流化信号を交流化回路７に対して供給することで、ランプ駆動電圧Ｖldとして所定周期による交流電圧を生成させる。この場合、交流化信号の１周期は例えば６０Hzに設定されている。
【００２５】
また、コントローラ４は、先に説明したようにして映像信号入力・処理部２から供給される輝度信号に基づき、映像信号のフレーム画像ごとのＡＰＬ（平均輝度）値を算出するようにされる。このようなＡＰＬ値の算出動作は、実際にはソフトウエア処理により実現されるが、ここでは便宜上、図示するＡＰＬ算出部４ａとしての１つの機能ブロックとして示している。
【００２６】
なお、ここではコントローラ４自らがＡＰＬ算出を行う構成としているが、コントローラ４の外部で算出されたＡＰＬ値を入力する構成とすることも可能である。
【００２７】
さらに、コントローラ４は、図示するランプ電力制御部４ｂとして、以下に説明する動作を行うことが可能に構成される。なお、このランプ電力制御部４ｂの動作としても実際にはソフトウエア処理により実現されるが、便宜上１つの機能ブロックとして示している。
先ず、このランプ電力制御部４ｂとしては、ダウンチョッパー回路６からの直流出力電圧Ｖoutのレベルを所定のサンプリング周期で検出し（図中サンプル値）、このサンプル値と内部に予め設定された目標値とに基づき、直流出力電圧Ｖoutが上記目標値となるようにするための出力レベル制御信号をダウンチョッパー回路６に供給するようにされる。
つまりこの場合、上記目標値としては、例えばランプ８の定格電圧値が設定され、これによりランプ電力制御部４ｂは、ダウンチョッパー回路６からの直流出力電圧Ｖoutのレベルがランプ８の定格電圧レベルとなるように制御することが可能とされている。
【００２８】
また、さらにランプ電力制御部４ｂは、上記したＡＰＬ算出部４ａによりフレーム周期で算出されるＡＰＬ値に基づいても、ダウンチョッパー回路６の直流出力電圧Ｖoutのレベルを制御するようにされる。
つまり、映像信号の輝度情報に応じて、ランプ光量を制御することも可能とされているものである。
【００２９】
ここで、この場合における、映像信号の輝度情報に応じたランプ光量制御の手法としては、所謂ＡＰＬ制御を踏襲した手法を採る。
先にも述べたが、ここで言うＡＰＬ制御とは、算出されたＡＰＬ値が所定以下であり、表示画像が全体的に暗いとされた場合に、ランプ光量をさらに暗い値に設定するといったものである。つまり、このような制御を行うことで、例えば通常では明るい画像：暗い画像のコントラスト比が５００：１であるものが、暗い画像の輝度を例えば０．１に低下させることでコントラスト比を５０００：１に拡大することができるといったものである。
【００３０】
本実施の形態では、このＡＰＬ制御の手法をさらに発展させ、「全体的に暗い画像」の定義を２段階に分けるものとしている。すなわち、ＡＰＬ値についての閾値として第１閾値、第２閾値の２値を定義し、ＡＰＬ値が第１閾値を下回るフレーム画像についてはランプ光量を１段階下げる。さらに、ＡＰＬ値が第２閾値を下回るフレーム画像についてはランプ光量を２段階下げるといったものである。
この場合、ＡＰＬ値がこれらの何れの閾値も下回らないフレーム画像（つまりＡＰＬ制御を要さない全体的に明るいとされる画像）については、ランプ光量は下げない、すなわち定格レベルで発光させるようにする。
【００３１】
このようなＡＰＬ制御の実現のため、この場合のコントローラ４には、上記第１閾値、第２閾値が予め設定されている。
また、ＡＰＬ値が各々の閾値を下回った場合にそれぞれ直流出力電圧Ｖoutのレベルのどれだけ低減させるかの情報も予め記憶される。ここでは、第１閾値を下回った場合に低減させるべきレベルはレベルＬｖ-1とする。また、第２閾値を下回った場合に低減させるべきレベルはレベルＬｖ-2とする。
【００３２】
ランプ電力制御部４ｂは、ＡＰＬ算出部４ａにより算出されるＡＰＬ値が、上記した第１閾値以上であるか否かについて判別する。ＡＰＬ値が第１閾値以上であった場合、ＡＰＬ制御の必要はないので、低減すべきレベルとしては「０」を選択する。
また、ＡＰＬ値が第１閾値以下ではない（ＡＰＬ値＜第１閾値）とした場合は、ＡＰＬ値が第２閾値を下回るものであるか否かについて判別する。
第２閾値を下回るものではない場合（つまり第２閾値≦ＡＰＬ値＜第１閾値のとき）は、低減すべきレベルとしてレベルＬｖ-1を選択する。一方、第２閾値を下回るものであるとした場合には、レベルＬｖ-2を選択する。
そして、ランプ電力制御部４ｂは、このようにしてＡＰＬ値に応じて選択したレベルだけ直流出力電圧Ｖoutのレベルが低減されるようにするための出力レベル制御信号を、ダウンチョッパー回路６に供給する。これにより、直流出力電圧Ｖoutが選択したレベルだけ低減されるように制御を行うことができる。
【００３３】
ここで、この図１に示した本実施の形態としてのプロジェクタ１としては、上記により説明したサンプル値と目標値とに基づく輝度一定制御と、ＡＰＬ値に基づく輝度低減制御とを、時分割的に行うようにしたことを特徴とする。
その具体的動作を、次の図３を参照して説明する。
【００３４】
図３は、１００％出力時（定格レベル時）のランプ駆動波形（図３（ａ））と、直流出力電圧Ｖoutについてのサンプルタイミング（図３（ｂ））と、本例の制御に基づき得られるランプ電力波形（図３（ｃ））との関係について示している。
先ず、図３（ａ）にも示されているように、この場合のランプ駆動電圧Ｖldの１周期は、入力映像信号のフレーム周期に対応させて６０Hzに設定されている。
また、当然であるが、このランプ駆動周期と図３（ｂ）のサンプルタイミングとを比較してわかるように、この場合のサンプリング周期はランプ駆動電圧Ｖldの周期よりも早い周期となる。
【００３５】
本実施の形態では、図３（ｂ）に示される各サンプルタイミングの前後期間でのみ、サンプル値に基づく輝度一定制御を行うようにされる。
つまりこの場合、例えば各サンプルタイミングを中心としてその前後の所定期間を、上記サンプル前後期間として設定する（図中の色つき部）。そして、このサンプル前後期間においてのみ、サンプル値に基づく輝度一定制御を行うようにされているものである。
【００３６】
ここで、サンプル値に基づく輝度一定制御について述べておくと、先ずコントローラ４（ランプ駆動制御部４ｂ）は、各サンプルタイミングにおいて直流出力電圧Ｖoutのレベルを検出し、そのサンプル値と先に説明した目標値との差分に応じて、ダウンチョッパー回路６へ供給すべき出力レベル制御信号の値を決定する処理を行っている（第１処理）。つまり、このような第１処理が行われることで、図３（ｂ）に示す各サンプルタイミングでは、直流出力電圧Ｖoutのサンプル値と目標値との差分に応じて直流出力電圧Ｖoutのレベル＝目標値（つまりランプ駆動電圧Ｖldの絶対値レベル＝目標値）とするための出力レベル制御信号の値が決定されるようになっている。
その上で、これと並行する第２処理として、コントローラ４（ランプ電力制御部４ｂ）は、サンプル前後期間となることに応じてその直前のサンプルタイミングにて上記第１処理により決定された値による出力レベル制御信号を、ダウンチョッパー回路６に供給する処理を行うようにされている。
これら第１処理と第２処理との２つの処理により、例えば図３に示す期間ｔ１−ｔ２のサンプル前後期間の開始に応じては、図示しない時点ｔ１以前の直前のサンプルタイミングでのサンプル値と目標値との差分に応じて決定された値による出力レベル制御信号がダウンチョッパー回路６に供給され、これによってランプ駆動電圧Ｖldの絶対値レベル＝目標値となるように制御が行われる。
また、次の期間ｔ３−ｔ４のサンプル前後期間の開始に応じては、直前の時点ｔ１と時点ｔ２との間にある直前のサンプルタイミングでのサンプル値と目標値との差分に応じた値による出力レベル制御信号がダウンチョッパー回路６に供給されて、同様にランプ駆動電圧Ｖldの絶対値レベル＝目標値となるように制御が行われるようになっている。
【００３７】
このようにしてサンプル前後期間においては、ランプ駆動電圧Ｖldの絶対値レベルが目標値としての定格レベルで一定となるように制御される。つまり、これによってサンプル前後期間では、ランプ光量（つまり輝度）が１００％で一定となるように制御される。
【００３８】
その上で、本実施の形態では、このような１００％輝度で一定とする制御が行われるサンプル前後期間の合間に、ＡＰＬ値に基づく輝度低減制御を行うことで、上述した時分割的な制御を実現するものとしている。
図３（ｃ）では、最初の１フレーム目の画像のＡＰＬ値に応じてレベルＬｖ-1が選択され、次のフレーム画像のＡＰＬ値に応じてはレベルＬｖ-2が選択された場合でのランプ駆動波形を例示している。
【００３９】
この場合、最初の１フレーム目では、サンプル前後期間外となるごとに、サンプル前後期間で出力されたランプ駆動電圧Ｖldのレベル（つまり定格レベル）から、選択されたレベルＬｖ-1だけ低減したレベルによるランプ駆動電圧Ｖldを出力する。
つまり、この最初の１フレーム目においてコントローラ４（ランプ電力制御部４ｂ）は、サンプル前後期間外となるごとに、ダウンチョッパー回路６に対して供給すべき出力レベル制御信号として、サンプル前後期間にて出力していた出力レベル制御信号の値をレベルＬｖ-1に応じた分だけ減算した値を出力する。
【００４０】
また、次の２フレーム目では、サンプル前後期間外となるごとに、サンプル前後期間で出力されたランプ駆動電圧Ｖldのレベルから選択されたレベルＬｖ-2だけ低減したレベルによるランプ駆動電圧Ｖldを出力する。
つまり、この２フレーム目においてコントローラ４（ランプ電力制御部４ｂ）は、サンプル前後期間外となるごとに、出力レベル制御信号として、サンプル前後期間にて出力していた出力レベル制御信号の値からレベルＬｖ-2に応じた分だけ減算した値を出力するようにされる。
【００４１】
このようにして本実施の形態としてのランプ駆動電力制御によれば、従来からのサンプル値に基づく一定輝度制御と、映像信号の輝度情報に応じてランプ自体の光量を低減する輝度低減制御とが時分割的に行われる。
映像信号に応じた輝度調整をランプ自体の光量調整で行うことができるので、例えば光路中に別途設けた絞りや液晶シャッタ等で光量調整を行う場合のように、光量調整のためのデバイスを駆動するための電力は不要とすることができ、この点で消費電力の削減を図ることができる。
また、従来からのサンプル値に基づく一定輝度制御も維持できることで、ランプ駆動電力は、このようなサンプル値に基づく一定輝度制御を行わないとした場合と比較すればより安定したレベルとすることができる。ランプ駆動電力の安定化が図られることで、ランプ発光性能の悪化などの抑制が図られてより安定な発光動作を得ることができる。さらには、このようにランプ駆動電力の安定化が図られれば、ランプ駆動回路への電力供給を行う電源回路の動作としても安定に保つことができる。
【００４２】
さらには、上記のようにしてランプ光量調整による輝度低減制御を行うことができれば、これを行わない場合（常に一定輝度制御を行う場合）と比較してランプ駆動電力を低減することができる。例えば、同じ映像信号に応じた輝度調整を行う構成として、上記した絞りや液晶シャッタ等を用いる構成では、ランプ光量自体は定常的に一定に制御されるので、輝度調整を行っても電力削減は図られないが、本例によれば輝度調整が行われることで同時にランプ駆動電力の削減も図られる。
【００４３】
また、ランプ駆動電力を制御する輝度制御であるので、アイリス絞りなどのメカデバイスを用いた輝度制御（光量制御）を行う場合のように応答性の面で不利となることもない。
【００４４】
ここで、確認のために述べておくと、本例の輝度低減制御としては、先に述べたＡＰＬ制御と同様に全体的に暗いとされる画像の輝度をさらに低減して高コントラスト化を図るための制御となるが、このような高コントラスト化の効果を体感するのはあくまで人間であり、従って輝度の低減幅を規定するレベルＬｖ-1、レベルＬｖ-2としては、人間の輝度差感知能力を加味したレベルを選定することが肝要となる。つまり、これらレベルＬｖ-1、レベルＬｖ-2の値を大きく設定すれば、それだけ輝度差が認識されやすくすることができ、その分視覚的な効果が得られやすくなるといったものである。
但し、一方でＨＩＤなどの高圧放電ランプは、定格電圧よりも低いレベルで発光し続けるとランプの黒化等を招き、ランプ寿命が低下傾向となってしまうことが知られている。このことを考慮すると、上記レベルＬｖ-1、レベルＬｖ-2として設定する値としては、視覚的に輝度差が認識される範囲内において、ランプ寿命に大きな影響を与えない程度に極力小さな値が設定されることが好ましいことになる。
【００４５】
図４は、上記により説明した本実施の形態としてのランプ駆動電力制御動作を実現するために、図１に示したコントローラ４が実行すべき処理動作について示したフローチャートである。
なお、この図に示す処理動作は、コントローラ４が例えば内部のＲＯＭ等に格納するプログラムに基づいて実行するものである。
また、図示は省略したが、コントローラ４（ランプ駆動制御部４ｂ）は、この図に示す処理動作と並行する処理として、先の第１処理として説明したように、各サンプルタイミングにおいて直流出力電圧Ｖoutのレベルを検出し、そのサンプル値と目標値との差分に応じて出力レベル制御信号の値を決定する処理を行っている。
【００４６】
また、この図に示す処理動作としては、映像信号の入力が開始されたことに応じて行われる。この場合、映像信号の入力開始前の状態では、ランプ８は定常的に定格レベルで一定となるように駆動される。つまり、この期間においてコントローラ４は、上記した第１処理で決定される出力レベル制御信号の値に基づき、定常的にランプ光量を一定とするように制御を行っている。
【００４７】
図４において、先ずステップＳ１０１では、ＡＰＬ値を参照する。つまり、図１に示したＡＰＬ算出部４ａの動作として算出したＡＰＬ値を参照する。
ステップＳ１０２では、ＡＰＬ値に応じたレベルＬｖを選択する。
このレベルＬｖの選択処理としては、先にも述べたように、予めＡＰＬ値の閾値として設定された第１閾値と第２閾値とに基づいて選択するようにされる。つまり、先ずＡＰＬ値が第１閾値以上であるか否かについて判別する。ＡＰＬ値が第１閾値以上であった場合、ＡＰＬ制御の必要はないので、低減すべきレベルとしては「０」を選択する。
また、ＡＰＬ値が第１閾値以下ではない（ＡＰＬ値＜第１閾値）場合、ＡＰＬ値が第２閾値を下回るものであるか否かについて判別する。ＡＰＬ値が第２閾値を下回るものではない場合（つまり第２閾値≦ＡＰＬ値＜第１閾値のとき）、低減すべきレベルとしてレベルＬｖ-1を選択する。一方、第２閾値を下回るものであるとした場合には、レベルＬｖ-2を選択する。
【００４８】
続くステップＳ１０３では、サンプル前後期間であるか否かについての判別処理を行う。
サンプル前後期間であるとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ１０４に進み、出力レベル制御信号の値をサンプル値と目標値との差分に応じて決定された値に切り替える。つまり、図３にて説明した第２処理として、ダウンチョッパー回路６に対して供給すべき出力レベル制御信号の値を、第１処理によって直前のサンプルタイミングで検出されたサンプル値と目標値との差分に応じて決定された値に切り替えるものである。
これまでのステップＳ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０４の処理によって、最初のフレーム周期の開始時点がサンプル前後期間であった場合に応じては、サンプル値に基づく輝度一定制御が行われることになる。
【００４９】
また、上記ステップＳ１０３において、サンプル前後期間でないとして否定結果が得られた場合には、ステップＳ１０７において、出力レベル制御信号の値を選択したレベルＬｖに応じて減算した値に切り替える。
このステップＳ１０１→Ｓ１０２→Ｓ１０３→Ｓ１０７の処理によって、最初のフレーム周期の開始時点がサンプル前後期間外であった場合に応じては、フレーム画像のＡＰＬ値に基づく輝度低減制御が行われることになる。
【００５０】
そして、サンプル前後期間であるとして上記ステップＳ１０４の処理を実行した後のステップＳ１０５では、サンプル前後期間が終了したか否かについて判別処理を行う。
サンプル前後期間が終了したとして肯定結果が得られた場合は、先のステップＳ１０７に進み、出力レベル制御信号の値を選択したレベルＬｖに応じて減算した値に切り替える処理を行う。この処理により、サンプル前後期間外となる期間の開始に応じては、サンプル値に基づく輝度一定制御から、フレーム画像のＡＰＬ値に基づく輝度低減制御に切り替えが行われることになる。
【００５１】
また、ステップＳ１０５において、サンプル前後期間が終了していないとして否定結果が得られた場合には、ステップＳ１０６において、１フレーム周期が終了したか否かについての判別処理を行う。１フレーム周期が終了していないとして否定結果が得られた場合、先のステップＳ１０５に戻り再度サンプル前後期間の終了についての判別処理を行うようにされる。つまり、これらステップＳ１０５→Ｓ１０６→Ｓ１０５のループ処理により、サンプル前後期間の終了と１フレーム周期の終了との何れかを待機する処理が行われている。
そして、ステップＳ１０６において、１フレーム期間が終了したとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ１０１に戻り、ＡＰＬ値を参照する処理を実行するようにされる。これにより、１フレーム周期の終了に応じては新たに算出された次のフレーム画像のＡＰＬ値が参照される。
【００５２】
続いて、サンプル前後期間外であるとして上記したステップＳ１０７の処理を実行した後のステップＳ１０８では、サンプル前後期間が開始されたか否かについて判別処理を行う。
サンプル前後期間が開始したとして肯定結果が得られた場合は、先に説明したステップＳ１０４に進み、出力レベル制御信号の値をサンプル値と目標値との差分に応じて決定された値に切り替えるようにされる。この処理により、サンプル前後期間の開始に応じては、選択したレベルＬｖに応じた輝度低減制御から、サンプル値に基づく輝度一定制御に切り替えられることになる。
【００５３】
また、ステップＳ１０８において、サンプル前後期間が開始されてはいないとして否定結果が得られた場合は、ステップＳ１０９において、１フレーム周期が終了したか否かについて判別処理を行う。１フレーム周期が終了していないとして否定結果が得られた場合は、ステップＳ１０８に戻って再度サンプル前後期間の開始についての判別処理を行う。すなわち、これによって先のステップＳ１０５→Ｓ１０６→Ｓ１０５のループ処理と同様に、これらステップＳ１０８→Ｓ１０９→Ｓ１０８のループ処理によってはサンプル前後期間の開始と１フレーム周期の終了との何れかを待機する処理が行われるものである。
また、ステップＳ１０９において、１フレーム期間が終了したとして肯定結果が得られた場合は、ステップＳ１０１に戻り、ＡＰＬ値を参照する処理を実行するようにされる。
【００５４】
なお、ここでの図示は省略したが、実際には、この図に示す処理動作と並行する処理としてコントローラ４は、例えば当該プロジェクタ１の電源をＯＦＦとする指示が行われる等してランプを消灯すべき状態となることに応じて、この図に示す処理動作を終了する処理が行われるものとなる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した実施の形態に限定されるべきものではない。
例えば実施の形態では、３ＬＣＤ型によるプロジェクタ装置の構成を例示したが、透過型液晶パネルを１枚のみ用いる単板型（１ＬＣＤ型）によるプロジェクタ装置にも本発明は好適に適用できる。
また、透過型液晶パネルを用いる場合だけでなく、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いるＤＬＰ（Digital Light Processing：登録商標）方式が採用される場合や、反射型液晶パネルを用いるＳＸＲＤ（Silicon X-tal(crystal) Reflective Display：登録商標）方式が採用される場合等にも本発明は好適に適用することができる。
また、リアプロジェクション型に適用する場合を例示したが、フロントプロジェクション型にも好適に適用することができる。
【００５６】
また、実施の形態のプロジェクタ１としては、映像入力端子Ｖinから入力した映像信号についてのみ表示を行う構成としたが、テレビジョン放送信号を受信・選局可能なチューナ装置を備え、その受信・選局映像をスクリーン１０上に投影・表示するテレビジョン受像機として構成することもできる。
【００５７】
また、実施の形態では映像信号としてＮＴＳＣ信号を入力する場合を例示したが、ＰＡＬ方式などの他の映像信号を入力する場合にも本発明は好適に適用できる。
この場合、映像信号のフレーム周期は６０Hz以外とされることもあるが、その場合ににおいて、例えば実施の形態のようにランプ駆動電圧の１周期で映像信号の１フレーム分の輝度調整を行うとするのであれば、ランプ駆動電圧の１周期をその映像信号のフレーム周期と一致させるようにして設定すればよい。
【００５８】
また、ランプ駆動電圧の１周期は、必ずしもフレーム周期と一致させる必要はない。
例えば、何らかの事情によりランプ駆動電圧周期とフレーム周期とを一致させることができない場合が考えられる。このようにランプ駆動電圧周期とフレーム周期を一致させることができない場合としても、輝度低減制御としては、先の図４にて示したように１フレーム周期ごとにそのフレーム画像のＡＰＬ値に応じて選択したレベルＬｖだけ駆動電圧を低減させるように制御を行うことで、フレーム画像ごとのＡＰＬ値に応じた輝度低減制御を行うことができる。
【００５９】
また、実施の形態の輝度低減制御としては、ＡＰＬ値に応じたそれぞれ２段階の低減レベルを設定する場合を例示したが、例えば１段階や３段階以上を設定することも可能である。
但し、段数を増加させる場合には、先に説明した輝度差感知能力とランプ寿命とのバランスを考慮する必要がある。つまり、輝度差感知能力を考慮した場合、各レベルＬｖ間の幅はそれなりに大きくとる必要があるので、段数を増加させる場合は、その分駆動電圧の低減幅が広がる傾向となって、ランプが比較的低い駆動電圧レベルで駆動されてしまう可能性が高くなる。そしてこれにより、ランプ寿命の低下を招く可能性が高くなってしまうというものである。
従って輝度低減制御にあたって設定するレベルＬｖの段数は多ければ良いというものではなく、ランプ寿命に影響を与えない範囲で最適な数に設定されるべきものとなる。
【００６０】
また、実施の形態では、本発明としてのランプ駆動制御動作をマイクロコンピュータのソフトウエア処理に基づき実現する場合を例示したが、このようなソフトウエア処理により実現される動作をハードウエアにより実現する構成とすることで、本発明のランプ駆動制御動作をハードウエアのみで実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明における実施の形態としてのプロジェクタ装置の内部構成について示すブロック図である。
【図２】実施の形態のプロジェクタ装置が備える液晶・光学ブロックの構成について示したブロック図である。
【図３】実施の形態としてのランプ駆動制御動作について説明するための図である。
【図４】実施の形態としてのランプ駆動制御動作を実現するために行われるべき処理動作について説明するための図である。
【図５】従来のランプ駆動制御動作について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  プロジェクタ、２  映像信号入力・処理部、３Ｒ  Ｒ-LCD駆動回路、３Ｇ  Ｇ-LCD駆動回路、３Ｂ  Ｂ-LCD駆動回路、４  コントローラ、４ａ  ＡＰＬ算出部、４ｂ  ランプ駆動制御部、５  電源回路、６  ダウンチョッパー回路、７  交流化回路、８  ランプ、９  液晶・光学ブロック、１０  スクリーン、２０  光源光学系、２１ａ、２１ｂ  マイクロレンズアレイ、２２  偏光ビームスプリッタ（Ｐ／Ｓインテグレータ）、２３  コンデンサレンズ、２４、２８  ダイクロイックミラー、２５、３０、３２  ミラー、２６Ｒ、２６Ｇ、２６Ｂ  フィールドレンズ、２７Ｒ、  Ｒ-ＬＣＤ、２７Ｇ、Ｇ-ＬＣＤ、２７Ｂ  Ｂ-ＬＣＤ、２９、３１  リレーレンズ、３３  クロスダイクロイックプリズム、３３ａ、３３ｂ  反射面、３４  投写レンズ
【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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