(57)【要約】【課題】光量変化時に生じるランプのちらつきを抑制できるプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明のプロジェクターは、放電灯と、放電灯からの光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、変調後の光を投射する投射光学装置と、放電灯に駆動電力を供給する放電灯駆動部と、画像信号に基づく輝度情報に応じて放電灯に供給される駆動電力を変化させるように放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、制御部は、駆動電力の変化期間の少なくとも一部において、放電灯に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流が放電灯に供給されるように、放電灯駆動部を制御する。【選択図】図８
2016164621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する放電灯と、
前記放電灯からの光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
前記放電灯に駆動電力を供給する放電灯駆動部と、
前記画像信号に基づく輝度情報に応じて前記放電灯に供給される前記駆動電力を変化させるように前記放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記駆動電力が変化する期間の少なくとも一部において、前記放電灯に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、前記光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給されるように、前記放電灯駆動部を制御することを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
前記制御部は、前記放電灯に関する輝度情報の変化量が前記閾値よりも小さい場合、前記放電灯の第１電極が陽極となる期間と第２電極が陽極となる期間とのうちいずれか一方の期間における熱負荷が他方の期間における熱負荷よりも大きくなる駆動電流を前記放電灯に供給するように、前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記駆動電流は、直流電流を含む駆動電流であることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記直流電流が供給される期間の長さは、前記フレーム周波数以上の周波数を有する交流電流の半周期の長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載のプロジェクター。
【請求項５】
光を射出する放電灯と、前記放電灯からの光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクターの制御方法であって、
前記画像信号に基づく輝度情報に応じて前記放電灯に供給される駆動電力を変化させ、
前記駆動電力が変化する期間の少なくとも一部において、前記放電灯に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、前記光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流を前記放電灯に供給することを特徴とするプロジェクターの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター、およびプロジェクターの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクターの高輝度化が進んでおり、プロジェクターの耐久性、特にランプの長寿命化は極めて重要である。ランプの長寿命化を目的として、基本周波数の交流電流と、基本周波数よりも低い周波数の半サイクル以上の長さの交流電流と、を交互に放電ランプに供給する技術が提案されている（下記の特許文献１）。また、黒の再現性を向上させ、映像のダイナミックレンジを広げる目的で、投射する画像の明るさの特徴を求め、求められた特徴に応じてランプの光量と投射画像のコントラストとを調整する制御手段を備えた液晶プロジェクターが提案されている（下記の特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１０５６４号公報
【特許文献２】特開２００２−２５８４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、画像の明るさに応じてランプの光量を変化させるプロジェクターに対して、低周波数の半サイクル程度の長さの交流電流を含む駆動電流をランプに供給すると、画像によってランプのちらつきが生じる、という問題がある。
【０００５】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、画像に応じて放電灯の光量を変化させる際に生じるランプのちらつきを抑制することができるプロジェクター、およびプロジェクターの制御方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、光を射出する放電灯と、前記放電灯からの光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、前記放電灯に駆動電力を供給する放電灯駆動部と、前記画像信号に基づく輝度情報に応じて前記放電灯に供給される前記駆動電力を変化させるように前記放電灯駆動部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記駆動電力が変化する期間の少なくとも一部において、前記放電灯に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、前記光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流が前記放電灯に供給されるように、前記放電灯駆動部を制御することを特徴とする。
【０００７】
本発明者らは、画像の明るさに応じて放電灯の光量を変化させる際に放電灯のちらつきが生じる現象について調査した結果、以下の原因を見出した。
駆動電力が変化する期間において、放電灯の一対の電極は、駆動電力が変化しない期間に比べて大きな負荷を受ける。それに加えて、極性が不均一な電流を放電灯に供給すると、各電極に加わる負荷が不均一になる結果、本来放電を生じさせたい電極の先端とは異なる箇所で放電が生じる。そのため、この状態で放電が続くと、時間経過とともに放電灯の輝点の位置がずれる現象、いわゆるアークジャンプが生じ、ちらつきの原因となることが判った。
【０００８】
この問題に対し、本発明の一つの態様のプロジェクターによれば、駆動電力が変化する期間の少なくとも一部において、放電灯に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流が放電灯に供給される。これにより、例えば駆動電力が変化する期間に直流電流を供給する場合に比べて一対の電極に対する熱負荷の偏りが小さくなり、電極先端の突起が安定して形成される。その結果、放電灯のちらつきを抑えることができる。さらに、放電灯に供給される交流電流が光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有するため、光変調装置の変調と放電灯の駆動との間の干渉を抑えることができる。その結果、画像のちらつきを抑制することができる。
【０００９】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記制御部は、前記放電灯に関する輝度情報の変化量が前記閾値よりも小さい場合、前記放電灯の第１電極が陽極となる期間と第２電極が陽極となる期間とのうちいずれか一方の期間における熱負荷が他方の期間における熱負荷よりも大きくなる駆動電流を前記放電灯に供給するように、前記放電灯駆動部を制御してもよい。
この構成によれば、放電灯に関する輝度情報の変化量が閾値よりも小さい期間では、極性が偏った駆動電流を放電灯に供給することにより、放電灯の電極先端の突起を成長させ、放電を安定させることができる。
【００１０】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記駆動電流は、直流電流を含む駆動電流であってもよい。
この構成によれば、放電灯の電極先端の突起を充分に成長させ、放電を安定させることができる。
【００１１】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記直流電流が供給される期間の長さは、前記フレーム周波数以上の周波数を有する交流電流の半周期の長さよりも長くてもよい。
この構成によれば、放電灯の電極先端の突起をより充分に成長させ、放電を安定させることができる。
【００１２】
本発明の一つの態様のプロジェクターの制御方法は、光を射出する放電灯と、前記放電灯からの光を画像信号に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えたプロジェクターの制御方法であって、前記画像信号に基づく輝度情報に応じて前記放電灯に供給される駆動電力を変化させ、前記駆動電力が変化する期間の少なくとも一部において、前記放電灯に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、前記光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流を前記放電灯に供給することを特徴とする。
【００１３】
本発明の一つの態様のプロジェクターの制御方法によれば、放電灯の一対の電極に対する熱負荷の偏りが小さくなり、電極先端の突起が安定して形成される結果、放電灯のちらつきが抑制される。さらに、放電灯に供給される交流電流が光変調装置のフレーム周波数以上の周波数を有するため、光変調装置の変調と放電灯の駆動との間の干渉が回避され、画像のちらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】本実施形態における放電灯の断面図である。
【図３】本実施形態のプロジェクターの各構成要素を示すブロック図である。
【図４】本実施形態の放電灯点灯装置の回路図である。
【図５】本実施形態の制御部の一構成例を示すブロック図である。
【図６】放電灯の電極先端の突起の様子を示す図である。
【図７】本実施形態のプロジェクターの要部のブロック図である。
【図８】ランプ駆動電力の時間変化に応じた駆動電流波形の一例を示す図である。
【図９】ランプ駆動電力の時間変化に応じた駆動電流波形の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター５００は、光源装置２００と、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、液晶ライトバルブ３３０Ｒ，液晶ライトバルブ３３０Ｇおよび液晶ライトバルブ３３０Ｂ（光変調装置）と、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投射光学装置３５０と、を備えている。
【００１７】
光源装置２００から射出された光は、平行化レンズ３０５を透過して照明光学系３１０に入射する。平行化レンズ３０５は、光源装置２００からの光を平行化する。
【００１８】
照明光学系３１０は、光源装置２００から射出される光の照度を、液晶ライトバルブ３３０Ｒ，液晶ライトバルブ３３０Ｇおよび液晶ライトバルブ３３０Ｂ上において均一化するように調整する。さらに、照明光学系３１０は、光源装置２００から射出される光の偏光方向を例えば一方向の直線偏光に揃える。その理由は、光源装置２００から射出される光を液晶ライトバルブ３３０Ｒ、液晶ライトバルブ３３０Ｇおよび３３０Ｂで有効に利用するためである。
【００１９】
照明光学系３１０から射出された光は、色分離光学系３２０に入射する。色分離光学系３２０は、入射光を赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３つの色光に分離する。３つの色光は、各色光に対応する液晶ライトバルブ３３０Ｒ、液晶ライトバルブ３３０Ｇおよび液晶ライトバルブ３３０Ｂによりそれぞれ変調される。液晶ライトバルブ３３０Ｒ、液晶ライトバルブ３３０Ｇおよび液晶ライトバルブ３３０Ｂは、後述する液晶パネル５６０Ｒ、液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂと、一対の偏光板（図示せず）と、を備えている。偏光板は、液晶パネル５６０Ｒ、液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂの各々の光入射側および光射出側に配置される。
【００２０】
液晶ライトバルブ３３０Ｒ、液晶ライトバルブ３３０Ｇおよび液晶ライトバルブ３３０Ｂにより変調された赤色光、緑色光、および青色光は、クロスダイクロイックプリズム３４０により合成される。合成光は、投射光学装置３５０に入射する。投射光学装置３５０は、入射光をスクリーン７００（図３参照）に投射する。これにより、スクリーン７００上に映像が表示される。なお、平行化レンズ３０５、照明光学系３１０、色分離光学系３２０、クロスダイクロイックプリズム３４０、投射光学装置３５０各々の構成としては、周知の構成を採用することができる。
【００２１】
図２は、光源装置２００の構成を示す断面図である。
光源装置２００は、光源ユニット２１０と、放電灯点灯装置（放電灯駆動装置）１０と、を備えている。図２には、光源ユニット２１０の断面図が示されている。光源ユニット２１０は、主反射鏡１１２と、放電灯９０と、副反射鏡５０と、を備えている。
【００２２】
放電灯点灯装置１０は、放電灯９０に駆動電力（駆動電流）を供給して放電灯９０を点灯させる。主反射鏡１１２は、放電灯９０から主反射鏡１１２に向けて放出された光を照射方向Ｄに向けて反射する。照射方向Ｄは、放電灯９０の光軸ＡＸと平行である。
【００２３】
放電灯９０は、照射方向Ｄに沿って延びる棒状の形状を有する。放電灯９０の一方の端部を第１端部９０ｅ１とし、放電灯９０の他方の端部を第２端部９０ｅ２とする。放電灯９０は、例えば石英ガラス等の透光性材料で構成されている。放電灯９０の中央部は球状に膨らんでおり、球状部の内部は放電空間９１となっている。放電空間９１には、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封入されている。
【００２４】
放電空間９１には、第１電極９２および第２電極９３の先端が突出している。第１電極９２は、放電空間９１の第１端部９０ｅ１側に配置されている。第２電極９３は、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側に配置されている。第１電極９２および第２電極９３は、光軸ＡＸに沿って延びる棒状の形状を有している。放電空間９１には、第１電極９２の先端部および第２電極９３の先端部が、所定距離だけ離れて対向するように配置されている。第１電極９２および第２電極９３は、例えばタングステン等の金属材料で構成されている。
【００２５】
第１端子５３６は、放電灯９０の第１端部９０ｅ１に設けられている。第１端子５３６と第１電極９２とは、放電灯９０の内部を貫通する導電性部材５３４により電気的に接続されている。同様に、第２端子５４６は、放電灯９０の第２端部９０ｅ２に設けられている。第２端子５４６と第２電極９３とは、放電灯９０の内部を貫通する導電性部材５４４により電気的に接続されている。第１端子５３６および第２端子５４６は、例えばタングステン等の金属材料で構成されている。導電性部材５３４，５４４の材料としては、例えばモリブデン箔が利用される。
【００２６】
第１端子５３６および第２端子５４６は、放電灯点灯装置１０に接続されている。放電灯点灯装置１０は、第１端子５３６および第２端子５４６に、放電灯９０を駆動するための駆動電力を供給する。その結果、第１電極９２および第２電極９３の間でアーク放電が生じる。アーク放電により発生した光（放電光）は、破線の矢印で示すように、放電位置から全方向に向かって放射される。
【００２７】
主反射鏡１１２は、固定部材１１４により放電灯９０の第１端部９０ｅ１に固定されている。主反射鏡１１２は、放電光のうち、照射方向Ｄと反対側に向かって進む光を照射方向Ｄに向かって反射する。主反射鏡１１２の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、放電光を照射方向Ｄに向かって反射できる範囲内において特に限定されず、例えば回転楕円形状であってもよいし、回転放物線形状であってもよい。例えば主反射鏡１１２の反射面の形状を回転放物線形状とした場合、主反射鏡１１２は、放電光を光軸ＡＸに略平行な光に変換することができる。これにより、平行化レンズ３０５を省略することができる。
【００２８】
副反射鏡５０は、固定部材５２２により放電灯９０の第２端部９０ｅ２側に固定されている。副反射鏡５０の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側の部分を囲む球面形状である。副反射鏡５０は、放電光のうち、主反射鏡１１２が配置された側と反対側に向かって進む光を主反射鏡１１２に向かって反射する。これにより、放電空間９１から放射される光の利用効率を高めることができる。
【００２９】
固定部材１１４および固定部材５２２の材料は、放電灯９０からの発熱に耐え得る耐熱材料である範囲内において特に限定されず、例えば無機接着剤である。主反射鏡１１２および副反射鏡５０と放電灯９０との配置を固定する方法としては、主反射鏡１１２および副反射鏡５０を放電灯９０に固定する方法に限らず、任意の方法を採用できる。例えば放電灯９０と主反射鏡１１２とを、独立にプロジェクター５００の外装筐体（図示せず）に固定してもよい。副反射鏡５０についても同様である。
【００３０】
以下、プロジェクター５００の回路構成について説明する。
図３は、本実施形態のプロジェクター５００の回路構成の一例を示す図である。
プロジェクター５００は、図１に示した光学系の他、画像信号変換部５１０と、直流電源装置８０と、液晶パネル５６０Ｒ、液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂと、画像処理装置５７０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５８０と、を備えている。
【００３１】
画像信号変換部５１０は、外部から入力された輝度−色差信号、アナログＲＧＢ信号などの画像信号５０２を所定のワード長のデジタルＲＧＢ信号に変換し、画像信号５１２Ｒ、画像信号５１２Ｇおよび画像信号５１２Ｂを生成し、画像処理装置５７０に供給する。
【００３２】
画像処理装置５７０は、３つの画像信号５１２Ｒ、画像信号５１２Ｇおよび画像信号５１２Ｂに対してそれぞれ画像処理を行う。画像処理装置５７０は、液晶パネル５６０Ｒ，液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号５７２Ｒ、駆動信号５７２Ｇおよび駆動信号５７２Ｂを液晶パネル５６０Ｒ、液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂに供給する。
【００３３】
直流電源装置８０は、外部の交流電源６００から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換する。直流電源装置８０は、トランス（図示しないが、直流電源装置８０に含まれる）の２次側にある画像信号変換部５１０、画像処理装置５７０およびトランスの１次側にある放電灯点灯装置１０に直流電圧を供給する。
【００３４】
放電灯点灯装置１０は、起動時に放電灯９０の電極間に高電圧を発生し、絶縁破壊を生じさせて放電路を形成する。以後、放電灯点灯装置１０は、放電灯９０が放電を維持するための駆動電流Ｉを供給する。
【００３５】
液晶パネル５６０Ｒ、液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂは、前述した液晶ライトバルブ３３０Ｒ、液晶ライトバルブ３３０Ｇおよび液晶ライトバルブ３３０Ｂにそれぞれ備えられている。液晶パネル５６０Ｒ、液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂの各々は、駆動信号５７２Ｒ，５７２Ｇ，５７２Ｂに基づいて、前述した光学系を介して液晶パネル５６０Ｒ、液晶パネル５６０Ｇおよび液晶パネル５６０Ｂに入射される色光の透過率（輝度）を変調する。
【００３６】
ＣＰＵ５８０は、プロジェクター５００の点灯開始から消灯に至るまでの各種の動作を制御する。例えば図３の例では、通信信号５８２を介して点灯命令や消灯命令を放電灯点灯装置１０に出力する。ＣＰＵ５８０は、放電灯点灯装置１０から通信信号５８４を介して放電灯９０の点灯情報を受け取る。
【００３７】
以下、放電灯点灯装置１０の構成について説明する。
図４は、放電灯点灯装置１０の回路構成の一例を示す図である。
放電灯点灯装置１０は、図４に示すように、電力制御回路２０と、極性反転回路３０と、光源制御部４０と、動作検出部６０と、イグナイター回路７０と、を備えている。
【００３８】
電力制御回路２０は、放電灯９０に供給する駆動電力（ランプ駆動電力）を生成する。本実施形態においては、電力制御回路２０は、直流電源装置８０からの電圧を入力とし、入力電圧を降圧して直流電流Ｉｄを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。
【００３９】
電力制御回路２０は、スイッチ素子２１、ダイオード２２、コイル２３およびコンデンサー２４を含んで構成されている。スイッチ素子２１は、例えばトランジスターで構成されている。本実施形態においては、スイッチ素子２１の一端は直流電源装置８０の正電圧側に接続され、他端はダイオード２２のカソード端子およびコイル２３の一端に接続されている。
【００４０】
コンデンサー２４の一端はコイル２３の他端に接続され、コンデンサー２４の他端はダイオード２２のアノード端子および直流電源装置８０の負電圧側に接続されている。スイッチ素子２１の制御端子には、後述する光源制御部４０から電流制御信号が入力されてスイッチ素子２１のＯＮ／ＯＦＦが制御される。電流制御信号には、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号が用いられてもよい。
【００４１】
スイッチ素子２１がＯＮすると、コイル２３に電流が流れ、コイル２３にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチ素子２１がＯＦＦすると、コイル２３に蓄えられたエネルギーがコンデンサー２４とダイオード２２とを通る経路で放出される。その結果、スイッチ素子２１がＯＮする時間の割合に応じた直流電流Ｉｄが発生する。
【００４２】
極性反転回路３０は、電力制御回路２０から入力される直流電流Ｉｄを所定のタイミングで極性反転させる。これにより、極性反転回路３０は、制御された時間だけ継続する直流である駆動電流Ｉ、もしくは、任意の周波数を持つ交流である駆動電流Ｉを生成し、出力する。本実施形態において、極性反転回路３０は、インバーターブリッジ回路（フルブリッジ回路）で構成されている。
【００４３】
極性反転回路３０は、例えばトランジスターなどで構成される第１のスイッチ素子３１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３、および第４のスイッチ素子３４を含む。極性反転回路３０は、直列接続された第１のスイッチ素子３１および第２のスイッチ素子３２と、直列接続された第３のスイッチ素子３３および第４のスイッチ素子３４と、が互いに並列接続された構成を有する。第１のスイッチ素子３１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３、および第４のスイッチ素子３４の制御端子には、それぞれ光源制御部４０から極性反転制御信号が入力される。極性反転制御信号に基づいて、第１のスイッチ素子３１、第２のスイッチ素子３２、第３のスイッチ素子３３および第４のスイッチ素子３４のＯＮ／ＯＦＦ動作が制御される。
【００４４】
極性反転回路３０においては、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３４と、第２のスイッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３と、を交互にＯＮ／ＯＦＦさせる動作が繰り返される。これにより、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄの極性が交互に反転する。第１のスイッチ素子３１と第２のスイッチ素子３２との共通接続点、および第３のスイッチ素子３３と第４のスイッチ素子３４との共通接続点から、制御された時間だけ同一極性状態を継続する直流である駆動電流Ｉ、もしくは制御された周波数をもつ交流である駆動電流Ｉを生成し、出力する。
【００４５】
すなわち、極性反転回路３０では、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３４がＯＮのときには第２のスイッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３がＯＦＦであり、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３４がＯＦＦのときには第２のスイッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３がＯＮであるように制御される。これにより、第１のスイッチ素子３１および第４のスイッチ素子３４がＯＮのときには、コンデンサー２４の一端から第１のスイッチ素子３１、放電灯９０、第４のスイッチ素子３４の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。第２のスイッチ素子３２および第３のスイッチ素子３３がＯＮのときには、コンデンサー２４の一端から第３のスイッチ素子３３、放電灯９０、第２のスイッチ素子３２の順に流れる駆動電流Ｉが発生する。
【００４６】
本実施形態において、電力制御回路２０と極性反転回路３０とを合わせた部分が放電灯駆動部２３０に対応する。すなわち、放電灯駆動部２３０は、放電灯９０を駆動する駆動電流Ｉ（駆動電力）を放電灯９０に供給する。
【００４７】
光源制御部４０は、放電灯駆動部２３０を制御する。図４の例では、光源制御部４０は、電力制御回路２０および極性反転回路３０を制御することにより、駆動電流Ｉが同一極性を継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値（駆動電力の電力値）、周波数等のパラメーターを制御する。光源制御部４０は、極性反転回路３０に対して、駆動電流Ｉの極性反転タイミングにより、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの周波数などを制御する極性反転制御を行う。光源制御部４０は、電力制御回路２０に対して、出力される直流電流Ｉｄの電流値を制御する電流制御を行う。
本実施形態の光源制御部４０は、特許請求の範囲の制御部に対応する。
【００４８】
光源制御部４０の構成は、特に限定されない。本実施形態において、光源制御部４０は、システムコントローラー４１、電力制御回路コントローラー４２、および極性反転回路コントローラー４３を含んでいる。なお、光源制御部４０は、その一部または全てを半導体集積回路で構成してもよい。
【００４９】
システムコントローラー４１は、電力制御回路コントローラー４２および極性反転回路コントローラー４３を制御することにより、電力制御回路２０および極性反転回路３０を制御する。システムコントローラー４１は、動作検出部６０が検出したランプ電圧Ｖｌａおよび駆動電流Ｉに基づき、電力制御回路コントローラー４２および極性反転回路コントローラー４３を制御してもよい。
【００５０】
本実施形態において、システムコントローラー４１は、記憶部４４を含んで構成されている。ただし、記憶部４４は、システムコントローラー４１とは独立に設けられてもよい。
【００５１】
システムコントローラー４１は、記憶部４４に格納された情報に基づき、電力制御回路２０および極性反転回路３０を制御してもよい。記憶部４４には、例えば、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数、波形、変調パターン等の駆動パラメーターに関する情報が格納されていてもよい。
【００５２】
電力制御回路コントローラー４２は、システムコントローラー４１からの制御信号に基づき、電力制御回路２０へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路２０を制御する。
【００５３】
極性反転回路コントローラー４３は、システムコントローラー４１からの制御信号に基づき、極性反転回路３０へ極性反転制御信号を出力することにより、極性反転回路３０を制御する。
【００５４】
光源制御部４０は、専用回路を用いて実現され、上述した制御、後述する処理に伴う各種制御を行う。もしくは、光源制御部４０は、例えばＣＰＵが記憶部４４に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理に伴う各種制御を行うように構成することもできる。
【００５５】
図５は、光源制御部４０の他の構成例について説明するための図である。図５に示すように、光源制御部４０は、制御プログラムにより、電力制御回路２０を制御する電流制御手段４０−１、極性反転回路３０を制御する極性反転制御手段４０−２として機能するように構成されてもよい。
【００５６】
図４に示した例では、光源制御部４０は、放電灯点灯装置１０の一部として構成されている。これに対して、光源制御部４０の機能の一部をＣＰＵ５８０が担うように構成されていてもよい。
【００５７】
動作検出部６０は、例えば放電灯９０のランプ電圧を検出して光源制御部４０にランプ電圧情報を出力する電圧検出部、駆動電流Ｉを検出して光源制御部４０に駆動電流情報を出力する電流検出部、などを含んでいてもよい。本実施形態においては、動作検出部６０は、第１の抵抗６１、第２の抵抗６２および第３の抵抗６３を含んで構成されている。なお、放電灯９０のランプ電圧は、放電灯９０の電極間電圧を意味する。
【００５８】
動作検出部６０において、電圧検出部は、放電灯９０と並列に、互いに直列接続された第１の抵抗６１および第２の抵抗６２で分圧した電圧によりランプ電圧Ｖｌａを検出する。また、本実施形態において、電流検出部は、放電灯９０に直列に接続された第３の抵抗６３に発生する電圧により駆動電流Ｉを検出する。
【００５９】
イグナイター回路７０は、放電灯９０の点灯開始時にのみ動作する。イグナイター回路７０は、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極間（第１電極９２と第２電極９３との間）を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧（放電灯９０の通常点灯時よりも高い電圧）を、放電灯９０の電極間（第１電極９２と第２電極９３との間）に供給する。本実施形態においては、イグナイター回路７０は、放電灯９０と並列に接続されている。
【００６０】
図６（ａ）および図６（ｂ）に、第１電極９２および第２電極９３の先端部分が示されている。第１電極９２および第２電極９３の先端には、突起５５２ｐ，５６２ｐがそれぞれ形成されている。第１電極９２と第２電極９３との間で生じる放電は、主として突起５５２ｐと突起５６２ｐとの間で生じる。本実施形態のように突起５５２ｐおよび突起５６２ｐがある場合には、突起が無い場合と比べて、第１電極９２および第２電極９３における放電位置（アーク位置）の移動を抑えることができる。
【００６１】
図６（ａ）は、第１電極９２が陽極として動作し、第２電極９３が陰極として動作する第１極性状態を示している。第１極性状態では、放電により、第２電極９３（陰極）から第１電極９２（陽極）へ電子が移動する。陰極（第２電極９３）からは電子が放出される。陰極（第２電極９３）から放出された電子は、陽極（第１電極９２）の先端に衝突する。衝突によって熱が生じ、陽極（第１電極９２）の先端（突起５５２ｐ）の温度が上昇する。
【００６２】
図６（ｂ）は、第１電極９２が陰極として動作し、第２電極９３が陽極として動作する第２極性状態を示している。第２極性状態では、第１極性状態とは逆に、第１電極９２から第２電極９３へ電子が移動する。その結果、第２電極９３の先端（突起５６２ｐ）の温度が上昇する。
【００６３】
このように、電子が衝突する陽極の温度は、電子を放出する陰極の温度と比べて高くなりやすい。ここで、一方の電極の温度が他方の電極と比べて高い状態が続くことは、種々の不具合を引き起こす虞がある。例えば、高温となる電極の先端が過剰に溶けた場合には、意図しない電極の変形が生じることがある。その結果、電極間距離（アーク長）が適正値からずれ、照度が安定しないおそれがある。逆に、低温となる電極の先端の溶融が不十分な場合には、先端に生じた微小な凹凸が溶けずに残るおそれがある。その結果、アークジャンプが生じる場合がある。
【００６４】
図７は、プロジェクターの要部のブロック図である。
図７に示すように、画像処理装置５７０は、画像解析部５７４と、画像処理部５７６と、を備えている。画像解析部５７４は、外部から入力される画像信号を解析し、その画像信号により表示しようとする一定のフレーム期間内の映像の輝度を表す輝度情報を抽出する。画像信号に基づく輝度情報を抽出するフレーム期間の長さは適宜設定することができる。画像信号に基づく輝度情報は、例えば階調数の出現数分布を示すヒストグラムに基づく平均画像レベル（ＡＰＬ：Average Picture Level）、あるいはハイライト輝度等の情報である。画像解析部５７４は、以降表示しようとする画像の輝度情報を得る必要があるため、画像信号を一旦蓄積するためのバッファー、フレームメモリー（図示略）等を備えることが望ましい。
【００６５】
画像解析部５７４は、上記の方法で得られた画像信号に基づく輝度情報を制御信号として、画像信号とともに画像処理部５７６に向けて出力する。画像処理部５７６は、入力された制御信号と画像信号とに基づき、例えば映像のダイナミックレンジを広げるための伸長処理等、任意の画像処理を行う。画像処理後の画像信号は、ライトバルブドライバー３３５に送られて実際の電圧に変換され、所定の電圧が液晶ライトバルブ３３０に供給される。
【００６６】
一方、画像解析部５７４は、上記の方法で得られた画像信号に基づく輝度情報を制御信号として、画像処理部５７６と並行して光源制御部４０にも出力する。さらに、画像解析部５７４は、画像信号からフレーム周波数を検出し、検出したフレーム周波数情報を光源制御部４０に出力する。光源制御部４０は、制御信号に基づいて、例えば、画像信号に基づく輝度情報としてのＡＰＬの値が相対的に小さい（画像が暗い）期間ではランプ駆動電力が相対的に小さく、ＡＰＬの値が相対的に大きい（画像が明るい）期間ではランプ駆動電力が相対的に大きくなるような電力制御信号を生成し、放電灯点灯装置１０に供給する。ランプ駆動電力は、放電灯９０に供給する駆動電力のことである。
【００６７】
図８は、放電灯９０に関する輝度情報としてのランプ駆動電力の時間変化に応じた駆動電流波形の例を示す図である。
図８の上段はランプ駆動電力の時間変化を示しており、横軸は時間を示し、縦軸はランプ駆動電力を示している。この例では、ｔ０〜ｔ１の期間ではランプ駆動電力はＷ１で一定であり、ｔ１〜ｔ２の期間ではランプ駆動電力はＷ１からＷ３まで増加し、ｔ２〜ｔ３の期間ではランプ駆動電力はＷ３で一定であり、ｔ３〜ｔ４の期間ではランプ駆動電力はＷ３からＷ２まで減少し、ｔ４以降の期間ではランプ駆動電力はＷ２で一定である。Ｗ１からＷ３までのランプ駆動電力の変化量をΔＷａとし、Ｗ３からＷ２までのランプ駆動電力の変化量をΔＷｂとする。
【００６８】
図８の下段は駆動電流波形を示しており、横軸は時間を示し、縦軸は駆動電流値を示している。この例では、第１極性となる期間の平均電流値は＋Ｉｍとなり、第２極性となる期間の平均電流値は−Ｉｍとなっている。また、ランプ駆動電力が一定であるｔ０〜ｔ１の期間、ｔ２〜ｔ３の期間、およびｔ４以降の期間の各期間は、直流電流Ｉｄｃを含む駆動電流が放電灯９０に供給される第１期間ＰＨ１となっている。第１期間ＰＨ１における直流電流Ｉｄｃを含む駆動電流は、放電灯９０の第１電極９２が陽極となる期間と第２電極９３が陽極となる期間とのうち、いずれか一方の期間における第１電極９２もしくは第２電極９３の熱負荷が、他方の期間における第１電極９２もしくは第２電極９３の熱負荷よりも大きくなる駆動電流である。
【００６９】
これに対して、ランプ駆動電力がΔＷａだけ変化するｔ１〜ｔ２の期間、およびランプ駆動電力がΔＷｂだけ変化するｔ３〜ｔ４の期間は、液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂ（光変調装置）のフレーム周波数以上の周波数、例えば２００〜４００Ｈｚ程度の周波数を有する交流電流Ｉａｃが放電灯９０に供給される第２期間ＰＨ２となっている。後述するが、ランプ駆動電力が変化する期間では、このような交流電流Ｉａｃを放電灯９０に供給することにより、放電灯９０のちらつきを抑制することができる。
【００７０】
ランプ駆動電力が変化する期間については、ランプ駆動電力の変化量に応じて放電灯９０のちらつきの程度が変化する。具体的に言えば、ランプ駆動電力の変化量が所定の閾値以上の場合に直流電流Ｉｄｃを含む駆動電流を放電灯に供給すると、放電灯９０のちらつきが生じるおそれが高い。一方、ランプ駆動電力の変化量が所定の閾値よりも小さい場合であれば、直流電流Ｉｄｃを含む駆動電流を放電灯９０に供給したとしても、放電灯９０のちらつきが生じるおそれが少ない。したがって、ランプ駆動電力が変化する期間に直流電流を含む駆動電流を放電灯９０に供給するか否かの判断基準となるランプ駆動電力の変化量の閾値は、放電灯９０のちらつきの発生状況を見ながら適宜決定すればよい。ランプ駆動電力変化量の閾値をΔＷｓとすると、図８に示す例では、変化量ΔＷａは閾値ΔＷｓよりも大きく（ΔＷａ＞ΔＷｓ）、かつ、変化量ΔＷｂは閾値ΔＷｓよりも大きい（ΔＷｂ＞ΔＷｓ）。
【００７１】
また、第１期間ＰＨ１における駆動電流に含まれる直流電流Ｉｄｃが供給される期間の長さは、第２期間ＰＨ２におけるフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流Ｉａｃの半周期の長さよりも大きい。これにより、放電灯９０の第１電極９２および第２電極９３の各先端の突起を充分に溶融させて突起を成形し、放電を安定させることができる。
【００７２】
図９は、ランプ駆動電力の時間変化に応じた駆動電流波形の他の例を示す図である。
図９の上段はランプ駆動電力の時間変化を示している。この例では、ｔ０〜ｔ１の期間ではランプ駆動電力はＷ１で一定であり、ｔ１〜ｔ２の期間ではランプ駆動電力はＷ１からＷ３まで増加し、ｔ２〜ｔ３の期間ではランプ駆動電力はＷ３で一定であり、ｔ３〜ｔ４の期間ではランプ駆動電力はＷ３からＷ２’まで減少し、ｔ４以降の期間ではランプ駆動電力はＷ２’で一定である。Ｗ１からＷ３までのランプ駆動電力の変化量をΔＷａとし、Ｗ３からＷ２’までのランプ駆動電力の変化量をΔＷｂ’とする。図９に示す例では、変化量ΔＷａは閾値ΔＷｓよりも大きく（ΔＷａ＞ΔＷｓ）、かつ、変化量ΔＷｂ’は閾値ΔＷｓよりも小さい（ΔＷｂ’＜ΔＷｓ）。
【００７３】
図９の下段は駆動電流波形を示している。この例では、図８と同様に、第１極性となる期間の平均電流値は＋Ｉｍとなり、第２極性となる期間の平均電流値は−Ｉｍとなっている。また、ランプ駆動電力が一定であるｔ０〜ｔ１の期間、ｔ２〜ｔ３の期間、およびｔ４以降の期間は、直流電流Ｉｄｃを含む駆動電流が放電灯に供給される第１期間ＰＨ１となっている。第１期間ＰＨ１における直流電流Ｉｄを含む駆動電流は、放電灯９０の第１電極９２が陽極となる期間と第２電極９３が陽極となる期間とのうち、いずれか一方の期間における第１電極９２もしくは第２電極９３の熱負荷が、他方の期間における第１電極９２もしくは第２電極９３の熱負荷よりも大きくなる駆動電流である。これらの期間については、図８の例と同様である。
【００７４】
これに対して、ランプ駆動電力が変化するｔ１〜ｔ２の期間は第２期間ＰＨ２、ｔ３〜ｔ４の期間は第３期間ＰＨ３となっており、第２期間ＰＨ２および第３期間ＰＨ３の２つの期間のうち、第２期間ＰＨ２における変化量ΔＷａは閾値よりも大きい。したがって、液晶パネルのフレーム周波数以上の周波数、例えば２００〜４００Ｈｚ程度の周波数を有する交流電流Ｉａｃが放電灯９０に供給される。一方、第３期間ＰＨ３における変化量ΔＷｂ’は閾値よりも小さい。したがって、ランプ駆動電力が一定である第１期間ＰＨ１と同様、直流電流Ｉｄｃを含む駆動電流が放電灯９０に供給される。
【００７５】
以上述べたように、本実施形態のプロジェクターの制御方法は、画像信号に基づく輝度情報に応じて放電灯９０に供給されるランプ駆動電力を変化させるように放電灯駆動部２３０を制御し、ランプ駆動電力が変化する期間の少なくとも一部において、放電灯２０に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、液晶パネルのフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流が放電灯９０に供給されるように、放電灯駆動部２３０を制御する、というものである。
【００７６】
本実施形態のプロジェクター５００においては、ランプ駆動電力が変化する期間において放電灯２０に関する輝度情報の変化量が所定の閾値以上である場合、液晶パネルのフレーム周波数以上の周波数を有する交流電流Ｉａが放電灯９０に供給される。これにより、放電灯９０の第１電極９２および第２電極９３に対する熱負荷の偏りが小さくなり、電極先端の突起が安定して形成される。その結果、放電灯９０のちらつきを抑制することができる。さらに、放電灯９０に供給される交流電流Ｉａｃが液晶パネルのフレーム周波数以上の周波数を有するため、液晶パネルの変調と放電灯９０の駆動との間の干渉を抑えることができる。これにより、スクリーン７００上での画像のちらつきを抑制することができる。
【００７７】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、ランプ駆動電力の変化量が閾値よりも大きい場合にランプ駆動電力が変化する期間内の全てで交流電流が供給される例を示したが、ランプ駆動電力が変化する期間内の少なくとも一部で交流電流が供給され、残りは直流電流を含む駆動電流が供給される構成であってもよい。また、上記実施形態では、ランプ駆動電力の変化期間の開始時刻と交流電流の供給期間の開始時刻が一致し、ランプ駆動電力の変化期間の終了時刻と交流電流の供給期間の終了時刻が一致している例を挙げたが、これらの時刻は多少ずれていてもよい。その他、プロジェクターの各部の具体的な構成については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【００７８】
また、上記実施形態において、放電灯９０に関する輝度情報の変化量の一例として、ランプ駆動電力の変化量を挙げたが、これに限らず、例えば放電灯９０から射出する光の光量の変化量を採用してもよい。その場合、より具体的には、図示しない光量検出部は、放電灯９０から液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂまでの間に設けられ、光量検出部が配置されている位置における光量を検出する。また、光量検出部は、外装筐体に設けられ、投射光学装置３５０から投射された光の反射光を検出する。これらにより、放電灯に関する輝度情報の変化量を検出することとしてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態において、放電灯９０に関する輝度情報としてのランプ駆動電力の変動は、上述した画像信号に基づく輝度情報の変動に基づいている。したがって、光源制御部４０は、上述したランプ駆動電力の変化量の閾値ΔＷｓに対応する画像信号に基づく輝度情報の変化量の閾値によって、放電灯駆動部２３０が放電灯９０に供給する駆動電流を制御してもよい。
【００８０】
また、上記実施形態において、透過型のプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型のプロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過するタイプであることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味する。なお、光変調装置は、液晶パネル等に限られず、例えばマイクロミラーを用いた光変調装置であってもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態において、３つの液晶パネル５６０Ｒ，５６０Ｇ，５６０Ｂ（液晶ライトバルブ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ）を用いたプロジェクター５００の例を挙げたが、本発明は、１つの液晶パネルのみを用いたプロジェクター、４つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…放電灯点灯装置、４０…光源制御部、９０…放電灯、２３０…放電灯駆動部、３３０，３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調装置）、３５０…投射光学装置、５００…プロジェクター。
【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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【図８】
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【図９】
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