JP2003272877A - ランプ点灯装置との通信方法および画像投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光源の点灯装置と制御装置との間でデータを交
換するための通信を僅かな費用で実行し得るようにす
る。 【解決手段】同期信号Ｓを周期的に供給する制御ユニッ
トとランプ点灯装置との間で通信するために、点灯装置
によって同期信号Ｓのエッジを検出し、予め定められた
待機時間の間待機し、情報信号のレベルを評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同期信号を周期的
に供給する制御ユニットとランプ点灯装置との通信方法
に関する。本発明は特に、画像投影装置において光源の
点灯装置と制御装置との間でデータを交換するための通
信方法に関する。さらに、本発明は、光源と、光源にエ
ネルギーを供給する点灯装置と、点灯装置を制御する制
御ユニットとを備え、画像内容を投影するのに適する画
像投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】次の構成部品が、画像内容を投影するの
に使用されかつ以下においてはプロジェクタと称される
画像投影装置内に設けられている。 ・光源を有する光学的撮像系 ・光源にエネルギーを供給する点灯装置 ・光源から発する光に表示されるべき画像情報を与える
光変調ユニット ・次の責務すなわち、プロジェクタに供給された画像情
報を光変調ユニットに適するように調整し光変調ユニッ
トに供給することおよび点灯装置を制御しかつ監視する
ことの責務を有する制御ユニット

【０００３】この種のプロジェクタの例は、大型テレビ
ジョン装置に使用される逆投影装置、又は多くはコンピ
ュータから供給される情報を表示するために使われるい
わゆるビーマである。

【０００４】光変調ユニット用として２つの競合するシ
ステムが現在普及している。一方は、液晶技術（ＬＣ
Ｄ）に基づいており、他方は、アドレス指定され電気信
号によって傾けられるマイクロミラーのマトリックス
（ＤＬＰ）からなる。両方の光変調ユニットのコスト
は、光変調ユニットの面積の増大と共に比例とは異なる
増大をし、そのためにその面積をできるだけ小さく保つ
試みがなされている。このことは、光学系、特に光源に
対する高い要求を引き起こす。光源は、できるだけ点状
であるべきであり、かつできるだけ高い輝度を有するべ
きである。これらの要求を満たし得るために、短いアー
ク長を有する高圧放電ランプが主に使用される。

【０００５】この種のランプは通常、基本周波数が５０
Ｈｚ〜１ｋＨｚである矩形波電流により点灯される。矩
形波エッジでのこのランプ電流の極性反転は以下におい
ては転流と称される。できるだけ均一な光の要件は転流
時に或る程度しか満たされ得ず、そのために転流を、画
像情報の時間的経過において危険でない時点に位置決め
する試みがなされる。このことは、制御装置が点灯装置
に転流を引き起こす同期信号を伝達する通信が点灯装置
と制御装置との間で行われることを前提とする。プロジ
ェクタが様々なカラーの投影の時間系列を制御するいわ
ゆるカラーホイールを含む場合、カラーの移行中に転流
を行うことが好ましい。

【０００６】ＬＣＤ技術を使用する従来の非反射である
が送信する光変調ユニットにおいて、様々なカラーの投
影は逐次的にではなく並列的に実行され、従って時間的
なカラー移行は行われないので、上記に挙げた同期は多
くは実際的でない。この技術を使用して動作するプロジ
ェクタの場合、制御装置から点灯装置への通信は、点灯
装置のスイッチを入り切りするためにのみ使用される。
この開閉信号は全般的な説明を理解し易くするために以
下においては同期信号とも称される。

【０００７】制御装置は電気的擾乱に敏感であり場合に
よっては接触可能な部分を含み、一方点灯装置は制御装
置に比較して高い電流及び電圧を生じ一般に系統電圧に
接続される。従って、従来の技術においては、点灯装置
と制御装置との間の通信のために、いわゆるＳＥＬＶ
（Ｓａｆｅｔｙ Ｅｘｔｒａ Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ
＝安全超低電圧）要求を満たすフォトカプラが使用され
る。フォトカプラはその性質上アナログ信号の伝送には
適しておらず、そのために点灯装置と制御装置との間で
は主にデジタル通信が行われている。

【０００８】同期信号の伝達は制御装置から点灯装置の
方向への通信を必要とする。反対方向の通信も従来の技
術において知られている。反対方向の通信は、点灯装置
が制御装置に、ランプが点灯することだけを報知するい
わゆるランプ点灯信号によって行われる。

【０００９】ランプ点灯信号及び同期信号を伝送するた
めにそれぞれ１つのフォトカプラが必要とされる。従来
の技術によれば、前記信号のみがこれらのフォトカプラ
を介して伝送される。しかしながら、他の情報を通信す
ることが望まれる。第一に、制御装置は、ランプが点灯
しているか否かに関する１ビット情報のみよりも著しく
多い情報、例えばランプによって消費される電力に関す
る情報を必要とする。第二に、制御装置は、前述の同期
信号のみよりも多くの設定、例えばランプ電力の設定を
点灯装置に行うことを必要とする。情報を制御装置から
点灯装置に伝送する第３のフォトカプラを使用すること
が従来の技術から知られている。この第３のフォトカプ
ラは、プロジェクタの費用及びコストを上昇させるだけ
でなく、プロジェクタハウジング内に収容されるべき構
成部品の寸法も増大させる。これはプロジェクタの小型
化を促進するにつれますます重要になっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光源
の点灯装置と制御装置との間でデータを交換するための
通信を僅かな費用で実行するランプ点灯装置との通信方
法を提供することにある。さらに、本発明は、この通信
方法を用いた画像撮像装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】ランプ点灯装置との通信
方法に関する課題は、本発明によれば、冒頭で述べた通
信方法において、点灯装置によって同期信号のエッジを
検出し、予め定められた待機時間の間待機し、情報信号
のレベルを評価することによって解決される。画像撮像
装置に関する課題は、本発明によれば、冒頭で述べた画
像撮像装置において、かかる通信方法が点灯装置と制御
ユニットとの間で実行されることによって解決される。
特に好適な実施態様は従属請求項に記載されている。

【００１２】本発明は、いかなる場合にも存在する同期
信号及びランプ点灯信号を伝送するための上述した２つ
のフォトカプラを、追加情報を伝送するために、利用す
ることに基づいている。これによって、好適にも、ハー
ドウェアの追加用が必要なくなる。プロジェクタは一般
的に内蔵マイクロコントローラのソフトウェアによって
制御されるので、従来の技術によるプロジェクタ内でソ
フトウェアの変更だけによって本発明を実行することが
可能である。

【００１３】上記のように、同期信号は、制御ユニット
からフォトカプラを介して点灯装置に伝送される。転流
同期化のための固有の情報は一般的に同期信号の立上が
りエッジにある。本発明によれば、同期信号の持続時間
は点灯装置に他の情報を伝送するために利用される。

【００１４】点灯装置と制御ユニットとの間の通信中
に、本発明による方法で情報量を検出するために、最初
に、同期信号の立上がりエッジが検出される。検出が行
われると、固定的に設定された待機時間の後、情報量が
検出されるべき信号のレベルの読出しを引き起こす待機
タイマがスタートさせられる。

【００１５】制御ユニットから点灯装置への通信の場
合、情報量は本発明によれば同期信号の中にある。その
立上がりエッジの検出後、待機タイマによって、予め定
められた待機時間の間待機させられる。待機時間の終了
後、評価時点が到達し、同期信号のレベルが評価され
る。同期信号のレベルは、それぞれ高レベル又は低レベ
ルに対応する２つの値を取り得る。立上がりエッジ後、
同期信号は高レベルにある。本発明によれば、制御ユニ
ットから点灯装置に伝送されるべき情報は、同期信号が
高レベルで持続する持続時間内に含まれる。上記におい
て詳細に説明したように、その情報はデジタル情報であ
るので、前記持続時間はＨ値またはＬ値を取る。Ｈ値は
ロジック１の伝送に、Ｌ値はロジック０の伝送に割り当
てられる。一般性を失うことなく、以下においてはＨ値
はＬ値よりも短いものとするすなわち規定する。本発明
によれば、待機時間に対してはＨ値とＬ値との間に位置
する値が選定される。評価時点で同期信号を評価する時
に、高レベルが決定されると、その結果同期信号の持続
時間は上記規定に従ってＬ値を取り、従ってロジック０
が点灯装置に伝送された。評価時点で同期信号を評価す
る時に、低レベルが決定されると、同期信号の持続時間
はＨ値を取り、ロジック１が伝送された。それ故に、制
御ユニットから点灯装置へのビット送信は終了され、点
灯装置は同期信号の次の立上がりエッジが検出されるま
で待機する。

【００１６】本発明の思想は上記に挙げたレベル規定と
結び付いていない。寧ろ、本発明は、全てのレベルが逆
転され同期信号の立下りエッジの検出が行われることに
よっても実現できる。

【００１７】本発明による通信方法は孤立したビット送
信に限定されない。寧ろ、複数のシリアルに伝送される
ビットが纏められて、いわゆるワードを形成することが
できる。例えば、ＲＳ２３２規格と類似するように、１
バイトは、８ビットとストップビットとが後に続くスタ
ートビットの伝送によって伝送され得る。

【００１８】点灯装置から制御ユニットへの情報送信
は、従来の技術においてランプ点灯信号を伝送するため
に設けられた第２のフォトカプラを介して実行される。
制御ユニットから点灯装置への情報伝送の場合のよう
に、本発明によれば、点灯装置から制御ユニットへの情
報伝送もまた、同期信号の立上がりエッジに同期して動
作する。点灯装置は最初に同期信号の立上がりエッジを
検出する。検出が行われると、点灯装置において送信タ
イマがスタートし、制御ユニットにおいて受信タイマが
スタートする。制御ユニットは、この制御ユニット自身
が同期信号の送出を開始するので、同期信号の立上がり
エッジを検出するための検出器を必要としない。送信タ
イマの終了後、点灯装置はランプ点灯信号を、伝送され
るべき情報に対応するレベルにする。受信タイマの終了
後、制御ユニットはランプ点灯信号を評価する。同期信
号の場合のように、ランプ点灯信号のレベルもまた、ロ
ジック１又はロジック０に割り当てられるそれぞれ高レ
ベル又は低レベルに対応する２つの値を取り得る。制御
ユニットによるランプ点灯信号の評価後、１ビットが点
灯装置から制御ユニットへ伝送される。他のビットの送
信は同期信号の次の立上がりエッジによって開始され
る。

【００１９】上記に挙げられた送信タイマは、待機時間
がランプ点灯信号によってビットを送出するために必要
とされない場合、省かれ得る。この場合、ランプ点灯信
号は、同期信号の立上がりエッジの検出の直後に、伝送
されるべき情報に対応するレベルに置かれる。この場
合、制御ユニットの側では、受信タイマによって情報伝
送の伝搬時間だけが待たされ、ランプ点灯信号がその時
に評価される。

【００２０】制御ユニットから点灯装置への伝送の場合
のように、他の方向への本発明による通信方法は孤立し
たビットの伝送に限定されない。寧ろ、複数のシリアル
に伝送されるビットが纏められて、ワードを形成するこ
とができる。例えば、ＲＳ２３２規格と類似するよう
に、１バイトは、８ビットとストップビットとが後に続
くスタートビットの伝送によって伝送され得る。

【００２１】本発明による次の利点は、点灯装置から制
御ユニットへの伝送の際に顕著に現れる。伝送は同期し
て実行され、それゆえ点灯装置において時間基準を提供
する必要がない。本発明によれば、制御ユニットから出
力される同期信号は、制御ユニットから点灯装置へ及び
その反対方向への伝送に対する時間基準を提供する。本
発明による通信方法は、同期信号が一般的に固定期間を
有さないので、点灯装置から制御ユニットへの、同期信
号に対して同期して実行される伝送に特に好適である。
寧ろ、同期信号の立上がりエッジの連続する時間間隔は
異なっている。

【００２２】本発明による通信方法が適用されるプロジ
ェクタにおいては、多数の情報量が伝送のために考えら
れる。例えば、ランプ電力のような現在のランプ点灯パ
ラメータが点灯装置から制御ユニットへ伝達される。他
方、制御ユニットは点灯装置に、どの種類の点灯パラメ
ータが伝達されるべきか又はランプ電力に対する目標量
がどの値を取るべきであるかを伝達し得る。これらの例
は、情報の流れが、制御ユニットから点灯装置へ向いて
いるだけでなく、又は点灯装置から制御ユニットへ向い
ていることを示している。本発明によれば、同期信号の
情報量又はランプ点灯信号の情報量が評価されるだけで
なく、両信号が、評価される情報を含んでいる。

【００２３】他の用途は、点灯装置のスイッチの入り切
りである。このことはＬＣＤ送信の場合に対してすでに
上記に記載されている。同期信号と同期する転流はこの
応用の場合必要とされない。本発明による通信方法を用
いると、制御ユニットは点灯装置に、転流と同期信号と
の間の結合を取り消す命令シーケンスを伝達し得る。

【００２４】他の用途は、点灯装置内の温度、ソフトウ
ェアのバージョン、マイクロコントローラの通し番号、
又は、節約モードのような点灯モード又はソフトウェア
のバージョン選定に対する命令に関する情報の伝達であ
る。

【００２５】本発明による通信方法をよれば、プロジェ
クタにおいて、高価なハードウェア変更を多くの場合に
避けることを可能にする柔軟性が可能である。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１には、本発明による同期信号
Ｓ及びランプ点灯信号Ｌの時間的経過が示されている。
時点１〜１１は矢印によって表されている。

【００２７】最初に、同期信号Ｓの経過を説明する。時
点１で、同期信号Ｓは、低レベルから高レベルへの立上
がりエッジを有し、この立上がりエッジが点灯装置によ
って検出される。同時に、点灯装置は、待機時間に設定
されている待機タイマをスタートさせる。時点２で待機
時間が終了する。本発明によれば、制御ユニットから送
られた同期信号Ｓが高レベルで持続する持続時間は、２
つの値、具体的にはＨ値又はＬ値のみを取り得る。待機
時間はＨ値とＬ値との間に位置するように選定される。
同期信号Ｓは時点２で評価される。図１に示された例で
は、点灯装置は再度低レベルに低下した同期信号Ｓを時
点２で決定する。高レベルの持続時間がそこから導かれ
得る。本発明を説明するために例として提示された規定
が採用されるならば、点灯装置は時点２で、制御ユニッ
トがロジック１を伝送したことを検出する。

【００２８】時点３で、同期信号Ｓは立上がりエッジを
再度有し、この立上がりエッジが点灯装置によって検出
される。待機時間の後、点灯装置は、時点４での同期信
号Ｓのレベルを評価する。今回、同期信号Ｓは、時点１
での立上がりエッジ後よりも長く高レベルで持続する。
従って、点灯装置は時点４で、同期信号Ｓが依然として
高レベルを有すること及びそれゆえロジック０が伝送さ
れたことを検出する。

【００２９】時点５で、点灯装置は次の立上がりエッジ
を検出する。この例において、待機時間の後、点灯装置
は時点６で、制御ユニットがロジック１を伝送したこと
を検出する。時点６の後、点灯装置は、同期信号Ｓの次
の立上がりエッジを検出するまで待機し、別のビットの
伝送が周期的に繰り返される。

【００３０】ランプ点灯信号Ｌの時間的経過は図１にお
いて同期信号Ｓの下に例として示されている。破線は、
２つの信号の間の時間関係を説明することを目的として
いる。本発明の上記の説明によれば、立上がりエッジの
後、制御ユニットにおいて受信タイマがスタートし、点
灯装置において送信タイマがスタートする。送信タイマ
の終了後、点灯装置は、所望の情報に対応するレベルの
ランプ点灯信号Ｌを出力する。受信タイマの終了後、制
御ユニットはランプ点灯信号Ｌを評価する。送信タイマ
及び受信タイマは、制御ユニットがランプ点灯信号Ｌを
評価する時点で、伝送されるべき情報に従って有効なレ
ベルがランプ点灯信号Ｌに存在するように互いに合わせ
られる。

【００３１】この例において、時点１でスラートした送
信タイマは時点７で終了した。この時点から、点灯装置
は、伝送されるべき次の情報に従ってランプ点灯信号Ｌ
のレベルを設定し始める。受信タイマの終了までの時間
を、このために、点灯装置が利用する。この例におい
て、制御ユニットは同期信号Ｓの立上がりエッジと同時
にランプ点灯信号Ｌを常に評価する。それにより受信タ
イマの責務は、制御ユニット内に設けられて同期信号Ｓ
を発生する同期信号発生装置により、少なくとも部分的
に好適に引き継がれ得る。それ故、この場合に点灯装置
は、伝送されるべき次のビットに有効なレベルを設定す
るための時間を、同期信号Ｓの次の立上がりエッジまで
最大に有する。ランプ点灯信号Ｌの経過から、信号が時
点８から高レベルに到達したことが推測される。これ
は、時点３で制御ユニットによって評価される前に丁度
起こる。時点３で存在する高レベルをロジック０又は１
へ割り当てることは任意に選定可能である。時点３の前
に、ランプ点灯信号Ｌは時点１で評価され、その時には
低レベルが存在する。時点３での高レベルの後、ランプ
点灯信号Ｌは時点５で評価され、その時には図１に従っ
て低レベルが再度存在する。同期信号のそれぞれの立上
がりエッジで（時点１，３，５）、点灯装置において送
信タイマがスタートし、それぞれ時点７，９，１１で終
了する。送信タイマの動作時間は、制御ユニットがラン
プ点灯信号Ｌを評価した時までだけ続く必要がある。全
周期時間と比較すれば、このことは２つの立上がりエッ
ジの間で非常に速く起こる。本発明による通信方法を実
行するために、場合によっては送信タイマに必要な動作
時間を実現するためには少数の命令サイクルで十分であ
るマイクロコントローラが提案される。時点７，８間並
びに時点９，１０間のランプ点灯信号Ｌの経過は任意で
ある。有効なレベルが評価時点１，３，５で到達される
ことだけが保証される必要がある。これは例では時点
８，１０から当てはまる。

【００３２】図２には、１バイトの情報を伝送する同期
信号Ｓの長い時間的経過が示されている。伝送は、短い
同期信号パルスによって実行される「Ｓｔａｒｔ」を付
されたスタートビットによって開始される。８つのデー
タビットＤ０〜Ｄ７がその後に続く。網掛けは、データ
ビットが情報量に応じて短くても又は長くても良いこと
を示す。最後のデータビットＤ７の後、バイト伝送は
「Ｓｔｏｐｐ」を付された長いストップビットで終了す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による同期信号及びランプ点灯信号の時
間的経過を示す図

【図２】１バイトを伝送するための本発明による同期信
号の時間的経過を示す図

【符号の説明】

Ｌ ランプ点灯信号 Ｓ 同期信号

フロントページの続き (71)出願人 391045794 ＰＡＴＥＮＴ−ＴＲＥＵＨＡＮＤ−ＧＥＳ ＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＦＵＲ ＥＬＥＫＴ ＲＩＳＣＨＥ ＧＬＵＨＬＡＭＰＥＮ Ｍ ＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦ ＴＵＮＧ (72)発明者 アンドレアス フーバー ドイツ連邦共和国 82216 マイザッハ リードルシュトラーセ 34 (72)発明者 ベルンハルト ライター ドイツ連邦共和国 81541 ミュンヘン ホーエンヴァルトエックシュトラーセ ２ Ｆターム(参考） 3K073 AA12 AA16 AA85 BA36 CB07 CC21 CE04 CE07 CE13 CF01 CF14 CF18 CH01 CJ06 CM08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同期信号（Ｓ）を周期的に供給する制御
   ユニットとランプ点灯装置との通信方法において、点灯
   装置によって同期信号（Ｓ）のエッジを検出し、予め定
   められた待機時間の間待機し、情報信号のレベルを評価
   することを特徴とするランプ点灯装置との通信方法。
2. 【請求項２】 同期信号（Ｓ）が情報信号として評価さ
   れることを特徴とする請求項１に記載のランプ点灯装置
   との通信方法。
3. 【請求項３】 同期信号（Ｓ）の持続時間がＬ値及びＨ
   値を取り、点灯装置が、同期信号（Ｓ）の立上がりエッ
   ジの検出後Ｌ値とＨ値との間に位置する評価時点で同期
   信号（Ｓ）を評価することを特徴とする請求項２に記載
   のランプ点灯装置との通信方法。
4. 【請求項４】 点灯装置から発生されるランプ点灯信号
   （Ｌ）が情報信号として評価されることを特徴とする請
   求項１に記載のランプ点灯装置との通信方法。
5. 【請求項５】 ランプ点灯信号（Ｌ）が、同期信号
   （Ｓ）の立上がりエッジと同時に制御ユニットによって
   評価されることを特徴とする請求項４に記載のランプ点
   灯装置との通信方法。
6. 【請求項６】 同期信号（Ｓ）と点灯装置から発生され
   るランプ点灯信号（Ｌ）とによって形成された２つの情
   報信号のレベルが評価されることを特徴とする請求項１
   に記載のランプ点灯装置との通信方法。
7. 【請求項７】 同期信号（Ｓ）を周期的に繰り返す周期
   時間が異なる値を取ることを特徴とする請求項１乃至６
   の１つに記載のランプ点灯装置との通信方法。
8. 【請求項８】 光源と、光源にエネルギーを供給する点
   灯装置と、点灯装置を制御する制御ユニットとを備え、
   画像内容を投影するのに適する画像投影装置において、
   請求項１乃至７の１つに記載の通信方法が点灯装置と制
   御ユニットとの間で実行されることを特徴とする画像投
   影装置。