JP2006030645A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 光源の温度を正確に制御することを可能にするプロジェクタを提供する。
【解決手段】 ランプ１１の発光管５０の温度を冷却する冷却ファン８と、画像の投写時および黒フレームの投写時の光源輝度の設定値を生成する光源制御部の一部を構成する画像補正回路４とを備える。また、画像補正回路４で生成された光源輝度の設定値に基づきランプ１１の電力制御値および電力制御値に基づく冷却ファン８の回転数制御値を生成する光源制御部の一部およびファン制御部としてのランプ電力制御回路６を備える。そして、ランプ電力制御回路６は、冷却ファン８の回転数制御値に基づいて冷却ファン８を駆動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクタにおいて、光源である放電ランプの冷却に関するものである。

現在、プロジェクタは、光源として放電式のメタルハライドランプや高圧水銀ランプなどを用いることにより高輝度化が進んでいる。そして、プロジェクタは、液晶パネルなどの小型な光変調装置や、小型化された放電ランプなどを用いることで、従来の陰極線管（Cathode Ray Tube：ＣＲＴ）を用いるプロジェクタに比べ、小型・軽量にできると共に、大画面投写を実現することが可能であることから、急速に普及が進んでいる。

こうしたプロジェクタにおいて、ＣＲＴ方式のプロジェクタと比較して劣る明るいシーンでの明るさの不足、および暗いシーンでの黒浮きを改善するために、一般的なコントラスト調整（信号増幅ゲインの調整）に加えて、光源輝度の調光（光源を駆動する電力を供給するバラストの出力電圧などを調整することで、光源が出射する光量を調整し、輝度を変化させること）による改善が行われている（特許文献１）。

また、同様にＣＲＴ方式のプロジェクタと比較して劣る滑らかな動画表示を得るために、光路上に機械的なシャッタを配置して光変調装置を通過する光を一定期間遮断する動画表示改善が行われている（特許文献２）。

特開平１０−３９９６号公報 特開２００２−１４８７１２号公報

上述した特許文献１および特許文献２の、光源（ランプ）の輝度調光または動画表示改善の機械的な遮断が実施された構成では、しばらくの間、輝度が暗めに調光された場合、液晶パネルを照射するランプの電力制御値がランプの定格電力値から大幅に低下する。この電力制御値の低下に伴いランプ輝度を大幅に低下させることは、ランプの発光管の温度が低下することにつながる。そのため、発光管内部の電極間における電子の放電起動や、放電軌跡を安定的に維持することが困難となる。その結果、ランプの点灯起動性の不良や、投写画像にフリッカなどの不良が発生し、ひいてはライフ特性（ランプ寿命）の劣化を生じるという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光源の温度を正確に制御することを可能にするプロジェクタを提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明は、光源からの出射光により画像を投写するプロジェクタであって、光源を冷却する冷却ファンと、画像の内容に基づいて光源に印加する電力制御値を制御する光源制御部と、電力制御値に基づき冷却ファンの回転数制御値を制御するファン制御部とを備え、ファン制御部は、冷却ファンの回転数制御値に基づいて冷却ファンを駆動することを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、光源制御部が、画像の内容に基づいて光源に印加する電力制御値を制御する。また、ファン制御部が、制御された電力制御値に基づいて冷却ファンの回転数制御値を制御する。そして、ファン制御部は、制御した回転数制御値に基づいて冷却ファンを駆動する。

その結果、光源制御部で画像の内容に基づいて電力制御値を制御すると同時に、ファン制御部で前記電力制御値に基づいた冷却ファンの回転数制御値を制御し冷却ファンを駆動することができるため、画像を投写する場合において冷却ファンの駆動に時間遅れがなくなり（追従性の向上）、光源の発光管温度を適正温度範囲に維持することができる。これにより、光源の点灯起動の不良、投写画像のフリッカ発生を防止でき、ひいてはライフ特性（ランプ寿命）の劣化を防止できる。

上述した目的を達成するために、本発明は、光源からの出射光により画像を投写するプロジェクタであって、光源を冷却する冷却ファンと、画像の投写の際に挿入される黒フレームの投写時において光源に印加する電力制御値を制御する光源制御部と、電力制御値に基づき冷却ファンの回転数制御値を制御するファン制御部とを備え、ファン制御部は、冷却ファンの回転数制御値に基づいて冷却ファンを駆動することを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、光源制御部が、画像の投写の際に挿入される黒フレームの投写時において光源に印加する電力制御値を制御する。また、ファン制御部が、制御された電力制御値に基づいて冷却ファンの回転数制御値を制御する。そして、ファン制御部は、制御した回転数制御値に基づいて冷却ファンを駆動する。

その結果、光源制御部で画像の投写の際に挿入される黒フレームに対応して電力制御値を制御すると同時に、ファン制御部で前記電力制御値に基づいた冷却ファンの回転数制御値を制御し冷却ファンを駆動することができるため、黒フレームが挿入される場合において冷却ファンの駆動に時間遅れがなくなり（追従性の向上）、光源の発光管温度を適正温度範囲に維持することができる。これにより、光源の点灯起動の不良、投写画像のフリッカ発生を防止でき、ひいてはライフ特性（ランプ寿命）の劣化を防止できる。

上述した目的を達成するために、本発明は、光源からの出射光により画像を投写するプロジェクタであって、光源を冷却する冷却ファンと、画像の内容に基づいて光源に印加する電力制御値と画像の投写の際に挿入される黒フレームの投写時において光源に印加する電力制御値とを制御する光源制御部と、電力制御値に基づき冷却ファンの回転数制御値を制御するファン制御部とを備え、ファン制御部は、冷却ファンの回転数制御値に基づいて冷却ファンを駆動することを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、光源制御部が、画像の内容に基づいて光源に印加する電力制御値と、画像の投写の際に挿入される黒フレームの投写時において光源に印加する電力制御値とを制御する。また、ファン制御部が、制御されたそれぞれの電力制御値に基づいて冷却ファンの回転数制御値を制御する。そして、ファン制御部は、制御した回転数制御値に基づいて冷却ファンを駆動する。

その結果、光源制御部で画像の内容に基づいた電力制御値と画像の投写の際に挿入される黒フレームに対応した電力制御値とを制御すると同時に、ファン制御部で前記電力制御値に基づいた冷却ファンの回転数制御値を制御し冷却ファンを駆動することができるため、画像を投写する場合や黒フレームが挿入される場合において冷却ファンの駆動に時間遅れがなくなり（追従性の向上）、光源の発光管温度を適正温度範囲に維持することができる。これにより、光源の点灯起動の不良、投写画像のフリッカ発生を防止でき、ひいてはライフ特性（ランプ寿命）の劣化を防止できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、光源の温度を検出する温度検出部を備え、ファン制御部は、温度検出部で検出した温度に基づき、冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加えることを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、ファン制御部での回転数制御値の制御により光源を冷却ファンで冷却するが、温度検出部を備えたことで、その冷却した光源の温度を温度検出部で検出し、冷却ファンの回転数制御値に対して補正をして冷却ファンを駆動できるというフィードバック制御を行うことができる。その結果、更に正確に光源の発光管温度を適正温度範囲に維持することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、温度検出部は、光源の温度を所定の周期で検出し、ファン制御部は、温度検出部で検出した温度に基づき、設定された期間毎に平均化し、平均化した温度に基づき、冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加えることを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、温度検出部は、光源の温度を所定の周期で検出する。そして、ファン制御部は、検出した温度に基づいて、設定された期間毎に平均化して、平均化した温度に基づき、冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加える。その結果、検出温度に対して的確な補正を行うことができ、正確に光源の発光管温度を適正温度範囲に維持することができる。また、的確な補正を行うことで、冷却ファンの過度の回転は行わないため、騒音や消費電力を抑えることができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、ファン制御部において、温度検出部で検出した温度に基づき、冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加えた後、所定の期間経過後に温度検出部で検出した温度が光源の適正温度範囲に入らない場合は、光源制御部において、電力制御値に対して新たな電力制御値を指定し光源の駆動を行うことを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、ファン制御部が、冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加えて冷却ファンを駆動しても、所定の期間経過後に温度検出部で検出した温度が光源の温度を適正温度範囲に制御できない場合は、光源制御部は、電力制御値に対して新たな電力制御値を指定することで光源の駆動を行う。これにより、例えば、光源の発光管温度が低い場合には、新たな電力制御値で光源の駆動を行い、光源の発光管温度を上昇させる。また、光源の発光管温度が高い場合には、新たな電力制御値で光源の駆動を行い光源の発光管温度を低下させる。このような制御を行うことで、光源の発光管温度を適正温度範囲にすることができる。これにより、冷却ファンの回転補正によって光源の発光管温度を適正温度範囲にできない場合にも対応することができ、光源のライフ特性（ランプ寿命）を更に向上できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、プロジェクタであって、光源を覆う状態に固定させるための、吸気口、排気口および冷却ファンを備えたランプハウスを備えたことを特徴とする。

このようなプロジェクタによれば、吸気口、排気口および冷却ファンを備えたランプハウスを設けたことにより、冷却ファンの駆動により、吸気口から外気がランプハウス内に流入し、光源の熱を奪いながら排気口から冷却ファンによりランプハウスの外に排気されることになり、外気の流れを片方向のみに制御することができる。また、ランプハウスは、光源以外の周囲への温度の拡散や周囲からの温度の影響を防ぐことができる。それにより、冷却ファンの駆動による光源の発光管温度の追従性が向上し、より正確に光源の発光管温度を適正温度範囲に入れることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明のプロジェクタの概略構成を示すブロック図である。図１を用いて、プロジェクタ１００の構成を説明する。

プロジェクタ１００は、Ａ／Ｄコンバータ１、ビデオデコーダ２、画像処理回路３、光源制御部の一部としての画像補正回路４、ＬＣＤ駆動回路５、記憶部７を含む光源制御部の一部およびファン制御部としてのランプ電力制御回路６、冷却ファン８、バラスト９、電源１０、光源としてのランプ１１、温度検出部としての温度検出器１２、Ａ／Ｄ変換回路１３、光変調装置としての液晶パネル１４、投写レンズ１５、電源ケーブル１６、ランプハウス２０などから構成されている。

次に、プロジェクタ１００の動作を各部の動作説明により説明する。
Ａ／Ｄコンバータ１は、ＰＣ画像信号入力端子３０に入力したＰＣ画像データをデジタル信号に変換し、画像処理回路３に出力する。ビデオデコーダ２は、ビデオ信号入力端子３１に入力した動画像データをデジタル信号に変換した後にＲ・Ｇ・Ｂの色信号に分離し、画像処理回路３に出力する。

画像処理回路３は、Ａ／Ｄコンバータ１またはビデオデコーダ２から入力したＰＣ画像データまたは動画像データ（以降、ＰＣ画像データまたは動画像データを画像データと称す）に、フレームレート変換およびスケーリング処理などを行う。そして、画像処理回路３は、フレームレート変換などを行った画像データを画像補正回路４に出力する。

画像補正回路４は、入力した画像データの内容に基づいて、入力した画像データにブライトネス調整、コントラスト調整、ガンマ補正処理などを施すとともに、その画像データを投写表示する際の光源輝度の設定値を生成する。例えば全体が暗い画面では、画像データのコントラストを上げ、光源輝度の設定値は下げる。そうすれば画面の輝度は暗いままで、その中での階調の分解能を上げることができる。このように画像データの補正と光源輝度の設定値の調整とを組み合わせることにより、画像データのシーン毎のコントラストや画像のなめらかさなどの画質向上が実現できる。また、画像補正回路４は、動画像の表示改善（滑らかな動画表示を得るための改善）のために液晶パネル１４に挿入する黒フレームについて、その適正な光源輝度の設定値の生成、および、挿入のタイミング設定を行う。このように加工された画像データは、投写用映像信号としてＬＣＤ駆動回路５に出力される。また、生成された画像データに対する光源輝度の設定値および黒フレームに対する光源輝度の設定値と、黒フレーム挿入のタイミング情報は、ランプ電力制御回路６に出力される。

ＬＣＤ駆動回路５は、画像補正回路４から入力した投写用映像信号をそれぞれの液晶パネル１４に出力し駆動する。ランプ１１からの出射光が、液晶パネル１４を透過することにより、投写レンズ１５を介してスクリーン２００に画像を拡大投写する。

ランプ電力制御回路６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）および記憶部７などで構成される。そして、ランプ電力制御回路６は、画像補正回路４で生成された、画像データに対する光源輝度の設定値および黒フレームに対する光源輝度の設定値に基づき、ランプ１１の輝度調光を行う。ランプ電力制御回路６は、ランプ１１の輝度調光を行うために、それぞれの光源輝度の設定値に適合したランプ１１の電力制御値を生成してバラスト９に出力する。このようにして、ランプ電力制御回路６は光源に印加する電力制御値を制御する。

そして、ランプ電力制御回路６は、記憶部７に初期的に記憶される、ランプ１１の電力制御値と、冷却ファン８の回転数制御値との対応を示すテーブルを参照して、ランプ１１の電力制御値に対応して、冷却ファン８の回転数制御値を生成する。そして、その生成した回転数制御値を冷却ファン８に出力し冷却ファン８を駆動する。このようにして、ランプ電力制御回路６は冷却ファンの回転数制御値を制御する。

なお、記憶部７に記憶される、ランプ１１の電力制御値と、冷却ファン８の回転数制御値との対応テーブルは、実験により決定される。具体的には、ランプ１１を特定の電力値により点灯させた時、冷却ファン８をどの位の回転数値で駆動すると、ランプ１１の発光管５０の温度を適正な温度範囲に維持できるかの実験を行うことで、ランプ１１の電力制御値と、冷却ファン８の回転数制御値との対応をとり、テーブルを作成している。

また、ランプ電力制御回路６は、後述する温度検出器１２において検出されるランプ１１の発光管の温度値データをＡ／Ｄ変換回路１３でデジタル化して、このデジタル化した温度データに基づき、冷却ファン８の現在の回転数に対して、回転数を増減するための補正した回転数制御値を生成する。そして、その生成した回転数制御値を冷却ファン８に出力し冷却ファン８を駆動する。

このように、ランプ電力制御回路６は、冷却ファン８が現在の回転数制御値で駆動した時の発光管５０の温度データを検出し、検出した温度値により、発光管５０の適正温度範囲と比較することで、現在の回転数制御値に対して補正を行うフィードバック制御を行い、ランプ１１の発光管温度が正確に適正温度範囲に入るようにしている。

冷却ファン８は、ランプ１１の冷却用ファンであり、ランプハウス２０（図３で詳細に説明する）に固定設置される。また、ランプ電力制御回路６からの回転数制御値に基づいて回転駆動している。また、冷却ファン８は、ランプハウス２０に設けられた吸気口から、外気をランプハウス２０の内部に流入し、ランプ１１の熱を奪い冷却ファン８から排気させる動作を行う。

バラスト９は、ランプ電力制御回路６で生成された電力制御値に基づいて、ランプ駆動電力を切替え生成し、ランプ１１にその生成した電力を供給する。

ランプ１１は、本実施形態では、放電式の光源として超高圧水銀ランプを用いている。そして、バラスト９から供給される駆動電力に基づいて点灯する。

温度検出器１２は、本実施形態では、接触式温度センサで設置型のシース形温度センサを用いている。そして、点灯しているランプ１１の発光管の温度値を検出し、検出した温度値をＡ／Ｄ変換回路１３に出力する。ランプ１１の発光管の温度値の検出に関しては、図２および図３を用いて後述する。

Ａ／Ｄ変換回路１３は、温度検出器１２から入力したランプ１１の発光管の温度値のアナログ信号をデジタル化して、ランプ電力制御回路６に出力する。

図２は、温度検出器が設置されたランプの概略構造を示す側断面図である。ランプ１１の構成と、温度検出器１２によるランプ１１の温度値の検出に関して説明する。

図２において、ランプ１１は、石英ガラスからなる発光管５０と、リフレクタ５５とで構成されている。発光管５０は、発光部５０ａと発光部５０ａの両端部にある１対の封止部５０ｂ，５０ｃとからなり、発光部５０ａ内には先端を互いに近接対向させたタングステンで構成される２つの電極５１ａ，５１ｂが設置され、電極５１ａ，５１ｂの基端部が封止部５０ｂ，５０ｃにそれぞれ支持されている。封止部５０ｂ，５０ｃ内には、封着金属（モリブデン箔）５２ａ，５２ｂが気密に埋設されており、封着金属５２ｂには、外導線５３ｂが接続されている。また、外導線５３ｂは、リフレクタ５５の楕円面に設けた孔部５５ａを通りバラスト９に接続される。封止部５０ｂの基端部と口金５４は、セメントなどの接着剤５６を介してリフレクタ５５のネック部５５ｂに固着されている。そして、封着金属５２ａに接続されている外導線５３ａは、外導線５３ｂと同様、バラスト９に接続される。

また、リフレクタ５５のネック部５５ｂには、接着剤５６を含む発光管５０の封止部５０ｂに至る孔部１２ａが設けられている。孔部１２ａ内に温度検出器１２が発光管５０の封止部５０ｂに接触するように配置されている。

このように構成されたランプ部において、温度検出器１２は、石英ガラスからなる発光管５０の封止部５０ｂにおける温度値を検出する。本来、温度値検出の箇所としては、発光部５０ａが直接的で好ましい。しかし、本実施形態では、ランプ１１の点灯中における発光部５０ａの表面温度が千数百℃に達することによる温度検出器１２の損傷、および、ランプ１１の発光域に立入ることでのランプ発光効率の低下を防ぐ目的で、封止部５０ｂでの温度を検出している。

発光管５０の発光部５０ａにおける温度値は、予め実験等により取得した発光部５０ａと、封止部５０ｂとの温度値の対応データに基づいて、封止部５０ｂの検出温度値から推定した温度値を発光部５０ａの温度値として変換して用いている。

図３は、ランプを覆う状態に固定したランプハウスの概略構造を示す側断面図である。ランプハウス２０の構成および構造に関して説明する。

図３において、ランプ１１は、耐熱効果を格段に向上したプラスチックで構成されるランプハウス２０の溝部２１に、出射光として可視光を出すためのＵＶフィルタ（ultraviolet filter）を備えた熱強化ガラスからなる前面ガラス５８を押圧する形でランプハウス２０に固定される。ランプ１１は、リフレクタ５５の光の出射方向側の端部に２箇所の切欠部５５ｃ，５５ｄを備えている。

また、ランプ１１は、リフレクタ５５のネック部５５ｂにおいて、接着剤５６により封止部５０ｂの基端部と口金５４を固定されているが、ネック部５５ｂの全域に渡って、接着剤５６が充填されている訳ではなく、ネック部５５ｂを平面方向（図面に垂直方向）から見た場合に、接着領域と接着外領域５５ｅとに分かれている構造となっている。そのため、ネック部５５ｂにおいて、リフレクタ５５の内面側（反射面側）の空間とリフレクタ５５の背面側とは、ネック部５５ｂの接着外領域５５ｅを介して空間が連通している。

ランプハウス２０は、上述した溝部２１の他に、ランプ１１の切欠部５５ｃに対向する位置に外気を取入れる吸気口２２と、ランプ１１の切欠部５５ｄに対応する位置でランプハウス２０の上方に排気口２３を備えている。その排気口２３を覆う位置でランプハウス２０の上面側に冷却ファン８が固定設置されている。

ランプハウス２０を用いた場合の、ランプ１１および冷却ファン８を含めた動作を説明する。
ランプ１１は、ランプ電力制御回路６からの電力制御値の指示を受けたバラスト９から出力される駆動電力に基づいて点灯する。それと同時に、冷却ファン８は、ランプ電力制御回路６からの電力制御値に対応して出力される回転数制御値に基づいて回転駆動を行う。

冷却ファン８は、回転駆動することにより、ランプハウス２０の吸気口２２から外気をランプハウス２０内部に吸気する。吸気された外気は、ランプ１１のリフレクタ５５の切欠部５５ｃによりリフレクタ５５の反射面で囲まれる内部（以降、ランプ内部空間と称す）に流入する方向と、リフレクタ５５の背面側に流入する方向とに分流される。

そして、リフレクタ５５のランプ内部空間に流入した外気は、ランプ１１の発光部５０ａで発生する熱を奪い、一部はリフレクタ５５の切欠部５５ｄからリフレクタ５５の背面側に流出して、冷却ファン８により排気口２３を介してランプハウス２０の外部に排気される。同様に、リフレクタ５５のランプ内部空間に流入した残りの外気は、ランプ１１の発光部５０ａで発生する熱を奪い、リフレクタ５５のネック部５５ｂの接着外領域５５ｅの空間に流入してリフレクタ５５の背面側に流出する。そして、冷却ファン８により排気口２３を介してランプハウス２０の外部に排気される。

また、リフレクタ５５の背面側に分流された外気は、リフレクタ５５の背面に沿いながらランプハウス２０の空間を流入し、発光部５０ａが発生する光に内在される赤外光により温まった熱を奪い、冷却ファン８により排気口２３を介してランプハウス２０の外部に排気される。このような外気の流れにより、ランプ１１の冷却が行われる。

次に、ランプ電力制御回路６が行う、フィードバック制御に関して説明する。
ランプ電力制御回路６は、画像補正回路４からの画像データおよび黒フレームの挿入によるそれぞれの輝度値に基づいて、ランプ１１を駆動するためのそれぞれの電力制御値を生成し、バラスト９を介してランプ１１を駆動する。それと同時に、ランプ１１の発光管５０の温度を適正温度範囲に維持できるように、それぞれの電力制御値に対応する冷却ファン８の回転数制御値を生成し、冷却ファン８を駆動する。この一連の動作制御を行った結果としての発光管５０の温度を検出して、検出した温度値と発光管５０の適正温度範囲とを比較し、冷却ファン８の回転数制御値に補正をかける動作制御を行うことをフィードバック制御としている。

温度検出器１２は、例えば１〜５ｍsecの一定周期で発光管５０の温度を検出し、その検出した温度値信号をＡ／Ｄ変換回路１３に出力する。Ａ／Ｄ変換回路１３では、温度検出器１２の検出温度値のアナログ信号をデジタル信号に変換してランプ電力制御回路６に出力する。ランプ電力制御回路６は、入力した温度値データに基づき、一定期間毎、例えば５回検出毎に平均化する。そして、平均化した温度値データが、発光管５０の適正温度範囲に入っているか否かを判断する。その結果、温度値データが適正温度範囲に入っていないと判断した場合、ランプ電力制御回路６は、発光管５０の温度を適正温度範囲に入れるために、平均温度と適正温度との差を考慮して、冷却ファン８の現在の回転数に対して、回転数を増減するための補正した回転数制御値を新たに冷却ファン８に出力する。その後に、平均化した温度値データが、発光管５０の適正温度範囲に戻ったら、回転数の補正を止め、冷却ファン８の回転数を元のランプの電力制御値による回転数制御値に戻す。

補正内容を具体的に説明すると、ランプ電力制御回路６が、平均化した温度値データが適性温度範囲以下であると判断した場合、平均温度と適正温度との差を考慮して、冷却ファン８の現在の回転数を減少させるための回転数制御値を新たに生成し、冷却ファン８に出力して駆動し、発光管５０の温度を上昇させる。また、ランプ電力制御回路６が、平均化した温度値データが適正温度範囲以上であると判断した場合、平均温度と適正温度との差を考慮して、冷却ファン８の現在の回転数を増加させるための回転数制御値を新たに生成し、冷却ファン８に出力して駆動し、発光管５０の温度を低下させる。このようにしてフィードバック制御が行われる。

ランプハウス２０は、ランプハウス２０内部の熱の周囲への拡散を抑える働きと同時に、周囲からの熱の流入を防いでいる。それにより、ランプハウス２０は、冷却ファン８の回転駆動に対する発光管５０の温度の追従性を増す働きを兼ね備えて、発光管５０の温度制御を行い易くしている。また、ランプハウス２０の吸気口２２は、外気を吸入でき、合せて、ランプハウス２０内部の熱の拡散と周囲からの熱の流入を防止する必要最低限の開口面積で設定されることが望ましい。また、ランプハウス２０内部において、吸気口２２から冷却ファン８への外気の流れ方が、乱流になることを抑えた、ランプハウス２０の形状およびランプ１１の固定であることが望ましい。

図４は、ランプの調光および黒フレームの挿入によるランプ駆動電力の変化を示す例示図である。図４（ａ）は、黒フレーム挿入によるランプ駆動電力の変化を示す図である。また、図４（ｂ）は、ランプ調光によるランプ駆動電力の変化を示す図である。図４（ｃ）は、ランプ調光および黒フレーム挿入が同時に行なわれた時のランプ駆動電力の変化を示す図である。

図４（ａ）において、駆動電力ａは、ランプ１１の電力制御値が定格電力状態の時のランプ１１の駆動電力を示し、駆動電力ｂは、黒フレーム挿入時のランプ駆動電力を示している。黒フレームの挿入期間（表示期間）は、例えば、“1/60”秒（60Hz）の画像のフィールド（表示期間）に対して“1/30”秒（30Hz）毎に挿入される。黒フレームが挿入される30Hz毎にランプ駆動電力が低下する。このランプ１１の駆動電力は、その電力制御値を、定格電力状態におけるランプ１１の駆動電力ａの20〜30％内の所定値に低下することにより、黒フレーム挿入と同等の効果を上げることができる。

図４（ｂ）において、表示期間ｃは、表示画像が暗いシーンにおけるランプ１１の調光による駆動電力の変化を示し、表示期間ｄは、表示画像が明るいシーンにおけるランプ１１の調光による駆動電力の変化を示している。図中において、表示画像が暗いシーンの時のランプ１１の調光によるランプ１１の駆動電力は、明るいシーンによる駆動電力の30〜40％を示している。

図４（ｃ）は、図４（ａ）に示した黒フレーム挿入と、図４（ｂ）に示したランプ１１の調光が合成された時の、ランプ１１に供給する駆動電力の変化を示している。この黒フレーム挿入およびランプ調光が合成された時、ランプ１１の駆動電力は、黒フレームが挿入される周期で駆動電力が大幅に低下する。

図４（ｃ）に示した動画表示改善のための黒フレーム挿入と、映像シーン毎の適正なコントラストを実現するランプ１１の調光が合成され同時に行われる場合においても、ランプ電力制御回路６は、適切な電力制御値および冷却ファン８の回転数制御値を出力する。さらには、冷却ファン８の回転駆動による発光管５０の温度値を温度検出器１２により検出して補正することで、発光管５０の温度が、低下し過ぎないように制御することになる。

本実施形態により、プロジェクタ１００は、図１〜図３で説明したと同様に、画像補正回路４からの画像データおよび黒フレームの挿入によるそれぞれの輝度値に基づいて、ランプ電力制御回路６で、ランプ１１を駆動するためのそれぞれの電力制御値を生成し、バラスト９を介してランプ１１を駆動する。それと同時に、それぞれの電力制御値に対応する冷却ファン８の回転数制御値を生成し、冷却ファン８を駆動する。それにより、ランプ１１の発光管５０の温度を適正温度範囲に維持する制御を行う。また、温度検出器１２により、発光管５０の温度を検出し、発光管５０の適正温度範囲と比較して、回転数制御値を補正することで、さらに正確に発光管５０の温度を適正温度範囲に維持する制御を行う。

上述した、実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）ランプ電力制御回路６により、画像シーンおよび黒フレーム挿入に対する輝度値に対応したランプ１１の電力制御値と、それに対応した冷却ファン８の回転数制御値とを生成して、ランプ１１や冷却ファン８を制御する。そのため、ランプ１１を駆動すると同時に、適切な回転数制御値で冷却ファン８を回転駆動できるため、冷却ファン８の駆動に時間遅れがなくなり、追従性が向上し、発光管５０の温度をランプ１１の駆動に合せて適正温度範囲に維持することができる。これにより、発光部５０ａの電極５１ａ，５１ｂ間における電子の放電起動や、放電軌跡を安定的に維持することができる。そのため、ランプ１１の点灯起動の不良、投写画像のフリッカ発生、ひいてはライフ特性（ランプ寿命）の劣化を防止できる。

（２）また、温度検出器１２により、発光管５０の温度を検出して、冷却ファン８の回転数制御値を補正するというフィードバック制御を行うため、より正確に発光管５０の温度を適正温度範囲に維持することができる。

（３）暗いシーンと黒フレームの挿入とが同時に発生する場合のような発光管５０の温度の大幅で急な低下に関しても、ランプ電力制御回路６の生成する適切な回転数制御値での冷却ファン８の駆動と、温度検出器１２を利用した回転数制御値の補正を行うことで、発光管５０の大幅な温度低下を防止できる。そのため、ランプ１１の放電を安定的に継続する温度を維持できる。その結果、ランプ１１の点灯起動の不良、投写画像のフリッカ発生、ライフ特性（ランプ寿命）の劣化を防止できる。

（４）温度検出器１２は、発光管５０の温度を一定の周期で検出する。そして、ランプ電力制御回路６は、検出した温度に基づいて、一定期間毎に平均化して、ランプ１１の発光管５０の温度の適正温度範囲と比較して、平均温度と適正温度との差を考慮して冷却ファン８の回転数制御値に対して補正を加える。その結果、より正確に発光管５０の温度を適正温度範囲に維持することができると同時に、的確な補正を行うことで、冷却ファン８の過度の回転は行わないため、騒音や消費電力を低減することができる。

（５）プロジェクタ１００は、ランプハウス２０を備えたことで、冷却ファン８の駆動により、吸気口２２から外気がランプハウス２０内部に流入し、発光管５０の熱を奪いながら冷却ファン８により排気口２３を介してランプハウス２０の外に排気される。また、ランプハウス２０は、周囲への温度の拡散や周囲からの温度の影響を防ぐことができる。それにより、冷却ファン８の駆動による発光管５０の温度の追従性が向上し、より正確に発光管５０の温度を適正温度範囲に維持することが可能となる。また、追従性が向上することで、冷却ファン８の過度の回転は行わないため、騒音や消費電力を低減することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良など加えることが可能である。変形例を以下に述べる。

（変形例１）前記実施形態において、ランプ電力制御回路６は、冷却ファン８に対して、ランプ１１の電力制御値に対応した回転数制御値による駆動および補正による駆動を行い、ランプ１１の発光管５０の温度が適正温度範囲に維持するように制御を行っている。しかし、予期しない原因などによりランプ１１の発光管５０の温度が適正温度範囲に維持できない場合は、ランプ電力制御回路６は、ランプ１１の電力制御値に対して新たな電力制御値を生成してランプ１１を駆動することでも良い。

ランプ電力制御回路６が、新たな電力制御値を生成する判断を行う場合を説明する。
具体的には、ランプ電力制御回路６が、補正後の温度値を適正温度範囲と比較した場合において、適正温度範囲外の温度値が、予め定める一定期間（時間）以上経過しても継続する場合に新たに電力制御値を生成する判断を行うことになる。

ランプ電力制御回路６が、新たな電力制御値を生成する場合の動作を説明する。
例えば、発光管５０の冷却が間に合わずに、発光管５０の温度が適正温度範囲に入らない場合においては、ランプ電力制御回路６は、挿入する黒フレームの電力制御値または画像シーンに対応する電力制御値を現在の電力制御値に対して相対的に下げる電力制御値を新たに生成してランプ１１を駆動する。また、発光管５０を冷却し過ぎる場合においては、ランプ電力制御回路６は、挿入する黒フレームの電力制御値または画像シーンに対応する電力制御値を現在の電力制御値に対して相対的に上げる電力制御値を新たに生成してランプ１１を駆動する。

また、このような制御を行っても、発光管５０の温度が適正温度範囲に入らず、温度値が予め定める所定温度に達した場合には、電力制御値を予め定める所定の電力制御値に変更してランプ１１を駆動することでも良い。

この場合、例えば、検出した温度値が下限に定める所定温度に達した場合は、ランプ電力制御回路６は、ランプ１１の電力制御値を予め定める所定の電力制御値に変更し、ランプ１１を駆動する制御を行うことで、発光管５０の温度を上昇させて適正温度範囲に入れる。また、検出した温度値が上限に定める所定温度に達した場合は、ランプ電力制御回路６は、ランプ１１の電力制御値を予め定める所定の電力制御値に変更し、ランプ１１を駆動する制御を行うことで、発光管５０の温度を低下させて適正温度範囲に入れることになる。

このような制御を行うことで、画像のシーン毎のコントラストや滑らかな動画表示においては、若干不具合が発生するが、ランプ１１の発光管５０の温度を適正温度範囲に維持することができる。これにより、発光部５０ａの電子の放電起動や、放電軌跡を安定的に維持することができる。特に、発光管５０が低温であった場合においては、発光部５０ａの黒化現象を防止できる。また、発光管５０が高温であった場合においては、発光部５０ａの白化現象を防止でき、ランプ１１の信頼性を向上できる。

（変形例２）前記変形例１において、ランプ電力制御回路６が新たな電力制御値での制御に切替える場合は、滑らかな動画像表示を行うための黒フレーム挿入を停止することでも良い。その場合は、ランプ電力制御回路６が新たな電力制御値での制御に切替える信号を画像補正回路４が受取ることにより、画像補正回路４が、黒フレームの生成を停止することで実現できる。これにより、更にランプ１１の信頼性を向上できる。

（変形例３）前記実施形態において、ランプ電力制御回路６が温度検出器１２を用いてフィードバック制御を行う時、ランプ電力制御回路６が、温度検出器１２からの温度値を取込む時の取込み方が、５回検出毎の一定期間毎の取込みで平均化している。しかし、これに限られるものではなく、可変の期間で取込んでも良い。

例えば、画像シーンのコントラストが急激に変化する場合には、それに従って発光管５０の温度も急激に変化することになるが、このような場合には、ランプ電力制御回路６の温度値の取込みを５回毎ではなく２回毎などに可変して少ない検出で補正を行う必要がある。また、画像シーンのコントラストが殆ど変化しない場合には、ランプ電力制御回路６の温度値の取込みを５回毎ではなく１０回、２０回というように可変して長い期間毎とすることで十分である。これにより、ランプ１１の発光管５０の温度を適正温度範囲に維持することができる。また、画像シーンに対応した的確な回転数制御値の補正を行えるため、冷却ファン８の過度の回転は行わないため、騒音や消費電力を抑えることができる。

（変形例４）前記実施形態において、ランプ電力制御回路６が冷却ファン８の回転数制御値を生成する場合、記憶部７に記憶されるランプ１１の電力制御値と、冷却ファン８の回転数制御値との対応を示すテーブルを読込み、それぞれの電力制御値に対応して、冷却ファン８の回転数制御値を生成している。しかし、これに限られるものではなく、ランプ１１の電力制御値に対する冷却ファン８の回転数制御値を求める計算式を記憶部７に記憶しておくことでも良い。その場合、ランプ電力制御回路６が冷却ファン８の回転数制御値を生成するには、記憶部７に記憶される計算式を読込み、ランプ１１の電力制御値に基づいて冷却ファン８の回転数制御値を読込んだ計算式に従って計算し生成することになる。それにより、記憶部７の記憶容量を低減することができる。

（変形例５）前記実施形態において、ランプ１１として超高圧水銀ランプを用いて、また、温度センサとしてシース形温度センサを用いている。しかし、本発明の主旨を逸脱しない範囲において用いる素子の変更を行っても良い。

（変形例６）前記実施形態におけるプロジェクタ１００は、透過型液晶方式のプロジェクタである。しかし、これに限らず、ＤＬＰ（登録商標）（Digital Light Processing）方式、および、反射型液晶方式であるＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）方式などを採用したプロジェクタに本発明を実施することが可能である。

本発明の実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示すブロック図。 温度検出器が設置されたランプの概略構造を示す側断面図。 ランプハウスの概略構造を示す側断面図。 ランプの調光および黒フレームの挿入によるランプ駆動電力の変化を示す例示図。

符号の説明

１…Ａ／Ｄコンバータ、２…ビデオデコーダ、３…画像処理回路、４…画像補正回路、５…ＬＣＤ駆動回路、６…ランプ電力制御回路、７…記憶部、８…冷却ファン、９…バラスト、１０…電源、１１…光源としてのランプ、１２…温度検出器、１３…Ａ／Ｄ変換回路、１４…液晶パネル、１５…投写レンズ、１６…電源ケーブル、２０…ランプハウス、２２…吸気口、３０…ＰＣ画像信号入力端子、３１…ビデオ信号入力端子、５０…発光管、５０ａ…発光部、５５…リフレクタ、１００…プロジェクタ、２００…スクリーン。

Claims (7)

1. 光源からの出射光により画像を投写するプロジェクタであって、
   前記光源を冷却する冷却ファンと、
   前記画像の内容に基づいて前記光源に印加する電力制御値を制御する光源制御部と、
   前記電力制御値に基づき前記冷却ファンの回転数制御値を制御するファン制御部とを備え、
   前記ファン制御部は、前記冷却ファンの回転数制御値に基づいて前記冷却ファンを駆動することを特徴とするプロジェクタ。
2. 光源からの出射光により画像を投写するプロジェクタであって、
   前記光源を冷却する冷却ファンと、
   前記画像の投写の際に挿入される黒フレームの投写時において前記光源に印加する電力制御値を制御する光源制御部と、
   前記電力制御値に基づき前記冷却ファンの回転数制御値を制御するファン制御部とを備え、
   前記ファン制御部は、前記冷却ファンの回転数制御値に基づいて前記冷却ファンを駆動することを特徴とするプロジェクタ。
3. 光源からの出射光により画像を投写するプロジェクタであって、
   前記光源を冷却する冷却ファンと、
   前記画像の内容に基づいて前記光源に印加する電力制御値と前記画像の投写の際に挿入される黒フレームの投写時において前記光源に印加する電力制御値とを制御する光源制御部と、
   前記電力制御値に基づき前記冷却ファンの回転数制御値を制御するファン制御部とを備え、
   前記ファン制御部は、前記冷却ファンの回転数制御値に基づいて前記冷却ファンを駆動することを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
   前記プロジェクタは、前記光源の温度を検出する温度検出部を備え、
   前記ファン制御部は、前記温度検出部で検出した温度に基づき、前記冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加えることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項４に記載のプロジェクタであって、
   前記温度検出部は、前記光源の温度を所定の周期で検出し、
   前記ファン制御部は、前記温度検出部で検出した温度に基づき、設定された期間毎に平均化し、該平均化した温度に基づき、前記冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加えることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項４または請求項５に記載のプロジェクタであって、
   前記ファン制御部において、前記温度検出部で検出した温度に基づき、前記冷却ファンの回転数制御値に対して補正を加えた後、所定の期間経過後に前記温度検出部で検出した温度が前記光源の適正温度範囲に入らない場合は、前記光源制御部において、電力制御値に対して新たな電力制御値を指定し前記光源の駆動を行うことを特徴とするプロジェクタ。
7. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のプロジェクタであって、
   前記プロジェクタは、前記光源を覆う状態に固定させるための、吸気口、排気口および前記冷却ファンを備えたランプハウスを備えたことを特徴とするプロジェクタ。

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