JP2006072196A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】交流駆動する光源ランプを備えたプロジェクタにおいて、垂直同期信号の周波数が異なる各種映像信号が入力された場合でも、投射画面のちらつき（明暗ノイズ）を防止し、及び、ランプの寿命を低下させない。
【解決手段】ランプ駆動制御回路１７は、超高圧水銀ランプ１９を駆動する駆動周波数を許容周波数範囲内で変化させる。例えば、ランプ駆動制御回路１７は、許容周波数範囲内の周波数をランダムに選択したり、許容周波数範囲内の最高周波数に対して周波数が低くなるような変調を行うことにより駆動周波数を変化させる。そのため、固定画素パネル１４の駆動周波数と超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数とが同期せず、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数が許容周波数範囲内で変化するので、投射映像９中に発生するちらつきの場所が変化し、人間の目には、視覚特性により、認識され難くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源ランプとして交流駆動型の超高圧水銀ランプが用いられているプロジェクタに関し、特に、この光源ランプの駆動制御方法に関する。

交流駆動する光源ランプを備えた従来のプロジェクタの構成を図３に示す。この従来のプロジェクタは、図３に示されるように、ＲＧＢ／ビデオ映像処理回路１０と、スケラー回路１１と、固定画素パネル駆動回路１２と、投射レンズ１３と、透過型液晶パネル、反射型液晶パネル、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等の固体画素パネル１４と、プロジェクタメイン制御回路４５と、交流駆動型の超高圧水銀ランプ１９と、超高圧水銀ランプ１９を駆動するためのランプ駆動回路１８と、ランプ駆動回路１８を介して超高圧水銀ランプ１９の駆動制御を行うランプ駆動制御回路４７とから構成されている。

ＲＧＢ／ビデオ映像処理回路１０は、入力されたアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換して出力している。スケラー回路１１は、ＲＧＢ／ビデオ映像処理回路１０からのデジタルの映像信号を、固定画素パネル１４の画素数に合う解像度に変換して出力する。

固定画素パネル駆動回路１２は、スケラー回路１１により解像度を変換された後の映像信号に基づいて、固定画素パネル１４の駆動を行っている。投射レンズ１３は、固定画素パネル１４を透過した透過光をスクリーン９上に投射するための投射光学系を備えている。

プロジェクタメイン制御回路４５は、プロジェクタ全体を制御する。この従来のプロジェクタにおけるプロジェクタメイン制御回路４５は、固定画素パネル１４の駆動周波数をランプ駆動制御回路４７に通知している。

この従来のプロジェクタでは、入力された映像信号に基づいて固定画素パネル１４を駆動し、光源ランプである超高圧水銀ランプ１９から入射された照明光をこの固定画素パネル１４を透過または反射させることによりスクリーン上に画像を投射させる。

ここで、入力される映像信号の垂直同期信号の周波数（以下、垂直同期周波数と称する。）には、様々な周波数が存在する。具体的には、ビデオ信号（ＮＴＳＣ、ＰＡＬ、ＳＥＣＡＭ、垂直同期周波数５０／６０Ｈｚ）、コンポーネント信号（５２５ｉ／ｐ、６２５i／ｐ、７２０ｉ／ｐ、１０８０ｉ／ｐ、垂直同期周波数２５／３０／４８５０／６０Ｈｚ）等による映像信号や、パーソナルコンピュータからの映像信号（垂直同期周波数５０〜１２０Ｈｚ）等、様々な垂直同期周波数を有する映像信号が入力される。

ここで、固定画素パネル１４の駆動周波数と、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数とが同期していない場合、駆動周波数どうしが干渉して、スクリーン上に投射される投射映像９には、スクロールするちらつき（明、暗）が現れてしまう。このようなちらつきを防止するため、ランプ駆動制御回路４７では、固定画素パネル１４の駆動周波数と超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数とが同期するように、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を設定するようにしたプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１に開示された従来のプロジェクタでは、超高圧水銀ランプ１８の駆動周波数を、固定画素パネル１４の駆動周波数の整数倍となうように制御することにより固定画素パネル１４の駆動周波数と超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数との同期をとるようにしている。

例えば、ＰＡＬ形式のビデオ信号がプロジェクタに入力され、固定画素パネル１４の駆動周波数が５０（Ｈｚ）に設定された場合には、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数は、固定画素パネル１４の駆動周波数に同期した１５０（Ｈｚ）あるいは、２００（Ｈｚ）に設定される。また、ＮＴＳＣ形式のビデオ信号がプロジェクタに入力され、固定画素パネル１４の駆動周波数が６０（Ｈｚ）に設定された場合には、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数は、固定画素パネル１４の駆動周波数に同期した１８０（Ｈｚ）あるいは、２４０（Ｈｚ）に設定される。

また、固定画素パネル１４の駆動周波数と超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数とを同期させることができなる場合には同期させ、同期させることができない場合には、この２つの駆動周波数の非同期に起因するスクロールノイズの発生周波数をできるだけ大きくするように設定するプロジェクタも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。このようにスクロールノイズの発生周波数を大きくすることにより、発生するちらつきが、視覚特性により、人間の目にはちらつきと感じられなくなる。

例えば、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数が１４０〜２６０（Ｈｚ）の範囲で制限されていて、入力された映像信号の垂直同期周波数が８７Ｈｚ以上での場合について説明する。また、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数が低くするとフリッカーを起こしてしまう場合があるので、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数は１８０Ｈｚ以上で駆動するという条件があるものとする。すると、固定画素パネル１４の駆動周波数を８７Ｈｚとすると、１８０〜２６０Ｈｚの範囲では８７Ｈｚの整数倍の周波数を設定することができない。そのため、特許文献２には、このような場合には、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を制限範囲の最高周波数である２６０Ｈｚに設定して発生するちらつきをできるだけ目立たなくするような制御を行うことが開示されている。

次に、従来のプロジェクタにおけるランプ駆動タイミングを図４に示す。ここでは、入力された映像信号の垂直同期周波数が６０Ｈｚであり、固定画素パネル１４の駆動周波数も６０Ｈｚであるため、ランプ駆動制御回路１７では、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を１８０（Ｈｚ）に設定した場合を示している。このような場合、固定画素パネル１４の駆動周波数６０Ｈｚと、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数１８０Ｈｚとは同期した周波数となっているため、スクロールするちらつきは発生しない。しかし、このような場合であっても、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数は一定であるため、映像信号レベルが低い場合は、スクロールしないちらつき（明、暗）が図５に示すように垂直ラインに３本発生する場合がある。

このようにスルロールしないちらつきは、スクロールするちらつきと比較すると目立たないものではあるが、同じ場所に発生するため場合によっては目立ってしまう場合がある。また、映像信号レベルが低い等の条件が悪い場合にも認識できるようになってしまう場合がある。

また、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を固定画素パネル１４の駆動周波数に同期させるような制御を行うということは、入力される映像信号の垂直同期周波数が変化した場合には、その変化に伴って超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を変化させるということになる。そのため、入力される映像信号の垂直同期周波数が不安定となった場合、超高圧水銀ランプの駆動周波数も不安定になり安定した駆動を行うことができなくなり、駆動用トランス鳴き、超高圧水銀ランプの信頼性を低下させてしまう場合がある。また、上述したように超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を設定できる範囲は、例えば、１４０〜２６０（Ｈｚ）のように制限されているが、最も寿命を長くすることが可能な最適な駆動周波数が存在する。しかし、従来のプロジェクタでは、入力された画像信号の周波数に基づいて駆動周波数を変化させていたため、ランプにとっては最適な周波数とならない場合があった。そのため、信頼性の悪化に繋がる場合があった。
特開２００３−３０７７２１号公報 特開２００３−１５６７９８号公報

上述した従来のプロジェクタでは、下記のような問題点があった。
（１）固定画素パネルの駆動周波数と超高圧水銀ランプの駆動周波数とを同期させた場合、超高圧水銀ランプの駆動周波数は一定であるためスクロールしないちらつきが発生する場合がある。
（２）超高圧水銀ランプの駆動周波数を固定画素パネルの駆動周波数に応じて変化させているため、超高圧水銀ランプを最適な駆動周波数で駆動することができず寿命が短くなり信頼性を悪化させる場合がある。

本発明の目的は、交流駆動する光源ランプを備えたプロジェクタにおいて、垂直同期信号の周波数が異なる各種映像信号が入力された場合でも、投射画面のちらつき（明暗ノイズ）を防止し、及び、ランプの寿命を低下させないようにすることである。

上記目的を達成するために、本発明のプロジェクタは、交流駆動型の光源ランプと、前記光源ランプを駆動するためのランプ駆動回路と、前記ランプ駆動回路を介して前記光源ランプの駆動制御を行うランプ駆動制御回路とを備え、入力された映像信号に基づいて固定画素パネルを駆動し、前記光源ランプからの照明光を前記固定画素パネルにより透過または反射させて画像を投射するプロジェクタにおいて、
前記ランプ駆動制御回路は、入力された映像信号に基づかず、前記光源ランプを駆動する駆動周波数を許容周波数範囲内で変化させることを特徴とする。

本発明によれば、ランプ駆動制御回路は、光源ランプを駆動する駆動周波数を一定周波数とするのではなく、許容周波数範囲内で固定画素パネルの駆動周波数に依存することなく変化させるようにしている。そのため、光源ランプを点灯させるための駆動周波数が変化することにより、投射映像中に発生するちらつきはランダムに場所が変化し、人間の目には、視覚特性により、ちらつきと感じられなくなる。さらに、入力映像信号の垂直同期周波数に依存することなく光源ランプの駆動周波数が設定されるため、入力映像信号が不安定となった場合でも、光源ランプを安定して駆動することが可能となる。

また、前記ランプ駆動制御回路は、許容周波数範囲内の周波数をランダムに選択することにより駆動周波数を変化させてもよいし、許容周波数範囲内の最高周波数に対して周波数が低くなるような変調を行うことにより駆動周波数を変化させるようにしてもよい。

また、本発明の他のプロジェクタは、前記光源ランプの負荷状態を検出するランプ負荷検出回路をさらに備え、
前記ランプ駆動制御回路は、前記ランプ負荷検出回路により検出された光源ランプの負荷状態を監視して、光源ランプが最適な状態となる駆動周波数を選択し、選択した該駆動周波数に対して変調を行うことにより駆動周波数を変化させる。

本発明によれば、ランプ駆動制御回路は、入力された画像信号の周波数に依存することなく、ランプ負荷検出回路により検出された光源ランプの負荷状態に基づいて光源ランプが最適な状態となる駆動周波数を選択しているので、光源ランプの信頼性が悪化するような駆動周波数が選択されることがなくなり信頼性が向上する

以上説明したように、本発明によれば、下記のような効果を得ることができる。
（１）固定画素パネルの駆動周波数と光源ランプの駆動周波数とを同期させず、光源ランプの駆動周波数を許容周波数範囲内で変化させるようにしているので、投射映像中に発生するちらつきの場所が変化し、人間の目には、視覚特性により、認識され難くなる。
（２）光源ランプの駆動周波数を固定画素パネルの駆動周波数に応じて設定せずに、光源ランプが最適な状態となる駆動周波数を選択するようにしているので信頼性を向上させることができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態のプロジェクタの構成を示すブロック図である。図１において、図３中の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するものとする。

本実施形態のプロジェクタは、図１に示されるように、ＲＧＢ／ビデオ映像処理回路１０と、スケラー回路１１と、固定画素パネル駆動回路１２と、投射レンズ１３と、固体画素パネル１４と、プロジェクタメイン制御回路１５と、ランプ負荷検出回路１６と、ランプ駆動制御回路１７と、ランプ駆動回路１８と、超高圧水銀ランプ１９とから構成されている。

本実施形態のプロジェクタは、図３に示した従来のプロジェクタに対して、プロジェクタメイン制御回路４５、ランプ駆動制御回路４７をプロジェクタメイン回路１５、ランプ駆動制御回路１７に置き換え、ランプ負荷検出回路１６を新たに設けた構成になっている。

ランプ負荷検出回路１６は、超高圧水銀ランプ１９の負荷状態を検出する。プロジェクタメイン制御回路１５は、図３に示した従来のプロジェクタにおけるプロジェクタメイン制御回路４５と同様に、プロジェクタ全体を制御する。ただし、本実施形態におけるプロジェクタメイン制御回路１５は、固定画素パネル１４の駆動周波数をランプ駆動制御回路１７に通知しない。

そのため、本実施形態では、ランプ駆動制御回路１７は、入力映像信号の垂直同期周波数には同期せず、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数も、一定周波数で駆動しないことを特徴としている。

図１に示した本実施形態のプロジェクタでは、ランプ負荷検出回路１６が設けられていて、このランプ負荷検出回路１６により超高圧水銀ランプ１９の負荷状態の検出が行われているが、ランプ駆動制御回路１７では、検出された超高圧水銀ランプ１９の負荷状態を参照して超高圧水銀ランプ１９の駆動を行う場合と、参照することなく駆動を行う場合がある。以下では、それぞれの場合のランプ駆動制御回路１７の動作について説明する。

先ず、ランプ駆動制御回路１７が、ランプ負荷検出回路１６により検出された超高圧水銀ランプ１９の負荷状態を参照することなく、ランプ駆動回路１８を介して超高圧水銀ランプ１９の駆動を行う場合について説明する。

この場合には、ランプ駆動制御回路１７は、超高圧水銀ランプ１９を駆動する駆動周波数を、一定周波数とするのではなく、許容周波数範囲内で変化させる。

例えば、超高圧水銀ランプ１９の許容周波数範囲が１４０〜２６０Ｈｚの場合、ランプ駆動制御回路１７は、許容周波数範囲内の周波数をランダムに選択することにより超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を、２６０Ｈｚ、１８０Ｈｚ、２５０Ｈｚ、２４７Ｈｚ、２３３Ｈｚ、１９９Ｈｚ、２５３Ｈｚ、・・・のように規則性無くランダムに変化させる。

このように、高圧水銀ランプ１９を点灯させるための駆動周波数が、規則性無く変化することにより、投射映像９中に発生するちらつきはランダムに場所が変化するため、人間の目には、視覚特性により、ちらつきと感じられなくなる。

また、ランプ駆動制御回路１７は、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を、許容周波数範囲内の最高周波数に対して周波数が低くなるような変調、例えば−２％の変調を行うことにより駆動周波数を変化させる。

ここで−２％の変調とは、駆動周波数を１００％、９８％、１００％、９８％、・・・と変化させることを示す。具体的には、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数の許容周波数範囲内の最高周波数が２６０Ｈｚの場合、２６０Ｈｚ×０．９８＝２５４Ｈｚであるため、駆動周波数を、２６０Ｈｚ、２５４Ｈｚ、２６０Ｈｚ、２５４Ｈｚ、・・・と変化させて超高圧水銀ランプ１９を点灯させる。

このように駆動周波数の許容周波数範囲内の最高周波数に対して−２％変調を行って光源ランプを駆動した場合の駆動タイミングを図２に示す。

このように超高圧水銀ランプ１９を点灯させる駆動周波数が、最高駆動周波数とその最高周波数から−２％の周波数との間で交互に切り替わるように制御されるため、駆動周波数をランダムに切り替えた場合と同様に、人間の目には視覚特性により、ちらつきと感じられなくなる。なお、変調を行う比率は、駆動周波数の許容周波数範囲内であればどのような設定にしてもよい。また、ここでは２つの周波数間で駆動周波数を変化させる場合を用いて説明しているが、３つ以上の周波数間で駆動周波数を変化させるようにしてもよい。

次に、ランプ駆動制御回路１７が、ランプ負荷検出回路１６により検出された超高圧水銀ランプ１９の負荷状態を参照して、ランプ駆動回路１８を介して超高圧水銀ランプ１９の駆動を行う場合について説明する。

この場合には、ランプ駆動制御回路１７は、ランプ負荷検出回路１６により検出された超高圧水銀ランプ１９の負荷状態を監視して、超高圧水銀ランプ１９が最適な状態となる駆動周波数を選択し、選択したこの駆動周波数に対して変調を行うことにより駆動周波数を変化させる。

具体的には、ランプ駆動制御回路１７は、ランプ負荷電圧、ランプフリッカー、駆動回路の異音等を超高圧水銀ランプ１９の負荷状態として監視し、超高圧水銀ランプ１９が最適な状態となるような駆動周波数を選択する。そして、ランプ駆動制御回路１７は、選択した駆動周波数に対して、例えば、−２％の変調を行うことにより駆動周波数を変化させる。

例えば、許容周波数範囲が１４０〜２６０Ｈｚで、超高圧水銀ランプ１９の負荷状態が駆動周波数を１８０Ｈｚとした場合に最適となる場合は、ランプ駆動制御回路１７は、駆動周波数を、１８０Ｈｚ、１７６Ｈｚ、１８０Ｈｚ、１７６Ｈｚ、・・・と変化させて超高圧水銀ランプ１９を点灯させる。さらに、ランプ駆動制御回路１７は、超高圧水銀ランプ１９の負荷状態を監視しながら最適な駆動数周波数が変化した場合には、超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数をそれに伴い変化させる。

このように、本実施形態では、超高圧水銀ランプ１９の最適な駆動周波数の近傍の周波数を駆動周波数として設定しているため、超高圧水銀ランプ１９の寿命を長くすることが可能となり信頼性の向上を図ることが可能となる。

さらに、本実施形態のプロジェクタでは、入力される映像信号の垂直同期信号の周波数に依存することなく超高圧水銀ランプ１９の駆動周波数を設定しているため、入力映像信号が不安定な場合でも、ランプ駆動制御が不安定になることなく駆動回路の異音の発生等を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、光源ランプとして超高圧水銀ランプを使用した場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の照明手段を光源ランプとして使用した場合でも同様に本発明を適用することができるものである。

本発明の一実施形態のプロジェクタの構成を示すブロック図である。 図１に示した本発明の一実施形態のプロジェクタにおける、固定画素パネル１４の垂直同期とランプ駆動タイミングを示すタイミングチャートである。 従来のプロジェクタの構成を示すブロック図である。 図３に示した従来のプロジェクタにおけるランプ駆動タイミングを示すタイミングチャートである。 スクロールしないちらつきを説明するための図である。

符号の説明

９ 投射映像
１０ ＲＧＢ／ビデオ映像処理回路
１１ スケラー回路
１２ 固定画素パネル駆動回路
１３ 投射レンズ
１４ 固体画素パネル
１５ プロジェクタメイン制御回路
１６ ランプ負荷検出回路
１７ ランプ駆動制御回路
１８ ランプ駆動回路
１９ 超高圧水銀ランプ
４５ プロジェクタメイン制御回路
４７ ランプ駆動制御回路

Claims (4)

1. 交流駆動型の光源ランプと、前記光源ランプを駆動するためのランプ駆動回路と、前記ランプ駆動回路を介して前記光源ランプの駆動制御を行うランプ駆動制御回路とを備え、入力された映像信号に基づいて固定画素パネルを駆動し、前記光源ランプからの照明光を前記固定画素パネルにより透過または反射させて画像を投射するプロジェクタにおいて、
   前記ランプ駆動制御回路は、入力された映像信号に基づかず、前記光源ランプを駆動する駆動周波数を許容周波数範囲内で変化させることを特徴とするプロジェクタ。
2. 前記ランプ駆動制御回路は、許容周波数範囲内の周波数をランダムに選択することにより駆動周波数を変化させる請求項１記載のプロジェクタ。
3. 前記ランプ駆動制御回路は、許容周波数範囲内の最高周波数に対して周波数が低くなるような変調を行うことにより駆動周波数を変化させる請求項１記載のプロジェクタ。
4. 前記光源ランプの負荷状態を検出するランプ負荷検出回路をさらに備え、
   前記ランプ駆動制御回路は、前記ランプ負荷検出回路により検出された光源ランプの負荷状態を監視して、光源ランプが最適な状態となる駆動周波数を選択し、選択した該駆動周波数に対して変調を行うことにより駆動周波数を変化させる請求項１記載のプロジェクタ。

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