JP2009116073A - ランプ発光制御方法、バラスト回路及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ランプバルブの点灯初期において投影される映像の品位を向上させること。
【解決手段】プロジェクタ１０を始動するために、ランプ１４に電流が通電され、ランプ電圧検出回路１５が検出するランプ電圧ＶＬが所定値以上となったときに、バラストマイコン１６は、ランプパルス同期信号をランプパルス発生回路１９に出力する。そして、ランプパルス発生回路１９はそのランプパルス同期信号を受けてランプパルスの印加処理を開始する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランプ発光制御方法、バラスト回路及びプロジェクタに係り、特に、プロジェクタの高圧放電灯の電流にランプパルスを印加する制御を行うランプ発光制御方法、バラスト回路及びプロジェクタに関する。

近年のプロジェクタの性能向上はめざましく、映像の高輝度化や高精細化、映像調整能力の向上などのために様々な技術が投入されている。たとえば、高輝度化についていえば、投光用の高圧放電灯には、超高圧仕様の高圧水銀ランプが採用されるケースが増えている。また、速い動きに対する追従や色再現性が良好なＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；登録商標）が採用されている。

そのような技術の一つに、ランプパルスがある。ランプパルスとは常時一定のＤＣランプ電流に対して、ある一定期間（例えば１〜２ｍｓｅｃ幅で周波数１８０Ｈｚ）だけ、そのＤＣランプ電流が１．２〜１．５倍程度の電流となる電流パルスをいう。

そしてランプパルスを適用した一例として、（直流）タイプの高圧水銀ランプにおいて、フリッカ抑制のためにランプパルスを使用した定電力制御がある（たとえば、特許文献１参照）。このランプパルスをＤＣランプ電流に印加させることにより、ランプパルスがランプ電極に作用し、高圧水銀ランプのフリッカが抑制される。

また、ＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；登録商標）プロジェクタのようにＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）、Ｗ（Ｗｈｉｔｅ）のカラーフィルタにて時分割し合成して所望の色を出力するシステムのプロジェクタでは、ランプパルスを特定のカラーフィルタに印加し、明るさモード、色味モードというように色味を改善させる技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
特開２００４−２１２８９０号公報 特開２００６−３４９９１２号公報

ところで、上述のランプパルスの重畳処理は非常に効果的な技術であるが、以下のような課題が残っていた。つまり、一般に、ランプパルスは、ランプ電圧がある一定以上（たとえば、５４Ｖ以上）になったときに印加するように制御されている。ランプ電圧の上昇時間はランプ個体差や仕様によって異なるため、ランプパルスが印加されるタイミングも高圧水銀ランプによって異なる。

その結果、ランプ電圧上昇が遅い高圧水銀ランプの場合、高圧水銀ランプが点灯し映像が出たときに、まだランプパルスが印加されておらず色味バランスのおかしな映像となってしまうことがある。さらに、その後しばらくしてランプパルスが印加されるため、その印加のタイミングで色味バランスが変化し、ユーザが違和感を抱いてしまうことがある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決することができるランプ発光制御方法、バラスト回路及びプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のランプ発光制御方法は、プロジェクタに備わる直流タイプの高圧放電灯に通電する電流にランプパルスを印加して、前記高圧放電灯の消費電力が定電力となるように制御するランプ発光制御方法であって、前記高圧放電灯に通電が開始されてから、前記高圧放電灯に印加される電圧が所定の規定電圧まで上昇する途中であって映像投影処理前の所定の期間内に前記ランプパルスの印加を開始することを特徴とする。
前記ランプパルスの印加は、前記映像投影処理のための初期設定動作期間内に開始されるようにすることができる。
また、前記ランプパルスの印加は、前記高圧放電灯の点灯が検知されたタイミングで開始されるようにすることができる。
本発明のバラスト回路は、プロジェクタに備わる直流タイプの高圧放電灯に通電する電流に印加するランプパルスを制御するバラスト回路であって、前記高圧放電灯に通電が開始されてから、前記高圧放電灯に印加される電圧が所定の規定電圧まで上昇する途中であって映像投影処理前の所定の期間内に前記ランプパルスの印加を開始するタイミングを決定するパルス印加制御手段を有することを特徴とする。
また、前記高圧放電灯の点灯を検知するランプ点灯検知手段を有し、前記パルス印加制御手段は、前記ランプ点灯検知手段において、前記高圧放電灯の点が検知されたときに、前記ランプパルスの印加を開始するようにすることができる。
本発明のプロジェクタは、請求項４又は５に記載のバラスト回路を備えることを特徴とする。

本発明のランプ発光制御方法、バラスト回路及びプロジェクタによれば、映像が投影される前にランプパルスが印加されるようにし、投影画面の映像バランスが崩れず、ユーザが違和感を抱くことを回避できるようにしたので、ランプバルブの点灯初期において投影される映像の品位を向上させることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態（以下「実施形態」という）を、図面を参照して具体的に説明する。本実施形態では、プロジェクタの高圧放電灯である高圧水銀ランプに通電が開始された後、投影処理前の所定のタイミングで、高圧水銀ランプに通電する電流にランプパルスを印加して重畳させる。これによって、ランプパルスが重畳されることにより、投影されている映像の色味等が変化したり、フリッカが認識されてしまうことを防止するようにしている。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１０の概略の回路構成を、主にバラスト回路５０の構成に着目して模式的に示したブロック図である。プロジェクタ１０はＤＬＰ方式のプロジェクタである。このプロジェクタ１０は、高圧水銀ランプ（以下、単に「ランプ」という）１４と、ランプ１４の発光駆動を制御するバラスト回路５０と、外部回路６０とから構成されている。

なお、本実施形態では、主にランプ１４の発光駆動に関する制御について説明する。そのため、プロジェクタ１０の画像信号の出力制御機構については、公知の技術を用いているので図示及び説明を省略する。

外部回路６０は、プロジェクタ１０の各構成要素を統括的に制御するメインマイコン１１１と、バラスト回路５０を介してランプ１４に電力を供給するための電源回路６１と、カラーホイール１１３と、カラーホイール回転検出センサ１１２とを備える。

図２は、カラーホイール１１３の概略構成を示した図である。図示のように、カラーホイール１１３は、Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）、Ｗ（Ｗｈｉｔｅ）の４色のカラーフィルタを備え一定の高速度で回転するように制御される。そして、ロッドレンズ１１５はカラーホイール１１３の各色のフィルタによってフィルタリングされたランプ光を取り込む。

本実施形態のようにＤＬＰ方式のプロジェクタ１０では、時分割にて各色を合成して画像を作り出すため、ロッドレンズ１１５にて取り込む光は単一色となるように制御されている。そのため、一般的には、各色のフィルタの境界部分にロッドレンズ１１５があるときのランプ光は投影されない。

図１の説明に戻る。カラーホイール回転検出センサ１１２は、回転位置を検知して、メインマイコン１１１はどのような色の光がロッドレンズ１１５に取り込まれているか判断する。

つづいてバラスト回路５０について説明する。バラスト回路５０は、バラスト入力電源１１、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２、ランプ電流検出抵抗１３、ランプ電圧検出回路１５、バラストマイコン１６、アンプ回路１７、コンパレータ１８、ランプパルス発生回路１９、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１０を備えている。バラストマイコン１６、ランプパルス発生回路１９、コンパレータ１８、ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１０の各モジュールが協働してパルス印加制御手段として機能する。

バラスト入力電源１１は、電源回路６１から供給される電源電圧を所定の直流電流に変換してランプ１４に供給する。

より具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２が、バラスト入力電源１１とランプ１４の間の経路に設けられている。バラスト入力電源１１よりＤＣ−ＤＣコンバータ１２へたとえば約３８０Ｖの電圧が入力され、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２はＰＷＭ（パルス幅変調）制御によって、ランプ１４に供給される電力が定電力となるように制御する。また、ランプ１４に供給される電流にはランプパルスが重畳される。

ランプパルスは、後述のように、外部回路６０のメインマイコン１１１から出力されてバラストマイコン１６に入力されたランプパルス同期信号に従って印加される。図３は、ランプパルスの印加タイミング（波形）をカラーフィルタとの関係を時系列に示した図である。ここでは、カラーフィルタが「Ｗ（Ｗｈｉｔｅ）」のときに、ランプパルスが印加されているが、これに限る趣旨ではなく、出力する映像に対してどのような効果を与えたいかにより変わる。

また、ランプ電圧検出回路１５は、ランプ電圧ＶＬを検出し、検出したランプ電圧ＶＬ値をバラストマイコン１６に入力する。

また、バラストマイコン１６は、入力されたランプ電圧ＶＬからランプ電力が定電力となるようなランプ電流基準信号（定電力ランプ電流基準信号Ｉｒｅｆ）を作成し、ランプパルス発生回路１９へ出力する。さらに、バラストマイコン１６にはメインマイコン１１１よりランプパルス同期信号が入力され、このランプパルス同期信号もランプパルス発生回路１９へ出力される。

ただし、このランプパルス同期信号はランプ点灯時のランプ電圧ＶＬが低いときについては、ランプパルスを発生させないようにランプパルス同期信号を出力しない。一般には、ランプ電圧検出回路１５が検出するランプ電圧ＶＬが所定値以上となったときに、バラストマイコン１６は、ランプパルス同期信号をランプパルス発生回路１９に出力する。

このランプパルス同期信号として最初に出力される信号が、ランプ１４が点灯した旨を意味するランプ点灯検知信号となり、ランプ電圧検出回路１５がランプ点灯検出手段として機能する。ランプ電圧ＶＬの所定値として、たとえばランプ１４の放電が、アーク放電が完全に移っていると想定されるタイミングの電圧であってもよい。一般には、ランプ電圧ＶＬが低いときはグロー放電からアーク放電に移行しているときであるためランプ電圧ＶＬが不安定であり、ランプパルスが印加されても実質的な効果が薄い。

ランプパルス発生回路１９は、ランプパルスが印加される期間については定電力ランプ電流基準信号Ｉｒｅｆを１．２倍から１．５倍程度に増幅し、ランプパルスが印加されない期間は１倍にて、コンパレータ１８に出力する。

一方、ランプ電流はランプ電流検出抵抗１３によって電圧値として検出され、アンプ回路１７によって増幅される。この増幅された信号がランプ電流信号ＩＬであり、このランプ電流信号ＩＬとランプパルス発生回路１９より出力された定電力ランプ電流基準信号Ｉｒｅｆとがコンパレータ１８で比較され、その比較結果がＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１０に入力される。

ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路１１０は、ランプ電流信号ＩＬが定電力ランプ電流基準信号Ｉｒｅｆより大きい場合はランプ電力が小さくなる方向に、ランプ電流信号ＩＬが定電力ランプ電流基準信号Ｉｒｅｆより小さい場合はランプ電力が大きくなる方向にとなるようにＤＣ−ＤＣコンバータ１２を制御する。

以上のような構成によって、ランプ電力を定電力に制御するとともに、ランプパルスを発生させている。

以下、ランプパルスの印加タイミングについて、従来より一般例として実施されている制御と対比させながら説明する。

図４は、本実施形態における、ランプ１４に通電開始されたときのランプ電圧ＶＬの上昇とランプパルスの印加のタイミングを示す図である。図５は、一般例のランプ電圧ＶＬの上昇とランプパルスの印加のタイミングを示す図である。図４及び図５では、ランプ電圧ＶＬの上昇速度が速いランプＡと遅いランプＢについて例示している。

まず、一般例におけるランプ点灯時のランプパルス発生タイミングについて説明する。図５に示すように、ランプ電圧ＶＬがある一定値（ランプパルス印加開始スレッシュ電圧）以上となったときにランプパルスを印加開始している。

ランプＡでは、ランプ電圧ＶＬの上昇速度が速く、ランプ電圧ＶＬがランプパルス印加開始スレッシュ電圧に達する時間が早い。このため、ランプパルスも早く印加開始され、映像が投影されるまでにランプパルスが印加されるため、色味バランスの乱れは発生しない。

ランプＢでは、ランプ電圧ＶＬの上昇速度が遅く、ランプ電圧ＶＬがランプパルス印加開始スレッシュ電圧に達する時間が遅い。このため、ランプパルスが印加開始される時間が遅くなる。よって、映像が投影された後にランプパルスが印加されるので、映像が投影されたときの色味とランプパルスが印加された後の色味が異なってしまう。

なお、ランプＡのようにランプ電圧ＶＬの上昇速度が速い場合には、ランプパルス印加開始スレッシュ電圧に達する時間が４０秒程度である。現在市場に投入されているプロジェクタにあっては、投影開始前に外部回路６０で行われる初期設定処理の必要とされる時間は、４０秒を超えているため、ランプパルスの印加開始によって色味の変化は生じないが、今後、初期設定処理が短縮された場合には、ランプＡの場合でも、ランプパルスの印加開始が投影開始後になってしまう懸念がある。

つづいて、図４を元に、本実施形態で提案する技術のランプ点灯時のランプパルス発生タイミングについて説明する。

本実施形態では、ランプ点灯検知信号をランプパルス印加のトリガとしている。そして、ランプ点灯検知信号はバラストマイコン１６で生成されメインマイコン１１１に出力している。メインマイコン１１１は、このランプ点灯検知信号が入力された後に映像を投影するための処理（初期設定処理）を行っている。

ランプ点灯検知信号は、一般には５〜６秒あれば十分にランプ電圧検出回路１５から出力され、速い場合は２〜３秒程度で出力される。したがって、ランプ点灯検知信号をランプパルス印加のトリガとせずに、予め設定した時間、たとえば６秒をランプパルス印加開始のタイミングとしてもよい。

その場合、バラストマイコン１６は、バラスト入力電源１１から通電開始の指示信号を出した時からの経過時間をカウントすればよい。また、ランプ１４への通電開始後、１５秒経過時点でランプパルスが印加された場合でかつ既に投光が開始されていると、ランプパルスの印加に伴うフリッカや色味の変化といった映像の質の変化が視認されるケースが確認されている。また、１０秒以内であれば、そのような映像の質の変化は視認されなかった。したがって、ランプ１４の通電開始を基準に所定時間経過後、ランプパルスの印加開始する構成の場合、１５秒以内、好ましくは１０秒以内にランプパルスの印加を開始すればよい。

以上のように、本実施形態によれば、ランプ１４にランプパルスを印加させるトリガを、ランプ電圧ではなく、「ランプ点灯検知信号」としている。したがって、ランプ点灯検知信号が検知された時点では、プロジェクタ１０からは投光されないので、ユーザはランプパルスの印加開始に伴う映像の質の変化を視認することはない。また、ランプ点灯検知信号が検知されてから所定の短期間内にランプパルスの印加開始をする場合でも、通常は、初期設定処理中で投光が開始されていないか、投光が開始されていた場合であってもランプ１４の光量は小さいので映像の質の変化が視認されることがない。

なお、以上の実施形態は、あくまでも一例であり、たとえば高圧放電灯として、メタルハライドランプや高圧ナトリウムランプにも適用できる。

本実施形態に係る、プロジェクタの概略の回路構成を、主にバラスト回路５０の構成に着目して模式的に示したブロック図である。 本実施形態に係る、カラーホイールの概略構成を示した図である。 本実施形態に係る、ランプパルスの印加タイミング（波形）をカラーフィルタとの関係で時系列に示した図である。 本実施形態に係る、ランプに通電開始されたときのランプ電圧ＶＬの上昇とランプパルスの印加のタイミングを示す図である。 一般例のランプ電圧ＶＬの上昇とランプパルスの印加のタイミングを示す図である。

符号の説明

１０ プロジェクタ
１１ バラスト入力電源
１２ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１３ ランプ電流検出抵抗
１４ ランプ
１５ ランプ電圧検出回路
１６ バラストマイコン
１７ アンプ回路
１８ コンパレータ
１９ ランプパルス発生回路
５０ バラスト回路
６０ 外部回路
６１ 電源回路
１１０ ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路
１１１ メインマイコン
１１２ カラーホイール回転検出センサ
１１３ カラーホイール

Claims (6)

1. プロジェクタに備わる直流タイプの高圧放電灯に通電する電流にランプパルスを印加して、前記高圧放電灯の消費電力が定電力となるように制御するランプ発光制御方法であって、
   前記高圧放電灯に通電が開始されてから、前記高圧放電灯に印加される電圧が所定の規定電圧まで上昇する途中であって映像投影処理前の所定の期間内に前記ランプパルスの印加を開始することを特徴とするランプ発光制御方法。
2. 前記ランプパルスの印加は、前記映像投影処理のための初期設定動作期間内に開始されることを特徴とする請求項１に記載のランプ発光制御方法。
3. 前記ランプパルスの印加は、前記高圧放電灯の点灯が検知されたタイミングで開始されることを特徴とする請求項１に記載のランプ発光制御方法。
4. プロジェクタに備わる直流タイプの高圧放電灯に通電する電流に印加するランプパルスを制御するバラスト回路であって、
   前記高圧放電灯に通電が開始されてから、前記高圧放電灯に印加される電圧が所定の規定電圧まで上昇する途中であって映像投影処理前の所定の期間内に前記ランプパルスの印加を開始するタイミングを決定するパルス印加制御手段を有することを特徴とするバラスト回路。
5. 前記高圧放電灯の点灯を検知するランプ点灯検知手段を有し、
   前記パルス印加制御手段は、前記ランプ点灯検知手段において、前記高圧放電灯の点が検知されたときに、前記ランプパルスの印加を開始する
   ことを特徴とする請求項４に記載のバラスト回路。
6. 請求項４又は５に記載のバラスト回路を備えることを特徴とするプロジェクタ。

Images