JP2011223602A - 高輝度放電ランプにパワーを供給するシステム及び方法 - Google Patents

高輝度放電ランプにパワーを供給するシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】水銀蒸気ランプの寿命を保ちつつ、ユーザが感じる遅延を最小にするような、システムにパワーを供給する回路と方法を提供する。
【解決手段】液晶ディスプレイテレビ受像機プロジェクションシステム(100)は、第1の信号に応答してそのシステム(100)の第1組の回路にパワーを供給するコントローラ(131)を使用する。そのコントローラ(131)は、第2の信号に応答して、システム(100)の第2組の回路からパワーを除去する。タイマー(135)は、パワーオフ信号とパワーオン信号の間の時間を画成する。第1の時間が経過する前にユーザがパワーオンコマンドを発した場合、ランプ107以外の回路にパワーが供給される。ランプ107は、その第1の時間が経過するまでエネルギーを除去され続ける。それゆえ、ユーザがランプ107をリストライクすることが防止される。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、ビデオディスプレイで使用するタイプの高輝度放電ランプのパワー制御回路に関する。
一般的な液晶ディスプレイ(LCD)と液晶オンシリコン(LCOS)テレビジョン(TV)プロジェクションシステムは、画像バックライト光源として高輝度放電ランプ(バルブとも呼ぶ)を利用している。高輝度放電ランプは一般的には水銀蒸気で動作する。部分的にエネルギーを与えられた水銀蒸気にパワーを供給することは避けねばならない。水銀蒸気のエネルギーが無くなる前にランプにパワーを供給すること、すなわち、ランプをリストライク(re−striking)することにより、ランプの寿命が短くなる。この問題を避けるため、一部のプロジェクションシステムではパワーオフとパワーオンの間に遅延を入れている。この遅延は、「リスタート(restart)」遅延と呼ばれることもある。リスタート遅延により、水銀蒸気ランプが実質的に完全にエネルギーが無くなるまで(de−energized)、ユーザがテレビジョンレシーバにパワーを供給するのを防止する。典型的なリスタート遅延の例は約30秒である。このようにリスタート遅延を入れると、ユーザには煩わしい。高輝度放電ランプを利用しないテレビジョンレシーバでは瞬間的な応答が一般的なので、ユーザはテレビジョンセットが瞬間的にリスタートすることを期待するようになった。一般的な高輝度放電ランプは、バルブが冷却するのに約30秒を要し、バルブが再び暖まるまでにさらに約30秒を要する。
それゆえ、水銀蒸気ランプの寿命を保ちつつ、ユーザが感じる遅延を最小にするような、システムにパワーを供給する回路と方法が必要とされている。
本発明は、画像照明ランプ、パワーオン制御回路、パワーオフ制御回路、及びタイマーを有するビデオディスプレイ装置を提供する。パワーオン制御回路は、パワーオン制御信号に応答してビデオディスプレイの選択された回路にエネルギーを供給する。パワーオフ制御回路は、パワーオフ制御信号に応答して、ビデオディスプレイの回路のエネルギーを除去(de−energize)する。タイマーは、画像照明ランプに結合され、パワーオフ制御信号の後の一定期間の間、そのランプをエネルギーが除去された状態に維持する。パワーオン制御回路は、タイマーの状態に基づいて、パワーオン制御信号に応答して、エネルギーを供給する回路を選択する。
本発明の一実施形態による、高輝度放電ランプにパワーを供給するシステムのブロック図である。 本発明の一実施形態による、図1に示したシステムのユーザコマンドの処理方法のステップを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による、図1に示したシステムへのパワー供給方法のステップを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による、冷却インターバルのタイミングを取る方法のステップを示すフローチャートである。
コンシューマ向けテレビジョン用にマイクロディスプレイシステムの導入に伴い、システムの「パワーオフ」状態と「パワーオン」状態の間の遷移の効率的な処理が望まれている。マイクロディスプレイシステムをパワーオフした後、ランプへのパワーは一般的にはある期間オフのままであり、再びパワーを与えることはできない。この期間内に、ランプは冷却され再びパワーオンされる。あるデバイスにとって十分な期間は、ランプとそれに関連するエレクトロニクスのタイプに依存する。本発明の一実施形態において、十分な期間は約30秒である。約30秒より長い時間が適当か、それよりも短い時間が適当かは、装置に依存する。適当な期間には、ランプの製造者により決定または推奨される時間も含む。いずれの場合にも、十分な冷却期間が守られないと、その結果としてランプの寿命が短くなることがある。それゆえ、ユーザコマンドに応答しつつ、ランプの寿命を延ばすシステムと方法が必要である。
ここで使用しているように、「パワーオン状態」という用語は、システムが少なくとも1つのユーザコマンドに応答してほぼリアルタイムでそのコマンドに対応する機能を実行できるように、動作パワーが回路とサブシステム(ランプサブシステムも含む)に供給されている、動作準備完了の状態をいう。「部分的パワーオン」と「部分的パワーオン状態」という用語は、動作パワーがランプパワー回路以外の回路に供給されている、動作準備完了状態をいう。「パワーオフ状態」という用語は、システムが同調等のよく使うユーザ機能を実行できない状態を言う。本発明の一実施形態において、パワーオフ状態はシステムの複数の回路とサブシステムに実質的にすべてのパワーが供給されてない状態である。しかし、本発明の一実施形態によるパワーオフ状態において、システムはパワーオフ状態にあるが、ユーザからの「パワーオン」コマンドに応答する少なくとも1つの回路にはパワーが供給されている。この少なくとも1つの回路は、ここに説明する本発明の方法のステップによる、ユーザからの「パワーオン」コマンドを受信し、解釈し、応答するのに十分なパワーレベルを維持している。
システムにエネルギーを供給するコマンドは、一般的に「パワーオン」コマンドと呼ばれる。このコマンドは、システムにパワーを除去する(remove)第1の信号を与える。当業者は、「パワーオン」がいろいろな名称や記号で表されるが、すべて同じ意味であることが分かるであろう。例えば、「パワー」や「オン」などの言葉や、電球や緑色等のいろいろな記号やその他のグラフィカルな表示が、パワーオン機能を示すために一般的に利用されている。同様に、パワーオフコマンドは、システムのパワーが止められたことを示す、いろいろな対応する表示や表現を有する。
ユーザからシステムへのコマンドを表す、信号をやりとりするユーザ操作可能なデバイスにはいろいろな種類がある。好適なユーザ操作可能デバイスには、システムに少なくとも第1の信号と第2の信号を供給することができるデバイスが含まれる。第1の信号はパワーオンコマンドを表す。第2の信号はパワーオフコマンドを表す。従来のパワーオン信号とパワーオフ信号は、ユーザ操作可能デバイスからシステムに、広い範囲の既知のユーザ操作可能デバイス(例えば、ボタン、スイッチ、音声起動、リレー、ソフトウェアスイッチ、振動起動、タッチスクリーン起動、その他)により送られる(relayed)。同様に、ユーザ操作可能デバイスからシステムに第1の信号と第2の信号を送信するために、いろいろな通信リンクが使用される。これには、ハードウェア及びソフトウェアで実装されたスイッチとアクチュエータ、及び電磁的、赤外線、有線、または無線の手段により信号を送るリモートコントローラを含むが、これに限定はされない。
システム、回路、及びサブシステムは、一般的に、パワーが供給されなければ、動作して指示された機能のすべてを実行することができない。コンシューマは、リモートコントロールまたはフロントパネルのいずれかにより入力されたパワーオンコマンドに素早い応答に慣れている。しかし、上述の通り、マイクロディスプレイシステムで一般的に利用されるランプの特性により、システムにパワーを供給するユーザコマンドに素早く応答することは妨げられる。一例は、水銀蒸気のエネルギーが実質的に無くなる(de−energized)前に、パワーオンコマンドを受信した場合の、水銀蒸気ランプを含むシステムにパワーを供給するコマンドである。その場合、ランプの冷却期間が過ぎるまで、一般的に、パワーオンは遅延される。ランプ冷却期間により、ランプに再びパワーが供給される前に、水銀蒸気から実質的にエネルギーが無くなる。
本発明は、ランプ冷却期間中にパワーオフ状態からパワーオン状態へのシステムの遷移が効率的に実施する方法とシステムの概要を説明する。これは、ランプ冷却期間中は、光エンジン回路以外の回路とシステムにパワーを供給可能とすることにより可能となる。光エンジン回路は、水銀蒸気バルブ等の高輝度放電ランプにエネルギーを供給するための回路である。
図1は、本発明の一実施形態を示すブロック図である。ディスプレイシステム100は、参照符号105−199で示した複数のテレビジョン回路とサブシステムを有する。回路161−199は、一般的なテレビジョンの機能を実行する。例えば、同調(チューナ回路161)、スピーカ制御(回路162)、オーディオビデオ(A/V)入出力機能(A/V回路163)、その他である。
本発明の一実施形態において、システム100は、高輝度放電ランプ107を利用して、LCOSディスプレイの電球用バックライト源を形成する。本発明の一実施形態において、高輝度放電ランプ107は水銀蒸気ランプであり、パワー回路105は高輝度放電ランプ107用のパワー回路(ここでは光エンジンとも呼ぶ)を有する。高輝度放電ランプ107に加えて、システム100は、さらに、少なくとも1つのタイマー135を含むパワーコントローラ130、少なくとも1つのプロセッサ131、パワーインジケータ114を含むパワーインジケータ回路115、部分的パワーオンフラグ回路120、及びユーザ操作可能制御デバイス150を有する。ユーザ動作可能制御デバイス150は、ユーザからプロセッサ131にパワーオンコマンドとパワーオフコマンドを含むコマンドを通信することができる。本発明の一実施形態において、パワーインジケータ114は発光ダイオード(LED)である。しかし、この明細書を読めば当業者には容易に分かるように、当技術分野において利用可能で、ユーザにシステムの状態を知らせる本発明における使用で好適な既知の視覚的インジケータは非常に多数ある。
本発明の一実施形態において、プロセッサ131はユーザコマンドを記憶するメモリ132を含む。プロセッサ131は、ユーザ操作可能制御デバイスからユーザコマンドを受信する。ユーザコマンドに応答して、プロセッサ131は、システム100の回路105−199に制御信号を供給する。プロセッサ131は、本発明の方法の一実施形態によると、システム100の回路とサブシステム105−199を独立に制御することができる。本発明の一実施形態において、プロセッサ131は、第1組の回路(例えば、回路161、162、163を有する)を、第2組の回路(例えば、ランプサブシステム105を有する)と独立に選択し制御することができる。本発明の一実施形態において、プロセッサ131は、他のすべてのサブシステムから独立して、ランプサブシステム105を制御することができる。
図2は、本発明の一実施形態によるユーザコマンド処理方法200のステップの概略を説明するためのフローチャートである。本発明の一実施形態において、プロセッサ131は、本方法のステップを実施するプログラムを実行する。ここでプログラムとは、処理機能を有するデバイスに特定の機能を実行させることを目的とした一組の命令の(いかなる言語、コード、または表記法であってもよい)表現を意味する。その実行は、直接であってもよいし、a)他の言語、コード、表記法への変換、b)異なる形式での再生のいずれか、または両方の後であってもよい。本発明の一実施形態において、図2の方法は、図1のシステム100で使用され、システム100のプロセッサ131により実施される。それゆえ、以下では図1と図2を参照する。
プロセス200は、205から始まり、ステップ210において、プロセッサ131は、ユーザ操作可能制御デバイス150からコマンドを受信するまで待つ。ユーザコマンドを受信すると、プロセッサ131は、高輝度放電ランプ107(以下、ランプ107)へのパワーの状態をチェックする。パワーがランプ107に供給されている場合、プロセッサ131はステップ216に示したように、ユーザコマンドを処理する。次に、プロセッサ131はステップ210の待ち状態に戻る。
プロセッサ131は、パワーがランプ107に供給されていないと判断した場合、ステップ220に示したように、ユーザ操作可能制御デバイス150から受信したコマンドがパワーオンコマンドであるかどうか判断する。コマンドがパワーオンコマンドではない場合、例えば、同調コマンドである場合、プロセッサ131はステップ221に示したように、そのコマンドを破棄する。次に、プロセッサ131は、ステップ210に示したように、待ち状態に戻る。
一方、プロセッサ131がステップ220において、そのコマンドがパワーオンコマンドであると判断した場合、さらに別の処理が実行される。本発明の一実施形態において、プロセッサ131は、ステップ225に示したように、タイマー135の状態をチェックし、冷却期間中であるかどうか判断する。タイマー135が冷却期間を計時中の場合、ランプ107にパワーを供給することは望ましくない。しかし、ランプパワー回路以外の回路は安全にパワーオンできる。その場合、プロセッサ131は部分パワーフラグ120を設定し、パワーオンLED114を光らせる。次に、プロセッサ131はそのコマンドを処理し、次のコマンドを待つ。本発明の一実施形態において、そのコマンドがパワーオンコマンドである場合、プロセッサ131は図3に示した方法により、そのコマンドを処理する。本発明の一実施形態において、このステップはユーザからの介入なしに行われる。ユーザには、上記のステップの実行はランプエラー(例えば、ランプ107をリストライク(restriking)した時に発生するエラー)と区別できないかも知れない。しかし、本発明の一実施形態において、ユーザがシステム100の部分的パワーオン状態とランプエラー状態を区別できるように、LEDインジケータ114の発光シーケンスを実施する。
図3は、図2のステップ216に示したような、パワーオンコマンド処理方法のステップを示す図である。説明のため、以下では図1と図3を参照する。パワーオンコマンドを処理すべき時(例えば、図2のステップ216)、本方法は開始ステップ305から開始する。ステップ310において、プロセッサ131は、ランプパワー回路105は含まない、回路106−199を含む群から選択した回路にパワーを供給する。本発明の一実施形態において、プロセッサ131は、ステップ310において、回路106−199の第1の部分にパワーを供給する。その第1の部分にはランプパワー回路105は含まれない。本発明の一実施形態において、第1の部分は、チューナパワー回路161、スピーカパワー回路162、及びオーディオビジュアル(A/V)入力回路163を有する。本発明の別の実施形態において、第1の部分は、チューナパワー回路161、スピーカパワー回路162、及びオーディオビジュアル(A/V)入力回路163を有する。
本発明の一実施形態において、ステップ315において、プロセッサ131は、前のステップ310でイネーブル(enabled)された回路の電源が安定(例えば、静止状態に到達)するのを待つ。次に、ステップ320において、プロセッサ131は、冷却期間中であるかどうか判断する。本発明の一実施形態において、プロセッサ131は、タイマー135をチェックして、冷却期間中であるかどうか判断する。本発明の別の実施形態において、プロセッサ131は、部分的パワーオンフラグ120をチェックして、冷却期間中であるか判断する。冷却期間中でなければ、プロセッサ131は、ステップ325に示したように、ランプ回路105にパワーを供給する。一方、冷却期間中であれば、プロセッサ131は、ステップ310で選択された回路の第1の部分を初期化し、次のコマンドを待つ。このステップはステップ330に示した。言い換えると、プロセッサ131は、第1の部分の回路の動作と、ユーザコマンドへの応答の準備をさせるが、ランプ冷却中であれば、高輝度ランプ107にはパワーを供給しない。
第1の部分の回路が初期化されると、システム100はオンスクリーン機能を除いて、実質的に完全に動作可能である。一例において、ユーザコマンドに応答して、適当なチャンネルに同調し、正しい入力を選択する。オーディオコマンドは使用可能となる。システム100がパワーオンされている時に利用可能なコマンド処理は使用可能である。これにより、冷却期間中に、ユーザはチャンネルまたは入力を変更したり、音量を調節したりできる。次に、本発明の一実施形態において、プロセッサ131は、ステップ335に示したように、次のパワーオンコマンドを受信するまで停止する。
図4は、本発明の一実施形態によるシステム100のタイマー135の動作方法400を示す図である。当業者には分かるように、タイマー135の具体的な実施形態は、システム100のソフトウェア及びハードウェアのアーキテクチャに応じて変化する。一実施形態において、タイマー135は、システム100がユーザからパワーオフコマンドを受信したときに始動する。そして、タイマー135を定期的にチェックして、冷却期間が経過したかどうか判断する。本発明の一実施形態において、単純なカウンターを用いてタイマー135を実施する。
本発明の一実施形態において、ランプ冷却タイマー135は、ステップ410に示したように、プロセッサ131がパワーオフコマンドを受信した時に、冷却期間の計時を開始する。ステップ420において、タイマー135はその期間を計時する。一実施形態において、その期間は約30秒である。他の実施形態において、その期間は約60秒である。しかし、いかなる所望の時間であってもランプ107の放電が可能であれば、本発明のタイマー135で好適に使用できることが当業者には分かるであろう。十分な時間には、ランプ107の製造者が決定し推奨する時間が含まれ、また、容易に決定することができる。本発明の一実施形態において、タイマー135は製造者の推奨値により設定され、または工場で調節可能である。
ステップ430において、プロセッサ131は、期間が経過したかどうか判断する。期間が経過していなければ、タイマー135はその期間が経過するまで計時を続ける。期間が経過すると、ステップ440に示したように、部分的パワーオンフラグ120がテストされる。部分的パワーオンフラグ120が設定されている場合、ステップ450によりランプ107にパワーが供給される。
プロセッサ131は、期間が経過したと判断した時、ステップ440に示したように、部分的パワーオンフラグ120の状態をチェックする。部分的パワーオンフラグ120が(例えば、図2に示したステップ230により)設定されている場合、プロセッサ131は、ステップ450に示したように、ランプ107にパワーを供給する。本発明の一実施形態において、部分的パワーオンフラグ120が設定されていることは、冷却期間にパワーオンコマンドを受信したことを示す。ステップ452において、プロセッサ131は、部分的パワーオンフラグ120をクリアし、プロセス400が終了する。部分的パワーオンフラグ120が設定されていなければ、プロセッサ131はシステム100をパワーオフ状態にする。
本発明の上記の説明を考慮して、本発明をハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実現できることが分かる。本発明によるシステムと方法は、集中方式でも実現できるし、異なる要素が互いに相互接続された回路にわたって分散している分散方式でも実現することができる。上記の説明は例示だけを目的としており、特許請求の範囲の記載を除いて、いかなる方法でも本発明の限定を目的としたものではない。
上記の実施形態について、次の付記を記載する。
(付記1) ビデオディスプレイであって、
第1の信号に応答して前記ディスプレイの第1組の回路にパワーを供給し、第2の信号に応答して前記ビデオディスプレイの第2組の回路からパワーを除去するコントローラと、
前記第2の信号と前記第1の信号の間の時間を画成するタイマーと、を有し、
前記時間中、前記第1組の回路が前記第2組の回路と異なることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記2) 付記1に記載のビデオディスプレイであって、前記時間中、ランプパワー回路は前記第1組の回路に含まれず、前記第2組の回路に含まれることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記3) 付記2に記載のビデオディスプレイであって、前記ランプパワー回路は画像照明ランプに結合していることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記4) 付記3に記載のビデオディスプレイであって、前記画像照明ランプは水銀蒸気ランプであることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記5) 付記2に記載のビデオディスプレイであって、前記時間外において、前記第1組の回路と前記第2組の回路は実質的に同じであることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記6) ビデオディスプレイであって、
第1の信号に応答して前記ディスプレイの第1組の回路にエネルギーを供給し、第2の信号に応答して前記ディスプレイの第2組の回路からエネルギーを除去するコントローラと、
前記第2の信号と前記第1の信号の間の時間を画成するタイマーと、を有し、
前記コントローラは、前記タイマーの状態に基づき前記第1組の回路の構成要素(member)を選択することを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記7) 付記6に記載のビデオディスプレイであって、前記第1の信号はパワーオン信号であり、前記第2の信号はパワーオフ信号であることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記8) 付記7に記載のビデオディスプレイであって、前記タイマーは高輝度放電ランプ用ランプ冷却タイマーを有することを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記9) 付記1に記載のビデオディスプレイであって、前記第1組の回路と第2組の回路は両方ともチューナ、スピーカ、アンプ、オーディオビデオ入力回路を含む群の中から選択された回路を含むことを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記10) 付記1に記載のビデオディスプレイであって、前記第1の信号と第2の信号は、ユーザ操作可能制御デバイスにより供給されることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記11) ビデオディスプレイシステムであって、
画像照明ランプと、
前記画像照明ランプのためにパワーを供給及び除去するコントロール回路と、を有し、
前記コントロール回路はタイマーを含み、
前記タイマーは、前記コントロール回路が前記画像照明ランプからパワーを除去した時に計時を開始し、
前記コントロール回路は、前記計時中は前記画像照明ランプからエネルギーを除去し続け、
前記コントロール回路は、前記計時中、前記ビデオディスプレイ装置の前記画像照明ランプ以外の回路にパワーを供給することができることを特徴とするビデオディスプレイ。
(付記12) ビデオディスプレイの回路にパワーを供給する方法であって、
第1の信号に応答して前記回路の第1組にパワーを供給するステップと、
第2の信号に応答して前記回路の第2組からパワーを除去するステップと、
前記第2の信号と前記第1の信号の間の時間であって、その時間の間、前記第1組の回路は前記第2組の回路と異なり、その時間の外側において、前記第1組の回路は前記第2組の回路と同じである時間を画成するステップと、を有することを特徴とする方法。
(付記13) ビデオディスプレイの回路にパワーを供給する方法であって、
第1の信号に応答して前記回路の第1組にパワーを供給するステップと、
第2の信号に応答して前記回路の第2組からパワーを除去するステップと、
前記第2の信号と前記第1の信号の間の時間を表示するステップと、
前記表示に基づき前記第1組の回路の構成要素を決定するステップと、を有することを特徴とする方法。
(付記14) ビデオディスプレイ装置において、画像照明ランプ回路を制御する方法であって、
パワーオン制御信号に応答して前記ビデオディスプレイ装置の選択された回路にエネルギーを供給するステップと、
パワーオフ制御信号に応答して前記ビデオディスプレイの回路からエネルギーを除去する(de−energizing)ステップと、
タイマーを始動するために前記パワーオフ制御信号を利用するステップと、
前記タイマーの状態の表示を提供するステップと、を有し、
前記選択された回路は前記表示に基づき選択されることを特徴とする方法。
100 ディスプレイシステム
105 パワー回路
107 高輝度放電ランプ
114 パワーインジケータ
130 パワーコントローラ
131 プロセッサ
135 タイマー
161 チューナ回路
162 スピーカ制御回路

Claims (1)

  1. ビデオディスプレイであって、
    第1の信号に応答して前記ディスプレイの第1組の回路にパワーを供給し、第2の信号に応答して前記ビデオディスプレイの第2組の回路からパワーを除去するコントローラと、
    前記第2の信号と前記第1の信号の間の時間を画成するタイマーとを有し、
    前記時間中、前記第1組の回路が前記第2組の回路と異なることを特徴とするビデオディスプレイ。
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