JP4540499B2

JP4540499B2 - 点灯装置

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Publication number: JP4540499B2
Application number: JP2005043165A
Authority: JP
Inventors: 尚幸松田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2005-02-18
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-02-18
Also published as: JP2006227440A

Description

本発明は、プロジェクタで画像を投影する際に光を発生する交流ランプへ電力を供給する点灯装置に関する。

プレゼンテーション又は映像の映写の分野では、画像データに基づいた画像を外部のスクリーン等に対して拡大投影するプロジェクタ装置が用いられている。このようなプロジェクタ装置は、液晶パネル又はＤＭＤ（Didital Micromirror Device）等の画像デバイス上に画像データに基づいた画像を形成し、画像デバイス上の画像を内部の光源からの光により外部へ投射する構成となっている。またこのようなプロジェクタ装置がカラー画像を投影する方式には、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）各色用の画像デバイスを夫々備え、各色の画像を合成して投射する３板式と、単一の画像デバイスを備え、ＲＧＢ各色の画像を時分割で投射することによってカラー画像を投影する単板式とがある。単板式のプロジェクタ装置は、複数の画像デバイスを備える３板式のプロジェクタ装置に比べ、コストが低く、また小型化が容易であるというメリットがある。

単板式のプロジェクタ装置は、回転軸回りにＲＧＢ各色のフィルタに分割された円盤状のカラーホイールを備え、回転するカラーホイールに光源からの光を通過させ、カラーホイールを通過した光を画像デバイスに照射し、画像を形成した画像デバイス上で反射された光を投射することにより、画像デバイス上の画像を外部のスクリーン等へ投影する構成となっている。光源が発する白色光が回転するカラーホイールを通過して画像デバイスに照射されることにより、ＲＧＢ各色の光が時分割で画像デバイスに照射される。画像デバイスはカラーホイールの回転に同期して各色用の画像を形成し、各色の画像が時分割で投影される。プロジェクタ装置が投影する画像を目視した利用者は、時分割で投影された各色の画像を合わせてカラー画像であると認識する。また、ＲＧＢ各色のフィルタ以外に白色光を透過させるＷのフィルタを更に加えたカラーホイールを用いることにより、投射画像をより明るくすることができるプロジェクタ装置も用いられている。

カラーホイール内で各フィルタが占める割合は、プロジェクタ装置の設計時に定められており、一般的に等分割ではない。例えば画像の明るさを重視したプロジェクタの場合は、カラーホイール内でＷのフィルタが占める割合が大きくなっている。このようなプロジェクタ装置で投影画像のホワイトバランスを調整する場合には、各色の光が画像デバイスに照射されている期間の中で画像デバイスが画像を投射すべく実際に光を反射させる期間の長さを調整することでホワイトバランスの調整を実現していた。しかし、各色の光を画像デバイスで反射させることができる最長の期間はカラーホイール内での各フィルタの分割割合で定められているので、この調整方法では投影画像のホワイトバランスを任意に調整することはできない。

そこで、光源の光量を制御することによってホワイトバランスの調整の自由度を向上させることができる技術が開発されている。特許文献１には、光源として直流ランプを用い、カラーホイールが有するフィルタの内、所定のフィルタを光が通過するのに同期して、直流ランプに流れる電流を増加させる技術が開示されている。直流ランプに流れる電流が増加することによって、直流ランプの光量が増大し、フィルタに対応する色の光の光量を増大させることができる。光量を増大させる光の色、及び光量の変化量を調整することにより、投影画像のホワイトバランスをより自由に調整することが可能となる。また特許文献２には、光源として交流ランプを用い、交流ランプに流れる交流電流に対して、該交流電流と同極性のパルス電流を交流電流の極性が反転する直前の部分に重畳する技術が開示されている。パルス電流の重畳によって交流電流が増加して交流ランプの光量が増大するので、パルス電流を重畳するタイミングを所定のフィルタを光が通過するタイミングに同期させることにより、所定の色の光の光量を増大させることができる。従って、投影画像のホワイトバランスをより自由に調整することが可能となる。
特開２００４−２１２８９０号公報特開２００２−４９０９７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、光源として交流ランプを用いたプロジェクタ装置には適用できないという問題がある。特許文献２に開示された技術では、交流電流にパルス電流を重畳する部分が極性が反転する直前の部分に限られるので、パルス電流を重畳するタイミングを任意のフィルタを光が通過するタイミングに同期させることが困難である。またこの技術では、所定のフィルタを光が通過している最中に交流電流へのパルス電流の重畳又は交流電流の極性の反転が行われる場合があり、この場合には、フィルタに対応する色の光が画像デバイスに照射されている期間の最中に光量が変化し、投影画像に階調乱れが発生する。このため、光量を変化させることができる光は、階調乱れが人間の目に視感されにくい青色光又は白色光に限定されていた。従って、特許文献２に開示された技術を用いても、光源として交流ランプを用いたプロジェクタ装置では、任意の色の光の光量を制御することによって投影画像のホワイトバランスを任意に調整することは困難であるという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、交流ランプを用いるプロジェクタ装置において、任意の色の光の光量を変化させることによって投影画像のホワイトバランスを任意に調整することが可能となる点灯装置を提供することにある。

本発明に係る点灯装置は、供給された交流電流に応じた光を発生する交流ランプと、該交流ランプへ交流電流を供給する給電手段と、前記交流ランプが発生する光から、予め定められた順に複数色の光の夫々を繰り返し生成する色生成手段とを備える点灯装置において、前記給電手段は、前記交流ランプへ供給する交流電流の極性が反転するタイミングを、前記色生成手段が生成する光の色が切り替わるタイミングに同期させる反転同期手段と、前記色生成手段が前記複数色の光の繰り返し単位を生成する期間内にＮサイクル（Ｎは自然数）の交流電流が前記交流ランプへ供給される場合に、前記期間内で前記交流電流の両方の極性の電流値の時間積算を実質的に一致させるように、前記繰り返し単位に含まれる特定の複数色の光の夫々を前記色生成手段が生成する期間に、前記交流ランプへ供給する交流電流の電流値を変化させる電流値変化手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る点灯装置は、供給された交流電流に応じた光を発生する交流ランプと、該交流ランプへ交流電流を供給する給電手段と、夫々に固有の色の光を透過させる複数のフィルタ領域を回転軸回りに配してなる回転式カラーフィルタとを備え、前記交流ランプが発生する光が回転する前記回転式カラーフィルタを透過することによって前記光が前記複数のフィルタ領域の夫々を順次通過する点灯装置において、前記給電手段は、前記交流ランプへ供給する交流電流の極性が反転するタイミングを、隣接する二つのフィルタ領域の境界を前記交流ランプが発生する光が通過するタイミングに同期させる反転同期手段と、前記交流ランプが発生する光が前記回転式カラーフィルタの一回転分の複数のフィルタ領域を通過する期間内にＮサイクル（Ｎは自然数）の交流電流が前記交流ランプへ供給される場合に、前記期間内で前記交流電流の両方の極性の電流値の時間積算を実質的に一致させるように、前記交流ランプが発生する光が前記回転式カラーフィルタに含まれる特定の複数のフィルタ領域の夫々を通過する期間に、前記交流ランプへ供給する交流電流の電流値を変化させる電流値変化手段とを有することを特徴とする。

本発明においては、交流ランプが発生する光から回転式カラーフィルタ等を用いてプロジェクタ装置で用いるべく複数色の光を繰り返し生成する際に、交流ランプへ供給する交流電流の極性が反転するタイミングを光の色が切り替わるタイミングに同期させ、特定の色の光を生成する期間に交流電流の電流値を変化させることにより、発生する複数色の光の内で特定の色の光の光量を増減させる。

また本発明においては、複数色の光の繰り返し単位を生成する期間内にＮサイクル（Ｎは自然数）の交流電流が前記交流ランプへ供給される場合は、特定の色の光を生成する期間に交流電流の電流値を変化させることに加えて、他の色の光を生成する期間に交流電流の電流値を変化させることにより、複数色の光の繰り返し単位を生成する期間内で交流電流の両方の極性の電流値の時間積算を一致させる。

本発明にあっては、交流ランプへ供給する交流電流の半サイクルを特定の色の光が発生する期間に同期させ、当該半サイクルでの交流電流の電流値を変化させることによって特定の色の光量を増減させることができるので、任意の色の光の光量を制御することが可能となり、本発明で生成する光を用いたプロジェクタ装置が投影する投影画像のホワイトバランスを任意に調整することが可能となる。

また本発明にあっては、特定の色の光を発生する期間に交流ランプへ供給する交流電流の極性が一方に固定される場合でも、複数色の光の繰り返し単位を生成する期間内で交流電流の両方の極性の電流値の時間積算を一致させるので、交流電流の極性が一方に偏ることによってプロジェクタ装置に含まれるランプ等が破壊されることを防止しながら、プロジェクタ装置が投影する投影画像のホワイトバランスを任意に調整することが可能となる。

以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
図１は、本発明の点灯装置を用いたプロジェクタ装置の内部構成を示すブロック図である。図中の白矢印は光を示す。プロジェクタ装置１は、白色光を放射するメタルハライドランプ等の交流ランプ２４と、交流ランプ２４からの光を通過させるカラーホイール（回転式カラーフィルタ）２３と、画像を形成する画像デバイス１２と、画像デバイス１２上の画像を拡大して外部へ投影する光学系１３とを備えている。カラーホイール２３は、円盤状に形成され、回転可能に構成されており、回転軸回りに夫々に固有の色の光を透過させる複数のフィルタ（フィルタ領域）を配してなっている。カラーホイール２３は、例えば白色光の中からＲＧＢの各色の光を通過させるＲＧＢの３色のフィルタからなり、また例えば、白色光を通過させるＷのフィルタをＲＧＢに加えた４色のフィルタからなる。画像デバイス１２は、液晶パネル又はＤＭＤ（Didital Micromirror Device）等を用いてなり、ＲＧＢ各色の画像を時分割で形成する構成となっている。光学系１３は、投射レンズ、投射レンズの位置を調整するモータ、モータを駆動させるための駆動回路等からなる。

プロジェクタ装置１は、交流ランプ２４からの光をカラーホイール２３を通して画像デバイス１２に照射し、画像を形成した画像デバイス１２上で反射された光を光学系１３を通して外部へ投射することで、画像デバイス１２上の画像を外部スクリーン又は壁等へ投影する構成となっている。なお、交流ランプ２４からの光を画像デバイス上１２で反射させるのではなく通過させることで画像を投射する構成としてもよい。

またプロジェクタ装置１は、演算を行うプロセッサ、演算に必要なプログラム等の情報を記憶するＲＯＭ、及び一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ等からなる制御処理部２１を備え、制御処理部２１は、プロジェクタ装置１全体の動作を制御する処理を行う。またプロジェクタ装置１は、カラーホイール２３を回転駆動させるモータ、及びカラーホイール２３の回転速度を制御する制御回路等からなるカラーホイール駆動部２２を備え、カラーホイール駆動部２２は制御処理部２１に接続されている。交流ランプ２４には、交流ランプ２４へ交流電流を供給する本発明の給電装置（給電手段）３が電力線で接続されている。給電装置３は、電力線で直流電源１１に接続されており、信号線で制御処理部２１に接続されている。制御処理部２１、カラーホイール駆動部２２、カラーホイール２３、交流ランプ２４、及び給電装置３は、本発明の点灯装置２を構成する。

また画像デバイス１２には、画像デバイス１２に必要な画像を形成させる処理を行うデバイス制御回路１４が接続されており、デバイス制御回路１４は制御処理部２１に接続されている。また制御処理部２１には、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）又は映像再生装置等の外部の装置から送信される画像データを受信する受信部１５と、ホワイトバランスの調整指示等の各種の処理指示を使用者の操作により受け付ける操作部１６が接続されている。制御処理部２１は、受信部１５が受信した画像データを処理し、画像データに基づいた画像を外部へ投影できるように、カラーホイール駆動部２２の動作を制御してカラーホイール２３を適切に駆動させ、給電装置３の動作を制御して交流ランプ２４を適切に点灯させ、デバイス制御回路１４の動作を制御して画像デバイス１２に適切な画像を形成させる処理を行う構成となっている。

図２は、本発明の給電装置３の内部構成を示すブロック図である。給電装置３は、直流電源１１からの直流電流を適宜の電力の直流電流に変換して出力するチョッパ回路３４と、チョッパ回路３４が出力する直流電流を交流電流へ変換して交流ランプ２４へ出力するブリッジ回路３５とを備えている。チョッパ回路３４は、スイッチング素子３４１、ダイオード３４２、コイル３４３及びコンデンサ３４５を用いてなる降圧チョッパ回路である。スイッチング素子３４１にはＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御回路３２が接続されており、ＰＷＭ制御回路３２は、スイッチング素子３４１のデューティ比のＰＷＭ制御を行うことにより、チョッパ回路３４が出力する直流電流の電力を制御する構成となっている。ブリッジ回路３５は、スイッチング素子３５１，３５２，３５３，３５４を用いてなるＨブリッジである。各スイッチング素子にはブリッジ制御回路３３が接続されており、ブリッジ制御回路３３は各スイッチング素子へゲート信号を入力することによってスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り替える制御を行う構成となっている。ブリッジ制御回路３３による制御により、スイッチング素子３５１，３５４がＯＮであってスイッチング素子３５２，３５３がＯＦＦである状態と、スイッチング素子３５１，３５４がＯＦＦであってスイッチング素子３５２，３５３がＯＮである状態とが交互に切り替わり、チョッパ回路３４からの直流電流が交流電流へ変換されて交流ランプ２４へ供給される。

給電装置３は、更に、制御処理部２１に接続された電力制御部３１を備えている。電力制御部３１は、演算を行うプロセッサ、演算に必要なプログラム等の情報を記憶するＲＯＭ、及び一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ等を用いてなり、チョッパ回路３４の出力及びＰＷＭ制御回路３２が接続されている。電力制御部３１は、チョッパ回路３４が出力する電力を測定し、適宜の電力をチョッパ回路３４に出力させるようにＰＷＭ制御回路３２を制御する。また電力制御部３１には、ブリッジ制御回路３３が接続されている。電力制御部３１は、ブリッジ回路３５に出力する交流電流の極性を適宜のタイミングで反転させるようにブリッジ制御回路３３を制御する。なお、図２に示したチョッパ回路３４及びブリッジ回路３５の回路構成は最小限の回路素子を用いた構成例であり、チョッパ回路３４及びブリッジ回路３５の回路構成は、チョッパ回路及びブリッジ回路としての機能を実現する回路であれば、必要なその他の素子を適宜追加した構成等のその他の構成であってもよい。

次に、本発明の点灯装置２を用いたプロジェクタ装置１の動作を説明する。図３は、プロジェクタ装置１が動作する際に各構成ブロック間で入出力される信号を示すブロック図である。制御処理部２１は、受信部１５が受信した画像データを受け付け、使用者が操作部１６を操作することによるホワイトバランス調整指示を受け付ける。制御処理部２１は、カラーホイール２３を回転させるべく、カラーホイール２３の回転を制御する回転制御信号をカラーホイール駆動部２２へ出力する。カラーホイール駆動部２２は、制御処理部２１からの回転制御信号に従って、カラーホイール２３を一定速度で回転させる。交流ランプ２４からの光は、カラーホイール２３に含まれるいずれかのフィルタを通過し、通過したフィルタに応じた色の光となり、カラーホイール２３に含まれるフィルタで定められる順で複数色の光の夫々が繰り返し画像デバイス１２へ照射される。カラーホイール駆動部２２は、カラーホイール２３の中のいずれのフィルタを光が通過しているかの回転位置を検出する手段を備えており、検出した回転位置を示す回転位置検出信号を制御処理部２１へ出力する。制御処理部２１は、カラーホイール駆動部２２からの回転位置検出信号に従って、各時点でいずれの色のフィルタを光が通過しているかを知ることができる。制御処理部２１は、カラーホイール２３の回転位置に合わせてデバイス制御回路１４の動作を制御し、画像データに基づいた各色用の画像を画像デバイス１２に時分割で表示させる。

制御処理部２１は、交流ランプ２４の点灯を指示する点灯制御信号を電力制御部３１へ出力する。また制御処理部２１は、交流ランプ２４へ供給する交流電流の極性を反転させるタイミングを交流ランプ２４からの光がカラーホイール２３内のフィルタの境界を通過するタイミングに同期させるための同期信号をカラーホイール２３の回転位置に従って生成し、生成した同期信号を電力制御部３１へ出力する。これにより、電力制御部３１は、本発明に係る同期信号受付手段として機能する。更に制御処理部２１は、ホワイトバランス調整指示に従って、ＲＧＢの内のＧの光量を増大させる等のホワイトバランスの調整内容を示すホワイトバランス制御信号を生成し、生成したホワイトバランス制御信号を電力制御部３１へ出力する。

電力制御部３１は、制御処理部２１からの同期信号に従って、交流ランプ２４へ供給する交流電流の極性を反転させるタイミングを示すタイミング制御信号を生成し、生成したタイミング制御信号をブリッジ制御回路３３へ出力する。ブリッジ制御回路３３は、入力されたタイミング制御信号が示すタイミングで、ブリッジ回路３５中のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるゲート信号をブリッジ回路３５へ出力する。また電力制御部３１は、制御処理部２１からのホワイトバランス制御信号及び同期信号に従って、各色のフィルタを通過する光量を制御すべく、各色のフィルタを光が通過するタイミングで交流ランプ２４へ供給する交流電流の電力を示す電力制御信号を生成し、生成した電力制御信号をＰＷＭ制御回路３２へ出力する。ＰＷＭ制御回路３２は、入力された電力制御信号が示す電力をチョッパ回路３４に出力させるべく、チョッパ回路３４が出力する直流電流の電力を制御するＰＷＭ信号をチョッパ回路３４へ入力する。チョッパ回路３４は、制御された電力で直流電流をブリッジ回路３５へ供給する。ブリッジ回路３５は、供給された直流電流を、ゲート信号に応じて極性が反転する交流電流に変換し、交流ランプ２４へ交流電流を供給する。このようにして、電力制御部３１、ブリッジ制御回路３３及びブリッジ回路３５は本発明に係る反転同期手段として機能し、電力制御部３１、ＰＷＭ制御回路３２及びチョッパ回路３４は本発明に係る電流値変化手段として機能する。以上の処理によって本発明の給電装置３が交流ランプ３へ供給する交流電流を以下ランプ電流と言う。

電力制御部３１は、チョッパ回路３４が出力する電力を測定し、チョッパ回路３４が所定の電力を出力するように電力制御信号を調整する。また電力制御部３１は、交流ランプ２４が点灯していることを示す点灯検出信号を制御処理部２１へ出力する。制御処理部２１は、点灯検出信号により交流ランプ２４が点灯していることを知ることができる。カラーホイール２３を通過した各色の光は、各色用の画像を表示した画像デバイス１２へ照射され、光学系１３によって各色の画像が投影される。

図４は、ランプ電流の制御例を示すタイミングチャートである。図中には、カラーホイール２３がＲＧＢの３色のフィルタからなり、Ｇの光の光量を増大させるホワイトバランスの調整を行う場合の例を示している。図中の横軸は時間であり、各時刻において交流ランプ２４からの光がいずれのフィルタを通過している期間であるかをフィルタのＲＧＢで示している。カラーホイール２３の面積中で各フィルタが占める割合は等分ではないので、交流ランプ２４からの光が各フィルタを通過している期間の長さは各色に応じて異なっている。制御処理部２１から電力制御部３１への同期信号は、ランプ電流の極性が反転すべきタイミングを極性の反転で示し、ランプ電流の極性が反転すべきタイミングを交流ランプ２４からの光が各フィルタを通過している期間の境界に合わせている。

ブリッジ制御回路３３からブリッジ回路３５へのゲート信号は、同期信号に合わせてＨとＬとが切り替わる信号である。図４中には、スイッチング素子３５１，３５４へのゲート信号とスイッチング素子３５２，３５３へのゲート信号との２種類のゲート信号を示しており、一方がＨであるときには他方がＬとなっている。スイッチング素子３５１，３５４へのゲート信号がＨ、スイッチング素子３５２，３５３へのゲート信号がＬであるときに、スイッチング素子３５１，３５４がＯＮ、スイッチング素子３５２，３５３がＯＦＦとなり、一方の極性のランプ電流が流れる。またスイッチング素子３５２，３５３へのゲート信号がＨ、スイッチング素子３５１，３５４へのゲート信号がＬであるときに、スイッチング素子３５２，３５３がＯＮ、スイッチング素子３５１，３５４がＯＦＦとなり、ランプ電流の極性が反転して他方の極性のランプ電流が流れる。

電力制御部３１からＰＷＭ制御回路３２への電力制御信号は、ランプ電流の電流値を信号強度で示す。図４に示した電力制御信号は、Ｇの光の光量を増大させるべく、交流ランプ２４からの光がＧのフィルタを通過している期間での信号強度が増大している。ＰＷＭ制御回路３２が電力制御信号に従ったＰＷＭ信号をチョッパ回路３４へ出力することにより、チョッパ回路３４がブリッジ回路３５へ供給する直流電流の電力が変化し、ブリッジ回路３５が交流ランプ２４へ供給するランプ電流の電流値が変化する。図４に示したランプ電流は、電力制御信号に応じて、交流ランプ２４からの光がＧのフィルタを通過している期間で電流値が他の期間に比べて増大している。ランプ電流の電流値が増大することにより、交流ランプ２４からの光はＧのフィルタを通過している期間で光量が増加し、全体としてＧの光の光量が増大し、プロジェクタ装置１が投影する投影画像のホワイトバランスが変化する。なお、図４では、ホワイトバランスを調整するために特定の色の光量を他の色よりも増大させる処理を示したが、特定の色の光量を他の色よりも減少させることによってホワイトバランスを調整する処理を行ってもよい。

以上の如くにして、制御処理部２１は、ランプ電流の極性が反転するタイミングを光の色が切り替わるタイミングに同期させるべく同期信号を出力し、給電装置３は、同期信号に合わせてランプ電流の極性を反転させる。更に制御処理部２１は、ホワイトバランス制御信号を出力し、給電装置３は、特定の色の光を増減させてホワイトバランスを調整すべく、交流ランプ２４からの光が特定のフィルタを通過する期間内にランプ電流の電流値を増減させる。この制御により、ランプ電流の半サイクルを特定の色の光が発生する期間に同期させ、当該半サイクルでのランプ電流の電流値を変化させることによって特定の色の光量を増減させることができるので、任意の色の光の光量を制御することができる。従って、任意の色の光の光量を変化させることによって、プロジェクタ装置１が投影する投影画像のホワイトバランスを任意に調整することが可能となる。

次に、本発明の点灯装置２が偶数色の光を繰り返し発光する場合の制御を説明する。図４では、カラーホイール２３がＲＧＢの３色のフィルタからなる場合の制御例を示したが、カラーホイール２３は、白色光を透過させるＷのフィルタをＲＧＢのフィルタに加えた４色のフィルタからなることも多い。

図５は、カラーホイール２３がＲＧＢＷの４色のフィルタからなる場合でのランプ電流の制御例を示すタイミングチャートである。図中の横軸は時間であり、各時刻において交流ランプ２４からの光がいずれのフィルタを通過している期間であるかをフィルタのＲＧＢＷで示している。同期信号は、ランプ電流の極性が反転すべきタイミングを交流ランプ２４からの光が各フィルタを通過している期間の境界に合わせている。図４に示した３色の場合では、ＲＧＢの３色の光の繰り返し単位がランプ電流の１．５サイクルに対応するので、特定の色に対応するランプ電流の極性はその色の光が繰り返し発生する都度反転していた。これに対し、図５に示す４色の場合は、ＲＧＢＷの光の繰り返し単位がランプ電流の２サイクルに対応するので、特定の色に対応するランプ電流の極性は一方に固定される。

ところで、交流電流において、一方の極性の電流値の時間積算と他方の極性の電流値の時間積算とが一致せずに極性が一方に偏った場合は、交流電流を扱う機器がチャージアップして破壊される。従って、交流電流では、両方の極性の電流値の時間積算を一致させる必要がある。図４に示した例では、特定の色に対応するランプ電流の極性はその色の光が繰り返し発生する都度反転するので、特定の色の光に対応するランプ電流の電流値を増減させた場合でも、両方の極性の電流値の時間積算は一致する。しかし、カラーホイール２３がＲＧＢＷの４色のフィルタからなる場合のように、複数色の光の繰り返し単位が交流電流であるランプ電流のＮサイクル（Ｎは自然数）に対応する場合は、特定の色の光に対応するランプ電流の極性は一方に固定されるので、特定の色の光に対応するランプ電流の電流値を増減させたときには両方の極性の電流値の時間積算が不一致となる。

そこで、本発明の給電装置３は、複数色の光の繰り返し単位がランプ電流のＮサイクルに対応する場合には、両方の極性の電流値の時間積算を一致させるべく、特定の色の光に対応するランプ電流の電流値を増減させると共に、他の色の光に対応するランプ電流の電流値を増減させる処理を行う。

図５に示した例では、制御処理部２１は、カラーホイール２３が４色のフィルタからなることを示す情報を含むホワイトバランス制御信号を電力制御部３１へ出力する。電力制御部３１は、交流ランプ２４からの光がＧのフィルタを通過している期間での信号の振幅が増大した電力制御信号を出力し、更に、Ｇの色の光に対応するランプ電流の電流値が増大した分だけ逆極性のＷの色の光に対応するランプ電流の電流値を増大させるべく、交流ランプ２４からの光がＷのフィルタを通過している期間での信号強度が増大した電力制御信号を出力する。これにより、ランプ電流は、電力制御信号に応じて、交流ランプ２４からの光がＧのフィルタを通過している期間で電流値が増大し、光がＷのフィルタを通過している期間でも電流値が増大している。

なお、図５では、Ｇの色の光に対応するランプ電流の増大に対して逆極性のＷの色の光に対応するランプ電流を増大させる例を示したが、処理の内容はこれに限るものではない。電力制御部３１は、一般的に、光量を増大させる色の光に対応するランプ電流と同極性のランプ電流を適宜減少させ、逆極性のランプ電流を適宜増大させることにより、両方の極性の電流値の時間積算を一致させると共に、所望のホワイトバランスを得る処理を行う。ここで、交流ランプ２４からの光が特定のフィルタを通過している期間の長さはフィルタによって異なるので、電力制御部３１は、所望のホワイトバランスと共に各フィルタを光が通過する期間の長さに基づいて、各色の光に対応するランプ電流の電流値を調整する。電力制御部３１は、各フィルタを光が通過する期間の長さを予め記憶してある構成でもよく、各フィルタを光が通過する期間の長さを制御処理部２１から入力される構成でもよい。

以上の如く、本発明においては、複数色の光の繰り返し単位がランプ電流のＮサイクルに対応する場合には、特定の色の光に対応するランプ電流の電流値に加えて、他の色の光に対応するランプ電流の電流値を変更することにより、ランプ電流の両方の極性の電流値の時間積算を一致させる。従って、プロジェクタ装置１に含まれるランプ等の機器が破壊されることを防止しながら、プロジェクタ装置１が投影する投影画像のホワイトバランスを任意に調整することが可能となる。

図６は、カラーホイール２３がＲＧＢＷの４色のフィルタからなる場合でのランプ電流の他の制御例を示すタイミングチャートである。交流ランプ２４からの光がＧＲＢＷの順にフィルタを通過するのに対して、制御処理部２１から電力制御部３１への同期信号は、ランプ電流の極性が反転すべきタイミングを光が各フィルタの境界を通過するタイミングに合わせてあるが、４種類のフィルタの境界の内、交流ランプ２４からの光がＲのフィルタとＢのフィルタとの境界を通過するタイミングでランプ電流の極性を反転させるための信号を含んでいない。従って、交流ランプ２４からの光がＲのフィルタとＢのフィルタとの境界を通過するタイミングではランプ電流の極性は反転せず、交流ランプ２４からの光がＲ及びＢのフィルタを通過している期間は同極性のランプ電流が供給され続ける。これにより、ＲＧＢＷの４色の光の繰り返し単位がランプ電流の１．５サイクルに対応することとなり、特定の色に対応するランプ電流の極性はその色の光が繰り返し発生する都度反転するようになる。この場合は、Ｇ又はＷの光に対応するランプ電流の電流値のみを所定値から増減させた場合でも、ランプ電流の両方の極性の電流値の時間積算は一致する。

以上の如く、本発明においては、偶数個の色の光の繰り返し単位が発生する場合に、光の色が切り替わる都度ランプ電流の極性を反転させるのではなく、偶数個の色の光の繰り返し単位の中でランプ電流の極性の反転を前記偶数よりも少ない奇数回にすることにより、ランプ電流の両方の極性の電流値の時間積算を一致させる処理を行うことなく、任意の色の光の光量を変化させることによってプロジェクタ装置１が投影する投影画像のホワイトバランスを任意に調整することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、カラーホイール２３は３色のフィルタ又は４色のフィルタからなる構成を示しているが、これに限るものではなく、カラーホイール２３はより多数のフィルタからなる構成であってもよい。また本実施の形態においては、カラーホイール２３を回転させることによって複数色の光を繰り返し発生させる形態を示したが、これに限るものではなく、交流ランプ２４からの光の経路を可動ミラー等を用いて時分割で変化させることによって複数色のフィルタの夫々へ光を時分割で入射させる等、その他の方法で複数色の光を繰り返し発生させる形態であってもよい。

また本実施の形態においては、本発明の点灯装置２は、外部のスクリーン等へ画像を投影するプロジェクタ装置１の一部分を構成する形態を示しているが、リアプロジェクション方式の画像表示装置の一部分を構成する形態であってもよい。このリアプロジェクション方式の画像表示装置は、プロジェクタ装置１の内部と同様の構成とスクリーンとを含んで構成され、本発明の点灯装置２からの光を用いてスクリーンの裏側から画像を投影することにより、スクリーンに画像を表示する構成である。

本発明の点灯装置を用いたプロジェクタ装置の内部構成を示すブロック図である。本発明の給電装置の内部構成を示すブロック図である。プロジェクタ装置が動作する際に各構成ブロック間で入出力される信号を示すブロック図である。ランプ電流の制御例を示すタイミングチャートである。カラーホイールがＲＧＢＷの４色のフィルタからなる場合でのランプ電流の制御例を示すタイミングチャートである。カラーホイールがＲＧＢＷの４色のフィルタからなる場合でのランプ電流の他の制御例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１プロジェクタ装置
２点灯装置
２１制御処理部
２３カラーホイール
２４交流ランプ
３給電装置（給電手段）
３１電力制御部
３２ＰＷＭ制御回路
３３ブリッジ制御回路
３４チョッパ回路
３５ブリッジ回路

Claims

供給された交流電流に応じた光を発生する交流ランプと、該交流ランプへ交流電流を供給する給電手段と、前記交流ランプが発生する光から、予め定められた順に複数色の光の夫々を繰り返し生成する色生成手段とを備える点灯装置において、
前記給電手段は、
前記交流ランプへ供給する交流電流の極性が反転するタイミングを、前記色生成手段が生成する光の色が切り替わるタイミングに同期させる反転同期手段と、
前記色生成手段が前記複数色の光の繰り返し単位を生成する期間内にＮサイクル（Ｎは自然数）の交流電流が前記交流ランプへ供給される場合に、前記期間内で前記交流電流の両方の極性の電流値の時間積算を実質的に一致させるように、前記繰り返し単位に含まれる特定の複数色の光の夫々を前記色生成手段が生成する期間に、前記交流ランプへ供給する交流電流の電流値を変化させる電流値変化手段と
を有することを特徴とする点灯装置。
供給された交流電流に応じた光を発生する交流ランプと、該交流ランプへ交流電流を供給する給電手段と、夫々に固有の色の光を透過させる複数のフィルタ領域を回転軸回りに配してなる回転式カラーフィルタとを備え、前記交流ランプが発生する光が回転する前記回転式カラーフィルタを透過することによって前記光が前記複数のフィルタ領域の夫々を順次通過する点灯装置において、
前記給電手段は、
前記交流ランプへ供給する交流電流の極性が反転するタイミングを、隣接する二つのフィルタ領域の境界を前記交流ランプが発生する光が通過するタイミングに同期させる反転同期手段と、
前記交流ランプが発生する光が前記回転式カラーフィルタの一回転分の複数のフィルタ領域を通過する期間内にＮサイクル（Ｎは自然数）の交流電流が前記交流ランプへ供給される場合に、前記期間内で前記交流電流の両方の極性の電流値の時間積算を実質的に一致させるように、前記交流ランプが発生する光が前記回転式カラーフィルタに含まれる特定の複数のフィルタ領域の夫々を通過する期間に、前記交流ランプへ供給する交流電流の電流値を変化させる電流値変化手段と
を有することを特徴とする点灯装置。