JP5196317B2

JP5196317B2 - 投影装置

Info

Publication number: JP5196317B2
Application number: JP2008307193A
Authority: JP
Inventors: 丈晴加藤; 静二 ▲高▼野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-12-02
Also published as: JP2010134008A

Description

この発明は投影装置に関する。

電源としてバッテリを用いるハンディタイプのプロジェクタにとって消費電力の増大は大きな問題である。従来、バッテリの電圧を所定時間毎にチェックし、バッテリの放電状態が「電池残量小」及び「電池残量なし」のいずれかになるとバッテリの状態を示す電池アイコン(電池情報)を投影像に重ね合成するプロジェクタが知られている（下記公報参照）。
特開２００７−７８８０７号公報

ところで、バッテリの寿命を延ばすため、所定時間毎にチェックされるバッテリの電圧に応じて光源の強弱を制御する方法が知られている。しかし、光源の駆動電流は数百ｍＡ以上と大きく、光源の強弱の切り換えに伴って投影像の照度も急激に変化するため、プロジェクタのユーザに不快感を与えるおそれがある。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はユーザに不快感を与えることなく、投影像の照度を下げることができる投影装置を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、投影用の光源を有し、光学像を投影する投影手段と、前記光源を駆動する電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値と第１の閾値電圧とを比較する比較手段と、前記電圧値と前記第１の閾値電圧との比較結果に基づいて前記光源の輝度を変化させる制御手段とを備え、前記電圧値が前記第１の閾値電圧未満となったとき、前記制御手段は前記光源の駆動電流が所定の駆動電流値に達するまで前記光源の駆動電流を漸減させることによって前記光源の輝度を徐々に下げ、前記駆動電流の漸減中に前記電圧値が前記第１の閾値電圧以上となったとき、前記制御手段は漸減中の前記駆動電流を一定の電流値に維持することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の投影装置において、前記制御手段は前記光源の駆動電流を所定の速度で一定量ずつ低減させることによって前記光源の駆動電流を漸減させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の投影装置において、前記電圧値が前記第１の閾値電圧より小さい第２の閾値電圧未満となったとき、前記制御手段は、前記投影手段による前記光学像の投影を中止することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の投影装置において、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする。

この発明によれば、ユーザに不快感を与えることなく、光源の輝度を下げることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の第１実施形態に係る投影装置１の構成を示すブロック図、図２は投影装置１の使用状態を示す斜視図である。

投影装置１は主制御部であるＣＰＵ（制御手段）１０を備えている。ＣＰＵ１０には、光源（投影用の光源）２１を駆動する電池１８の電圧を検出する電池電圧検出回路（電池電圧検出手段）１１、電源モジュール１４のオン・オフを行うメインスイッチ１２、電源モジュール１４がオンの状態にあることを表示する表示部１３、投影用光源駆動回路１５、投影光学系（投影手段）２０、表示用画像データ処理回路１６、画像表示ドライバ１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は電池電圧検出回路１１によって検出された電源１８の電圧値と第１の閾値電圧とを比較する比較手段としての機能を有する。

ＣＰＵ１０はメインスイッチ１２が押されたとき、電源起動信号１０ａを出力して電源モジュール１４を起動させるとともに、表示指示信号１０ｂを出力して表示部１３を表示する。表示部１３は例えばＬＥＤで構成されている。

ＣＰＵ１０は電池１８の電圧値と第１の閾値電圧との比較結果に基づいて光源２１の輝度を変化させる電流値指示信号１０ｇを出力する。

投影用光源駆動回路１５はＣＰＵ１０からのＬＥＤ光源２１の点灯を制御するＬＥＤ点灯制御信号１０ｃ及び前記電流値指示信号１０ｇに基づいてＬＥＤ光源２１への電力供給を制御して、ＬＥＤ光源２１の点灯及び消灯を行う。

表示用画像データ処理回路１６は外部インタフェース（外部Ｉ／Ｆ）１９Ａ及びメモリカード１９Ｂに接続されている。外部インタフェース１９Ａは外部機器（図示せず）との間で映像・音声データ、プロジェクタの制御データの送受信を行う。また、メモリカード１９Ｂは映像・音声データの書込み、読み出し等を行うための記憶メディアである。

表示用画像データ処理回路１６は入力した画像信号１９ｂの同期状態から画像信号１９ｂが有効であるか無効であるかを判断し、画像有効/無効信号１６ａをＣＰＵ１０へ出力する。画像信号１９ｂには画像信号の走査タイミングを規定する各種同期信号（水平同期信号や垂直同期信号等）が含まれている。

また、画像信号１９ｂは表示用画像データ処理回路１６でＡ／Ｄ変換され、デジタルの画像信号１６ｂとして画像表示ドライバ１７へ出力される。

画像表示ドライバ１７はＣＰＵ１０からの制御信号１０ｅを入力すると、表示用画像データ処理回路１６から出力された画像信号１６ｂに応じて、画像表示素子２２を駆動するための画像信号１７ｃを生成する。

投影光学系２０はＬＥＤ光源２１と画像表示素子２２と投影レンズ（図示せず）とを備えている。

ＬＥＤ光源２１は、放電型光源ランプに比べて、電源を含めて小型化が可能である上、瞬時点灯・瞬時消灯が可能であること、輝度変更を短時間に繰り返しても光源に対する負荷が小さく安定した発光が可能であること、長寿命であること等、投影装置の光源として多くの利点を有する。

画像表示素子２２は例えば液晶ライトバルブであり、画像表示素子２２はＣＰＵ１０からの制御信号１０ｆを入力すると、ＬＥＤ光源２１から射出された光を画像信号１７ｃに基づいて変調することにより、画像信号１７ｃに応じた光学像を形成する。画像表示素子２２で形成された光学像は投影レンズ（図示せず）によってスクリーン５等に拡大投影される（図２参照）。

次に、この実施形態の投影装置１の動作を図３に基づいて説明する。

図３はこの発明の第１実施形態に係る投影装置の動作を説明するフローチャート、図４は電池電圧Ｖに対する駆動電流の低減方法を説明する図である。図３において、Ｓ１１〜Ｓ１８は各処理ステップを示す。図４において、縦軸のＶｔｈ１、Ｖｔｈ２は電池１８の閾値電圧であり、Ｉｓｅｔ１、Ｉｓｅｔ２（Ｉｓｅｔ１＞Ｉｓｅｔ２）は光源２１の駆動電流であり、横軸のｔ１０〜ｔ１７はチェック時点である。

ＣＰＵ１０は電池電圧検出回路１１からの電池電圧検出信号１１ａを入力し、電池１８の電圧Ｖをチェックする（Ｓ１１）。

ＣＰＵ１０は電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以上であるか否かを判断する（Ｓ１２）。

ＣＰＵ１０は電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以上であるとき（ＹＥＳ）（図４のｔ１０〜ｔ１７）、電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えているか否かを判断する（Ｓ１３）。

電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えているとき（ＹＥＳ）（図４のｔ１２、ｔ１４）、駆動電流がＩｓｅｔ１であるか否かを判断する（Ｓ１６）。駆動電流がＩｓｅｔ１であるとき（ＹＥＳ）、図示しない別のルーチンへ進む。

ステップＳ１６で駆動電流がＩｓｅｔ１でないと判断されたとき（ＮＯ）（図４のｔ１２、ｔ１４）、駆動電流Ｉｓｅｔ１に向けて所定の速度（例えば１秒当たりＩｓｅｔ１の１％の電流を増加させる速度）で電流値を一定量づつ増加させる（Ｓ１７）。その後、図示しない別のルーチンへ進む。

電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１以下であるとき（ＮＯ）（図４のｔ１３、ｔ１５、ｔ１６、ｔ１７）、駆動電流がＩｓｅｔ２であるか否かを判断する（Ｓ１４）。駆動電流がＩｓｅｔ２であるとき（ＹＥＳ）、図示しない別のルーチンへ進む。

駆動電流がＩｓｅｔ２でないとき（ＮＯ）（図４のｔ１３、ｔ１５、ｔ１６、ｔ１７）、駆動電流をＩｓｅｔ２に向けて所定の速度（例えば１秒当たりＩｓｅｔ１の１％の電流を低減させる速度）で電流値を一定量づつ低減させる（Ｓ１５）。その後、図示しない別のルーチンへ進む。

上記処理は、電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えることなく、かつ駆動電流がＩｓｅｔ２に到達するｔ１６まで繰り返される。

電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２未満になったとき（ＮＯ）（図４のｔ７）、ＬＥＤ光源２１の点灯を禁止するフラグをセットし、図示しない別のルーチンへ進み、ＬＥＤ光源２１を消灯させる（Ｓ１８）。

この実施形態によれば、ＬＥＤ光源２１を駆動する駆動電流の単位時間当たりの増減量を小さくしてユーザがＬＥＤ光源２１の輝度の変化を認識できないようにしたので、ユーザに不快感を与えることなく、投影像の照度を下げることができる。

図５はこの発明の第２実施形態に係る投影装置の動作を説明するフローチャート、図６は電池電圧に対する駆動電流の低減方法を説明する図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。図５において、Ｓ２１〜Ｓ２６はそれぞれ処理ステップを示す。

この実施形態は電池１８の電圧Ｖが一度第１の閾値電圧Ｖｔｈ１以下となった後、再度電池１８の電圧が第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えたとき、ＬＥＤ光源２１の駆動電流を増加させることなく一定の電流値に維持するようにした点で、第1実施形態と相違する。

ＣＰＵ１０は電池電圧検出回路１１からの電池電圧検出信号１１ａを入力し、電池１８の電圧をチェックする（Ｓ２１）。

ＣＰＵ１０は電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以上であるか否かを判断する（Ｓ２２）。

ＣＰＵ１０は電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以上であるとき（ＹＥＳ）（図６のｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４）、電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えているか否かを判断する（Ｓ２３）。

電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えているとき（ＹＥＳ）、図示しない別のルーチンへ進む。このとき、駆動電流の電流値を増加させることなく電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えたときの電流値に維持する。なお、駆動電流値はＩｓｅｔ１とＩｓｅｔ２との間の電流値であり、電池１８の電圧Ｖをチェックするサンプリング間隔、電圧Ｖの低下速度、電池１８の消耗度によって変わる。

電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１以下であるとき（ＮＯ）（図６のｔ２１、ｔ２３、ｔ２４）、駆動電流がＩｓｅｔ２であるか否かを判断する（Ｓ２４）。駆動電流がＩｓｅｔ２であるとき（ＹＥＳ）、図示しない別のルーチンへ進む。

駆動電流がＩｓｅｔ２でないとき（ＮＯ）（図６のｔ２１、ｔ２３）、駆動電流をＩｓｅｔ２に向けて所定の速度（例えば１秒当たりＩｓｅｔ１の１％の電流を低減させる速度）で電流値を一定量づつ低減させる（Ｓ２５）。その後、図示しない別のルーチンへ進む。

なお、電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超える前に駆動電流がＩｓｅｔ２に到達したときには、駆動電流Ｉｓｅｔ２による駆動となる。

電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２未満になったとき（ＮＯ）、ＬＥＤ光源２１の点灯を禁止するフラグをセットし、図示しない別のルーチンへ進む、ＬＥＤ光源２１を消灯させる（Ｓ２６）。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。なお、上記実施形態では電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１以下となった後に一度だけ電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えるが、電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を跨いで複数回上下する場合もあり、ＬＥＤ光源２１に対する駆動電流が電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えたときの電流値を維持することが複数回行われる場合もある。

図７はこの発明の第３実施形態に係る投影装置の動作を説明するフローチャート、図８は電池電圧に対する駆動電流の低減方法を説明する図であり、第１実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。図７において、Ｓ３１〜Ｓ３９はそれぞれ処理ステップを示す。

この実施形態は、電池１８の電圧Ｖが一度第１の閾値電圧Ｖｔｈ１以下となった後は、ＬＥＤ光源２１の駆動電流がＩｓｅｔ２になるまで所定の速度で電流値を一定量づつ低減させるようにした点で、第1実施形態と相違する。

ＣＰＵ１０は電池電圧検出回路１１からの電池電圧検出信号１１ａを入力し、電池１８の電圧Ｖをチェックする（Ｓ３１）。

ＣＰＵ１０は電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以上であるか否かを判断する（Ｓ３２）。

ＣＰＵ１０は電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２以上であるとき（ＹＥＳ）（図８のｔ３１、ｔ３２、ｔ３３）、電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えているか否かを判断する（Ｓ３３）。

電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えているとき（ＹＥＳ）（図８のｔ３２、ｔ３３）、駆動電流値がＩｓｅｔ１からＩｓｅｔ２へ徐々に低減しているか否かを電流遷移中フラグに基づいて判断する（Ｓ３７）。

駆動電流値がＩｓｅｔ１からＩｓｅｔ２へ徐々に低減していない（ＮＯ）（図８のｔ３３）、図示しない別のルーチンへ進む。

駆動電流値がＩｓｅｔ１からＩｓｅｔ２へ徐々に低減しているとき（ＹＥＳ）（図８のｔ３２）、駆動電流をＩｓｅｔ２に向けて引き続き電流値を一定量づつ低減させる（Ｓ３８）。その後、図示しない別のルーチンへ進む。

ステップＳ３３で電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１以下であるとき（ＮＯ）（図８のｔ３１）、電流遷移中フラグをセットし（Ｓ３４）、駆動電流値がＩｓｅｔ２であるか否かを判断する（Ｓ３５）。

駆動電流値がＩｓｅｔ２であるとき（ＹＥＳ）（ｔ３３）、電流遷移中フラグをクリアし（Ｓ３６）、図示しない別のルーチンへ進む。駆動電流値がＩｓｅｔ２でないとき（ＮＯ）、ステップＳ３８へ進み、駆動電流をＩｓｅｔ２に向けて所定の速度で電流値を一定量づつ低減させる。

電池１８の電圧Ｖが第２の閾値電圧Ｖｔｈ２未満になったとき（ＮＯ）、ＬＥＤ光源２１の点灯を禁止するフラグをセットし、図示しない別のルーチンへ進み、ＬＥＤ光源２１を消灯させる（Ｓ３９）。

この実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

次に、従来行われている駆動電流の低減方法を比較例として説明する。

図９は電池電圧に対する駆動電流の低減方法を説明する図である。

電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１未満となったとき（ｔ１）、ＬＥＤ光源２１の駆動電流をＩｓｅｔ１からＩｓｅｔ２に切り換える。駆動電流が小さくなると電池１８の電圧Ｖが急激に上昇し、電池１８の電圧Ｖが再度第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超える。そのため、次の電圧チェック時（ｔ２）までＬＥＤ光源２１は駆動電流Ｉｓｅｔ２で駆動され、ｔ２以後駆動電流Ｉｓｅｔ１で駆動される。

その後、電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１未満となったとき（ｔ３）、ＬＥＤ光源２１の駆動電流を再度Ｉｓｅｔ１からＩｓｅｔ２に切り換える。このとき、電池１８の電圧Ｖが急激に上昇し、電池１８の電圧Ｖが再度第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超える。

上記したように次の電圧チェック時（ｔ４）までＬＥＤ光源２１は駆動電流Ｉｓｅｔ２で駆動され、ｔ４以後駆動電流Ｉｓｅｔ１で駆動される。

その後、電池１８の電圧が第１の閾値電圧Ｖｔｈ１未満となったとき（ｔ５）、ＬＥＤ光源２１の駆動電流をＩｓｅｔ１からＩｓｅｔ２に切り換える。

電池１８が消耗しているときには電池１８の電圧Ｖが第１の閾値電圧Ｖｔｈ１を超えることがなくなり、ＬＥＤ光源２１は駆動電流Ｉｓｅｔ２で駆動され続ける。

その後、電池１８の電圧が第２の閾値電圧Ｖｔｈ２未満となった時点ｔ６で投影用光源駆動回路１５を駆動してＬＥＤ光源２１を消灯させる。

上記のようにＬＥＤ光源２１の駆動電流を制御した場合、ＬＥＤ光源２１の輝度の変化が大きいため、輝度の変化をユーザに認識され、ユーザに不快感を与える。

図１はこの発明の第１実施形態に係る投影装置１の構成を示すブロック図である。図２は投影装置１の使用状態を示す斜視図である。図３はこの発明の第１実施形態に係る投影装置の動作を説明するフローチャートである。図４は電池電圧に対する駆動電流の低減方法を説明する図である。図５はこの発明の第２実施形態に係る投影装置の動作を説明するフローチャートである。図６は電池電圧に対する駆動電流の低減方法を説明する図である。図７はこの発明の第３実施形態に係る投影装置の動作を説明するフローチャートである。図８は電池電圧に対する駆動電流の低減方法を説明する図である。図９は電池電圧に対する駆動電流の低減方法を説明する図である。

符号の説明

１：投影装置、１０：ＣＰＵ（制御手段）、１１：電池電圧検出回路（電池電圧検出手段）、１８：電源（電池）、２０：投影光学系（投影手段）、２１：光源（投影用の光源）。

Claims

投影用の光源を有し、光学像を投影する投影手段と、
前記光源を駆動する電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、
前記電池電圧検出手段によって検出された電圧値と第１の閾値電圧とを比較する比較手段と、
前記電圧値と前記第１の閾値電圧との比較結果に基づいて前記光源の輝度を変化させる制御手段と
を備え、
前記電圧値が前記第１の閾値電圧未満となったとき、前記制御手段は前記光源の駆動電流が所定の駆動電流値に達するまで前記光源の駆動電流を漸減させることによって前記光源の輝度を徐々に下げ、
前記駆動電流の漸減中に前記電圧値が前記第１の閾値電圧以上となったとき、前記制御手段は漸減中の前記駆動電流を一定の電流値に維持することを特徴とする投影装置。
前記制御手段は前記光源の駆動電流を所定の速度で一定量ずつ低減させることによって前記光源の駆動電流を漸減させることを特徴とする請求項１記載の投影装置。
前記電圧値が前記第１の閾値電圧より小さい第２の閾値電圧未満となったとき、
前記制御手段は、前記投影手段による前記光学像の投影を中止することを特徴とする請求項１又は２項記載の投影装置。
前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の投影装置。