JP6221212B2 - プロジェクター、および、プロジェクターの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、プロジェクター、および、プロジェクターの制御方法に関する。

従来、プロジェクターの光源に、高圧水銀ランプ等の放電灯を用いたものが知られている。この種のプロジェクターの中には、放電灯への供給電力、電流波形、交流電流の周波数等を規定する動作モードを変更して、放電灯に供給する電流を変化させることにより、放電灯を様々な条件で点灯させることが可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１記載のプロジェクターは、フリッカーを抑制するために、ランプに供給する矩形波電流の周波数や電流を変化させる。

特許第３７９４４１５号公報

特許文献１記載のプロジェクターは、ランプ電流を増加させる高電力モードを実行して電極の温度を上昇させることで、フリッカーの発生を抑制しようとするものである。このような動作モードで放電灯を点灯させると、光量が増大するなど光源としての性能の向上が期待できる一方で、電極ギャップや電極形状に影響が生じるため耐久性の面で不利である。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、放電灯の点灯を制御することによって、光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることが可能なプロジェクター、および、プロジェクターの制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、放電灯と、前記放電灯を駆動する駆動電流を前記放電灯に供給する放電灯駆動部と、前記放電灯の点灯時間をカウントするタイマー部と、前記放電灯駆動部を制御して、前記放電灯に出力する駆動電流が異なる複数の動作モードのいずれかを選択して実行させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記タイマー部によりカウントされる点灯時間に基づいて動作モードを選択することを特徴とする。
本発明によれば、放電灯を点灯させる複数の動作モードを、放電灯の点灯時間に基づいて制御するので、例えば放電灯の光量を増大させる動作モードを実行する頻度や時間等を適切に調整したり、放電灯の電極ギャップまたは電極形状を回復させる動作モードと適切に組み合わせたりすることで、光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることが可能となる。

本発明は、上記プロジェクターであって、前記制御部は、前記放電灯駆動部によって高輝度モードおよび電極再生モードを含む複数の動作モードを実行させることが可能であり、前記高輝度モードおよび前記電極再生モードは前記放電灯に交流電流を出力する動作モードであり、前記高輝度モードおよび前記電極再生モードの実効電力は等しく、かつ、前記電極再生モードは前記高輝度モードに比べ前記駆動電流の周波数が低いことを特徴とする。
本発明によれば、放電灯に出力される駆動電流の周波数が異なる２つの動作モードを、放電灯の点灯時間に基づいて組み合わせて実行することにより、放電灯の輝度を高めて点灯させる状態と、放電灯の電極ギャップまたは電極形状を回復させる状態とを適切に選択し、光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることができる。

本発明は、上記プロジェクターであって、前記タイマー部は、前記放電灯駆動部が実行する動作モード毎に、前記放電灯の点灯時間をカウントすることを特徴とする。
本発明によれば、動作モード毎に放電灯の点灯時間をカウントするので、放電灯の耐久性に対する影響をより詳細に反映して、放電灯に出力させる電流を制御できる。

本発明は、上記プロジェクターであって、前記制御部は前記タイマー部によりカウントされた各動作モードにおける点灯時間を用いて得られる変数に基づいて、前記放電灯駆動部に実行させる動作モードを選択することを特徴とする。
本発明によれば、動作モード毎にカウントされる放電灯の点灯時間に基づいて動作モードを選択するので、放電灯の耐久性に対する影響をより詳細に反映して動作モードを選択し、切り替えることができ、きめ細かい制御によって光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることができる。

本発明は、上記プロジェクターであって、前記制御部が前記放電灯駆動部に実行させる複数の動作モードに実効電力の異なる動作モードを含むことを特徴とする。
本発明によれば、実効電力の異なる動作モードを含む複数の動作モードを選択して実行するので、光源としての性能を優先して光量を高める動作モードを実行することが可能であり、この動作モードと他の動作モードを切り替えることにより耐久性を確保できる。

本発明は、上記プロジェクターであって、前記制御部が前記放電灯駆動部に実行させる複数の動作モードに、実効電力を随時変更する動作モードを含むことを特徴とする。
本発明によれば、実効電力を随時変更する動作モードを含む複数の動作モードを選択して実行するので、光源としての性能と耐久性への影響のバランスを細かく制御できる。

本発明は、上記プロジェクターであって、前記制御部が前記放電灯駆動部に実行させる複数の動作モードに、前記放電灯に出力される駆動電流の実効電力を保ったまま瞬時電力を変化させる動作モードを含むことを特徴とする。
本発明によれば、放電灯に出力される駆動電流の実効電力を保ったまま瞬時電力を変化させる動作モードを実行して、放電灯の耐久性への影響を抑えて光量を増大させることができる。

本発明は、上記プロジェクターであって、前記制御部が前記放電灯駆動部に実行させる複数の動作モードに、前記放電灯に出力される矩形波の周波数が異なる動作モードを含むことを特徴とする。
本発明によれば、放電灯に出力される駆動電流の矩形波の周波数を変えることで、光源としての性能と耐久性への影響のバランスを細かく制御できる。

また、上記目的を達成するために、本発明は、放電灯を備えたプロジェクターの制御方法であって、前記放電灯の点灯時間をカウントし、カウントされる前記放電灯の点灯時間に基づいて、前記放電灯に出力する駆動電流が異なる複数の動作モードのいずれかを選択して実行し、動作モードに応じた駆動電流を前記放電灯に供給すること、を特徴とする。
本発明によれば、放電灯を点灯させる複数の動作モードを、放電灯の点灯時間に基づいて制御するので、例えば放電灯の光量を増大させる動作モードを実行する頻度や時間等を適切に調整したり、放電灯の電極ギャップまたは電極形状を回復させる動作モードと適切に組み合わせたりすることで、光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることが可能となる。

本発明によれば、放電灯を点灯させる複数の動作モードを、放電灯の点灯時間に基づいて制御するので、動作モードの実行状態を適切に制御し、光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることが可能となる。

実施形態に係るプロジェクターの光学系の構成を示す図である。 光源装置の構成を示す図である。 実施形態に係るプロジェクターの構成を示すブロック図である。 放電灯に供給される駆動電流の例を示す図である。 放電灯点灯装置の動作モード毎の実行時間の関係の例を示す図表である。 プロジェクターの動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
１．プロジェクターの光学系の構成
図１は、本実施形態に係るプロジェクター５００の光学系を示す説明図である。プロジェクター５００は、光源装置２００と、平行化レンズ３０５と、照明光学系３１０と、色分離光学系３２０と、３つの液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３４０と、投写光学系３５０とを有している。

光源装置２００は、放電灯９０を備える光源ユニット２１０と、放電灯９０に電力を供給して放電灯９０を点灯させる放電灯点灯装置１０（放電灯駆動部）とを有している。また、光源ユニット２１０は、放電灯９０の放射光を反射する主反射鏡１１２および副反射鏡５０（図２）を有し、主反射鏡１１２によって放電灯９０から放出された光を照射方向Ｄに向けて反射する。照射方向Ｄは、光軸ＡＸと平行である。光源ユニット２１０からの光は、平行化レンズ３０５を通過して照明光学系３１０に入射する。この平行化レンズ３０５は、光源ユニット２１０からの光を、平行化する。

照明光学系３１０は、光源装置２００からの光の照度を均一化するとともに、光源装置２００からの光の偏光方向を一方向に揃える。照明光学系３１０により照度分布と偏光方向とが調整された光は、色分離光学系３２０に入射する。色分離光学系３２０は、入射光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色光に分離する。３つの色光は、各色に対応付けられた液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂによって、それぞれ変調される。液晶ライトバルブ３３０Ｒ、３３０Ｇ、３３０Ｂは、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ（図３）と、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂのそれぞれの光入射側及び出射側に配置される偏光板（不図示）とを備える。変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム３４０によって合成される。合成光は、投写光学系３５０に入射する。投写光学系３５０は、入射光をスクリーン７００（図３）に投写する。これにより、スクリーン７００上には画像が表示される。なお、平行化レンズ３０５、照明光学系３１０、色分離光学系３２０、クロスダイクロイックプリズム３４０、および投写光学系３５０の各構成としては、周知の種々の構成を採用可能である。

図２は、光源装置２００の構成を示す図である。この図２には、光源ユニット２１０の断面図とともに、放電灯点灯装置１０を図示する。
図２に示す例では、放電灯９０の形状は、第１端部９０ｅ１から第２端部９０ｅ２まで、照射方向Ｄに沿って延びる棒形状であって、例えば、石英ガラス等の透光性材料で構成される。放電灯９０の中央部は球状に膨らんでおり、その内部に放電空間９１が形成されている。放電空間９１内には、水銀、希ガス、金属ハロゲン化合物等を含む放電媒体であるガスが封入されている。

放電灯９０は、例えば、タングステン等の金属で構成される第１電極９２及び第２電極９３を有する。第１電極９２及び第２電極９３は、放電空間９１内に突き出すように設けられ、第１電極９２は放電空間９１の第１端部９０ｅ１側に配置され、第２電極９３は放電空間９１の第２端部９０ｅ２側に配置されている。これらの第１電極９２及び第２電極９３の形状は、光軸ＡＸに沿って延びる棒形状である。放電空間９１内では、第１電極９２及び第２電極９３の電極先端部（「放電端」とも呼ぶ）が、所定距離だけ離れて対向している。

放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、第１端子５３６が設けられている。第１端子５３６と第１電極９２とは、放電灯９０の内部を通る導電性部材５３４によって電気的に接続されている。同様に、放電灯９０の第２端部９０ｅ２には、第２端子５４６が設けられている。第２端子５４６と第２電極９３とは、放電灯９０の内部を通る導電性部材５４４によって電気的に接続されている。第１端子５３６及び第２端子５４６の材料は、例えば、タングステン等の金属である。導電性部材５３４、５４４には、例えばモリブデン箔が利用される。

第１端子５３６及び第２端子５４６は、放電灯点灯装置１０に接続されている。放電灯点灯装置１０は、第１端子５３６及び第２端子５４６に、放電灯９０を駆動する駆動電流を供給する。この駆動電流により、第１電極９２及び第２電極９３の間でアーク放電が起き、アーク放電により発生した光（放電光）は、図中破線矢印で示すように放電位置から全方向に向かって放射される。

放電灯９０の第１端部９０ｅ１には、固定部材１１４によって、放電光を照射方向Ｄに向かって反射する主反射鏡１１２が固定されている。主反射鏡１１２の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、回転楕円形状である。なお、主反射鏡１１２の反射面の形状としては、回転楕円形状に限らず、放電光を照射方向Ｄに向かって反射するような種々の形状を採用可能であり、例えば回転放物線形状を採用してもよい。この場合は、主反射鏡１１２は、放電光を、光軸ＡＸにほぼ平行な光に変換することができ、平行化レンズ３０５を省略できる。
放電灯９０の第２端部９０ｅ２側には、固定部材５２２によって、副反射鏡５０が固定されている。副反射鏡５０の反射面（放電灯９０側の面）の形状は、放電空間９１の第２端部９０ｅ２側を囲む球面形状である。副反射鏡５０は、放電光を、主反射鏡１１２に向かって反射する。

２．プロジェクターの構成
図３は、本実施形態に係るプロジェクターの構成の一例を示すブロック図である。プロジェクター５００は、図１および図２に示した光学系の他に、画像信号変換部５１０、直流電源装置８０、画像処理装置５７０、および制御部５８０を含んでいてもよい。プロジェクター５００は、アクティブシャッター方式の眼鏡型の立体視装置４１０と組み合わされて、プロジェクターシステム４００として構成することも可能である。

画像信号変換部５１０は、外部から入力された入力画像信号５０２に基づいて、画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂを生成し、画像処理装置５７０に供給する。入力画像信号５０２は、アナログ画像信号であってもよいし、デジタル画像データであってもよい。画像信号変換部５１０は、入力画像信号５０２がアナログ画像信号である場合に、これをデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換機能を備えていてもよい。
また、画像信号変換部５１０は、入力画像信号５０２として、所与の切替タイミングで第１映像と第２映像とが交互に切り替わる立体映像信号が入力された場合には、第１映像と第２映像との切替タイミングに基づいて、同期信号５１４を制御部５８０に供給する。ここで、画像信号変換部５１０は、入力画像信号５０２としてサイドバイサイド形式やトップアンドボトム形式の立体映像信号が入力された場合に、この立体映像信号の各フレームから第１映像のフレームと第２映像のフレームとを切り出して解像度変換を行い、第１映像の映像信号と第２映像の映像信号とを順次出力してもよい。

画像処理装置５７０は、３つの画像信号５１２Ｒ、５１２Ｇ、５１２Ｂに対してそれぞれ画像処理を行い、液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂをそれぞれ駆動するための駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂを液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂに供給する。液晶パネル５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂは、それぞれ駆動信号５７２Ｒ、５７２Ｇ、５７２Ｂに基づいて、上述のように色分離光学系３２０により分離された色光を変調する。

制御部５８０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭに記憶された制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、プロジェクター５００の各部を制御して、点灯開始から消灯に至るまでの動作を行う。例えば、制御部５８０は、放電灯点灯装置１０に対して通信信号５８２を出力することにより、放電灯９０の点灯および消灯を制御する。さらに、制御部５８０は、放電灯点灯装置１０から通信信号５８４を受信して、放電灯９０の点灯状態や放電灯９０に供給される駆動電流Ｉの状態を検出する。
また、制御部５８０は、後述するように放電灯点灯装置１０の動作モードを切り替えて実行させ、放電灯９０に供給される駆動電流Ｉを制御する。
さらに、制御部５８０は、同期信号５１４に基づいて、入力画像信号５０２に同期して立体視装置４１０を制御するための制御信号５８６を、有線又は無線の通信手段を介して立体視装置４１０に出力する。
立体視装置４１０は、ユーザーの右目側の視野を遮る右シャッター４１２と、左目側の視野を遮る左シャッター４１４とを備え、これら右シャッター４１２及び左シャッター４１４は、制御信号５８６に基づいて開閉制御される。これら右シャッター４１２及び左シャッター４１４の開閉のタイミングを、プロジェクター５００が投射するフレームの切り替わりタイミングに同期させることにより、立体視装置４１０を装着したユーザーは立体映像を見ることができる。

直流電源装置８０は、外部の交流電源６００から供給される交流電圧を一定の直流電圧に変換し、画像信号変換部５１０、画像処理装置５７０及び放電灯点灯装置１０に直流電圧を供給する。
放電灯点灯装置１０は、プロジェクター５００の投射開始時に放電灯９０の第１電極９２−第２電極９３間に高電圧を発生して絶縁破壊させて放電路を形成し、以後放電灯９０が放電を維持するための駆動電流Ｉを供給する。

放電灯点灯装置１０は、図３に示すように、点灯制御部４０、電力制御回路２０、極性反転回路３０、およびイグナイター回路７０を備えている。
電力制御回路２０は、直流電源装置８０から入力される直流電圧をもとに、放電灯９０に供給する駆動電流を生成する。電力制御回路２０は、例えば、点灯制御部４０から入力されるパルスに従ってオン／オフされるスイッチ素子（図示略）を含むダウンチョッパー回路で構成され、パルスのオン期間の割合に応じた直流電流Ｉｄを生成して出力する。

極性反転回路３０は、電力制御回路２０から出力される直流電流Ｉｄを、所与のタイミングで極性反転することにより、制御された時間だけ継続する直流電流または任意の周波数の交流電流である駆動電流Ｉを生成して出力する。極性反転回路３０は、例えば、複数のスイッチ素子（図示略）を含むインバーターブリッジ回路（フルブリッジ回路）で構成される。極性反転回路３０が備える各スイッチ素子は点灯制御部４０の制御によりそれぞれオン／オフされる。これら各スイッチ素子のオン／オフ状態によって、極性反転回路３０は、電力制御回路２０が出力する直流電流Ｉｄの極性をそのままに出力し、または、直流電流Ｉｄの極性を反転させて出力する。従って、極性反転回路３０が出力する駆動電流Ｉは、点灯制御部４０の制御により、直流電流とすることも、任意の周波数の交流電流とすることも可能である。

放電灯９０の点灯時には、第１電極９２の先端と第２電極９３の先端との間でアーク放電が起きる。駆動電流Ｉを直流電流とした場合、第１電極９２および第２電極９３の一方が陽極、他方が陰極となり、陰極から陽極へ電子が移動する。ここで、陽極の先端では、電子が衝突することにより熱が生じ、温度が上昇する。このため、陽極は陰極に比べて高温になりやすい。一方の電極の温度が他方の電極と比べて高い状態が長時間継続すると、例えば、高温電極の先端が過剰に溶けて意図しない電極変形が生じ、アーク長が適正値からずれてしまったり、より低温になる陰極においては先端の溶融が不十分になって、先端に生じた微少な凹凸が溶けずに残り、いわゆるアークジャンプが生じたりするなど懸念が生じる。
そこで、放電灯９０において各電極の極性を繰り返し交替させる交流駆動が利用される。すなわち、極性反転回路３０が駆動電流Ｉの極性を周期的に反転させ、駆動電流Ｉを交流電流とすることで、放電灯９０が備える一対の電極間で陽極と陰極を交代させ、上記の懸念の解消を図ることができる。

点灯制御部４０は、電力制御回路２０及び極性反転回路３０を制御することにより放電灯９０に出力される駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数等を制御する。詳細には、点灯制御部４０は、極性反転回路３０における極性の反転状態を制御することで、駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの周波数等を制御する極性反転制御を行う。また、点灯制御部４０は、電力制御回路２０に出力するパルスを調整することにより、電力制御回路２０が生成する直流電流Ｉｄの電流値を制御する電流制御を行う。
点灯制御部４０は、その一部又は全てをハードウェア回路で構成してもよいし、図示しないＣＰＵによって所定のプログラムを実行することにより、点灯制御部４０の機能を実現してもよい。また、点灯制御部４０は、記憶部（図示略）を備え、この記憶部に、例えば駆動電流Ｉが同一極性で継続する保持時間、駆動電流Ｉの電流値、周波数、波形、変調パターン等の駆動変数に関する情報を記憶してもよい。この場合、点灯制御部４０は、記憶部に記憶した情報に基づいて電力制御回路２０および極性反転回路３０を制御することにより、適切に駆動電流Ｉを制御できる。

イグナイター回路７０は、放電灯９０の点灯開始時に動作し、放電灯９０の点灯開始時に放電灯９０の電極間（第１電極９２と第２電極９３との間）を絶縁破壊して放電路を形成するために必要な高電圧（放電灯９０の通常点灯時よりも高い電圧）を放電灯９０の電極間に供給する。イグナイター回路７０は、例えば放電灯９０と並列に接続される。

また、放電灯点灯装置１０は、放電灯９０の駆動電圧を検出して駆動電圧情報を出力する電圧検出機能、駆動電流Ｉの電流値を検出して駆動電流情報を出力する電流検出機能等を有する検出部を備えた構成としてもよい。

図４は、放電灯９０に供給される駆動電流Ｉの例を示す図であり、（Ａ）は第１モードにおける駆動電流Ｉの波形を示し、（Ｂ）は第２モードにおける駆動電流Ｉの波形を示す。放電灯点灯装置１０は、点灯制御部４０の制御により、少なくとも第１モードおよび第２モードの２つの動作モードを実行する。放電灯点灯装置１０の動作モードとは、放電灯９０に出力する駆動電流Ｉの状態が異なる動作状態を指し、少なくとも、各動作モードでは駆動電流Ｉの周波数および電流値のいずれか１以上が異なっている。
図４（Ａ）および（Ｂ）の横軸は時間、縦軸は電流値であり、縦軸の中央が０ボルト、縦軸の上半分と下半分では極性が逆となっている。また、縦軸の電流値は、放電灯９０の定格電流値を１００％とした場合の比率で示している。
なお、図４（Ａ）、（Ｂ）の波形は、放電灯９０の点灯開始時に供給される高電圧の駆動電流Ｉには該当しない。

放電灯点灯装置１０が第１モードで動作する場合、駆動電流Ｉは、図４（Ａ）に示すように、１周期においてピーク電力が＋１２０％、−１２０％、＋８０％、−８０％となり、１周期が０．０１秒（周波数１００Ｈｚ）の交流電流となる。この第１モードでは、放電灯９０に対して瞬間的に定格を超える電力が供給されるため、放電灯９０の輝度が一時的に増大する。すなわちプロジェクター５００がスクリーン７００に投射する光量が増大する。また、第１モードでは１周期において駆動電流Ｉの電力を定格より低くする期間があるため、実効電力は適正範囲内に収まっており、放電灯９０の使用状態として適切である。
この第１モードは、短時間に大きな光量を要するような投射を行う場合に適しており、例えば、入力画像信号５０２として立体映像信号が入力され、左目用のフレームと右目用のフレームとを交互にスクリーン７００に投射する場合に有効である。このように立体映像を投射する場合は、いわゆるクロストークを避けるため、左目用のフレームと右目用のフレームとの切り替わり時に立体視装置４１０の右シャッター４１２および左シャッター４１４が閉じられる。このタイミングではスクリーン７００に投射する光量が低下してもユーザーへの影響がないので、駆動電流Ｉの電力を定格以下としても問題がない。
この第１モードは、立体映像の投射に適しているため３Ｄブーストモードと呼ぶことができ、放電灯９０を特に高輝度で発光させるので高輝度モードと呼ぶこともできる。

放電灯点灯装置１０が第２モードで動作する場合、駆動電流Ｉは、図４（Ｂ）に示すように、１周期においてピーク電力が＋１００％、−１００％となり、１周期が０．０１秒以上（周波数１００Ｈｚ以下）の交流電流となる。この第２モードでは、駆動電流Ｉの電力は定格を超えない。この第２モードでは、プロジェクター５００がスクリーン７００に投射する投射光の明るさが一定に保たれるので、投射する映像が立体映像であっても平面映像であっても問題なく利用できる。この第２モードは、通常点灯モードと呼ぶことができる。
この例に示す第１モードと第２モードでは、瞬時電力および周波数が異なるものの、実効電力は等しい。つまり、放電灯点灯装置１０は、実効電力を変化させることなく、瞬時電力を変化させることで、第１モードと第２モードを実行できる。

第１モードでは駆動電流Ｉの瞬時電力が大きいため、長期間、第１モードを継続することによって、第１電極９２および第２電極９３の先端の形状や電極ギャップに長期的な影響を与え、放電灯９０の寿命に影響する可能性がある。一方、第２モードはこのような影響を考慮しなくて良い上に、仮に第１モードの動作によって第１電極９２または第２電極９３の先端の変形や電極ギャップの変動が発生しても、その影響を回復させる効果がある。これは、第２モードで放電灯９０を点灯することにより、第１電極９２および第２電極９３の先端が好適な条件で溶融して、先端の形状が好ましい形状に復元され、電極ギャップも適正な大きさに復元されるためである。このように、第２モードは第１電極９２および第２電極９３を回復させるので、電極再生モードと呼ぶことができる。
従って、仮に第１モードを実行することによって第１電極９２および第２電極９３の先端の変形や電極ギャップの変化が生じても、第２モードで放電灯９０を点灯させることで第１電極９２および第２電極９３の回復を図ることができ、放電灯９０の寿命が短くなることを抑制することができる。

制御部５８０は、通信信号５８２によって放電灯点灯装置１０を制御し、放電灯点灯装置１０の動作モードを第１モードと第２モードを含む複数の動作モードから選択して、放電灯点灯装置１０に実行させる。つまり、放電灯点灯装置１０は、制御部５８０の制御に従って動作モードを切り替えて実行する。これにより、放電灯９０に供給する駆動電流Ｉを、制御部５８０の制御に従って変化させることができる。

制御部５８０は、タイマー部５８１を備えている。タイマー部５８１は、例えば、ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより実現され、ＣＰＵのクロックに基づいて計時を行う。タイマー部５８１は、放電灯点灯装置１０の動作モード毎に、放電灯点灯装置１０が駆動電流Ｉを供給した時間をカウントする。この時間は、放電灯点灯装置１０の動作時間、または放電灯９０の点灯時間ということもできる。本実施形態では、タイマー部５８１は、放電灯点灯装置１０が第１モードを実行する時間と、第２モードを実行する時間とを、それぞれカウントする。放電灯点灯装置１０が第１、第２モード以外の動作モードを実行可能な場合には、タイマー部５８１は、それらの動作モードについても動作モード毎に放電灯点灯装置１０の動作時間をカウントしても良い。
タイマー部５８１は、プロジェクター５００の電源投入時や電源オフ時にもカウント値をリセットしないよう構成される。例えば、制御部５８０を構成するＣＰＵがプロジェクター５００の電源オフ時にタイマー部５８１のカウント値を不揮発性メモリー（図示略）に記憶する。このため、タイマー部５８１のカウント値は、プロジェクター５００の製造後に使用開始された後（工場におけるテストのための動作を含んでもよい）の累積のカウント値となっている。また、プロジェクター５００の修理や放電灯９０の交換が行われた際に、所定の操作によりタイマー部５８１のカウント値をリセット可能な構成としてもよい。

３．駆動電流の制御
制御部５８０は、放電灯点灯装置１０を動作させて駆動電流Ｉを供給させる間、所定時間毎にタイマー部５８１のカウント値を参照し、このカウント値、または、カウント値から得られる変数に基づいて、放電灯点灯装置１０の動作モードを選択して、選択した動作モードで放電灯点灯装置１０を動作させる。
具体的な動作例を挙げる。
第１の動作例としては、制御部５８０が、タイマー部５８１の動作モード毎のカウント値の総和を算出し、算出した総和が予め設定された時間に達している場合に、その時間に対応づけて設定された第１モード実行時間の比率に適合するように、第１モードの実行を制限する。

図５は、この第１の動作例における第１モードと第２モードの実行時間の関係を示した一例の図表である。図中、横軸は全ての動作モードの実行時間の和（総点灯時間）であり、縦軸は動作モード毎の実行時間であり、（１）は第１モードの実行時間を示し、（２）は第２モードの実行時間を示す。
図５に示す例では、全ての動作モードの実行時間の和が３０００時間に達した後は第１モードの実行時間（１）と第２モードの実行時間（２）の比率が１：１となるよう規定されている。
制御部５８０は、例えば、全ての動作モードの実行時間の和が所定時間（例えば１０００時間）に達するまでの間は、立体映像を投射する場合は第１モードで放電灯点灯装置１０を動作させ、平面映像を投射する場合は第２モードで放電灯点灯装置１０を動作させる。
そして、実行時間の和が上記所定時間（例えば、１０００時間）に達した後は、第１モードの実行時間の第２モードの実行時間に対する比が所定の比率（例えば１：１）未満となるように、第１モードの実行を制限する。図５の例では、総点灯時間が１０００時間の時点では第１モードの実行時間（１）の比率は１：１よりも多い。このため、制御部５８０は、総点灯時間１０００時間以後は第１モードの実行を制限して、第１モードの実行時間を所定の比率（例えば１：１）未満とすることで、累積の第１モードの実行時間（１）の比率を低下させ、所定の比率（例えば１：１）に近づける。より具体的には、制御部５８０は、立体映像を投射する際に、第１モードと第２モードの実行時間の比率（割合）を算出し、第１モードの実行時間の比率が増加した場合には、放電灯点灯装置１０の動作モードとして第２モードを選択し、第１モードの実行時間の比率の変化が、維持あるいは減少となっている場合には、第１モードの実行時間が第２モードの実行時間に対して所定の比率未満となるようにする。つまり、第１モードの実行時間が所定の比率以上である場合には、放電灯点灯装置１０の動作モードとして第２モードを選択し、第１モードの実行時間が所定の比率未満である場合には、放電灯点灯装置１０の動作モードとして第１モードを選択する。
これにより、図５に示したように、総点灯時間が３０００時間に達した後は、第１モードの実行時間（１）と第２モードの実行時間（２）の実行時間との比率は１：１に保たれ、放電灯９０の光源としての性能の向上、及び、放電灯９０の寿命の確保のいずれの観点でも好ましい制御を行うことができる。

第１モードの実行時間と第２モードの実行時間の比（所定の比率）は、１：１に限らず、任意である。この比率を例えば１：１〜１：２の範囲内にすれば、放電灯９０の寿命の短縮をより確実に抑制することができ、好ましい。また、実行時間の和の基準となる上記所定時間は、上記に例示した１０００時間に限定されず、任意である。この所定時間を、例えば５００時間〜３０００時間の範囲内で設定すれば、放電灯９０の寿命の短縮をより確実に抑制することができ、好ましい。
この第１の動作例では、制御部５８０は、タイマー部５８１のカウント値から得られる「全ての動作モードの実行時間の和」が所定時間に達してからは、第１モードと第２モードの実行時間の比率という変数に基づいて、放電灯点灯装置１０の動作モードを選択する。

第２の動作例としては、制御部５８０は、タイマー部５８１の第１モードのカウント値自体が予め設定された値に達する毎に、第１モードの実行を制限する。例えば、第１モードのカウント値に対応づけて、立体映像の投射時に第１モードを選択する頻度が予め設定されていて、この頻度に従って制御部５８０が放電灯点灯装置１０の動作モードを選択する。制御部５８０は、例えば、第１モードの実行時間が０〜１０００時間の場合は、立体映像を投射する際に常に第１モードを選択し、第１モードの実行時間が１０００〜２０００時間の場合は立体映像を投射する際に第１モードを選択する頻度を３／４とし、２０００時間以上の場合は立体映像を投射する際に第１モードを選択する頻度を１／２とする。
この第２の動作例では、制御部５８０は、タイマー部５８１のカウント値自体に基づいて、放電灯点灯装置１０の動作モードを選択する。

図６は、プロジェクター５００の動作を示すフローチャートであり、特に、立体映像を投射する際に制御部５８０が放電灯点灯装置１０の動作モードを選択する動作を示す。
制御部５８０は、放電灯点灯装置１０の動作開始時、または動作開始後の所定時間毎に、動作モードを選択する動作を開始する（ステップＳ１１）。制御部５８０は、プロジェクター５００が投射する映像が立体映像であるか否かを判別し（ステップＳ１２）、立体映像を投射する場合には（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、タイマー部５８１の動作モード毎のカウント値を取得する（ステップＳ１３）。ここで、制御部５８０は、取得した各動作モードのカウント値またはカウント値から得られる変数（カウント値の総和など）に対応して、予め設定された設定値を取得する（ステップＳ１４）。この設定値は、例えば、制御部５８０を構成するＲＯＭやフラッシュメモリーに記憶されている。

制御部５８０は、ステップＳ１４で取得した設定値と、ステップＳ１３で取得したカウント値またはこのカウント値から得られる変数とを比較し、第１モードの実行を制限するか否かを判定する（ステップＳ１５）。上述した第１の動作例では、放電灯点灯装置１０の動作モード毎の実行時間の和、すなわち放電灯９０の点灯時間の総和が１０００時間に達していない場合は、第１モードの実行を制限しない。また、例えば、放電灯９０の点灯時間の総和が１０００時間に達していても、第１モードの実行時間の比率が所定の比率未満の場合には第１モードの実行を制限しない。このような場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、制御部５８０は、放電灯点灯装置１０の動作モードとして第１モードを選択し（ステップＳ１６）、通信信号５８２として第１モードを指定する制御信号を出力し（ステップＳ１７）、動作モードを選択する処理を終了する。放電灯点灯装置１０は、通信信号５８２により指定された動作モードに応じた周波数、波形、電流値を満たす駆動電流Ｉを放電灯９０に供給する。

また、制御部５８０は、第１モードの実行を制限すると判定した場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、今回の処理で第１モードの実行を制限し、第２モードを選択するか否かを判定する（ステップＳ１８）。上述した第１の動作例では、第１モードの実行時間の比率が所定の比率未満となるように第１モードの実行を制限する。つまり、制御部５８０は、設定された比率に適合するように、第１モードと第２モードとを選択すればよいので、第１モードを全く実行しない（毎回第２モードを選択する）とは限らない。このため、制御部５８０は、ステップＳ１８を実行する時点で第２モードを選択すべきか否かを判定する。

第１モードの実行を制限しない場合（ステップＳ１８；Ｎｏ）、制御部５８０はステップＳ１６に移行して第１モードを選択する。また、第１モードの実行を今回の処理で制限する場合（ステップＳ１８；Ｙｅｓ）、制御部５８０は、放電灯点灯装置１０の動作モードとして第２モードを選択し（ステップＳ１９）、通信信号５８２として第２モードを指定する制御信号を出力し（ステップＳ２０）、動作モードを選択する処理を終了する。
また、プロジェクター５００が立体映像を投射していない場合（ステップＳ１２；Ｎｏ）、制御部５８０はステップＳ１９に移行して第２モードを選択する。なお、プロジェクター５００が立体映像を投射していない場合に、放電灯点灯装置１０に通信信号５８２を出力しないで本処理を終了してもよい。

以上説明したように、本発明を適用した実施形態に係るプロジェクター５００は、放電灯９０と、放電灯９０を駆動する駆動電流Ｉを放電灯９０に供給する放電灯点灯装置１０と、放電灯９０の点灯時間をカウントするタイマー部５８１と、放電灯点灯装置１０を制御して、放電灯９０に出力する駆動電流が異なる複数の動作モードのいずれかを選択して実行させる制御部５８０と、を備え、制御部５８０は、タイマー部５８１によりカウントされる点灯時間に基づいて動作モードを選択するので、例えば放電灯９０の光量を増大させる高輝度モードを実行する頻度や時間等を適切に調整したり、放電灯９０の電極ギャップまたは電極形状を回復させる電極回復モードと適切に組み合わせたりすることで、光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることが可能となる。
制御部５８０は、例えば、放電灯の寿命に影響する一部の動作モードの実行時間の比率が予め設定された所定の比率未満となるように、一部の動作モードの実行を抑制することで、放電灯９０の寿命の短縮を抑制できる。この例のように、動作モード毎の実行時間の比率を変数とし、この変数が予め設定された値に近づくように動作モードを選択することで、より適切に、放電灯９０の動作状態を調整できる。
また、この制御において、各動作モードの実行時間の和が予め設定された所定時間に達するまでは各動作モードの実行を制限しないため、放電灯９０の寿命への影響が小さい状態では高輝度モードを長時間実行することもでき、光源としての性能を優先して表示を行うことができる。
また、放電灯点灯装置１０は、実効電力が等しい高輝度モードと電極回復モードとを実行可能であり、電極回復モードでは周波数がより低いので、これらの動作モードを放電灯９０の点灯時間に基づいて組み合わせて実行することにより、放電灯９０の輝度を高めて点灯させる状態と、放電灯９０の電極ギャップまたは電極形状を回復させる状態とを適切に選択し、光源としての性能の向上と耐久性の向上とを両立させることができる。
タイマー部５８１は、動作モード毎に放電灯９０の点灯時間をカウントするので、放電灯９０の寿命（耐久性）に対する影響をより詳細に反映して、放電灯９０に出力させる駆動電流Ｉを制御できる。

なお、上述した実施形態は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態とは異なる態様として本発明を適用することも可能である。例えば、上記実施形態では、制御部５８０の制御に従って放電灯点灯装置１０が実効電力の等しい第１モードと第２モードとを実行する構成を例に挙げて説明したが、放電灯点灯装置１０が、実効電力が異なる複数の動作モードを実行可能とすることも可能であるし、実効電力を随時変化させて駆動電流Ｉを出力する動作モードを実行可能な構成とすることも可能である。

また、例えば、上記実施形態では、光変調装置として、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型の液晶ライトバルブを用いた構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、１枚の液晶ライトバルブとカラーホイールを組み合わせた方式、ＲＧＢ各色の色光を変調する３枚のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いた方式、１枚のデジタルミラーデバイスとカラーホイールを組み合わせた方式等により構成してもよい。ここで、表示部として１枚のみの液晶パネルまたはＤＭＤを用いる場合には、クロスダイクロイックプリズム等の合成光学系に相当する部材は不要である。また、液晶パネル及びＤＭＤ以外にも、光源が発した光を変調可能な構成であれば問題なく採用でき、その他のプロジェクターの細部構成についても任意に変更可能である。
さらに、本発明は、スクリーンに対して投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能であり、その他、本発明の適用対象は上記実施形態に限定されない。

１０…放電灯点灯装置（放電灯駆動部）、２０…電力制御回路、３０…極性反転回路、４０…点灯制御部、８０…直流電源装置、９０…放電灯、９０ｅ１…第１端部、９０ｅ２…第２端部、９２…第１電極、９３…第２電極、２００…光源装置、２１０…光源ユニット、３５０…投写光学系、４００…プロジェクターシステム、４１０…立体視装置、５００…プロジェクター、５０２…入力画像信号、５７０…画像処理装置、５８０…制御部、５８１…タイマー部、５８２、５８４…通信信号、７００…スクリーン、ＡＸ…光軸、Ｄ…照射方向、Ｉ…駆動電流。

Claims (11)

1. 放電灯と、
   前記放電灯を駆動する駆動電流を前記放電灯に供給する放電灯駆動部と、
   前記放電灯の点灯時間をカウントするタイマー部と、
   前記放電灯駆動部を制御して、前記放電灯に供給される駆動電流が異なる複数の動作モードのいずれかを選択して実行させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記タイマー部によりカウントされる点灯時間に基づいて動作モードを選択し、
   前記複数の動作モードは、第１モードおよび第２モードを含み、
   前記第１モードおよび前記第２モードは、前記放電灯に交流電流が供給される動作モードであり、
   前記第１モードおよび前記第２モードの実効電力は、等しく、
   前記第２モードにおける交流電流の周波数は、前記第１モードにおける交流電流の周波数よりも低く、
   前記制御部は、前記点灯時間に基づいて、前記第１モードと前記第２モードとを相互に切り替えることを特徴とするプロジェクター。
2. 放電灯と、
   前記放電灯を駆動する駆動電流を前記放電灯に供給する放電灯駆動部と、
   前記放電灯の点灯時間をカウントするタイマー部と、
   前記放電灯駆動部を制御して、前記放電灯に供給される駆動電流が異なる複数の動作モードのいずれかを選択して実行させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記タイマー部によりカウントされる点灯時間に基づいて動作モードを選択し、
   前記複数の動作モードは、第１モードおよび第２モードを含み、
   前記第１モードおよび前記第２モードは、前記放電灯に交流電流が供給される動作モードであり、
   前記第１モードおよび前記第２モードの実効電力は、等しく、
   前記第２モードにおける交流電流の周波数は、前記第１モードにおける交流電流の周波数よりも低く、
   前記制御部は、前記点灯時間に基づいて前記第１モードの実行を制限することを特徴とするプロジェクター。
3. 請求項１または請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記第１モードは、前記放電灯に供給される電力が前記放電灯の定格電力よりも大きくなる期間と、前記放電灯に供給される電力が前記定格電力よりも小さくなる期間と、を有し、
   前記第２モードは、前記放電灯に供給される電力が前記定格電力を超えない動作モードであることを特徴とするプロジェクター。
4. 請求項２に記載のプロジェクターであって、
   前記制御部は、前記第１モードにおける点灯時間と前記第２モードにおける点灯時間との合計が所定時間以上の場合、前記第２モードにおける点灯時間に対する前記第１モードにおける点灯時間の比率が所定の比率よりも小さくなるように、前記第１モードおよび前記第２モードのうちいずれか一方を選択して実行することを特徴とするプロジェクター。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記タイマー部は、前記放電灯駆動部が実行する動作モード毎に、前記放電灯の点灯時間をカウントすることを特徴とするプロジェクター。
6. 請求項５に記載のプロジェクターであって、
   前記制御部は、前記タイマー部によりカウントされた各動作モードにおける点灯時間を用いて得られる変数に基づいて、前記放電灯駆動部に実行させる動作モードを選択することを特徴とするプロジェクター。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記複数の動作モードは、実効電力が前記第１モードおよび前記第２モードにおける実効電力とは異なる動作モードを含むことを特徴とするプロジェクター。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記複数の動作モードは、実効電力を時間的に変化させる動作モードを含むことを特徴とするプロジェクター。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のプロジェクターであって、
   前記複数の動作モードは、前記放電灯に供給される駆動電流の実効電力を保ったまま瞬時電力を変化させる動作モードを含むことを特徴とするプロジェクター。
10. 放電灯を備えたプロジェクターの制御方法であって、
    前記放電灯の点灯時間をカウントするステップと、
    カウントされる前記点灯時間に基づいて、前記放電灯に供給される駆動電流が異なる複数の動作モードのいずれかを選択するステップと、
    選択された動作モードに応じた駆動電流を前記放電灯に供給するステップと、
    を備え、
    前記複数の動作モードは、第１モードおよび第２モードを含み、
    前記第１モードおよび前記第２モードは、前記放電灯に交流電流が供給される動作モードであり、
    前記第１モードおよび前記第２モードの実効電力は、等しく、
    前記第２モードにおける交流電流の周波数は、前記第１モードにおける交流電流の周波数よりも低く、
    前記点灯時間に基づいて、前記第１モードと前記第２モードとを相互に切り替えることを特徴とするプロジェクターの制御方法。
11. 放電灯を備えたプロジェクターの制御方法であって、
    前記放電灯の点灯時間をカウントするステップと、
    カウントされる前記点灯時間に基づいて、前記放電灯に供給される駆動電流が異なる複数の動作モードのいずれかを選択するステップと、
    選択された動作モードに応じた駆動電流を前記放電灯に供給するステップと、
    を備え、
    前記複数の動作モードは、第１モードおよび第２モードを含み、
    前記第１モードおよび前記第２モードは、前記放電灯に交流電流が供給される動作モードであり、
    前記第１モードおよび前記第２モードの実効電力は、等しく、
    前記第２モードにおける交流電流の周波数は、前記第１モードにおける交流電流の周波数よりも低く、
    前記点灯時間に基づいて、前記第１モードの実行を制限することを特徴とするプロジェクターの制御方法。

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