JP6548270B2 - 照明装置、プロジェクタおよび照明装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像を投写するための照明装置、プロジェクタおよび照明装置の制御方法に関する。

画像を投写するための光源としてレーザ光源を使用したプロジェクタが注目されている。この種のプロジェクタは、光源としてランプを使用したものと比較して、光源を点灯させるための点灯処理を開始してから光源の輝度が最大輝度に到達するまでの時間が短いため、素早く画像を投写できるという利点がある。しかしながら、その一方で、レーザ光源が消灯しているプロジェクタの投写方向にユーザがいる状態でレーザ光源が点灯すると、短期間でレーザ光が強くなるため、ユーザがレーザ光を避けられずに眩しく感じるなどユーザの目に影響を与える可能性がある。
このため、所定の規格において、ユーザの目に対する影響が少なくなるように、「レーザ光源が点灯してから最大輝度に到達するまでに規定時間（具体的には、１秒）以上かけること」が規定されている。
これに対して特許文献１には、ＬＤ（レーザダイオード：Laser Diode）などの固体光源部に供給する駆動電流を段階的に上げることで、レーザ光源の輝度を段階的に上げるプロジェクタが記載されている。

国際公開第２０１２／１６０６５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、上述した規格を満たしつつ、レーザ光源の輝度を最大輝度にするまでの時間を短くすることが難しいという問題がある。
例えば、レーザ光源の点灯を行う点灯処理を開始してから規定時間後にレーザ光源の輝度が最大輝度に到達するように、駆動電流を段階的に上げたとする。この場合、レーザ光源が実際に点灯するためには閾値以上の駆動電流が必要となるため、点灯処理が開始されてから、駆動電流が閾値を超えてレーザ光源が実際に点灯するまでに時間がかかる。このため、レーザ光源が実際に点灯してから最大輝度に到達するまでの時間は規定時間よりも短くなってしまい、上述した規格を満たすことができない。
これに対して、点灯処理を開始してからレーザ光源が実際に点灯するまでの時間をマージンとして規定時間に加えた修正規定時間を用いて、点灯処理を開始してから修正規定時間後にレーザ光源が最大輝度に到達するようにすれば、上述した規格を満たすことができる。しかしながら、この場合には、マージンが必要となるため、レーザ光源の輝度が最大輝度に到達するまでの時間が長くなる。
特に、レーザ光源の劣化が進むほど、レーザ光源の点灯に必要な閾値が高くなるため、駆動電流が閾値に到達するまでの時間が長くなる。このため、点灯処理を開始してからレーザ光源が点灯するまでの時間が長くなってしまうので、レーザ光源が劣化した場合でも上述した規格を満たすようにするためには、マージンが長くなってしまう。
なお、この問題は、レーザ光源に限らず、一般的な固体光源や他の光源でも生じることがある。

本発明の目的は、所定の規格を満たしつつ、光源の輝度を最大輝度にするまでの時間を短くすることが可能な照明装置、プロジェクタおよび照明装置の制御方法を提供することである。

本発明による照明装置は、
供給された電流に応じた輝度で点灯する光源部と、
前記光源部に対して予め定められた最大電流よりも小さい所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、その後、前記光源部に対して電流を前記最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行う光源制御部と、を有する。
本発明によるプロジェクタは、上記の照明装置を有する。
本発明の照明装置の制御方法は、
供給された電流に応じた輝度で点灯する光源部を有する照明装置の制御方法であって、
前記光源部に対して予め定められた最大電流よりも小さい所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、
前記光源部に対して電流を前記最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行う。

本発明によれば、所定の規格を満たしつつ、光源の輝度を最大輝度にするまでの時間を短くすることが可能になる。

本発明の第１の実施形態のプロジェクタの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態のレーザ光源部のレーザ光源出力特性の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態のプロジェクタにおける駆動電流の時間変化の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態のプロジェクタにおけるレーザ光源部の輝度の時間変化の一例を示す図である。 関連技術における駆動電流の時間変化を示す図である。 関連技術におけるレーザ光源部の輝度の時間変化を示す図である。 本発明の他の実施形態の照明装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のプロジェクタの構成を示すブロック図である。図１に示すプロジェクタ１は、レーザ光源部１１と、冷却ファン部１２と、操作パネル部１３と、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路）部１４とを有する。
レーザ光源部１１は、供給された駆動電流に応じた輝度で点灯する光源部である。具体的には、レーザ光源部１１は、ＡＳＩＣ部１４から供給された駆動電流に応じた輝度で点灯してレーザ光を出射する。なお、レーザ光源部１１は、例えば、ＬＤなどの固体光源で構成される。また、レーザ光源部１１から出射されたレーザ光は画像の投写に用いられる。

図２は、レーザ光源部１１に供給する駆動電流とレーザ光源部１１の輝度との関係を表す出力特性の一例を示す図である。図２では、レーザ光源部１１が劣化していない無劣化状態における出力特性２０１と、レーザ光源部１１が劣化した劣化状態における出力特性２０２とが示されている。なお、本実施形態では、レーザ光源部１１の最大輝度が当該最大輝度の初期値の１／２以下となった状態を劣化状態と呼び、レーザ光源部１１の最大輝度が当該最大輝度の初期値の１／２より大きい状態を無劣化状態と呼んでいる。また、レーザ光源部１１の最大輝度は、レーザ光源部１１の駆動電流として予め定められた最大電流Ｉｍａｘが供給されたときの輝度である。
図２に示されたように、同じレーザ光源部１１でも、最大輝度や、レーザ光源部１１の点灯に必要な電流の最小値である点灯最小電流は、劣化の度合いに応じて異なっている。具体的には、無劣化状態のレーザ光源部１１の点灯最小電流Ｉｍｉｎ１は、劣化状態のレーザ光源部１１の点灯最小電流Ｉｍｉｎ２よりも小さく、無劣化状態のレーザ光源部１１の最大輝度Ｂｍａｘ１は、劣化状態のレーザ光源部１１の最大輝度Ｂｍａｘ２よりも大きい。

図１の説明に戻る。冷却ファン部１２は、レーザ光源部１１を冷却する冷却部である。具体的には、冷却ファン部１２は、ＡＳＩＣ部１４からのファン制御信号に応じて回転することで、レーザ光源部１１に対して送風して、レーザ光源部１１を冷却する。
操作パネル部１３は、プロジェクタを使用するユーザにて操作される操作部である。操作パネル部１３は、ユーザからの操作に応じた操作信号を生成してＡＳＩＣ部１４に出力する。ユーザによる操作としては、プロジェクタ１に電源を投入する起動操作などが挙げられる。なお、操作パネル部１３は、ユーザが操作するリモコンまたはＰＣなどから送信される制御信号を受信する信号受信部を備え、受信した制御信号に応じた操作信号を生成してもよい。
ＡＳＩＣ部１４は、プロジェクタ１全体を制御する全体制御部である。例えば、ＡＳＩＣ部１４は、操作パネル部１３に対して起動操作が行われると、画像の投写に必要なレーザ光源部１１や冷却ファン部１２を起動する起動処理を行う。
また、ＡＳＩＣ部１４は、レーザ光源制御部２１と、冷却制御部２２と、操作検出部２３と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）部２４とを有する。

レーザ光源制御部２１は、レーザ光源部１１に対して駆動電流を供給して、レーザ光源部１１を点灯させる光源制御部である。このとき、レーザ光源制御部２１は駆動電流の大きさを変化させることで、レーザ光源部１１の輝度を調整することができる。なお、レーザ光源制御部２１によるレーザ光源部１１の制御方法の詳細については後述する。また、レーザ光源制御部２１は、レーザ光源部１１と合わせて照明装置を構成している。
冷却制御部２２は、冷却ファン部１２にファン制御信号を送信して、冷却ファン部１２によるレーザ光源部１１の冷却を制御する。
操作検出部２３は、操作パネル部１３からの操作信号に基づいて、操作パネル部１３に対するユーザの操作を検出する。
ＣＰＵ部２４は、レーザ光源制御部２１、冷却制御部２２および操作検出部２３を制御する制御部である。例えば、操作検出部２３が起動操作を検出すると、ＣＰＵ部２４は、レーザ光源制御部２１および冷却制御部２２に駆動を指示する。

次に、レーザ光源制御部２１によるレーザ光源部１１の制御方法についてより詳細に説明する。
図３は、レーザ光源部１１の制御方法の一例を説明するための図であり、本制御方法による駆動電流の時間変化を示している。

図３に示すようにレーザ光源制御部２１は、先ず、レーザ光源部１１に対して所定の大きさの電流である所定電流Ｉ１を駆動電流として一定期間（以下、第１の供給時間と称する）ｔ１供給し、その後でレーザ光源部１１への電流の供給を停止する第１の処理を行う。
所定電流Ｉ１は、最大電流Ｉｍａｘよりも小さい。また、所定電流Ｉ１は、レーザ光源部１１が劣化状態でも点灯する最低の電流以上の電流、つまり、電流Ｉｍｉｎ１およびＩｍｉｎ２以上の電流である。また、第１の供給時間ｔ１は、上述した所定の規格で規定された規定時間（レーザ光源部１１が点灯してから最大輝度に到達するまでに経過しなければならない最小の時間）よりも短いことが望ましい。規定時間は、本実施形態では、１秒＝１０００ｍｓとしている。また、第１の供給時間ｔ１は、人間がレーザ光源部１１の点灯を認識することができるように１００ｍｓ程度であることが望ましい。
第１の処理を終了すると、レーザ光源制御部２１は、レーザ光源部１１に対して、駆動電流を最大電流Ｉｍａｘに到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行う。なお、第２の処理では、レーザ光源制御部２１は、駆動電流を０から最大電流に到達するまで線形に増加させることが望ましい。
第２の処理を開始してから第２の処理が終了する（つまり、駆動電流が最大電流Ｉｍａｘに到達する）までの第２の供給時間は、規定時間から第１の供給時間ｔ１を差し引いた時間であるとする。つまり、レーザ光源制御部２１は、第１の処理を開始してから規定時間後に第２の処理を終了するように、第１の処理および第２の処理を行う。なお、第２の処理を終了すると、レーザ光源制御部２１は、レーザ光源部１１に対して最大電流Ｉｍａｘを供給し続けるものとしている。

図４は、上記の制御方法でレーザ光源部１１を制御したときの、無劣化状態および劣化状態のそれぞれにおけるレーザ光源部１１の輝度の時間変化を示す図である。
図３および図４で示されたように、第１の処理が開始されると、所定電流Ｉ１は、最大電流Ｉｍａｘよりも小さく、電流Ｉｍｉｎ１およびＩｍｉｎ２以上の電流であるため、無劣化状態でも劣化状態でもレーザ光源部１１は点灯し、かつ、その輝度は最大輝度よりも低くなる。駆動電流が同じ値の場合、劣化が進むほど、レーザ光源部１１の輝度は低くなるため、劣化状態のレーザ光源部１１の輝度Ｂ２は、無劣化状態のレーザ光源部１１の輝度Ｂ１よりも低くなる。
第１の供給時間ｔ１が経過すると、レーザ光源部１１に対する駆動電流の供給が停止されるので、レーザ光源部１１は消灯する。これにより、第１の処理が実行されることで、レーザ光源部１１は点滅することになる。
その後、第２の処理が開始され、駆動電流が徐々に大きくなる。そして第１の処理の開始時点から時間ｔｍｉｎ１が経過したときに、駆動電流が電流Ｉｍｉｎ１以上になったとする。このとき、レーザ光源部１１は、無劣化状態であれば点灯するが、劣化状態の場合にはまだ点灯しない。そして、第１の処理の開始時点から時間ｔｍｉｎ２が経過したときに、駆動電流が電流Ｉｍｉｎ２以上になったとする。これにより、レーザ光源部１１は劣化状態の場合であっても点灯することになる。
そして第１の処理の開始時点から規定時間である１秒が経過すると、駆動電流が最大電流Ｉｍａｘとなり、レーザ光源部１１の輝度は最大輝度となる。このとき、上述したように無劣化状態のレーザ光源部１１の最大輝度Ｂｍａｘ１は、劣化状態のレーザ光源部１１の最大輝度Ｂｍａｘ２よりも大きくなる。

以上説明したように本実施形態によれば、レーザ光源部１１は、供給された電流に応じた輝度で点灯する。レーザ光源制御部２１は、レーザ光源部１１に対して予め定められた最大電流よりも小さい所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、その後、レーザ光源部１１に対して電流を最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行う。
これにより、レーザ光源部１１に対して最大電流よりも小さい所定電流が一定期間供給された後で、レーザ光源部１１に供給される電流を最大電流に到達するまで徐々に増加されるため、レーザ光源部１１を点灯させる処理を開始した直後にレーザ光源部１１を点灯させつつ、レーザ光源部１１に供給される電流を最大電流に到達するまでの時間を適切に調整することができる。したがって、所定の規格を満たしつつ、レーザ光源部１１の輝度を最大輝度にするまでの時間を短くすることが可能になる。

上記の効果をより詳細に説明するために、本実施形態のプロジェクタと、駆動電流を徐々に大きくしていくだけの関連技術を用いたプロジェクタとを比較する。
図５は、上記の関連技術における駆動電流の時間変化を示す図であり、図６は、上記の関連技術におけるレーザ光源部１１の輝度の時間変化を示す図である。
図５および図６で示したように関連技術では、駆動電流を０から最大電流Ｉｍａｘまで線形に増加させている。この関連技術において、「レーザ光源部１１が点灯してから最大輝度に到達するまでに規定時間（１秒＝１０００ｍｓｅｃ）以上かけること」という規格を満たすためには、レーザ光源部１１に対して駆動電流の供給を開始してから駆動電流が最大電流Ｉｍａｘに到達するまでに、規定時間にマージンｔｍを加えた修正規定時間１０００［ｍｓｅｃ］＋ｔｍが必要となる。マージンｔｍは、駆動電流の供給を開始してからレーザ光源部１１が点灯するまでの時間、つまり駆動電流が点灯最小電流に到達するまでの時間である。
点灯最小電流は、レーザ光源部１１の劣化の度合いに応じて異なり、劣化状態における点灯最小電流Ｉｍｉｎ２は無劣化状態における点灯最小電流Ｉｍｉｎ１よりも大きい。このため、劣化状態における、駆動電流の供給を開始してから点灯最小電流Ｉｍｉｎ２に到達するまでの時間ｔｍｉｎ２ａは、無劣化状態における、駆動電流の供給を開始してから点灯最小電流Ｉｍｉｎ１に到達するまでの時間ｔｍｉｎ１ａよりも長くなる。
したがって、劣化状態でも規格が満たされるためには、マージンｔｍを時間ｔｍｉｎ２ａ以上にする必要がある。したがって、レーザ光源部１１の輝度が最大輝度になるまでの時間は、少なくとも、レーザ光源に対して駆動電流の供給を開始してから１０００［ｍｓｅｃ］＋ｔｍｉｎ２ａとなる。
一方、本実施形態のプロジェクタでは、図３および図４を用いて説明したように、レーザ光源部１１が劣化状態か否かに関わらず、レーザ光源部１１の輝度が最大輝度になるまでの時間は、レーザ光源部１１に対して駆動電流の供給を開始してから１０００［ｍｓｅｃ］となる。
したがって、規格を満たしつつ、レーザ光源の輝度を最大輝度にするまでの時間を短くすることが可能になる。

（他の実施形態）
第１の実施形態では、レーザ光源制御部２１は、第１の処理を１回だけ行っていたが、第１の処理を複数回行い、その後、第２の処理を行ってもよい。この場合、レーザ光源部１１が複数回点滅した後で、レーザ光源部１１が最大輝度まで徐々に明るくなっていくことになる。
なお、第１の処理を複数回行う場合であっても、レーザ光源制御部２１は、最初の第１の処理を開始してから規定時間後に第２の処理を終了するように、第１の処理および第２の処理を行うことで、レーザ光源部１１が最大輝度に到達するまでの時間を規定時間とすることができる。また、第１の処理を行う回数は、予め定められていてもよいし、ユーザにて設定可能であってもよい。

また、レーザ光源制御部２１は、第１の処理では、所定電流Ｉ１を駆動電流として第１の供給時間供給した後で駆動電流の供給を停止していたが、駆動電流の供給を停止しなくてもよい。この場合、レーザ光源制御部２１は、例えば、第２の処理において、駆動電流を所定電流から最大電流まで徐々に増加させる。なお、この場合であっても、レーザ光源制御部２１は、第１の処理を開始してから規定時間後に第２の処理を終了するように、第１の処理および第２の処理を行うことで、レーザ光源部１１が最大輝度に到達するまでの時間を規定時間とすることができる。

また、照明装置は、図７に示す構成でもよい。図７に示す照明装置７０は、光源部７１と、光源制御部７２とを有する。
光源部７１は、供給された電流に応じた輝度で点灯する。光源制御部７２は、光源部７１に対して予め定められた最大電流よりも小さい所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、その後、光源部７１に対して電流を最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行う。
この構成でも、光源部７１を点灯させる処理を開始した直後にレーザ光源部７１を点灯させつつ、光源部７１に供給される電流を最大電流に到達するまでの時間を適切に調整することができるため、所定の規格を満たしつつ、光源の輝度を最大輝度にするまでの時間を短くすることが可能になる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

１ プロジェクタ
１１ レーザ光源部
１２ 冷却ファン部
１３ 操作パネル部
１４ ＡＳＩＣ部
２１ レーザ光源制御部
２２ 冷却制御部
２３ 操作検出部
２４ ＣＰＵ部
７１ 光源部
７２ 光源制御部

Claims (9)

1. 供給された電流に応じた輝度で点灯する光源部と、
   前記光源部を点灯させる処理を開始するとき、前記光源部に対して予め定められた最大電流よりも小さい、前記光源部を点灯させてレーザ光を出射させる所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、その後、前記光源部に対して電流を前記最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行う光源制御部と、を有し、
   前記光源制御部は、前記第１の処理を開始してから予め定められた規定時間後に前記第２の処理を終了するように、前記第１の処理および前記第２の処理を行い、
   前記規定時間が、前記光源部が点灯してから最大輝度に到達するまでに経過しなければならない最小の時間であり、
   前記所定電流は、前記光源部の最大輝度が当該最大輝度の初期値の１／２になったときに前記光源部を点灯させるのに必要な最小の電流よりも大きい、照明装置。
2. 供給された電流に応じた輝度で点灯する光源部と、
   前記光源部を点灯させる処理を開始するとき、前記光源部に対して予め定められた最大電流よりも小さい、前記光源部を点灯させてレーザ光を出射させる所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、その後、前記光源部に対して電流を前記最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行う光源制御部と、を有し、
   前記光源制御部は、前記第１の処理を開始してから予め定められた規定時間後に前記第２の処理を終了するように、前記第１の処理および前記第２の処理を行い、前記第１の処理では、前記所定電流を一定期間供給した後で前記光源部への電流の供給を停止し、該第１の処理を複数回行い、
   前記規定時間が、前記光源部が点灯してから最大輝度に到達するまでに経過しなければならない最小の時間である、照明装置。
3. 前記光源制御部は、前記第２の処理では、前記電流を０から前記最大電流に到達するまで徐々に増加させる、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記光源制御部は、前記第２の処理では、前記電流を線形に増加させる、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記光源部は、固体光源で構成される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記所定電流は、電流値が一定の値である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の照明装置を有するプロジェクタ。
8. 供給された電流に応じた輝度で点灯する光源部を有する照明装置の制御方法であって、
   前記光源部を点灯させる処理を開始するとき、前記光源部に対して予め定められた最大電流よりも小さい、前記光源部を点灯させてレーザ光を出射させる所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、
   前記光源部に対して電流を前記最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行い、
   前記第１の処理を開始してから前記第２の処理が終了するまでに要する時間が、前記光源部が点灯してから最大輝度に到達するまでに経過しなければならない最小の時間であり、
   前記所定電流は、前記光源部の最大輝度が当該最大輝度の初期値の１／２になったときに前記光源部を点灯させるのに必要な最小の電流よりも大きい、照明装置の制御方法。
9. 供給された電流に応じた輝度で点灯する光源部を有する照明装置の制御方法であって、
   前記光源部を点灯させる処理を開始するとき、前記光源部に対して予め定められた最大電流よりも小さい、前記光源部を点灯させてレーザ光を出射させる所定電流を一定期間供給する第１の処理を行い、
   前記光源部に対して電流を前記最大電流に到達するまで徐々に増加させながら供給する第２の処理を行い、
   前記第１の処理を開始してから前記第２の処理が終了するまでに要する時間が、前記光源部が点灯してから最大輝度に到達するまでに経過しなければならない最小の時間であり、
   前記第１の処理では、前記所定電流を一定期間供給した後で前記光源部への電流の供給を停止し、該第１の処理を複数回行う、照明装置の制御方法。

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