JP2011215214A - 画像投射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 光源の長寿命が容易な画像投射装置を得ること。
【解決手段】 複数の光源と、前記複数の光源のうち１灯もしくは複数灯の光源を点灯させたときの光束で照明された画像を投射する画像投射装置において、前記複数の光源を各々駆動する光源点灯制御手段を備えており、該光源点灯制御手段が、前記複数の光源から放射される光量を計測する光源光量計測手段と、前記光源光量計測手段の計測履歴を記憶する記憶手段と、を有しており、前記光源点灯制御手段が、前記記憶手段の計測履歴からの信号に基づいて、前記複数の光源のうち一部を選択して点灯させること。
【選択図】 図１
【解決手段】 複数の光源と、前記複数の光源のうち１灯もしくは複数灯の光源を点灯させたときの光束で照明された画像を投射する画像投射装置において、前記複数の光源を各々駆動する光源点灯制御手段を備えており、該光源点灯制御手段が、前記複数の光源から放射される光量を計測する光源光量計測手段と、前記光源光量計測手段の計測履歴を記憶する記憶手段と、を有しており、前記光源点灯制御手段が、前記記憶手段の計測履歴からの信号に基づいて、前記複数の光源のうち一部を選択して点灯させること。
【選択図】 図１
Description
本発明は画像表示素子（液晶パネル、ライトガイド等）に形成される画像を投射光学系で被照射面に拡大投射する画像投射装置（プロジェクタ）に関する。
従来、拡大した投射画像を観察するための装置として、画像表示素子（液晶パネル、ライトバルブ）に基づく画像を投射光学系でスクリーンに拡大投射する画像投射装置（液晶プロジェクタ）が種々と提案されている。画像投射装置の分野のうち、プレゼンや展示会などの主に常時設置タイプの分野においては、投射画像の高輝度、光源手段の長寿命、などの要求が出てきている。
これらの要求を満たすために、光源（ランプ）を複数灯設け、投射モードに応じて点灯させる複数の光源の切替え制御をすることが行われている。例えば投射画像の明るさを重視する場合には複数灯、同時に点灯させている。また光源の寿命を重視する場合には１灯のみを点灯させる等の点灯制御を行っている。その際、光源の寿命をできるだけ長くする制御方法として、複数個のランプの点灯時間をそれぞれ管理し、点灯時間の少ないランプから優先して点灯制御する方法を用いた画像投射装置が知られている（特許文献１）。
一般に、光源の点灯時間と寿命とは確実に比例関係にあるとは限らない。例えば、累積点灯時間ｔａのランプＡと累積点灯時間ｔｂのランプＢがあった場合（ただしｔａ＞ｔｂ）には、かならずランプＡの方がランプＢより光量減衰率が大きく、寿命が短くなるとは限らない。この光量減衰率、つまり寿命はランプ固有のばらつきが原因していることが多い。
したがって、単に光源の累積点灯時間にて寿命を推測しても、完全なる光源の長寿命化のシステムが得られない。この他、例えば映画鑑賞に適した映像モード（シネマモード）を使用する場合には、投射画像の明るさよりも色調等が重要視される場合がある。この場合、寿命の長いランプ、つまり明るいランプを使用しているにもかかわらず、ガンマ変換やゲイン処理で信号レベルを減衰させて投射光量が小さくなるといった課題が発生してくる。
本発明は、光源の長寿命が容易な画像投射装置の提供を目的とする。
本発明の画像投射装置は、複数の光源と、前記複数の光源のうち１灯もしくは複数灯の光源を点灯させたときの光束で照明された画像を投射する画像投射装置において、前記複数の光源を各々駆動する光源点灯制御手段を備えており、該光源点灯制御手段が、前記複数の光源から放射される光量を計測する光源光量計測手段と、前記光源光量計測手段の計測履歴を記憶する記憶手段と、を有しており、前記光源点灯制御手段が、前記記憶手段の計測履歴からの信号に基づいて、前記複数の光源のうち一部を選択して点灯させることを特徴としている。
本発明によれば、光源の長寿命が容易な画像投射装置が得られる。
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の画像投射装置は、複数の光源（ランプ）１４、１７と、複数の光源１４、１７のうち１灯もしくは複数灯の光源を点灯させたときの光束で照明された画像を投射光学系でスクリーンに投射するものである。ここで光源の数は２以上、いくつあっても良い。複数の光源を各々駆動する複数の光源駆動手段（ランプ駆動手段）１３、１６と、複数の光源駆動手段１３、１６を独立に制御する光源点灯制御手段（ランプ点灯制御手段）１９とを有する。更に複数の光源から放射される光量を計測する光源光量計測手段（光センサ）１５、１８と、を有している。尚、ここで、前述の光源点灯制御手段は、複数の光源駆動手段を含んでいても構わないし、また複数の光源駆動手段は、光源内に含まれていても構わない。
光源点灯制御手段１９は、光源光量計測手段１５、１８からの信号を用いて、複数の光源から放射される光量の履歴管理を行う光源光量管理手段２０とを有する。更に光源点灯制御手段１９は光源光量管理手段２０からの情報に基づいて、複数の光源駆動手段１３、１６のうち１つもしくは複数のうち全てでない複数（一部の光源駆動手段）を選択駆動する光源選択点灯制御手段２１を有している。光源光量管理手段２０は、光源光量計測手段（光センサ）１５、１８で計測した複数の光源１４、１７から放射される光量よりそれぞれの光源の光量減衰量を求めて複数の光源の管理を行っている。例えば複数の光源のうち、どの光源を点灯するのが良いか管理している。光源選択点灯制御手段２１は、光源光量管理手段２０で求めた光源の光量減衰率の小さな光源を他の光源より優先的に点灯制御するようにしている。ここで、光源点灯制御手段２１は、光源光量管理手段２０からの出力にもと光源選択点灯制御手段２１と光源光量管理手段２０の両者を含むように構成しても構わない。
この他、本発明の画像投射装置は、画像を投射するときの投射モードの設定又は選択をする投射モード設定手段３０を有している場合もある。このとき光源選択点灯制御手段３１は光源光量管理手段２０と投射モード設定手段３０からの情報に基づいて、複数の光源駆動手段１３、１６のうち１つもしくは複数のうち全てでない複数を選択駆動している。そして光源光量管理手段２０は更に複数の光源１４、１７から放射される光量よりそれぞれの光源の絶対光量を求めて複数の光源１４、１７の管理を行うようにしている。
ここで、投射モード設定手段３０には、光源から放射される光束による明るさを長期間持続させることを目的とする寿命優先モードと、明るさを長期間持続させることよりも他の項目を優先する明るさ非優先モードとを含んでいる。そして光源選択点灯制御手段３１は、投射モード設定手段３０により寿命優先モードが選択されたときには、光源光量管理手段２０で求めた光源の光量減衰率の小さな光源を他の光源よりも優先的に点灯制御を行っている。また投射モード設定手段３０により明るさ非優先モードが選択されたときには、光源光量管理手段２０で求めた絶対光量の少ない方の光源を優先的に点灯制御するようにしている。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１におけるプロジェクタ（画像投射装置）の構成の要部ブロック図である。まず、表示パネル（画像表示素子）１２に投射用の映像が表示されるまでの信号の流れについて簡単に説明する。
図１は、本発明の実施例１におけるプロジェクタ（画像投射装置）の構成の要部ブロック図である。まず、表示パネル（画像表示素子）１２に投射用の映像が表示されるまでの信号の流れについて簡単に説明する。
映像信号処理部１０で、映像入力信号Ｖｉｄｅｏ＿Ｉｎに対して、ガンマ変換、色変換処理などの色処理、輝度処理等の映像信号処理が行われる。一般的にこれらの各処理は、ユーザーが行う映像モード設定に連動して選択される。例えば、ユーザーが「プレゼンモード」を設定した場合には、プレゼンモード用のガンマ補正処理、及び色変換処理等が行われ、「シネマモード」を設定した場合には、シネマモード用のガンマ補正処理、色変換処理等が行われる。映像信号処理部１で各種の映像信号処理が行われた映像信号は、パネル駆動回路１１によって、表示パネル１２の駆動に適した変換が施され、表示パネル１２に画像の表示が行われる。
次に、表示パネル１２の映像を投影するための光源（ランプ）の制御について説明する。本実施例では、ランプを２つ具備したシステムを例にしている。尚、ランプは２以上あっても良い。ランプＡ（光源）１４とランプＢ（光源）１７にはそれぞれランプＡ駆動回路（光源駆動手段）１３およびランプＢ駆動回路（光源駆動手段）１６が接続され、ランプ点灯制御手段（光源点灯制御手段）１９によって任意にランプの選択点灯が可能となっている。
また、光センサＡ（光源光量計測手段）１５および光センサＢ（光源光量計測手段）１８は、それぞれランプＡ１４、ランプＢ１７の光量を独立に検出することが可能なセンサーである。ランプ点灯制御手段１９は、ランプを点灯させる回路、および点灯させるランプを決定する手段を含んでいる。ランプ点灯制御手段１９は、光センサＡ１５および光センサＢ１８からの光量情報を取得し、その光量情報に対し、所定の演算処理を行う。その演算結果に応じて、ランプＡ駆動手段（光源駆動手段）１３、および／もしくはランプＢ駆動手段（光源駆動手段）１６の駆動制御を行う。
図２は図１のランプ点灯制御手段１９における内部詳細ブロック図である。各々の光センサＡ１５、光センサＢ１８からの光量データの検出は光量履歴管理（光源光量管理手段）２０で管理される。ここでは、最近取得した光量データ数回分をメモリ（記憶手段）２３に保存しておき、必要に応じて計測履歴を読み出しを行い、光量減衰率の算出などランプＡ、Ｂの履歴管理を行う。ランプ点灯制御（光源選択点灯制御手段）２１は、光量履歴管理２０からの情報および外部からの点灯モード設定を用いて、ランプＡ、ランプＢのどちらを点灯するかを決定し、ランプＡ駆動回路、ランプＢ駆動回路に対して点灯命令を送信する。ここで、点灯モード設定とは、ランプＡ、ランプＢの両方を点灯させる「２灯点灯モード」か、ランプＡ、ランプＢのどちらか一方を点灯させる「１灯点灯モード」の設定である。
光量履歴管理２０およびランプ点灯制御２１の詳細な処理については、次の処理フローの中で説明する。次に、ランプ点灯制御手段１９の具体的な処理について、処理フローチャート（図４、図５）にしたがって説明する。
[STEP 0]
ランプ非点灯状態からの「ランプ点灯開始命令」、もしくはランプ点灯状態からの「ランプ点灯モード変更命令」の待ち状態である。
ランプ非点灯状態からの「ランプ点灯開始命令」、もしくはランプ点灯状態からの「ランプ点灯モード変更命令」の待ち状態である。
[STEP 1]
◇「ランプ点灯開始命令」後、もしくは「ランプ点灯モード変更命令」後、ランプ点灯モードを確認し、点灯モードにより分岐処理を行う。
ランプ点灯モードが「２灯点灯モード」であるか、「１灯点灯モード」であるか、を判別する。そして
「２灯点灯モード」であれば[STEP 2]へ
「１灯点灯モード」であれば図５の[STEP4]へ移行する。
◇「ランプ点灯開始命令」後、もしくは「ランプ点灯モード変更命令」後、ランプ点灯モードを確認し、点灯モードにより分岐処理を行う。
ランプ点灯モードが「２灯点灯モード」であるか、「１灯点灯モード」であるか、を判別する。そして
「２灯点灯モード」であれば[STEP 2]へ
「１灯点灯モード」であれば図５の[STEP4]へ移行する。
[STEP 2]
◇ランプAおよびランプBの両方のランプを点灯する。
一般的にランプは点灯後光量一定になるまで、安定時間(t0)を要するものが多い。そこである一定時間(t0)経過するまでは光量計測は行わない。
◇一定時間(t0)経過するまで待つ
もし一定時間(t0)経過した場合、[STEP 3]に移行。
◇ランプAおよびランプBの両方のランプを点灯する。
一般的にランプは点灯後光量一定になるまで、安定時間(t0)を要するものが多い。そこである一定時間(t0)経過するまでは光量計測は行わない。
◇一定時間(t0)経過するまで待つ
もし一定時間(t0)経過した場合、[STEP 3]に移行。
[STEP 3]
◇光量履歴管理２０で光センサA、および光センサB からの光量情報を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
光センサBの光量：L_B[m]
(ここでｎ、ｍは測定時の回数を示す。)
とする。これらの情報は、最近の数回分(α回とする)をメモリ２３に格納する。
このときメモリ２３上には、
光センサAの光量データ：L_A[n]、L_A[n-1]、L_A[n-2]、・・・、L_A[n-α]
光センサBの光量データ：L_B[m]、L_B[m-1]、L_B[m-2]、・・・、L_B[m-α]
が格納されている。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちとなり、[STEP０]へ移行する。
◇光量履歴管理２０で光センサA、および光センサB からの光量情報を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
光センサBの光量：L_B[m]
(ここでｎ、ｍは測定時の回数を示す。)
とする。これらの情報は、最近の数回分(α回とする)をメモリ２３に格納する。
このときメモリ２３上には、
光センサAの光量データ：L_A[n]、L_A[n-1]、L_A[n-2]、・・・、L_A[n-α]
光センサBの光量データ：L_B[m]、L_B[m-1]、L_B[m-2]、・・・、L_B[m-α]
が格納されている。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちとなり、[STEP０]へ移行する。
[STEP 4]
STEP 1において「ランプ点灯モード変更命令」もしくは「ランプ点灯開始命令」で「１灯点灯モード」が選択されたときの処理が行われる。
◇メモリ２３に格納してある過去の光センサ光量データから、各ランプの寿命を算出する。
寿命算出の具体的な一例を以下に示す。
まず、各ランプの過去数回分の光センサデータ
光センサAの光量データ：L_A[n]、L_A[n-1]、L_A[n-2]、・・・、L_A[n-α]
光センサBの光量データ：L_B[m]、L_B[m-1]、L_B[m-2]、・・・、L_B[m-α]
を読み出す。
これらα個の光量データより近似関数を生成する。それぞれの近似関数を
y=f_a(x) (光センサA) y=f_b(x) (光センサB)
（ここで、x：投射時間 y：光量 ）
とする。
また、ランプA、Bの初期状態の光センサの光量値を、L_A0、L_B0とする。(これらの情報は事前に記憶しておく)
このとき、上記近似関数の出力yが光量値L_A0、L_B0の20％になるときのｘ(時間)を寿命と設定する。
図３は近似関数と算出された寿命の関係を示した図である。図３-ａが寿命が長いランプの例であり、図3-bが寿命が短いランプの例である。以上のような方法を用いて、
ランプAの推定寿命：LT_A
ランプBの推定寿命：LT_B
が算出される。ここで、寿命計算として近似関数を用いたが、それに限ったことではない。また,初期状態より光量値20％減衰を寿命として記載したが、それに限ったことではない。
STEP 1において「ランプ点灯モード変更命令」もしくは「ランプ点灯開始命令」で「１灯点灯モード」が選択されたときの処理が行われる。
◇メモリ２３に格納してある過去の光センサ光量データから、各ランプの寿命を算出する。
寿命算出の具体的な一例を以下に示す。
まず、各ランプの過去数回分の光センサデータ
光センサAの光量データ：L_A[n]、L_A[n-1]、L_A[n-2]、・・・、L_A[n-α]
光センサBの光量データ：L_B[m]、L_B[m-1]、L_B[m-2]、・・・、L_B[m-α]
を読み出す。
これらα個の光量データより近似関数を生成する。それぞれの近似関数を
y=f_a(x) (光センサA) y=f_b(x) (光センサB)
（ここで、x：投射時間 y：光量 ）
とする。
また、ランプA、Bの初期状態の光センサの光量値を、L_A0、L_B0とする。(これらの情報は事前に記憶しておく)
このとき、上記近似関数の出力yが光量値L_A0、L_B0の20％になるときのｘ(時間)を寿命と設定する。
図３は近似関数と算出された寿命の関係を示した図である。図３-ａが寿命が長いランプの例であり、図3-bが寿命が短いランプの例である。以上のような方法を用いて、
ランプAの推定寿命：LT_A
ランプBの推定寿命：LT_B
が算出される。ここで、寿命計算として近似関数を用いたが、それに限ったことではない。また,初期状態より光量値20％減衰を寿命として記載したが、それに限ったことではない。
[STEP 5]
◇[STEP4]で算出された各ランプの推定寿命を比較し、その結果に応じて点灯するランプを決定する。推定寿命の長い方のランプを点灯させる。
LT_A ＞ LT_Bのとき
ランプBよりもランプAの方が推定寿命が長い場合（光量減衰率が小さな場合）には、ランプAを点灯させる。
LT_A ＜ LT_Bのとき
ランプAよりもランプBの方が推定寿命が長い場合には、ランプBを点灯させる。
◇[STEP4]で算出された各ランプの推定寿命を比較し、その結果に応じて点灯するランプを決定する。推定寿命の長い方のランプを点灯させる。
LT_A ＞ LT_Bのとき
ランプBよりもランプAの方が推定寿命が長い場合（光量減衰率が小さな場合）には、ランプAを点灯させる。
LT_A ＜ LT_Bのとき
ランプAよりもランプBの方が推定寿命が長い場合には、ランプBを点灯させる。
[STEP 6a]
ランプＡの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサAの光量を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
つまり、メモリ２３には常に最近の数回分(α回とする)の光量データが格納されている。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちとなり、[STEP0]へ移行する。
ランプＡの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサAの光量を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
つまり、メモリ２３には常に最近の数回分(α回とする)の光量データが格納されている。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちとなり、[STEP0]へ移行する。
[STEP 6b]
ランプＢの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサBの光量を取得する。
光センサBの光量：L_B[m]
(ここでmは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
ランプＢの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサBの光量を取得する。
光センサBの光量：L_B[m]
(ここでmは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
以上のように、本実施例では各ランプの明るさを随時センシング（検出）を行い、そのデータから推定寿命（光量減衰率）を算出することで、１灯点灯モードのときに点灯させるランプを、推定寿命の長い方（光量減衰率の小さな方）のランプを点灯する制御を行う。
次に、以上のような点灯選択制御を行うことでどのような改善効果があるかを説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、本実施例の制御を実施したときとしないときでの、投射映像の明るさの違いを示した図である。１灯点灯モードで所定の時間(この例では1000h)投射した後に、２灯点灯モードで投射した場合を例としている。ここで、ランプＡは1000h投影で光量が80%の長寿命であり、ランプBは1000h投影で光量が50%になる短寿命であると仮定する。図６（ａ）は、本実施例の通り、１灯点灯モードの時に推定寿命の長いランプAを点灯させたときの光量変化例である。これによると1000h後に２灯点灯モードで投射する際の明るさは、
0.8×L_A0 + L_B0 ――――――――――(1)
である。
0.8×L_A0 + L_B0 ――――――――――(1)
である。
一方、図６−ｂは、本実施例とは異なり、１灯点灯モードの時に推定寿命の短いランプBを点灯させてしまったときの光量変化例である。これによると1000h後に２灯点灯モードで投射する際の明るさは、
L_A0 + 0.5×L_B0 ――――――――――(2)
である。ランプAとランプBの初期光量にはあまり大きな差異はないといえるため、L_A0≒L_B0であるとすると、上記(2)に比べて(1)の方が明るいといえる。つまり、１灯点灯モードと２灯点灯モードの両モードを使用する形態が多い場合、本実施例の処理を行うことにより、２灯点灯モード時において明るい状態を長期間持続できることがわかる。
L_A0 + 0.5×L_B0 ――――――――――(2)
である。ランプAとランプBの初期光量にはあまり大きな差異はないといえるため、L_A0≒L_B0であるとすると、上記(2)に比べて(1)の方が明るいといえる。つまり、１灯点灯モードと２灯点灯モードの両モードを使用する形態が多い場合、本実施例の処理を行うことにより、２灯点灯モード時において明るい状態を長期間持続できることがわかる。
［実施例２］
図７は、本発明の実施例２におけるプロジェクタの構成の要部ブロック図である。実施例1との違いは、ランプ点灯制御手段（光源点灯制御手段）３０の構成である。図８は図７のランプ点灯制御手段３０における内部詳細ブロック図である。光量履歴管理２０は、実施例１と同機能であり、光センサAおよび光センサBから取得した光量データを記録、管理するブロックである。実施例２では、実施例１に比べてランプ点灯制御手段３０に含まれるランプ点灯制御（光源選択点灯制御手段）３１の機能が異なる。
図７は、本発明の実施例２におけるプロジェクタの構成の要部ブロック図である。実施例1との違いは、ランプ点灯制御手段（光源点灯制御手段）３０の構成である。図８は図７のランプ点灯制御手段３０における内部詳細ブロック図である。光量履歴管理２０は、実施例１と同機能であり、光センサAおよび光センサBから取得した光量データを記録、管理するブロックである。実施例２では、実施例１に比べてランプ点灯制御手段３０に含まれるランプ点灯制御（光源選択点灯制御手段）３１の機能が異なる。
ランプ点灯制御３１は、光センサA１５、光センサB１８からの情報、および、外部からの点灯モード設定、および、外部の投射モード設定手段３０からの映像モード設定に応じて、以下の動作（ａ）〜（ｃ）を行う。
動作(a)ランプA、又はランプBのどちらを点灯するかを決定
動作(b)、動作(a)の結果に応じて、ランプA駆動回路、ランプB駆動回路に対して点灯命令送信
動作(c)映像信号処理部１０に対してのガンマ、ゲイン設定等を行う。
動作(b)、動作(a)の結果に応じて、ランプA駆動回路、ランプB駆動回路に対して点灯命令送信
動作(c)映像信号処理部１０に対してのガンマ、ゲイン設定等を行う。
ここで、点灯モード設定とは、ランプA、ランプBの両方を点灯させる「２灯点灯モード」か、ランプA、ランプBのどちらか一方を点灯させる「１灯点灯モード」の設定である。また、外部からの投射モード設定手段３０からのモード設定とは、明るさ重視の「長寿命モード」（寿命優先モード）やコントラスト重視の「シネマモード」（明るさ非優先モード）などの設定である。実施例１とは、動作(c)の部分が異なる。
次に、本実施例の特徴であるランプ点灯制御３０の具体的な処理について、処理フローチャート（図９、図１０）にしたがって説明する。ここで、２灯点灯モード時の処理フローは、実施例１の図４と同じであるため、省略する。
[STEP 0]
ランプ非点灯状態からの「ランプ点灯開始命令」、もしくはランプ点灯状態からの「ランプ点灯モード変更命令」の待ち状態である。
ランプ非点灯状態からの「ランプ点灯開始命令」、もしくはランプ点灯状態からの「ランプ点灯モード変更命令」の待ち状態である。
[STEP 1]
「ランプ点灯モード変更命令」もしくは「ランプ点灯開始命令」で「１灯点灯モード」が選択されたときの処理である。
このとき、投射の映像モードが、「長寿命モード」か「シネマモード」で分岐処理を行う。ここで「長寿命モード」とは、長期間ランプの明るさを持続することができるモードであり、「シネマモード」とは、明るさはそれほど必要でなく、色、コントラストを重視するモードであるとする。
ユーザーが指定している映像モードが、「長寿命モード」であれば、[STEP 2]に移行。
「シネマモード」であれば、[STEP 5]に移行する。
「長寿命モード」の場合のSTEP2〜STEP4aは、実施例1の図５のSTEP4〜STEP6aと同じである。
「ランプ点灯モード変更命令」もしくは「ランプ点灯開始命令」で「１灯点灯モード」が選択されたときの処理である。
このとき、投射の映像モードが、「長寿命モード」か「シネマモード」で分岐処理を行う。ここで「長寿命モード」とは、長期間ランプの明るさを持続することができるモードであり、「シネマモード」とは、明るさはそれほど必要でなく、色、コントラストを重視するモードであるとする。
ユーザーが指定している映像モードが、「長寿命モード」であれば、[STEP 2]に移行。
「シネマモード」であれば、[STEP 5]に移行する。
「長寿命モード」の場合のSTEP2〜STEP4aは、実施例1の図５のSTEP4〜STEP6aと同じである。
[STEP 2]
◇メモリ２３に格納してある過去の光センサ光量データから、各ランプの寿命を算出する。
寿命算出の具体的な一例を以下に示す。
まず、各ランプの過去数回分の光センサデータ
光センサAの光量データ：L_A[n]、L_A[n-1]、L_A[n-2]、・・・、L_A[n-α]
光センサBの光量データ：L_B[m]、L_B[m-1]、L_B[m-2]、・・・、L_B[m-α]
を読み出す。
これらα個の光量データより近似関数を生成する。それぞれの近似関数を
y=f_a(x) (光センサA) y=f_b(x) (光センサB)
（ここで、x：投射時間 y：光量 ）
とする。
また、ランプA、Bの初期状態の光センサの光量値を、L_A0、L_B0とする。(これらの情報は事前に記憶しておく)
このとき、上記近似関数の出力yが光量値L_A0、L_B0の20％になるときのｘ(時間)を寿命と設定する。
◇メモリ２３に格納してある過去の光センサ光量データから、各ランプの寿命を算出する。
寿命算出の具体的な一例を以下に示す。
まず、各ランプの過去数回分の光センサデータ
光センサAの光量データ：L_A[n]、L_A[n-1]、L_A[n-2]、・・・、L_A[n-α]
光センサBの光量データ：L_B[m]、L_B[m-1]、L_B[m-2]、・・・、L_B[m-α]
を読み出す。
これらα個の光量データより近似関数を生成する。それぞれの近似関数を
y=f_a(x) (光センサA) y=f_b(x) (光センサB)
（ここで、x：投射時間 y：光量 ）
とする。
また、ランプA、Bの初期状態の光センサの光量値を、L_A0、L_B0とする。(これらの情報は事前に記憶しておく)
このとき、上記近似関数の出力yが光量値L_A0、L_B0の20％になるときのｘ(時間)を寿命と設定する。
以上のような方法を用いて、
ランプAの推定寿命：LT_A
ランプBの推定寿命：LT_B
が算出される。ここで、寿命計算として近似関数を用いたが、それに限ったことではない。また,初期状態より光量値20％の光量減衰を寿命として記載したが、それに限ったことではない。
ランプAの推定寿命：LT_A
ランプBの推定寿命：LT_B
が算出される。ここで、寿命計算として近似関数を用いたが、それに限ったことではない。また,初期状態より光量値20％の光量減衰を寿命として記載したが、それに限ったことではない。
[STEP 3]
◇[STEP2]で算出された各ランプの推定寿命を比較し、その結果に応じて点灯するランプを決定する。推定寿命の長い方のランプを点灯させる。
LT_A ＞ LT_Bのとき
ランプBよりもランプAの方が推定寿命が長い場合には、ランプAを点灯させる。
LT_A ＜ LT_Bのとき
ランプAよりもランプBの方が推定寿命が長い場合には、ランプBを点灯させる。
◇[STEP2]で算出された各ランプの推定寿命を比較し、その結果に応じて点灯するランプを決定する。推定寿命の長い方のランプを点灯させる。
LT_A ＞ LT_Bのとき
ランプBよりもランプAの方が推定寿命が長い場合には、ランプAを点灯させる。
LT_A ＜ LT_Bのとき
ランプAよりもランプBの方が推定寿命が長い場合には、ランプBを点灯させる。
[STEP 4a]
ランプＡの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサAの光量を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
つまり、メモリ２３には常に最近の数回分(α回とする)の光量データが格納されている。
光量履歴管理２０２で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
ランプＡの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサAの光量を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
つまり、メモリ２３には常に最近の数回分(α回とする)の光量データが格納されている。
光量履歴管理２０２で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
[STEP 4b]
ランプＢの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサBの光量を取得する。
光センサBの光量：L_B[m]
(ここでmは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
ランプＢの点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサBの光量を取得する。
光センサBの光量：L_B[m]
(ここでmは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
以上のように、本実施例では「長寿命モード」が選択されている場合には、各ランプの明るさを随時センシングして推定寿命を算出することで、１灯点灯モードのときに点灯させるランプを、推定寿命の長い方のランプを点灯する制御を行う。
[STEP 5]
このステップは、「シネマモード」のような明るさを必要としないモード（明るさ非優先モード）が選択されているときの処理である。
◇メモリ２３に格納してある過去の光センサ光量データから、最新の各ランプの光量データ（絶対光量）
光センサAの光量データ：L_A[n]
光センサBの光量データ：L_B[m]
を読み出す。
◇上記光量を比較し、その結果暗い方のランプがどちらであるかを判定する。
L_A[n] ＜ L_B[m]のとき
ランプBよりもランプAの方が暗い場合は、[STEP 6a]へ移行する。
L_A[n] ＞ L_B[m]のとき
ランプAよりもランプBの方が暗い場合は、[STEP 6b]へ移行する。
このステップは、「シネマモード」のような明るさを必要としないモード（明るさ非優先モード）が選択されているときの処理である。
◇メモリ２３に格納してある過去の光センサ光量データから、最新の各ランプの光量データ（絶対光量）
光センサAの光量データ：L_A[n]
光センサBの光量データ：L_B[m]
を読み出す。
◇上記光量を比較し、その結果暗い方のランプがどちらであるかを判定する。
L_A[n] ＜ L_B[m]のとき
ランプBよりもランプAの方が暗い場合は、[STEP 6a]へ移行する。
L_A[n] ＞ L_B[m]のとき
ランプAよりもランプBの方が暗い場合は、[STEP 6b]へ移行する。
[STEP 6a]
このステップでは、点灯させるランプの選択、および信号処理へのゲイン設定を行う。
基本的には暗い方のランプを点灯させるが、ある閾値以下であった場合(あまりにも暗すぎる場合)には明るい方のランプを点灯させる。その際、光量が明るくなった分、信号処理でゲインを落とすことにより、点灯するランプの違いによって投影映像の明るさが異ならないようにする。
◇暗い方と判定されたランプAの明るさがある閾値(LTH)以上かどうかを判定する。
L_A[n] ＞ LTHのとき
ランプAの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも明るいとき、
[STEP 7a](ランプA点灯処理)へ移行する。
L_A[n] ＜ LTHのとき
ランプAの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも暗いとき、
下記のゲイン計算を行い、映像信号処理部１０に対して設定する。
ゲイン＝LTH÷L_B
[STEP 7b](ランプB点灯処理)へ移行する。
このステップでは、点灯させるランプの選択、および信号処理へのゲイン設定を行う。
基本的には暗い方のランプを点灯させるが、ある閾値以下であった場合(あまりにも暗すぎる場合)には明るい方のランプを点灯させる。その際、光量が明るくなった分、信号処理でゲインを落とすことにより、点灯するランプの違いによって投影映像の明るさが異ならないようにする。
◇暗い方と判定されたランプAの明るさがある閾値(LTH)以上かどうかを判定する。
L_A[n] ＞ LTHのとき
ランプAの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも明るいとき、
[STEP 7a](ランプA点灯処理)へ移行する。
L_A[n] ＜ LTHのとき
ランプAの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも暗いとき、
下記のゲイン計算を行い、映像信号処理部１０に対して設定する。
ゲイン＝LTH÷L_B
[STEP 7b](ランプB点灯処理)へ移行する。
[STEP 6b]
◇暗い方と判定されたランプBの明るさがある閾値(LTH)以上かどうかを判定する。
L_B[n] ＞ LTHのとき
ランプBの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも明るいとき、
[STEP 7b](ランプB点灯処理)へ移行する。
L_B[n] ＜ LTHのとき
ランプBの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも暗いとき、
下記のゲイン計算を行い、映像信号処理部１０に対して設定する。
ゲイン＝LTH÷L_A
[STEP 7a](ランプA点灯処理)へ移行する。
ここで閾値(LTH)は、あらかじめ映像モードの使用環境を考慮し、固定値として所有しておく。
◇暗い方と判定されたランプBの明るさがある閾値(LTH)以上かどうかを判定する。
L_B[n] ＞ LTHのとき
ランプBの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも明るいとき、
[STEP 7b](ランプB点灯処理)へ移行する。
L_B[n] ＜ LTHのとき
ランプBの明るさが、所定の明るさ閾値(LTH)よりも暗いとき、
下記のゲイン計算を行い、映像信号処理部１０に対して設定する。
ゲイン＝LTH÷L_A
[STEP 7a](ランプA点灯処理)へ移行する。
ここで閾値(LTH)は、あらかじめ映像モードの使用環境を考慮し、固定値として所有しておく。
[STEP 7a]
◇ランプAを点灯制御する。
点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサAの光量を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
◇ランプAを点灯制御する。
点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサAの光量を取得する。
光センサAの光量：L_A[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
[STEP 7b]
◇ランプBを点灯制御する。
点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサBの光量を取得する。
光センサBの光量：L_B[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
◇ランプBを点灯制御する。
点灯後、一定時間(t0)経過するまで待つ(光量安定するまで待つ)
もし一定時間(t0)経過した場合、光センサBの光量を取得する。
光センサBの光量：L_B[n]
(ここでｎは測定時の回数を示す。)
光量履歴管理２０で取得した光量データは、メモリ２３に格納する。このときメモリ２３に格納してある一番古いデータは消去される。
光量履歴管理２０で光量データの取得及びメモリ２３に光量データを格納後、ランプ点灯モード変更命令待ち、もしくはランプ点灯開始命令待ちになる。[STEP0]へ移行する。
以上のように、実施例２では、「シネマモード」のような明るさを必要としない投射モード時においては、暗い方のランプを点灯させる。但し、暗すぎる場合には、明るい方のランプを点灯させ、且つ信号処理のゲイン設定を行うことで、点灯するランプの違いによって投影映像の明るさが異ならないような処理を行う。
以上の各実施例によれば、状況に応じてランプを効率よく使用することで、ランプの長寿命化を容易に実現することができる。
１０：映像信号処理回路、１１：パネル駆動回路、１３、１６：ランプ駆動回路、１４、１７：高圧水銀ランプなどの光源、１５、１８：光センサ、１２：液晶などの表示パネル、１９、３０：ランプ点灯制御ブロック、２０：光量履歴管理ブロック、２１、３０：ランプ点灯制御ブロック、２３：メモリなどの記憶手段
Claims (6)
- 複数の光源と、前記複数の光源のうち１灯もしくは複数灯の光源を点灯させたときの光束で照明された画像を投射する画像投射装置において、
前記複数の光源を各々駆動する光源点灯制御手段を備えており、
該光源点灯制御手段が、
前記複数の光源から放射される光量を計測する光源光量計測手段と、
前記光源光量計測手段の計測履歴を記憶する記憶手段と、
を有しており、
前記光源点灯制御手段が、前記記憶手段の計測履歴からの信号に基づいて、前記複数の光源のうち一部を選択して点灯させることを特徴とする画像投射装置。 - 前記光源点灯制御手段が、前記複数の光源から放射される光量の履歴管理を行う光源光量管理手段を備えており、
前記光源光量管理手段は、前記光源光量計測手段で計測した前記複数の光源から放射される光量よりそれぞれの光源の光量減衰量を求めて前記複数の光源の管理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。 - 前記光源点灯制御手段は、前記光源光量管理手段で求めた光源の光量減衰率の小さな光源を他の光源より優先的に点灯制御することを特徴とする請求項２に記載の画像投射装置。
- 前記画像を投射するときの投射モードの設定又は選択をする投射モード設定手段を備え、
前記光源点灯制御手段が、前記計測履歴と前記投射モード設定手段からの情報に基づいて、前記複数の光源のうち一部を選択して点灯させることを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。 - 前記光源光量管理手段は、前記光源光量計測手段で計測した前記複数の光源から放射される光量よりそれぞれの光源の光量減衰量を求めて又は前記複数の光源から放射される光量よりそれぞれの光源の絶対光量を求めて前記複数の光源の管理を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像投射装置。
- 前記投射モード設定手段には、前記光源から放射される光束による明るさを長期間持続させることを目的とする寿命優先モードと、明るさを長期間持続させることよりも他の項目を優先する明るさ非優先モードとを含み、前記光源選択点灯制御手段は、前記投射モード設定手段により寿命優先モードが選択されたときには、前記光源光量管理手段で求めた光源の光量減衰率の小さな光源を他の光源よりも優先的に点灯制御を行い、前記投射モード設定手段により明るさ非優先モードが選択されたときには、前記光源光量管理手段で求めた絶対光量の少ない方の光源を優先的に点灯制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の画像投射装置。
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-
2010
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