JP4433320B2

JP4433320B2 - プロジェクタおよびその制御方法

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Inventors: 俊行白須; 大蔵岡; 広泰守川
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Description

本発明は、プロジェクタおよびその制御方法に関し、特に、ランプから光を出射する場合に用いて好適なプロジェクタおよびその制御方法に関する。

近年、映像表示技術の発展に伴い、いわゆるデジタルシネマの分野に適用可能なプロジェクタ、すなわち、映画館における映画の上映の用途で使用可能なプロジェクタが登場してきている（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−２６０４２３号公報

従来のプロジェクタにおいては、いわゆるフリッカ現象（画面のチラツキ）が発生すると、ランプの交換を行うか、またはランプ入力を上げながら輝度が設定値を上回るように使用していたが、フリッカ現象が起こったときの低入力駆動時におけるランプの寿命が十分に確保できていないという問題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、低入力駆動時に発生するフリッカを抑制し、低入力駆動時に十分なランプ寿命を確保できるようにするものである。

本発明の一側面のプロジェクタは、映像をスクリーンに投射するプロジェクタにおいて、光を出射するランプと、前記ランプからの光を反射して集光させる楕円反射鏡と、前記楕円反射鏡によって集光された反射光の光量を検出するセンサと、前記ランプに電力を供給して駆動するランプ電源と、前記センサによって検出された前記光量の変動値が所定の閾値を下回るまで、前記ランプ電源から前記ランプに供給される電力を順次増加させる制御回路と、前記スクリーンに表示される前記映像のアスペクト比が変わったとき、前記映像の輝度を一定に保つために必要となる前記光量に応じて、前記ランプの輝点が前記楕円反射鏡の第一焦点からずれるように、前記ランプの前記楕円反射鏡に対する相対的な位置を調整して、前記ランプからの光の利用効率を低減させる位置調整機構とを備える。

前記ランプ電源から前記ランプに供給される電力が最大値となる場合に、前記変動値が前記閾値を上回ったとき、前記ランプの交換を促す警報を表示する表示部をさらに設けることができる。

前記閾値は、あらかじめ定められた規格値であるようにすることができる。

前記位置調整機構には、前記ランプの輝点を前記楕円反射鏡の光軸上またはその光軸上とは異なる方向に移動させることができる。

本発明の一側面の制御方法は、上述した本発明の一側面のプロジェクタに係る制御回路の制御方法に対応する方法である。

本発明の一側面のプロジェクタおよびその制御方法においては、映像をスクリーンに投射するプロジェクタであって、光を出射するランプと、ランプからの光を反射して集光させる楕円反射鏡と、楕円反射鏡によって集光された反射光の光量を検出するセンサと、ランプに電力を供給して駆動するランプ電源と、ランプ電源を制御する制御回路とを備えているプロジェクタにおいて、次のような処理が実行される。すなわち、センサによって検出された光量の変動値が所定の閾値を下回るまで、ランプ電源からランプに供給される電力が順次増加され、スクリーンに表示される映像のアスペクト比が変わったとき、映像の輝度を一定に保つために必要となる光量に応じて、ランプの輝点が楕円反射鏡の第一焦点からずれるように、ランプの楕円反射鏡に対する相対的な位置が調整され、ランプからの光の利用効率が低減される。

以上のように、本発明の一側面によれば、ランプの寿命を延ばすことができる。特に、本発明の一側面によれば、フリッカ現象発生時の低入力駆動におけるランプ寿命を十分に確保し、ランプの寿命を延ばすことができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明が適用される情報処理システムであって、デジタルシネマの分野に適用された場合の情報処理システムの構成例を示している。

図１の例の情報処理システムは、映画館１１Ａ乃至１１Ｎに設置される各種装置（詳細については後述する）と、メンテナンスサーバ１２とが、インターネット等の所定のネットワーク１３を介して相互に接続されて構成されている。ここに、メンテナンスサーバ１２とは、例えば、各映画館１１Ａ乃至１１Ｎに設置される各種装置のメンテナンスを役務（サービス）として提供している者の用に供する装置をいう。

映画館１１Ａには、複数の映画を並行して上映できるように、複数の上映場２２ａ乃至２２ｎが存在する。これらの複数の上映場２２ａ乃至２２ｎの統括管理を行うべく、Theater Management装置２１（以下、TM装置２１と称する）が映画館１１Ａに設置されている。

上映場２２ａには、Screen Management装置３１ａ（以下、SM装置３１ａと称する）、素材サーバ３２ａ、プロジェクタ３３ａ、およびスクリーン３４ａが設けられている。

同様に、上映場２２ｎには、SM装置３１ｎ乃至スクリーン３４ｎが設けられている。その他図示せぬ各上映場２２ｋ（ｋは、任意の小文字のアルファベット）にも、SM装置３１ｋ乃至スクリーン３４ｋがそれぞれ設けられている。

なお、以下、上映場２２ａ乃至２２ｎを、個々に区別する必要がない場合、それらをまとめて上映場２２と単に称する。また、以下、上映場２２ｋを単に上映場２２と称している場合には、SM装置３１ｋ乃至スクリーン３４ｋのそれぞれも、SM装置３１乃至スクリーン３４のそれぞれと称する。

SM装置３１は、上映場２２の統括管理を行う装置であって、上映場２２内の他の装置、すなわち、素材サーバ３２やプロジェクタ３３等を制御する。また、SM装置３１は、TM装置２１と通信を行い、各種情報を適宜授受する。

素材サーバ３２は、上映場２２にて上映する映画（素材）のデジタルデータをプロジェクタ３３に提供する。

プロジェクタ３３は、素材サーバ３２から提供されたデジタルデータに対応する映像をスクリーン３４に投射する。これにより、映画がスクリーン３４において上映される。

その他の映画館１１Ｂ乃至１１Ｎにも、図示はしないが同様に、１以上の上映場２２が存在し、各上映場２２にはそれぞれ、SM装置３１乃至スクリーン３４が設けられている。

ここで、図１の情報処理システムは上述したようにデジタルシネマの分野に適用されている。かかるデジタルシネマの分野では、DCI（Digital Cinema Initiatives）と称される団体により、DCI Specと称される規格が規定されている。その規格によれば、参照されるべき映像パラメータとして、「白ピーク輝度はスクリーン中心で、48cd/ｍ²（14ft-L）であること」と明記されている。14ft-L = 48cd/ｍ²、とあるので、大体1ｍ²当たりろうそく48本分の明るさがスクリーン３４の中心で必要であるということになる。換言すると、スクリーン３４に投影される映像の輝度（照度）は、常に一定に保つ必要がある。

一方、スクリーン３４のサイズは、上映場２２の容積等に応じて多種多様な種類が存在する。

従って、プロジェクタ３３の光源としては、投射対象のスクリーン３４のサイズに応じて、DCI Specを満たすことができる最適なランプ、例えばキセノン（Xenon）等のランプをそれぞれ採用する必要がある。

また、映画の画角についても、例えば、スコープ（scope）、ビスタ（Vista）といったアスペクト比が異なる種類が存在する。従って、同一の上映場２２において、すなわち、同一のスクリーン３４において、これらの多種多様な画角のうちの所定の１つから別の１つへの切り替えが必要になる場合がある。このような場合には、プロジェクタ３３のレンズのズーム倍率を変化させる必要がある。この変化にあわせて、上述したようにスクリーン３４上の映像の輝度（照度）を一定に保つべく、ランプのパワー（入力ワット）を変更する必要があり、その結果、そのランプの光量ゲインを一定量に確保する必要がある。

図２に示すように、ビスタサイズは、通常、縦横比が1：1.66程度の横長の画面サイズ（図２の例では1：1.85の画面サイズ）のことをいい、代表的なものとしては、1：1.66のビスタサイズ（ヨーロッパ規格）や1：1.85のビスタサイズ（アメリカ規格）等がある。また、スコープサイズは、通常、縦横比が1：2以上の横長の画面サイズ（図２の例では1：2.39の画面サイズ）のことをいい、代表的なものとしては、1：2.35のシネマスコープサイズ（登録商標）等がある。

図２に示すように、例えば、ビスタサイズの縦方向と横方向に1.26倍したサイズが、スコープサイズとなるので、スコープサイズは、ビスタサイズの1.6倍（≒1.26×1.26）の大きさとなる。従って、ビスタサイズとスコープサイズとの切り替えにおいては、ランプパワーを1.6倍にすることで、単位面積当たりの輝度が一定になる。例えば、ビスタサイズにおけるランプパワーが50％である場合には、スコープサイズでは、その1.6倍の80％のランプパワーが必要となる。なお、図２に示すように、スコープサイズでは、上下の斜線部分は見えないようにしているが、ランプ側から考えると、その斜線部分を含めたパワーを必要とする。

また、上述したようにスクリーン３４上の映像の輝度（照度）を一定に保つ必要があるため、入力定格としての最小ワットや最大ワット等（以下、かかる入力定格をランプサイズとも称する）がその変更に対応可能なランプを採用する必要があるとともに、そのランプを駆動する側でも適切な設定を行う必要がある。すなわち、プロジェクタ３３は、多種多様なランプサイズのランプを搭載する可能性がある。

プロジェクタ３３に搭載されるランプは、例えば、図３に示すような３種類のランプがある。図３によると、ランプＡは、最小ワットとして2.1kW、最大ワットとして4.2kWの範囲内で駆動させられる。同様にまた、ランプＢは、最小ワットとして1.5kW、最大ワットとして3.0kWの範囲内で駆動させられ、ランプＣは、最小ワットとして1.0kW、最大ワットとして2.0kWの範囲内で駆動させられる。

すなわち、ランプは所定のランプハウス（例えば本実施の形態では図４のランプハウス５８）に装着されるため、その形状自体は機能確保上同一または類似となるが（例えば本実施の形態では図６の形状が採用されている）、ランプサイズについては明確な規定は存在せず、多種多様なランプサイズのランプが市場に流通する可能性がある。特に、図１の映画館１１Ａ乃至１１Ｎが遠隔地に点在するような場合には、各地域におけるランプ製造者（製造メーカ）のランプを採用することが多い。このような場合、各地域によって異なる種類のランプサイズのランプがそれぞれ市場に流通している可能性は一段と高くなっている。従って、映画館１１Ａ乃至１１Ｎにおいて、たとえ同一のサイズのスクリーン３４に映像を投影するプロジェクタ３３であっても、それに搭載させるランプとしては、ランプサイズの異なったランプがそれぞれ採用されることもある。

このように、デジタルシネマの分野におけるプロジェクタ用のランプにはその分野特有の事情が存在する。その結果、従来のプロジェクタを採用していた映画館では、次のような種々の問題が生じていた。

例えば、上述したように、スコープサイズとビスタサイズとを切り替えたとしても、スクリーン３４に投影される映像の輝度（照度）を常に一定に確保する必要がある。この場合に、輝度を一定に確保するためには、上述したように、例えばランプの光量ゲインを1.6に確保する必要がある。しかし、従来、ランプの入力ゲインは2.0（50％乃至100％）しかないため、低入力を常時使う必要があり、そのために低入力でも十分な寿命を確保しなければならないという問題があった。また、フリッカ現象は、低入力からはじまり、ランプのパワーを上げることで止まるという性質のものであり、例えば、50％の低入力から始まり、入力を60％に上げることで止めることができる。そのため、低入力を常時使用すると、フリッカ現象が起こり易くなる。つまり、ランプの光量ゲインを1.6に確保するために低入力が必要となり、それにより、低入力時のフリッカ現象の発生が問題となっていた。以下、このような問題を、フリッカ現象問題と称する。

また例えば、スクリーン３４上の映像の輝度（照度）を一定に保つために、ランプから出射される光の光量を調整する必要がでてくるが、光量調整の方法としては、光源の電力量を調整する方法がある。光源の電力量を調整する場合、一般的にその調整範囲は最大パワーからその半分程度まで、すなわち、光量の調整範囲の最大を100％，最小を0％とするとその調整範囲は、50％乃至100％となる。例えば、図３に示すようなランプにおける調整範囲は、ランプＡでは2.1kW乃至4.2kWの範囲、ランプＢは1.5kW乃至3.0kWの範囲、ランプＣは1.0kW乃至2.0kWの範囲となる。そのため、ランプＡは2.1kW以下、ランプＢは1.5kW以下、ランプＣは1.0kW以下の電力で光を出射できない、つまり、50％乃至100％の調整範囲から外れた範囲の電力に対応した明るさの光を出射することができないという問題があった。また、光源の電力量を調整する他にも、光学系に絞り機構を設け、絞りの開閉により光量を調整する方法も知られている。しかし、光学絞り機構を追加することで、光量の調整範囲は、理論的には0％乃至100％とすることが可能となるが、新たに光学絞り機構を取り付けることで、追加する部品によって、物理的な制約が発生するとともに、コストの上昇が余儀なくされてしまうという問題もでてくる。以下、このような問題を、ランプ調整範囲問題と称する。

そこで、本発明が適用される図１の情報処理システムおいては、上述した各種問題を解決可能なプロジェクタ３３が、各上映場２２に設置されているのである。すなわち、プロジェクタ３３とは、本発明が適用されるプロジェクタの一実施の形態である。かかるプロジェクタ３３の構成例が、図４に示されている。

プロジェクタ３３は、図４の例に示すように、CPU（Central Processing Unit）５１、メモリ５２、入出力部５３、I/O（Input/Output）部５４、モータドライブ５５、エンコーダ５６、モータ５７、ランプハウス５８、ランプ電源部５９、光量センサ６０、入出力インタフェース６１、通信部６２、およびドライブ６３を含むようにして構成される。

CPU５１は、メモリ５２に記録されているプログラム等に従って各種の処理を実行する。メモリ５２にはまた、CPU５１が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。

CPU５１にはまた、入出力部５３、I/O部５４、および入出力インタフェース６１が接続されている。

入出力部５３は、例えばタッチパネル等で構成され、ユーザ（オペレータ等）が各種操作を行うための入力部７１、および、その操作内容等を表示するためのディスプレイ等よりなる表示部７２を有している。

I/O部５４は、CPU５１と、モータドライブ５５、エンコーダ５６、ランプ電源部５９、または光量センサ６０との間で授受される各種情報を中継する。

ランプ８３を装着するランプハウス５８には、図中のＸＹＺ軸の３方向に移動自在の電動部８１が設けられており、この電動部８１の可動回転軸にモータ５７、および、光学的または磁気的に回転角度に応じたパルスを発生するエンコーダ５６が機械的に接続される。ランプハウス５８にはまた、電動部８１およびランプ８３の他に、光の拡散を抑え、遠方までランプ８３の光を照らしつけるための楕円反射鏡８２が設けられる。

CPU５１は、I/O部５４を介してモータドライブ５５を制御し、モータ５７を駆動させる。モータ５７が駆動すると、図中の３軸方向に電動部８１が移動し、ランプハウス５８に装着されているランプ８３も移動する。またこのとき、電動部８１の移動量に応じたパルス信号がエンコーダ５６によって生成され、そのパルス信号は、I/O部５４を介してCPU５１に読み取られる。これにより、CPU５１は、ランプ８３の位置に関する情報を取得することが可能となる。

光量センサ６０は、ランプ８３から出射される光の光量を測定できる位置に設けられ、その光量を検出する。CPU５１は、I/O部５４を介して光量センサ６０を制御し、光量センサ６０に測定された光量に関する情報を取得する。

ランプ電源部５９は、複数の種類のランプサイズのランプ８３を駆動可能な電源である。すなわち、ランプ電源部５９は、CPU５１からI/O部５４を介する制御に基づいて、ランプハウス５８に装着されたランプ８３に対して適切な駆動電力を提供する。

入出力インタフェース６１には、通信部６２とドライブ６３とが接続されている。通信部６２は、SM装置３１や素材サーバ３２（図１）を含む他の装置との間で行う通信を制御する。この場合の通信の形態は特に限定されず、有線であってもよいし無線であってもよい。また、直接接続による通信であってもよいし、インターネットを含むネットワークを介在する通信であってもよい。

また、通信部６２は、このような通信制御により外部からプログラムを取得し、メモリ５２に記憶させてもよい。

ドライブ６３は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等のリムーバブルメディア６４が装着されたとき、それらを駆動し、そこに記録されているプログラムやデータ等を取得する。取得されたプログラムやデータは、必要に応じてメモリ５２に転送され、記憶される。

ところで、図４のランプハウス５８の内部は、本実施の形態では、例えば図５に示されるような構成となる。

図５の例に示すように、光源となるランプ８３は、電動部８１と固定されるようにランプハウス５８に装着される。これにより、ランプ８３は、電動部８１が図中の矢印Ｘ₈₁，Ｙ₈₁，Ｚ₈₁で示す３方向に移動すると、その移動した方向に対応する図中のＸＹＺの３軸方向に移動する。

ランプ８３は、例えば本実施の形態では、図６に示される形状を有している。すなわち、本実施の形態では、プロジェクタ３３にランプ８３として搭載される可能性（交換可能性）があるランプは、何れも図６の形状と同一形状を有している。ただし、かかるランプは、多種多様のランプサイズを有し得る。また、ランプ８３の形状は、図６の例は例示に過ぎず、ランプハウス５８に装着可能な形状であれば特に限定されない。すなわち、本実施の形態のランプハウス５８がたまたま、図６の形状のランプ８３を搭載可能な構造を有しているのである。

図５に戻り、楕円反射鏡８２は、例えば、ランプ８３からの光の進行方向を変える楕円面の反射面を有する楕円反射鏡または楕円鏡であって、図中に示すような楕円Ａの長軸上の焦点Ｂ（第一焦点）にあるランプ８３（の輝点）からの光を、その長軸上の焦点Ｃ（第二焦点）に集光させる。

図７は、図５に示している楕円Ａの詳細を説明する図である。つまり、図７は、光源であるランプ８３の位置に対する、楕円反射鏡８２による光の反射の様子を示す図である。

図７の例においては、図中の直線で示すように、焦点Ｂから出た光は焦点Ｃに集光する。また、図中の間隔の短いほうの点線で示すように、点Ｅの位置から出た光は点Ｇに集光し、図中間隔の長いほうの直線で示すように、点Ｆの位置から出た光は点Ｈに集光する。

すなわち、光源（ランプ８３の輝点）の位置が焦点Ｂにあるとき、焦点Ｃで集光すると最大輝度が得られるように（最大輝度に近づけるように）設計されていたとすると、ランプ８３の輝点の位置を図中のＺ方向に、「＋」または「−」に移動させることで、集光位置が変わり、最大輝度が得られる焦点Ｃからずれるので、光の利用効率が低下することになる。具体的には、例えば、焦点Ｂにあるランプ８３の輝点の位置を図中のＺ方向に「＋」に移動させて、ランプ８３の輝点の位置を点Ｅとしたとき、点Ｅから出た光は点Ｇに集光するので、ランプ８３から出射された光の利用効率は低下する。同様にしてまた、焦点Ｂにあるランプ８３の輝点の位置を、点Ｆまで、「−」のＺ方向に移動させたとき、点Ｆから出た光は点Ｈに集光するので、同様にランプ８３から出射された光の利用効率は低下する。

つまり、意図的に集光位置を、最大輝度の得られる位置からずらすことで、同様にランプ８３から出射された光の利用効率を下げることが可能となる。これにより、例えば、上述した、図３において、50％乃至100％の調整範囲から外れた範囲であっても、ランプ８３の位置をずらして、光の利用効率を意図的に低下させることで、その範囲外の電力に応じた明るさの光を出射することが可能となる。具体的には、図３の例では、ランプＡにおける2.1kW以下、ランプＢにおける1.5kW以下、ランプＣにおける1.0kW以下の電力に応じた明るさの光を出射することが可能となる。

なお、上述した例では、光源であるランプ８３（の輝点）の位置をＺ方向に移動させる例について説明したが、もちろん、ランプ８３（の輝点）の位置をＸ方向やＹ方向、ＸＺ方向、ＸＹ方向等に移動させても明るさを変えることは可能である。要は、光源からの集光位置を、最大輝度が得られる焦点Ｃからずらすことができればよいのであって、その光源の移動方向は任意である。

図８は、ランプ８３を、ＸＹＺ軸の３方向のそれぞれに移動させたときの、ランプ８３のランプ移動量と相対照度の関係を示すグラフである。

図８においては、横軸はランプ８３の移動量を示し、縦軸はＸＹＺの各軸方向に移動させたときの相対的な照度を示す。つまり、ＸＹＺの各軸方向のランプ移動量が同じである場合には相対照度の値の高い軸ほど、光の利用効率が高いことを示している。また、図８では、ランプ８３（の輝点）をＸＹＺ軸の３方向に移動させたときの相対照度の値を示すグラフにおいて、Ｘ方向に移動させたときのグラフを曲線ｘ、Ｙ方向に移動させたときのグラフを曲線ｙ、Ｚ方向に移動させたときのグラフを曲線ｚと表現している。

図８においては、中心の縦線の位置は、ランプ移動量が０、すなわち、最大輝度が得られる焦点Ｃに光を集光できる焦点Ｂである。従って、そのとき、ランプ８３から出射された光の利用効率は最も高くなるので、相対照度は、曲線ｘ乃至ｚのいずれにおいても最大値となる。

図８において、ランプ移動量が増加すると（ランプ８３の位置が焦点Ｂから離れると）、相対照度は徐々に低下するが、曲線ｘは、曲線ｚよりもなだらかな曲線となり、曲線ｙは、曲線ｘよりもなだらかな曲線となる。

すなわち、同じランプ移動量で考えたとき、曲線ｙ,曲線ｘ，曲線ｚの順に相対照度が高くなるので、ランプ８３は、例えば、Ｚ方向に移動することで、Ｘ方向とＹ方向に同じランプ移動量だけ移動したときと比べて、より照度を低下させることが可能となる。つまり、ランプ８３は、ＸＹＺ軸の３方向のうちのＺ方向に移動することで、移動量に対して最も効率よく光の利用効率を低下させることになる。

以上のように、本実施の形態では、光学系に絞り機構等の追加部品を設けずに、単に、ランプ８３をＸＹＺ軸の３方向のいずれかに移動させるだけで、光量の調整範囲を広げることが可能となる。これにより、新たに光学絞り機構を取り付けるときの追加部品等による物理的な制約から解放されるとともに、コストの上昇を最低限に抑えることができる。また、ランプ８３をＸＹＺ軸の３方向に動かす機能を有する既存の機構を利用することが可能なので、極めて簡単にこれらの機能を実現することができる。

なお、本実施の形態においては、ランプ８３をＸＹＺ軸の３方向のうちのいずれかの方向に、どれだけ移動させるかは、光の利用効率をどれだけ低下させるかによって決定される。

ところで、ランプ８３から出射される光は、図９に示すように、楕円反射鏡８２により反射され、その光を均一にする照明系ユニット９２を介して、素材サーバ３２からの上映する映画（素材）のデジタルデータに基づいた光の変調を行う液晶ライトバルブ９３に出射される。そして、液晶ライトバルブ９３に光を出射することにより得られた映像光は、投影レンズ９４を介してスクリーン３４に投射される。これにより、プロジェクタ３３によって、素材サーバ３２から提供されたデジタルデータに対応する映像が、スクリーン３４に投射される。これにより、映画がスクリーン３４において上映される。

図９では、ランプ位置調整機構９１は、例えば、図４のCPU５１、I/O部５４、モータドライブ５５、エンコーダ５６、およびモータ５７等から構成され、ランプ８３の位置を調整する。具体的には、ランプ位置調整機構９１は、光源であるランプ８３の輝点を、楕円反射鏡８２の第一焦点（例えば図５の焦点Ｂ）からずらして、液晶ライトバルブ９３の有効光量を減らすように（例えば図５の焦点Ｃからずれるように）、ランプ８３の位置を図中ＸＹＺ軸の３方向に移動させる。言い換えれば、ランプ位置調整機構９１は、ランプ８３の輝点を楕円反射鏡８２の光軸上か、または楕円反射鏡８２の光軸上とは異なる方向に移動させるとも言える。

液晶ライトバルブ９３は、ライトバルブ方式のプロジェクタに用いられる固定画素の液晶ライトバルブ等の映像表示デバイスである。この映像表示デバイスとしては、液晶ライトバルブ等の反射型液晶パネルの他に、例えば、反射型のミラーデバイス（例えばDMD（Digital Mirror Device））等、ランプ８３から出射された光によって、素材サーバ３２からのデジタルデータに対応する映像を表示可能なデバイスを用いることが可能である。

液晶ライトバルブ９３は、素材サーバ３２からのデジタルデータに基づいた変調によって、楕円反射鏡８２により反射されたランプ８３からの光（反射光）を映像光に変換する。

投影レンズ９４は、液晶ライトバルブ９３からの映像光をスクリーン３４に投影するレンズであり、スクリーン３４と液晶ライトバルブ９３との間に設けられる。液晶ライトバルブ９３からの映像光は、投影レンズ９４によって、スクリーン３４に拡大出射される。

なお、投影レンズ９４は、例えば１枚以上のズーム機能を有するレンズ群として構成される。その場合、投影レンズ９４の位置を変えることで、映像光に対応する映像のスクリーン３４上での大きさを変えることができるが、このズームを変えることで光量が変化し、スクリーン３４上の映像の輝度が明るくなり過ぎることがある。この映像の輝度が明るくなりすぎるのを、ランプ８３の位置を調整して光の利用効率を低下させることで防止できる。

また、本実施の形態では、楕円面の反射面を有する楕円反射鏡８２について説明するが、この楕円反射鏡８２の代わりに、放物面の反射面を有する放物面鏡を用いることもできる。この場合、放物面鏡では反射光が平行光となる為、Ｚ方向への移動では輝度変化を得ることができないので、Ｘ方向またはＹ方向に移動することで、楕円反射鏡８２の場合と同様の効果を得ることが可能となる。

さらにまた、図示はしていないが、楕円反射鏡８２と向き合う位置に、球面鏡を設けるようにしてもよい。つまり、この球面鏡を設けて、溢れた光を集めることにより、ランプ８３の光の出射の効率を上げることができる。

次に、図１０のフローチャートを参照して、かかる構成のプロジェクタ３３が実行する処理のうちの、キャリブレーションモード実施時に行われる、低入力時のフリッカ現象が発生した際に実行する処理（以下、フリッカ検出処理と称する）の一例について説明する。

なお、プロジェクタ３３においては、ランプ入力は通常50%乃至100％に設定されているが、CPU５１は、例えば、キャリブレーションモードが実施された場合、図１０のフリッカ検出処理を実行する。

ステップＳ１１において、CPU５１は、I/O部５４を介してランプ電源５９を制御して、例えば50％に電力下限値を設定する。例えば、この50%等の設定された電力下限値の情報はメモリ５２に記憶される。これにより、ランプハウス５８に装着されたランプ８３は、ランプ電源部５９から供給される50％の駆動電力で点灯する。

CPU５１は、ステップＳ１２において、設定されている電力下限値が100％未満となるか否かを判定し、電力下限値が100％であると判定した場合、ステップＳ１３において、ランプ交換のアラーム（警報）を表示部７２に表示させて、フリッカ検出処理は終了する。

すなわち、電力下限値が100％である判定された場合、これ以上電力下限値を上げることができず、さらに、フリッカ現象を抑えることができないので、ランプ８３の交換を促すアラームを表示部７２に表示して、ユーザにランプ８３を交換させる。

このように、フリッカ現象はランプ交換の重要な目安であり、電力下限値が100％に設定されているときに、フリッカ現象が検出されると、ランプ交換を促すアラームを出力するので、ユーザに対して適切なランプ交換時期を通知し、過度の使用によるランプの破裂故障を未然に防ぐことが可能となる。

一方、ステップＳ１２において、電力下限値が100％未満であると判定された場合、ステップＳ１４において、CPU５１は、例えばカウンタＮに１を設定し、Ｎを初期化する。

CPU５１は、ステップＳ１５において、I/O部５４を介して光量センサ６０により測定された光量センサ値を読み込み、ステップＳ１６において、読み込んだ光量センサ値に対応するデータを積算する。

ステップＳ１７において、CPU５１は、Ｎの値が10回等の所定の回数を上回るか否かを判定する。CPU５１は、ステップＳ１７において、Ｎの値が10を下回っていると判定された場合、ステップＳ１８において、Ｎの値を１インクリメントし、処理はステップＳ１５に戻る。

そして、処理は、ステップＳ１７において、Ｎの値が10を上回るまで、ステップＳ１５乃至ステップＳ１８の処理が繰り返される。すなわち、Ｎの値が所定の回数である10を上回るまで、ステップＳ１５乃至ステップＳ１８の処理が一定間隔で10回繰り返されるので、ステップＳ１６の処理によって、積算値は10個求められる。

積算値が10個等、所定の個数求められると、ステップＳ１９において、CPU５１は、それらの積算値に基づいて、変動値を計算する。この変動値は、例えば、式（１）により計算される。

変動値＝（積算値の最大値−積算値の最小値） / 積算値の平均値・・・（１）

すなわち、式（１）においては、例えば、10個の積算値のなかから、最大と最小の積算値が選択されるとともに、それら10個の積算値の平均値が算出され、さらに、選択された最大と最小の積算値の差分を、算出した平均値で割ることで、変動値が算出される。

ステップＳ２０において、CPU５１は、計算された変動値が、あらかじめ定められた規格値を下回るか否かを判定する。

ここで、規格値とは、例えば、プロジェクタ３３を製造するメーカ等によって、あらかじめ定められる値である。すなわち、その規格によれば、フリッカが発生していると判定するための基準（閾値）が定められており、計算された変動値がその基準を上回る場合、フリッカ現象が発生しているということになる。

ステップＳ２０において、変動値が規格値を上回ると判定された場合、CPU５１は、ステップＳ２１において、電力下限値を10％増加させ、ステップＳ２２において、例えば１分等の所定の時間が経過したか判定し、所定の時間が経過するまで判定の処理が繰り返される。

すなわち、変動値が規格値を上回ると判定された場合、フリッカ現象が起こっており、上述したように、フリッカ現象は、ランプ８３のパワーを上げることで止まる性質があるので、電力下限値を、50％から60％にして、ランプ８３のパワーを10％上げる。

ステップＳ２２において、１分等の所定の時間が経過したと判定された場合、ステップＳ１２に戻り、上述した処理が繰り返される。

そして、処理は、ステップＳ２０において、変動値が規格値を下回ると判定されるまで、ステップＳ１２乃至Ｓ２２の処理が繰り返される。すなわち、60％，70％，80％，90％のように電力下限値を10％ずつ増加しながら点灯するランプ８３から出射された光の光量の変動値が順次計算され、その計算された変動値と規格値との比較が順次行われる。

ステップＳ２０において、変動値が規格値を下回ると判定された場合、CPU５１は、その変動値が規格値を下回ったときの電力下限値、例えば、90％に電力下限値を設定し、フリッカ検出処理は終了する。

以上のように、低入力駆動時に発生するフリッカ現象を検出したとき、電力下限値（ランプ入力値）をフリッカ現象が消えるまでパワーアップすることによって、低入力駆動時に発生するフリッカを抑制し、低入力駆動時に十分なランプ寿命を確保することができる。すなわち、フリッカ現象問題を解決できるようになる。

また、低入力駆動時のフリッカ寿命を延ばすことは、実質的にランプ寿命の延命になるという効果も有する。さらにまた、フリッカはランプ交換の重要な目安となり、100％入力でフリッカ検出時にランプ交換を促すアラーム（警告）を出すことは、過度の使い過ぎによるランプ破裂防止の観点で重要である。

次に、図１１のフローチャートを参照して、かかる構成のプロジェクタ３３が実行する処理のうちの、ランプ８３から出射される光の光量の調整範囲を広げる際に行われる、ランプ８３を移動させる処理（以下、ランプ位置調整処理）の一例について説明する。

上述したように、上映場２２のスクリーン３４に投射される映像のサイズが、スコープサイズからビスタサイズに切り替えられたとき、２種類の画角における、スクリーン３４に投影される映像の輝度を一定に保つように規定されており、それを実現するためにはランプ８３の光量ゲインを1.6に確保する必要がある。CPU５１は、例えば、図１０のフリッカ検出処理終了後、ビスタサイズに切り替えられたスクリーン３４に投影される映像の輝度を所望の値に保つ必要がある場合、図１１のランプ位置調整処理を実行する。

ステップＳ３１において、CPU５１は、I/O部５４を介して光量センサ６０により測定された光量センサ値を読み込み、ランプ８３から出射される光が明るすぎるか否かを判定する。具体的には、CPU５１は、例えば、ビスタサイズに切り替えられたスクリーン３４に出射される光の光量を検出する光量センサ６０からの光量センサ値が、ビスタサイズに必要とされる値を上回っているか否かを判定することで、ランプ８３からの光が明るすぎるか否かを判定する。

ステップＳ３１において、ランプ８３から出射される光が明るすぎない、すなわち、所望の明るさであると判定された場合、ランプ８３の位置を調整する必要はないので、ステップＳ３２乃至３５の処理をスキップし、ランプ位置調整処理は終了する。

一方、ステップＳ３１において、ランプ８３から出射される光が明るすぎると判定された場合、ステップＳ３２において、CPU５１は、ランプ８３の位置が移動可能となる位置であるリミットの範囲内であるか否かを判定する。ステップＳ３２において、ランプ８３の位置がリミットの範囲外であると判定された場合、ランプ８３をこれ以上移動させることができないので、ランプ位置調整処理は終了する。

一方、ステップＳ３２において、ランプ８３の位置がリミットの範囲内であると判定された場合、ランプ８３を移動させることが可能であるので、ステップＳ３３において、CPU５１は、I/O部５４を介して、光量センサ６０から光量センサ値、エンコーダ５６から位置データを取得する。

ステップＳ３４において、CPU５１は、取得した光量センサ値および位置データに基づいて、I/O部５４およびモータドライブ５５を介して、モータ５７に電動部８１を駆動させることで、ランプ８３をＸＹＺ軸の３方向のいずれかに移動させる。

なお、このランプ８３の位置をシフトして調整する方法であるが、例えば、シフトさせる位置の最適値はエンコーダ５６に認識され、画角が切り替えられる度に、その認識された最適値に基づいてランプ８３の位置を切り替えることにより、スクリーン３４に投影される映像の輝度を一定に保つことができる。

また、本実施の形態では、電動部８１は、入力100％のままで、ランプ８３の位置移動だけで、ランプゲイン1.6を実現できる可動量を有している。

ステップＳ３５において、CPU５１は、ランプ８３の位置移動後の光量センサ６０からの光量センサ値に基づいて、ランプ８３から出射される光の光量が、所望の輝度以下となるかを判定する。ステップＳ３５において、例えば、ビスタサイズに必要とされる値をまだ上回っており、所望の輝度以上であると判定された場合、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３５において、所望の輝度以下であると判定されるまで、上述した、ステップＳ３２乃至３５の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ３５において、所望の輝度以下であると判定された場合、例えば、ビスタサイズに必要とされる値を下回り、スクリーン３４に投影される映像の輝度を一定に保つことができるので、ランプ位置調整処理は終了する。

以上のように、光学系に絞り機構等の追加部品を設けずに、ランプ８３をＸＹＺ軸の３方向に移動させて、ランプ８３の位置を調整するだけで、光量の調整範囲を広げることが可能となる。換言すれば、ランプ８３をＸＹＺ軸の３方向に移動させて、液晶ライトバルブ９３の有効光量を積極的に減らすことで、液晶ライトバルブ９３の階調を損ねることなく、ピーク輝度の調整範囲を広げることができる。すなわち、ランプ調整範囲問題を解決できるようになる。

また、例えば、映画の画角（アスペクト比）が変えられた場合、スクリーン３４上の映像の輝度を一定に保つために、ランプから出射される光の光量を調整する必要がでてくるが、図１０のフリッカ検出処理の後に、図１１のランプ位置調整処理を行って、ランプ８３の位置を暗くなる方向にずらすことで、簡単に、映像の輝度を常に一定に確保することができる。これにより、フリッカ現象問題とランプ調整範囲問題とを同時に解決できるようになる。例えば、図１０のフリッカ検出処理による、ランプ８３の光出力の調整（100％乃至50%程度）と合わせると、最大輝度の100％乃至30%程度の輝度までを、調整範囲とすることが可能となる。

さらに、上述したように、ランプ８３は、多種多様のランプサイズからなるが、光量の調整範囲を広げることができるので、その種類を減らすことができる。

なお、本実施の形態では、ランプ８３の位置を調整することで、光量の調整範囲を広げることができると説明したが、ランプ８３を移動させる代わりに、楕円反射鏡８２や照明系ユニット９２を移動させたり、回転させても同様の効果を得ることができる。

また、図４のプロジェクタ３３においては、入力部７１と表示部７２からなる入出力部５３を設けずに、外部のパーソナルコンピュータ等によってデータを入力させたり、データを表示させたりすることも可能である。

さらに、本実施の形態では、DCI Specに準じて説明したが、他の画角であっても、画角を切り替える上映が必要な場合に有効である。

ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に、記録媒体からインストールされる。

この記録媒体は、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disk））を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini-Disk）（登録商標）を含む）、若しくは半導体メモリ等よりなる図４のリムーバブルメディア６４により構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROMや記録部等で構成される。

また、上述した一連の処理を実行させるプログラムは、必要に応じてルータ、モデム等のインタフェースを介して、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の通信媒体を介してコンピュータにインストールされるようにしてもよい。

なお、本明細書において、記録媒体に格納されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。

また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。

なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

デジタルシネマの分野に適用された場合の情報処理システムの構成例を示すブロック図である。ビスタサイズとスコープサイズについて説明する図である。ランプの光量の調整範囲について説明する図である。本発明が適用されるプロジェクタの一実施の形態を示すブロック図である。ランプを装着したランプハウスの内部を示す図である。ランプの外観を示す図である。光源の位置に対する楕円反射鏡による光の反射の様子を示す図である。各軸におけるランプ移動量と相対照度との関係を示すグラフである。ランプハウスの詳細な構成を示すブロック図である。フリッカ検出処理について説明するフローチャートである。ランプ位置調整処理について説明するフローチャートである。

符号の説明

３３プロジェクタ，５１ CPU，５２メモリ，５３入出力部，５４ I/O部，５５モータドライブ，５６エンコーダ，５７モータ，５８ランプハウス，５９ランプ電源部，６０光量センサ，６１入出力インタフェース，６２通信部，６３ドライブ，６４リムーバブルメディア，７１入力部，７２表示部，８１電動部，８２楕円反射鏡，８３ランプ，９１ランプ位置調整機構，９２照明系ユニット，９３液晶ライトバルブ，９４投影レンズ

Claims

映像をスクリーンに投射するプロジェクタにおいて、
光を出射するランプと、
前記ランプからの光を反射して集光させる楕円反射鏡と、
前記楕円反射鏡によって集光された反射光の光量を検出するセンサと、
前記ランプに電力を供給して駆動するランプ電源と、
前記センサによって検出された前記光量の変動値が所定の閾値を下回るまで、前記ランプ電源から前記ランプに供給される電力を順次増加させる制御回路と、
前記スクリーンに表示される前記映像のアスペクト比が変わったとき、前記映像の輝度を一定に保つために必要となる前記光量に応じて、前記ランプの輝点が前記楕円反射鏡の第一焦点からずれるように、前記ランプの前記楕円反射鏡に対する相対的な位置を調整して、前記ランプからの光の利用効率を低減させる位置調整機構と
を備えるプロジェクタ。
前記ランプ電源から前記ランプに供給される電力が最大値となる場合に、前記変動値が前記閾値を上回ったとき、前記ランプの交換を促す警報を表示する表示部をさらに備える
請求項１に記載のプロジェクタ。
前記閾値は、あらかじめ定められた規格値である
請求項１に記載のプロジェクタ。
前記位置調整機構は、前記ランプの輝点を前記楕円反射鏡の光軸上またはその光軸上とは異なる方向に移動させる
請求項１に記載のプロジェクタ。
映像をスクリーンに投射するプロジェクタであって、
光を出射するランプと、
前記ランプからの光を反射して集光させる楕円反射鏡と、
前記楕円反射鏡によって集光された反射光の光量を検出するセンサと、
前記ランプに電力を供給して駆動するランプ電源と、
前記ランプ電源と、前記ランプの前記楕円反射鏡に対する相対的な位置調整を制御する制御回路と
を備えるプロジェクタの制御方法において、
前記制御回路が、
前記センサによって検出された前記光量の変動値が所定の閾値を下回るまで、前記ランプ電源から前記ランプに供給される電力を順次増加させ、
前記スクリーンに表示される前記映像のアスペクト比が変わったとき、前記映像の輝度を一定に保つために必要となる前記光量に応じて、前記ランプの輝点が前記楕円反射鏡の第一焦点からずれるように、前記ランプの前記楕円反射鏡に対する相対的な位置を調整して、前記ランプからの光の利用効率を低減させる
制御方法。