JP2010205601A - 画像表示装置及び放電灯の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】長期間の使用による照度低下を抑制できる画像表示装置及び放電灯の駆動方法を提供すること。
【解決手段】放電灯90の駆動電圧を検出する電圧検出部と、放電灯90の駆動電圧と放電灯への供給電力とが対応付けられた対応データを記憶する記憶部3と、電圧検出部で検出された放電灯90の駆動電圧と対応データとに基づいて、放電灯90への供給電力を制御する制御部2とを含む。記憶部3に記憶される対応データは、放電灯90の駆動電圧が大きくなるほど放電灯90への供給電力が大きくなるように、駆動電圧と供給電力とが対応付けられたデータである。
【選択図】図1
【解決手段】放電灯90の駆動電圧を検出する電圧検出部と、放電灯90の駆動電圧と放電灯への供給電力とが対応付けられた対応データを記憶する記憶部3と、電圧検出部で検出された放電灯90の駆動電圧と対応データとに基づいて、放電灯90への供給電力を制御する制御部2とを含む。記憶部3に記憶される対応データは、放電灯90の駆動電圧が大きくなるほど放電灯90への供給電力が大きくなるように、駆動電圧と供給電力とが対応付けられたデータである。
【選択図】図1
Description
本発明は、画像表示装置及び放電灯の駆動方法に関する。
光源として高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電灯(ランプ)を使用したプロジェクターが知られている。また、このようなプロジェクターとしては、放電灯の定常点灯時においては、定電力を放電灯に供給して駆動するプロジェクターが知られている。
放電灯の駆動電圧は放電灯の電極間距離(すなわち、放電灯の劣化状態)との相関が高く、例えば放電灯においては、放電灯の電極間距離が大きくなる(すなわち、放電灯の電極が劣化する)にしたがって放電灯の駆動電圧は上昇する傾向にある。
図5は、放電灯の通算点灯時間と駆動電圧Vlaとの関係の一例を示すグラフである。図5に示すように、放電灯を長期間使用すると、放電灯の駆動電圧はおおむね上昇傾向を示す。
定電力を放電灯に供給して駆動している場合、放電灯の駆動電圧が上昇すると放電灯の駆動電流が減少するため、放電灯の照度が低下する。加えて、放電灯の電極間距離が大きくなると、プロジェクターの光学系による集光領域から放電灯の発光領域の一部が外れることになるため、プロジェクター全体としての照度がさらに低下することになる。
したがって、特許文献1のように定電力を放電灯に供給して駆動した場合、長期間の使用による照度低下を避けることは困難である。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、長期間の使用による照度低下を抑制できる画像表示装置及び放電灯の駆動方法を提供することを目的とする。
本発明に係る画像表示装置は、放電灯の駆動電圧を検出する電圧検出部と、前記放電灯の駆動電圧と前記放電灯への供給電力とが対応付けられた対応データを記憶する記憶部と、前記電圧検出部で検出された前記放電灯の駆動電圧と前記対応データとに基づいて、前記放電灯への供給電力を制御する制御部とを含むことを特徴とする。
本発明によれば、放電灯の駆動電圧に応じて放電灯への供給電力を制御することができる。したがって、長期間の使用による照度低下を抑制できる画像表示装置を実現できる。
この画像表示装置は、前記記憶部に記憶される前記対応データは、前記放電灯の駆動電圧が大きくなるほど前記放電灯への供給電力が大きくなるように前記駆動電圧と前記供給電力とが対応付けられたデータであってもよい。
この画像表示装置は、前記記憶部に記憶される前記対応データは、前記放電灯の駆動電圧が基準電圧以上となる範囲では、前記放電灯への供給電力が一定値となるように前記駆動電圧と前記供給電力とが対応付けられたデータであってもよい。
本発明に係る放電灯の駆動方法は、放電灯の駆動電圧を検出し、前記放電灯の駆動電圧と前記放電灯への供給電力とが対応付けられた対応データに基づいて、前記放電灯への供給電力を制御することを特徴とする。
本発明によれば、放電灯の駆動電圧に応じて放電灯への供給電力を制御することができる。したがって、放電灯の長期間の使用による照度低下を抑制できる。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
1.プロジェクターの構成
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの全体構成の一例を示す図である。プロジェクターは、本発明における画像表示装置の一例である。
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの全体構成の一例を示す図である。プロジェクターは、本発明における画像表示装置の一例である。
本実施形態に係るプロジェクター500は、点灯装置1を含む。点灯装置1は、放電灯90を点灯駆動する。本実施形態においては、放電灯90として高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の放電灯を用いる例について説明する。
点灯装置1は、起動時に放電灯90の電極間に高電圧の電圧パルス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を所与の供給電力で供給する。
本実施形態に係るプロジェクター500は、制御部2を含む。制御部2は、プロジェクターの点灯開始から消灯に至るまでの動作を制御する。制御部2は、放電灯90の駆動電圧Vla等、放電灯90の駆動状態に関する情報を、点灯装置1から通信信号Sとして受け取る。さらに、制御部2は、放電灯90への供給電力を指示する制御命令を通信信号Sとして点灯装置1に送信する。また、プロジェクター500がユーザーからの点灯操作を受け付けた場合に、点灯装置1に通信信号Sとして点灯命令を送信してもよい。また、プロジェクター500がユーザーからの消灯操作を受け付けた場合に、点灯装置1に通信信号Sとして消灯命令を送信してもよい。
制御部2は、その一部又は全てを半導体集積回路で構成してもよい。また、制御部2は、専用回路により実現して上述した各種制御を行うようにすることもできるが、例えばCPU(Central Processing Unit)が記憶部3等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。
本実施形態に係るプロジェクター500は、記憶部3を含む。記憶部3は、放電灯90の駆動電圧と放電灯90への供給電力とが対応付けられた対応データを記憶する。記憶部3は、例えば、不揮発性メモリー等で構成される。記憶部3は、制御部2とバス等で接続され、制御部2から記憶部3に記憶された対応データを参照できるように構成されている。なお、記憶部3を点灯装置1の内部に構成し、通信信号Sを介して制御部2から参照できるように構成してもよい。
本実施形態に係るプロジェクター500は、画像信号変換部510、画像処理装置570、直流電源装置80、ミラー群550、液晶パネル560R、560G、560Bを含んでもよい。
画像信号変換部510は、外部から入力された画像信号502(輝度−色差信号やアナログRGB信号など)を所定のワード長のデジタルRGB信号に変換して画像信号512R、512G、512Bを生成し、画像処理装置570に供給する。
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を出力する。
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、トランス(図示しないが、直流電源装置80に含まれる)の2次側にある画像信号変換部510、画像処理装置570及びトランスの1次側にある点灯装置1に直流電圧を供給する。
放電灯90が発する光束は、ミラー群550に含まれる2つのダイクロイックミラーを通してそれぞれR、G、Bの色光に分離され、その他のミラーで反射されて、それぞれ液晶パネル560R、560G、560Bに透過される。
液晶パネル560R、560G、560Bには、それぞれ駆動信号572R、572G、572Bによる画像を形成し、当該画像によって各液晶パネルを透過する色光の光量を変調する光変調手段である。当該光変調手段により変調された各色光は、再びダイクロイックプリズムで合成されてスクリーン700に投射される。
2.点灯装置の構成
図2は、本実施形態に係る点灯装置の回路構成の一例を示す図である。
図2は、本実施形態に係る点灯装置の回路構成の一例を示す図である。
点灯装置1は、電力制御回路20を含む。電力制御回路20は、放電灯90への供給電力を生成する。本実施形態においては、電力制御回路20は、直流電源装置80を入力とし、当該入力電圧を降圧して直流電流Idを出力するダウンチョッパー回路で構成されている。
電力制御回路20は、スイッチ素子21、ダイオード22、コイル23及びコンデンサー24を含んで構成することができる。スイッチ素子21は、例えばトランジスターで構成することができる。本実施形態においては、スイッチ素子21の一端は直流電源装置80の正電圧側に接続され、他端はダイオード22のカソード端子及びコイル23の一端に接続されている。また、コイル23の他端にはコンデンサー24の一端が接続され、コンデンサー24の他端はダイオード22のアノード端子及び直流電源装置80の負電圧側に接続されている。スイッチ素子21の制御端子には点灯制御部40から電流制御信号が入力されてスイッチ素子21のON/OFFが制御される。電流制御信号には、例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御信号が用いられてもよい。
ここで、スイッチ素子21がONすると、コイル23に電流が流れ、コイル23にエネルギーが蓄えられる。その後、スイッチ素子21がOFFすると、コイル23に蓄えられたエネルギーがコンデンサー24とダイオード22とを通る経路で放出される。その結果、スイッチ素子21がONする時間の割合に応じた直流電流Idが発生する。
点灯装置1は、交流変換回路30を含む。交流変換回路30は、電力制御回路20から出力される直流電流Idを入力し、所与のタイミングで極性反転することにより、任意のデューティー比や周波数をもつ放電灯駆動用の駆動電流Iを生成出力する。本実施形態においては、交流変換回路30はインバーターブリッジ回路(フルブリッジ回路)で構成されている。
交流変換回路30は、例えば、トランジスターなどの第1乃至第4のスイッチ素子31乃至34を含んで構成され、直列接続された第1及び第2のスイッチ素子31及び32と、直列接続された第3及び第4のスイッチ素子33及び34を、互いに並列接続して構成される。第1乃至第4のスイッチ素子31乃至34の制御端子には、それぞれ点灯制御部40から交流変換制御信号が入力され、第1乃至第4のスイッチ素子31乃至34のON/OFFが制御される。
交流変換回路30は、第1及び第4のスイッチ素子31及び34と、第2及び第3のスイッチ素子32及び33を交互にON/OFFを繰り返すことにより、電力制御回路20から出力される直流電流Idの極性を交互に反転し、第1及び第2のスイッチ素子31及び32の共通接続点及び第3及び第4のスイッチ素子33及び34の共通接続点から、制御されたデューティー比や周波数等をもった駆動電流Iを生成出力する。
すなわち、第1及び第4のスイッチ素子31及び34がONの時には第2及び第3のスイッチ素子32及び33をOFFにし、第1及び第4のスイッチ素子31及び34がOFFの時には第2及び第3のスイッチ素子32及び33をONにするように制御する。したがって、第1及び第4のスイッチ素子31及び34がONの時には、コンデンサー24の一端から第1のスイッチ素子31、放電灯90、第4のスイッチ素子34の順に流れる駆動電流Iが発生する。また、第2及び第3のスイッチ素子32及び33をONの時には、コンデンサー24の一端から第3のスイッチ素子33、放電灯90、第2のスイッチ素子32の順に流れる駆動電流Iが発生する。
点灯装置1は、点灯制御部40を含む。点灯制御部40は、電力制御回路20を制御して駆動電流Iの電流値を制御することにより放電灯90への供給電力を制御する。また、点灯制御部40は、交流変換回路30を制御して駆動電流Iの極性反転タイミングを制御することにより、駆動電流Iのデューティー比、周波数等を制御する。
また、点灯制御部40は、プロジェクター500の制御部2との間で通信信号Sを送受信する。例えば、点灯制御部40は、放電灯90の駆動電圧Vla等、放電灯90の駆動状態に関する情報を制御部2へ送信する。また例えば、点灯制御部40は、放電灯90への供給電力を指示する制御命令を制御部2から受信する。
点灯制御部40は、制御部2から受信した制御命令に基づいて、放電灯90への供給電力を制御する。
点灯制御部40の構成は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、点灯制御部40は、システムコントローラー41、電力制御回路コントローラー42及び交流変換回路コントローラー43含んで構成されている。なお、点灯制御部40は、その一部又は全てを半導体集積回路で構成してもよい。
システムコントローラー41は、電力制御回路コントローラー42及び交流変換回路コントローラー43を制御することにより、電力制御回路20及び交流変換回路30を制御する。システムコントローラー41は、後述する点灯装置1内部に設けた電圧検出部60により検出した駆動電圧Vla及び電流検出部により検出した駆動電流Iに基づき、電力制御回路コントローラー42及び交流変換回路コントローラー43を制御してもよい。
本実施形態においては、システムコントローラー41は内蔵記憶部44を含んで構成されている。なお、内蔵記憶部44は、システムコントローラー41とは独立に設けてもよい。
システムコントローラー41は、内蔵記憶部44に格納された情報に基づき、電力制御回路20及び交流変換回路30を制御してもよい。内蔵記憶部44には、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、デューティー比、周波数、波形等の駆動パラメーターに関する情報が格納されていてもよい。
電力制御回路コントローラー42は、システムコントローラー41からの制御信号に基づき、電力制御回路20へ電流制御信号を出力することにより、電力制御回路20を制御する。
交流変換回路コントローラー43は、システムコントローラー41からの制御信号に基づき、交流変換回路30へ交流変換制御信号を出力することにより、交流変換回路30を制御する。
なお、点灯制御部40は、専用回路により実現して上述した制御や後述する各種制御を行うようにすることもできるが、例えばCPU(Central Processing Unit)が内蔵記憶部44等に記憶された制御プログラムを実行することによりコンピューターとして機能し、これらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。
点灯装置1は、電圧検出部60を含む。電圧検出部60は、放電灯90の駆動電圧Vlaを検出し、駆動電圧情報を出力する。本実施形態においては、電圧検出部60は、抵抗61及び62を含んで構成されている。電圧検出部60は、放電灯90と並列に、互いに直列接続された抵抗61及び62で分圧した電圧により駆動電圧Vlaを検出する。
点灯装置1は、電流検出部を含んでもよい。電流検出部は、駆動電流Iを検出し、駆動電流情報を出力する。本実施形態においては、電流検出部は、抵抗63を含んで構成されている。電流検出部は、放電灯90に直列に接続された抵抗63に発生する電圧により駆動電流Iを検出する。
点灯装置1は、イグナイター回路70を含んでもよい。イグナイター回路70は、放電灯90の点灯開始時にのみ動作し、放電灯90の点灯開始時に放電灯90の電極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(通常制御動作時よりも高い電圧)を放電灯90の電極間に供給する。本実施形態においては、イグナイター回路70は、放電灯90と並列に接続されている。
3.放電灯の駆動方法
本実施形態に係るプロジェクター500における放電灯の駆動方法では、放電灯90の駆動電圧Vlaを検出し、放電灯90の駆動電圧Vlaと放電灯90への供給電力とが対応付けられた対応データに基づいて、放電灯90への供給電力を制御する。
本実施形態に係るプロジェクター500における放電灯の駆動方法では、放電灯90の駆動電圧Vlaを検出し、放電灯90の駆動電圧Vlaと放電灯90への供給電力とが対応付けられた対応データに基づいて、放電灯90への供給電力を制御する。
図3は、本実施形態に係る放電灯の駆動方法を説明するためのフローチャートである。
まず、放電灯90の駆動電圧Vlaを検出する(ステップS100)。本実施形態において、放電灯90の駆動電圧Vlaは、点灯装置1の電圧検出部60で検出する。検出した駆動電圧Vlaは、通信信号Sを介して制御部2が読み出す。
次に、制御部2は、駆動電圧Vlaと対応データに基づいて、放電灯90への供給電力を選択する(ステップS102)。本実施形態では、制御部2は、電圧検出部60で検出した駆動電圧Vlaと、記憶部3に記憶された対応データに基づいて、放電灯90への供給電力を選択する。
図4は、放電灯90の駆動電圧Vlaと放電灯90への供給電力とが対応付けられた対応データの一例を示す表である。図4に示す例では、制御部2は、放電灯90の駆動電圧Vlaが100V未満である場合には供給電力として200Wを、放電灯90の駆動電圧Vlaが100V以上120V未満である場合には供給電力として210Wを、放電灯90の駆動電圧Vlaが120V以上である場合には供給電力として220Wを選択する。
図5は、放電灯90の通算点灯時間と駆動電圧Vlaとの関係の一例を示すグラフである。図5に示すように、放電灯90を長期間使用すると、放電灯90の駆動電圧Vlaはおおむね上昇傾向を示す。
同一の供給電力で放電灯90を駆動した場合、放電灯90の駆動電圧Vlaが上昇すると放電灯90の駆動電流Iが減少するため、放電灯90の照度が低下する。加えて、放電灯90の電極間距離が大きくなることによってアーク放電の位置や大きさが変化すると、プロジェクター500の光学系(図1におけるミラー群550等)による集光領域から放電灯90の発光領域の一部が外れることになるため、プロジェクター500全体としての照度がさらに低下することになる。
したがって、図4に示す対応データは、放電灯90の駆動電圧Vlaが大きくなるほど放電灯90への供給電力が大きくなるように、駆動電圧Vlaと供給電力とが対応付けられたデータとなっている。このように、放電灯90への供給電力を大きくすることにより、プロジェクター全体としての照度の低下を抑制している。
なお、図4に示す対応データは、放電灯90の駆動電圧Vlaに基づいて3段階に区分されたデータであるが、2段階であっても4段階以上であってもよい。
図3におけるステップS102の後に、制御部2は、ステップS102で選択した供給電力に基づいて、点灯装置1に放電灯90への供給電力を指示する制御命令を送信する(ステップS104)。本実施形態においては、制御部2は、制御命令を通信信号Sとして点灯装置1に送信し、点灯装置1の点灯制御部40が制御命令を受信する。
ステップS104の後に、点灯装置1は、ステップS104で受信した制御命令に基づいて放電灯90への供給電力を制御する(ステップS106)。本実施形態においては、点灯装置1の電力制御回路コントローラー42が電力制御回路20を制御することにより、放電灯90への供給電力を制御する。
このように、制御部2は、点灯装置1に制御命令を送信することにより、電圧検出部60で検出された放電灯90の駆動電圧Vlaと、記憶部3に記憶された対応データとに基づいて、放電灯90への供給電力を制御することができる。
また、制御部2は、放電灯90の駆動電圧Vlaが大きくなるほど放電灯90への供給電力が大きくなるように制御することで、プロジェクター500全体としての照度低下を抑制している。
このように、本実施形態に係るプロジェクター500によれば、放電灯90の駆動電圧Vlaに応じて放電灯90への供給電力を制御することができる。したがって、長期間の使用による照度低下を抑制できるプロジェクターを実現できる。
上述の実施形態においては、種々の変形が可能である。例えば、記憶部3に記憶される対応データは、放電灯90の駆動電圧Vlaが基準電圧以上となる範囲では、放電灯90への供給電力が一定値となるように対応付けられたデータであってもよい。基準電圧は、例えば放電灯90の寿命末期と考えられる電圧としてもよい。
放電灯90の寿命末期に放電灯90への供給電力を大きくすると、放電灯90の寿命を短くしてしまう可能性がある。したがって、放電灯90の駆動電圧Vlaが基準電圧以上となる範囲では、放電灯90への供給電力がそれ以上大きくならない一定値となるような対応データを記憶部3に記憶させることにより、放電灯90の寿命を確保することができる。
上記各実施形態においては、3つの液晶パネルを用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つ、2つ又は4つ以上の液晶パネルを用いたプロジェクターにも適用可能である。
上記各実施形態においては、透過型の光変調手段を備えたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型の光変調手段を備えたプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶パネル等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶パネルやマイクロミラー型光変調装置などのように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス;Texas Instruments社の商標)を用いることができる。反射型の光変調手段を備えたプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型の光変調手段を備えたプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
上記各実施形態においては、透過型の光変調手段を備えたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、種々の画像表示装置にも適用することができる。例えば、リアプロジェクション方式の画像表示装置、オーバーヘッドプロジェクター(OHP)、映写機など、光源に放電灯を採用する機器にこの発明を適用した場合にも、上記効果を得ることができる。
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
1 点灯装置、2 制御部、3 記憶部、20 電力制御回路、21 スイッチ素子、22 ダイオード、23 コイル、24 コンデンサー、30 交流変換回路、31〜34 スイッチ素子、40 点灯制御部、41 システムコントローラー、42 電力制御回路コントローラー、43 交流変換回路コントローラー、44 内蔵記憶部、60 電圧検出部、61〜63 抵抗、70 イグナイター回路、80 直流電源装置、90 放電灯、500 プロジェクター、502 画像信号、510 画像信号変換部、512R 画像信号(R)、512G 画像信号(G)、512B 画像信号(B)、550 ミラー群、560R 液晶パネル(R)、560G 液晶パネル(G)、560B 液晶パネル(B)、570 画像処理装置、572R 液晶パネル(R)駆動信号、572G 液晶パネル(G)駆動信号、572B 液晶パネル(B)駆動信号、600 交流電源、700 スクリーン
Claims (4)
- 放電灯の駆動電圧を検出する電圧検出部と、
前記放電灯の駆動電圧と前記放電灯への供給電力とが対応付けられた対応データを記憶する記憶部と、
前記電圧検出部で検出された前記放電灯の駆動電圧と前記対応データとに基づいて、前記放電灯への供給電力を制御する制御部とを含むことを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置において、
前記記憶部に記憶される前記対応データは、前記放電灯の駆動電圧が大きくなるほど前記放電灯への供給電力が大きくなるように前記駆動電圧と前記供給電力とが対応付けられていることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項2に記載の画像表示装置において、
前記記憶部に記憶される前記対応データは、前記放電灯の駆動電圧が基準電圧以上となる範囲では、前記放電灯への供給電力が一定値となるように前記駆動電圧と前記供給電力とが対応付けられていることを特徴とする画像表示装置。 - 放電灯の駆動電圧を検出し、
前記放電灯の駆動電圧と前記放電灯への供給電力とが対応付けられた対応データに基づいて、前記放電灯への供給電力を制御することを特徴とする放電灯の駆動方法。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120605 |