JP3962900B2 - ランプ点灯装置および投射型表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、投射型表示装置などの機器に用いるランプ点灯装置、および投射型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ライトバルブを用いた投射型表示装置、いわゆる液晶プロジェクタの、照明用光源としてのランプとしては、高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの放電ランプが用いられ、イグナイター(点灯回路)により5〜20kVというような高圧の点灯パルスが印加されることによって点灯される。
【0003】
しかし、ランプは、点灯状態では、温度が高くなり、内圧が高くなるため、消灯直後に再点灯させる場合などには、放電が生じにくく、点灯しにくい。
【0004】
そのため、従来のランプ点灯装置は、電源がオンにされると、2〜3秒程度の期間において、イグナイターが駆動されて、ランプに点灯パルスが印加され、その駆動期間内でランプが点灯すれば、以後、イグナイターの駆動が停止されて、ランプが定常駆動されるとともに、その駆動期間内でランプが点灯しない場合には、30秒〜1分程度の時間を置いて、ランプの温度が下がるのを待って、再度、2〜3秒程度の期間において、イグナイターが駆動されて、ランプに点灯パルスが印加されるように構成されている。
【0005】
ランプ電圧(ランプ電極間の電圧)は、ランプが点灯した直後には10V以下の低電圧となり、ランプが点灯しないときには100V程度以上の高電圧となるので、ランプ電圧を検出することによって、ランプが点灯したか否かを検出することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ランプは、傷が付く、高温になる、などの原因によって割れることがある。しかも、ランプは、外側に冷却ファンなどが設けられた状態で、プロジェクタのキャビネット内に収納されるので、ランプが破損していても、ユーザは、それに気づかないで、ランプを点灯させるべく、電源オンの操作をすることが多い。
【0007】
この場合、従来のランプ点灯装置では、点灯不点灯検出部でランプ不点灯が検出されるため、ランプが高温のために点灯しないのではなく、破損しているために点灯しないにもかかわらず、高温のために点灯しないと判断されて、上述したように一定間隔でイグナイターが繰り返し駆動され、ランプに繰り返し高圧の点灯パルスが印加される。
【0008】
そのため、ランプ接続部やイグナイターなどの回路や部品の絶縁不良や劣化を生じるとともに、ランプの剥き出しになった電極から高圧が発生することによってキャビネットの損傷や感電の危険などを来たす恐れがある。
【0009】
そこで、この発明は、高温によるランプ不点灯と区別してランプ破損によるランプ不点灯を検出することができ、ランプが破損しているときには、そのことをユーザに警告することができるようにしたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明のランプ点灯装置は、
ランプに点灯パルスを印加するイグナイターと、
このイグナイターを駆動する駆動手段と、
ランプが点灯しているか否かを検出し、点灯しているときと点灯していないときとでレベルの異なる検出結果を出力する点灯不点灯検出部と、
ランプ近傍またはランプの温度を検出し、その温度が閾値以下であるか否かによってレベルの異なる検出結果を出力する温度検出部と、
前記駆動手段による前記イグナイターの駆動後の所定時点において、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値以下のときは、ランプが破損していると判定するとともに、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値より高いときは、高温によりランプが不点灯であると判定するランプ状態判定部と、
このランプ状態判定部の判定結果を報知する手段と、
を備えることを特徴とする。
【0011】
上記のように構成した、この発明のランプ点灯装置では、駆動手段によってイグナイターが駆動されたとき、ランプが高温のために点灯しない場合には、点灯不点灯検出部の検出結果が、不点灯を示すレベル(例えば高レベル)となり、温度検出部の検出結果が、高温を示すレベル(例えば低レベル)となることによって、駆動直後において、ランプ状態判定部によって、ランプが高温のために点灯しないと判定されるとともに、ランプが破損しているために点灯しない場合には、点灯不点灯検出部の検出結果が、不点灯を示すレベル(例えば高レベル)となり、温度検出部の検出結果が、低温を示すレベル(例えば高レベル)となることによって、駆動直後において、ランプ状態判定部によって、ランプが破損しているために点灯しないと判定される。
【0012】
したがって、高温によるランプ不点灯と区別してランプ破損によるランプ不点灯を検出することができ、ランプが破損しているときには、そのことをユーザに警告してユーザにランプの交換を促すことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
〔ランプ点灯装置の実施形態:図1〜図3〕
図1は、この発明のランプ点灯装置の一実施形態を示す。
【0014】
ランプ1は、例えば高圧水銀ランプで、電極1a,1b間に5〜20kV程度の点灯パルスが印加されることによって点灯する。ただし、ランプ1が高温のときには点灯しにくいとともに、ランプ1が破損しているときには点灯しない。
【0015】
この実施形態は、ランプ1が投射型表示装置の照明用光源である場合で、ランプ1はリフレクタ2の中心部に装着接続される。
【0016】
後述のように、装置の電源(主電源)がオンにされると、タイマー11がセットされ、コントローラ12によってイグナイター13が駆動されて、イグナイター13からランプ1に点灯パルスが印加される。
【0017】
電源系としては、電源コンセントに差し込まれた電源プラグ4からの交流電源入力が、アクティブフィルタなどによって構成された直流電源回路21に供給され、直流電源回路21の入力部に接続された待機電源回路22から、システムコントローラ41などに供給される待機電源が得られる。
【0018】
直流電源回路21には、主電源スイッチが設けられ、装置の電源がオンにされることによって、この主電源スイッチがオンにされて、直流電源回路21から、300〜400V程度の直流電圧Vaが得られる。
【0019】
この直流電圧Vaは、ダウンコンバータ23において、コントローラ24からのスイッチング信号によって50〜100kHz程度でスイッチングされた後、整流平滑されて、ランプ1の点灯維持に必要な50〜100V程度の直流電圧Vbに変換される。
【0020】
この直流電圧Vbは、フルブリッジ25に供給され、コントローラ26による制御によって、フルブリッジ25から、100〜300Hz程度の交流電流が得られ、この交流電流が、定常駆動電流として、ランプ1に供給される。
【0021】
電流検出回路27では、ランプ電流、すなわちランプ1の電極1a,1b間に流れる電流が検出され、電圧検出回路28では、ランプ電圧、すなわちランプ1の電極1a,1b間の電圧が検出され、電力検出回路29において、電流検出回路27のランプ電流検出値と電圧検出回路28のランプ電圧検出値とから、ランプ電力が検出される。
【0022】
この電力検出回路29のランプ電力検出値は、コントローラ24に供給され、コントローラ24によって、ランプ電力が一定に保持されるように、例えばダウンコンバータ23でのスイッチングのパルス幅が変調され、フルブリッジ25からランプ1に供給される交流電流の電流値が制御される。
【0023】
さらに、電圧検出回路28のランプ電圧検出値が、点灯不点灯検出回路31において、コンパレータにより閾値電圧と比較されることによって、点灯不点灯検出回路31から、点灯不点灯検出信号Duが得られる。
【0024】
例えば、閾値電圧は、ランプ電圧に換算して10Vとされ、電圧検出回路28の検出値で示されるランプ電圧が10Vより高いときには、点灯不点灯検出信号Duが高レベルとなり、電圧検出回路28の検出値で示されるランプ電圧が10V以下のときには、点灯不点灯検出信号Duが低レベルとなる。
【0025】
ランプ電圧は、ランプ1が点灯した直後には10V以下の低電圧となり、ランプ1が点灯しないときには100V程度以上の高電圧となるので、ランプ1が点灯したときには、点灯不点灯検出信号Duが低レベルとなり、ランプ1が点灯しないときには、点灯不点灯検出信号Duが高レベルとなって、点灯不点灯検出信号Duのレベルによって、ランプ1が点灯したか否かが検出される。
【0026】
この点灯不点灯検出信号Duは、システムコントローラ41に取り込まれるとともに、アンド回路34に供給される。
【0027】
一方、ランプ1の近傍には、サーミスタなどからなる温度センサ32が配置され、温度検出回路33に接続される。
【0028】
温度検出回路33は、例えば、温度センサ32を含む抵抗ブリッジ回路と、この抵抗ブリッジ回路の出力電圧を閾値電圧と比較するコンパレータとによって構成され、コンパレータの出力信号として、ランプ近傍の温度が閾値温度より高いときには低レベルとなり、ランプ近傍の温度が閾値温度以下のときには高レベルとなる温度検出信号Dtが得られる。
【0029】
この温度検出信号Dtは、アンド回路34に供給される。また、タイマー11の、コントローラ12に供給される出力信号Taに対して反転した出力信号Tbが、アンド回路34に供給される。
【0030】
すなわち、アンド回路34には、タイマー11の出力信号Tb、点灯不点灯検出回路31からの点灯不点灯検出信号Du、および温度検出回路33からの温度検出信号Dtが供給される。アンド回路34の出力信号Daは、システムコントローラ41に取り込まれる。
【0031】
システムコントローラ41は、マイクロコンピュータなどによって、CPU、CPUが実行すべき後述のランプ点灯処理ルーチンなどのプログラムや必要な固定データが書き込まれたROM、およびCPUのワークエリアなどとして機能するRAMなどを有するものとして構成される。
【0032】
システムコントローラ41には、表示回路36および38が接続され、表示回路36には、不点灯表示用のLED(発光ダイオード)37が接続され、表示回路38には、破損表示用のLED39が接続される。LED37および39としては、例えば、LED37が橙色、LED39が赤色、というように、異なる色の光を発するものが用いられる。
【0033】
また、システムコントローラ41には、パネル操作部43および赤外線受光部44が接続され、リモートコマンダ45からの赤外線リモートコマンド信号が、赤外線受光部44によって受信される。
【0034】
上述したランプ点灯装置では、待機電源が投入されている状態で、ユーザがパネル操作部43またはリモートコマンダ45で電源をオンにすると、システムコントローラ41によってタイマー11がセットされて、図2に示すように、電源オンの時点tsから、これから2〜3秒後の時点teまでの期間Ptにおいて、タイマー11の出力信号Taが高レベル、出力信号Tbが低レベルとなる。
【0035】
そして、時点tsで出力信号Taが高レベルとなることにより、コントローラ12によってイグナイター13が駆動され、期間Pt内において、イグナイター13からランプ1に、1μ秒程度のパルス幅の、5〜20kV程度の点灯パルスが、1パルスまたは数パルス、印加される。
【0036】
このとき、ランプ1が破損していなく、かつ不点灯となるような高温でもなくて、ランプ1が点灯すると、ランプ電圧は閾値電圧Vthより低くなり、点灯不点灯検出信号Duは低レベルVLとなる。
【0037】
これに対して、ランプ1が破損していないものの、高温であるために、ランプ1が点灯しないと、ランプ電圧が閾値電圧Vthより高くなり、点灯不点灯検出信号Duが高レベルVHとなるとともに、ランプ近傍の温度が閾値温度Tthより高いため、温度検出信号Dtが低レベルVLとなる。
【0038】
したがって、この場合、期間Ptの終了直後において、点灯不点灯検出信号Duが高レベルVHとなることによって、ランプ1が点灯しないことが検出されるとともに、タイマー11の出力信号Tb、点灯不点灯検出信号Duおよび温度検出信号Dtの論理積であるアンド回路34の出力信号Daが低レベルVLとなることによって、ランプ1が破損していないことが検出される。
【0039】
この場合、システムコントローラ41から表示回路36にのみ表示信号が供給されて、不点灯表示用のLED37のみが点灯される。
【0040】
同時に、この場合、システムコントローラ41は、時点teから、システムコントローラ41内のタイマーによって設定された30秒〜1分程度の時間を経過した後において、期間Ptと同様に、再度、タイマー11をセットして、イグナイター13を駆動する。
【0041】
一方、ランプ1が破損している場合には、ランプ1が点灯しないため、ランプ電圧が閾値電圧Vthより高くなり、点灯不点灯検出信号Duが高レベルVHとなるとともに、ランプ近傍の温度が閾値温度Tthより低いため、温度検出信号Dtが高レベルVHとなる。
【0042】
したがって、この場合、期間Ptの終了直後において、点灯不点灯検出信号Duが高レベルVHとなることによって、ランプ1が点灯しないことが検出されるとともに、アンド回路34の出力信号Daが高レベルVHとなることによって、ランプ1が破損していることが検出される。
【0043】
この場合、システムコントローラ41から表示回路36および38に表示信号が供給されて、不点灯表示用のLED37および破損表示用のLED39が点灯される。
【0044】
同時に、この場合、システムコントローラ41は、ランプ1が破損していなくて不点灯となる場合とは異なり、以後、タイマー11のセットによるイグナイター13の駆動を停止する。
【0045】
図3に、上述した実施形態においてシステムコントローラ41のCPUが行う
ランプ点灯処理ルーチンの一例を示す。
【0046】
この例のランプ点灯処理ルーチン49では、システムコントローラ41のCPUは、電源オンによってランプ点灯処理を開始して、まずステップS1で、タイマー11をセットし、イグナイター13を駆動する。
【0047】
次に、CPUは、ステップS2で、期間Pt(時点te)の直後において、点灯不点灯検出信号Duのレベルから、ランプ1が点灯したか否かを判断し、点灯していないときには、ステップS3に進んで、アンド回路34の出力信号Daのレベルから、ランプ1が破損しているか否かを判断する。
【0048】
そして、ランプ1が破損していないときには、ステップS3からステップS4に進んで、表示回路36によって、不点灯表示用のLED37を点灯させた上で、ステップS5に進んで、タイマー11のセットによるイグナイター13の駆動の回数Nが、規定された回数n、例えば5回に達したか否かを判断する。
【0049】
そして、駆動回数Nが規定回数nに達していないときには、ステップS5からステップS6に進んで、上述した30秒〜1分程度の時間、待機した上で、ステップS1に戻って、再度、タイマー11をセットして、イグナイター13を駆動する。
【0050】
ランプ1が破損していない状態で、このようにイグナイター13の駆動をn回繰り返しても、ランプ1が点灯せず、ステップS5で駆動回数Nが規定回数nに達したと判断したときには、CPUは、ステップS5からステップS7に進んで、以後のイグナイター13の駆動を停止し、例えば電源を強制的にオフにする。
【0051】
この場合、待機電源によってLED37の点灯は維持し、またはLED37も消灯する。ユーザは、ランプ1の温度が十分に下がるのを待って、再度、電源をオンにすればよい。
【0052】
これに対して、ステップS3でランプ1が破損していると判断したときには、CPUは、ステップS3からステップS8に進んで、表示回路38によって、破損表示用のLED39を点灯させた上で、ステップS9に進んで、以後のイグナイター13の駆動を停止し、電源を強制的にオフにする。ただし、この場合、待機電源によってLED39の点灯は維持する。
【0053】
これによって、ランプ接続部やイグナイター13などの回路や部品の絶縁不良や劣化を防止することができ、ランプ1の剥き出しになった電極1a,1bから高圧が発生することによるキャビネットの損傷や感電の危険を防止することができるとともに、ユーザにランプの交換を促すことができる。
【0054】
一方、ステップS2でランプ1が点灯したと判断したときには、CPUは、ステップS2からステップS11に進んで、直前の駆動でランプ1が点灯せず、ステップS4で不点灯表示用のLED37を点灯させた場合には、これを消灯した上で、ステップS12に進んで、定常駆動に移行する。
【0055】
上述した実施形態は、LED39の点灯によってランプ破損を表示する場合であるが、破損表示用などに液晶表示部を設け、その表示画面上にランプ破損を示す文字やアイコンなどを表示するように構成してもよい。
【0056】
また、視覚的な表示による代わりに、システムコントローラ41内のメモリに警報音のデータを記憶させ、そのデータによって警報音を鳴らして、ランプ破損を警告するように構成してもよい。
【0057】
〔投射型表示装置の実施形態…図4および図5〕
図4は、この発明の投射型表示装置の一実施形態を示し、液晶ライトバルブとして透過型液晶ディスプレイパネルを用い、かつ前面投射型表示装置とした場合である。
【0058】
この実施形態の投射型表示装置100では、キャビネット内に、上述した実施形態のランプ点灯装置10が配される。
【0059】
照明光学系50では、ランプ1からの無偏光の白色光が、一部は直接、残部はリフレクタ2で反射して、対向する一対のマルチレンズアレイ51および52を透過することによって、光束中心に垂直な平面上の一定領域内で均一な強度分布を有する光束に変換される。さらに、その光束は、偏光変換素子53によって無偏光の光が直線偏光の光に変換され、コンデンサレンズ54を介して照明光学系50から出射する。
【0060】
コンデンサレンズ54から出射した光束は、ダイクロイックミラー61によって、赤の色光6Rと緑および青の色光6GBとに分解され、赤の色光6Rが、ミラー62で反射して、コンデンサレンズ71Rを介して、赤用の液晶ライトバルブ73Rに入射する。
【0061】
また、緑および青の色光6GBは、ダイクロイックミラー63によって、緑の色光6Gと青の色光6Bとに分解され、緑の色光6Gが、コンデンサレンズ71Gを介して、緑用の液晶ライトバルブ73Gに入射し、青の色光6Bが、リレーレンズ64、ミラー65、リレーレンズ66、ミラー67およびコンデンサレンズ71Bを介して、青用の液晶ライトバルブ73Bに入射する。
【0062】
液晶ライトバルブ73R,73G,73Bは、それぞれ透過型液晶ディスプレイパネルによって構成され、それぞれ赤、緑、青の色信号によって画像が書き込まれる。
【0063】
分解された赤、緑、青の色光6R,6G,6Bは、それぞれ液晶ライトバルブ73R,73G,73Bによって変調されて、赤、緑、青の画像光7R,7G,7Bに変換され、その画像光7R,7G,7Bが、ダイクロイックプリズム75によって合成され、合成後のカラー画像光8が、投射レンズ81によってスクリーン110上に拡大投射される。
【0064】
図5は、この投射型表示装置100の外観構成の一例を示す。キャビネットの前面側には、外気取込口91が設けられるとともに、上述した投射レンズ81および赤外線受光部44が設けられる。
【0065】
外気取込口91の内部には、外気取込口91から取り込んだ空気によって上記のランプ1を冷却するファンが設けられる。リモートコマンダ45には、電源キー46などの各種キーが設けられる。
【0066】
キャビネットの上面部には、パネル操作部43が設けられるとともに、不点灯表示用のLED37および破損表示用のLED39が設けられる。LED39の点灯によって、ユーザはランプが破損していることを知ることができる。
【0067】
上述した実施形態は、透過型の、かつ前面投射型の液晶プロジェクタとして構成した場合であるが、反射型の液晶プロジェクタ、または背面投射型の液晶プロジェクタとして構成することもできる。
【0068】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、高温によるランプ不点灯と区別してランプ破損によるランプ不点灯を検出することができ、ランプが破損しているときには、そのことをユーザに警告してユーザにランプの交換を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のランプ点灯装置の一実施形態を示す図である。
【図2】図1のランプ点灯装置の動作の説明に供する図である。
【図3】図1のランプ点灯装置のCPUが行うランプ点灯処理ルーチンの一例を示す図である。
【図4】この発明の投射型表示装置の一実施形態を示す図である。
【図5】この発明の投射型表示装置の外観構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
主要部については図中に全て記述したので、ここでは省略する。
Claims (6)
- ランプに点灯パルスを印加するイグナイターと、
このイグナイターを駆動する駆動手段と、
ランプが点灯しているか否かを検出し、点灯しているときと点灯していないときとでレベルの異なる検出結果を出力する点灯不点灯検出部と、
ランプ近傍またはランプの温度を検出し、その温度が閾値以下であるか否かによってレベルの異なる検出結果を出力する温度検出部と、
前記駆動手段による前記イグナイターの駆動後の所定時点において、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値以下のときは、ランプが破損していると判定するとともに、前記点灯不点灯検出部の検出結果が不点灯、かつ前記温度検出部の検出温度が閾値より高いときは、高温によりランプが不点灯であると判定するランプ状態判定部と、
このランプ状態判定部の判定結果を報知する手段と、
を備えることを特徴とするランプ点灯装置。 - 請求項1のランプ点灯装置において、
前記ランプ状態判定部によってランプが破損していると判定されたとき、前記駆動手段による前記イグナイターの駆動を停止させる制御手段を、さらに備えることを特徴とするランプ点灯装置。 - 請求項2のランプ点灯装置において、
電源オン時から前記所定時点までの期間を示す出力信号を前記制御手段に供給するタイマーを、さらに備えることを特徴とするランプ点灯装置。 - 請求項1のランプ点灯装置において、
前記ランプに交流電流を供給する電源供給部と、
この電源供給部から前記ランプに供給される交流電流を検出する電流検出部と、
前記ランプの電極間の交流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部により検出された交流電流、および前記電圧検出部により検出された交流電圧に基づいて、前記ランプに供給される電力を一定に制御する電力制御部と、
をさらに備え、
前記点灯不点灯検出部は、前記電圧検出部により検出された交流電圧が閾値電圧より高いときには前記ランプが不点灯と検出することを特徴とするランプ点灯装置。 - 請求項1のランプ点灯装置において、
前記報知手段は、発光ダイオードまたはその他の表示手段であることを特徴とするランプ点灯装置。 - 液晶パネルを照明する光源としてのランプを点灯させる装置として、請求項1〜5のいずれかに記載のランプ点灯装置を備える投射型表示装置。
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