JP7162243B2 - 半導体光源駆動装置及び投射型映像表示装置 - Google Patents

半導体光源駆動装置及び投射型映像表示装置 Download PDF

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Description

本開示は、半導体光源の電流制御装置に関する。
特許文献1は、青成分光の色度の改善が図れる光源装置を備えた投写型映像表示装置を提供する。この投写型映像表示装置は、光源ユニットからのS偏光の青成分光を円偏光に変換して蛍光体ホイールに入射させる。蛍光体ホイールは入射した青成分光の一部を反射し、残余を透過させる。反射された青成分光はP偏光に変換される。透過された青成分光は蛍光体ホイールの蛍光体膜により、青成分光を含む発光光を発光する。これにより、変換されたP偏光の青成分光及び、発光した発光光を混色することでsRGBを包含する色域が実現される。
特開2018-54667号公報
本開示は、半導体光源に流れる電流の制御を容易にし、安定かつ信頼性が高い光源駆動を可能にする半導体光源制御装置及び投写型映像表示装置を提供する。
本開示による半導体光源制御装置は、電流により発光する半導体光源と、半導体光源に流れる電流により検出電圧を発生する検出抵抗と、検出電圧に基づいて電源電流を制御する電源電流制御装置とを備え、複数の色期間の各々で半導体光源に流れる電流をPWM変調することで、半導体光源の出力光の輝度と色調を調整する半導体光源制御装置において、PWM変調のデューティの値が最大となる色期間のみ電源電流の制御を行う。
本開示によれば、半導体光源に流れる電流の制御が容易となり、安定かつ信頼性が高い光源駆動が可能となる。
実施の形態1に係る投射型映像表示装置10の構成例を示すブロック図 図1の投射型映像表示装置10における蛍光体ホイール100の構成例を示す平面図 図1の投射型映像表示装置10におけるカラーホイール120の構成例を示す平面図 図1の投射型映像表示装置10における半導体光源制御装置20の構成例を示すブロック図 図2の電源電流制御装置200に入力されるPWM同期信号の波形の例を示すタイミングチャート 図2の電源電流制御装置200における垂直同期信号、各色のタイミングパルス及びPWM変調信号の波形の例を示すタイミングチャート 図2の電源電流制御装置200における電流値制御処理の動作を説明するためのフローチャート
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
(実施の形態1)
以下、図1~7を用いて、実施の形態1を説明する。
[1-1.構成]
図1は、実施の形態1に係る投射型映像表示装置10の構成例を示すブロック図である。図1において、投射型映像表示装置10は、半導体光源制御装置20、蛍光体ホイール100、ロッドインテグレータ110、カラーホイール120、DMD(デジタル・ミラー・デバイス)130、投射レンズ140を備えて構成される。
図1において、半導体光源制御装置20は、例えばレーザ光源などの半導体光源230を、青色レーザ光を発光するよう制御する。青色レーザ光はレンズ151、152、拡散板153を透過し、ダイクロイックミラー154により反射され、レンズ155、156により集光されて、蛍光体ホイール100に入射する。蛍光体ホイール100は、時分割でその特性を順次選択的に切り替えながら、入射した青色レーザ光の波長を変換して出力する。
蛍光体ホイール100の出力光は、レンズ157、158を透過して並行化され、ミラー159、160により反射され、レンズ161及び拡散板162を透過し、ミラー163及びダイクロイックミラー154により反射される。反射された光はレンズ164により集光された後、ロッドインテグレータ110に入射する。
ロッドインテグレータ110は、ガラス等の透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ110は蛍光体ホイール100から入射した光を均一化し、カラーホイール120へ出力する。なお、ロッドインテグレータ110は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。カラーホイール120は、時分割でその特性を順次選択的に切り替えながら、ロッドインテグレータ110からの光をフィルタリングして出力する。
カラーホイール120により変換された光は、レンズ165、166、167及び内部全反射プリズム168を通じてDMD130に入射する。DMD130は、複数の微小なミラーによって構成されており、微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは1画素に相当し、映像信号のその画素の情報に基づいて、投射レンズ140側に光を反射するか否かが切り替えられる。これによりカラーホイール120からの光は、映像信号に基づいて変調される。DMD130により変調された映像光は内部全反射プリズム168を通じて投射レンズ140へ入射される。投射レンズ140は変調された映像光をスクリーン(図示なし)に拡大投影する。
図2は、蛍光体ホイール100の構成例を示す平面図である。蛍光体ホイール100は、その円周に沿った領域を分割するように、径方向に所定の幅を持って形成された透過領域101及び黄色領域102からなる。蛍光体ホイール100はモータ等によって駆動されて回転することで、半導体光源230からの青色光を受ける領域101、102を順次選択的に切り替えながら、入力された光を色変換して出力する。
図3は、カラーホイール120の構成例を示す平面図である。カラーホイール120は、その円周に沿った面を径方向に分割するように形成された赤色フィルタ領域121、緑色フィルタ領域122及び透過領域123からなる。カラーホイール120はモータ等によって駆動されて回転することで、ロッドインテグレータ110からの光を受ける領域121~123を順次選択的に切り替えながら、入力された光を色変換して出力する。
図4は、図1の投射型映像表示装置10における半導体光源制御装置20の構成例を示すブロック図である。図4において、半導体光源制御装置20は、電源電流制御装置200、DC/DCコンバータ210、光源電流スイッチ220、半導体光源230、検出抵抗240及び増幅器250を備えて構成される。
図4において、電源電流制御装置200は、外部回路から入力された光源オンオフ信号、各色の電流値情報、各色のタイミングパルス、PWM同期信号及び垂直同期信号、並びに増幅器250からの実電流値信号を入力する。電源電流制御装置200は、入力された垂直同期信号に同期して、後述する図7の電流値制御処理を実行する。これにより電源電流制御装置200は、電流制御信号を生成してDC/DCコンバータ210を駆動制御する。また、電源電流制御装置200は、PWM同期信号に同期して、デューティの値が図7の電流値制御処理により決定されたデューティの値と等しくなるようなPWM変調信号を生成して光源電流スイッチ220をオンオフ制御する。すなわち、PWM変調により輝度と色調(明度と飽和度を含む色トーンをいう)を調整する。ただし、PWM変調信号は、入力された光源オンオフ信号がオフである間、PWM変調信号が常にオフとなるように生成する。
DC/DCコンバータ210は、電源電流制御装置200からの電流制御信号に従って、半導体光源230に流す電流を発生する。この時DC/DCコンバータ210は、電流値制御処理により決定された電流値で制御されるため、半導体光源230に流れる電流が、目標電流(振幅)値と等しくなるように電流を発生する。光源電流スイッチ220は、電源電流制御装置200からのPWM変調信号に従って、導通のオンオフを切り替える。これによりDC/DCコンバータ210から半導体光源230への電流が導通/切断を切り替えられる。
半導体光源230は、例えば青色レーザ光源であり、流れる電流の値に応じた強さの青色レーザ光を発光する。半導体光源230は、DC/DCコンバータ210により発生し、光源電流スイッチ220によりオンオフ変調された電流を流されるため、その出力光はPWM変調される。検出抵抗240は、半導体光源230を流れる電流により検出電圧を発生する。この検出電圧は通常(たとえば数mVといった)小さい値のため、そのままでは正確な検出及び反映が難しい。従って増幅器250は、検出抵抗240による検出電圧を増幅し、実電流値信号として電源電流制御装置200に出力する。
[1-2.動作]
以上のように構成された投射型映像表示装置10と半導体光源制御装置20について、その動作を以下説明する。
[1-2-1.投射型映像表示装置10の動作]
図1の投射型映像表示装置10では、垂直同期信号に同期して、1秒を60等分したフレーム毎に1フレーム分の映像を表示する。各フレームは3サブフレームに分割され、各サブフレームはさらに緑色(G)期間、赤色(R)期間、青色(B)期間及び黄色(Ye)期間の4つの色期間に分割される。各色期間では、当該サブフレームの映像の対応する色成分が投影表示される。
図5は、図4の電源電流制御装置200に入力されるPWM同期信号の波形の例を示すタイミングチャートである。図5においてTpwmはPWM同期信号の1周期を示す。PWM同期信号の1周期は例えば135,000分の1秒などの非常に短い期間に設定される。
半導体光源制御装置20により半導体光源230から青色レーザ光が発光される。この青色レーザ光は、PWM同期信号の周期Tpwm単位でオンオフ切替えが可能で、ある期間に占めるオン期間の割合(デューティ)によって、その期間の光の強さが決定される。半導体光源制御装置20の動作については後の1-2-2節で詳細に説明する。
半導体光源230からの青色レーザ光は蛍光体ホイール100に入射する。蛍光体ホイールの回転は垂直同期信号に同期しており、1サブフレームで1回転(1秒間に180回転)するよう設定される。これにより、1サブフレームの青色(B)期間の間、青色レーザ光は蛍光体ホイール100の透過領域101に透過されて、そのまま青色光として出力される。また、他の赤色(R)期間、緑色(G)期間及び黄色(Ye)期間では、青色レーザ光は蛍光体ホイール100の黄色領域102により黄色光に変換されて出力される。
蛍光体ホイール100の出力光はロッドインテグレータ110により均一化された後、カラーホイール120へと入射する。カラーホイール120の回転は蛍光体ホイール100の回転と同期しており、蛍光体ホイール100が1回転する間にカラーホイール120も1回転する。
1サブフレームの緑色(G)期間では、蛍光体ホイール100からの黄色光が赤色フィルタ領域121のフィルタにより緑色光に変換されて出力される。赤色(R)期間では、蛍光体ホイール100からの黄色光が緑色フィルタ領域122のフィルタにより赤色光に変換されて出力される。青色(B)期間では、蛍光体ホイール100を透過した青色光がカラーホイール120の透過領域121を透過して、そのまま青色光として出力される。黄色(Ye)期間では、蛍光体ホイール100からの黄色光がカラーホイール120の透過領域121を透過して、そのまま黄色光として出力される。
このように各色期間には、その期間に対応する色の光がカラーホイール120から出力される。カラーホイール120から出力された色光は、映像信号に基づいてDMD130により画素ごとに変調され、投射レンズ140によりスクリーンに投影される。
[1-2-2.半導体光源制御装置20の動作]
図4の半導体光源制御装置20の動作について以下説明する。
図4において、電源電流制御装置200は、外部回路から入力された光源オンオフ信号、各色の電流値情報、各色のタイミングパルス、PWM同期信号及び垂直同期信号、並びに増幅器250からの実電流値信号を入力する。電源電流制御装置200は、入力された垂直同期信号に同期して、後述する図7の電流値制御処理を実行する。これにより電源電流制御装置200は、電流制御信号を生成してDC/DCコンバータ210を駆動制御する。また、電源電流制御装置200は、PWM同期信号に同期して、デューティの値が図7の電流値制御処理により決定されたデューティの値と等しくなるようなPWM変調信号を生成して光源電流スイッチ220をオンオフ制御する。ただし、PWM変調信号は、入力された光源オンオフ信号がオフである間、PWM変調信号が常にオフとなるように生成する。
DC/DCコンバータ210は、電源電流制御装置200からの電流制御信号に従って、半導体光源230に流す電流を発生する。この時DC/DCコンバータ210は、電流値制御処理により決定された電流値で制御されるため、半導体光源230に流れる電流が、目標電流(振幅)値と等しくなるように電流を発生する。光源電流スイッチ220は、電源電流制御装置200からのPWM変調信号に従って、導通のオンオフを切り替える。これによりDC/DCコンバータ210から半導体光源230への電流が導通/切断を切り替えられる。
半導体光源230は、例えば青色レーザ光源であり、流れる電流の値に応じた強さの青色レーザ光を発光する。半導体光源230は、DC/DCコンバータ210により発生し、光源電流スイッチ220によりオンオフ変調された電流を流されるため、その出力光はPWM変調される。検出抵抗240は、半導体光源230を流れる電流により検出電圧を発生する。この検出電圧は通常(たとえば数mVといった)小さい値のため、そのままでは正確な検出及び反映が難しい。従って増幅器250は、検出抵抗240による検出電圧を増幅し、実電流値信号として電源電流制御装置200に出力する。
上記の、半導体光源230に流れる電流が、タイミングパルスが示す色の電流値情報と等しくなるようにDC/DCコンバータ210を駆動制御するための典型的な技法は、以下のようである。すなわち、電源電流制御装置200において、目標電流(振幅)値と実電流値信号が示す電流値とが一致していない場合に、それが補正されるようDC/DCコンバータ210の出力を上昇又は低下させる。しかしながらこの手法において、実際に半導体光源230に流れる電流の波形は、立ち上がりがなまり、傾きのある波形のため、各色のタイミングでPWM変調信号のデューティの値を変化させると、それに伴って振幅が変化してしまう。
振幅を一定に保つためには、DC/DCコンバータ210の制御をデューティ値の異なる色期間ごとに変化させる必要がある。しかしながら、デューティが小さい値の場合、増幅器250の応答又はフィードバック制御系全体の応答の遅延等の問題により、高速で安定した制御が困難となる。さらに、上述の通り半導体光源230に流れる電流の波形は立ち上がりがなまった波形である。従ってデューティが小さい値の場合、電流値を目標値に合わせるために、DC/DCコンバータ210は出力が上昇するよう制御される。これにより、色期間の境界等においてデューティの値が急激に上昇した場合、半導体光源230に過剰な電力が出力されることがある。一般に半導体光源は定格電流値を超える電流が流されると破損する恐れがあるため、これは好ましくない。また、色期間の境界でDCコンバータ210の出力を変化させると、半導体光源230に流れる電流の波形が波打つような振動現象が発生することがある。これは画質及び信頼性の低下を招くため、好ましくない。
本開示における半導体光源制御装置20では、DC/DCコンバータの出力の制御を、緑色(G)期間のみで行う。白色光を合成するために必要な各色光の強さは、緑色光が最も大きい。従って、PWM変調信号のデューティの値も緑色(G)期間において最大となる。デューティの値が小さい他の期間では、緑色(G)期間に対するデューティの値の比率のみで出力光の明るさを制御する。これにより、デューティが小さい値の期間に制御を行う必要がないため、半導体光源230に流れる電流を容易にかつ安定して制御することができる。
ただし、デューティの値の変化に応じて半導体光源230に流れる電流の振幅が変化するため、入力された各色の電流値の比をそのままデューティの値の比とすることはできず、その補正が必要となる。これは、振幅が減少した分の出力の低下を、デューティを増加させて補うことで解決する。緑色(G)期間に対するデューティの値の比が小さくなるほど大きくデューティを増加させることで、正しい出力が可能となる。
図6は、図4の電源電流制御装置200における、垂直同期信号、各色のタイミングパルス及びPWM変調信号の波形の例を示すタイミングチャートである。各色のタイミングパルスにより各色期間が示されている。ただし、黄色(Ye)期間は、緑色(G)及び赤色(R)のタイミングパルスの両方がHighであることにより示される。また、PWM変調信号は、緑色(G)期間におけるデューティ値が最も大きいことがわかる。
図7は、図4の電源電流制御装置200の動作の例を示すフローチャートである。まず、ステップS1において、目標電流(振幅)値及び各色のデューティを外部から受け取る。ステップS2において、赤色(R)のタイミングパルスのみがHighであるか否か、すなわち現在が赤色(R)期間であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS3へ進み、Noの場合はステップS4へ進む。ステップS3では、入力された赤色(R)のデューティの情報に基づいて、PWM変調信号のデューティの値を決定する。
ステップS4ではステップS2と同様、現在が青色(B)期間であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS5へ進み、Noの場合はステップS6へ進む。ステップS5ではステップS3と同様、入力された青色(B)のデューティの情報に基づいて、PWM変調信号のデューティの値を決定する。
ステップS6では、赤色(R)のタイミングパルスと緑色(G)のタイミングパルスの両方がHighであるか否か、すなわち現在が黄色(Ye)期間であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS7へ進み、Noの場合はステップS8へ進む。ステップS7では、入力された赤色(R)のデューティの情報及び緑色(G)のデューティの情報に基づいて、PWM変調信号のデューティの値を決定する。この値の決定は、例えば赤色(R)のデューティの情報及び緑色(G)のデューティの情報の平均値に基づいて決定してよい。
ステップS8では、緑色(G)のタイミングパルスのみがHighであるか否か、すなわち現在が緑色(G)期間であるか否かを判断し、Yesの場合はステップS9へ進み、Noの場合はステップS1から動作を繰り返す。ステップS9では、入力された緑色(G)のデューティの情報に基づいて、PWM変調信号のデューティの値を決定する。
ステップS10では、増幅器250から入力された実電流値信号が示す検出電流値が、目標電流(振幅)値と比較して低いか否かを判断する。目標電流(振幅)値の方が低い(Noの)場合はステップS11へ進み、検出電流値及び目標電流(振幅)値の間の差分に基づいてDC/DCコンバータ210の出力を低下させる。検出電流置の方が低い(Yesの)場合は、ステップS11へ進み、検出電流値及び目標電流(振幅)値の間の差分に基づいてDC/DCコンバータ210の出力を上昇させる。ステップS11又はステップS12の補正処理が完了すると、処理はステップS8に戻る。
[1-3.効果等]
以上のように、本実施の形態において、投射型映像表示装置10は、半導体光源制御装置20と、蛍光体ホイール100と、カラーホイール120と、DMD130と、投射レンズ140とを備える。半導体光源制御装置20は、半導体光源230から青色レーザ光を発光する。蛍光体ホイール100及びカラーホイール120は、垂直同期信号に同期して、半導体光源230からの青色レーザ光を色変換する。DMD130は、色変換された映像光を、映像信号に従って、画素ごとに変調する。投射レンズ140は、変調された映像光をスクリーンに投射する。
また、半導体光源制御装置20は、電源電流制御装置200と、DC/DCコンバータ210と、光源電流スイッチ220と、半導体光源230と、検出抵抗240と、増幅器250とを備える。電源電流制御装置200は、緑色(G)期間のみにおいて、半導体光源230に流れる電流値が、外部入力の電流値情報と等しくなるように、DC/DCコンバータの出力を制御する。
また、電源電流制御装置200は、PWM同期信号に同期して、光源電流スイッチ220を駆動制御する。半導体光源230は、電流を流すことで青色レーザ光を発光する。検出抵抗240は、半導体光源230を流れる電流により検出電圧を発生する。増幅器250は、検出電圧を増幅して、実電流値信号として電源電流制御装置200に出力する。
これにより、電流値を目標値に合わせるよう制御するために用いるパラメータの数は減少し、フィードバックに用いる電流の時間幅は増加する。従って、半導体光源230に流れる電流の制御が容易となる。さらに、色期間の境界におけるDC/DCコンバータの出力の変化に起因する複数の問題が解決されるため、安定かつ信頼性が高い光源駆動が可能となる。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
実施の形態1では、白色光を合成するための色光の一例として、赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光及び黄色(Ye)光の組み合わせを説明した。しかしながら、白色光を合成することができればよい。従って、例えば、赤色(R)光、緑色(G)光、青色(B)光の3色の光の組み合わせでもよい。
また、実施の形態1では、デューティの値が最大となる色光の一例として、緑色(G)光を説明した。しかしながら、上記のように他の色光の組み合わせにより白色光を合成する場合、緑色(G)光以外のデューティの値が最大となることもあり得る。その場合、その色に対応する期間において電流制御を行えばよい。
さらに、実施の形態1では、青色レーザ光を色変換する手段の一例として、蛍光体ホイール100及びカラーホイール120の組み合わせを説明した。しかしながら、これらは各期間に対応する色に変換できればよく、例えば赤色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体を備える単独の蛍光体ホイールであってもよい。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
従って、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須ではない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、半導体光源の光を各色光に変換して投影する投射型映像表示装置に適用可能であり、具体的には、プロジェクタ等に本開示は適用可能である。
10 投射型映像表示装置
20 半導体光源制御装置
100 蛍光体ホイール
110 ロッドインテグレータ
120 カラーホイール
130 DMD
140 投射レンズ
200 電源電流制御装置
210 DC/DCコンバータ
220 光源電流スイッチ
230 半導体光源
240 検出抵抗
250 増幅器

Claims (4)

  1. 電流により発光する半導体光源と、
    前記半導体光源に流れる電流により検出電圧を発生する検出抵抗と、
    前記検出電圧に基づいて前記半導体光源に流す電流を制御する電源電流制御装置とを備え、
    複数の色期間の各々で前記半導体光源に流れる電流を前記電源電流制御装置でPWM変調することで、前記半導体光源の出力光の輝度と色調を調整する半導体光源制御装置において、
    前記PWM変調のデューティの値が最大となる所定の単一色の色期間のみ、前記半導体光源に流す前記電流の振幅を所定の目標値に合わせるように帰還制御する、
    半導体光源制御装置。
  2. 前記複数の色期間は、緑色期間を含み、
    前記単一色の色期間は、前記緑色期間である、
    請求項1に記載の半導体光源制御装置。
  3. 導体光源制御装置を備える投射型映像表示装置であって、
    前記半導体光源制御装置は、
    電流により発光する半導体光源と、
    前記半導体光源に流れる電流により検出電圧を発生する検出抵抗と、
    前記検出電圧に基づいて前記半導体光源に流す電流を制御する電源電流制御装置とを備え、
    複数の色期間の各々で前記半導体光源に流れる電流を前記電源電流制御装置でPWM変調することで、前記半導体光源の出力光の輝度と色調を調整し、
    前記半導体光源制御装置は、
    前記PWM変調のデューティの値が最大となる単一色の色期間のみ、前記半導体光源に流す前記電流の振幅を所定の目標値に合わせるように帰還制御する、 投射型映像表示装置。
  4. 前記複数の色期間は、緑色期間を含み、
    前記単一色の色期間は、前記緑色期間である、
    請求項3に記載の投射型映像表示装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021026089A (ja) * 2019-08-02 2021-02-22 ソニー株式会社 プロジェクションシステム及びプロジェクションシステムの制御方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008102442A (ja) 2006-10-20 2008-05-01 Olympus Corp 画像投影装置
JP2008210853A (ja) 2007-02-23 2008-09-11 Matsushita Electric Works Ltd Led制御システム
JP2009152516A (ja) 2007-01-10 2009-07-09 Seiko Epson Corp レーザ光源装置及びそれを用いたモニタ装置並びに画像表示装置
JP2010049523A (ja) 2008-08-22 2010-03-04 Mitsubishi Electric Corp 定電流スイッチング電源装置及びその駆動方法、光源駆動装置及びその駆動方法、並びに画像表示装置
JP2012129050A (ja) 2010-12-15 2012-07-05 Konica Minolta Holdings Inc 発光装置、発光素子の駆動方法、及び照明装置
JP2014192699A (ja) 2013-03-27 2014-10-06 Kyocera Document Solutions Inc 画像読取装置、画像形成装置および画像読取方法
WO2016189582A1 (ja) 2015-05-22 2016-12-01 Necディスプレイソリューションズ株式会社 照明装置、プロジェクタ、表示システム及び光源調整方法
JP2018124389A (ja) 2017-01-31 2018-08-09 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター及びプロジェクターの制御方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7766490B2 (en) * 2006-12-13 2010-08-03 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Multi-color primary light generation in a projection system using LEDs
US20080204382A1 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Kevin Len Li Lim Color management controller for constant color point in a field sequential lighting system
JP4735859B2 (ja) 2007-10-01 2011-07-27 Tdk株式会社 Led駆動回路
JP2009123681A (ja) * 2007-10-25 2009-06-04 Panasonic Electric Works Co Ltd Led調光装置
EP2269305B1 (en) * 2008-04-10 2011-09-07 Nxp B.V. Rotating pulse-width modulator
US8120277B2 (en) * 2008-06-04 2012-02-21 Boca Flasher, Inc. Hybrid-control current driver for dimming and color mixing in display and illumination systems
US8872810B2 (en) * 2010-10-12 2014-10-28 National Semiconductor Corporation Combined digital modulation and current dimming control for light emitting diodes
JP6064455B2 (ja) * 2012-09-04 2017-01-25 カシオ計算機株式会社 投影装置、投影方法及びプログラム
KR102126534B1 (ko) * 2013-10-31 2020-06-25 엘지디스플레이 주식회사 광원 구동장치 및 이를 이용한 액정표시장치
US9603209B2 (en) * 2014-09-04 2017-03-21 Cooper Technologies Company LED driver
US9468065B2 (en) * 2014-10-15 2016-10-11 Texas Instruments Incorporated Combined hybrid and local dimming control of light emitting diodes
US9814115B2 (en) * 2015-12-25 2017-11-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Illumination light communication apparatus and communication module
JP6796751B2 (ja) 2016-09-26 2020-12-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源装置、及び投写型映像表示装置
US10136489B1 (en) * 2017-12-20 2018-11-20 Lumileds Llc Illumination system including tunable light engine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008102442A (ja) 2006-10-20 2008-05-01 Olympus Corp 画像投影装置
JP2009152516A (ja) 2007-01-10 2009-07-09 Seiko Epson Corp レーザ光源装置及びそれを用いたモニタ装置並びに画像表示装置
JP2008210853A (ja) 2007-02-23 2008-09-11 Matsushita Electric Works Ltd Led制御システム
JP2010049523A (ja) 2008-08-22 2010-03-04 Mitsubishi Electric Corp 定電流スイッチング電源装置及びその駆動方法、光源駆動装置及びその駆動方法、並びに画像表示装置
JP2012129050A (ja) 2010-12-15 2012-07-05 Konica Minolta Holdings Inc 発光装置、発光素子の駆動方法、及び照明装置
JP2014192699A (ja) 2013-03-27 2014-10-06 Kyocera Document Solutions Inc 画像読取装置、画像形成装置および画像読取方法
WO2016189582A1 (ja) 2015-05-22 2016-12-01 Necディスプレイソリューションズ株式会社 照明装置、プロジェクタ、表示システム及び光源調整方法
JP2018124389A (ja) 2017-01-31 2018-08-09 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター及びプロジェクターの制御方法

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