CN104793453A - 光源设备和图像显示设备 - Google Patents

Abstract

一种光源设备和图像显示设备，光源设备包括多个光源单元、传感器单元和间隔控制单元。传感器单元能够接收来自多个光源单元的多个发射光束，并且以预定采样间隔采样发射光束的强度。间隔控制单元能够基于与来自多个光源单元的发射光束的每一个有关的输出特性控制预定采样间隔。

Description

光源设备和图像显示设备

相关申请的交叉引用

本申请要求保护于2014年1月20提交的日本在先专利申请JP2014-007839的权益，通过引用将其全部内容结合于本文中。

技术领域

本技术涉及光源设备和图像显示设备。

背景技术

过去，广泛使用诸如投影仪的图像显示设备。例如，来自光源的光由诸如液晶元件的光调制元件调制并且所调制的光被投射到屏幕等上，从而显示图像。近年来，使用诸如LED(发光二极管)或者LD(激光二极管)的固体光源而非汞灯或者氙灯用于投影仪的光源的产品更加常见。诸如LED的固体光源具有长使用期限。因此，在过去进行的灯交换是不必要的，并且获得灯在接通电源时立即打开的这样的优势。

日本专利申请公开第2012-104489号公开采用使用诸如LED的半导体发光元件作为光源的照明设备的投影仪。在投影仪的照明设备中，通过常见的光电转换元件连续地检测来自LED的有颜色的照明光的光强度。有颜色的照明光的检测的光强度被在共有采样保持电路中采样，并且被反馈回至该颜色的驱动电路。以这种方法，相对于该颜色的照明光设置共有采样系统，因此即使引起LED的温度系数的变化，可以消除采样系统的个别差异并且显示具有颜色均匀性的图像。

发明内容

如上所述，对于用于图像显示设备等的光源设备，要求光源设备能够发出具有期望色度和期望亮度的光。

考虑到如上所述的情况，希望提供能够发出具有期望色度和期望亮度的光的光源设备以及使用该光源设备的图像显示设备。

根据本技术的实施方式，提供包括多个光源单元、传感器单元和间隔控制单元的光源设备。

传感器单元能够接收来自多个光源单元的多个发射光束，并且以预定采样间隔采样发射光束的强度。

间隔控制单元能够基于与来自多个光源单元的发射光束的每一个有关的输出特性控制预定采样间隔。

在光源设备中，以预定采样间隔采样来自多个光源单元的多个发射光束的强度。在这时候，基于光源单元的输出特性，控制预定采样间隔。因此，可以发出具有期望色度和亮度的光。

光源设备可以进一步包括能够施加驱动电流至多个光源单元的每一个的驱动单元。在这种情况下，间隔控制单元可以基于来自驱动单元的驱动电流的输出特性控制预定采样间隔。

因此，可以高准确度地控制发射光的亮度和色度。

间隔控制单元可以利用施加于多个光源单元的每一个的驱动电流的值作为参考控制预定采样间隔。

因此，可以根据光源单元的驱动高准确度地控制发射光的亮度和色度。

基于采样的结果，驱动单元可以施加驱动电流至多个光源单元的每一个，以使发射光束的强度的比率在预定的范围内。

因此，可以高准确度地控制发射光的亮度和色度。

驱动单元可以能够基于来自外部的信息调节施加于多个光源单元的每一个的驱动电流的值。

因此，可以发出具有期望色度和亮度的光。

传感器单元可以接收通过合成多个发射光束获得的合成光，并且以共有采样间隔采样发射光束的强度。在这种情况下，间隔控制单元可以控制共有采样间隔。

因此，可以利用简单结构采样多个发射光束的强度并且例如缩小光源设备的尺寸。

多个光源单元可以包括具有包括发出具有预定波长范围的第一可见光的一个或多个固体光源的第一固体光源组的第一光源单元，以及具有包括发出具有预定波长范围的激发光的一个或多个固体光源的第二固体光源组和通过激发激发光发出不同于具有预定波长范围的激发光的波长范围的第二可见的发光体的第二光源单元。在这种情况下，光源设备可以进一步包括合成单元，被配置为生成通过合成来自第一光源单元的发射光的第一可见光和来自第二光源单元的发射光的第二可见光而获得的白色光。

在光源设备中，可以高准确度地控制作为合成光发出的白色光的亮度和色度。

第一和第二固体光源组的每个可以能够发出具有蓝色波长范围的光。在这种情况下，发光体可以发出包括具有红色波长范围的光和具有绿色波长范围的光的光。

通过适当地控制从第一和第二固体光源组发出的具有蓝色波长范围的光的强度，可以高准确度地控制作为合成光发出的白色光的亮度和色度。

在施加于第二固体光源组的激发驱动电流的值小于预定阈值的情况下，间隔控制单元可以设定第一共有采样间隔，并且在激发驱动电流的值大于预定阈值的情况下，间隔控制单元可以设定小于第一共有采样间隔的第二共有采样间隔。

通过根据具有发光体的第二光源单元的光发射特性控制共有采样间隔，可以高准确度地控制白色光的亮度和色度。

传感器单元可以包括能够测量具有蓝色波长范围的光、具有红色波长范围的光和具有绿色波长范围的光的强度的单个传感器。

通过使用单个传感器，例如可以缩小光源设备的尺寸。

光源设备可以进一步包括监测单元，被配置为监测通过基于采样的结果施加驱动电流能否将发射光束的强度的比率保持在预定的范围内。

因此，可以保持光源设备的高质量。

根据本技术的另一实施方式，提供包括光源设备、图像生成系统和投影系统的图像显示设备。

光源设备包括多个光源单元、传感器单元、间隔控制单元和被配置为通过合成来自多个光源单元的发射光束生成合成光的合成单元。

图像生成系统包括基于照射光生成图像的图像生成元件，以及利用从光源设备发出的合成光照射图像生成元件的照明光学系统。

投影系统被配置为投射通过图像生成元件生成的图像。

在图像显示设备中，因为通过光源设备发出具有期望的亮度和色度的合成光，所以可以得到高质量的图像显示。

光源设备可以包括能够施加驱动电流至多个光源单元的每一个的驱动单元。在这种情况下，间隔控制单元可以基于来自驱动单元的驱动电流的输出特性控制预定采样间隔。

因此，可以高准确度地控制合成光的亮度和色度并且得到高质量图像显示。

间隔控制单元可以对来自驱动单元的驱动电流的值设定阈值，在驱动电流的值小于阈值的情况下设定第一采样间隔，并且在驱动电流的值大于阈值的情况下设定小于第一采样间隔的第二采样间隔。

通过控制如上所述的采样间隔，可以发出具有期望亮度和色度的合成光。

第一采样间隔可以大于通过图像生成系统生成的图像的帧速率，和第二采样间隔可以小于生成的图像的帧速率。

以这种方法，可以利用帧速率作为参考来控制采样间隔。

基于与通过图像生成系统生成的图像有关的信息，驱动单元可以调节施加于多个光源单元的每一个的驱动电流的值。

因此，可以得到高质量图像显示。

投影系统可以通过偏心光学系统投射图像。

通过使用本技术，例如，即使在使用偏心光学系统的情况下，可以轻易地得到自动光圈。

如上所述，根据本技术的实施方式，可以发出具有期望色度和亮度的光。应注意，本文中描述的作用不受限制，并且可以提供在本公开内容中描述的任何作用。

根据如在附图中示出的本公开内容的最佳模式实施方式的详细描述，本公开内容的这些和其他目标、特征以及优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1是示出了根据本技术的实施方式的图像显示设备的基本结构的示例的示意图；

图2是示出了光源设备的结构的示例的示意图；

图3是示出传感器的附着位置的示例的示意图；

图4是主要示出作为光源设备的色度的校正的操作示例的流程图；

图5是示出XYZ色度系统的xy色度图的示图；

图6是示出在施加于第一和第二蓝色LD组的驱动电流的比率与将要测量的RGB值的比率之间的关系的图表；

图7是示出用于亮度调整的表格信息的示例的示图；

图8是示出在进行亮度控制和色度控制时定时的示例的示图；

图9是用于说明直方图检测的示例的示图；

图10A和图10B分别为示出激发光的输出功率与驱动电流值之间的关系和黄色光的输出功率与驱动电流值之间的关系的图表；

图11是示出蓝色激光、黄色光和白色光相对于驱动电流值的输出功率的图表；

图12是示出控制对应于输出特性的共有采样间隔的示例的图表；

图13是示出控制共有采样间隔的另一个示例的图表；并且

图14A和图14B是示出光源设备的结构的其他示例的示意图。

具体实施方式

下文中，将参考附图说明本公开内容的实施方式。

(图像显示设备)

图1是示出了根据本技术的实施方式的图像显示设备的基本结构的示例的示意图。例如，图像显示设备500用作用于显示的投影仪或者数字影院。以下将要描述的本技术可以应用于诸如电视设备和用于其他目的的监测器设备的图像显示设备。

图像显示设备500包括输入端子单元501、图像信号接口(I/F)502、处理电路503、用户接口504、面板驱动器505、照明光学系统和面板506和投影透镜系统507。此外，图像显示设备500包括校正电路508、光源驱动器509、固体光源510和传感器单元511。

输入端子单元501是用于输入图像信号的端子。作为输入端子单元501，例如，使用HDMI(注册商标)(高清晰度多媒体接口)端子、复合端子、D视频端子等。图像信号接口502接收通过输入端子单元501输入的图像信号并且将信号输出至处理电路503。图像信号接口502的具体结构不受限制。

处理电路503处理从图像信号接口502输出的图像信号。例如，处理电路503将包括在图像信号中的YCrCb信号转换为RGB信号。另外，为了显示图像而进行包括提高分辩率、图像改善、定时控制等各种处理。此外，处理电路503可以基于通过用户接口504输入的来自用户的指令进行处理。

用户接口504将来自设置在图像显示设备500上的诸如操作按钮和触摸板的操作单元的指令信号输出至处理电路503。操作单元和用户接口504的具体结构不受限制。

面板驱动器505接收从处理电路503输出的包括与RGB有关的颜色信息的图像信号。然后，面板驱动器505将用于驱动设置用于RGB的各自的颜色的三个面板的每一个的驱动信号输出至照明光学系统和面板506。照明光学系统和面板506中的面板通过基于来自面板驱动器505的驱动信号调制每种彩色光生成图像。合成用于RGB的面板生成的图像，并且投影透镜系统507被随其照射。

在这个实施方式中，面板对应于基于照射光生成图像的图像生成元件。作为图像生成元件，可以使用诸如液晶面板和数字微镜装置(DMD)的任何元件。此外，彩色图像可以不通过用于RGB颜色的三个面板，而是通过单个面板生成。

投影透镜系统507将由照明光学系统和面板506照亮的彩色图像投射在屏幕(未示出)等上。投影透镜系统507的结构不受限制。在这个实施方式中，使用偏心光学系统。即，照明光学系统和输出图像的面板506的光轴被设计为与投影透镜系统507的光轴不一致。例如，对于图像显示设备500，设置短焦投影仪。在这个实施方式中，投影透镜系统507对应于投射图像生成元件生成的图像的投影系统。

校正电路508是用于校正通过面板生成的图像的色度和亮度的电路。在这个实施方式中，基于来自传感器单元511的采样结果等，输出校正信号。具体地，校正电路适当地设定施加于固体光源510的驱动电流的值。随后将描述驱动电流值的设定。

光源驱动器509从校正电路508接收校正信号(驱动电流的设定信号)。然后，基于信号，光源驱动器509输出用于驱动固体光源510的驱动信号。此外，通过光源驱动器509，从电源施加预定的驱动电流至固体光源510。光源驱动器509的具体结构不受限制。

固体光源510利用通过合成RGB颜色的发射光获得的白色光照射照明光学系统和面板506。照明光学系统和面板506中的照明光学系统将从固体光源510发出的白色光划分为RGB的颜色并且利用该颜色的光照射三个面板。照明光学系统的具体结构不受限制。在这个实施方式中，具有三个面板和照明光学系统的照明光学系统和面板506对应于图像生成系统。

传感器单元511可以接收从固体光源510发出的白色光，并且可以以预定采样间隔采样RGB的光的强度。采样结果被输出到校正电路508。

在图像显示设备500中，校正电路508、光源驱动器509、固体光源510和传感器单元511是如根据本技术的光源设备操作的区块。随后将描述光源设备的详细的结构和操作。

对于借助于图像显示设备500的图像显示器的基本操作，基于输入图像信号，将包括与RGB有关的颜色信息的图像信号从处理电路503输出到面板驱动器505。以对应于输出的定时的预定定时，将启动触发信号从处理电路503输出到校正电路508。

将用于每个RGB的驱动信号从面板驱动器505输出到用于RGB的三个面板。另一方面，接收启动触发信号的校正电路508将驱动电流的设定信号输出至光源驱动器509。在这个实施方式中，输出发出蓝色光(B)的蓝色光源单元的设定信号和发出激发光(E)的激发光源单元的设定信号。随后将详细地描述这些光源单元。

从光源驱动器509到固体光源(蓝色光源单元和激发光源单元)，施加设定驱动信号，并且白色光通过照明光学系统施加于RGB的面板。在面板上生成的图像被合成并且通过投影透镜系统507投射。

(光源设备)

图2是示出根据该实施方式的光源设备的结构的示例的示意图。光源设备100包括蓝色光源单元10、激发光源单元20、合成光学系统30、第一驱动电源41、第二驱动电源42和传感器50。此外，光源设备100包括采样单元60、定时生成单元61和校正单元62作为功能块。

蓝色光源单元10包括包含发出具有蓝色波长范围的蓝色激光B的至少一个蓝色LD(固体光源)的第一蓝色LD组(固体光源组)11，作为具有预定波长范围的第一可见光。在这个实施方式中，使用由二维排列的多个蓝色LD组成的蓝色LD组。从第一蓝色LD组11发出的蓝色激光B是来自蓝色光源单元10的发射光。在这个实施方式中，蓝色光源单元10对应于第一光源单元。

激发光源单元20包括包含发出具有蓝色波长范围的激发光E的至少一个蓝色LD(固体光源)的第二蓝色LD组(固体光源组)21，作为具有预定波长范围的激发光。此外，激发光源单元20包括通过激发光E的激发来发出具有不同于激发光E的波长范围的第二可见光的荧光体(发光体)22。

如图2所示，荧光体22具有转盘形状。具体地，在具有圆盘形状的基部23的表面上，使用荧光体22形成在其上的荧光体轮24。电动机25附接至荧光体轮24的旋转轴。通过电动机25的旋转驱动，荧光体轮24旋转。荧光体22包括通过激发光E的激发发出荧光的荧光物质。荧光体22发出具有从红色波长范围至绿色波长范围的波长范围的光(黄色光Y)，作为第二可见光。

例如，作为包括在荧光体22中的荧光物质，使用YAG(钇铝石榴石)类荧光体。应注意，荧光物质的种类、激发的光的波长范围和通过激发生成的可见光的波长范围不受限制。

在这个实施方式中，激发光源单元20对应于第二光源单元。作为第二可见光的黄色光Y是来自激发光源单元20的发射光。

从第一和第二蓝色LD组11和21放出的蓝色激光的波长范围在蓝色波长范围内可以是相同的或者可以是不同的。此外，各个组中的蓝色LD的数量不受限制。

合成光学系统(合成单元)30生成通过合成从蓝色光源单元10发出的蓝色激光B和从激发光源单元20发出的黄色光Y获得的白色光W，并且发出白色光W。合成光学系统30包括镜子31和33以及二向色镜32。镜子31将从蓝色光源单元10发出的蓝色激光B反射至二向色镜32。

二向色镜32选择性地反射具有预定波长范围的光，并且使具有除预定波长范围以外的波长范围的光从中经过。在图2中示出的示例中，蓝色激光B和激发光E作为具有蓝色波长范围的激光通过二向色镜32传输。另一方面，从荧光体22发出的黄色光Y通过二向色镜32反射。因此，蓝色激光B和黄色光Y被合成在相同的光轴上，从而生成白色光W。生成的白色光W在镜子33上反射并且在照明光学系统506上反射。应注意，合成光学系统30的结构不受限制。

第一驱动电源41是用于施加驱动电流到蓝色光源单元10的第一蓝色LD组11的电源。第二驱动电源42是用于施加驱动电流到激发光源单元20的第二蓝色LD组21的电源。第一驱动电源41和第二驱动电源42的具体结构不受限制。在下文中应注意，施加于第一蓝色LD组11的驱动电流称为第一驱动电流。此外，施加于第二蓝色LD组21的驱动电流称为第二驱动电流。

传感器50可以接收白色光W并且可以测量具有蓝色波长范围的光、具有红色波长范围的光和具有绿色波长范围的光的强度。在传感器50的光接收表面上，分别设置用于使具有RGB的波长范围的光从中传输的蓝色滤光器、红色滤光器和绿色滤光器。多个滤色片分散具有波长范围的光，从而使可能测量其强度。传感器50的具体结构不受限制，并且例如可以适当地使用已知的光传感器等。

通过传感器50测量的具有蓝色波长范围的光的强度对应于作为来自蓝色光源单元10的发射光的蓝色激光B的强度。具有红色波长范围的光和具有绿色波长范围的光的强度对应于作为来自激发光源单元20的发射光的黄色光Y的强度。

图3是示出传感器50的附着位置的示例的示意图。如在图3的左部分示出的，在这个实施方式中，传感器50附接在反射白色光W到照明光学系统506的镜子33的后表面34上。进入镜子33的白色光的大约1％的光通过镜子33传输。传感器50接收传输的光和测量具有RGB波长范围的光的强度。

如在图3的右部分示出的，在从镜子33的前侧面观察时，传感器50附接至后表面34侧的大约中心部分。然而，传感器50附接的位置不受限制，只要附接位置在发出的白色光W的光轴上。

采样单元60可以预定采样间隔采样通过传感器50测量的具有RGB的波长范围的光的强度。在这个实施方式中，对于RGB的光，以共有采样间隔进行采样。图2中示出的传感器50和采样单元60包括在图1中示出的传感器单元511中。

校正单元62是通过例如图1中示出的校正电路508实现的功能块。校正单元62基于来自采样单元60的采样结果输出校正信息用于校正图像的色度和亮度。校正单元62输出施加于第一蓝色LD组11的第一驱动电流值的指令到第一驱动电源41。此外，校正单元62输出施加于第二蓝色LD组21的第二驱动电流值的指令到第二驱动电源42。

校正单元62、第一和第二驱动电源41和42，以及图1中示出的光源驱动器509在这个实施方式中起驱动单元的作用。

定时生成单元61设定通过采样单元60进行的采样的定时。定时生成单元61生成对应于采样的定时的采样脉冲，并且输出脉冲到采样单元60。即，定时生成单元61酌情设定采样间隔。在这个实施方式中，定时生成单元61起到能够基于与来自多个光源单元的发射光有关的输出特性控制预定采样间隔的间隔控制单元的作用。

在这个实施方式中，根据蓝色光源单元10的输出特性，定时生成单元61控制用于采样蓝色激光B的强度的采样间隔。另外，根据激发光源单元20的输出特性，控制用于采样黄色光Y(红色波长范围光和绿色波长范围光)的强度的采样间隔。如上所述，在这个实施方式中，接收白色光W，并且以共有采样间隔，采样具有波长范围的光的强度。因此，定时生成单元61控制共有采样间隔。

如随后将详细地描述，在这个实施方式中，光源单元的输出特性指的是相对于施加于光源单元的驱动电流的输出特性。即，光源单元相对于施加的驱动电流发光以什么程度以及如何对应于输出特性。如图2所示，定时生成单元61可以基于从校正单元62输出的驱动电流值适当地控制共有采样间隔。

用于得到采样单元60、校正单元62和定时生成单元61的结构不受限制。例如，诸如电路的硬件资源可以实现功能块，或者诸如程序的软件可以实现区块。当然，可以通过硬件资源和软件彼此协同获得功能块。

例如，作为电路，使用采样保持电路、从RGB转换为XY色度的矩阵电路、各种确定电路、用于驱动电流的设定电路、接口电路、用于蓝色LD组的闭合和断开定时生成电路、指令发布和分析电路等。

例如，程序通过控制图像显示设备500中的机构的控制单元执行。控制单元包括，例如，CPU、RAM、ROM等，并且CPU在RAM之前载入记录在ROM中的程序并且执行程序，从而控制机构。此外，CPU执行预定程序，从而得到预定的功能块。控制单元的结构不受限制，并且可以使用任何硬件和软件。

图4是主要示出色度的校正作为光源设备100的操作的示例的流程图。在图4中示出的处理通过使图2中示出的区块根据预定的控制算法操作获得。在下文中，将说明图4中示出的参数的含义。

R：传感器输出值(红色)

G：传感器输出值(绿色)

B：传感器输出值(蓝色)

C：(R+G)值和B值之间的比率C＝(R+G)/B

Ci：C参考值(用于每个设定的值设定)

IB：第一蓝色LD组的电流值(第一驱动电流值)(单位：A)

IBmax：第一驱动电流值的上限

IP：第二蓝色LD组的电流值(第二驱动电流值)(单位：A)

IPmax：第二驱动电流值的上限

IS：在1序列中变化的电流的范围

Is：施加的驱动电流的总和

Is_min：驱动电流的下限

N：校正回路的数量

N_max：校正回路的数量的上限

如图4所示，第一，校正回路N的数量设定为0(步骤101)。然后，确定第一和第二蓝色LD组11和21是打开与否(步骤102)。在确定第一和第二蓝色LD组11和21没有发出激光(在步骤102中否)的情况下，终止色度的校正。

在确定第一和第二蓝色LD组11和21打开(步骤102中是)的情况下，通过传感器单元511进行采样，并且测量RGB的光的强度值(步骤103)。RGB的测量值变为CIE(国际照明协会)定义的XYZ色度制的值。然后，计算出xy色度图中的色度坐标(x，y)(步骤104)。

图5是示出XYZ色度制的xy色度图的示图。从蓝色光源单元10输出的蓝色激光B的色度坐标在图5中示出的点B附近。从激发光源单元20输出的黄色光Y的色度坐标在图5中示出的点Y附近。通过合成蓝色激光B和黄色光Y获得的白色光的色度坐标在通过链接点B和Y形成的直线L附近，并且根据蓝色激光B和黄色光Y的强度改变。由此在直线L控制白平衡。

在这个实施方式中，传感器单元511测量白色光W的色度。根据其变化，调节到第一和第二蓝色LD组11和21的驱动电流。对于色度变化，例如，利用在工厂装运时白色光的色度作为参考，基于随着时间的变化、人造亮度调节等检测从图5中示出的星形W表示的参考值的偏移(Δx，Δy)。在色度的偏移(Δx，Δy)不在预定范围内的情况下，调节施加于第一和第二蓝色LD组11和21的驱动电流值。

图6是示出在施加于第一和第二蓝色LD组11和21的驱动电流的比率与测量的RGB值的比率之间的关系的图表。如图6所示，相对于激发LD电流(第二驱动电流)，蓝色LD电流(第一驱动电流)相对改变，因此比率B/G的值根据变化改变。另一方面，比率R/G值和比率G/G值没有改变。

因此，如可以从图表中看出，在白色光W中的蓝色激光B的比率旨在增加的情况下，第一驱动电流值增加，或者第二驱动电流值减小。另一方面，在白色光W中的黄色光Y，即，红色波长光R和绿色波长光G的比率旨在增加的情况下，第一驱动电流值减小，或者第二驱动电流值增加。

应注意，可以根据作为来自光源的发射光的蓝色激光B和黄色光Y的强度的比率是否在预定范围内而调节驱动电流。此外，可以根据红色波长范围光R、绿色波长范围光G和蓝色波长范围光B的强度的比率是否在预定范围内而调节驱动电流。在这个实施方式中，设定(Δx,Δy)<(0.01,0.01)的关系作为条件。因此，在图4的步骤105，确定是否满足(Δx,Δy)>(0.01,0.01)的关系。在满足条件(在步骤105中为否)的情况下，即在白色光W的xy色度分别没有偏离0.01或更多的情况下，过程返回至步骤101，不用进行校正。

在条件没有满足(步骤105中为是)的情况下，即，在白色光W的xy色度分别偏离0.01或更多的情况下，在步骤106和其后面的步骤中，调节到第一和第二蓝色LD组11和21的驱动电流，以使偏移变为在0.01内。因此，适当地控制光源单元的输出功率。应注意，作为确定参考的偏移的程度的值不受限制并且可以酌情设定。

添加1至校正回路N的数量(步骤106)。然后，确定作为(R+G)值与B值的比率的C＝(R+G)/B是否大于参考值Ci(步骤107)。参考值Ci是必要时基于使用的图像显示设备500等的特性设定的值。例如，参考值Ci在工厂装运或者图像显示设备500初始运转时被调整为预定值。

在比率C大于参考值Ci(步骤107中为是)的情况下，测量的蓝色激光B的比率减小。由此看来，确定第一驱动电流值IB是否等于作为第一驱动电流值的上限的IBmax(步骤108)。在步骤108中为否的情况下，第一驱动电流值IB增加在一个序列中变化的电流范围IS(单位：mA)。电流范围IS可以任意设定，并且单位不限于mA。

在步骤108中是的情况下，难以增加第一驱动电流值IB，因此第二驱动电流值IP减小电流范围IS(步骤110)。因此，可以相对增加蓝色激光B的比率。

在步骤107中，在确定比率C小于参考值Ci(步骤107中为否)的情况下，测量的红色波长范围光R和绿色波长范围光G的比率减小。由此看来，确定第二驱动电流值IP是否等于作为第二驱动电流值的上限的IPmax(步骤111)。在步骤111中为否的情况下，第二驱动电流值IP增加电流范围IS(单位：mA)(步骤112)。在步骤111中是的情况下，难以增加第二驱动电流值IP，因此第一驱动电流值IB减小电流范围IS(步骤113)。因此，可以增加红色波长范围光R和绿色波长范围光G的比率。

随后，确定施加的驱动电流的总和Is是否小于驱动电流的下限Is_min(步骤114)。在驱动电流的总和Is小于下限Is_min(步骤114中为是)的情况下，将要生成的图像的亮度不足。因此，即使白色光W的色度在适当的范围内，难以进行适当的图像显示。因此，在这种情况下，在屏幕、图像显示设备500的操作显示器等上显示表示图像由于亮度不足引起的暗的误差1(步骤115)。其显示方式不受限制。

在步骤114中为否的情况下，确定校正回路N的数量是否大于校正回路的数量的上限N_max(步骤116)。在校正回路N的数量大于上限N_max(步骤116中是)的情况下，显示表示难以进行适当的校正的误差2(步骤117)。其显示方式不受限制。在步骤116中为否的情况下，过程返回至步骤102。

如上所述，基于采样结果，通过施加第一和第二驱动电流，可以监测白色光W的色度和发射光的强度的比率是否可以保持在预定范围内。这个过程通过例如使图1中示出的校正单元起监测单元的作用来进行。替换地，可以单独设置起监测单元作用的区块。应注意，用于监测的算法也不受限制。

在图4中，为了将白色光W设定为具有期望的色度，调节第一和第二驱动电流。另外，通过使用本技术，还可能使得白色光W具有期望亮度。即，例如通过校正第一和第二驱动电流，可以使白色光W具有期望亮度并且在保持色度的同时容易调节亮度。

例如，对于图2中示出的校正单元62，外部输入与亮度有关的信息。这种外部信息包括通过起图像生成系统的作用的照明光学系统和面板506生成的图像的信息、从用户接口504输入的信息等。还有与其中设置图像显示设备500的环境的亮度、温度等有关的信息。

应注意，在这种情况下的外部信息是指从构造为光源设备100的部件的外部部件输入的信息。因此，外部信息包括从图像显示设备500的外部输入的信息和从图像显示设备500中的预定区块输入至光源设备100的信息。

例如，对于要投射的图像，在1V(垂直扫描)的单元中检测亮度直方图。例如，根据这个检测结果，在图像的对比度不足或者过于强烈时，根据需要控制第一和第二驱动电流中至少一个。因此，可以高准确度地控制图像的对比度，从而得到高质量的图像显示。

图7是示出用于调节亮度的表格信息的示例的示图。通过亮度直方图的检测，设定作为目标的亮度。在图像显示设备500的存储单元等中，存储具有如图7中举例说明的亮度曲线的表格。图表的垂直轴表示亮度(单位：酌情设定的相对值)，并且水平轴表示控制的参数值。

例如，设置机械膈膜机构用于预定的光学系统，并且膈膜的大小与亮度之间的关系被存储为表格。那么，以这种方式，可以进行与表格上的亮度曲线相同的控制，控制参数值和驱动电流值(例如，第一和第二驱动电流值的总和，其比率等)彼此关联。校正单元62迅速获得用于从表格的水平轴上的控制参数值得到亮度目标值的驱动电流值和基于电流值驱动第一和第二驱动电源41和42。因此，可能控制投射的图像的亮度。

如上所述，在通过使用直方图进行亮度控制来提高对比度图像质量的同时还可能进行图4中示出的色度的校正。因此，有可能发出具有期望色度和亮度的白色光W。即，亮度的调节和色度的维护和管理可以同时进行，因此可以增加图像质量。当然，为了仅进行色度控制和亮度控制的其中之一，可以控制第一和第二驱动电流值。此外，对于亮度控制，可以使用借助于传感器单元511的采样结果。

图8是示出进行亮度控制和色度控制的定时的示例的示图。例如，每1V(1/60s(大约16.7ms))进行亮度控制。另一方面，每大约1s与之异步进行使用采样结果的色度控制。例如，可以进行这种控制。这些周期不受限制。可以为图像的每个帧速率或者场速率进行亮度控制，或者亮度控制和色度控制可以彼此同步进行。

图9是用于说明直方图检测的示例的示图。为了实现高度精确的直方图检测，在所有的像素以外，可以设定为在没有经受直方图检测的像素的非目标像素。非目标像素是可以阻碍适当的直方图检测的像素，通常，表示图像上的重叠的标题的像素。

在图9的上侧中示出的示例中，在图像的下中心上，“ABCDE”的标题45重叠。表示标题45的像素被设定作为非目标像素46。例如，作为设定方法，如图9的下侧所示的，使用相邻像素之间的上升角度和亮度变化的变化的量。在上升角度和变化的量超过一定值的情况下，像素被确定为标题45并且被设定作为非目标像素46。非目标像素46的设定方法不受限制，可以使用任何方法。

如上所述，通过酌情设定非目标像素46，可以评估精确的屏幕亮度并且正确地评估屏幕的对比度。因此，可以进行高度精确的亮度调节，并且可以实现高质量图像显示器。

接下来，将描述采样间隔的控制。如上所述，在本技术中，基于蓝色光源单元10和激发光源单元20的输出特性，控制共有采样间隔。具体地，在这个实施方式中，施加于激发光源单元20的第二蓝色LD组21的激发驱动电流值(驱动电流值)被设定为参考，并且控制共有采样间隔。在下文中，将详细地描述该点。

图10A是示出作为在入射在荧光体轮上之前的激发光E的蓝色激光的输出功率与驱动电流值之间的关系，以及从在入射在照明光学系统上之前的荧光体发出的黄色光Y的输出功率与驱动电流值之间的关系的图表。图10B是图10A中示出的结果在驱动电流值是1.0A的情况下的输出功率标准化的图表。

在改变电流值的同时施加连续驱动电流(CW驱动电流)时，蓝色激光的输出功率随着驱动电流值的变化大约线性变化。即，在驱动电流值增加时，蓝色激光的输出功率大约与其成比例和增加。另一方面，与蓝色激光相比，黄色光Y的输出功率具有非线性发光特征。这是因为从荧光体发出的荧光的光强度由于亮度饱和等的影响在最大输出附近减小。如图10A和图10B所示，因为驱动电流值增加，所以黄色光Y的输出功率的增长比率变小。

图11是示出相对于驱动电流值的每个光的输出功率的图表。示出从第一蓝色LD组11发出的蓝色激光B的输出功率、作为荧光的黄色光Y的输出功率和作为合成光的白色光W的输出功率。

如图11所示，蓝色激光B的输出功率相对于驱动电流值的变化线性变化。另一方面，黄色光Y的输出功率非线性地变化。因此，白色光W的输出功率也相对于驱动电流值的变化非线性变化。在小于图11中示出的预定的电流值a(A)的范围C1中，白色光W的输出功率相对于驱动电流值的变化线性变化。因此，在范围C1中，白色光W的色度变化小。

另一方面，在大于预定的电流值a的范围C2中，白色光W的输出功率的增长比率变小。在范围C2中，由于黄色光Y的输出功率的减小，白色光W的色度变化增长。因为提前掌握非线性变化的黄色光Y的光发射特征，所以基于在亮度等变化时的驱动电流值，在出现线性变化的范围C1中缓慢进行通过传感器单元511的采样和在出现非线性变化的范围C2中频繁进行通过传感器单元511的采样。因此，可能实现高度精确的色度控制并且节省电力消耗。

图12是示出根据输出特性的控制共有采样间隔的示例的图表。如图12所示，预定电流值被设定为阈值a。在施加于第二蓝色LD组21的第二驱动电流值小于阈值a的情况下，设定第一共有采样间隔t1。另外，在第二驱动电流值大于阈值a的情况下，设定小于第一普通采样间隔t1的第二共有采样间隔t2。

第一和第二共有采样间隔t1和t2的具体程度不受限制。例如，将要生成的图像的帧速率可以用作参考。即，第一共有采样间隔t1被设定为大于帧速率，并且第二共有采样间隔t2被设定为小于帧速率。例如，通过设定，实现高度精确的色度控制。应注意，代替帧速率，垂直扫描周期(在一些情况下可以等于帧速率)被用作参考，并且可以设定第一和第二共有采样间隔t1和t2。

图13是示出控制共有采样间隔的另一个示例的图表。例如，对于驱动电流值，第二阈值b可以设定为小于阈值a。在从驱动电流的施加开始至第二阈值b的范围C3中，可不进行采样。这是基于白色光W的色度变化在驱动电流值小的范围内足够小的考虑。如上所述，可以设定没有进行采样的范围C3。因此，可能减小过程负载并且节省电力消耗。

如上所述，在根据这个实施方式的光源设备100中，以预定采样间隔对分别从蓝色光源单元10和激发光源单元20发出的蓝色激光B和黄色光Y的强度进行采样。在这时候，基于光源单元的输出特性，控制预定采样间隔。因此，可以高准确度地控制从光源设备100发出的白色光W的色度和亮度。

另外，通过使用本技术，在具有带有不同的光发射特性的多个固体光源的投影仪等以及检测光发射强度的光传感器中，在光传感器数值被用于进行用于光源调制以保持色度的反馈控制，从而任意改变亮度时，根据光源的光发射特性的传感器的光检测定时根据需要而变化。因此，可以节省电力消耗。

另外，因为可以自动校正由于固体光源随着时间的劣化导致的色度偏差，所以可以增加可靠性和图像质量。此外，一些固体光源的光输出强度没有示出相对于光发射的输入功率的线性变化。即使在合成光的色度不是恒定的情况下，可以高准确度地自动校正合成光的色度，因此无须为光源的输出特性设定局限性，并且光源设计的自由度增加。因此，这对缩小设备的尺寸是有益的。

此外，在保持色度的同时，可以通过光源调制进行亮度调节(控制驱动电流)。因此，可以实现通过用户的亮度调节，通过环境的光的亮度调节，和没有机械膈膜的图像显示设备的自动光圈。具体地，在如在这个实施方式中使用偏心光学系统的情况下，常常设置非球面透镜或者非球面镜。光轴偏离，或者引起不对称的光通量，因此难以设计机械膈膜机构。另外，形成这样一个不对称的膈膜机构增加成本。

在本技术中，可以克服如上所述的问题，并且采用偏心光学系统和诸如短焦的特殊的光学系统。因此，对于难以设置机械膈膜机构的投影仪等，可以轻易得到等于膈膜机构的亮度调节功能。因为使用自动光圈，所以机械膈膜机构是不必要的，就成本和电力消耗而言是有益的。此外，机械膈膜机构趋向示出慢反应比率。本技术在这点也具有优势。此外，光圈是电动执行的，因此也可依据图像任意设定亮度调节速度。

<其他实施方式>

本技术不限于以上实施方式，且可实现各种其它实施方式。

图14A和图14B是示出根据本技术的光源设备200的结构的示例的示意图。在以上描述中，在图2中示出的光源设备中，作为多个光源单元，使用蓝色光源单元10和激发光源单元20的两个光源单元。然而，设置作为多个光源单元的光源单元的数量不受限制。

例如，如图14A所示，使用任意的n个光源单元210。来自光源单元210的发射光L被合成，并且利用合成光L’，照明光学系统506可以被照射。传感器单元211可以采样每个发射光L的强度。基于光源单元210的输出特性，根据需要控制采样间隔(例如，共有采样间隔)，因此可以高准确度地进行色度控制和亮度控制。

如在图14B中示出的光源设备300的情况下，对于每个光源单元310，可以设置传感器350。来自每个光源单元310的发射光L的强度可以通过设置用于每个光源单元310的传感器350测量。在这种情况下，向光源设备300设置多个传感器350，传感器350的数量与多个光源单元310的数量相同。

传感器350测量的光强度通过采样单元(未示出)采样。在这时候，可以为每一个光源单元310(用于每个发射光L)单独地设定预定采样间隔而非共有采样间隔。可以根据多个光源单元310的输出特性控制单独设定的采样间隔。因此，可以高度精确的进行色度控制和亮度控制。

例如，在图2中示出的光源设备100中，可以使用接收蓝色激光B并且测量其强度的第一传感器，以及接收黄色光Y并且测量红色波长范围光和绿色波长范围光的强度的第二传感器。

应注意，如在以上实施方式中，相对于多个光源单元使用能够测量发射光的强度的单个传感器，从而其可能减少组件的成本并且实现设备的结构的简化以及缩小尺寸。此外，通过设定共有采样间隔，可以利用简单结构采样发射光的强度，这有利于缩小光源设备的尺寸。

在上文中，为了使说明简单，在图像显示设备中，描述起光源设备的作用的区块。这不意味着仅采用根据本技术的光源设备独立地设置在图像显示设备中的结构。即，本技术的应用不限于光源设备独立地构造的情况。例如，在图像显示设备中施加各种功能的区块的一部分或者整个可以得到如根据本技术的光源设备描述的结构和操作。另一方面，可以仅使用根据本技术的光源设备。在这种情况下，控制光源设备的机构的控制单元执行预定程序。此外，光源设备的存储单元在其中存储各种程序和表格信息。

应注意，本公开内容中描述的作用仅是示例，并且在这没有局限性。可以提供其他作用。对多个作用的描述不一定意味着同时施加这些作用。根据状态等，获得作用中至少任一项，当然可以施加本公开内容中没有描述的作用。

上述实施方式的特征部件的至少两个可以组合。即，在实施方式中描述的各种特征部件可以任意结合，没有实施方式的区别。

应注意，本公开内容可以采用以下构造。

(1)一种光源设备，包括：

多个光源单元；

传感器单元，能够接收来自多个光源单元的多个发射光束，并且以预定采样间隔采样发射光束的强度；以及

间隔控制单元，能够基于与来自多个光源单元的发射光束的每一个有关的输出特性控制预定采样间隔。

(2)根据项(1)所述的光源设备，进一步包括

驱动单元，能够施加驱动电流至多个光源单元的每一个，其中

间隔控制单元基于来自驱动单元的驱动电流的输出特性控制预定采样间隔。

(3)根据项(2)所述的光源设备，其中

间隔控制单元利用施加于多个光源单元的每一个的驱动电流的值作为参考控制预定采样间隔。

(4)根据项(2)或者(3)所述的光源设备，其中

基于采样的结果，驱动单元施加驱动电流至多个光源单元的每一个，以使发射光束的强度的比率在预定范围内。

(5)根据(2)至(4)中的任何一项所述的光源设备，其中

驱动单元能够基于来自外部的信息调节施加于多个光源单元的每一个的驱动电流的值。

(6)根据项(1)至(5)的任一项所述的光源设备，其中

传感器单元接收通过合成多个发射光束获得的合成光，并且以共有采样间隔采样发射光束的强度，并且

间隔控制单元控制共有采样间隔。

(7)根据项(6)所述的光源设备，其中

多个光源单元包括

第一光源单元，具有包括发出具有预定波长范围的第一可见光的一个或多个固体光源的第一固体光源组，和

第二光源单元，具有包括发出具有预定波长范围的激发光的一个或多个固体光源的第二固体光源组，以及通过激发光激发的具有不同于具有预定波长范围的激发光的波长范围的第二可见光的发光体，

光源设备进一步包括

合成单元，被配置为生成通过合成第一可见光和第二可见光获得的白色光，所述第一可见光为来自第一光源单元的发射光，所述第二可见光为来自第二光源单元的发射光。

(8)根据项(7)所述的光源设备，其中

第一和第二固体光源组的每个均能够发出具有蓝色波长范围的光，并且

发光体发出包括具有红色波长范围的光和具有绿色波长范围的光的光。

(9)根据项(7)或者(8)中所述的光源设备，其中

在施加于第二固体光源组的激发驱动电流的值小于预定阈值的情况下，间隔控制单元设置第一共有采样间隔，并且在激发驱动电流的值大于预定阈值的情况下，间隔控制单元设置小于第一共有采样间隔的第二共有采样间隔。

(10)根据项(8)或者(9)所述的光源设备，其中

传感器单元包括能够测量具有蓝色波长范围的光、具有红色波长范围的光和具有绿色波长范围的光的强度的单个传感器。

(11)根据项(4)至(10)中任一项所述的光源设备，进一步地包括

监测单元，被配置为监测通过基于采样的结果施加驱动电流能否将发射光束的强度的比率保持在预定范围内。

(12)一种图像显示设备，包括：

(a)光源设备，包括

多个光源单元，

传感器单元，能够接收来自多个光源单元的多个发射光束，并且以预定采样间隔采样发射光束的强度，

间隔控制单元，能够基于与来自多个光源单元的发射光束的每一个有关的输出特性控制预定采样间隔，和

合成单元，被配置为通过合成来自多个光源单元的发射光束生成合成光；

(b)图像生成系统，包括

图像生成元件，基于照射光生成图像，和

照明光学系统，利用从光源设备发出的合成光照射图像生成元件；和

(c)投影系统，被配置为投射图像生成元件生成的图像。

(13)根据项(12)所述的图像显示设备，其中

光源设备包括能够施加驱动电流至多个光源单元的每一个的驱动单元，并且

间隔控制单元基于来自驱动单元的驱动电流的输出特性控制预定采样间隔。

(14)根据项(13)所述的图像处理设备，其中

间隔控制单元对来自驱动单元的驱动电流的值设定阈值，在驱动电流的值小于阈值的情况下设定第一采样间隔，并且在驱动电流的值大于阈值的情况下设定小于第一采样间隔的第二采样间隔。

(15)根据项(14)所述的图像显示设备，其中，

第一采样间隔大于通过图像生成系统生成的图像的帧速率，并且第二采样间隔小于生成的图像的帧速率。

(16)根据项(13)至(15)中任一项所述的图像显示设备，其中

基于与通过图像生成系统生成的图像有关的信息，驱动单元调节施加于多个光源单元的每一个的驱动电流的值。

(17)根据项(12)至(16)的任一项所述的图像显示设备，其中

投影系统通过偏心光学系统投射图像。

(18)一种图像显示设备，包括：

多个光源单元，

传感器单元，能够接收来自多个光源单元的多个发射光束，并且以预定采样间隔采样发射光束的强度，

间隔控制单元，能够基于与来自多个光源单元的发射光束的每一个有关的输出特性控制预定采样间隔，

合成单元，被配置为通过合成来自多个光源单元的发射光束生成合成光，

图像生成系统，包括基于照射光生成图像的图像生成元件以及利用通过合成元件生成的合成光照射图像生成元件的照明光学系统，和

投影系统，被配置为投射通过图像生成元件生成的图像。

本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以出现各种修改、组合、子组合和变化，只要这些变化和修改在本发明所附权利要求书及其等同范围内。

Claims (18)

1.一种光源设备，包括：

多个光源单元；

传感器单元，能够接收来自所述多个光源单元的多个发射光束，并且在预定采样间隔采样各个所述发射光束的强度；和

间隔控制单元，能够基于与来自所述多个光源单元的所述发射光束的每一个有关的输出特性控制所述预定采样间隔。

2.根据权利要求1所述的光源设备，进一步包括

驱动单元，能够向所述多个光源单元的每一个施加驱动电流，其中

所述间隔控制单元基于来自所述驱动单元的所述驱动电流的所述输出特性控制所述预定采样间隔。

3.根据权利要求2所述的光源设备，其中

所述间隔控制单元利用施加于所述多个光源单元的每一个的所述驱动电流的值作为参考控制所述预定采样间隔。

4.根据权利要求2所述的光源设备，其中

所述驱动单元基于所述采样的结果向所述多个光源单元的每一个施加所述驱动电流以使所述发射光束的所述强度的比在预定范围内。

5.根据权利要求2所述的光源设备，其中

所述驱动单元能够基于来自外部的信息调节施加于所述多个光源单元的每一个的所述驱动电流的值。

6.根据权利要求1所述的光源设备，其中

所述传感器单元接收通过合成所述多个发射光束获得的合成光并且以共有采样间隔采样所述发射光束的强度，并且

所述间隔控制单元控制所述共有采样间隔。

7.根据权利要求6所述的光源设备，其中

所述多个光源单元包括

第一光源单元，具有包括发出具有预定波长范围的第一可见光的一个或多个固体光源的第一固体光源组，和

第二光源单元，具有包括发出具有预定波长范围的激发光的一个或多个固体光源的第二固体光源组和发出通过所述激发光激发的具有不同于具有所述预定波长范围的所述激发光的波长范围的第二可见光的发光体，

所述光源设备进一步包括

合成单元，被配置为生成通过合成所述第一可见光和所述第二可见光获得的白色光，所述第一可见光为来自所述第一光源单元的发射光，所述第二可见光为来自所述第二光源单元的发射光。

8.根据权利要求7所述的光源设备，其中

所述第一固体光源组和第二固体光源组均能够发出具有蓝色波长范围的光，并且

所述发光体发出包括具有红色波长范围的光和具有绿色波长范围的光的光。

9.根据权利要求7所述的光源设备，其中

在施加于所述第二固体光源组的激发驱动电流的值小于预定阈值的情况下，所述间隔控制单元设定第一共有采样间隔，并且在所述激发驱动电流的所述值大于所述预定阈值的情况下，所述间隔控制单元设定小于所述第一共有采样间隔的第二共有采样间隔。

10.根据权利要求8所述的光源设备，其中

所述传感器单元包括能够测量具有不同波长范围的不同光的强度的单个传感器。

11.根据权利要求8所述的光源设备，其中

所述传感器单元包括能够测量具有所述蓝色波长范围的光、具有所述红色波长范围的光和具有所述绿色波长范围的光的强度的单个传感器。

12.根据权利要求4所述的光源设备，进一步包括

监测单元，被配置为监测通过基于所述采样的所述结果施加所述驱动电流能否将所述发射光束的所述强度的所述比保持在所述预定范围内。

13.一种图像显示设备，包括：

(a)光源设备，包括

多个光源单元，

传感器单元，能够接收来自所述多个光源单元的多个发射光束并且以预定采样间隔采样所述发射光束的强度，

间隔控制单元，能够基于与来自所述多个光源单元的所述发射光束的每一个有关的输出特性控制所述预定采样间隔，和

合成单元，被配置为通过合成来自所述多个光源单元的所述发射光束生成合成光；

(b)图像生成系统，包括

图像生成元件，基于照射光生成图像，和

照明光学系统，利用从所述光源设备发出的所述合成光照射所述图像生成元件；和

(c)投影系统，被配置为投射通过所述图像生成元件生成的所述图像。

14.根据权利要求13所述的图像显示设备，其中，

所述光源设备包括能够向所述多个光源单元的每一个施加驱动电流的驱动单元，并且

所述间隔控制单元基于来自所述驱动单元的所述驱动电流的所述输出特性控制所述预定采样间隔。

15.根据权利要求14所述的图像显示设备，其中

所述间隔控制单元对来自所述驱动单元的所述驱动电流的值设定阈值，在所述驱动电流的所述值小于所述阈值的情况下设定第一采样间隔，并且在所述驱动电流的所述值大于所述阈值的情况下设定小于所述第一采样间隔的第二采样间隔。

16.根据权利要求15所述的图像显示设备，其中

所述第一采样间隔大于通过所述图像生成系统生成的所述图像的帧速率，并且所述第二采样间隔小于生成的所述图像的所述帧速率。

17.根据权利要求14所述的图像显示设备，其中

所述驱动单元基于与通过所述图像生成系统生成的所述图像有关的信息来调节施加于所述多个光源单元的每一个的所述驱动电流的值。

18.根据权利要求13所述的图像显示设备，其中

所述投影系统通过偏心光学系统投射所述图像。