JP2005115350A - 温度測定装置、光源制御装置、プロジェクタ、温度測定方法および光源制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤの光量を限界まで引き出し、信頼性も向上させ、また、過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図る。
【解決手段】 演算部１５は、光源温度測定時には、計測用波形生成部１２からの計測用波形パターンに従って生成した計測用電圧Ｖを駆動部１６およびジャンクション温度演算部２１へ供給する。ジャンクション温度演算部２１は、演算部１５からの計測用電圧Ｖ、および駆動電流検出部１９からの駆動電流Ｉに従って、換算表記憶部２０に記憶されている、ジャンクション温度換算テーブルを参照し、光源（ＬＥＤ）のジャンクション温度を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤやＬＤなどの固体光源、該固体光源を用いたプロジェクタなどに係り、固体光源の温度を測定して効率的に固体光源を駆動する温度測定装置、光源制御装置、プロジェクタ、温度測定方法および光源制御方法に関する。

従来、プロジェクタなどの光源としては、ハロゲンランプが用いられたが、近年は放電型のランプ、即ちメタルハライドランプ、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）等が多く用いられている。放電型のランプは、高輝度高効率であるが、高圧の電源回路を要する。高圧の電源回路は、大型で重く、プロジェクタの小型軽量化の妨げとなっていた。また、放電型のランプは、ハロゲンランプより長寿命とはいえ、依然寿命が短く（２０００〜５０００ｈ）、高速の点灯・消灯、変調等がほぼ不可能であり、特に立ち上げには数分という長い時間を要する。

そこで、最近、新しい光源として半導体を用いた光源（固体光源）が注目されている。
中でもＬＥＤ（発光ダイオード）の改良はめざましく、表示用の小出力の製品はもとより、照明用途に耐え得る大出力の製品が開発されつつある。ＬＥＤの特長として、超小型・超軽量、長寿命である点が挙げられ、また、駆動電流の制御によって、高速（ｍｓオーダ）の点灯・消灯、出射光量の調整（変調）が容易に可能である。このため、ＬＥＤは、プロジェクタ、特に小型・携帯用プロジェクタの光源として期待が高まっている。

図１１は、従来のＬＥＤの構造の例を示す断面図である。ＬＥＤは、２極の素子であるが、図示するように、ｐ層、発光層、ｎ層をサンドイッチにしたＬＥＤチップ１を基板（高出力ＬＥＤでは、基板は多くの場合、放熱器を兼ねている）２にマウントする。そして、２極との接続のため、ボンディングワイヤ３，３がそれぞれから引き出されている。さらに、パッケージ内部を、シリコン・ジェル等の熱伝導性が高く屈折率がパッケージ外装に近い流体で満たす等の工夫がされている。

ここで、図示の構成では、２極ともボンディングワイヤ３，３を用いているが、上記放熱器２は、多くの場合、導体であることを用いて、基板（＝放熱器）自体を一方の極の端子とする場合もある。その場合には、ボンディングワイヤは１本となる。

また、図示の構成では、ＬＥＤチップ１で発生した熱は、主にＬＥＤチップ１がマウントされている、一般にヒートシンクと称するブロック状の金属からなる基板２を通して外部に放出される。基板２は、熱抵抗が比較的低く、放熱路としてしばしば用いられるが、ＬＥＤチップ１の発熱量は大きく、十分な手段とは言えなかった。そこで、ＬＥＤを液体の冷媒で冷却する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、ＬＥＤではないが、プロジェクタの光源として有望なレーザダイオードの場合も同様である（例えば特許文献２参照）。

ところで、ＬＥＤは、効率の点で、まだ超高圧水銀ランプの１／２〜１／３程度であり、最大光量が小さい。そこで、現在のところＬＥＤを光源とするプロジェクタにおいて、画面の十分な輝度を得るには、定格いっぱいの電流を注入し、最大光量を得る必要がある。ＬＥＤには、定格の制約があり、最大光量は、定格と効率で自動的に決まる。ＬＥＤの定格電流を決めているのは主に発熱量である。言い方を変えれば、いかに定格いっぱいの駆動電流でＬＥＤを駆動できるかにより、最大光量を得るか否かが決まる。すなわち、放熱効率を高め、ＬＥＤをジャンクションの破壊温度（ジャンクション温度）以下、ぎりぎりで駆動できれば、より多くの光量を取出すことができる。なお、光量を稼ぐのにＬＥＤをアレイ化する方法があるが、これは発光点が大きくなることによる光学系としての照明効率の低下を招くので、あまり効果は得られない。
特開平６−５９２３号公報 特開平８−１１６１３８号公報

ＬＥＤのチップサイズは１〜２ｍｍ角であり、そこに数Ｗ以上の熱が集中して発生する。上述したように、ＬＥＤの発熱を取り除き、ジャンクションの破壊温度以下、さらには温度上昇による効率低下の限界値以下に保つためには、ジャンクション温度のセンシングが必要となる。

しかしながら、一般の半導体でよく行われるように、すなわち図７に示すように、ヒートシンクである基板２に温度を計測するためのセンサを設けたのでは、正確なジャンクション温度を知ることができない。

その理由を２つ挙げるとすると、１つは、発生する熱量に比較してヒートシンクの熱抵抗がはるかに大きいため、センサ取り付け部では温度が極端に低下し、誤差が増大するからである。もう一つは、より積極的にチップを冷却するためにチップ周辺に液冷等の冷却機構を設けた構成を採用する場合が考えられるが、その際は冷却機構の動作状況によりチップ〜センサ間の熱抵抗が変化するため、センサ温度から一意に変換してジャンクション温度を求めることができないからである。正確なジャンクション温度を知ることができなければ、ＬＥＤチップの破壊の予測もできない。その結果、ＬＥＤを定格ぎりぎりで動作させることができず、ＬＥＤそのものの最大発光量を得ることができない。即ち、ジャンクション温度のセンシングは、信頼性確保のみならず、明るいプロジェクタの実現そのものになくてはならないものであった。

また、現状のＬＥＤの効率で明るいプロジェクタを実現するために、前述した特許文献１，２で述べたように、液体の冷媒による強制的な冷却を適用した場合、ＬＥＤの発熱が小さい場合には過冷却となり、冷却系がムダな電力を消費するという課題を有していた。特に、冷却に電力を消費するような場合（水冷、空冷）、冷却に無駄な電力が消費されることで、全体の消費電力が大きくなるため、例えば、プロジェクタを小型化し、バッテリ駆動しようとした場合などにおいては、せっかく消費電力の小さいＬＥＤを光源としているにもかかわらず、バッテリ寿命が短くなり、実用性が難しくなるという問題がある。

そこで本発明は、光源の光量を限界まで引き出すことができ、信頼性も向上させることができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができる温度測定装置、光源制御装置、プロジェクタ、温度測定方法および光源制御方法を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、請求項１記載の発明による温度測定装置は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶する記憶手段と、前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段とを具備することを特徴とする。本発明によれば、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を予め記憶手段に記憶しておき、駆動電流測定手段により、測定用電圧印加手段により前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、ジャンクション温度算出手段により、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

また、上記目的達成のため、請求項２記載の発明による温度測定装置は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶する記憶手段と、前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定する光量測定手段と、前記駆動電流および前記光量に基づいて前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段とを具備することを特徴とする。本発明によれば、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を予め記憶手段に記憶しておき、駆動電流測定手段により、測定用電圧印加手段により前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、光量測定手段により、前記光源の光量を測定し、ジャンクション温度算出手段により、前記駆動電流および光量に基づいて前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

また、好ましい態様として、例えば請求項３記載のように、請求項１または２記載の温度測定装置において、前記光源は、ＲＧＢの各色毎に設けられており、それぞれが通常動作中に連続発光する場合、前記測定用電圧印加手段は、前記光源が連続発光している通常動作中に前記測定用電圧を前記光源に印加することを特徴とする。本発明によれば、ＲＧＢの各色毎に設けられた光源が通常動作中に連続発光している間に前記測定用電圧を前記光源に印加し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

また、好ましい態様として、例えば請求項４記載のように、請求項１または２記載の温度測定装置において、前記光源は、ＲＧＢの各色毎に設けられており、それぞれが通常動作中に交番発光する場合、前記測定用電圧印加手段は、それぞれの消灯期間に前記測定用電圧を前記光源に印加することを特徴とする。本発明によれば、ＲＧＢの各色毎に設けられ、交番発光している光源の消灯期間に前記測定用電圧を前記光源に印加し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、測定動作を全く視認されることなく、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

また、好ましい態様として、例えば請求項５記載のように、請求項１記載の温度測定装置において、前記測定用電圧印加手段は、所定の測定期間内に前記測定用電圧を段階的に変化させ、前記駆動電流測定手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源に流れる駆動電流を測定し、前記ジャンクション温度算出手段は、前記段階的に変化する測定用電圧および該測定用電圧毎の駆動電流に基づいて前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする。本発明によれば、前記測定用電圧印加手段により、所定の測定期間内に前記測定用電圧を段階的に変化させ、前記駆動電流測定手段により、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源に流れる駆動電流を測定し、前記ジャンクション温度算出手段により、前記段階的に変化する測定用電圧および該測定用電圧毎の駆動電流に基づいて前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、光源のジャンクション温度をより正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

また、好ましい態様として、例えば請求項６記載のように、請求項２記載の温度測定装置において、前記測定用電圧印加手段は、所定の測定期間内に前記測定用電圧を段階的に変化させ、前記駆動電流測定手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源に流れる駆動電流を測定し、前記光量測定手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源の光量を測定し、前記ジャンクション温度算出手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎の駆動電流および光量に基づいて前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする。本発明によれば、前記測定用電圧印加手段により、所定の測定期間内に前記測定用電圧を段階的に変化させ、前記駆動電流測定手段により、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、前記光量測定手段により、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源の光量を測定し、前記ジャンクション温度算出手段により、前記段階的に変化する測定用電圧毎の駆動電流および光量に基づいて前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、光源のジャンクション温度をより正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

上記目的達成のため、請求項７記載の発明による光源制御装置は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶する記憶手段と、前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段とを具備することを特徴とする。本発明によれば、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を予め記憶手段に記憶しておき、駆動電流測定手段により、測定用電圧印加手段により前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、ジャンクション温度算出手段により、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、制御手段により、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

上記目的達成のため、請求項８記載の発明による光源制御装置は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶する記憶手段と、前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定する光量測定手段と、前記駆動電流および前記光量に基づいて前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段とを具備することを特徴とする。本発明によれば、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を予め記憶手段に記憶しておき、駆動電流測定手段により、測定用電圧印加手段により前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、光量測定手段により、前記光源の光量を測定し、ジャンクション温度算出手段により、前記駆動電流および光量に基づいて前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、制御手段により、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減するようにしたので、光源のジャンクション温度をより正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

上記目的達成のため、請求項９記載の発明によるプロジェクタは、半導体を用いた光源と、前記光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶する記憶手段と、前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段とからなる光源制御装置を具備することを特徴とする。本発明によれば、駆動電流測定手段により、測定用電圧印加手段により前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、ジャンクション温度算出手段により、前記記憶手段に予め記憶しておいた電流−電圧特性を参照し、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記光源のジャンクション温度を算出し、制御手段により、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

上記目的達成のため、請求項１０記載の発明によるプロジェクタは、半導体を用いた光源と、前記光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶する記憶手段と、前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定する光量測定手段と、前記駆動電流および前記光量に基づいて、前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段とからなる光源制御装置を具備することを特徴とする。本発明によれば、駆動電流測定手段により測定用電圧印加手段により前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、光量測定手段により、前記光源の光量を測定し、ジャンクション温度算出手段により、前記駆動電流および光量に基づいて、前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、制御手段により、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減するようにしたので、光源のジャンクション温度をより正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

また、好ましい態様として、例えば請求項１１記載のように、請求項９または１０記載のプロジェクタにおいて、前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の垂直帰線期間に前記光源に測定用電圧を印加することを特徴とする。本発明によれば、測定電圧加圧手段によって、測定用電圧が、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の垂直帰線期間に、前記光源に印加されるようにしたので、測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感を抑止することができる。

また、好ましい態様として、例えば請求項１２記載のように、請求項１１記載のプロジェクタにおいて、前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の一つの垂直帰線期間に前記光源に印加するべき全ての測定用電圧を印加することを特徴とする。本発明によれば、液晶ライトバルブの駆動のための既存の信号を用いることにより１水平期間を単位時間として測定を行なうことができ、このような測定をおこなうためのコストを最小限に抑えることができる。

また、好ましい態様として、例えば請求項１３記載のように、請求項１１記載のプロジェクタにおいて、前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の複数の垂直帰線期間に前記光源に印加するべき測定用電圧を分散して印加することを特徴とする。本発明によれば、測定電圧印加手段によって、測定用電圧が、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の複数の垂直帰線期間に分散されて、前記光源に印加されるようにしたので、測定用電圧の印加時間が短縮され、測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感を抑止することができる。

また、好ましい態様として、例えば請求項１４記載のように、請求項１３記載のプロジェクタにおいて、前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の一つの垂直帰線期間に前記光源に印加するべき測定用電圧の一つのみを印加することを特徴とする。本発明によれば、測定電圧印加手段によって、測定用電圧が、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の複数の垂直帰線期間に分散されて、前記光源に印加され、さらに各垂直帰線期間にはただ一つの測定用電圧のみが印加されるようにしたので、測定用電圧の印加時間が一層短縮され、測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感を一層抑止することができる。

また、好ましい態様として、例えば請求項１５記載のように、請求項１３または１４記載のプロジェクタにおいて、前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の複数の垂直帰線期間に前記光源に印加するべき測定用電圧を分散して印加しさらに測定用電圧が印加される互いに最近傍の垂直帰線期間の間に測定用電圧が印加されない垂直帰線期間が少なくとも一つ存在することを特徴とする。本発明によれば、測定電圧印加手段によって、測定用電圧が、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の複数の垂直帰線期間に分散されて、前記光源に印加され、さらに測定用電圧が印加される互いに最近傍の垂直帰線期間の間に測定用電圧が印加されない垂直帰線期間が少なくとも一つ存在するようにしたので、測定用電圧の印加によって発光する時間の占める比率が一層短縮され、測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感を一層抑止することができる。

また、好ましい態様として、例えば請求項１６記載のように、請求項１１〜１５いずれかに記載のプロジェクタにおいて、前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の垂直帰線期間中の１水平帰線期間に前記光源に対し測定用電圧の一つを印加することを特徴とする。本発明によれば、測定電圧印加手段によって、測定用電圧が前記光源に印加されるタイミングを、変調素子走査ドライバのクロック信号により決める事ができる。そのための新たな回路が不要となり、回路構成が簡単となる。

また、好ましい態様として、例えば請求項１７記載のように、請求項１１〜１６いずれかに記載のプロジェクタにおいて、ＲＧＢの各色毎に設けられている前記光源が、それぞれの通常動作中に交番発光する場合、前記測定電圧印加手段は、前記各光源の点灯期間終了直後に前記測定用電圧を印加することを特徴とする。本発明によれば、ＲＧＢの各色毎に設けられている前記光源が、それぞれの通常動作中に交番発光する場合において、前記測定電圧印加手段は、前記各光源の点灯期間終了直後に前記測定用電圧を印加するため、ジャンクション温度をより正確に測定することができる。また、次の色の光源発光と時間的に重なることがなく、ある色の光源から射出された射出光が別の色の画像に混ざることによる画質劣化を抑止することができる。

上記目的達成のため、請求項１８記載の発明による温度測定方法は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶しておき、前記光源に測定用電圧を印加し、前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて前記電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする。本発明によれば、前記光源に測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて前記記憶しておいた電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

上記目的達成のため、請求項１９記載の発明による温度測定方法は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶しておき、前記光源に測定用電圧を印加し、前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定し、前記駆動電流および前記光量に基づいて前記電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする。本発明によれば、前記光源に測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに前記光源の光量を測定し、前記駆動電流および光量に基づいて前記記憶しておいた電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

上記目的達成のため、請求項２０記載の発明による光源制御方法は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶しておき、前記光源に測定用電圧を印加し、前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、前記電流−電圧特性を参照し、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記光源のジャンクション温度を算出し、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減することを特徴とする。本発明によれば、前記光源に測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて前記記憶しておいた電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減するようにしたので、光源のジャンクション温度を正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

上記目的達成のため、請求項２１記載の発明による光源制御方法は、半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶しておき、前記光源に測定用電圧を印加し、前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定し、前記駆動電流および前記光量に基づいて前記電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減することを特徴とする。本発明によれば、前記光源に測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定し、前記駆動電流および前記光量に基づいて光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減するようにしたので、光源のジャンクション温度をより正確に推測することができ、信頼性を向上させることができるという利点が得られる。したがって、光源の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

Ａ．第１実施形態
Ａ−１．第１実施形態の構成
図１は、本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の構成を示すブロック図である。図において、プロジェクタ光源制御装置は、光源（ＬＥＤ）、該光源（ＬＥＤ）を駆動するコントローラ１０、該コントローラ１０からの制御電圧に従って光源（ＬＥＤ）１７を駆動する駆動部１６、光源（ＬＥＤ）１７の発光光量を検出する光出力検出部１８、光源（ＬＥＤ）１７への駆動電流を検出する駆動電流検出部１９、光源（ＬＥＤ）１７に対する駆動電流Ｉ、駆動電圧Ｖからジャンクション温度を算出するための換算表記憶部２０およびジャンクション温度演算部２１からなる。

上記コントローラ１０は、通常光量目標値生成部１１、計測用波形生成部１２、通常発光／計測動作切換部１３、切換スイッチ１４および演算部１５からなる。通常光量目標値生成部１１は、通常動作時（光源点灯時）における、光源（ＬＥＤ）１７が発光する光量目標値を生成する。計測用波形生成部１２は、光源１７のＬＥＤチップにおける温度（ジャンクション温度）を測定する際に、後述する駆動部１６へ光源（ＬＥＤ）１７の温度を測定するための印加電圧の波形パターンを生成する。通常発光／計測動作切換部１３は、通常動作時には、通常光量目標値生成部１１からの光量目標値を演算部１５に供給し、光源温度測定時には、計測用波形生成部１２からの計測用波形パターンを演算部１５に供給するように切換スイッチ１４を切り換える。光源温度測定は、通常動作中、数分間隔で行なわれる。また、光源温度測定に要する時間は、回路の応答と光源（ＬＥＤ）１７の時定数とで決まるが、数ｍｓ〜数１０ｍｓとする。

演算部１５は、通常動作時には、後述する光出力検出部１８からの実際の光源光量が、切換スイッチ１４を介して供給される光量目標値に合致するように制御電圧Ｖ１を算出し、該制御電圧Ｖ１を駆動部１６へ供給する。また、演算部１５は、光源温度測定時には、計測用波形生成部１２からの計測用波形パターンに従って生成した計測用電圧Ｖを駆動部１６および後述するジャンクション温度演算部２１へ供給し、ジャンクション温度演算部２１により算出された、光源の温度計算結果を取得する。

駆動部１６は、演算部１５からの制御電圧Ｖ１に従って、光源（ＬＥＤ）に駆動電流を供給する。光源（ＬＥＤ）１７は、駆動部１６からの駆動電流により駆動して発光する。光出力検出部１８は、光源（ＬＥＤ）１７の発光を検出し、発光量に応じた信号を演算部１５へ供給する。駆動電流検出部１９は、光源（ＬＥＤ）１７の駆動電流Ｉを検出し、ジャンクション温度演算部２１へ供給する。換算表記憶部２０は、図２に示すような駆動電圧Ｖ（順方向電圧ＶＦ）−駆動電流Ｉ（順方向電流ＩＦ）特性の光源温度（ジャンクション温度）依存特性から実験的に予め求めておいたジャンクション温度換算テーブルを記憶している。ジャンクション温度演算部２１は、光源温度測定時において、演算部１５からの計測用電圧Ｖ、および駆動電流検出部１９からの駆動電流に従って、換算表記憶部２０に記憶されている、ジャンクション温度換算テーブルを参照し、光源（ＬＥＤ）のジャンクション温度を換算し、温度計算結果として演算部１５へ供給する。

演算部１５は、光源（ＬＥＤ１７）を最大光量以下で駆動する場合（例えば、通常光量目標値を最大光量の８０％とした場合など）には、温度計算結果に従って、ジャンクション温度が破壊温度近くになったら光源（ＬＥＤ）への駆動電流を遮断して保護するか、破壊温度に至らなくとも高温になったら、光源（ＬＥＤ）への駆動電流を制限して（ある平衡状態に落ち着くまで）クールダウンする。これにより、効率的に光源（ＬＥＤ１７）を冷却することができ、消費電力を低下させることができる。

また、光源（ＬＥＤ１７）を最大光量で駆動する場合（通常光量目標値を最大とした場合）には、破壊温度直前で光源（ＬＥＤ）１７が動作するように、ジャンクション温度が破壊温度に対して余裕あるときは（例えば１０℃以上）、通常光量目標値をアップ（駆動電流をアップ）する一方、ジャンクション温度が破壊温度に対して余裕がないときは（例えば数℃）、通常光量目標値をダウン（駆動電流をダウン）するようにしてもよい。

プロジェクタの場合、光源（ＬＥＤ）１７は、ＲＧＢ毎に設けられている。ゆえに、上述したプロジェクタ光源制御装置は、ＲＧＢそれぞれに設けられる。光源温度測定は、３板プロジェクタの場合には、図３（ａ）に示すように、ＲＧＢ毎の光源（ＬＥＤ）が連続発光しているので、通常動作中に行なわれるようにする。また、単板プロジェクタの場合には、図３（ｂ）に示すように、ＲＧＢ毎の光源（ＬＥＤ）が交番発光するので、それぞれの消灯（オフ）期間に行なわれるようにする。

図４は、上述したプロジェクタ光源制御装置において、コントローラおよび駆動部の構成例を示す回路図である。図１に示すコントローラ１０は、ＣＰＵ１００、メモリ１０１、Ｄ／Ａコンバータ１０２などから構成されている。また、図１に示す駆動部１６は、差動増幅器１６１からなり、電流検出抵抗１６２を介して、光源（ＬＥＤ）１７を駆動する。該駆動電流は、アンプ１６３を介して、コントローラ１０にフィードバックされる。また、差動増幅器１６１には、光源（ＬＥＤ）１７の発光光量を検出するフォトダイオード（光出力検出部１８に相当）１６４から発光光量がアンプ１６５を介してフィードバックされる。発光光量は、コントローラ１０にもフィードバックされる。

Ａ−２．第１実施形態の動作
次に、上述した第１実施形態の動作について説明する。ここで、図５は、本第１実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の動作について説明するためのフローチャートである。まず、演算部１５は、通常光量目標値生成部１１により生成された通常光量目標値に従う制御電圧Ｖ１を駆動部１６に供給し、該駆動部１６により光源（ＬＥＤ）１７を通常発光させる（Ｓ１０）。次に、温度計測動作開始であるか否かを判断する（Ｓ１２）。そして、温度計測動作開始のタイミングでなければ、ステップＳ１０へ戻り、通常発光を継続する。

一方、温度計測動作開始になると、変数ｎを「０」とする（Ｓ１４）。該変数ｎは、温度計測時における、光源（ＬＥＤ）１７への駆動電流のサンプリング回数をカウントするためのものである。次に、計測用電圧Ｖ［ｎ］を設定する（Ｓ１６）。そして、該計測用電圧Ｖ［ｎ］を駆動部１６により光源（ＬＥＤ）１７に供給し、ジャンクション温度演算部２１により、駆動電流検出部１９により検出された駆動電流Ｉをモニタし、記憶する（Ｓ１８）。次に、変数ｎを１つインクリメントし（Ｓ２０）、変数ｎが計測回数Ｎ（例えば５回）に達したか否かを判断する（Ｓ２２）。そして、変数ｎが計測回数Ｎに達していなければ、ステップＳ１６へ戻り、計測用電圧Ｖを新たに設定し、前述したように、再度、駆動電流Ｉをモニタして記憶する。上記動作は、変数ｎが計測回数Ｎに達するまで、すなわち、計測回数Ｎだけ、計測用電圧Ｖを変えながらその都度、駆動電流Ｉをモニタして記憶していく。

このように、計測用電圧Ｖを変えながら駆動電流Ｉをモニタするのは、図２に示すように、光源（ＬＥＤ）１７のＩ−Ｖ特性の温度依存性に重なり合う領域があるためである。すなわち、１点だけのモニタリングでは、正確なジャンクション温度を推定することができない。そこで、複数点で、駆動電流Ｉをモニタすることで、正確なジャンクション温度を推定している。したがって、光源（ＬＥＤ）１７のＩ−Ｖ特性の温度依存性に重なり合う領域がなければ、１点だけのモニタリングでもよいことは言うまでもない。

そして、変数ｎが計測回数Ｎに達すると、記憶された駆動電流Ｉに従って、換算表記憶部２０のジャンクション温度換算テーブルを参照し（Ｓ２４）、光源（ＬＥＤ）１７のジャンクション温度が破壊温度近くになったか否かを判断する（Ｓ２６）。そして、ジャンクション温度が破壊温度に近くなっていない場合には、ステップＳ１０へ戻り、通常発光を継続する。一方、ジャンクション温度が破壊温度に近くなっている場合には、光源（ＬＥＤ）１７への駆動電流を遮断して保護するか、光源（ＬＥＤ）１７への駆動電流を制限して（ある平衡状態に落ち着くまで）クールダウンする（Ｓ２８）。これにより、効率的に光源（ＬＥＤ１７）を冷却することができ、消費電力を低下させることが可能になる。

なお、光源（ＬＥＤ１７）を最大光量で駆動する場合（通常光量目標値を最大とした場合）には、破壊温度直前で光源（ＬＥＤ）１７が動作するように、ジャンクション温度が破壊温度に対して余裕あるときは（例えば１０℃以上）、通常光量目標値をアップ（駆動電流をアップ）する一方、ジャンクション温度が破壊温度に対して余裕がないときは（例えば数℃）、通常光量目標値をダウン（駆動電流をダウン）するようにしてもよい。これにより、常に光源（ＬＥＤ）１７を、ジャンクション温度の最大限界で発光させることが可能となり、最大光量を得ることが可能になる。

なお、上述した実施形態において、精度は粗くなるが、通常動作中の駆動電流を用いて、ジャンクション温度に換算してもよい。

Ｂ．第２実施形態
Ｂ−１．第２実施形態の構成
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態では、光源（ＬＥＤ）の駆動電流−光出力特性からジャンクション温度に換算する。図６は、本第２実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図１に対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図において、光検出部３０は、通常動作時には、光源（ＬＥＤ）１７の発光を検出し、発光量に応じた信号を演算部１５へ供給する一方、光源温度測定時には、光源（ＬＥＤ）１７の発光量に応じた信号をジャンクション温度演算部３２へ供給する。換算表記憶部３１は、図７に示すような駆動電流Ｉ（順方向電流ＩＦ）−光量Ｅ特性の光源温度（ジャンクション温度）依存特性から実験的に予め求めておいたジャンクション温度換算テーブルを記憶している。ジャンクション温度演算部３２は、光源温度測定時において、駆動電流検出部１９からの駆動電流Ｉおよび光出力検出部３０からの光量Ｅに従って、換算表記憶部３１に記憶されている、ジャンクション温度換算テーブルを参照し、光源（ＬＥＤ）のジャンクション温度を換算し、温度計算結果として演算部１５へ供給するようになっている。

Ｂ−２．第２実施形態の動作
次に、上述した第２実施形態の動作について説明する。ここで、図８は、本第２実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の動作について説明するためのフローチャートである。まず、演算部１５は、通常光量目標値生成部１１により生成された通常光量目標値に従う制御電圧Ｖ１を駆動部１６に供給し、該駆動部１６により光源（ＬＥＤ）１７を通常発光させる（Ｓ４０）。次に、温度計測動作開始であるか否かを判断する（Ｓ４２）。そして、温度計測動作開始のタイミングでなければ、ステップＳ４０へ戻り、通常発光を継続する。

一方、温度計測動作開始になると、変数ｎを「０」とする（Ｓ４４）。該変数ｎは、温度計測時における、光源（ＬＥＤ）１７への駆動電流のサンプリング回数をカウントするためのものである。次に、計測用電流Ｉ［ｎ］を設定する（Ｓ４６）。そして、該計測用電流Ｉ［ｎ］を駆動部１６により光源（ＬＥＤ）１７に供給し、ジャンクション温度演算部３２により、光出力検出部３０により検出された光量Ｅをモニタして記憶する（Ｓ４８）。次に、変数ｎを１つインクリメントし（Ｓ５０）、変数ｎが計測回数Ｎ（例えば５回）に達したか否かを判断する（Ｓ５２）。そして、変数ｎが計測回数Ｎに達していなければ、ステップＳ４６へ戻り、計測用電流Ｉを新たに設定し、前述したように、再度、光量Ｅをモニタして記憶する。上記動作は、変数ｎが計測回数Ｎに達するまで、すなわち、計測回数Ｎだけ、計測用電流Ｉを変えながらその都度、光量Ｅをモニタして記憶していく。
このように、計測用電流Ｉを変えながら光量Ｅをモニタするのは、前述した第１実施形態と同様に、図７に示すように、光源（ＬＥＤ）１７のＩ−Ｅ特性の温度依存性に重なり合う領域があるためである。

そして、変数ｎが計測回数Ｎに達すると、記憶された光量Ｅに従って、換算表記憶部３１のジャンクション温度換算テーブルを参照し（Ｓ５４）、光源（ＬＥＤ）１７のジャンクション温度が破壊温度近くになったか否かを判断する（Ｓ５６）。そして、ジャンクション温度が破壊温度に近くなっていない場合には、ステップＳ４０へ戻り、通常発光を継続する。一方、ジャンクション温度が破壊温度に近くなっている場合には、光源（ＬＥＤ）１７への駆動電流を遮断して保護するか、光源（ＬＥＤ）１７への駆動電流を制限して（ある平衡状態に落ち着くまで）クールダウンする（Ｓ５８）。これにより、効率的に光源（ＬＥＤ１７）を冷却することができ、消費電力を低下させることが可能になる。

なお、前述した第１実施形態と同様に、光源（ＬＥＤ１７）を最大光量で駆動する場合（通常光量目標値を最大とした場合）には、破壊温度直前で光源（ＬＥＤ）１７が動作するように、ジャンクション温度が破壊温度に対して余裕あるときは（例えば１０℃以上）、通常光量目標値をアップ（駆動電流をアップ）する一方、ジャンクション温度が破壊温度に対して余裕がないときは（例えば数℃）、通常光量目標値をダウン（駆動電流をダウン）するようにしてもよい。これにより、常に光源（ＬＥＤ）１７を、ジャンクション温度の最大限界で発光させることが可能となり、最大光量を得ることが可能になる。

なお、上述した第２実施形態においては、光出力は専用のモニタＰＤを用取り付けてもよいし、一般に搭載されているＡＰＣ（ＬＥＤのオートパワーコントロール）用のＰＤ出力を用いてもよい。また、ＬＥＤの電流・温度−光出力特性からジャンクション温度に換算して温度モニタしてもよい。

Ｃ．変形例
次に、本発明の変形例について説明する。光源（ＬＥＤ）においては、ＲＧＢのそれぞれのＬＥＤ毎にＩ−Ｖ特性、Ｉ−Ｅ特性に違いが見られる。ここで、図９は、ＲＧＢのそれぞれのＬＥＤのＩ−Ｖ特性の一例を示す概念図である。図示するように、Ｇ，ＢのＬＥＤについては、ほぼ同様の特性を示しているが、ＲのＬＥＤについては、急峻な立ち上がり特性を示している。立ち上がりが急峻であるということは、測定が低精度になりやすいということを意味する。また、図１０は、ＲＧＢのそれぞれのＬＥＤのＩ−Ｅ特性を示す概念図である。図示するように、全体にリニアリティが高く、特に、ＲのＬＥＤについては、リニアリティが高く、比較的高精度で測定することが可能である。ゆえに、ＲのＬＥＤについては、Ｉ−Ｅ特性を用いてジャンクション温度を算出し、Ｇ，ＢのＬＥＤについては、Ｉ−Ｖ特性を用いるのより好ましいことが分かる。

また、図９に示すＩ−Ｖ特性から分かるように、電圧を「０」から増加していくと、ある閾値電圧に達するまでは、ほとんど電流が流れない。そして、閾値電圧に達すると、急激に電流が流れて発光する。すなわち、低電圧停電流領域では、Ｉ−Ｖ特性を用い、高電圧大電流領域では、Ｉ−Ｅ特性を用いるのが好ましいことが分かる。

なお、上述した第１、第２実施形態あるいは変形例において、使用開始時からの電流、光量を記憶しておいて、現在、未来の温度を予測してもよい。

また、上述した実施形態において、演算部１５の機能、ジャンクション温度演算部２１，３２の機能は、図示しない記憶部に記憶されたプログラムを実行することで実現するようになっている。記憶部は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリやＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成されるものとする。また、上記記憶部とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、上述した処理の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した処理を演算部１５、ジャンクション温度演算部２１，３２に既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

次に、上述のプロジェクタ光源制御装置を備えるプロジェクタについて、図１２を参照して説明する。

図１２は、上記実施形態に係るプロジェクタ光源制御装置を備えたプロジェクタの概略構成図である。図中、符号５１２，５１３，５１４は本実施形態の光源制御装置によって制御される光源、５２２，５２３，５２４は液晶ライトバルブ、５２５はクロスダイクロイックプリズム、５２６は投写レンズを示している。

図１２のプロジェクタは、上述の光源制御装置によって制御される３個の光源５１２，５１３，５１４を備えている。各光源５１２，５１３，５１４には、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）に発光するＬＥＤが採用されている。また、各光源５１２，５１３，５１４には、各々に対応する集光レンズ５３５が配置されている。

そして、赤色光源５１２からの光束は、集光レンズ５３５Ｒを透過して反射ミラー５１７で反射され、赤色光用液晶ライトバルブ５２２に入射する。また、緑色光源５１３からの光束は、集光レンズ５３５Ｇを透過して緑色光用液晶ライトバルブ５２３に入射する。また、青色光源５１４からの光束は、集光レンズ５３５Ｂを透過して反射ミラー５１６で反射され、青色光用液晶ライトバルブ５２４に入射する。

また、各液晶ライトバルブの入射側および出射側には、偏光板（不図示）が配置されている。そして、各光源からの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブに入射する。また、入射側偏光板の後方に偏光変換手段（不図示）を設けてもよい。この場合、入射側偏光板で反射された光束をリサイクルして各液晶ライトバルブに入射させることが可能になり、光の利用効率を向上させることができる。

各液晶ライトバルブ５２２，５２３，５２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム５２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は投写光学系である投写レンズ５２６により投写スクリーン５２７上に投写され、拡大された画像が表示される。

上述した本実施形態のプロジェクタ光源制御装置によれば、各光源５１２，５１３，５１４の光量を限界まで引き出すことができ、また、効率的に放熱することで過冷却によるムダをなくし、省消費電力化を図ることができるという利点が得られるため、優れた表示特性を有し、かつ、省消費電力化されたプロジェクタを提供することができる。

次に、このような構成を有するプロジェクタにおいて、各光源５１２，５１３，５１４に測定用電圧を印加するタイミングについて、図１３を用いて説明する。
この図１３に示すように、各光源５１２，５１３，５１４に測定用電圧を印加するタイミングは、各液晶ライトバルブ５２２，５２３，５２４の垂直帰線期間であることが好ましい。具体的には、光源５１２には液晶ライトバルブ５２２の垂直帰線期間に測定用電圧を印加し、光源５１３には液晶ライトバルブ５２３の垂直帰線期間に測定用電圧を印加し、光源５１４には液晶ライトバルブ５２４の垂直帰線期間に測定用電圧を印加することが好ましい。なお、垂直帰線期間とは、液晶ライトバルブの有効表示期間（駆動フレーム間）と有効表示期間との間に設けられた期間である。なお、図１３においては、一組の光源と液晶ライトバルブとの関係のみを示している。

このように、各液晶ライトバルブ５２２，５２３，５２４の垂直帰線期間に各光源５１２，５１３，５１４に測定用電圧を印加することによって、測定用電圧が印加されることによって光源５１２，５１３，５１４から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感を抑止することができる。

なお垂直帰線期間および水平帰線期間とは、液晶ライトバルブの駆動に係わる概念であり、ここでこれらの意味を図１４に基づいて説明する。図１４にはライトバルブ駆動回路のブロック図を示した。

図１４において、ＴＦＴパネル６０１は光源からの照射光を変調するライトバルブ本体部である。ＴＦＴパネル６０１は直接的には走査ドライバ６０２とデータドライバ６０３により駆動され映像を生成する。走査ドライバ６０２とデータドライバ６０３は信号処理部６０４により制御される。

信号処理部６０４には装置本体より表示データ（ＤＡＴＡ）、クロック（ＣＬＫ）、垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）、水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）等が入力される。表示データ（ＤＡＴＡ）は文字通りＴＦＴパネル６０１上に表示すべき映像のデータである。クロック（ＣＬＫ）は駆動回路全体を動作させるためのクロックである。垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ）は１垂直期間を定める信号である。水平同期信号（ＨＳＹＮＣ）は１水平期間を定める信号である。

信号処理部６０４はこれらの入力信号に基づき、走査ドライバ６０２とデータドライバ６０３を動作させる。信号処理部６０４は走査ドライバ６０２に対して走査データ（ＤＹ）と走査クロック（ＣＬＹ）を生成し、走査ドライバ６０２を動作させる。以下走査ドライバ６０２の典型的な動作例を示す。

信号処理部６０４は走査ドライバ６０２に対し、走査データ（ＤＹ）のオンデータを発生させる。走査ドライバ６０２はこれによりＴＦＴパネル６０１の最上列の走査ドライバ６０２のみを選択状態にする。これによりＴＦＴパネル６０１上の最上列の画素に形成されたスイッチングトランジスタは全てオン状態となる。走査ドライバ６０２は以降、走査クロック（ＣＬＹ）のタイミングに従い選択状態のドライバを順次一段ずつ下段のドライバにシフトさせる。線順次に選択状態を下段のドライバにシフトさせるこの動作は、次に走査データ（ＤＹ）が立ちあがるまで続く。従って直接的には走査データ（ＤＹ）の立ちあがりのタイミングが１垂直期間を定めている。

信号処理部６０４は同時にデータドライバ６０３に対し、然るべき位置に然るべきデータが表示されるべく表示データを転送する。そのために信号処理部６０４はデータドライバ６０３に対し、データドライバ６０３の選択位置を決めるデータ（ＤＸ）とデータドライバ６０３の動作タイミングを示すクロック（ＣＬＸ）を生成する。

並行して信号処理部６０４はさらに選択状態のデータドライバ６０３に対して対応するデータ（ＤＡＴＡ）を生成する。このデータはデジタルデータのためＤＡコンバータ（ＤＡＣ）６０５によりアナログデータ（ＡＤＡＴＡ）に変換されデータドライバ６０３に入力される。このアナログデータはＴＦＴパネル６０１上の走査ドライバ６０２により選択された列上の個々の画素に、個別画素毎に形成されたトランジスタを介して印加される。

これらデータドライバ６０３の一連の動作は、選択位置を指示するデータ（ＤＸ）の生成に従って開始される。これは走査ドライバ６０２の動作が走査データ（ＤＹ）のタイミングで開始されるのと全く同様である。

以上述べた走査ドライバ６０２およびデータドライバ６０３の動作は、それぞれのタイミングクロックにより同期して行なわれる事により、ＴＦＴパネル６０１はライトバルブとして照射光を変調、映像を生成することができる。

以上述べたライトバルブ駆動動作の中で、走査ドライバ６０２の最上段が選択され、線順次に駆動され、最終的に最下段のドライバの駆動が終了した後、走査データ（ＤＹ）が次に立ちあがるまでは、通常、走査ドライバ６０２の全てが非選択状態となる若干の時間がある。この若干の時間を垂直帰線期間と称する。

同様に、データドライバ６０３にも全てのデータドライバ６０３へのデータ転送が終了した後、次に選択位置を指示するデータ（ＤＸ）が発生するまでには若干の時間があり、この時間を水平帰線期間と称する。

以上の説明で分かるように垂直帰線期間には、走査ドライバ６０２は映像表示のためのライトバルブ駆動のための動作を行なっていない。同じく水平帰線期間には、データドライバ６０３は映像表示のためのライトバルブ駆動のための動作を行なっていない。

本発明においてはこれらライトバルブ駆動の空き時間に、ジャンクション温度測定の一連の操作を行なうことを基本としている。

図１５に液晶ライトバルブの駆動とジャンクション温度測定との関係を示すタイミングチャートを示した。

図１５においてＶＳＹＮＣは垂直同期信号である。ＤＹは図１４と同様、走査データである。ＤＡＴＡも図１４と同様、表示データである。図１５最下段には光源印加電圧波形を示した。

ＶＳＹＮＣとＤＹは同一周期を持っている。なお図１５においてはＶＳＹＮＣを１垂直期間の開始位置と定義し、ＤＹは有効表示期間の開始を示すように記述したが、１垂直期間の開始と終了の定義は便宜的なものであり、重要なことは有効表示期間の間に垂直帰線期間が存在するという事実である。

図１５においては全ての垂直帰線期間に常にジャンクション温度測定用電圧の全てを印加する例を示した。

また図１６は図１５と同じく液晶ライトバルブ駆動とジャンクション温度測定との関係を示すタイミングチャートであるが、図１５における垂直帰線期間の時間軸を拡大して示したものである。

図１６においてＣＬＹは図１４と同様、走査クロックである。ＤＸも図１４と同様、データドライバ６０３の選択位置を指示するデータである。ＣＬＹとＤＸは同一周期を持ち、１水平期間を定めている。ＤＡＴＡも図１４と同様、表示データである。図１６最下段にも光源印加電圧波形を示した。

図１５において階段状に示されていたジャンクション温度測定電圧の一つの電位が印加されている時間が、図１６においては１水平期間であることがわかる。

図１５最下部に示されたＳ１−Ｓｎと、図１６最下部に示されたＳ１、Ｓ２、Ｓ３等は、本質的に同一であり、いずれも１水平期間を単位とする個別測定用電圧の印加期間を示している。

このように本発明においては図１５に示されたように、液晶ライトバルブ駆動のための有効表示期間終了直後の垂直帰線期間にジャンクション温度測定のための測定用電圧を印加し、また各々の測定用個別電圧は、図１６に示されたように１水平期間を単位時間として印加することができる。

このようにすることにより、測定用電圧の印加はライトバルブの駆動に対し何ら変更を伴うことなく実現することができる。

また測定用電圧の印加も図１６に一例として示されているように、ＣＬＹのような既存の信号を用いることにより１水平期間を単位時間として測定を行なうことができ、測定をおこなうためのコストを最小限に抑えることができる。

以上述べてきた方法に基本的に則り、図１７においては測定用電圧の別の印加方法を示した。

図１７は基本的に図１５と同様の図である。異なるのは最下段に示されている測定用電圧の印加方法だけである。図１７においては、一つの垂直帰線期間にただ一つの測定用電圧のみを印加する方法を示した。

この場合も図１６に示された方法と同様、個別測定用電圧の印加時間は１水平期間である。

従ってこの方法の場合、ジャンクション温度測定のための一連のデータ群測定には、１垂直期間のデータ数倍の時間を要することとなるが、このことは何の問題も生じない。

この方法の利点は、図１５と図１６に示された方法に比較して、測定に要する時間と有効表示期間との時間的比率が、測定データ数分の１、即ち１／測定データ数、に減少するため、測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感をより抑止することができる。

図１７の方法では、一つの垂直帰線期間に複数の測定用電圧を印加する事も可能である。この場合、一つの垂直帰線期間に一つづつ測定するよりも、測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感が相対的に増すことになるが、一度に全て測定するよりもより抑止することができる。

図１７の方法と同様な発想で、図１８においては測定用電圧の別の印加方法を示した。

図１８も図１７と同様の図である。異なるのは最下段に示されている測定用電圧の印加方法だけである。図１８において図１７と異なるのは、ある垂直帰線期間にただ一つの測定用電圧のみを印加した後、次の測定用電圧を印加するまでに、少なくとも１つの測定用電圧を印加しない垂直帰線期間が存在するようにしたことである。

この場合も図１６に示された方法と同様に、個別測定用電圧の印加時間は１水平期間である。

この方法の場合、例えば測定用電圧の印加を２垂直期間に１回測定を行なった場合、ジャンクション温度測定のための一連のデータ群測定には、図１７の方法に比較し２倍の時間がかかる。一般にｎ垂直期間に１回測定を行なった場合、データ群の測定には、図１７の方法に比較しｎ倍の時間がかかる。しかし、このことは図１７の方法同様何の問題も生じない。

むしろこのような方法により、図１７に示された方法に比較して、測定に要する時間と有効表示期間との時間的比率がさらに減少するため、測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感をより一層抑止することができる。

また、図１２においては、液晶ライトバルブが３枚設置された３板式のプロジェクタを示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、図１９に示したような単板式のプロジェクタであっても良い。なお、単板式のプロジェクタは、液晶ライトバルブ５２５を１つのみ備えるプロジェクタであり、赤色射出光、緑色射出光及び青色射出光の各々を単一の液晶ライトバルブで変調するものである。

そして、このような単板式のプロジェクタにおいても、図２０に示すように、液晶ライトバルブの垂直帰線期間に各光源に測定用電圧を印加することによって、ジャンクション温度を測定することができる。例えばＣＬＹのような既存の信号を用いることにより１水平期間を単位時間として測定を行なうことができ、測定をおこなうためのコストを最小限に抑えることができる。そして測定用電圧が印加されることによって光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感を抑止することができる。

また、単板式の場合、図２０に示されたように、各色の有効表示期間終了直後の垂直帰線期間に測定を行なうことが特に望ましい。その理由の第１は、表示期間終了直後が一般的に光源の温度が最も高くなっている状態と考えられ、このような状態の温度を測定する事が望ましいからである。理由の第二は、表示期間終了直後が、図２１に示されているように、未だ次の色の表示のためのライトバルブ駆動と光源の発光が始まっておらず、測定電圧印加に伴う発光による表示画質劣化が最も少ないからである。

またこのような単板式のプロジェクタにおいても、３板式と同様、必ずしも一つの垂直帰線期間に全ての測定を行なう必要はない。例えば、図２１に示したように各色の有効表示期間の終了直後の垂直帰線期間にただ一つの測定用電圧のみを印加する方法を取ることは望ましい。測定用電圧が印加されることによって、光源から射出された射出光が画像に混ざることによる違和感をより一層抑止することができるからである。

この場合にも、３板式と同様、次の測定用電圧印加はその次の垂直帰線期間に行なってもよいし、次の測定用電圧印加までに幾つか測定用電圧を印加しない垂直帰線期間を設けてもよい。

なお、図３及び図１３に示すように、段階的に変化する測定用電圧を印加する場合には、徐々に測定用電圧を増加させても良いし、徐々に測定用電圧を減少させても良い。
また、垂直帰線期間における１水平期間毎に測定用電圧を変化させることによって、容易に段階的に変化する測定用電圧を光源に印加することが可能となる。
また、測定用電圧を段階的に変化させる場合における段階回数は任意であり、例えば、２段階であっても良い。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、上記実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明の第１実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の構成を示すブロック図である。 光源（ＬＥＤ）のＶ−Ｉ特性の光源温度（ジャンクション温度）依存特性を示す概念図である。 光源温度測定期間を示す概念図である。 プロジェクタ光源制御装置において、コントローラおよび駆動部の構成例を示す回路図である。 本第１実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の動作について説明するためのフローチャートである。 本第２実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の構成を示すブロック図である。 光源（ＬＥＤ）のＩ−Ｅ特性の光源温度（ジャンクション温度）依存特性を示す概念図である。 本第２実施形態によるプロジェクタ光源制御装置の動作について説明するためのフローチャートである。 ＲＧＢのそれぞれのＬＥＤのＩ−Ｖ特性の一例を示す図である。 ＲＧＢのそれぞれのＬＥＤのＩ−Ｅ特性を示す概念図である。 従来のＬＥＤの構造の例を示す断面図である。 プロジェクタ光源制御装置を備えた３板式のプロジェクタの概略構成図である。 測定用電圧を印加するタイミングを説明するための図である。 ライトバルブ駆動回路ブロック図である。 測定用電圧を印加するタイミングを説明するための図である。 測定用電圧を印加するタイミングを説明するための図である。 測定用電圧を印加するタイミングを説明するための図である。 測定用電圧を印加するタイミングを説明するための図である。 プロジェクタ光源制御装置を備えた単板式のプロジェクタの概略構成図である。 測定用電圧を印加するタイミングを説明するための図である。 測定用電圧を印加するタイミングを説明するための図である。

符号の説明

１０ コントローラ １１ 通常光量目標値生成部 １２ 計測用波形生成部（測定用電圧印加手段） １３ 通常発光／計測動作切換部 １４ 切換スイッチ（測定用電圧印加手段） １５ 演算部（測定用電圧印加手段） １６ 駆動部 １７ 光源（ＬＥＤ） １８ 光出力検出部 １９ 駆動電流検出部（駆動電流測定手段） ２０ 換算表記憶部（記憶手段） ２１ ジャンクション温度演算部（ジャンクション温度算出手段） ３０ 光出力検出部（光量測定手段） ３１ 換算表記憶部（記憶手段） ３２ ジャンクション温度演算部（ジャンクション温度算出手段） １００ ＣＰＵ １０１ メモリ １０２ Ｄ／Ａコンバータ １６１ 差動増幅器 １６２ 電流検出抵抗 １６３，１６５ アンプ １６４ フォトダイオード

Claims (21)

1. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶する記憶手段と、
   前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、
   前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、
   前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と
   を具備することを特徴とする温度測定装置。
2. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶する記憶手段と、
   前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、
   前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、
   前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定する光量測定手段と、
   前記駆動電流および前記光量に基づいて、前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と
   を具備することを特徴とする温度測定装置。
3. 前記光源は、ＲＧＢの各色毎に設けられており、それぞれが通常動作中に連続発光する場合、
   前記測定用電圧印加手段は、前記光源が連続発光している通常動作中に前記測定用電圧を前記光源に印加することを特徴とする請求項１または２記載の温度測定装置。
4. 前記光源は、ＲＧＢの各色毎に設けられており、それぞれが通常動作中に交番発光する場合、
   前記測定用電圧印加手段は、それぞれの消灯期間に前記測定用電圧を前記光源に印加することを特徴とする請求項１または２記載の温度測定装置。
5. 前記測定用電圧印加手段は、所定の測定期間内に前記測定用電圧を段階的に変化させ、
   前記駆動電流測定手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源に流れる駆動電流を測定し、
   前記ジャンクション温度算出手段は、前記段階的に変化する測定用電圧および該測定用電圧毎の駆動電流に基づいて、前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする請求項１記載の温度測定装置。
6. 前記測定用電圧印加手段は、所定の測定期間内に前記測定用電圧を段階的に変化させ、
   前記駆動電流測定手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源に流れる駆動電流を測定し、
   前記光量測定手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎に前記光源の光量を測定し、
   前記ジャンクション温度算出手段は、前記段階的に変化する測定用電圧毎の駆動電流および光量に基づいて、前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする請求項２記載の温度測定装置。
7. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶する記憶手段と、
   前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、
   前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、
   前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、
   前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段と
   を具備することを特徴とする光源制御装置。
8. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶する記憶手段と、
   前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、
   前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、
   前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定する光量測定手段と、
   前記駆動電流および前記光量に基づいて、前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、
   前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段と
   を具備することを特徴とする光源制御装置。
9. 半導体を用いた光源と、
   前記光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶する記憶手段と、
   前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、
   前記測定電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、
   前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記記憶手段の電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、
   前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段とからなる光源制御装置を具備することを特徴とするプロジェクタ。
10. 半導体を用いた光源と、
    前記光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶する記憶手段と、
    前記光源に測定用電圧を印加する測定用電圧印加手段と、
    前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定する駆動電流測定手段と、
    前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定する光量測定手段と、
    前記駆動電流および前記光量に基づいて、前記記憶手段の電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出するジャンクション温度算出手段と、
    前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減する制御手段とからなる光源制御装置を具備することを特徴とするプロジェクタ。
11. 前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の垂直帰線期間に前記光源に測定用電圧を印加することを特徴とする請求項９または１０記載のプロジェクタ。
12. 前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の一つの垂直帰線期間に前記光源に印加するべき全ての測定用電圧を印加することを特徴とする請求項１１記載のプロジェクタ。
13. 前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の複数の垂直帰線期間に前記光源に印加するべき測定用電圧を分散して印加することを特徴とする請求項１１記載のプロジェクタ。
14. 前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の一つの垂直帰線期間に前記光源に印加するべき測定用電圧の一つのみを印加することを特徴とする請求項１３記載のプロジェクタ。
15. 前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の複数の垂直帰線期間に前記光源に印加するべき測定用電圧を分散して印加しさらに測定用電圧が印加される互いに最近傍の垂直帰線期間の間に測定用電圧が印加されない垂直帰線期間が少なくとも一つ存在することを特徴とする請求項１３または１４記載のプロジェクタ。
16. 前記測定電圧印加手段は、前記光源から射出される射出光を変調する変調素子の垂直帰線期間中の１水平帰線期間に前記光源に対し測定用電圧の一つを印加することを特徴とする請求項１１〜１５いずれかに記載のプロジェクタ。
17. ＲＧＢの各色毎に設けられている前記光源が、それぞれの通常動作中に交番発光する場合、
    前記測定電圧印加手段は、前記各光源の点灯期間終了直後に前記測定用電圧を印加することを特徴とする請求項１１〜１６いずれかに記載のプロジェクタ。
18. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶しておき、
    前記光源に測定用電圧を印加し、
    前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、
    前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする温度測定方法。
19. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶しておき、
    前記光源に測定用電圧を印加し、
    前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定し、
    前記駆動電流および前記光量に基づいて、前記電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出することを特徴とする温度測定方法。
20. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−電圧特性を記憶しておき、
    前記光源に測定用電圧を印加し、
    前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定し、
    前記測定用電圧および前記駆動電流に基づいて、前記電流−電圧特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、
    前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減することを特徴とする光源制御方法。
21. 半導体を用いた光源のジャンクション温度依存性を有する電流−光量特性を記憶しておき、
    前記光源に測定用電圧を印加し、
    前記測定用電圧を印加したときに前記光源に流れる駆動電流を測定するとともに、前記測定用電圧を印加したときの前記光源の光量を測定し、
    前記駆動電流および前記光量に基づいて、前記電流−光量特性を参照し、前記光源のジャンクション温度を算出し、
    前記ジャンクション温度が前記光源の破壊温度に達する前に前記光源への駆動電流を遮断もしくは低減することを特徴とする光源制御方法。
    
    
    

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