JP2011076896A - 光源装置、投影装置、投影方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】半導体レーザを高い発光効率で駆動しながら、常時安定した光量を長期に渡って確保する。
【解決手段】複数のレーザダイオード(LD)を有する半導体レーザ部21を含む光源部17と、半導体レーザ部21の複数のLD個々の明るさを測定する輝度センサ36と、その測定結果に基づいて半導体レーザ部21の複数のLDを複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる投影光処理部37及びＣＰＵ38と、画像信号を入力する入力系11，12と、光源部17からの光を用い、入力系11，12で入力する画像信号に対応した光像を形成して投影する投影系13〜16，18，19とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタ装置等に好適な光源装置、投影装置、投影方法及びプログラムに関する。

従来、スクリーンに投射される連続光のぎらつきの発生を抑えると共に、装置全体の信頼性を向上させるプロジェクタとして、被投射面に向けてレーザ光を射出する光源装置と、該光源装置から射出されたレーザ光を走査する走査手段と、該走査手段により走査されたレーザ光を拡散する光拡散部材と、該光拡散部材から射出されたレーザ光を被投射面に集光する集光手段とを備えたものが考えられている。（特許文献１）

特開２００７−０２５４６６号公報

比較的安価ながら充分な発光輝度を有する半導体発光素子として、半導体レーザが期待されている。この半導体レーザは、閾値電流と呼ばれる電流に至るまでは発振せず、閾値電流を超えた時点から線形的に発振するため、許容範囲内でより大きな電流値で駆動した方が、発光効率が高くなる。したがって、単位時間当たりで同じ発振出力を得るには、一定の出力で連続して駆動するよりも、２倍の出力でデューティが５０％となるように間欠駆動した方が効率が高い。

しかるに、半導体レーザをプロジェクタ装置等の光源として用いる場合には、上記特許文献にも記載されているように、光源を一定の出力で継続して点灯させることが求められる。そのため、上述したような間欠的な駆動を採用することができない。

そこで、複数の半導体レーザを相互に間欠期間を補間するように時分割駆動することが考えられる。しかしながら、半導体レーザは個体毎に発光輝度が大きく異なる。加えて、半導体レーザは、素子自体の発熱に伴い、長期にわたって使用すると発光輝度が大きく低下し、且つその経年変化の度合にも個体差があるために、一概に輝度の低下比率を推定することができない。

したがって、複数の半導体レーザを時分割駆動して光源とする装置を考えた場合、常時安定した輝度の発光を長期間得ることが非常に難しい。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、半導体レーザに代表される半導体発光素子を高い発光効率で駆動しながら、常時安定した光量を長期に渡って確保することが可能な光源装置、投影装置、投影方法及びプログラムを提供することにある。

請求項１記載の発明は、複数の半導体発光素子を有する光源部と、上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定手段と、上記測定手段での測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御手段とを具備したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、上記発光制御手段は、上記測定手段における半導体発光素子個々の明るさに基づいて、グループ間の明るさの差が最も小さくなるような組み合わせで上記複数の半導体発光素子をグループに分割することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、上記発光制御手段は、分割したグループ毎に所定周期且つ所定デューティでパルス駆動させるパルス駆動手段をさらに具備したことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、上記パルス駆動手段は、分割したグループ毎に同一周期且つ同一デューティでパルス駆動させるとともに、上記半導体発光素子を各グループ毎にパルス駆動させる際に発光駆動しているグループの数が常時同一数となるように上記各グループの位相を互いに調整させる光源制御手段をさらに具備したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、複数の半導体発光素子を有する光源部と、上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定手段と、上記測定手段での測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御手段と、画像信号を入力する入力手段と、上記発光制御手段により発光駆動される上記光源部で発生した光を用い、上記入力手段で入力する画像信号に対応した光像を形成して投影する投影手段とを具備したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、上記請求項５記載の発明において、上記発光制御手段は、上記測定手段における半導体発光素子個々の明るさに基づいて、グループ間の明るさの差が最も小さくなるような組み合わせで上記半導体発光素子をグループに分割することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、上記請求項５または６記載の発明において、上記発光制御手段は、分割したグループ毎に所定周期且つ所定デューティでパルス駆動させるパルス駆動手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項８記載の発明は、上記請求項７記載の発明において、上記パルス駆動手段は、分割したグループ毎に同一周期且つ同一デューティでパルス駆動させるとともに、上記半導体発光素子を各グループ毎にパルス駆動させる際に発光駆動しているグループの数が常時同一数となるように上記各グループの位相を互いに調整させる光源制御手段をさらに備えることを特徴とする。

請求項９記載の発明は、上記請求項５乃至８いずれか記載の発明において、上記発光制御手段は、複数のグループ間の明るさの差に対する許容値を予め設定し、該設定した許容値に基づいて上記複数のグループ分割を行なうことを特徴とする。

請求項１０記載の発明は、上記請求項９記載の発明において、上記発光制御手段は、設定した許容値に基づくグループ分割ができなかった場合に、上記測定手段での測定結果に基づいて明るさが平均値から最も外れている半導体発光素子を除外して再度グループ分割を行なうことを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、上記請求項１０記載の発明において、上記発光制御手段は、グループ分割から除外した半導体発光素子を常時発光駆動することを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、複数の半導体発光素子を有する光源部、画像信号を入力する入力部、及び上記光源部で発生した光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応した光像を形成して投影する投影部を備えた投影装置での投影方法であって、上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定工程と、上記測定工程での測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御工程とを有したことを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、複数の半導体発光素子を有する光源部、画像信号を入力する入力部、及び上記光源部で発生した光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応した光像を形成して投影する投影部を備えた投影装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定ステップと、上記測定ステップでの測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

本発明によれば、半導体発光素子を高い発光効率で駆動しながら、常時安定した光量を長期に渡って確保することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るデータプロジェクタ装置全体の機能構成を示すブロック図。 同実施形態に係る半導体レーザ部の外観構成を示す斜視図。 同実施形態に係るカラーホイール及びモータの外観構成を示す斜視図。 同実施形態に係る光源制御の処理内容を示すフローチャート。 同実施形態に係る第１の動作例での光源制御の処理工程を示す図。 同実施形態に係る第２の動作例での光源制御の処理工程を示す図。

以下本発明をＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るデータプロジェクタ装置１０の概略機能構成を示すブロック図である。
１１は入出力コネクタ部であり、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）コネクタを含む。

入出力コネクタ部１１より入力される各種規格の画像信号は、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２、システムバスＳＢを介し、一般にスケーラとも称される画像変換部１３に入力される。

画像変換部１３は、入力された画像信号を投影に適した所定のフォーマットの画像信号に統一し、表示用のバッファメモリであるビデオＲＡＭ１４に適宜書込んだ後に、書込んだ画像信号を読出して投影画像処理部１５へ送る。

この際、ＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）用の各種動作状態を示すシンボル等のデータも必要に応じてビデオＲＡＭ１４で画像信号に重畳加工され、加工後の画像信号が読出されて投影画像処理部１５へ送られる。

投影画像処理部１５は、送られてきた画像信号に応じて、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と色成分の分割数、及び表示階調数を乗算した、より高速な時分割駆動により、空間的光変調素子（ＳＬＭ）であるマイクロミラー素子１６を表示駆動する。

このマイクロミラー素子１６は、アレイ状に配列された複数、例えばＸＧＡ（横１０２４画素×縦７６８画素）分の微小ミラーの各傾斜角度を個々に高速でオン／オフ動作することでその反射光により光像を形成する。

一方で、光源部１７から時分割でＲ，Ｇ，Ｂの原色光が循環的に出射される。この光源部１７からの原色光が、ミラー１８で全反射して上記マイクロミラー素子１６に照射される。

そして、マイクロミラー素子１６での反射光で光像が形成され、形成された光像が投影レンズユニット１９を介して、投影対象となる図示しないスクリーンに投影表示される。

上記光源部１７は、それぞれ同一波長の青色のレーザ光を発する一群のレーザダイオードからなる半導体レーザ部（ＬＤＵ）２１を有する。

図２は、この半導体レーザ部２１の外観構成を示す斜視図である。同図に示す如く半導体レーザ部２１は、複数、例えば４個のレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄを有する。すなわち本実施形態では、説明を簡略化するために、複数のレーザダイオードからなるグループを複数有する半導体レーザ部２１として、最小限度の構成数として半導体レーザ部２１が４つのレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄから構成するものとしている。２×２で行列配置された計４個のレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄは、同一の発光特性、同一の発光方向を有する単色のレーザ光源として用いるもので、本実施形態では上述した如く青色のレーザ光を発する。

半導体レーザ部２１の発する青色のレーザ光は、ダイクロイックミラー２２を透過し、レンズ２３を介してカラーホイール２４の周上の１点に照射される。

このカラーホイール２４は、モータ（Ｍ）２５により回転される。レーザ光が照射されるカラーホイール２４の周上には、赤色蛍光反射板２４Ｒ、緑色蛍光反射板２４Ｇ、及び青色用拡散板２４Ｂが合わせてリング状となるように形成されている。

図３は、カラーホイール２４及びモータ２５の外観構成を示す斜視図である。同図に示す如く、赤色蛍光反射板２４Ｒは、レーザ光が照射されるのとは反対側の図示しない面側がミラー構造となり、青色のレーザ光の照射により塗布されている蛍光体が赤色光を励起し、励起した赤色光を、レーザ光が照射されてきた方向に反射するように出射する。

同様に緑色蛍光反射板２４Ｇは、レーザ光が照射されるのとは反対側の図示しない面側がミラー光像となり、青色のレーザ光の照射により塗布されている蛍光体が緑光を励起し、励起した緑色光を、レーザ光が照射されてきた方向に反射するように出射する。

また、残る青色用拡散板２４Ｂは、磨り硝子状の透過部材で構成され、照射された青色のレーザ光は散乱しながら透過する。

カラーホイール２４の赤色蛍光反射板２４Ｒまたは緑色蛍光反射板２４Ｇがレーザ光の照射位置にある場合、レーザ光の照射により赤色光または緑色光が励起される。この励起された赤色光または緑色光は、カラーホイール２４で反射された後、上記レンズ２３を介して上記ダイクロイックミラー２２でも反射される。

その後、この赤色光または緑色光は、レンズ２６を介してミラー２７で反射され、レンズ２８を介してダイクロイックミラー２９で反射された後、レンズ３０を介してインテグレータ３１で輝度分布が略均一な光束とされた後にミラー３２で全反射されて、上記ミラー１８へ送られる。

また、カラーホイール２４の青色用拡散板２４Ｂがレーザ光の照射位置にある場合、レーザ光は該拡散板２４Ｂで拡散されながらカラーホイール２４を透過した後、レンズ３３を介してミラー３４で全反射される。その後、この青色光は、レンズ３５を介して上記ダイクロイックミラー２９を透過し、レンズ３０を介して上記インテグレータ２９で輝度分布が略均一な光束とされた後にミラー３２で全反射されて、上記ミラー１８へ送られる。

以上の如く、ダイクロイックミラー２２，２９は共に、青色光を透過する一方で、緑色光及び赤色光を反射する。

上記インテグレータ３１の光出射側に向けて輝度センサ３６を配置する。この輝度センサ３６は、インテグレータ３１を出射する光の輝度（明るさ）を検知してその検知信号を投影光処理部３７へ出力する。

また、上記光源部１７の半導体レーザ部２１の発光タイミング、及びモータ２５によるカラーホイール２４の回転を投影光処理部３７が制御する。投影光処理部３７は、投影画像処理部１５から与えられる画像データのタイミングに応じて上記半導体レーザ部２１の発光タイミングとカラーホイール２４の回転を制御する。

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ３８が統括して制御する。このＣＰＵ３８は、メインメモリ３９及びプログラムメモリ４０と直接接続される。メインメモリ３９は、ＤＲＡＭで構成され、ＣＰＵ３８のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ４０は、電気的書換可能な不揮発性メモリで構成され、ＣＰＵ３８が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。ＣＰＵ３８は、上記メインメモリ３９及びプログラムメモリ４０を用いて、このデータプロジェクタ装置１０内の制御動作を実行する。

上記ＣＰＵ３８は、操作部４１からのキー操作信号に応じて各種投影動作を実行する。
この操作部４１は、データプロジェクタ装置１０の本体に設けられるキー操作部と、このデータプロジェクタ装置１０専用の図示しないリモートコントローラの間で赤外光を受光するレーザ受光部とを含み、ユーザが本体のキー操作部またはリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ３８へ直接出力する。

上記ＣＰＵ３８はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部４２とも接続される。音声処理部４２は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備え、投影動作時に与えられる音声データをアナログ化し、スピーカ部４３を駆動して拡声放音させ、あるいは必要によりビープ音等を発生させる。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図４は、ＣＰＵ３８の制御の下に投影光処理部３７が実行する、半導体レーザ部２１の駆動制御の基本となるグループ分割の設定処理の内容を示す。この図４の処理は、例えば電源投入直後の初期動作時に動作チェック項目の１つとして実行される。

ＣＰＵ３８による動作制御は、プログラムメモリ４０に記憶される動作プログラムを読出してメインメモリ３９に展開して保持させることで実行される。なお、プログラムメモリ４０に記憶される動作プログラムは、工場出荷前にプログラムメモリ４０に記憶されたものに限らない。例えば、製品販売後にこのデータプロジェクタ装置１０を所有するユーザが、インターネット等のネットワーク経由でダウンロードしたアップデート用のプログラムを、入出力コネクタ部１１、入出力インタフェース１２を介してインストールすることも可能であるものとする。

以下、上記実施形態の第１の動作例について説明する。
まず第１の動作例として、半導体レーザ部２１を構成する４つのレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄ中で特に大きく明るさが外れたものがない場合のグループ分割処理について示す。

図５（Ａ）は、前回にデータプロジェクタ装置１０の電源を切断した時点でのグループ分割した各グループによる明るさを例示する。すなわち、４つのレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄは、レーザダイオード２１Ａ，２１Ｂをグループ１として、レーザダイオード２１Ｃ，２１Ｄをグループ２として２つのグループに分割し、グループ１とグループ２とで交互に補間し合うように時分割で発光している。

この時点では、グループ１に比してグループ２の方が大きく明るさが低下していることが理解できる。したがって、これらグループ１，２のグループ分割による半導体レーザ部２１全体としての光源は、図５（Ｄ）に破線Ｂで示すように一定の明るさとはならず、時分割の設定周波数によってはちらつき等の要因となりうる。

図４の処理当初には、半導体レーザ部２１のレーザダイオードを特定するための変数ｘに初期化して「０」とする（ステップＳ１０１）。

次いで、あらためて変数ｘを「＋１」更新設定して「１」とし、半導体レーザ部２１を構成する「１」番目のレーザダイオード２１Ａの明るさを測定する（ステップＳ１０２）。

この明るさの測定に際しては、特定されたレーザダイオードのみを、カラーホイール２４の青色用拡散板２４Ｂが光源からの光路中に挿入されるタイミングで規定電力により発振させ、その明るさを輝度センサ３６により測定する。

カラーホイール２４の青色用拡散板２４Ｂが光源光路中に挿入されるタイミングでのみ明るさを測定するものとした理由は、カラーホイール２４の赤色蛍光反射板２４Ｒ及び緑色蛍光反射板２４Ｇに塗布されている蛍光体の劣化等の影響を排除し、半導体レーザ部２１を構成する個々のレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄの明るさを正確に把握するためである。

次いで、その時点での変数ｘの値が半導体レーザ部２１を構成する全レーザダイオードの数Ｎ（本実施形態では４）ではないことを確認した上で（ステップＳ１０４）、再び上記ステップＳ１０２からの処理に戻る。

こうしてステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を繰返し実行することで、変数ｘの値を「＋１」ずつ更新設定しながら残るレーザダイオード２１Ｂ〜２１Ｄについても各単体での明るさを測定していく。

図５（Ｂ）は、レーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄの各測定結果を例示する図である。ここでは、レーザダイオード２１Ａ，２１Ｂに比して、レーザダイオード２１Ｃ，２１Ｄが共に明るさが大きく劣っていることが理解できる。

そして、４つ目のレーザダイオード２１Ｄの明るさの測定を終了した時点で、ステップＳ１０４で変数ｘの値がＮ（＝４）であると判断すると、次に明るさの合計値が略等しくなるようなＭ（＝２）個のグループ分割を行なう（ステップＳ１０５）。

ここでは、上述した如くレーザダイオード２１Ａ及び２１Ｂが同程度で高く、且つレーザダイオード２１Ｃ及び２１Ｄが同程度に低いものとして、レーザダイオード２１Ａと２１Ｃを組み合わせて新たなグループ１にし、レーザダイオード２１Ｂと２１Ｄを組み合わせて新たなグループ２にする。

上記グループ分け処理後、各グループ間の明るさの差が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。具体的な計算としては、各グループ毎のレーザダイオードの明るさの総和を求め、総和が最も大きいグループの総和値と総和が最も小さいグループの総和値との差分が、予め与えられた値α未満であるか否かにより許容範囲内であるか否かを判断する。

グループ間の明るさの差分が許容範囲内であると判断した場合には、そのまま除外設定したレーザダイオード以外を用いて（１００／Ｍ）％デューティの駆動設定を行なう（ステップＳ１０８）。

ここでは上述した如くＭ＝２であるので、２つのグループ１，２により各グループ毎に時分割で５０％デューティとなるような設定を行なう。
図５（Ｃ）は、上記設定後の各グループの明るさを例示する。図示する如く、２つのグループの明るさは略等しい。

その後、除外設定したレーザダイオードがあるか否かを判断する（ステップＳ１０９）。ここで除外設定したレーザダイオードはないと判断すると、以上でこの図４の処理を終了する。以後、上記ステップＳ１０８で設定した内容での半導体レーザ部２１の駆動に基づき、実際の投影動作に移行する。

図５（Ｄ）は、上記グループ分割の結果の伴う半導体レーザ部２１での明るさを例示するものである。図中、ハッチングで示す部分がグループ分割後の明るさの時系列上の変化を示す。同図５（Ｄ）中の破線Ｂは、上述した如くグループ分割処理前の半導体レーザ部２１での明るさの変化を示すもので、グループ分割処理により、明らかに光源としての明るさが安定化したことがわかる。

以下、上記実施形態の第２の動作例について説明する。
第２の動作例として、半導体レーザ部２１を構成する４つのレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄ中で特に大きく明るさが外れたものがある場合のグループ分割処理について示す。

図６（Ａ）は、前回にデータプロジェクタ装置１０の電源を切断した時点でのグループ分割した各グループによる明るさを例示する。すなわち、４つのレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄは、レーザダイオード２１Ａ，２１Ｂをグループ１として、レーザダイオード２１Ｃ，２１Ｄをグループ２として２つのグループに分割し、グループ１とグループ２とで交互に補間し合うように時分割で発光している。

この時点では、グループ１に比してグループ２の方が大きく明るさが低下していることが理解できる。したがって、これらグループ１，２のグループ分割による半導体レーザ部２１全体としての光源は、図６（Ｄ）に破線Ｂで示すように一定の明るさとはならず、時分割の設定周波数によってはちらつき等の要因となりうる。

図４の処理当初には、半導体レーザ部２１のレーザダイオードを特定するための変数ｘに初期化して「０」とする（ステップＳ１０１）。

次いで、あらためて変数ｘを「＋１」更新設定して「１」とし、半導体レーザ部２１を構成する「１」番目のレーザダイオード２１Ａの明るさを測定する（ステップＳ１０２）。

この明るさの測定に際しては、特定されたレーザダイオードのみを、カラーホイール２４の青色用拡散板２４Ｂが光源からの光路中に挿入されるタイミングで規定電力により発振させ、その明るさを輝度センサ３６により測定する。

カラーホイール２４の青色用拡散板２４Ｂが光源光路中に挿入されるタイミングでのみ明るさを測定するものとした理由は、カラーホイール２４の赤色蛍光反射板２４Ｒ及び緑色蛍光反射板２４Ｇに塗布されている蛍光体の劣化等の影響を排除し、半導体レーザ部２１を構成する個々のレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄの明るさを正確に把握するためである。

次いで、その時点での変数ｘの値が半導体レーザ部２１を構成する全レーザダイオードの数Ｎ（本実施形態では４）ではないことを確認した上で（ステップＳ１０４）、再び上記ステップＳ１０２からの処理に戻る。

こうしてステップＳ１０２〜Ｓ１０４の処理を繰返し実行することで、変数ｘの値を「＋１」ずつ更新設定しながら残るレーザダイオード２１Ｂ〜２１Ｄについても各単体での明るさを測定していく。

図６（Ｂ）は、レーザダイオード２１Ａ〜２１Ｄの各測定結果を例示する図である。ここでは、レーザダイオード２１Ａ〜２１Ｃに比して、レーザダイオード２１Ｄのみの明るさが大きく劣っていることが理解できる。

そして、４つ目のレーザダイオード２１Ｄの明るさの測定を終了した時点で、ステップＳ１０４で変数ｘの値がＮ（＝４）であると判断すると、次に明るさの合計値が略等しくなるようなＭ（＝２）個のグループ分割を行なう（ステップＳ１０５）。

ここでは、上述した如くレーザダイオード２１Ａ〜２１Ｃがいずれも同程度で高く、且つレーザダイオード２１Ｄのみが低いものとして、まずレーザダイオード２１Ａと２１Ｃを組み合わせて新たなグループ１にし、レーザダイオード２１Ｂと２１Ｄを組み合わせて新たなグループ２にする。

上記グループ分け処理後、各グループ間の明るさの差が許容範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１０６）。具体的な計算としては、各グループ毎のレーザダイオードの明るさの総和を求め、総和が最も大きいグループの総和値と総和が最も小さいグループの総和値との差分が、予め与えられた値α未満であるか否かにより許容範囲内であるか否かを判断する。

ここでグループ間の明るさの差分が許容範囲を外れていると判断した場合には、明るさが全体の平均より最も離れているレーザダイオード２１Ｄをグループ分割から除外するものとして設定した後（ステップＳ１０７）、再度上記ステップＳ１０５に戻ってグループ分割を行なう。

この２回目のステップＳ１０５で、レーザダイオード２１Ｄが除外されているために、レーザダイオード２１Ａ〜２１Ｃによるグループ分割を行なう。ここでは、例えばレーザダイオード２１Ａのみのグループ１と、レーザダイオード２１Ｂと２１Ｃを組み合わせたグループ２とを得るものとする。

このグループ分け処理後、再びステップＳ１０６で各グループ間の明るさの差が許容範囲を外れていると判断すると、続くステップＳ１０７で今度は明るさが全体の平均より最も離れているレーザダイオードとして例えばレーザダイオード２１Ｃをグループ分割から除外し、再度上記ステップＳ１０５に戻る。

３回目のステップＳ１０５で、レーザダイオード２１Ｃ，２１Ｄが共に除外されているために、レーザダイオード２１Ａ，２１Ｂによるグループ分割を行なう。ここでは、レーザダイオード２１Ａのみのグループ１と、レーザダイオード２１Ｂのみのグループ２とを得るものとする。

こうしてグループ分割を行ない、続くステップＳ１０６でグループ間の明るさの差分が許容範囲内であると判断すると、続くステップＳ１０８で除外設定したレーザダイオード以外を用いて（１００／Ｍ）％デューティの駆動設定を行なう。

その後、ステップＳ１０９で除外設定したレーザダイオードがあると判断した場合には、次に除外設定したレーザダイオード２１Ｃ，２１Ｄを定出力の１００％デューティで常時発振駆動するものとして設定する（ステップＳ１１０）。

図６（Ｃ）は、上記設定後の各グループの明るさを例示する。図示する如く、２つのグループの明るさは略等しい。

加えて、除外設定したレーザダイオード２１Ｃ，２１Ｄを当初規定した数Ｍのグループ外のグループＺとして示している。上記グループ１，２が共にグループ数に応じたデューティで間欠駆動するのに対して、この除外設定したレーザダイオードによるグループＺは１００％デューティで常時発振して駆動されることになる。

以上でこの図４の処理を終了し、以後、上記ステップＳ１０８，Ｓ１１０で設定した内容での半導体レーザ部２１の駆動に基づき、実際の投影動作に移行する。

図６（Ｄ）は、上記グループ分割の結果の伴う半導体レーザ部２１での明るさを例示するものである。図中、ハッチングで示す部分がグループ分割後の明るさの時系列上の変化を示す。同図６（Ｄ）中の破線Ｂが、上述した如くグループ分割処理前の半導体レーザ部２１での明るさの変化を示すもので、グループ分割処理により、明らかに光源としての明るさが安定化したことがわかる。

この場合、除外設定したレーザダイオード２１Ｃ，２１Ｄを常時発振させることにより、共に１つのレーザダイオードのみでグループを構成するグループ１，２の明るさが低いことを補って底上げし、全体の明るさを充分なレベルに維持している。

また、上述のようにレーザダイオードをグループ分けし、それぞれ位相をずらして時分割でパルス点灯させることにより、各レーザダイオードを常時同時点灯とした場合の駆動電力よりも少ない駆動電力で同程度の明るさを得ることができる。

以上詳記した如く本実施形態によれば、個々の半導体レーザを間欠駆動により高い発光効率で駆動させながら、光源全体としては常時安定した光量を長期に渡って確保することが可能となる。

また、上記実施形態では、複数のグループ間の明るさの差に対する許容値αを予め設定しておき、その許容値αに基づいてグループ分割の結果を検証するものとしているため、検証に要する処理を非常に簡易な計算で実現することが可能となる。

さらに、上記許容度αに基づくグループ分割ができなかった場合に、明るさが平均値から最も外れているレーザダイオードを除外して再度グループ分割を行なうものとした。これにより、複数のグループ間の明るさの差を極力小さくして、光源全体での光量をより安定化することが可能となる。

加えて、上記グループ分割から除外したレーザダイオードを常時発光駆動するようにグループ外のグループを新たに設けるものとしたため、明るさが他と比して大きく外れているレーザダイオードであっても、その駆動により得られる光量を無駄にすることなく利用し、全体の明るさを向上させることに寄与できる。

なお、上記実施形態では、半導体発光素子としてレーザダイオードを用いた場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他の半導体発光素子、例えばＬＥＤ等を複数用いる光源、及びその光源を用いるプロジェクタ装置等にも同様に適用可能となる。

また、上記実施形態は単板式のＤＬＰ（登録商標）方式のデータプロジェクタ装置１０に適用した場合について説明したが、本発明はデータプロジェクタ装置の投影方式を限定するものではなく、例えば透過型のモノクロ液晶パネルを用いて光像を形成する液晶プロジェクタ装置にも同様に適用可能であり、またデータプロジェクタ装置のみならず、例えばリアプロジェクション方式のテレビ受像機等にも同様に適用し得る。

その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組み合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組み合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１０…データプロジェクタ装置、１１…入出力コネクタ部、１２…入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）、１３…画像変換部（スケーラ）、１４…ビデオＲＡＭ、１５…投影画像処理部、１６…マイクロミラー素子（ＳＬＭ）、１７…光源部、１８…ミラー、１９…投影レンズユニット、２１…半導体レーザ部（ＬＤＵ）、２１ａ〜２１ｆ…レーザダイオード、２２…ダイクロイックミラー、２３…レンズ、２４…カラーホイール、２４Ｂ…青色用拡散板、２４Ｇ…緑色蛍光体反射板、２５…モータ（Ｍ）、２６…レンズ、２７…ミラー、２８…レンズ、２９…ダイクロイックミラー、３０…レンズ、３１…インテグレータ、３２…ミラー、３３…レンズ、３４…ミラー、３５…レンズ、３６…輝度センサ、３７…投影光処理部、３８…ＣＰＵ、３９…メインメモリ、４０…プログラムメモリ、４１…操作部、４２…音声処理部、４３…スピーカ部、ＳＢ…システムバス。

Claims (13)

1. 複数の半導体発光素子を有する光源部と、
   上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定手段と、
   上記測定手段での測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御手段と
   を具備したことを特徴とする光源装置。
2. 上記発光制御手段は、上記測定手段における半導体発光素子個々の明るさに基づいて、グループ間の明るさの差が最も小さくなるような組み合わせで上記複数の半導体発光素子をグループに分割することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 上記発光制御手段は、分割したグループ毎に所定周期且つ所定デューティでパルス駆動させるパルス駆動手段をさらに具備したことを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
4. 上記パルス駆動手段は、分割したグループ毎に同一周期且つ同一デューティでパルス駆動させるとともに、上記半導体発光素子を各グループ毎にパルス駆動させる際に発光駆動しているグループの数が常時同一数となるように上記各グループの位相を互いに調整させる光源制御手段をさらに具備したことを特徴とする請求項３記載の光源装置。
5. 複数の半導体発光素子を有する光源部と、
   上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定手段と、
   上記測定手段での測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御手段と、
   画像信号を入力する入力手段と、
   上記発光制御手段により発光駆動される上記光源部で発生した光を用い、上記入力手段で入力する画像信号に対応した光像を形成して投影する投影手段と
   を具備したことを特徴とする投影装置。
6. 上記発光制御手段は、上記測定手段における半導体発光素子個々の明るさに基づいて、グループ間の明るさの差が最も小さくなるような組み合わせで上記半導体発光素子をグループに分割することを特徴とする請求項５記載の投影装置。
7. 上記発光制御手段は、分割したグループ毎に所定周期且つ所定デューティでパルス駆動させるパルス駆動手段をさらに備えることを特徴とする請求項５または６記載の投影装置。
8. 上記パルス駆動手段は、分割したグループ毎に同一周期且つ同一デューティでパルス駆動させるとともに、上記半導体発光素子を各グループ毎にパルス駆動させる際に発光駆動しているグループの数が常時同一数となるように上記各グループの位相を互いに調整させる光源制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項７記載の投影装置。
9. 上記発光制御手段は、複数のグループ間の明るさの差に対する許容値を予め設定し、該設定した許容値に基づいて上記複数のグループ分割を行なうことを特徴とする請求項５乃至８いずれか記載の投影装置。
10. 上記発光制御手段は、設定した許容値に基づくグループ分割ができなかった場合に、上記測定手段での測定結果に基づいて明るさが平均値から最も外れている半導体発光素子を除外して再度グループ分割を行なうことを特徴とする請求項９記載の投影装置。
11. 上記発光制御手段は、グループ分割から除外した半導体発光素子を常時発光駆動することを特徴とする請求項１０記載の投影装置。
12. 複数の半導体発光素子を有する光源部、画像信号を入力する入力部、及び上記光源部で発生した光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応した光像を形成して投影する投影部を備えた投影装置での投影方法であって、
    上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定工程と、
    上記測定工程での測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御工程と
    を有したことを特徴とする投影方法。
13. 複数の半導体発光素子を有する光源部、画像信号を入力する入力部、及び上記光源部で発生した光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応した光像を形成して投影する投影部を備えた投影装置が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、
    上記光源部の複数の半導体発光素子個々の明るさを測定する測定ステップと、
    上記測定ステップでの測定結果に基づいて上記複数の半導体発光素子を複数のグループに分割し、分割したグループ単位で時分割に発光駆動させる発光制御ステップと
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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