JP2011154206A - 光源装置、投影装置及び投影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体発光素子の温度をより正確に把握して、適正な駆動制御を実行する。
【解決手段】半導体発光素子である半導体レーザ20、ＬＥＤ21と、半導体レーザ20、ＬＥＤ21に対して異なる距離に配設されたサーミスタTH1〜TH4と、サーミスタTH1〜TH4での各検出温度、及びサーミスタTH1〜TH4と半導体レーザ20、ＬＥＤ21との間の温度特性から半導体レーザ20、ＬＥＤ21の温度を取得し、取得した温度に基づいて半導体レーザ20、ＬＥＤ21の駆動条件を制御する投影光処理部31及びＣＰＵ32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、投影装置及び投影方法に関する。

装置が異常状態である旨を使用者に効果的に認識させることが可能なプロジェクタの制御方法の１つとして、以下に示す技術が考えられている。
すなわち、温度センサによる検出温度が第１の所定温度異常の場合には主制御部が画像制御部に対して赤色光用の液晶ライトバルブの画像形成領域に含まれるすべての画素の透過率を最大とするように指示する。画像制御部は、上記指示内容に応じた画像データを自ら生成してライトバルブ駆動部に出力し、ライトバルブ駆動部は、画像制御部が生成した画像データに基づいて赤色光用の液晶ライトバルブを駆動する。さらに、主制御部は、光源駆動部に指示をして、緑色光用及び青色光用のＬＥＤ（発光ダイオード）光源を消灯させることにより、画像全体が赤色一色からなる警告画像をスクリーンに投射する。（例えば、特許文献１）

特開２００７−３３４０９３号公報

プロジェクタ装置の光源として半導体発光素子、例えば半導体レーザを用いる場合、上記特許文献に記載された技術も含め、通常は半導体レーザ近傍のケース部に配設した温度センサにより温度を検出することで、当該温度に応じた最大使用電力を規定する。

しかしながら、半導体レーザ近傍のケース部分の温度が一定であっても、入力電流及び効率によっては半導体レーザの発熱量が変動し、半導体素子としてのジャンクション温度も変化する。半導体レーザの使用最大値はジャンクション温度により決定されるため、近傍ケース部分のみの温度に基づいて制御を行なうと、使用最大値を超えて半導体レーザの劣化を招く虞がある。

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、半導体発光素子の温度をより正確に把握して、適正な駆動制御を実行することが可能な光源装置、投影装置及び投影方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、半導体発光素子と、上記半導体発光素子に対して異なる距離に配設された複数の温度検出素子と、上記複数の温度検出素子での各検出温度、及び上記複数の温度検出素子と上記半導体発光素子との間の温度特性から上記半導体発光素子の温度を取得する温度取得手段と、上記温度取得手段で得た温度に基づいて上記半導体は度素子の駆動条件を制御す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、半導体発光素子と、上記半導体発光素子に対して異なる距離に配設された複数の温度検出素子と、上記複数の温度検出素子での各検出温度、及び上記複数の温度検出素子と上記半導体発光素子との間の温度特性から上記半導体発光素子の温度を取得する温度取得手段と、上記温度取得手段で得た温度に基づいて上記半導体発光素子の駆動条件を制御する発光制御手段と、画像信号を入力する入力手段と、上記発光制御手段での制御に基づいて上記半導体発光素子から出射される光を用い、上記入力手段で入力する画像信号に対応したカラーの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３記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、上記温度取得手段は、上記半導体発光素子のジャンクション温度を取得することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、上記半導体発光素子は複数であり、上記複数の温度検出手段は、上記複数の半導体発光素子それぞれに複数の温度検出素子を配設し、上記温度取得手段は、上記複数の半導体発光素子それぞれの温度を取得し、上記発光制御手段は、上記複数の半導体発光素子それぞれの温度に応じて、各制御範囲を最も高い割合で超えている半導体発光素子に合わせて上記複数の半導体発光素子の各駆動条件を制御することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、半導体発光素子、上記半導体発光素子に対して異なる距離に配設された複数の温度検出素子、画像信号を入力する入力部、上記半導体発光素子の光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応したカラーの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、上記複数の温度検出素子での各検出温度、及び上記複数の温度検出素子と上記半導体発光素子との間の温度特性から上記半導体発光素子の温度を取得する温度取得工程と、上記温度取得工程で得た温度に基づいて上記半導体発光素子の駆動条件を制御する発光制御工程とを有したことを特徴とする投影方法。

本発明によれば、半導体発光素子の温度をより正確に把握し、適正な駆動条件を選定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回路構成を示すブロック図。 同実施形態に係る主に光源系の具体的な光学構成を示す図。 同実施形態に係る装置筐体内の実装構造を示す斜視図。 同実施形態に係る半導体レーザ周辺の光源系構造を示す斜視図。 同実施形態に係る半導体レーザ周辺の断面構造を示す図。 同実施形態に係る光源の温度管理の処理内容を示すフローチャート。

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が備える電子回路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、適宜表示用のバッファメモリであるビデオＲＡＭ１４に書込んだ後に、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１２０［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。

光源部１７は、具体的な光学構成については後述するが、２種類の光源、すなわち青色のレーザ光を発する半導体レーザ２０と、赤色光を発するＬＥＤ２１とを有する。

半導体レーザ２０の発する青色のレーザ光は、ミラー２２で全反射された後、ダイクロイックミラー２３を透過して、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、緑色蛍光反射板２４Ｇと青色用拡散板２４Ｂとが合わせてリング状となるように形成されている。

カラーホイール２４の緑色蛍光反射板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緑色光が励起され、励起された緑色光がカラーホイール２４で反射された後、上記ダイクロイックミラー２３でも反射される。その後、この緑色光は、さらにダイクロイックミラー２８で反射され、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３０で全反射されて、上記ミラー１８へ送られる。

また、図１に示すようにカラーホイール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、ミラー２６，２７でそれぞれ全反射される。その後、この青色光は、上記ダイクロイックミラー２８を透過し、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３０で全反射されて、上記ミラー１８へ送られる。

さらに、上記ＬＥＤ２１の発した赤色光は、上記ダイクロイックミラー２３を透過した後にダイクロイックミラー２８で反射され、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３０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２３は、青色光、及び赤色光を透過する一方で、緑色光を反射する分光特性を有する。

また、ダイクロイックミラー２８は、青色光を透過する一方で、赤色光、及び緑色光を反射する分光特性を有する。

また、半導体レーザ２０とＬＥＤ２１の近傍には、それぞれ２個、計４個の温度検出素子としてのサーミスタＴＨ１〜ＴＨ４が配設される。
サーミスタＴＨ１，ＴＨ２は、半導体レーザ２０に対してその温度を検出するべく配設されたもので、サーミスタＴＨ１が半導体レーザ２０のより近位に、サーミスタＴＨ２がサーミスタＴＨ１よりは遠位に配置される。

同様に、サーミスタＴＨ３，ＴＨ４は、ＬＥＤ２１に対してその温度を検出するべく配設されたもので、サーミスタＴＨ３がＬＥＤ２１のより近位に、サーミスタＴＨ４がサーミスタＴＨ３よりは遠位に配置される。

なお、この図１上では、サーミスタＴＨ３，ＴＨ４が半導体レーザ２０とＬＥＤ２１とに挟まれた位置にあり、サーミスタＴＨ３，ＴＨ４が本来の温度検出対象ではない半導体レーザ２０の発熱の影響を受ける可能性があるようにも見える。しかしながら、詳細は後述するが、実装上は半導体レーザ２０とＬＥＤ２１とがそれぞれ独立したヒートシンクを設けた別体のブロックとして構成されるため、温度検出手段であるサーミスタ（ＴＨ１〜ＴＨ４）が検出対象ではない熱源による影響を受ける可能性は無視できるものとする。

上記光源部１７の半導体レーザ２０とＬＥＤ２１の各発光タイミング、モータ２５によるカラーホイール２４の回転、及びサーミスタＴＨ１〜ＴＨ４からの温度情報の検出を投影光処理部３１が統括して制御する。投影光処理部３１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半導体レーザ２０、ＬＥＤ２１の各発光タイミング、発光輝度とカラーホイール２４の回転を制御する。

上記各回路の動作すべてをＣＰＵ３２が統括して制御する。このＣＰＵ３２は、メインメモリ３３及びプログラムメモリ３４と接続される。メインメモリ３３は、ＤＲＡＭで構成され、ＣＰＵ３２のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ３４は、電気的書換可能な不揮発性メモリで構成され、動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。

また上記ＣＰＵ３２は、操作部３５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３５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む。操作部３５は、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ＣＰＵ３２へ直接出力する。

操作部３５は、上記本体筐体のキー操作部、及び別体のリモートコントローラ共に、例えばフォーカス調整キー、ズーム調整キー、入力切換キー、メニューキー、カーソル（←，→，↑，↓）キー、セットキー、キャンセルキー等を備える。

上記ＣＰＵ３２はさらに、上記システムバスＳＢを介して音声処理部３６とも接続される。音声処理部３６は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備える。音声処理部３６は、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３７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、図２により主として光源部１７の具体的な光学系の構成例を示す。同図は、上記光源部１７周辺の構成を平面的なレイアウトで表現したものである。

ここでは、同一の発光特性を有する複数、例えば６個の半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆを設け、これら半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆはいずれも青色、例えば波長約４５０［ｎｍ］のレーザ光を発振する。

なお、半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆは２行×３列の行列構成で配置され、本図では紙面に直交する方向が列方向であるものとして、３列の半導体レーザ２０Ａ，２０Ｂ、半導体レーザ２０Ｃ，２０Ｄ、半導体レーザ２０Ｅ，２０Ｆを示す。

これら半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆの発振した青色光は、レンズ４１Ａ〜４１Ｆを介してミラー２２Ａ〜２２Ｃで全反射され、さらにレンズ４２，４３を介した後に上記ダイクロイックミラー２３を透過し、レンズ群４４を介してカラーホイール２４に照射される。

カラーホイール２４上では、上述した如く青色用拡散板２４Ｂと緑色蛍光体反射板２４Ｇとが同一円周上でリングを構成するように位置する。

カラーホイール２４の緑色蛍光体反射板２４Ｇが青色光の照射位置にある場合、その照射により例えば波長約５３０［ｎｍ］を中心とした波長帯の緑色光が励起され、励起された緑色光がカラーホイール２４で反射された後、再度レンズ群４４を介してダイクロイックミラー２３でも反射される。

ダイクロイックミラー２３で反射した緑色光は、レンズ４５を介してさらにダイクロイックミラー２８で反射され、レンズ４６を介してインテグレータ２９で輝度分布が略均一な光束とされた後にレンズ４７を介し、ミラー３０で全反射されて、レンズ４８を介して上記ミラー１８へ送られる。

ミラー１８で全反射した緑色光は、レンズ４９を介してマイクロミラー素子１６に照射される。そして、その緑色光の反射光で緑色成分の光像が形成され、レンズ４９、上記投影レンズユニット１９を介して外部へ投射される。

また、カラーホイール２４の青色用拡散板２４Ｂが青色光の照射位置にある場合、青色光は該拡散板２４Ｂで拡散されながらカラーホイール２４を透過し、背面側にあるレンズ５０を介してミラー２６で全反射される。

さらに青色光は、レンズ５１を介してミラー２７で全反射され、レンズ５２を介した後に上記ダイクロイックミラー２８を透過し、レンズ４６を介してインテグレータ２９で輝度分布が略均一な光束とされた後にレンズ４７を介し、ミラー３０で全反射されて、レンズ４８を介して上記ミラー１８へ送られる。

ミラー１８で全反射した青色光は、レンズ４９を介してマイクロミラー素子１６に照射される。そして、その青色光の反射光で青色成分の光像が形成され、レンズ４９、上記投影レンズユニット１９を介して外部へ投射される。

一方、上記ＬＥＤ２１は、例えば波長６２０［ｎｍ］の赤色光を発光する。ＬＥＤ２１の発した赤色光は、レンズ群５３を介し、上記ダイクロイックミラー２３を透過した後にレンズ４５を介して上記ダイクロイックミラー２８で反射され、さらにレンズ４６を介してインテグレータ２９で輝度分布が略均一な光束とされた後にレンズ４７を介し、ミラー３０で全反射されて、レンズ４８を介して上記ミラー１８へ送られる。

ミラー１８で全反射した赤色光は、レンズ４９を介してマイクロミラー素子１６に照射される。そして、その赤色光の反射光で赤色成分の光像が形成され、レンズ４９、上記投影レンズユニット１９を介して外部へ投射される。

さらに本実施形態では、６個の半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ中で最も熱的負荷が大きいと考えられる位置にある、例えば半導体レーザ２０Ｅまたは２０Ｆの近傍に２個のサーミスタＴＨ１，ＴＨ２を配設するものとする。

図３は、データプロジェクタ装置１０の筐体内に実装される構造を示す図である。同図は、データプロジェクタ装置１０の筐体ケースからケース上面部を取り去った状態を示す。
図示する如く、データプロジェクタ装置１０の正面に向かって、左側が主要熱源となる光源系、中央が光学系、右側が上記投影レンズユニット１９を含む投影系となる。さらに、投影系と筐体ケース右側面との間の、熱的負荷が最も小さいと考えられる空間内に、各種電子回路を設けた回路基板６１が設けられる。

光源系では、上記半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ及びレンズ４１Ａ〜４１Ｆを設けたＬＤ基板６２に対してヒートシンク６３が接続される。同様に、上記ＬＥＤ２１を設けたＬＥＤ基板６４に対してヒートシンク６５が接続される。これらヒートシンク６３，６３が隣接すると共に、ヒートシンク６３を挟んでヒートシンク６５とは反対側すなわちデータプロジェクタ装置１０筐体の背面側には２基の冷却ファン６６Ａ，６６Ｂが配設される。

これと合わせて、データプロジェクタ装置１０筐体の正面向かって左端側、同左側側面、及び背面の同左端側には多数の開口６７，６８（，６９（図示せず））が設けられる。

冷却ファン６６Ａ，６６Ｂにより冷却風を排出するものとする。データプロジェクタ装置１０筐体の前面側及び側面から開口６７，６８を介して吸入された部位部の空気は、ヒートシンク６５，６３を通過する。

この過程で、通過する空気が上記ＬＥＤ基板６４、ＬＤ基板６２を介してＬＥＤ２１、半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆでの発熱の一部を吸熱する。熱せられた空気は、冷却ファン６６Ａ，６６Ｂより開口６９を介してデータプロジェクタ装置１０外部に排出される。

こうした一連の熱交換により、ＬＥＤ２１、半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆの冷却が実行され、外部に熱が排出される。

なお、上記図３中で、符号７０はメインフレームである。このメインフレーム７０は、上記レンズ４８、ミラー１８、マイクロミラー素子１６、レンズ４９を一体に構成したボックス構造を採り、図示する如く投影レンズユニット１９と連結される。

図４は、上記ＬＤ基板６２及びヒートシンク６３とミラー２２Ａ〜２２Ｃ周辺の構造を抽出して示す。上述した通りＬＤ基板６２とヒートシンク６３とが接続され、ＬＤ基板６２で生じた発熱がヒートシンク６３を通過する冷却風に放射される。半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ自体は、ＬＤ基板６２内に封入された状態となり、外部に露出しないが、各半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆの出射光を位置するレンズ４１Ａ〜４１Ｆが図示するようにＬＤ基板６２外に突出し、ミラー２２に対向する。

図５は、ＬＤ基板６２とヒートシンク６３間に封入された半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ中の、特に半導体レーザ２０Ｅ，２０ＦとサーミスタＴＨ１，ＴＨ２との位置関係について示す。

同図で、半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）の発するレーザ光ＬＢは、コリメータレンズで構成されるレンズ４１Ｅ（，４１Ｆ）で平行光に調整された後に、ここでは図示しないミラー２２Ｃに向けて出射される。

レンズ４１Ｅ（，４１Ｆ）は、ＬＤ基板６２上に円筒状のレンズ保持部材７１により固定される。ＬＤ基板６２は、ボルト７２，７２，‥‥により半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）を挟持する状態でヒートシンク６３に接続される。ヒートシンク６３の半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）を設けた部位には溝ＤＴが形成される。この溝ＤＴには、半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）下面のリード配線を介してコネクタＣＮが収容される。

ヒートシンク６３を通過する冷却風の方向により、下流側に位置する半導体レーザ２０Ｅ，２０Ｆは半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ中でも熱的負荷が最も高くなる。したがって、この半導体レーザ２０Ｅ（または２０Ｆ）に対して、冷却風の方向で下流側に位置するべく、半導体レーザ２０Ｅ（または２０Ｆ）からの距離を異ならせるようにしてサーミスタＴＨ１，ＴＨ２を配設する。
なお、図示は省略するが、ＬＥＤ２１に対しても、ＬＥＤ２１からの距離を異ならせるようにしてサーミスタＴＨ３，ＴＨ４を配設する。

次に上記実施形態の動作について説明する。
図６は、データプロジェクタ装置１０の電源投入状態での処理内容を示す。この図６の処理は、プログラムメモリ３４に記録された動作プログラムや固定データ等をＣＰＵ３２が読出し、読出した内容をプログラムメモリ３４に展開して記憶させた上でＣＰＵ３２が実行する。投影光処理部３１は、ＣＰＵ３２の制御の下に上記サーミスタＴＨ１〜ＴＨ４を用いた温度検出やその検出結果に基づく半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ、ＬＥＤ２１の駆動制御を実行する。

電源投入当初、ＣＰＵ３２内部に設定するリングカウンタでの循環カウントを開始させる（ステップＳ１０１）。このリングカウンタは、データプロジェクタ装置１０の電源が投入されている間、光源となる半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ、及びＬＥＤ２１の温度検出を行なう一定時間間隔、例えば５［秒］を循環的にカウントし続ける。

次いで入出力コネクタ部１１より入力される画像に対応した光像をマイクロミラー素子１６で形成し、投影レンズユニット１９より投影する投影動作を実行する（ステップＳ１０２）。

これと合わせて、上記リングカウンタのカウント値により半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ、及びＬＥＤ２１の温度検出を行なうタイミングとなったか否かを判断する（ステップＳ１０３）。

ここで温度検出を行なうタイミングとはなっていないと判断した場合は、再び上記ステップＳ１０２の処理に戻り、投影動作を実行しながら温度検出を行なうタイミングとなるのを待機する。

そして、リングカウンタのカウント値により温度検出を行なうタイミングとなると、ステップＳ１０３でそれを判断し、その時点で投影光処理部３１がサーミスタＴＨ１〜ＴＨ４での温度を検出する（ステップＳ１０４）。

投影光処理部３１から検出温度を取得したＣＰＵ３２は、サーミスタＴＨ１，ＴＨ２での検出温度を用いて半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）のジャンクション温度ＴｊLDを算出する（ステップＳ１０５）。

このとき、サーミスタＴＨ１とサーミスタＴＨ２の２点間の冷却能力をＲ１１、該２点間の温度差をΔＴ１、半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）の発熱量をＱ１とすると、
Ｒ１１＝ΔＴ１／Ｑ１ …(1)
なる式が成立する。すなわち、２点間の冷却能力Ｒ１１が既知であれば、光源である半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）の発熱量Ｑ１を求めることができる。言うまでもなく該冷却能力Ｒ１１は構造上容易に計算及び測定のいずれも可能であり、既知である。

また、半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）のジャンクション温度ＴｊLDは、以下の式
ＴｊLD＝ＴＨ１＋Ｒ１２＊Ｑ１ …(2)
で与えられる。ここでＲ１２は、サーミスタＴＨ１から半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）内のジャンクション（半導体接合部）までの熱抵抗値であり、上記Ｒ１１と同様に既知である。

したがって、ＣＰＵ３２はサーミスタＴＨ１，ＴＨ２の検出結果からΔＴ１を求め、上記式（１）を式（２）に代入した次式
ＴｊLD＝ＴＨ１＋Ｒ１２＊(ΔＴ１／Ｒ１１) …(3)
により半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）のジャンクション温度ＴｊLDを取得する。

同様にＣＰＵ３２は、投影光処理部３１を介して得たサーミスタＴＨ３，ＴＨ４での検出温度を用いてＬＥＤ２１のジャンクション温度ＴｊLEDを算出する（ステップＳ１０６）。

このとき、サーミスタＴＨ３とサーミスタＴＨ４の２点間の冷却能力をＲ２１、該２点間の温度差をΔＴ２、ＬＥＤ２１の発熱量をＱ２とすると、
Ｒ２１＝ΔＴ２／Ｑ２ …(4)
なる式が成立する。すなわち、２点間の冷却能力Ｒ２１が既知であれば、光源であるＬＥＤ２１の発熱量Ｑ２を求めることができる。言うまでもなく該冷却能力Ｒ２１も構造上容易に計算及び測定のいずれも可能であり、既知である。

また、ＬＥＤ２１のジャンクション温度ＴｊLEDは、以下の式
ＴｊLED＝ＴＨ３＋Ｒ２２＊Ｑ２ …(5)
で与えられる。ここでＲ２２は、サーミスタＴＨ３からＬＥＤ２１内のジャンクション（半導体接合部）までの熱抵抗値であり、上記Ｒ２１と同様に既知である。

したがって、ＣＰＵ３２は投影光処理部３１を介して得たサーミスタＴＨ３，ＴＨ４の検出結果からΔＴ２を求め、上記式（４）を式（５）に代入した次式
ＴｊLED＝ＴＨ３＋Ｒ２２＊(ΔＴ２／Ｒ２１) …(6)
によりＬＥＤ２１のジャンクション温度ＴｊLEDを取得する。

次いでＣＰＵ３２は、上記ステップＳ１０５で得た半導体レーザ２０Ｅ（，２０Ｆ）のジャンクション温度ＴｊLDを、予め用意したしきい値温度Ｔｔｈ１と比較参照する（ステップＳ１０７）。

さらにＣＰＵ３２は、上記ステップＳ１０６で得たＬＥＤ２１のジャンクション温度ＴｊLEDを、予め用意したしきい値温度Ｔｔｈ２と比較参照する（ステップＳ１０８）。

上記ステップＳ１０７，Ｓ１０８での各比較の結果、少なくとも一方で予め用意したしきい値を超えたジャンクション温度があるか否かにより、光源に温度異常が生じているか否かを判断する（ステップＳ１０９）。

ここでいずれのジャンクション温度ＴｊLD，ＴｊLEDも各しきい値を超えていない場合は、光源に温度異常は生じていないものとして、次のタイミングとなるのを待機するべく、再び上記ステップＳ１０２からの処理に戻る。

また、上記ステップＳ１０９でジャンクション温度ＴｊLD，ＴｊLEDの少なくとも一方が予め用意したしきい値を超えていると判断した場合には、次いでしきい値を超えたジャンクション温度が１つであるか否かを判断する（ステップＳ１１０）。

ここでしきい値を超えたジャンクション温度が１つであると判断した場合には、ジャンクション温度がしきい値を超えた側の光源、半導体レーザ２０Ａ〜２０ＦまたはＬＥＤ２１の超えた度合いに合わせて、半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ及びＬＥＤ２１の双方の駆動電流を輝度バランスが崩れないように抑制させるべく調整した上で（ステップＳ１１１）、再び上記ステップＳ１０２からの処理に戻る。

また、上記ステップＳ１１０でしきい値を超えたジャンクション温度が１つではないと判断した場合には、２つのジャンクション温度が共にしきい値を超えていることとなる。したがって、２つのジャンクション温度のうち、より大きくしきい値を超えている方を選択し、その選択した側のジャンクション温度を超えている度合いに合わせて、半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ及びＬＥＤ２１の双方の駆動電流を輝度バランスが崩れないように抑制させるべく調整した上で（ステップＳ１１２）、再び上記ステップＳ１０２からの処理に戻る。

以上詳記した如く本実施形態によれば、半導体発光素子である半導体レーザ２０Ａ〜２０Ｆ及びＬＥＤ２１の温度をより正確に把握して、性能の劣化が生じないように適正な駆動制御を実行することが可能となる。

また、上記実施形態では、特に半導体発光素子のジャンクション温度を算出して得た上で輝度を抑制するように調整を行なうようにしたため、半導体発光素子の温度異常をより正確に判断して、性能劣化を確実に阻止できる。

さらに上記実施形態では、半導体レーザ２０Ａ〜２０ＦとＬＥＤ２１の２種類の半導体発光素子を設け、それぞれのジャンクション温度を取得した上で、より大きく適正な範囲を外れている側に基づいて双方の駆動電流を抑制するものとしたので、半導体発光素子の性能劣化を確実に防ぎながら、且つ色バランスが崩れないように制御可能となる。

なお、上記実施形態では、光源となる半導体発光素子として半導体レーザとＬＥＤとを併用する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、単独電圧子をする場合、及び複数併用して使用する場合のいずれでも適用可能である。

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、２０…（Ｂ発光）半導体レーザ、２１…（Ｒ発光）ＬＥＤ、２２…ミラー、２３…ダイクロイックミラー、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）、２６，２７…ミラー、２８…ダイクロイックミラー、２９…インテグレータ、３０…ミラー、３１…投影光処理部、３２…ＣＰＵ、３３…メインメモリ、３４…プログラムメモリ、３５…操作部、３６…音声処理部、３７…スピーカ部、４１Ａ〜４１Ｃ，４２，４３…レンズ、４４…レンズ群、４５〜５２…レンズ、５３…レンズ群、６１…回路基板、６２…ＬＤ基板、６３…ヒートシンク、６４…ＬＥＤ基板、６５…ヒートシンク、６６Ａ，６６Ｂ…冷却ファン、６７〜６９…開口、７０…メインフレーム、７１…レンズ保持部材、７２…ボルト、ＣＮ…コネクタ、ＤＴ…溝、ＬＢ…レーザ光、ＳＢ…システムバス、ＴＨ１〜ＴＨ４…サーミスタ。

Claims (5)

1. 半導体発光素子と、
   上記半導体発光素子に対して異なる距離に配設された複数の温度検出素子と、
   上記複数の温度検出素子での各検出温度、及び上記複数の温度検出素子と上記半導体発光素子との間の温度特性から上記半導体発光素子の温度を取得する温度取得手段と、
   上記温度取得手段で得た温度に基づいて上記半導体発光素子の駆動条件を制御する発光制御手段と
   を具備したことを特徴とする光源装置。
2. 半導体発光素子と、
   上記半導体発光素子に対して異なる距離に配設された複数の温度検出素子と、
   上記複数の温度検出素子での各検出温度、及び上記複数の温度検出素子と上記半導体発光素子との間の温度特性から上記半導体発光素子の温度を取得する温度取得手段と、
   上記温度取得手段で得た温度に基づいて上記半導体発光素子の駆動条件を制御する発光制御手段と、
   画像信号を入力する入力手段と、
   上記発光制御手段での制御に基づいて上記半導体発光素子から出射される光を用い、上記入力手段で入力する画像信号に対応したカラーの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。
3. 上記温度取得手段は、上記半導体発光素子のジャンクション温度を取得することを特徴とする請求項２記載の投影装置。
4. 上記半導体発光素子は複数であり、
   上記複数の温度検出手段は、上記複数の半導体発光素子それぞれに複数の温度検出素子を配設し、
   上記温度取得手段は、上記複数の半導体発光素子それぞれの温度を取得し、
   上記発光制御手段は、上記複数の半導体発光素子それぞれの温度に応じて、各制御範囲を最も高い割合で超えている半導体発光素子に合わせて上記複数の半導体発光素子の各駆動条件を制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の投影装置。
5. 半導体発光素子、上記半導体発光素子に対して異なる距離に配設された複数の温度検出素子、画像信号を入力する入力部、上記半導体発光素子の光を用い、上記入力部で入力する画像信号に対応したカラーの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、
   上記複数の温度検出素子での各検出温度、及び上記複数の温度検出素子と上記半導体発光素子との間の温度特性から上記半導体発光素子の温度を取得する温度取得工程と、
   上記温度取得工程で得た温度に基づいて上記半導体発光素子の駆動条件を制御する発光制御工程と
   を有したことを特徴とする投影方法。

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