JP6198174B2 - Monochromatic light source device and display device - Google Patents

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本発明は、表示装置におけるＲＧＢ３原色のような原色を現すために使用される単色光源装置に関する。   The present invention relates to a monochromatic light source device used to display primary colors such as RGB three primary colors in a display device.

プロジェクタのような表示装置では、光源からの光を２次元光変調素子を介してスクリーンに投影することで映像が表示される。このような表示装置に使用される光源としては、以前は、キセノンランプやメタルハライドランプといった放電ランプが使用されていたが、ＬＥＤのような固体光源が使用されることが多くなってきている。ＬＥＤのような固体光源は、一般的にランプに比べて小型で高効率、長寿命といった特長を有しており、プロジェクタのような表示装置に適しているためである。   In a display device such as a projector, an image is displayed by projecting light from a light source onto a screen via a two-dimensional light modulation element. As a light source used in such a display device, a discharge lamp such as a xenon lamp or a metal halide lamp has been used before, but a solid light source such as an LED has been increasingly used. This is because a solid-state light source such as an LED generally has features such as a small size, high efficiency, and long life compared to a lamp, and is suitable for a display device such as a projector.

特開２０１０−１５２３２６号公報JP 2010-152326 A

http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press/201003/10-029/http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press/201003/10-029/ http://www.sony.co.jp/Products/SC-HP/cxpal/ vol79/pdf/sideview79.pdfhttp://www.sony.co.jp/Products/SC-HP/cxpal/ vol79 / pdf / sideview79.pdf

表示装置における光源は、ＲＧＢの３原色で２次元光変調素子を照明することが必要で、従来の放電ランプ光源の場合、１個の光源から出力された光から３原色をそれぞれフィルタで取り出して使用していた。しかしながら、無駄になる光量が多くて効率が悪いこと、フィルタの透過帯域の問題から色域の広い光が得られないことといった問題がある。このため、３原色にそれぞれについて単色光源を使用することが好適である。
ＬＥＤは出力波長帯域が狭く、表示装置用の単色光源として使用可能である。また、ＬＥＤと同様に固体光源の一種である半導体レーザーも、周知にように発振波長が狭い帯域に限定されており、単色光源として好適に使用可能である。 The light source in the display device needs to illuminate the two-dimensional light modulation element with the three primary colors of RGB. In the case of a conventional discharge lamp light source, the three primary colors are extracted from the light output from one light source by filters. I was using it. However, there are problems such that a large amount of light is wasted and the efficiency is low, and light having a wide color gamut cannot be obtained due to the problem of the transmission band of the filter. For this reason, it is preferable to use a monochromatic light source for each of the three primary colors.
The LED has a narrow output wavelength band and can be used as a monochromatic light source for a display device. As is well known, a semiconductor laser, which is a kind of solid-state light source, is limited to a narrow band of oscillation wavelength as well as an LED, and can be suitably used as a monochromatic light source.

このような単色固体光源により原色を現すようにすると、色域の広い光を高効率で２次元光変調素子を照明することができるので、明るく鮮明な映像がスクリーン上で得られる。特に最近では、非特許文献１に示すように大出力の固体レーザーが開発されており、表示装置用の単色光源として使用し、より大きなスクリーン上に明るく鮮明な映像を表示することが検討されている。   When the primary color is expressed by such a monochromatic solid-state light source, light with a wide color gamut can be illuminated on the two-dimensional light modulation element with high efficiency, so that a bright and clear image can be obtained on the screen. Recently, as shown in Non-Patent Document 1, a high-power solid-state laser has been developed, and it has been studied to use it as a monochromatic light source for a display device and display a bright and clear image on a larger screen. Yes.

しかしながら、このような単色固体光源を使用する場合の特有の問題も存在する。その１個は、温度特性であり、固体基材の温度に出力波長が依存するものが多い。このため、温度が変化すると出力波長がシフトし、それがスクリーン上での色合いの変化として視認され得る。例えば、ＲＧＢの３原色を混ぜて白色を表現した場合、ある温度では正しい白色がスクリーン上に現れていたものが、温度が異なる条件下では、僅かに赤みがかったり、又は僅かに青みがかったりした色になることがあり得る。
この問題は、より大きなスクリーン上に映像を表示するために、より大出力の光源を使用した場合に顕著で、波長シフトによる僅かな色合いの変化が視認され易い。 However, there are also specific problems when using such a monochromatic solid light source. One of them is temperature characteristics, and many output wavelengths depend on the temperature of the solid substrate. For this reason, when the temperature changes, the output wavelength shifts, which can be visually recognized as a change in hue on the screen. For example, when white is expressed by mixing the three primary colors of RGB, the correct white appears on the screen at a certain temperature, but it turns slightly reddish or slightly bluish under different temperatures. Can be.
This problem is remarkable when a light source with a higher output is used to display an image on a larger screen, and a slight change in hue due to a wavelength shift is easily visually recognized.

一方、特開２０１０−１５２３２６号公報（特許文献１）には、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のＬＥＤ光源を色順次で発光させるプロジェクタにおいて、ＬＥＤへの供給電流が変化することに起因して、発光の色度も変化することに対応するため、例えばＲ色のフレームにおいても、Ｇ，Ｂ色の発光を混合し、色合成によってＲ色フレームのＲ色の色度を制御するものにおいて、今から生成しようとするＲ色フレームの色を、過去に生成したＲ色フレームの色度誤差が相殺補正されるような色度に設定することを毎回のフレーム生成の度毎に行うことにより、人間の視覚刺激における残像効果を利用して、常に正しい色再現ができるようにする技術が記載されている。しかし、この技術で相殺補正ができるためには、瞬間的には過剰補正を行う能力が必要になるため、各色の目標色度座標は、単色のものよりもかなり白側に設定する必要があり、色再現領域が狭くなってしまう欠点がある。さらに、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の照度センサを用いて、どのようにすれば色合成された光の色度を測定可能なのかが示されていない。なお、色順次方式でない、連続発光を必要とする場合に対し、この技術が応用可能であるか否かは記載されていない。   On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-152326 (Patent Document 1), a projector that emits LED light sources of R, G, and B colors in color sequential order causes light emission due to a change in supply current to the LEDs. In order to cope with the change of the chromaticity of the R color frame, for example, in the R color frame, the light emission of the G color and the B color are mixed and the R color chromaticity of the R color frame is controlled by color synthesis. By setting the color of the R color frame to be generated to a chromaticity that cancels and corrects the chromaticity error of the R color frame that has been generated in the past, it is performed every time the frame is generated. A technique is described in which an afterimage effect in visual stimulation is always used to enable correct color reproduction. However, in order to be able to cancel with this technology, it is necessary to have the ability to perform overcorrection instantaneously, so the target chromaticity coordinates of each color must be set to the white side rather than a single color. There is a drawback that the color reproduction region becomes narrow. Furthermore, it is not shown how the chromaticity of the color-combined light can be measured by using the illuminance sensors for R, G, and B colors. In addition, it is not described whether this technique is applicable to the case where continuous light emission is required, which is not a color sequential method.

本発明は、以上の点に鑑み、前記した課題、即ち単色固体光源の温度が変化すると出力波長がシフトして色合いの変化として視認される課題を解決するためになされたものであり、単色固体光源を使用した単色光源装置において、温度変化にかかわらず安定した色の光を出力できるようにすることを解決課題とするものである。   In view of the above points, the present invention has been made to solve the above-described problem, that is, the problem that the output wavelength shifts when the temperature of the monochromatic solid light source changes and is visually recognized as a change in hue. In a monochromatic light source device using a light source, it is an object of the present invention to make it possible to output light of a stable color regardless of temperature changes.

また、上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、１個の原色を現すための光を出力する単色光源装置であって
複数の単色固体光源と、各単色固体光源に供給する電力を制御する制御部と、各単色固体光源の出力波長を検知する波長検知手段とを備えており、
複数の単色固体光源は、現すべき１個の原色の波長範囲に属し且つ互いに異なる波長の光を出力するものであり、
制御部は、波長検知手段が検知した波長に従って各単色固体光源への供給電力の比を制御するものであるという構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a monochromatic light source device that outputs light for expressing one primary color, a plurality of monochromatic solid light sources, and electric power supplied to each monochromatic solid light source. A control unit for controlling the wavelength, and a wavelength detection means for detecting the output wavelength of each monochromatic solid light source,
The plurality of monochromatic solid light sources output light having different wavelengths belonging to the wavelength range of one primary color to be manifested,
The control unit is configured to control the ratio of the power supplied to each monochromatic solid light source according to the wavelength detected by the wavelength detecting means.

また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、１個の原色を現すための光を出力する単色光源装置であって
複数の単色固体光源と、各単色固体光源に供給する電力を制御する制御部と、単色固体光源の温度を検知する温度検知手段と、各単色固体光源から出力された光の強度を検知する光強度検知手段とを備えており、
複数の単色固体光源は、現すべき１個の原色の波長範囲に属し且つ互いに異なる波長の光を出力するものであり、
制御部は、各単色固体光源からの光の強度が目標値になるように各単色固体光源への供給電力を光強度検知手段からの信号に従ってフィードバック制御するものであって、温度検知手段が検知した光源温度に従って目標値を設定するものであるという構成を有する。 In order to solve the above problem, the invention described in claim 2 is a monochromatic light source device that outputs light for expressing one primary color, and includes a plurality of monochromatic solid light sources and power supplied to each monochromatic solid light source. A control unit for controlling the temperature, a temperature detection means for detecting the temperature of the monochromatic solid light source, and a light intensity detection means for detecting the intensity of the light output from each monochromatic solid light source,
The plurality of monochromatic solid light sources output light having different wavelengths belonging to the wavelength range of one primary color to be manifested,
The control unit feedback-controls the power supplied to each monochromatic solid light source according to the signal from the light intensity detecting means so that the intensity of the light from each monochromatic solid light source becomes a target value. The target value is set according to the light source temperature.

また、上記課題を解決するため、請求項３記載の発明は、１個の原色を現すための光を出力する単色光源装置であって
複数の単色固体光源と、各単色固体光源に供給する電力を制御する制御部と、各単色固体光源の出力波長を検知する波長検知手段と、各単色光源から出力された光の強度を検知する光強度検知手段とを備えており、
複数の単色固体光源は、現すべき１個の原色の波長範囲に属し且つ互いに異なる波長の光を出力するものであり、
制御部は、波長検知手段が検知した波長に従って各単色固体光源への供給電力の比を選択して当該比で電力が供給されるよう制御するとともに、当該比を維持しつつ、光強度検知手段の検知結果に従って各単色固体光源による全体の光の強度が所定の強度になるよう供給電力を制御するものであるという構成を有する。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 3 is a monochromatic light source device that outputs light for expressing one primary color, a plurality of monochromatic solid light sources, and power supplied to each monochromatic solid light source. A control unit for controlling, a wavelength detection means for detecting the output wavelength of each monochromatic solid light source, and a light intensity detection means for detecting the intensity of light output from each monochromatic light source,
The plurality of monochromatic solid light sources output light having different wavelengths belonging to the wavelength range of one primary color to be manifested,
The control unit selects the ratio of the power supplied to each monochromatic solid-state light source according to the wavelength detected by the wavelength detection means, and controls the power to be supplied at the ratio, while maintaining the ratio, and the light intensity detection means According to the detection result, the power supply is controlled so that the intensity of the entire light from each monochromatic solid light source becomes a predetermined intensity.

また、上記課題を解決するため、請求項４記載の発明は、前記請求項２の構成において、前記温度検知手段は、前記各単色固体光源に対して熱伝導性良く設けた１個の伝熱体の温度を検知するものであり、伝熱体の温度を各単色固体光源の共通した温度として検知するものであるという構成を有する。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 4 is the configuration according to claim 2 , wherein the temperature detecting means is one heat transfer provided with good thermal conductivity with respect to each monochromatic solid light source. The temperature of the body is detected, and the temperature of the heat transfer body is detected as a temperature common to the monochromatic solid light sources.

また、上記課題を解決するため、請求項５記載の発明は、前記請求項１又は３の構成において、前記波長検知手段は、前記各単色固体光源の変化し得る出力波長の範囲において互いに分光特性が異なるフィルタと受光素子からなる光センサで構成されたものであるという構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 5 is the configuration according to claim 1 or 3 , wherein the wavelength detecting means has a spectral characteristic mutually in the range of output wavelengths of the monochromatic solid light sources. Has a configuration in which the filter is constituted by an optical sensor including different filters and light receiving elements.

また、上記課題を解決するため、請求項６記載の発明は、請求項１乃至５いずれかに記載の単色光源装置をいずれか１個の原色を表現するために備えた表示装置である。

In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 6 is a display device provided with the single-color light source device according to any one of claims 1 to 5 for expressing any one primary color.

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、１個の原色を現すのに波長が異なる複数の単色固体光源を使用し、光源温度の変化に応じて供給電力比を制御するので、温度変化に拘わらず一定の色度を有する合成単色光を出力することができる。このため、他の原色と混色した際に温度変化によって色合いが変化してしまうことがなく、常に安定した色合いで色を表現することができる。
また、請求項２記載の発明によれば、１個の原色を現すのに波長が異なる複数の単色固体光源を使用し、出力波長に応じて供給電力比を制御するので、出力波長の変化に拘わらず一定の色度を有する合成単色光を出力することができる。このため、他の原色と混色した際に出力波長の変化によって色合いが変化してしまうことがなく、常に安定した色合いで色を表現することができる。
また、請求項３記載の発明によれば、１個の原色を現すのに波長が異なる複数の単色固体光源を使用し、光源温度の変化に応じて供給電力比を制御するので、温度変化に拘わらず一定の色度を有する合成単色光を出力することができる。このため、他の原色と混色した際に温度変化によって色合いが変化してしまうことがなく、常に安定した色合いで色を表現することができる。その上、光出力光強度のフィードバック制御の中に光源温度に応じた供給電力比の制御を組み込んでいるので、光源の劣化のような外因によらず常に色度を一定に保つことができる。
また、請求項４記載の発明によれば、１個の原色を現すのに波長が異なる複数の単色固体光源を使用し、出力波長の変化に応じて供給電力比を制御するので、出力波長の変化に拘わらず一定の色度を有する合成単色光を出力することができる。このため、他の原色と混色した際に出力波長の変化によって色合いが変化してしまうことがなく、常に安定した色合いで色を表現することができる。その上、供給電力の比を維持しつつ、光強度検知手段の検知結果に従って各単色固体光源による全体の光の強度が所定の強度になるよう供給電力を全体に増加又は減少させる制御を行うので、光強度も安定化させることができる。
また、請求項５記載の発明によれば、上記効果に加え、各単色固体光源を共通した伝熱体に対して設けて光源温度を共通にしているので、制御が簡略化される。
また、請求項６記載の発明によれば、上記効果に加え、各単色固体光源の変化し得る出力波長の範囲において互いに分光特性が異なるフィルタと受光素子からなる光センサで構成されたものであるので、構造が簡略化される。 As described below, according to the first aspect of the present invention, a plurality of single-color solid light sources having different wavelengths are used to represent one primary color, and the supply power ratio is controlled in accordance with changes in the light source temperature. Therefore, it is possible to output composite monochromatic light having a constant chromaticity regardless of temperature changes. For this reason, when it mixes with other primary colors, a hue does not change with a temperature change, and a color can always be expressed with a stable hue.
According to the second aspect of the present invention, since a plurality of monochromatic solid light sources having different wavelengths are used to represent one primary color and the supply power ratio is controlled in accordance with the output wavelength, the output wavelength can be changed. Regardless, it is possible to output synthetic monochromatic light having a constant chromaticity. For this reason, when mixed with other primary colors, the hue does not change due to the change of the output wavelength, and the color can always be expressed with a stable hue.
According to the third aspect of the present invention, since a plurality of monochromatic solid light sources having different wavelengths are used to represent one primary color and the supply power ratio is controlled according to the change in the light source temperature, Regardless, it is possible to output synthetic monochromatic light having a constant chromaticity. For this reason, when it mixes with other primary colors, a hue does not change with a temperature change, and a color can always be expressed with a stable hue. In addition, since the control of the supplied power ratio according to the light source temperature is incorporated in the feedback control of the light output light intensity, the chromaticity can always be kept constant regardless of external factors such as deterioration of the light source.
According to the invention described in claim 4, since a plurality of monochromatic solid light sources having different wavelengths are used to represent one primary color and the supply power ratio is controlled in accordance with the change in the output wavelength, the output wavelength A combined monochromatic light having a constant chromaticity can be output regardless of the change. For this reason, when mixed with other primary colors, the hue does not change due to the change of the output wavelength, and the color can always be expressed with a stable hue. In addition, while maintaining the ratio of supplied power, control is performed to increase or decrease the supplied power as a whole so that the total light intensity by each monochromatic solid light source becomes a predetermined intensity according to the detection result of the light intensity detecting means. The light intensity can also be stabilized.
Further, according to the invention described in claim 5, in addition to the above effect, the control is simplified because each monochromatic solid light source is provided for a common heat transfer body and the light source temperature is made common.
Further, according to the invention described in claim 6, in addition to the above-described effects, the monochromatic solid-state light source is constituted by a photosensor including a filter and a light receiving element having different spectral characteristics within a range of output wavelengths that can be changed. Therefore, the structure is simplified.

本発明の第１の実施形態の単色光源装置の概略図である。It is the schematic of the monochromatic light source device of the 1st Embodiment of this invention. ＣＩＥ１９３１による色度図と、色度ｘ，ｙによる色の表現について示した図である。It is the figure which showed about the chromaticity diagram by CIE1931, and the expression of the color by chromaticity x, y. 第１の実施形態の単色光源装置における各単色固体光源の色度補正の概念を示した図である。It is the figure which showed the concept of the chromaticity correction | amendment of each monochromatic solid light source in the monochromatic light source device of 1st Embodiment. 第１の実施形態において予め実験的に求めた結果に従って供給電力比を制御する例について示した図である。It is the figure shown about the example which controls supply power ratio according to the result calculated | required experimentally previously in 1st Embodiment. 第２の実施形態の単色光源装置の概略図である。It is the schematic of the monochromatic light source device of 2nd Embodiment. 図５に示す第１、第２の光センサ６３，６４の分光感度特性を示した図である。It is the figure which showed the spectral sensitivity characteristic of the 1st, 2nd optical sensors 63 and 64 shown in FIG. 第２の実施形態の装置における制御例で使用されるデータの一例について示したものである。It shows about an example of data used in a control example in the apparatus of the second embodiment. 第３の実施形態の単色光源装置の概略図である。It is the schematic of the monochromatic light source device of 3rd Embodiment. 第３の実施形態における制御で使用される制御用データの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the data for control used by control in 3rd Embodiment. 第４の実施形態において波長検知手段の検知結果を利用して波長シフトと光強度とを求める点を示した図である。It is the figure which showed the point which calculates | requires a wavelength shift and light intensity using the detection result of a wavelength detection means in 4th Embodiment. 実施形態に係る表示装置の概略図である。It is the schematic of the display apparatus which concerns on embodiment.

次に、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の単色光源装置の概略図である。図１に示す単色光源装置は、１個の原色を現すための光を出力する単色光源装置である。この装置の大きな特徴点の一つは、１個の原色を現すのに複数種類（この実施形態では２種類）の光源１１，１２を用いている点である。 Next, modes for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram of a monochromatic light source device according to a first embodiment of the present invention. The monochromatic light source device shown in FIG. 1 is a monochromatic light source device that outputs light for expressing one primary color. One of the major features of this apparatus is that a plurality of types (two types in this embodiment) of light sources 11 and 12 are used to display one primary color.

２個の単色固体光源１１，１２は、現すべき１個の原色の波長範囲に属し且つ互いに異なる波長の光を放出するものである。例えば、装置が原色として赤色を現すものである場合、６３５〜６６０ｎｍ程度の範囲において互いに異なる波長の光を出力する２個の光源が使用される。緑であれば５１５〜５３５ｎｍ、青であれば４４０〜４６０ｎｍ程度である。例えば赤色であれば、発振波長６３５ｎｍの半導体レーザーと、６６０ｎｍの半導体レーザーとを使用することができる。各単色固体光源の出力は、偏光ビームスプリッタのような光束合成光学系２により重ね合わされ（即ち、加法混色し）、装置から出力される。但し、照射面上で直接重ね合わせる光束合成を行う場合もある。例えば、実施形態の装置がプロジェクタのような表示装置に使用される場合、被照明面である２次元光変調素子上で直接重ね合わせる場合がある。また、ロッドインテグレータやフライアイインテグレータ等のインテグレータの光入射面に重ねて入射させる構造が採用されることもあり得る。   The two single-color solid light sources 11 and 12 emit light having different wavelengths that belong to the wavelength range of one primary color to be revealed. For example, when the device exhibits red as the primary color, two light sources that output light of different wavelengths in the range of about 635 to 660 nm are used. If it is green, it is about 515-535 nm, and if it is blue, it is about 440-460 nm. For example, in the case of red, a semiconductor laser having an oscillation wavelength of 635 nm and a semiconductor laser having a wavelength of 660 nm can be used. The output of each monochromatic solid-state light source is superposed by a light beam combining optical system 2 such as a polarizing beam splitter (that is, additive color mixing) and output from the apparatus. However, there is a case where light beam synthesis is performed by directly superimposing on the irradiation surface. For example, when the device according to the embodiment is used in a display device such as a projector, the device may be directly superimposed on a two-dimensional light modulation element that is an illuminated surface. In addition, a structure in which the light is incident on a light incident surface of an integrator such as a rod integrator or a fly eye integrator may be employed.

第１の実施形態の単色光源装置は、各単色固体光源１１，１２への供給電力を制御する制御部３を備えている。図１に示すように、各単色固体光源１１，１２には電源回路４１，４２が設けられている。各電源回路４１，４２は、ＤＣ電源によって給電される。制御部３は、各電源回路４１，４２に制御信号を送って各単色固体光源１１，１２への供給電力を変更することが可能なものである。   The monochromatic light source device of the first embodiment includes a control unit 3 that controls power supplied to the monochromatic solid light sources 11 and 12. As shown in FIG. 1, the monochromatic solid-state light sources 11 and 12 are provided with power supply circuits 41 and 42, respectively. Each power supply circuit 41, 42 is powered by a DC power supply. The control unit 3 can change the power supplied to the monochromatic solid light sources 11 and 12 by sending control signals to the power supply circuits 41 and 42.

第１の実施形態の装置は、各単色固体光源１１，１２の温度を検知する温度検知手段５を備えている。この実施形態では、２個の単色固体光源１１，１２は共通した伝熱体５１に設けられており、温度検知手段５は伝熱体５１の温度を検知するものである。各単色固体光源１１，１２は伝熱体５１に対して熱伝導性良く取り付けられており、伝熱体５１の温度と各単色固体光源１１，１２の温度は高い相関性で対応するようになっている。このため、伝熱体５１の温度は各単色固体光源１１，１２の温度であるとして良い。以下、この温度を光源温度と呼ぶ。   The apparatus of the first embodiment includes temperature detection means 5 that detects the temperatures of the single-color solid light sources 11 and 12. In this embodiment, the two monochromatic solid light sources 11 and 12 are provided in the common heat transfer body 51, and the temperature detection means 5 detects the temperature of the heat transfer body 51. The single color solid light sources 11 and 12 are attached to the heat transfer body 51 with good thermal conductivity, and the temperature of the heat transfer body 51 and the temperature of the single color solid light sources 11 and 12 correspond with high correlation. ing. For this reason, the temperature of the heat transfer body 51 may be the temperature of each monochromatic solid light source 11, 12. Hereinafter, this temperature is referred to as a light source temperature.

温度検知手段５は、伝熱体５１の温度を検知して光源温度として出力する。伝熱体５１の具体的な例としては、各単色固体光源１１，１２の空冷用に設けられる放熱板が考えられる。温度検知手段５としては、サーミスタのような接触式の温度センサを使用してもよく、赤外線温度計のような非接触の温度センサを使用しても良い。   The temperature detection means 5 detects the temperature of the heat transfer body 51 and outputs it as the light source temperature. As a specific example of the heat transfer body 51, a heat radiating plate provided for air cooling of the monochromatic solid light sources 11 and 12 can be considered. As the temperature detection means 5, a contact-type temperature sensor such as a thermistor may be used, or a non-contact temperature sensor such as an infrared thermometer may be used.

第１の実施形態の装置の別の大きな特徴点は、温度検知手段５が検知した光源温度に従い、装置から出力されるトータルの光の色合いが一定になるように各単色固体光源１１，１２への供給電力を制御する点である。以下、この点について図２を参照しながら説明する。
「トータルの光の色合いが一定になるように」とは、重ね合わされて装置から出力される光が色度図上で一定の座標（色度）になるように制御するということである。制御の具体的な説明の前に、色度図と、単色光源による色の表現について説明する。 Another major feature of the apparatus according to the first embodiment is that each monochromatic solid light source 11, 12 is controlled so that the total light shade output from the apparatus becomes constant according to the light source temperature detected by the temperature detecting means 5. It is a point which controls the supply electric power. Hereinafter, this point will be described with reference to FIG.
The phrase “so that the total light hue is constant” means that the light that is superimposed and output from the apparatus is controlled so as to have a constant coordinate (chromaticity) on the chromaticity diagram. Prior to specific description of control, a chromaticity diagram and expression of colors by a monochromatic light source will be described.

図２には、ＣＩＥ１９３１による色度図と、色度ｘ，ｙによる色の表現が示されている。人間が認識し得る色の表現には幾つかのものが周知であり、そのうちの代表的なものが図２に示すＣＩＥ１９３１（ＣＩＥｘｙ色度図）である。ＣＩＥ１９３１では、波長毎に人間がどの程度感じるかの実験を通じて決めた曲線（等色関数ｘ(λ)，ｙ(λ)，ｚ(λ)）に基づいて色を表しており、色度座標ｘｙは、以下の式１で与えられる。   FIG. 2 shows a chromaticity diagram according to CIE 1931 and a color expression according to chromaticity x and y. There are several well-known color expressions that can be recognized by humans, and a typical one is CIE1931 (CIExy chromaticity diagram) shown in FIG. In CIE1931, colors are expressed based on curves (color matching functions x (λ), y (λ), z (λ)) determined through experiments on how much a person feels for each wavelength, and chromaticity coordinates xy Is given by Equation 1 below.

Figure 0006198174
Figure 0006198174

図２に示す色度図において、周知のように、境界線上の点は純色を意味し、境界線で囲まれた領域内の各座標が、人間が認識し得るすべての色である。従来のプロジェクタのような放電ランプを用いた表示装置の場合、フィルタを使ってＲＧＢの原色を抽出している。フィルタは、ある幅の透過波長域を有しているから純色という訳にはいかず、ＲＧＢの各単色光源（各フィルタの透過光）は、境界線よりも少し内側に位置する。しかして、図２に示すＲＧＢの各単色光源の色度座標が成す三角形で囲まれた領域が、当該三つの単色光源によって表示し得る色となる。この図２から解るように、より広範囲の色を表現したり、より原色に近い鮮明な色を現したりするには、色度図において境界線により近い座標（色度）の単色光源を使用する必要がある。   In the chromaticity diagram shown in FIG. 2, as is well known, a point on the boundary line means a pure color, and each coordinate in a region surrounded by the boundary line is all colors that can be recognized by humans. In the case of a display device using a discharge lamp such as a conventional projector, RGB primary colors are extracted using a filter. Since the filter has a transmission wavelength region with a certain width, it is not a pure color, and each single color light source of RGB (transmitted light of each filter) is located slightly inside the boundary line. Accordingly, a region surrounded by a triangle formed by the chromaticity coordinates of the RGB single color light sources shown in FIG. 2 is a color that can be displayed by the three single color light sources. As shown in FIG. 2, in order to express a wider range of colors or to display a clear color closer to the primary color, a monochromatic light source having coordinates (chromaticity) closer to the boundary line is used in the chromaticity diagram. There is a need.

図３は、第１の実施形態の単色光源装置における各単色固体光源の色補正の概念を示した図である。図３中の（１）は、２個の単色固体光源１１，１２の発光スペクトル分布を示した概略図、（２）は、温度変化により波長シフトが生じた際の発光スペクトル分布を示した概略図、（３）は、（２）の波長シフトが生じた際の合成単色光の色度制御について示した概略図である。   FIG. 3 is a diagram showing the concept of color correction of each monochromatic solid light source in the monochromatic light source device of the first embodiment. (1) in FIG. 3 is a schematic diagram showing the emission spectrum distribution of the two monochromatic solid light sources 11 and 12, and (2) is an outline showing the emission spectrum distribution when a wavelength shift occurs due to a temperature change. FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams illustrating the chromaticity control of the combined monochromatic light when the wavelength shift of (2) occurs.

図３では、一例として、単色光源装置が赤色を現すのに使用される場合を想定している。図３において、例えば、第１の単色固体光源１１は波長６４０ｎｍの半導体レーザー光源であり、第２の単色固体光源１２は波長６６０ｎｍの半導体レーザー光源である。６４０ｎｍ程度の発振波長の半導体レーザーは、例えばソニー株式会社から発表されている（非特許文献２）。また、６６０ｎｍの固体光源は、ＤＶＤの記録、再生用のレーザーとして実用化されているものを使用することができる。   In FIG. 3, as an example, it is assumed that the monochromatic light source device is used to display red. In FIG. 3, for example, the first monochromatic solid light source 11 is a semiconductor laser light source having a wavelength of 640 nm, and the second monochromatic solid light source 12 is a semiconductor laser light source having a wavelength of 660 nm. A semiconductor laser having an oscillation wavelength of about 640 nm has been announced by, for example, Sony Corporation (Non-Patent Document 2). Further, as the solid-state light source of 660 nm, a laser light practically used as a DVD recording / reproducing laser can be used.

このような２個の単色固体光源１１，１２を使用する場合、これら光の混合（重ね合わされた光）が出力光（以下、合成単色光と呼ぶ）になり、それがＲＧＢ３原色のうちのＲの原色ということになる。
このような２個の単色固体光源１１，１２を使用する場合、これら光の混合（重ね合わされた光）が出力光（以下、合成単色光と呼ぶ）になり、それがＲＧＢ３原色のうちのＲの原色ということになる。
例えば、図３（１）、（３）に示すように、第１の単色固体光源１１のスペクトルＳ１の色度座標がＣ１であり、第２の単色固体光源１２のスペクトルＳ２の色度座標がＣ２であるとする。この場合、合成単色光の色度座標はＣ０のようになる。このとき、図３（３）に示すように、Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２は、通常、色度座標上で同一直線上に位置する。 When such two monochromatic solid light sources 11 and 12 are used, a mixture (superimposed light) of these lights becomes output light (hereinafter referred to as composite monochromatic light), which is the R of the RGB primary colors. It will be the primary color.
When such two monochromatic solid light sources 11 and 12 are used, a mixture (superimposed light) of these lights becomes output light (hereinafter referred to as composite monochromatic light), which is the R of the RGB primary colors. It will be the primary color.
For example, as shown in FIG. 3 (1), (3), the chromaticity coordinates of the spectrum S 1 of the first monochromatic solid-state light source 11 is C 1, the spectrum S 2 of the second monochromatic solid-state light source 12 colors degree coordinates is assumed to be C 2. In this case, the chromaticity coordinates of the composite monochromatic light is as C 0. At this time, as shown in FIG. 3 (3), C 0 , C 1 , and C 2 are usually located on the same straight line on the chromaticity coordinates.

上記単色光源装置を使用したプロジェクタのような表示装置の動作において、前述したように光源温度が変化すると、出力波長が変化する。この様子を図３（２）に示す。図３（２）に示すように、第１の単色固体光源のピーク波長がλ１’にシフトし、第２の単色固体光源のピーク波長がλ２’にシフトしたとする。
この場合、各単色光の色度座標も、図３（２）に示すように、Ｃ１’及びＣ２’にシフトする。これに伴い、合成単色光の色度も、Ｃ０’にシフトする。この場合、２次元光変調素子は、Ｒの単色光の色度がＣ０であることを前提として光の透過又は反射を制御しているから、結果的に、スクリーン上での色合いが予定されていたものからずれてしまう。 In the operation of a display device such as a projector using the monochromatic light source device, the output wavelength changes when the light source temperature changes as described above. This situation is shown in FIG. As shown in FIG. 3B, it is assumed that the peak wavelength of the first monochromatic solid light source is shifted to λ1 ′ and the peak wavelength of the second monochromatic solid light source is shifted to λ2 ′.
In this case, the chromaticity coordinates of each monochromatic light are also shifted to C1 ′ and C2 ′ as shown in FIG. Along with this, the chromaticity of the combined monochromatic light also shifts to C0 ′. In this case, since the two-dimensional light modulation element controls the transmission or reflection of light on the assumption that the chromaticity of the R monochromatic light is C 0 , as a result, the hue on the screen is scheduled. It will deviate from what it was.

第１の実施形態の単色光源装置は、図３中に破線矢印３１で示すように、Ｃ０’にシフトした色度座標をＣ０に戻す制御を行うものとなっている。具体的には、実施形態の装置は、各単色固体光源１１，１２への供給電力の比を変更することで色度をＣ０に戻すようになっている。例えば、各温度においてＣ０の色度が得られる供給電力比を予め実験的に求めて設定しておく。そして、温度検知手段５からの出力に従って供給電力比が変更されるように制御部３が構成される。図４には、この制御例が示されており、予め実験的に求めた結果に従って供給電力比を制御する例について示した図である。   The monochromatic light source device of the first embodiment performs control to return the chromaticity coordinates shifted to C0 'to C0, as indicated by a broken line arrow 31 in FIG. Specifically, the apparatus of the embodiment is configured to return the chromaticity to C0 by changing the ratio of the power supplied to the single color solid light sources 11 and 12. For example, the supply power ratio at which C0 chromaticity is obtained at each temperature is experimentally obtained and set in advance. And the control part 3 is comprised so that a supply power ratio may be changed according to the output from the temperature detection means 5. FIG. FIG. 4 shows an example of this control, and is a diagram showing an example of controlling the supply power ratio according to a result obtained experimentally in advance.

図４において、縦軸は第１の単色固体光源１１への供給電力の比を百分率で示したものである。第１の単色固体光源１１への供給電力をＰ１、第２の単色固体光源１２への供給電力をＰ２としたとき、図４の縦軸は、Ｐ１／（Ｐ１＋Ｐ２）×１００（％）である。図４の横軸は、光源温度である。
図４に示すデータを得るには、特定の温度Ｔ１において、第１の単色固体光源１１と第２の単色固体光源１２とを動作させ、各々発光スペクトルＳ１，Ｓ２を分光器で測定して合成単色光の色度Ｃを計算する。そして、供給電力比を変化させながら合成単色光の色度が目的とする色度Ｃ０になった際の供給電力比をプロットする。次に、別の温度Ｔ２で同様に実験を行い、合成単色光の色度ＣがＣ０になった際の供給電力比をプロットする。これを繰り返し、光源装置の使用可能温度範囲で、例えば１５℃から４０℃の範囲の０．５℃の間隔で、Ｃ＝Ｃ０となる供給電力比を求めれば良い。但し、図４は、２０℃から５．５℃間隔でプロットした図となっている。図４に示すように、得られたデータについて最小二乗法を適用して近似直線を得るようにしても良い。 In FIG. 4, the vertical axis indicates the ratio of the power supplied to the first monochromatic solid-state light source 11 as a percentage. When the supply power to the first monochromatic solid light source 11 is P1 and the supply power to the second monochromatic solid light source 12 is P2, the vertical axis in FIG. 4 is P1 / (P1 + P2) × 100 (%). . The horizontal axis in FIG. 4 is the light source temperature.
In order to obtain the data shown in FIG. 4, the first monochromatic solid light source 11 and the second monochromatic solid light source 12 are operated at a specific temperature T1, and the emission spectra S1 and S2 are respectively measured with a spectroscope and synthesized. The chromaticity C of monochromatic light is calculated. Then, the supply power ratio is plotted when the chromaticity of the combined monochromatic light reaches the target chromaticity C0 while changing the supply power ratio. Next, the experiment is similarly performed at another temperature T2, and the supply power ratio when the chromaticity C of the combined monochromatic light becomes C0 is plotted. This is repeated, and the supply power ratio at which C = C0 is obtained in the usable temperature range of the light source device, for example, at intervals of 0.5 ° C. in the range of 15 ° C. to 40 ° C. However, FIG. 4 is a diagram plotted at intervals of 20 ° C. to 5.5 ° C. As shown in FIG. 4, an approximate straight line may be obtained by applying a least square method to the obtained data.

実際の制御では、光源装置の動作が開始される際、装置が置かれた雰囲気の温度において２個の単色固体光源１１，１２が定格電力で動作した際に到達するであろう光源温度（以下、定格温度）Ｔｓを予測し、定格温度ＴｓにてＣ＝Ｃ０となる電力比Ｐｒｓで２個の単色固体光源１１，１２を動作させる。そして、温度検知手段５が、Ｔｓから外れた温度Ｔ１を検知した場合、その温度においてＣ＝Ｃ０となる電力比Ｐｒ１をを図４の直線から求め、その比で各単色固体光源１１，１２に電力を供給する。   In actual control, when the operation of the light source device is started, the light source temperature that will be reached when the two single-color solid light sources 11 and 12 are operated at the rated power at the temperature of the atmosphere in which the device is placed (hereinafter referred to as the light source device). The rated temperature) Ts is predicted, and the two monochromatic solid light sources 11 and 12 are operated at the power ratio Prs where C = C0 at the rated temperature Ts. When the temperature detecting means 5 detects a temperature T1 deviating from Ts, the power ratio Pr1 at which C = C0 at that temperature is obtained from the straight line in FIG. Supply power.

制御部３は、不図示の演算処理部や記憶部を備えている。記憶部には、図４に示すような制御用データが記憶され、制御用データに従って制御を行うシーケンス制御プログラムが実装されている。演算処理部は、シーケンス制御プログラムを実行し、制御用データと温度検知手段５からの信号に従って各単色固体光源への供給電力をシーケンス制御するようになっている。   The control unit 3 includes an arithmetic processing unit and a storage unit (not shown). Control data as shown in FIG. 4 is stored in the storage unit, and a sequence control program for performing control according to the control data is installed. The arithmetic processing unit executes a sequence control program, and sequence-controls the power supplied to each monochromatic solid light source according to the control data and the signal from the temperature detection means 5.

上記の例では、Ｃ＝Ｃ０となる電力比のデータを実験的に求めて適用したが、その時々の温度変化に従って計算により求めて適用しても良い。例えば、図４に示す一次関数の直線において、傾きδを予め求めておく。そして、実際の制御では、温度変化ΔＴにδを掛けて必要な電力比の変化ΔＰｒを求め、これを適用して制御するようにしても良い。
いずれにしても、実施形態の単色光源装置では、１個の原色を現すのに波長が異なる２個の単色固体光源１１，１２を使用し、光源温度の変化に応じて供給電力比を制御するので、温度変化に拘わらず一定の色度を有する合成単色光を出力することができる。このため、他の原色と混色した際に温度変化によって色合いが変化してしまうことがなく、常に安定した色合いで色を表現することができる。 In the above example, the data of the power ratio at which C = C0 is experimentally obtained and applied, but may be obtained by calculation according to the temperature change at that time and applied. For example, in the straight line of the linear function shown in FIG. In actual control, the temperature change ΔT may be multiplied by δ to obtain a required power ratio change ΔPr, and this may be applied for control.
In any case, in the monochromatic light source device of the embodiment, two monochromatic solid light sources 11 and 12 having different wavelengths are used to represent one primary color, and the supply power ratio is controlled in accordance with changes in the light source temperature. Therefore, it is possible to output synthetic monochromatic light having a constant chromaticity regardless of temperature changes. For this reason, when it mixes with other primary colors, a hue does not change with a temperature change, and a color can always be expressed with a stable hue.

上記説明では、光源温度は、各単色固体光源１１，１２に熱伝導性良く設けられている１個の伝熱体５１の温度（共通の温度）であったが、各単色固体光源１１，１２にそれぞれ設けられた冷却板のような伝熱体５１の温度をそれぞれ測定して各単色固体光源１１，１２の温度としても良く、各単色固体光源１１，１２の温度を直接測定しても良い。   In the above description, the light source temperature is the temperature (common temperature) of one heat transfer body 51 provided in each monochromatic solid light source 11, 12 with good thermal conductivity, but each monochromatic solid light source 11, 12. The temperature of the heat transfer body 51 such as a cooling plate provided in each may be measured to obtain the temperature of each monochromatic solid light source 11, 12, or the temperature of each monochromatic solid light source 11, 12 may be directly measured. .

尚、一方の単色固体光源について供給電力比を定めれば、他方の単色固体光源についての供給電力比も自動的に定まるので、光源温度の検知と電力供給比の決定は一方の単色固体光源について行えば足りる。但し、一方の単色固体光源についての温度変化と他方の単色固体光源の温度変化との間に大きな隔たりがある場合（即ち、使用条件に応じた温度変化の仕方が各単色固体光源において大きく異なる場合）、色度を一定に保つのが難しくなるので、個別に電力供給比を決定する必要がある。この場合、例えば、各単色固体光源について温度帯域を幾つか設定し、各単色固体光源の温度帯域の各組み合わせについて電力供給比を予め定めて表にしたデータにより制御を行うようにしてもよい。とはいえ、このような制御は複雑になる。各単色固体光源１１，１２を共通した伝熱体５１に対して設け、光源温度を共通にしておくと、制御はシンプルになるので好適である。   If the supply power ratio is determined for one monochromatic solid light source, the supply power ratio for the other monochromatic solid light source is also automatically determined. Therefore, the detection of the light source temperature and the determination of the power supply ratio are performed for one monochromatic solid light source. Just go. However, when there is a large gap between the temperature change of one monochromatic solid light source and the temperature change of the other monochromatic solid light source (that is, the method of temperature change according to the use conditions is greatly different in each monochromatic solid light source) ), It becomes difficult to keep the chromaticity constant, so it is necessary to individually determine the power supply ratio. In this case, for example, several temperature bands may be set for each monochromatic solid light source, and control may be performed using data in which a power supply ratio is determined and tabulated in advance for each combination of temperature bands of each monochromatic solid light source. Nevertheless, such control is complicated. If the monochromatic solid light sources 11 and 12 are provided for the common heat transfer body 51 and the light source temperature is made common, it is preferable because the control becomes simple.

次に、第２の実施形態の単色光源装置について説明する。図５は、第２の実施形態の単色光源装置の概略図である。第２の実施形態の単色光源装置も、１個の原色を現すために使用される複数の単色固体光源１１，１２と、各単色固体光源１１，１２に供給する電力を制御する制御部３とを備えている。
第２の実施形態の装置が第１の実施形態の装置と異なるのは、各単色固体光源１１，１２の出力波長を検知する波長検知手段６を備えている点である。波長検知手段６の出力は制御部３に送られ、制御部３は、波長検知手段６が検知した各単色固体光源１１，１２の出力波長に従って各単色固体光源１１，１２への供給電力比を制御する。 Next, the monochromatic light source device of the second embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic diagram of the monochromatic light source device of the second embodiment. The monochromatic light source device according to the second embodiment also includes a plurality of monochromatic solid light sources 11 and 12 used to reveal one primary color, and a control unit 3 that controls power supplied to each monochromatic solid light source 11 and 12. It has.
The apparatus of the second embodiment is different from the apparatus of the first embodiment in that it includes wavelength detection means 6 that detects the output wavelengths of the monochromatic solid light sources 11 and 12. The output of the wavelength detection unit 6 is sent to the control unit 3, and the control unit 3 determines the supply power ratio to the single color solid light sources 11 and 12 according to the output wavelength of the single color solid light sources 11 and 12 detected by the wavelength detection unit 6. Control.

波長検知手段６としては、分光器を使用して構成することも原理的には可能であるが、コスト的な観点から、分光特性の異なる２個の光センサを使用した簡易的な構成が好適である。例えば、２個の単色固体光源の出力波長範囲において分光感度特性が異なる光センサを使用することができる。図５に示す実施形態は、この例の波長検知手段６を備えた実施形態となっている。
第１の単色固体光源１１について設けられた波長検知手段６を例にして具体的に説明すると、波長検知手段６は、第１の単色固体光源１１の出力光の一部を取り出す第１のビームスプリッタ６１と、第１のビームスプリッタ６１で取り出された光を２本に分ける第２のビームスプリッタ６２と、第２のビームスプリッタ６２で分けられた光が入射する第１、第２の２個の光センサ６３，６４とから主に構成されている。 Although it is possible in principle to configure the wavelength detection means 6 using a spectroscope, a simple configuration using two optical sensors having different spectral characteristics is preferable from the viewpoint of cost. It is. For example, optical sensors having different spectral sensitivity characteristics in the output wavelength range of two monochromatic solid light sources can be used. The embodiment shown in FIG. 5 is an embodiment including the wavelength detecting means 6 of this example.
The wavelength detecting means 6 provided for the first monochromatic solid light source 11 will be specifically described as an example. The wavelength detecting means 6 is a first beam for extracting a part of the output light of the first monochromatic solid light source 11. The splitter 61, the second beam splitter 62 that divides the light extracted by the first beam splitter 61 into two, and the first and second two beams on which the light divided by the second beam splitter 62 is incident The optical sensors 63 and 64 are mainly configured.

図６は、図５に示す第１、第２の光センサ６３，６４の分光感度特性を示した図である。図６に示すように、第１の光センサ６３は、第１の単色固体光源１１の出力波長を含む範囲（この例では６００〜７００ｎｍ）において、波長の変化に対して感度が一定の分光感度特性を有する。これに対し、第２の光センサ６４は、当該波長範囲において一定の傾きを持った分光感度特性を有する。従って、２個の光センサ６３，６４からの出力の比を求めることで、基準波長からの波長シフトを推定することができるから、第１の単色固体光源１１の出力波長を検知することができる。ここで基準波長とは、例えば、光センサ６３，６４において受光感度が一致する波長を指している。第２の単色固体光源１２について設けられた波長検知手段６も同様の構成とすることができる。   FIG. 6 is a diagram showing the spectral sensitivity characteristics of the first and second photosensors 63 and 64 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the first photosensor 63 has a spectral sensitivity that is constant in sensitivity to changes in wavelength in a range including the output wavelength of the first monochromatic solid-state light source 11 (in this example, 600 to 700 nm). Has characteristics. On the other hand, the second photosensor 64 has spectral sensitivity characteristics having a certain inclination in the wavelength range. Therefore, since the wavelength shift from the reference wavelength can be estimated by obtaining the ratio of the outputs from the two optical sensors 63 and 64, the output wavelength of the first monochromatic solid-state light source 11 can be detected. . Here, the reference wavelength indicates, for example, a wavelength at which the light receiving sensitivities of the optical sensors 63 and 64 coincide. The wavelength detection means 6 provided for the second monochromatic solid light source 12 can also have the same configuration.

２個の単色固体光源１１，１２の出力波長に応じた適正な供給電力の比については、例えば、各単色固体光源１１，１２の出力波長の組合せに応じて合成単色光の色度が所定の色度Ｃ０になる供給電力比を予め実験的に求めてテーブルとして記憶部に記憶しておけば良い。そして、上記のような波長検知手段６の検知結果に基づき、テーブルから対応する供給電力比を選択し、選択された供給電力比になるように各電源回路４１，４２を制御すれば良い。図７は、この制御例で使用されるデータの一例について示したものである。 Regarding the ratio of the appropriate supply power according to the output wavelengths of the two monochromatic solid light sources 11 and 12, for example, the chromaticity of the synthesized monochromatic light is predetermined according to the combination of the output wavelengths of the monochromatic solid light sources 11 and 12. The power supply ratio for achieving chromaticity C 0 may be experimentally obtained in advance and stored in the storage unit as a table. Then, based on the detection result of the wavelength detection means 6 as described above, the corresponding power supply ratio is selected from the table, and the power supply circuits 41 and 42 may be controlled so as to become the selected power supply ratio. FIG. 7 shows an example of data used in this control example.

図７に示すように、この制御例では、第１の単色固体光源１１の出力波長と第２の単色固体光源１２の出力波長の各組合せにおいて、設定すべき第１の単色固体光源１１への供給電力比が示されている。この例では、先に図４について説明したものと同様に、各単色固体光源１１，１２は赤色の原色のための半導体レーザーであり、第１の単色固体光源１１が６４０〜６４３ｎｍの範囲の出力波長がシフトするもの、第２の単色固体光源１２が６６０〜６６３ｎｍの範囲で出力波長がシフトするものとなっている。   As shown in FIG. 7, in this control example, in each combination of the output wavelength of the first monochromatic solid light source 11 and the output wavelength of the second monochromatic solid light source 12, the first monochromatic solid light source 11 to be set is set. The power supply ratio is shown. In this example, each of the monochromatic solid light sources 11 and 12 is a semiconductor laser for the primary color of red, and the output of the first monochromatic solid light source 11 is in the range of 640 to 643 nm, as described above with reference to FIG. The output wavelength is shifted within the range of 660 to 663 nm for the second monochromatic solid-state light source 12.

図５に示す制御部３内の記憶部には、図７に示すテーブルのデータが記憶されている。実装されたシーケンス制御プログラムは、波長検知手段６が検知した各単色固体光源１１，１２の出力波長に従い、テーブルを参照して供給電力比を決定し、その供給電力比になるよう各電源回路４１，４２を制御するようプログラミングされている。   The data in the table shown in FIG. 7 is stored in the storage unit in the control unit 3 shown in FIG. The implemented sequence control program determines the supply power ratio with reference to the table according to the output wavelength of each monochromatic solid light source 11, 12 detected by the wavelength detection means 6, and each power supply circuit 41 so as to obtain the supply power ratio. , 42 are programmed to control.

上記制御例の他、例えば、検知された各単色固体光源１１，１２の出力波長に従い、供給電力比を計算により求めるようにすることも可能である。図２（１）に示すような発光スペクトルの形は、中心波長（又はピーク波長）がシフトしても変わりがないことが多い。従って、中心波長のシフトが波長検知手段６で検知された場合、そのときの色度は計算によって求めることができ、また合成単色光の色度も計算によって求めることができる。そして、シフトした色度を元の所定値Ｃ０に戻すのに必要な電力供給比の変化量を予め実験的に求めておき、それに従って各電源回路４１，４２を制御するようにしても良い。   In addition to the above control example, for example, it is also possible to obtain the supply power ratio by calculation according to the detected output wavelengths of the monochromatic solid light sources 11 and 12. The shape of the emission spectrum as shown in FIG. 2 (1) often does not change even when the center wavelength (or peak wavelength) is shifted. Therefore, when the shift of the center wavelength is detected by the wavelength detecting means 6, the chromaticity at that time can be obtained by calculation, and the chromaticity of the synthesized monochromatic light can also be obtained by calculation. Then, the amount of change in the power supply ratio required to return the shifted chromaticity to the original predetermined value C0 may be experimentally obtained in advance, and the power supply circuits 41 and 42 may be controlled accordingly.

いずれにしても、第１の実施形態は、温度変化を捉えて波長シフトが生じている筈だとして供給電力比を変化させる制御を行うものであったが、第２の実施形態では、実際に生じる出力波長の変化を捉えて供給電力比を変化させる制御を行うので、より確実な制御となり、合成単色光の色度をより安定して保つことができる。   In any case, the first embodiment performs control to change the power supply ratio on the assumption that a wavelength shift has occurred due to a temperature change, but in the second embodiment, the second embodiment actually Since the control for changing the supply power ratio is performed by capturing the change in the output wavelength that occurs, the control becomes more reliable, and the chromaticity of the combined monochromatic light can be maintained more stably.

尚、以上において述べた波長検知手段６に関し、前記した分光感度特性が異なる２個の光センサ６３、６４は、２個の、受光光量を検出するための受光素子の入射側に、分光透過率の異なるフィルタをそれぞれ配置することで容易に実現することができる。その際、当然ながら、フィルタと受光素子とから成る各光センサの分光特性は、フィルタの分光透過特性と受光素子の分光感度特性とを合成したものとなる。また以上においては、２個の光センサ６３、６４の分光感度特性は、一方が正、他方が負の傾きを有する場合や、傾きが両方とも正または負であるが、その絶対値が異なるようにしてもよい。   Regarding the wavelength detection means 6 described above, the two optical sensors 63 and 64 having different spectral sensitivity characteristics have spectral transmittances on the incident side of the two light receiving elements for detecting the amount of received light. This can be easily realized by arranging different filters. In this case, as a matter of course, the spectral characteristic of each optical sensor including the filter and the light receiving element is a combination of the spectral transmission characteristic of the filter and the spectral sensitivity characteristic of the light receiving element. Further, in the above, the spectral sensitivity characteristics of the two optical sensors 63 and 64 are such that one has a positive slope and the other has a negative slope, or both slopes are positive or negative, but their absolute values are different. It may be.

さらに当然ながら、波長検知手段６において、各光センサ６３，６４又は各検出系の分光感度特性は、それぞれの波長検知対象である単色固体光源１１，１２それぞれのバラツキを含めた、対象温度変化範囲内の波長変化の上限と下限の間でのみ規定すればよい。即ち、波長変化の上限と下限の外においては、各光センサ６３，６４又は各検出系の分光感度特性はどのようであっても構わない。   Further, of course, in the wavelength detection means 6, the spectral sensitivity characteristics of the respective optical sensors 63, 64 or the respective detection systems are subject temperature change ranges including variations of the respective monochromatic solid light sources 11, 12 that are the respective wavelength detection targets. It is only necessary to define between the upper and lower limits of the change in wavelength. That is, outside the upper and lower limits of the wavelength change, the spectral sensitivity characteristics of the optical sensors 63 and 64 or the detection systems may be whatever.

次に、第３の実施形態の単色光源装置について説明する。図８は、第３の実施形態の単色光源装置の概略図である。
第３の実施形態の単色光源装置も、各単色固体光源１１，１２への供給電力の制御を行う点で第１の実施形態と共通している。第３の実施形態の装置が第１の実施形態の装置と異なるのは、温度検知手段５に加えて光強度検知手段７を備えている点である。光強度検知手段７は、各単色固体光源１１，１２から出力される光の強度を検知するものである。 Next, the monochromatic light source device of the third embodiment will be described. FIG. 8 is a schematic diagram of the monochromatic light source device of the third embodiment.
The monochromatic light source device of the third embodiment is also common to the first embodiment in that the power supplied to the monochromatic solid light sources 11 and 12 is controlled. The apparatus of the third embodiment is different from the apparatus of the first embodiment in that a light intensity detection means 7 is provided in addition to the temperature detection means 5. The light intensity detecting means 7 detects the intensity of light output from each of the monochromatic solid light sources 11 and 12.

光強度検知手段７としては、図８に示すように、各単色固体光源１１，１２の出力光路上にビームスプリッタ７１を設けて出力光の一部を取り出し、取り出した出力光が入射する位置に光センサ７２を設けた構成を採用することができる。各光センサ７２からの出力は、温度検知手段５の出力とともに制御部３に送られて、各単色固体光源１１，１２への供給電力の制御に利用される。   As shown in FIG. 8, the light intensity detecting means 7 is provided with a beam splitter 71 on the output optical path of each monochromatic solid-state light source 11, 12 to extract a part of the output light, and at a position where the extracted output light is incident. A configuration in which the optical sensor 72 is provided can be employed. The output from each optical sensor 72 is sent to the control unit 3 together with the output from the temperature detecting means 5 and used for controlling the power supplied to the single color solid light sources 11 and 12.

第３の実施形態における制御例について説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態で説明した温度検知手段５による色度安定化の制御を行うに際し、単色固体光源１１，１２の光強度のフィードバック制御を行うものである。図９は、第３の実施形態の単色光源装置で使用される制御用データの一例を示した図である。   A control example in the third embodiment will be described. In the third embodiment, feedback control of the light intensity of the monochromatic solid light sources 11 and 12 is performed when controlling the chromaticity stabilization by the temperature detecting means 5 described in the first embodiment. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of control data used in the monochromatic light source device of the third embodiment.

具体的に説明すると、第３の実施形態では、光強度のフィードバック制御の目標値（以下、光強度目標値と呼ぶ）が各光源温度について予め定められている。この関係を示したのが、図９である。図９の横軸は光源温度、縦軸は光強度目標値である。各光強度目標値は、第１の実施形態と同様、合成単色光の色度が所定のＣ０になる値として予め実験的に調べられて決定されたものである。図９に示す例では、温度が上昇するにつれて第１の単色固体光源１１の光強度目標値は上昇し、第２の単色固体光源１２の光強度目標値は下降する。この例では、両方の直線が交差する点（両方の光強度目標値が同じになる光源温度）があるが、これは必須ではなく、交差する点がない場合もある。   Specifically, in the third embodiment, a target value for light intensity feedback control (hereinafter referred to as a light intensity target value) is predetermined for each light source temperature. FIG. 9 shows this relationship. The horizontal axis in FIG. 9 is the light source temperature, and the vertical axis is the light intensity target value. Similar to the first embodiment, each light intensity target value is determined by experimentally examining in advance as a value at which the chromaticity of the combined monochromatic light becomes a predetermined C0. In the example shown in FIG. 9, the light intensity target value of the first monochromatic solid light source 11 increases and the light intensity target value of the second monochromatic solid light source 12 decreases as the temperature rises. In this example, there is a point where both straight lines intersect (the light source temperature at which both light intensity target values are the same), but this is not essential, and there may be no points where they intersect.

制御部３は、設定されたある初期値で各単色固体光源１１，１２に電力供給を開始する。この初期値は、図９に示すように、電力供給開始時の光源温度（Ｔ０）における各光強度目標値（Ｐ０１，Ｐ０２）である。光源温度に変化がない限りは、そして、温度検知手段５からの信号により光源温度が変化したと判断した場合、光強度目標値を変更する。例えば、図９に示すようにＴ０からＴ１に変化した場合、Ｔ１における光強度目標値（Ｐ１１，Ｐ１２）に変更する。そして、光強度がＰ１１，Ｐ１２になるように制御部３が各電源回路４１，４２をフィードバック制御する。   The control unit 3 starts supplying power to the single-color solid light sources 11 and 12 with a certain initial value that has been set. As shown in FIG. 9, the initial values are the light intensity target values (P01, P02) at the light source temperature (T0) at the start of power supply. As long as there is no change in the light source temperature, and if it is determined that the light source temperature has changed due to a signal from the temperature detection means 5, the light intensity target value is changed. For example, when it changes from T0 to T1 as shown in FIG. 9, it changes to the light intensity target value (P11, P12) in T1. And the control part 3 feedback-controls each power supply circuit 41 and 42 so that light intensity may be set to P11 and P12.

第３の実施形態では、各単色固体光源１１，１２の光強度をフィードバック制御することで合成単色光の色度を一定に保っているので、光源の劣化のような、各単色固体光源への供給電力と光強度との再現性が低下した状況の下でも、色度を一定に保つことができる。例えば光源の劣化と光源温度の変化とが同時に生じた場合、予め決められた電力供給比に変更するだけでは色度が一定に保てない場合がある。供給電力比を所望の値にしても劣化のために各単色固体光源１１，１２の出力比が所望のものにならないためである。第３の実施形態では、光強度のフィードバック制御の中に光源温度に応じた供給電力比の制御を組み込んでいるので、このような問題はなく、光源の劣化のような外因によらず常に色度を一定に保つことができる。   In the third embodiment, since the chromaticity of the combined monochromatic light is kept constant by feedback control of the light intensity of each monochromatic solid light source 11, 12, the deterioration of the light source is reduced. The chromaticity can be kept constant even under a situation where the reproducibility between the supplied power and the light intensity is lowered. For example, when the deterioration of the light source and the change of the light source temperature occur at the same time, the chromaticity may not be kept constant only by changing to a predetermined power supply ratio. This is because even if the supply power ratio is set to a desired value, the output ratio of the monochromatic solid light sources 11 and 12 does not become a desired one due to deterioration. In the third embodiment, since the control of the power supply ratio according to the light source temperature is incorporated in the feedback control of the light intensity, there is no such problem, and the color is always maintained regardless of external factors such as deterioration of the light source. The degree can be kept constant.

尚、第３の実施形態において、光強度検知手段７を１個のみ用いて各単色固体光源１１，１２のフィードバック制御を行うこともできる。例えば、光束合成光学系２により重ね合わされた光の光路上に１個の光強度検知手段７を配置した上で、各々の単色固体光源１１，１２を交互に消灯する。そして、光センサ７２の出力に基づいて、消灯していない方の単色固体光源について、上記光源温度に基づく光強度目標値を達成するよう、一定期間供給電力をフィードバック制御し、その後フィードバック制御を止めて、止める直前のフィードバック制御における最後の供給電力の値を保持する、いわゆる間欠フィードバックの技術によって制御すればよい。但し、実施形態の装置がプロジェクタのような表示装置に使用される場合は、画像を表示していない（例えば暗黒表示の）期間において、間欠フィードバックを回すようにする必要がある。このように１個の光強度検出手段７のみで各単色固体光源１１，１２からの光の強度を検知するようにすると、構造が簡素化でき、低コスト化できる。   In the third embodiment, it is also possible to perform feedback control of the monochromatic solid light sources 11 and 12 using only one light intensity detection means 7. For example, after arranging one light intensity detecting means 7 on the optical path of the light superimposed by the light beam combining optical system 2, the single color solid state light sources 11, 12 are turned off alternately. Based on the output of the optical sensor 72, the supplied power is feedback-controlled for a certain period so as to achieve the light intensity target value based on the light source temperature for the one-color solid light source that is not extinguished, and then the feedback control is stopped. Thus, the control may be performed by a so-called intermittent feedback technique that holds the last supplied power value in the feedback control immediately before stopping. However, when the device of the embodiment is used for a display device such as a projector, it is necessary to rotate intermittent feedback during a period in which an image is not displayed (for example, dark display). Thus, if the intensity of light from each monochromatic solid light source 11, 12 is detected by only one light intensity detecting means 7, the structure can be simplified and the cost can be reduced.

また、第１の実施形態の変形例として、各光強度検知手段７を設け、２個の単色固体光源１１，１２を総合した光の強度が目標値になるよう制御しても良い。即ち、温度検知手段５が検知した温度に従って各単色固体光源１１，１２への供給電力の比を規定するともに、各光強度検知手段７からの出力を制御部３において加算して全体の光強度を算出する。そして、全体の光強度の目標値を予め設定しておき、算出された光強度との差分を求める。そして、光源温度に従って規定された各供給電力の比を維持しつつ、全体の光強度の目標値からの差分が無くなるように全体に供給電力を増加又は減少させる。   As a modification of the first embodiment, each light intensity detecting means 7 may be provided and controlled so that the combined light intensity of the two monochromatic solid light sources 11 and 12 becomes a target value. That is, the ratio of the power supplied to each monochromatic solid light source 11, 12 is defined according to the temperature detected by the temperature detecting means 5, and the output from each light intensity detecting means 7 is added in the control unit 3 to add the total light intensity. Is calculated. Then, a target value of the entire light intensity is set in advance, and a difference from the calculated light intensity is obtained. Then, while maintaining the ratio of each supply power defined according to the light source temperature, the supply power is increased or decreased as a whole so that there is no difference from the target value of the total light intensity.

いま述べたように、この構成例の場合は、各単色固体光源１１，１２に対する光強度検知手段７のそれぞれの出力は、制御部３のなかで加算されるため、各単色固体光源１１，１２それぞれに対して、合わせて２個の光強度検知手段を設けるのではなく、光束合成光学系２により重ね合わされた光束に対し１個の光強度検知手段７を設けるようにしても構わない。このようにすることにより、構造が簡素化でき、低コスト化できる利点がある。但し、各単色固体光源１１，１２のアンバランスな劣化に対しては、色度の誤差が生じる可能性がある点に注意が必要である。しかし、定期的に更正を行うなどの使用上の工夫により、実用上の不都合を回避することができる。 As described above, in the case of this configuration example, the outputs of the light intensity detection means 7 for the single color solid light sources 11 and 12 are added in the control unit 3, so that the single color solid light sources 11 and 12 are added. Instead of providing two light intensity detection means in total, one light intensity detection means 7 may be provided for the light beam superimposed by the light beam combining optical system 2. By doing in this way, there exists an advantage which can simplify a structure and can reduce cost. However, it should be noted that chromaticity errors may occur with respect to unbalanced deterioration of the monochromatic solid light sources 11 and 12. However, practical inconveniences can be avoided by means of usage such as periodic correction.

次に、第４の実施形態の単色光源装置について説明する。この実施形態は、第２の実施形態の変形例に相当するものであり、波長検知手段６の検知結果を利用した色度安定化の制御に加えて光強度の制御を行うものである。図１０は、波長検知手段の検知結果を利用して波長シフトと光強度とを求める点を示した図である。   Next, the monochromatic light source device of the fourth embodiment will be described. This embodiment corresponds to a modification of the second embodiment, in which the light intensity is controlled in addition to the chromaticity stabilization control using the detection result of the wavelength detection means 6. FIG. 10 is a diagram showing a point for obtaining the wavelength shift and the light intensity using the detection result of the wavelength detecting means.

第４の実施形態では、第２の実施形態で用いられた波長検知手段６と同じものを使用することが想定されており、従って図１０では図６と同じ２個の光センサ６３，６４の受光感度特性が示されている。
例えば、第１の単色固体光源１１について基準波長が６４０ｎｍであったとする。この基準波長における各光センサ６３，６４の受光感度は予め求められており、各々ｇＡ、ｇＢとする。図１０は、一例として、２個の光センサ６３，６４の受光感度が同じになる波長を基準波長とする場合を表しており、ｇＡ＝ｇＢ＝ｇである。 In the fourth embodiment, it is assumed that the same wavelength detection means 6 used in the second embodiment is used. Therefore, in FIG. 10, the same two optical sensors 63 and 64 as in FIG. 6 are used. Photosensitivity characteristics are shown.
For example, assume that the reference wavelength of the first monochromatic solid light source 11 is 640 nm. The light receiving sensitivities of the optical sensors 63 and 64 at the reference wavelength are obtained in advance, and are assumed to be g A and g B , respectively. FIG. 10 shows, as an example, a case where the wavelength at which the light receiving sensitivities of the two photosensors 63 and 64 are the same is the reference wavelength, and g A = g B = g.

いま、第１の単色固体光源１１から出力される光の強度をＦ、基準波長からの波長シフトをδλとし、このときに光センサ６３，６４から出力される電流値がそれぞれＩＡ，ＩＢであったとする。この場合、第１の光センサ６３の分光感度特性直線の傾きをｋＡとし、第２の光センサ６４の分光感度特性直線の傾きをｋＢとすれば、この関係は次のように式２のように表せる。 Now, the intensity of light output from the first monochromatic solid-state light source 11 is F, and the wavelength shift from the reference wavelength is δλ, and the current values output from the optical sensors 63 and 64 at this time are I A and I B , respectively. Suppose that In this case, assuming that the slope of the spectral sensitivity characteristic line of the first photosensor 63 is k A and the slope of the spectral sensitivity characteristic line of the second photosensor 64 is k B , this relationship can be expressed as It can be expressed as

Figure 0006198174
式２において、{ } の中が、図６の縦軸の量である受光感度に等しい。
Figure 0006198174
 In Expression 2, the content of {} is equal to the light receiving sensitivity which is the amount on the vertical axis in FIG.

式２は、ＦとＦ・δλを未知数とした２元連立１次方程式であるから、初等的に解くことができて、ＦとＦ・δλが、従ってＦとδλが、それぞれ求められる。尚、図６に示す例ではｋＡが零であるが、これ以外にもｋＡ，ｋＢ，ｇＡ，ｇＢの値については、この式２の行列式が零にならない限り、様々な組合せを採用することができる。 Since Equation 2 is a binary simultaneous linear equation with F and F · δλ as unknowns, it can be solved primarily, and F and F · δλ, and hence F and δλ, are obtained respectively. In the example shown in FIG. 6, kA is zero. However, other than this, k A , k B , g A , and g B can be combined in various combinations as long as the determinant of Equation 2 does not become zero. Can be adopted.

このように第４の実施形態の単色光源装置では、各単色固体光源１１，１２それぞれに設けた波長検知手段６の出力に基づいてそれぞれの波長と光強度Ｆが求められる。そして、第２の実施形態と同様、各単色固体光源１１，１２の出力波長に従って所定の色度Ｃ０を達成する供給電力の比を決定する。その上で、光強度Ｆに基づいて各単色固体光源１１，１２の光強度の制御が行われる。例えば、光強度Ｆがについて所定の基準値を予め定めておき、算出された光強度Ｆについて基準値からの差分を求め、この差分が無くなるように供給電力比を維持したまま全体に供給電力を増加又は減少させる。 Thus, in the monochromatic light source device of the fourth embodiment, the respective wavelengths and light intensities F are obtained based on the outputs of the wavelength detecting means 6 provided in the monochromatic solid light sources 11 and 12, respectively. Then, as in the second embodiment, the ratio of the supplied power that achieves the predetermined chromaticity C 0 is determined according to the output wavelengths of the single-color solid light sources 11 and 12. Then, the light intensity of each monochromatic solid light source 11, 12 is controlled based on the light intensity F. For example, a predetermined reference value is determined in advance for the light intensity F, a difference from the reference value is obtained for the calculated light intensity F, and the supply power is reduced to the whole while maintaining the supply power ratio so that this difference is eliminated. Increase or decrease.

より具体的な一例を示すと、装置の動作モードとして通常モードと省電力モードが設定されており、省電力モードは通常より３０％低い光出力のモードであり、それぞれについて定格の光強度が基準値として定められているとする。省電力モードで動作していた各単色光源１１，１２を通常モードに切り替えた際、制御部３は電力を３０％上げるよう各電源回路４１，４２を制御する。そして、各波長検知手段６での検知結果に基づいて各単色固体光源１１，１２の波長と光強度Ｆを求め、各波長に基づいて供給電力比を選択し、現在の比率と異なるのであれば変更する。そして、各単色固体光源１１，１２の光強度Ｆが基準値からずれていれば、その差分が無くなるよう供給電力比を維持したまま電力を全体に増加又は減少させる。尚、供給電力を全体に増加又は減少させた際、光源温度が変化することがあり得る。この場合には、各波長検知手段６の出力に基づいてさらに供給電力比を変更する制御が行えばよく、通常はこのような波長と光強度の制御は、定期的に繰返し行われる。   As a more specific example, the normal mode and the power saving mode are set as the operation mode of the apparatus, and the power saving mode is a mode of light output that is 30% lower than usual, and the rated light intensity is the standard for each. Suppose that it is defined as a value. When the monochromatic light sources 11 and 12 operating in the power saving mode are switched to the normal mode, the control unit 3 controls the power supply circuits 41 and 42 to increase the power by 30%. And if the wavelength and light intensity F of each monochromatic solid light source 11 and 12 are calculated | required based on the detection result in each wavelength detection means 6, a supply power ratio will be selected based on each wavelength, and if it differs from the present ratio change. And if the light intensity F of each monochromatic solid light source 11 and 12 has shifted | deviated from the reference value, electric power will be increased or decreased whole, maintaining a supply electric power ratio so that the difference may be lost. Note that when the supply power is increased or decreased as a whole, the light source temperature may change. In this case, it is only necessary to further control the supply power ratio based on the output of each wavelength detection means 6, and such control of the wavelength and light intensity is usually repeated periodically.

以上において述べた各実施形態において、各電源回路４１，４２を制御する制御部３は、例えばアナログ的なフィードバック制御用の専用のＩＣを利用してハードウェア的に構成してもよいが、マイクロプロセッサを用いてプログラム処理により実現することもできる。また、例えば、アナログで入力される信号は、入力段でＡＤ変換してディジタル信号に変換し、マイクロプロセッサ内のディジタル演算によって生成されたディジタルデータに基づき、また必要があればＤＡ変換によりアナログ信号に変換して出力するなどして、所期の機能を発揮するものとして実現してもよい。このような処理機能を１個のＩＣに集積した、一般にＤＳＰ(digital signal processor)と呼ばれる専用のＩＣを使用して実現することは、本発明における制御部３の構成としてとりわけ好適である。   In each of the embodiments described above, the control unit 3 that controls the power supply circuits 41 and 42 may be configured in hardware using, for example, a dedicated IC for analog feedback control. It can also be realized by program processing using a processor. Further, for example, an analog input signal is converted into a digital signal by AD conversion at the input stage, and based on digital data generated by digital calculation in the microprocessor, and if necessary, analog signal by DA conversion. It may be realized that the desired function is exhibited by converting it into It is particularly suitable as the configuration of the control unit 3 in the present invention to realize such processing functions using a dedicated IC generally called a DSP (digital signal processor) integrated in one IC.

また、各実施形態において、複数の単色固体光源１１，１２は、原色として赤色を表現するための半導体レーザーを例にして説明したが、緑や青についても同様に実施できる。例えば、緑色については、５１５〜５３５ｎｍ程度のレーザーを用いることができる。より具体的には、５１５ｎｍのレーザーとして日亜化学工業（株）製の半導体レーザーＮＤＧ４２１６−Ｅが使用でき、５３５ｎｍのレーザーとしてNecsel Intellectual Property,Inc.（本社：米国カリフォルニア州）製のものを使用することができる。
また、青色については、４４０〜４６０ｎｍ程度のレーザーを使用することができる。この場合、例えば４４０ｎｍのレーザーとして日亜化学工業（株）製の半導体レーザーＮＤＢ４１１６−Ｅが使用でき、４６０ｎｍのレーザーとして同社のＤＤＢ４２１６−Ｅを使用することができる。
また、本発明の単色光源装置においては、半導体レーザー以外の固体光源を単色固体光源として用いることができる。例えば、ＬＥＤ、ＳＨＧ(Second Harmonic Generation)光源、有機ＥＬ光源、無機ＥＬ光源等である。 Further, in each embodiment, the plurality of single-color solid light sources 11 and 12 have been described by taking the semiconductor laser for expressing red as the primary color as an example, but the same can be applied to green and blue. For example, for green, a laser of about 515 to 535 nm can be used. More specifically, a semiconductor laser NDG4216-E manufactured by Nichia Corporation can be used as a 515 nm laser, and a laser manufactured by Necsel Intellectual Property, Inc. (head office: California, USA) can be used as a 535 nm laser. can do.
For blue, a laser having a wavelength of about 440 to 460 nm can be used. In this case, for example, a semiconductor laser NDB4116-E manufactured by Nichia Corporation can be used as a 440 nm laser, and its DDB4216-E can be used as a 460 nm laser.
In the monochromatic light source device of the present invention, a solid light source other than the semiconductor laser can be used as the monochromatic solid light source. For example, LED, SHG (Second Harmonic Generation) light source, organic EL light source, inorganic EL light source and the like.

尚、各実施形態の説明において、各単色固体光源１１，１２の供給電力を制御すると説明したが、半導体レーザーのように多くの固体光源は電流値が出力に依存する。従って、電流を制御するとして発明を捉えることも可能である。直接的な制御対象は電流であったとしても、結果的には電力を制御していることに変わりはない。この点は、電圧を制御する場合も同様である。   In the description of each embodiment, it has been described that the power supplied to each of the monochromatic solid light sources 11 and 12 is controlled. However, the current value of many solid light sources such as semiconductor lasers depends on the output. Therefore, it is possible to grasp the invention as controlling the current. Even if the direct control object is a current, the power is controlled as a result. This is the same when controlling the voltage.

次に、表示装置の発明の実施形態について説明する。図１１は、本発明の実施形態に係る表示装置の概略図である。
実施形態の表示装置は、上述したいずれかの実施形態の単色光源装置を搭載したものである。図１１では、表示装置の例として、プロジェクタやデジタルシネマ映写機が想定されている。表示装置は、ＲＧＢそれぞれの単色光源装置８１と、単色光源装置８１によって単色光が照射される２次元光変調素子８２と、２次元光変調素子８２で作られた映像をスクリーン８３に投影するための投影レンズ８４等を備えている。 Next, an embodiment of the invention of the display device will be described. FIG. 11 is a schematic view of a display device according to an embodiment of the present invention.
The display device according to the embodiment includes the monochromatic light source device according to any one of the above-described embodiments. In FIG. 11, a projector or a digital cinema projector is assumed as an example of the display device. The display device projects RGB single-color light source devices 81, a two-dimensional light modulation element 82 irradiated with monochromatic light from the single-color light source device 81, and an image created by the two-dimensional light modulation element 82 onto a screen 83. Projection lens 84 and the like.

２次元光変調調素子や投影光学系の構成は、表示装置の方式により異なる。図１１は、例えばＬＣＤ方式を想定して描かれている。２次元光変調素子８２には、透過型液晶素子が使用されており、２次元光変調素子８２には単色光源装置８１からの光がフライアイインテグレータ８５を介して照射されるようになっている。そして、２次元光変調素子８２からの透過光をダイクロイックプリズム８６を介して３色合成し、スクリーン８３に投影する投影光学系８４が搭載される。尚、各単色光源装置８１は、単色固体光源からの光が広がった状態で出射するよう不図示のレンズを内蔵している。
この他、ＬＣＯＳ方式(ＬＣｏＳは株式会社内田洋行の登録商標）の場合、反射型の液晶素子が２次元光変調光学系として使用され、液晶素子に光照射して反射光をスクリーンに投影する投影光学系が採用される。また、ＤＬＰ方式（ＤＬＰはテキサスインスツルメンツ社の登録商標）の場合、２次元光変調素子８２にはＤＭＤ（Digital Mirror Device)が使用される。 The configurations of the two-dimensional light modulation control element and the projection optical system differ depending on the type of the display device. FIG. 11 is drawn assuming an LCD system, for example. A transmissive liquid crystal element is used for the two-dimensional light modulation element 82, and the light from the monochromatic light source device 81 is irradiated to the two-dimensional light modulation element 82 via the fly eye integrator 85. . Then, a projection optical system 84 is mounted that synthesizes three colors of transmitted light from the two-dimensional light modulation element 82 via a dichroic prism 86 and projects it on a screen 83. Each monochromatic light source device 81 incorporates a lens (not shown) so that light from the monochromatic solid light source is emitted in a spread state.
In addition, in the case of the LCOS method (LCoS is a registered trademark of Hiroyuki Uchida Co., Ltd.), a reflective liquid crystal element is used as a two-dimensional light modulation optical system, and the liquid crystal element is irradiated with light to project reflected light onto a screen. An optical system is adopted. In the case of the DLP method (DLP is a registered trademark of Texas Instruments), a DMD (Digital Mirror Device) is used for the two-dimensional light modulation element 82.

単色光源装置は、ＲＧＢのそれぞれについて搭載される。従って、３機の単色光源装置が搭載される。前述したように、各単色光源装置８１では、１個の原色を現すのに複数の単色固体光源が使用され、温度変化による波長シフトを補償するように電力供給比が変更されるので、各原色の色度が温度変化によらず一定に保たれる。従って、スクリーン８３上に投影される映像の色合いも温度変化によらず常に安定したものになる。   The monochromatic light source device is mounted for each of RGB. Accordingly, three monochromatic light source devices are mounted. As described above, in each monochromatic light source device 81, a plurality of monochromatic solid light sources are used to express one primary color, and the power supply ratio is changed so as to compensate for the wavelength shift due to temperature change. Is kept constant regardless of temperature changes. Therefore, the color of the image projected on the screen 83 is always stable regardless of the temperature change.

１１ 単色固体光源
１２ 単色固体光源
２ 光束合成光学系
３ 制御部
４１ 電源回路
４２ 電源回路
５ 温度検知手段
６ 波長検知手段
７ 光強度検知手段
８１ 単色光源装置
８２ ２次元光変調素子
８３ スクリーン
８４ 投影光学系
８５ フライアイインテグレータ
８６ ダイクロイックプリズム DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Monochromatic solid light source 12 Monochromatic solid light source 2 Light beam synthetic | combination optical system 3 Control part 41 Power supply circuit 42 Power supply circuit 5 Temperature detection means 6 Wavelength detection means 7 Light intensity detection means 81 Monochromatic light source device 82 Two-dimensional light modulation element 83 Screen 84 Projection optics Series 85 Fly Eye Integrator 86 Dichroic Prism

Claims (6)

１個の原色を現すための光を出力する単色光源装置であってA monochromatic light source device that outputs light for expressing one primary color,
複数の単色固体光源と、各単色固体光源に供給する電力を制御する制御部と、各単色固体光源の出力波長を検知する波長検知手段とを備えており、  A plurality of single-color solid light sources, a control unit for controlling the power supplied to each single-color solid light source, and wavelength detection means for detecting the output wavelength of each single-color solid light source,
複数の単色固体光源は、現すべき１個の原色の波長範囲に属し且つ互いに異なる波長の光を出力するものであり、  The plurality of monochromatic solid light sources output light having different wavelengths belonging to the wavelength range of one primary color to be manifested,
制御部は、波長検知手段が検知した波長に従って各単色固体光源への供給電力の比を制御するものであることを特徴とする単色光源装置。  The control unit controls a ratio of power supplied to each monochromatic solid light source in accordance with the wavelength detected by the wavelength detecting means. １個の原色を現すための光を出力する単色光源装置であって A monochromatic light source device that outputs light for expressing one primary color,
複数の単色固体光源と、各単色固体光源に供給する電力を制御する制御部と、単色固体光源の温度を検知する温度検知手段と、各単色固体光源から出力された光の強度を検知する光強度検知手段とを備えており、  A plurality of monochromatic solid light sources, a control unit for controlling the power supplied to each monochromatic solid light source, temperature detecting means for detecting the temperature of the monochromatic solid light source, and light for detecting the intensity of light output from each monochromatic solid light source Strength detection means,
複数の単色固体光源は、現すべき１個の原色の波長範囲に属し且つ互いに異なる波長の光を出力するものであり、  The plurality of monochromatic solid light sources output light having different wavelengths belonging to the wavelength range of one primary color to be manifested,
制御部は、各単色固体光源からの光の強度が目標値になるように各単色固体光源への供給電力を光強度検知手段からの信号に従ってフィードバック制御するものであって、温度検知手段が検知した光源温度に従って目標値を設定するものであることを特徴とする単色光源装置。  The control unit feedback-controls the power supplied to each monochromatic solid light source according to the signal from the light intensity detecting means so that the intensity of the light from each monochromatic solid light source becomes a target value. A monochromatic light source device characterized in that a target value is set according to the light source temperature. １個の原色を現すための光を出力する単色光源装置であって A monochromatic light source device that outputs light for expressing one primary color,
複数の単色固体光源と、各単色固体光源に供給する電力を制御する制御部と、各単色固体光源の出力波長を検知する波長検知手段と、各単色光源から出力された光の強度を検知する光強度検知手段とを備えており、  A plurality of single-color solid light sources, a control unit that controls the power supplied to each single-color solid light source, wavelength detection means that detects the output wavelength of each single-color solid light source, and the intensity of light output from each single-color light source Light intensity detection means,
複数の単色固体光源は、現すべき１個の原色の波長範囲に属し且つ互いに異なる波長の光を出力するものであり、  The plurality of monochromatic solid light sources output light having different wavelengths belonging to the wavelength range of one primary color to be manifested,
制御部は、波長検知手段が検知した波長に従って各単色固体光源への供給電力の比を選択して当該比で電力が供給されるよう制御するとともに、当該比を維持しつつ、光強度検知手段の検知結果に従って各単色固体光源による全体の光の強度が所定の強度になるよう供給電力を制御するものであることを特徴とする単色光源装置。  The control unit selects the ratio of the power supplied to each monochromatic solid-state light source according to the wavelength detected by the wavelength detection means, and controls the power to be supplied at the ratio, while maintaining the ratio, and the light intensity detection means The monochromatic light source device is characterized in that the power supplied is controlled so that the intensity of the entire light from each monochromatic solid light source becomes a predetermined intensity in accordance with the detection result. 前記温度検知手段は、前記各単色固体光源に対して熱伝導性良く設けた１個の伝熱体の温度を検知するものであり、伝熱体の温度を各単色固体光源の共通した温度として検知するものであることを特徴とする請求項２に記載の単色光源装置。The temperature detecting means detects the temperature of one heat transfer body provided with good thermal conductivity with respect to each monochromatic solid light source, and the temperature of the heat transfer body is set as a temperature common to each monochromatic solid light source. The monochromatic light source device according to claim 2, wherein the monochromatic light source device is to detect. 前記波長検知手段は、前記各単色固体光源の変化し得る出力波長の範囲において互いに分光特性が異なるフィルタと受光素子からなる光センサで構成されたものであることを特徴とする請求項１又は３記載の単色光源装置。  The said wavelength detection means is comprised with the optical sensor which consists of a filter and a light receiving element from which a spectral characteristic differs mutually in the range of the output wavelength which can change each said monochromatic solid light source, The light sensor is characterized by the above-mentioned. The monochromatic light source device described. 請求項１乃至５いずれかに記載の単色光源装置をいずれか１個の原色を表現するために備えていることを特徴とする表示装置。  6. A display device comprising the monochromatic light source device according to claim 1 for expressing any one primary color.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11172560B2 (en) * 2016-08-25 2021-11-09 Alcon Inc. Ophthalmic illumination system with controlled chromaticity
WO2019087640A1 (en) * 2017-11-01 2019-05-09 オリンパス株式会社 Light source device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004193029A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Advanced Display Inc Light source device and display
JP2006065724A (en) * 2004-08-30 2006-03-09 Toshiba Lighting & Technology Corp Beacon system
JP4441426B2 (en) * 2005-03-22 2010-03-31 シャープ株式会社 Surface illumination device and liquid crystal display device including the same
JP2009519579A (en) * 2005-12-16 2009-05-14 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Illumination device and method for controlling the illumination device
JP2007173127A (en) * 2005-12-22 2007-07-05 Matsushita Electric Works Ltd Lighting device
JP2008185924A (en) * 2007-01-31 2008-08-14 Olympus Corp Illuminating apparatus and image projector
JP2008192421A (en) * 2007-02-02 2008-08-21 Seiko Epson Corp Light source control device, image display device, and projector
JP4988505B2 (en) * 2007-10-26 2012-08-01 パナソニック株式会社 Light-emitting diode luminaire
JP2009258207A (en) * 2008-04-14 2009-11-05 Panasonic Corp Display device
JP5760455B2 (en) * 2011-01-28 2015-08-12 カシオ計算機株式会社 Light source device, projection device, and light source control method
JP5299485B2 (en) * 2011-09-05 2013-09-25 セイコーエプソン株式会社 Light source device, image display device, and monitor device
JP6040621B2 (en) * 2012-08-07 2016-12-07 セイコーエプソン株式会社 Image display device

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