JP7204379B2 - 光源装置および画像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に好適な光源装置に関する。

光源から発せられた光を、液晶パネル等の光変調素子により画像変調してスクリーン等の被投射面に投射する画像投射装置（以下、プロジェクタという）には、光源としてレーザダイオード（ＬＤ）を用いるものがある。このようなプロジェクタには、特許文献１にて開示されているように、互いに異なる波長の光を発する複数のＬＤ（青色ＬＤと赤色ＬＤ）を用いるものがある。

特開２０１６－２２４３０４号公報

ただし、赤色ＬＤには、青色ＬＤに比べて、特に温度が低いときに光学損傷（ＣＯＤ：Catastrophic Optical Damage）を引き起こしやすいという性質がある。

本発明は、赤色ＬＤ等の光源におけるＣＯＤの発生を抑制することが可能な光源装置およびプロジェクタを提供する。

本発明の一側面としての光源装置は、駆動電流が供給されることにより発光する光源と、該光源を冷却する冷却手段と、冷却手段を制御する制御手段と、光源の発光量に相関がある情報を取得する取得手段とを有する。制御手段は、情報が許容範囲に入るように冷却手段を制御する。許容範囲の上限と下限のうち一方は光源の発光量が該光源に光学損傷が生じない上限発光量に応じて設定されている。制御手段は、許容範囲の上限と下限のそれぞれを駆動電流ごとに変化させ、かつ駆動電流が大きいほど許容範囲を小さくすることを特徴とする。

また、上記光源装置を用いた画像投射装置も、本発明の一側面を構成する。 さらに、本発明の他の一側面としての制御方法は、駆動電流が供給されることにより発光する光源と、該光源を冷却する冷却手段とを有する光源装置に適用される。該制御方法は、光源の発光量に相関がある情報を取得するステップと、該情報が許容範囲に入るように冷却手段を制御するステップとを有する。許容範囲の上限と下限のうち一方を光源の発光量が該光源に光学損傷が生じない上限発光量に応じて設定し、許容範囲の上限と下限のそれぞれを駆動電流ごとに変化させ、かつ駆動電流が大きいほど許容範囲を小さくすることを特徴とする。

なお、光源装置のコンピュータに、上記制御方法に従う処理を実行させるコンピュータプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、光源におけるＣＯＤの発生を抑制することができる。

本発明の実施例１であるプロジェクタの構成を示す図。 実施例１におけるＲ光源の駆動電流と温度測定値との関係を示す図。 実施例１のプロジェクタで行われる冷却制御処理を示すフローチャート。 本発明の実施例２であるプロジェクタの構成を示す図。 実施例２におけるＲ光源の駆動電流と光量測定値との関係を示す図。 実施例２のプロジェクタで行われる冷却制御処理を示すフローチャート。 本発明の実施例３であるプロジェクタの構成を示す図。 実施例３におけるＲ光源の駆動電流と波長測定値との関係を示す図。 実施例３のプロジェクタで行われる冷却制御処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１である画像投射装置としてのプロジェクタの構成を示している。以下の説明において、Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ、赤、緑、青の意味である。１はシステム制御部、２は駆動電流算出部、３は光源駆動部である。４ｂａ，４ｂｂはＢ光源であり、４ｒｃ，４ｒｄはＲ光源である。５ｂはＢ光源用ヒートシンク、５ｒはＲ光源用ヒートシンク、６ｂはＢ光源用冷却部、６ｒはＲ光源用冷却部、７は冷却制御部である。

８ｂａ，８ｂｂはＢ用コリメートレンズであり、８ｒｃ，８ｒｄはＲ用コリメートレンズである。９は第１のレンズ、１０は第２のレンズ、１２は光反射部材、１３はガラス板、１４は第３のレンズである。１５は蛍光体、１６は蛍光体支持部材、１７はモータ、１８はモータ制御部である。２０ａは第１のフライアイレンズ、２０ｂは第２のフライアイレンズ、２１は偏光変換素子、２２は第４のレンズである。

２３はダイクロイックミラー、２４は波長選択性位相板、２５ＲＢはＲＢ用偏光ビームスプリッタ、２５ＧはＧ用偏光ビームスプリッタ、２６ＲはＲ用λ／４板、２６ＧはＧ用λ／４板、２６ＢはＢ用λ／４板である。２７ＲはＲ用光変調部、２７ＧはＧ用光変調部、２７ＢはＢ用光変調部である。２９は色合成プリズム、３１は投射レンズである。３２は温度測定部であり、３３は駆動条件演算部である。

駆動電流算出部２は、システム制御部１からの指示に応じてＢ光源４ｂａ，４ｂｂおよびＲ光源４ｒｃ，４ｒｄの駆動電流を算出する。光源駆動部３は、駆動電流算出部２により算出された各駆動電流を各光源に供給してこれを駆動する。

Ｂ光源４ｂａ，４ｂｂは、Ｂ光（青光）を発する互いに同じ半導体レーザダイオードを用いて構成されている。Ｂ光源４ｂａ，４ｂｂのピーク波長は、例えば４５５ｎｍである。Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄは、Ｒ光（赤光）を発する互いに同じ半導体レーザダイオードを用いて構成されている。Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄのピーク波長は、例えば６３５ｎｍである。Ｂ光源４ｂａ，４ｂｂは、Ｂ光源用ヒートシンク５ｂに取り付けられている。Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄは、Ｒ光源用ヒートシンク５ｒに取り付けられている。各ヒートシンクとしては、放熱フィンが設けられた銅板等が用いられる。各光源と各ヒートシンクは、熱伝導シート等の伝熱部材で密着されていることが好ましい。なお、Ｂ光源およびＲ光源のそれぞれの数は、２つでなくてもよい。

Ｂ光源用ヒートシンク５ｂとＲ光源用ヒートシンク５ｒの背面にはそれぞれ、冷却ファンにより構成されるＢ光源用冷却部（以下、Ｂ光源用冷却ファンという）６ｂとＲ光源用冷却部（冷却手段：以下、Ｒ光源用冷却ファンという）６ｒが配置されている。

Ｂ光源用冷却ファン６ｂおよびＲ光源用冷却ファン６ｒのそれぞれからの冷却風によってＢ光源用ヒートシンク５ｂおよびＲ光源用ヒートシンク５ｒが冷却される。Ｂ光源用冷却ファン６ｂとＲ光源用冷却ファン６ｒの回転数（ファン回転数）は、システム制御部１の指示に基づいて冷却制御部７によって制御される。各冷却ファンの駆動電圧を上げるとファン回転数が増加し、駆動電圧を下げるとファン回転数が減少する。図１においてＢ光源用冷却ファン６ｂとＲ光源用冷却ファン６ｒから出ている矢印の向きは、冷却風の向きを示している。

Ｂ光源用ヒートシンク５ｂおよびＲ光源用ヒートシンク５ｒはそれぞれ、Ｂ光源４ｂａ，４ｂｂが発した熱およびＲ光源４ｒｃ，４ｒｄが発した熱を平均化する。Ｂ光源用ヒートシンク５ｂおよびＲ光源用ヒートシンク５ｒをそれぞれＢ光源用冷却ファン６ｂおよびＲ光源用冷却ファン６ｒにより冷却することで、Ｂ光源４ｂａ，４ｂｂおよびＲ光源４ｒｃ，４ｒｄを同時に冷却することができる。

Ｂ光源４ｂａ，４ｂｂから発せられたＢ光はそれぞれ、Ｂ用コリメートレンズ８ｂａ，８ｂｂに入射する。Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄから発せられたＲ光はそれぞれ、Ｒ用コリメートレンズ８ｒｃ，８ｒｄに入射する。各コリメートレンズは、各光源からの光を略平行光に変換する。図１における各光源からの矢印の向きは、光の光路と進行方向を表している。このことは以降の光路おいても同様である。

各コリメートレンズから出射した光は、第１のレンズ９および第２のレンズ１０に入射して励起光１１として出射する。第１のレンズ９と第２のレンズ１０は、各コリメートレンズから出射した光の光束径を調整する役割を有する。

励起光１１は、ガラス板１３の表面に設けられた光反射部材１２で反射され、第３のレンズ１４を介して蛍光体１５に照射される。光反射部材１２は、ガラス板１３の表面のうち励起光１１が照射される部分にのみ設けられている。また、第３のレンズ１４は、励起光１１を集光して蛍光体１５上に所定サイズの光照射領域を形成する。

蛍光体１５の材料は、例えばＹＡＧ：Ｃｅである。蛍光体１５は、モータ１７の回転軸を中心とした円周方向に設けられ、蛍光体支持部材１６によって支持されている。蛍光体支持部材１６の材料は、典型的にはアルミ等の金属板である。ただし、金属板と同様な機能を有するものであれば、金属板に限られない。モータ１７は、蛍光体１５からの放熱を効率的に行うために、蛍光体１５および蛍光体支持部材１６を回転させる。モータ１７の回転数は、システム制御部１の指示に応じてモータ制御部１８により制御される。

蛍光体１５は、励起光１１のうちＢ光の一部を波長変換して黄色の蛍光光を発生させる。蛍光光と蛍光体１５により波長変換されなかったＢの励起光（非変換光）とＲ光とが合成されて白色（Ｗ）光としての照明光１９が生成される。

照明光１９は、第３のレンズ１４に入射して略平行光に変換される。第３のレンズ１４を透過した照明光１９は、さらにガラス板１３のうち光反射部材１２以外の部分を透過して、第１のフライアイレンズ２０ａおよび第２のフライアイレンズ２０ｂを透過することで複数の光束に分割されて偏光変換素子２１に入射する。偏光変換素子２１は、無偏光光である照明光１９を特定の１つの偏光方向を有する直線偏光に変換する。一般に、ＬＤからの光束は直線偏光光であるが、蛍光体１５からの照明光１９は無偏光光になっている。このため、後述する偏光ビームスプリッタでの偏光分離を効率良く行うために、偏光変換素子２１を設けることで直線偏光（図１の紙面に垂直な偏光方向を有するＳ偏光）に変換する。

偏光変換素子２１から出射した照明光１９としての複数の光束は、第４のレンズ２２により集光されて３つの光変調部２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ上にて重ね合わせられる。これにより、各光変調部は均一に照明される。

第４のレンズ２２を透過した照明光１９は、ダイクロイックミラー２３に導かれる。ダイクロイックミラー２３は、照明光１９のうちＲＢ光１９ＲＢを反射し、Ｇ光１９Ｇを透過させる。ダイクロイックミラー２３を透過したＳ偏光のＧ光１９Ｇは、Ｇ用偏光ビームスプリッタ２５Ｇに入射してその偏光分離面で反射され、Ｇ用光変調部２７Ｇに到達する。ここで、Ｇ用光変調部２７Ｇは、デジタル駆動式の反射型液晶表示素子であり、Ｇ光１９Ｇを変調するための原画を形成する。システム制御部１は、外部からの入力映像信号に応じてＧ用光変調部２７Ｇに原画を形成させるようにこれを駆動する。この際、システム制御部１は、Ｇ用光変調部２７Ｇの各画素を各フレーム期間内にＯＮ／ＯＦＦ駆動し、該ＯＮ／ＯＦＦ駆動のデューティを制御することによりＧ用光変調部２７Ｇに複数の階調を表現させる。これらのことは、Ｒ用光変調部２７ＲとＢ用光変調部２７Ｂも同様である。

Ｇ用光変調部２７Ｇは、Ｇ光１９Ｇを原画に応じて変調するとともに反射する。これにより、Ｇ用光変調部２７Ｇから変調光２８Ｇが出射する。変調光２８ＧのうちＳ偏光成分は、Ｇ用偏光ビームスプリッタ２５Ｇの偏光分離面で反射され、光源側に戻され、投射光から除去される。一方、変調光２８ＧのうちＰ偏光成分は、Ｇ用偏光ビームスプリッタ２５Ｇの偏光分離面を透過する。このとき、全ての偏光成分をＳ偏光に変換した状態（以下、全黒表示状態という）において、λ／４板２６Ｇの遅相軸または進相軸をＧ用偏光ビームスプリッタ２５Ｇへの入射光軸と反射光軸を含む平面に垂直な方向に調整する。これにより、Ｇ用偏光ビームスプリッタ２５ＧとＧ用光変調部２７Ｇで発生する偏光状態の乱れの影響を小さく抑えることができる。Ｇ用偏光ビームスプリッタ２５Ｇから出射した変調光２８Ｇは、色合成プリズム２９に入射する。

ダイクロイックミラー２３で反射されたＲＢ光１９ＲＢは、波長選択性位相板２４に入射する。波長選択性位相板２４は、Ｒ光をその偏光方向を９０度回転させることでＰ偏光に変換し、Ｂ光をその偏光方向を回転させることなくＳ偏光として透過させる。波長選択性位相板２４を透過したＲＢ光１９ＲＢは、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢに入射する。

ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢは、Ｐ偏光であるＲ光１９Ｒを透過し、Ｓ偏光であるＢ光１９Ｂを反射する。ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢの偏光分離面を透過したＲ光１９Ｒは、Ｒ用光変調部２７Ｒで変調および反射されて変調光２８Ｒとして出射する。変調光２８ＲのうちＰ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢの偏光分離面を透過して光源側に戻され、投射光から除去される。一方、変調光２８ＲのうちＳ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢの偏光分離面で反射されて色合成プリズム２９に入射する。

ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢの偏光分離面で反射されたＢ光１９Ｂは、Ｂ用光変調部２７Ｂで変調および反射されて変調光２８Ｂとなる。変調光２８ＢのうちＳ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢの偏光分離面で反射されて光源側に戻され、投射光から除去される。一方、変調光２８ＢのうちＰ偏光成分は、ＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢの偏光分離面を透過して色合成プリズム２９に入射する。このとき、λ／４板２６Ｒ，２６Ｂの遅相軸をＧ用のλ／４板２６Ｇと同様に調整することにより、ＲとＢそれぞれの全黒表示状態の調整を行うことができる。こうして１つの光束に合成されてＲＢ用偏光ビームスプリッタ２５ＲＢから出射したＲＢ光２８ＲＢは、色合成プリズム２９に入射する。

色合成プリズム２９は、ＲＢ光２８ＲＢを透過してＧ光１９Ｇを反射することでこれらを合成して投射光３０を生成する。投射光３０は、投射レンズ３１を介してスクリーン等の不図示の被投射面に拡大投射される。これにより、投射画像としてのカラー画像が表示される。なお、図１に示した光路は、本プロジェクタが全白画像を表示しているときのものである。以下の実施例でも、特に断りがない限り、プロジェクタは全白画像を表示しているものとする。

温度測定部（取得手段）３２は、Ｂ光源４ｂａ，４ｂｂおよびＲ光源４ｒｃ，４ｒｄのそれぞれの温度を測定する。温度測定部３２が各光源の温度を測定する位置は、各光源のジャンクション温度と相関がある温度が測定できる位置であればよく、各光源に近い位置でも離れた位置でもよい。また、温度測定部３２は、各光源の温度が変化した場合にプロジェクタの環境温度の変化分を差し引くために、環境温度を測定してもよい。

駆動条件演算部３３は、駆動電流算出部２から各光源の駆動電流の値を取得し、さらに温度測定部３２から各光源の温度を取得する。駆動条件演算部３３は、取得した各光源の駆動電流値と温度に基づいて、Ｂ光源用冷却ファン６ｂとＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動条件を演算し、演算した駆動条件をシステム制御部１を介して冷却制御部７にフィードバックする。冷却制御部７は、フィードバックされた駆動条件に応じてＢ光源用冷却ファン６ｂとＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動電圧、言い換えればファン回転数を制御する。システム制御部１、駆動条件演算部３３および冷却制御部７は、制御手段を構成する。

図２のグラフは、本実施例における各Ｒ光源の駆動電流に対する温度の上限と下限を示している。図２の横軸は光源駆動部３がＲ光源に供給する駆動電流を示し、縦軸は温度測定部３２により測定されたＲ光源の温度を示す。

グラフ内の実線は駆動電流ごとのＲ光源の上限温度を示す。この上限温度は、Ｒ光源の寿命が高温によって短くなるリスクを低減するために設定されている。本実施例におけるＲ光源は半導体レーザであるため、ジャンクション温度が高いと寿命が短くなる。ジャンクション温度は、光源の温度が同じ場合は駆動電流が大きいほど高くなるため、光源の上限温度は駆動電流が大きいほど低く設定されている。

一方、グラフ内の破線は駆動電流ごとのＲ光源の下限温度を示す。Ｒ光源の温度は、該Ｒ光源の発光量に相関がある情報としての評価値である。具体的には、Ｒ光源の駆動電流が一定である場合において、Ｒ光源の温度が低いほど該Ｒ光源の発光量（光出力）が大きくなる。この結果、Ｒ光源の温度が低いほど、該Ｒ光源にＣＯＤ（光学損傷）が発生するリスクが高くなる。また、Ｒ光源の駆動電流が大きいほど、該Ｒ光源にＣＯＤが発生するリスクが高くなる。このため、Ｒ光源の下限温度は、駆動電流が大きいほど高く設定されている。この下限温度は、Ｒ光源の発光量が該Ｒ光源にＣＯＤを発生させない最大値（上限発光量）を超えない温度として、該最大値に応じた所定値として設定されている。Ｒ光源の上限温度と下限温度との差は、駆動電流が大きいほど小さい方が望ましい。

温度測定部３２で測定されたＲ光源の温度が図２に示す上限温度から下限温度までの許容範囲から外れた場合は、駆動条件演算部３３がＲ光源の温度が許容範囲に入るようにＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動条件を演算する。そして、冷却制御部７は、システム制御部１を介して演算された駆動条件を取得し、該駆動条件でＲ光源用冷却ファン６ｒを制御する。

図３のフローチャートは、本実施例においてシステム制御部１、駆動条件演算部３３および冷却制御部７が行う冷却制御処理（制御方法）を示している。システム制御部１は、コンピュータプログラムに従って本処理を実行する。以下の説明において、「Ｓ」はステップを意味する。これらのことは後述する他の実施例でも同じである。

システム制御部１は、ユーザが任意に決めた又は所定のタイミングでＳ１にて本処理を開始する。Ｓ２において、システム制御部１は、温度測定部３２にＲ光源４ｒｃ，４ｒｄの温度を測定させる。

次にＳ３では、システム制御部１は、駆動条件演算部３３にＲ光源４ｒｃ，４ｒｄの駆動電流の値を駆動電流算出部２から取得させる。

次にＳ４では、駆動条件演算部３３は、Ｓ３で取得した駆動電流の値において、Ｓ２で測定された温度（測定温度）が図２に示した許容範囲内であるか否かを判断する。駆動条件演算部３３は、測定温度が許容範囲内である場合はＳ８に進んで本処理を終了し、許容範囲内でない場合はＳ５に進む。

Ｓ５では、駆動条件演算部３３は、上記測定温度が許容範囲より高いか否かを判断する。駆動条件演算部３３は、測定温度が許容範囲より高い、すなわち図２に示した上限温度を上回っている場合はＳ６に進む。一方、測定温度が許容範囲より低い、すなわち図２に示した下限温度を下回っている場合はＳ７に進む。

Ｓ６では、駆動条件演算部３３は、冷却制御部７を介してＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動電圧を上げてファン回転数を増加させる。すなわち、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄに対する冷却を強める。そしてＳ２に戻る。

一方、Ｓ７では、駆動条件演算部３３は、冷却制御部７を介してＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動電圧を下げてファン回転数を減少させる。すなわち、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄに対する冷却を弱める。そしてＳ２に戻る。

このように本実施例では、Ｒ光源の測定温度が下限温度を下回らないように、つまりはＲ光源の駆動電流ごとの発光量がＣＯＤを発生させない上限発光量を超えないように冷却する。これにより、Ｒ光源におけるＣＯＤが発生するリスクを低減することができ、Ｒ光源を長寿命化することができる。

次に、本発明の実施例２について説明する。図４は、実施例２のプロジェクタの構成を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

本実施例のプロジェクタは、実施例１（図１）で説明した温度測定部３２を有さず、光分岐部３４と光量測定部（取得手段）３５を有する。光分岐部３４はガラスにより形成され、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄから発せられるＲ光の一部を反射して光量測定部３５に導く。光量測定部３５は、フォトダイオードにより構成され、光分岐部３４で反射されたＲ光の光量を測定する。光量測定部３５で測定された光量は、駆動条件演算部３３に送られる。

図５のグラフは、本実施例における各Ｒ光源の駆動電流に対する光量測定部３５の測定値の上限と下限を示している。図５の横軸は光源駆動部３がＲ光源に供給する駆動電流を示し、縦軸は光量測定部３５で測定されたＲ光源からの光量を示す。

グラフ内の実線は、駆動電流ごとの上限光量を示す。光量測定部３５により測定されるＲ光源の光量（測定光量）は、該Ｒ光源の発光量に相関がある情報としての評価値である。具体的には、測定光量が多いほどＲ光源の発光量が多いことを示す。この上限光量は、Ｒ光源の発光量が該Ｒ光源にＣＯＤを発生させない最大値（上限発光量）を超えない光量として、該最大値に応じた所定値として設定されている。

一方、グラフ内の破線は、駆動電流ごとの下限光量を示す。この下限光量は、Ｒ光源の寿命が高温によって短くなるリスクを低減するために設定されている。Ｒ光源の上限光量と下限光量の比率は、駆動電流が大きいほど小さい方が望ましい。光量測定部３５で測定された光量が図５に示す上限光量から下限光量までの許容範囲から外れた場合は、駆動条件演算部３３がＲ光源の光量が許容範囲に入るようにＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動条件を演算する。そして、冷却制御部７は、システム制御部１を介して演算された駆動条件を取得し、該駆動条件でＲ光源用冷却ファン６ｒを制御する。

図６のフローチャートは、本実施例においてシステム制御部１、駆動条件演算部３３および冷却制御部７が行う冷却制御処理を示している。

システム制御部１は、ユーザが任意に決めた又は所定のタイミングでＳ１１にて本処理を開始する。Ｓ１２において、システム制御部１は、光量測定部３５にＲ光源４ｒｃ，４ｒｄからの光量を測定させる。

次にＳ１３では、システム制御部１は、駆動条件演算部３３にＲ光源４ｒｃ，４ｒｄの駆動電流の値を駆動電流算出部２から取得させる。

次にＳ１４では、駆動条件演算部３３は、Ｓ１３で取得した駆動電流の値において、Ｓ１２で測定された光量（測定光量）が図５に示した許容範囲内であるか否かを判断する。駆動条件演算部３３は、測定光量が許容範囲内である場合はＳ１８に進んで本処理を終了し、許容範囲内でない場合はＳ１５に進む。

Ｓ１５では、駆動条件演算部３３は、上記測定光量が許容範囲より少ないか否かを判断する。駆動条件演算部３３は、測定光量が許容範囲より少ない、すなわち図５に示した下限光量を下回っている場合はＳ１６に進む。一方、測定光量が許容範囲より多い、すなわち図５に示した上限光量を上回っている場合はＳ１７に進む。

Ｓ１６では、駆動条件演算部３３は、冷却制御部７を介してＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動電圧を上げてファン回転数を増加させる。すなわち、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄに対する冷却を強める。そしてＳ１２に戻る。

一方、Ｓ１７では、駆動条件演算部３３は、冷却制御部７を介してＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動電圧を下げてファン回転数を減少させる。すなわち、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄに対する冷却を弱める。そしてＳ１２に戻る。

このように本実施例では、Ｒ光の測定光量が上限光量を上回らないように、つまりはＲ光源の駆動電流ごとの発光量がＣＯＤを発生させない上限発光量を超えないように冷却する。これにより、Ｒ光源におけるＣＯＤが発生するリスクを低減することができ、Ｒ光源を長寿命化することができる。

次に、本発明の実施例３について説明する。図７は、実施例３のプロジェクタの構成を示している。本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

本実施例のプロジェクタは、実施例１（図１）で説明した温度測定部３２を有さず、光分岐部３４、回折光学素子３７および波長測定部（取得手段）３８を有する。光分岐部３４はガラスにより形成され、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄから発せられるＲ光の一部を反射して回折光学素子３７に導く。回折光学素子３７は、ガラスにより形成され、入射する光の波長に応じて回折する光が進む角度を変化させる特性を有する。波長測定部３８は、複数のフォトダイオードが一列に配列されたラインセンサである。Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄからのＲ光のうち回折光学素子３７で回折したＲ光がラインセンサ上のどのフォトダイオードで検出されるかによってＲ光の波長（ピーク波長）を求めることができる。波長測定部３８で測定された波長は、駆動条件演算部３３に送られる。

図８のグラフは、本実施例における各Ｒ光源の駆動電流に対する波長測定部３８の測定値の上限と下限を示している。図８の横軸は光源駆動部３がＲ光源に供給する駆動電流を示し、縦軸は波長測定部３８で測定されたＲ光源からの波長を示す。

グラフ内の実線は、駆動電流ごとの上限波長を示す。Ｒ光源の駆動電流が一定である場合、Ｒ光源の温度が高いほどＲ光源から発せられるＲ光の波長が長くなる。この上限波長は、Ｒ光源の寿命が高温により短くなるリスクを低減するために設定されている。

一方、グラフ内の破線は、駆動電流ごとの下限波長を示す。Ｒ光源から発せられるＲ光の波長は、該Ｒ光源の発光量に相関がある評価値である。具体的には、Ｒ光源の駆動電流が一定である場合において、前述したようにＲ光源の温度が低いほどＲ光源の発光量が大きくなるが、同時にＲ光源から発せられるＲ光の波長が短くなる。この下限波長は、Ｒ光源の発光量が該Ｒ光源にＣＯＤを発生させない最大値（上限発光量）を超えない波長として、該最大値に応じた所定値として設定されている。

Ｒ光源の上限波長と下限波長との差は、駆動電流が大きいほど小さい方が望ましい。波長測定部３８で測定された波長が図８で示した上限波長から下限波長までの許容範囲から外れた場合は、波長が許容範囲に入るようにＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動条件を駆動条件演算部３３が演算する。駆動条件演算部３３がＲ光源の光量が許容範囲に入るようにＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動条件を演算する。そして、冷却制御部７は、システム制御部１を介して演算された駆動条件を取得し、該駆動条件でＲ光源用冷却ファン６ｒを制御する 。

図９のフローチャートは、本実施例においてシステム制御部１、駆動条件演算部３３および冷却制御部７が行う冷却制御処理を示している。

システム制御部１は、ユーザが任意に決めた又は所定のタイミングでＳ２１にて本処理を開始する。Ｓ２２において、システム制御部１は、波長測定部３８にＲ光源４ｒｃ，４ ｒｄからのＲ光の波長を測定させる。

次にＳ２３では、システム制御部１は、駆動条件演算部３３にＲ光源４ｒｃ，４ｒｄの駆動電流の値を駆動電流算出部２から取得させる。

次にＳ２４では、駆動条件演算部３３は、Ｓ２３で取得した駆動電流の値において、Ｓ２２で測定された波長（測定波長）が図８に示した許容範囲内であるか否かを判断する。駆動条件演算部３３は、測定波長が許容範囲内である場合はＳ２８に進んで本処理を終了し、許容範囲内でない場合はＳ２５に進む。

Ｓ２５では、駆動条件演算部３３は、上記測定波長が許容範囲より長いか否かを判断する。駆動条件演算部３３は、測定波長が許容範囲より長い、すなわち図８に示した上限波長を上回っている場合はＳ２６に進む。一方、測定波長が許容範囲より短い、すなわち図８に示した下限波長を下回っている場合はＳ２７に進む。

Ｓ２６では、駆動条件演算部３３は、冷却制御部７を介してＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動電圧を上げてファン回転数を増加させる。すなわち、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄに対する冷却を強める。そしてＳ２２に戻る。

一方、Ｓ２７では、駆動条件演算部３３は、冷却制御部７を介してＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動電圧を下げてファン回転数を減少させる。すなわち、Ｒ光源４ｒｃ，４ｒｄに対する冷却を弱める。そしてＳ２２に戻る。

このように本実施例では、Ｒ光の波長が下限波長を下回らないように、つまりはＲ光源の駆動電流ごとの発光量がＣＯＤを発生させない上限発光量を超えないように冷却する。これにより、Ｒ光源におけるＣＯＤが発生するリスクを低減することができ、Ｒ光源を長寿命化することができる。
（その他の実施例）
Ｒ光源は、ＣＯＤが発生しなくても経時変化によって発光量が低下し、発熱量が増加する。このため、駆動条件演算部３３は、Ｒ光源の経時変化による劣化度合いを取得し、該劣化度合いに応じてＲ光源用冷却ファン６ｒの駆動条件を変更してもよい。具体的には、劣化度合いが所定値を上回った場合はＲ光源用冷却ファン６ｒのファン回転数を増加させ、劣化度合いが所定値を下回っている場合はファン回転数を減少させる。劣化度合いは、例えば、ある温度において、初期にＲ光源を所定の駆動電流で駆動したときの発光量と、経時変化により劣化した状態で同じ駆動電流で駆動したときの発光量との比として表すことができる。この劣化度合いは、初期の発光量を記憶しておき、経時変化により劣化した状態での発光量との比をとることで算出することができる。

また、劣化度合いを、Ｒ光源の点灯履歴と予め想定したＲ光源の発光量との対応関係に基づいて推定してもよい。さらに、劣化度合いを、発光量を測定せず、Ｒ光源に供給した電力とＲ光源の温度とから求めてもよいし、Ｒ光源に供給した電力とＲ光源から発せられる光の波長とから求めてもよい。

また、前述した各実施例では、駆動条件演算部３３が演算した駆動条件に基づいてＲ光源用冷却部の制御のみを行う場合について説明したが、Ｂ光源用冷却部にも同様の制御を行ってもよい。

また、前述した各実施例では、Ｂ光源用冷却部６ｂとＲ光源用冷却部６ｒがいずれもファンである場合について説明したが、液冷システムやペルチェ素子等、ファン以外の冷却手段を用いてもよい。なお、Ｂ光源用冷却部とＲ光源用冷却部とが一体の冷却部であってもよい。

また、前述した各実施例のプロジェクタにおいて、Ｒ光源の点灯タイミングとＲ光源用冷却部の駆動タイミングを制御してもよい。具体的には、Ｒ光源が点灯された後にＲ光源用冷却部によるＲ光源に対する冷却が定常状態になるようにＲ光源用冷却部を制御してもよい。言い換えれば、Ｒ光源用冷却部によるＲ光源に対する冷却が定常状態になる前にＲ光源を点灯させてもよい。これは、まだ温度が低いＲ光源の点灯初期においてはＲ光源の温度上昇を促した方がＣОＤが発生するリスクを低減することができるためである。

また、前述した各実施例では、Ｂ光を発する半導体レーザとＲ光を発する半導体レーザを用いたが、Ｇ光を発する半導体レーザを組み合わせてもよい。

また、前述した各実施例では、蛍光体１５が回転する場合について説明したが、必ずしも蛍光体が回転しなくてもよい。蛍光体は、各実施例のような反射型ではなく、透過型であってもよい。

また、前述した各実施例では、光変調部としてデジタル駆動式の反射型液晶表示素子を用いた場合について説明したが、アナログ駆動式の反射型液晶表示素子や透過型液晶表示素子を用いてもよいし、デジタルマイクロミラーデバイスを用いてもよい。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１ システム制御部
３ 駆動条件演算部
４ｂａ，４ｂｂ青（Ｂ）光源
４ｒｃ，４ｒｄ 赤（Ｒ）光源
６ｒ Ｒ光源用冷却部（ファン）

Claims (12)

1. 駆動電流が供給されることにより発光する光源と、
   該光源を冷却する冷却手段と、
   前記冷却手段を制御する制御手段と、
   前記光源の発光量に相関がある情報を取得する取得手段とを有し、
   前記制御手段は、前記情報が許容範囲に入るように前記冷却手段を制御し、
   前記許容範囲の上限と下限のうち一方は前記光源の発光量が該光源に光学損傷が生じない上限発光量に応じて設定されており、
   前記制御手段は、前記上限と前記下限のそれぞれを前記駆動電流ごとに変化させ、かつ前記駆動電流が大きいほど前記許容範囲を小さくすることを特徴とする光源装置。
2. 前記情報は、前記光源の温度であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記許容範囲の下限温度が前記上限発光量に応じて設定されており、
   前記制御手段は、前記情報としての前記温度が前記下限温度を下回った場合に、前記冷却手段による前記光源に対する冷却を前記温度が前記許容範囲にある場合よりも弱めることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記情報は、前記光源から発せられた光の少なくとも一部の光量であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
5. 前記許容範囲の上限光量が前記上限発光量に応じて設定されており、
   前記制御手段は、前記情報としての前記光量が前記上限光量を上回った場合に、前記冷却手段による前記光源に対する冷却を前記光量が前記許容範囲にある場合よりも弱めることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記情報は、前記光源から発せられた光の波長であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
7. 前記許容範囲の下限波長が前記上限発光量に応じて設定されており、
   前記制御手段は、前記情報としての前記波長が前記下限波長を下回った場合に、前記冷却手段による前記光源に対する冷却を前記波長が前記許容範囲にある場合よりも弱めることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
8. 前記制御手段は、
   前記光源の点灯履歴を取得し、
   前記点灯履歴に応じて前記冷却手段による前記光源に対する冷却の強さを変更することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光源装置。
9. 前記制御手段は、前記光源が点灯された後に前記冷却手段による該光源に対する冷却が定常状態になるように前記冷却手段を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光源装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の光源装置と、
    該光源装置からの光を変調する光変調部とを有し、
    前記光変調部からの光を被投射面に投射して画像を表示することを特徴とする画像投射装置。
11. 駆動電流が供給されることにより発光する光源と、該光源を冷却する冷却手段とを有する光源装置の制御方法であって、
    前記光源の発光量に相関がある情報を取得するステップと、
    前記情報が許容範囲に入るように前記冷却手段を制御するステップとを有し、
    前記許容範囲の上限と下限のうち一方を前記光源の発光量が該光源に光学損傷が生じない上限発光量に応じて設定し、
    前記上限と前記下限のそれぞれを前記駆動電流ごとに変化させ、かつ前記駆動電流が大きいほど前記許容範囲を小さくすることを特徴とする光源装置の制御方法。
12. 光源と、該光源を冷却する冷却手段とを有する光源装置のコンピュータに、請求項１１に記載の制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

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