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

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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3および波長測定部(取得手段)3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3に導く。回折光学素子3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3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3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3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3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3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3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3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からのいずれか一項に記載の光源装置。
  10. 請求項1から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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