JP7220348B2 - 半導体光源装置、及び投写型表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、レーザー光源から光によって画像表示装置上の画像を拡大投写する投写型表示装置、および、それに使用される半導体光源装置に関するものである。

特許文献１には、複数の半導体レーザ素子を有するレーザバンクと、レーザバンクの複数の半導体レーザ素子に電流を流す駆動部と、レーザバンクから出力された光量を検出する光量検出部と、レーザバンクの温度を検出する温度検出部と、検出された温度に基づいて電流制限値を決定し、検出された光量と電流制限値とに基づいて駆動部の電流を制御する制御部とを備えたレーザ光源装置が開示されている。

再公表２０１７－１５４０９６号公報

本開示は、映像信号の明るさ変化に追従する半導体光源の輝度変化を実現しながら、半導体光源の温度と電流変化に起因して半導体光源に瞬間的な過電流が流れて破損することを防ぐようにした半導体光源装置を提供する。

本開示の半導体光源装置は、半導体光源と、半導体光源に駆動電流を流すための光源駆動用電源回路と、半導体光源の温度を検出する温度センサーと、コントローラと、を備え、光源駆動用電源回路は、コントローラから出力されるＰＷＭ信号に応じた直流電圧を生成して半導体光源に駆動電流を供給するようになっており、コントローラは、映像信号の明るさに基づいて得られる電流値情報と、温度センサーからの検出結果に基き、ＰＷＭ信号のデューティ比を制御することにより、駆動電流を変化させるとともに駆動電流が所定の値に達するまでの応答特性を変化させるようにした。

本開示の半導体光源装置によれば、映像信号の明るさ変化に追従する半導体光源の輝度変化を実現しながら、半導体光源の温度と電流変化に起因し半導体光源に瞬間的な過電流が流れて破損することを防ぐことができる。

本開示の実施の形態における投写型表示装置の構成図 実施の形態におけるダイクロイックミラーの分光特性を示す図 位相差板の偏光透過率の角度依存特性を示す図 実施の形態の投写型表示装置の光源制御にかかる回路ブロック図 実施の形態にかかる回路ブロック図の動作説明図 ＬＤ制御マイコンの動作フローチャート 実施の形態にかかるデータテーブルを示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
（実施の形態）
以下、図１から図７を用いて実施の形態を説明する。

図１は本開示の実施の形態にかかる半導体光源装置を使用した投写型表示装置の構成図である。

実施の形態の投写型表示装置は、固体光源である半導体レーザー２１、放熱板２２、集光レンズ２３、ヒートシンク２４、レンズ２６、レンズ２７、第１拡散板２８、ダイクロイックミラー２９、第１集光素子であるコンデンサレンズ３０、３１、反射膜と蛍光体層３２を形成したアルミニウム基板３３とモーター３４から構成される蛍光板３５、第２集光素子であるコンデンサレンズ３６、第２拡散板３７、位相差板である１／４波長板３８、及び反射板３９から構成される光源装置４０を備える。図１中には固体光源からの出射する各光束２５の様相と、ダイクロイックミラー２９へ入射および出射する光の偏光方向を示している。

２４個（６×４）を正方配置した半導体レーザー２１と集光レンズ２３を放熱板上に一定の間隔で２次元上に配置している。ヒートシンク２４は半導体レーザー２１を冷却するためのものである。半導体レーザー２１は、４４７ｎｍから４６２ｎｍの波長幅で青の色光を発光し、直線偏光の光を出射する。半導体レーザー２１から出射する偏光はダイクロイックミラー２９の入射面に対してＰ偏光となるように、各半導体レーザーを配置している。

半導体レーザー２１、放熱板２２、集光レンズ２３、ヒートシンク２４は、半導体光源の一例である光源ユニット２０を構成する。尚、半導体レーザは、後述の説明においてＬＤとも表記する。

複数の半導体レーザー２１を出射した光は対応する集光レンズ２３により、それぞれ集光され平行な光束２５に変換される。光束２５群は凸面のレンズ２６と凹面のレンズ２７により、さらに小径化され、第１拡散板２８に入射する。第１拡散板２８はガラス製で表面の微細な凹凸形状で光を拡散する。拡散光の最大強度の５０％となる半値角度幅である拡散角度は略３度と小さく、偏光特性を保持する。第１拡散板２８を出射した光はダイクロイックミラー２９に入射する。

図２に、ダイクロイックミラーの分光特性を示す。分光特性は波長に対する透過率を示している。ダイクロイックミラーの分光特性は、波長４４７～４６２ｎｍの半導体レーザー光のＰ偏光を一定の比率で透過（平均１８％）、反射（平均８２％）し、Ｓ偏光を９５％以上の高い反射率で反射させる特性である。さらに、緑および赤の色光のＰ偏光、Ｓ偏光はそれぞれ９６％以上の高い透過率で透過する特性である。

ダイクロイックミラー２９で反射した８２％のＰ偏光の青色光はコンデンサレンズ３０、３１により集光され、光強度がピーク強度に対して１３．５％となる直径をスポット径と定義すると、スポット径が１．５ｍｍ～２．５ｍｍのスポット光に重畳され、蛍光板３５に入射する。第１拡散板２８はそのスポット光の径が所望の径となるよう光を拡散させている。

蛍光板３５は反射膜と蛍光体層３２を形成したアルミニウム基板３３と中央部にモーター３４を備えた回転制御可能な円形基板である。蛍光板３５の反射膜は可視光を反射する金属膜もしくは誘電体膜であり、アルミニウム基板上に形成される。さらに反射膜上には蛍光体層３２が形成される。蛍光体層３２には青色光により励起され、緑、赤成分を含んだ黄色光を発光するＣｅ付活ＹＡＧ系黄色蛍光体を形成している。この蛍光体の結晶母体の代表的な化学組織はＹ３Ａｌ５Ｏ１２である。蛍光体層３２は円環状に形成している。スポット光で励起された蛍光体層３２は緑、赤成分の光含む黄色光を発光する。蛍光板３５はアルミニウム基板であり、かつ回転させることにより、励起光による蛍光体層３２の温度上昇を抑制し、蛍光変換効率を安定に維持することができる。

蛍光体層３２に入射した光は、緑、赤成分の色光を蛍光発光し、蛍光板３５を出射する。また、反射膜側に発光する光は反射膜で反射し、蛍光板３５を出射する。蛍光板３５から出射した緑および赤の色光は、自然光（無偏光光）となり、再びコンデンサレンズ３０、３１で集光され、略平行光に変換された後、ダイクロイックミラー２９を透過する。

一方、ダイクロイックミラー２９を透過する１８％のＰ偏光の青色光は、第２集光素子であるコンデンサレンズ３６に入射して、集光され集光光となる。コンデンサレンズ３６の焦点距離は集光角度が４０度以下となるようにし、反射板３９の近傍に集光スポットを形成する。コンデンサレンズ３６で集光された集光光は第２拡散板３７に入射する。第２拡散板３７は入射する光を拡散させて、光強度分布を均一化するとともに、レーザー光のスペックルを解消する。第２拡散板３７は薄板のガラス表面に微細な凹凸形状で拡散面を形成したものである。第２拡散板３７は拡散面への１回の透過光で略４度の拡散角度を有し、偏光特性を維持するものである。第２拡散板３７を透過した光は位相差板である１／４波長板３８に入射する。１／４波長板３８は半導体レーザー２１の発光中心波長近傍で位相差が１／４波長となる位相差板である。

１／４波長板３８は、図中のＰ偏光方向を０度した場合に、光学軸を４５度で配置している。１／４波長板３８は、誘電体材料の斜め蒸着による複屈折を利用した薄膜位相差板（特開２０１２－２４２４４９公報参照）である。薄膜位相差板は無機材料で構成され、水晶などの無機光学結晶と同様に耐久性、信頼性に優れる。また、薄膜波長板は光の波長よりも十分に薄い膜厚で積層形成されているため、斜め蒸着層全体でひとつの光学軸をもつ位相差板となる。このため、入射角に対する位相差の変化が水晶などの無機光学結晶の位相差板よりも、非常に小さい。

図３に、薄膜位相差板と水晶位相差板での偏光透過率の角度依存性の一例を示す。位相差板に直線偏光を入射し、円偏光に変換された後の一方の直線偏光成分の透過率を偏光透過率とし、入射角に対しての偏光透過率を示したものである。入射角が０度の場合の偏光透過率を１．０として規格化している。薄膜位相差板は入射角が±３０度での偏光透過率は６％の低下に対して、水晶位相差板は入射角±５度で偏光透過率は１２％低下する。薄膜位相差板は入射角依存が非常に小さい位相差板であるため、集光光または発散光が入射する位置に配置しても、入射する直線偏光を高い効率で円偏光に変換できる。また、集光光または発散光が入射する位置に配置するため、１／４波長板３８のサイズは、従来の平行光が入射する位置に配置した場合に比べて、１／２以下のサイズに小型化でき、１／４波長板は大幅に低コスト化できる。

１／４波長板３８を透過して円偏光に変換された光は、アルミニウムや誘電体多層膜などの反射膜を形成した反射板３９で位相が反転され、逆回りの円偏光で発散光となり、１／４波長板３８を透過してＳ偏光に変換される。さらに、１／４波長板３８と反射板３９との間には、偏光を乱す部材を配置しないため、高効率でＰ偏光からＳ偏光に変換できる。

１／４波長板３８で変換されたＳ偏光は、再び、第２拡散板３７で拡散された後、コンデンサレンズ３６で平行光に変換され、ダイクロイックミラー２９で反射する。

このようにして、蛍光板３５からの蛍光光と、効率よく偏光変換された青色光とが、ダイクロイックミラー２９で合成され、白色光として出射される。蛍光発光の緑、赤成分を含む黄色光と半導体レーザー２１の青色光により、良好なホワイトバランスの発光特性を得ることができる。この発光スペクトル特性は、投写型表示装置の光学系で青、緑、赤の３原色光に分離しても、所望の色度座標の単色光を得ることができる。

１／４波長板には薄膜位相差板を用いて説明したが、光の波長よりも小さい微細周期構造で生じる複屈折を利用した微細構造性位相差板を用いてもよい。光の波長よりも小さい微細構造のため、図３に示すような偏光透過率の入射角度依存特性が小さく、集光光が入射する位置に配置できる。

本実施の形態の投写型表示装置８０は、画像形成素子として、ＴＮモードもしくはＶＡモードであって、画素領域に薄膜トランジスタを形成したアクティブマトリクス方式の透過型の液晶パネルを用いている。

本実施の形態の投写型表示装置８０は、第１のレンズアレイ板２００、第２のレンズアレイ板２０１、偏光変換素子２０２、重畳用レンズ２０３、青反射のダイクロイックミラー２０４、緑反射のダイクロイックミラー２０５、反射ミラー２０６、２０７、２０８、リレーレンズ２０９、２１０、フィールドレンズ２１１、２１２、２１３、入射側偏光板２１４、２１５、２１６、液晶パネル２１７、２１８、２１９、出射側偏光板２２０、２２１、２２２、赤反射のダイクロイックミラーと青反射のダイクロイックミラーから構成される色合成プリズム２２３、及び投写レンズ２２４を含む。

光源装置４０からの白色光は、複数のレンズ素子から構成される第１のレンズアレイ板２００に入射する。第１のレンズアレイ板２００に入射した光束は多数の光束に分割される。分割された多数の光束は、複数のレンズから構成される第２のレンズアレイ板２０１に収束する。第１のレンズアレイ板２００のレンズ素子は液晶パネル２１７、２１８、２１９と相似形の開口形状である。第２のレンズアレイ板２０１のレンズ素子は第１のレンズアレイ板２００と液晶パネル２１７、２１８、２１９とが略共役関係となるようにその焦点距離を決めている。

第２のレンズアレイ板２０１から出射した光は偏光変換素子２０２に入射する。偏光変換素子２０２は、偏光分離プリズムと１／２波長板により構成され、光源からの自然光を一つの偏光方向の光に変換する。蛍光光は自然光であるため、自然光をひとつの偏光方向に偏光変換されるが、青色光はＳ偏光の光で入射し、偏光変換されずにＳ偏光で出射する。

偏光変換素子２０２からの光は重畳用レンズ２０３に入射する。重畳用レンズ２０３は第２のレンズアレイ板２０１の各レンズ素子からの出射した光を液晶パネル２１７、２１８、２１９上に重畳照明するためのレンズである。第１のレンズアレイ板２００、及び第２のレンズアレイ板２０１と、偏光変換素子２０２と、重畳用レンズ２０３を照明光学系としている。

重畳用レンズ２０３からの光は、色分離素子である青反射のダイクロイックミラー２０４、緑反射のダイクロイックミラー２０５により、青、緑、赤の色光に分離される。緑の色光はフィールドレンズ２１１、入射側偏光板２１４を透過して、液晶パネル２１７に入射する。青の色光は反射ミラー２０６で反射した後、フィールドレンズ２１２、入射側偏光板２１５を透過して液晶パネル２１８に入射する。赤の色光はリレーレンズ２０９、２１０や反射ミラー２０７、２０８を透過屈折および反射して、フィールドレンズ２１３、入射側偏光板２１６を透過して、液晶パネル２１９に入射する。

３枚の液晶パネル２１７、２１８、２１９は映像信号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の偏光状態を変化させ、それぞれの液晶パネル２１７、２１８、２１９の両側に透過軸が互いに直交するようにそれぞれ配置された入射側偏光板２１４、２１５、２１６と出射側偏光板２２０、２２１、２２２との組み合わせにより光を変調し、緑、青、赤の画像を形成する。出射側偏光板２２０、２２１、２２２を透過した各色光は色合成プリズム２２３により、赤、青の各色光がそれぞれ赤反射のダイクロイックミラー、青反射のダイクロイックミラーによって反射し、緑の色光と合成され、投写レンズ２２４に入射する。投写レンズ２２４に入射した光は、スクリーン（図示せず）上に拡大投写される。

図１において、温度センサー１０が光源ユニット２０のヒートシンク２４に近接、または接触して設けられ、間接的にＬＤの温度を検出している。

図４は実施の形態の投写型表示装置の光源制御にかかる回路ブロック図、図５は、その動作説明図である。

図４において、システム制御マイコン５１は、投写型表示装置の各種動作の制御を司るマイクロコンピュータであって、投写される映像信号が入力され、映像信号から電流値情報と垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）を生成する。ここで、電流値情報とは、映像信号の１フレーム期間における平均輝度レベルに対応してＬＤに流す電流値に関する情報であり、垂直同期信号周期（Ｖ周期）毎に電流値情報をＬＤ制御マイコン５２が取得し、その電流値情報通りに光源ユニット２０に電流を流すことにより、明るい画像はより明るく、暗い画面はより暗くすることで画質改善（コントラスト改善）するために用いられる。このように、電流値情報とは、映像の明るさに基いて映像信号から得られる情報である。

光源ユニット２０のＬＤに流す駆動電流を制御するマイクロコンピュータであるＬＤ制御マイコン５２は、システム制御マイコン５１と、これら各マイコンに備えらえた通信デバイス（ＵＡＲＴ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ／Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）を介して映像信号から生成された電流値情報を受け取る。ＬＤ制御マイコン５２は、また、システム制御マイコン５１で映像信号から得られる垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）のパルスが供給される。ここで、システム制御マイコン５１とＬＤ制御マイコン５２は、コントローラの一例である。

光源ユニット２０に設けられた温度センサー１０からの検出結果は、システム制御マイコン５１に供給される。システム制御マイコン５１は、受け取った温度センサー１０からの検出結果であるＬＤの温度情報をＵＡＲＴによってＬＤ制御マイコン５２に供給する。ＬＤ制御マイコン５２は、受け取った電流値情報と温度情報から、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成し、ＤＣ－ＤＣコンバータ５３に供給する。

ＤＣ－ＤＣコンバータ５３は、ＰＷＭ信号のデューティに応じた直流電圧を発生する。ＤＣ－ＤＣコンバータ５３は、光源駆動用電源回路の一例である。ＤＣ－ＤＣコンバータ５３から出力される直流電圧によって、光源ユニット２０に駆動電流が流れ、ＬＤが駆動電流値に応じて発光する。光源ユニット２０に流れた駆動電流は電流検出抵抗５５によって検出され、電流アンプ５４で増幅されたのち、電流値がＬＤ制御マイコン５２に供給される。ＬＤ制御マイコン５２は、入力される電流値をもとに、光源ユニットに流れる電流が目標電流値になるように、出力するＰＷＭ信号を制御する。

図５は、図４の回路動作を説明するための模式図、図６はＬＤ制御マイコン５２の動作フローチャート、図７はＬＤ制御マイコン５２に設けられる温度情報により制御を変更するためのデータテーブルを示す図である。

システム制御マイコン５１からＬＤ制御マイコン５２には、電流値情報が供給されるが、図５（ａ－１）～（ａ－４）では電流値情報の値の差が前フレームと現フレームとで小さい場合を示し、図５（ｂ－１）～（ｂ－４）は電流値情報の値の差が前フレームと現フレームとで大きい場合を示している。

図５（ａ－１）～（ａ－４）の場合、電流値情報は映像信号の垂直同期信号の立下りのタイミングで、システム制御マイコンから次のフレームに対しての目標電流値情報がＵＡＲＴ通信のより送信されるが、ＬＤ制御マイコン５２は、これを受けてＤＣ－ＤＣコンバータ５３に供給するＰＷＭ信号のデューティ比を変えて、光源ユニット２０のＬＤに流す電流がＩ１から目標電流値Ｉ２になるようにＤＣ－ＤＣコンバータ５３の出力電圧をＶ１からＶ２へ増加させる。

図５（ｂ－１）～（ｂ－４）の場合、電流値情報は映像信号の垂直同期信号の立下りのタイミングで、システム制御マイコンから次のフレームに対しての目標電流値情報がＵＡＲＴ通信のより送信されるが、ＬＤ制御マイコン５２は、これを受けてＤＣ－ＤＣコンバータ５３に供給するＰＷＭ信号のデューティ比を変えて、光源ユニット２０のＬＤに流す電流がＩ１から目標電流値Ｉ３になるようにＤＣ－ＤＣコンバータ５３の出力電圧をＶ１からＶ３へ増加させる。

目標電流値を増加させるとき、ＰＷＭ信号のデューティ比を目標電流値に対応する比率まで、フレームの切り替えタイミングで一度に切り替えると、瞬時に目標電流値を遥かに超える過大電流が流れ、ＬＤが破損する虞が生じる。このため、図５のようにＰＷＭ信号のデューティ比をフレームの切り替えタイミングから段階的に増加させるようにしている。

図５（ａ－１）～（ａ－４）の場合、電流値情報の値の差が前フレームと現フレームとで小さい場合であり、このときフレームの切り替えタイミング（垂直同期パルスの立下りのタイミングＴ１）ではデューティ２０％で電流値Ｉ１となっており、このタイミングから、タイミングＴ４の時点でで目標電流値をＩ２するために、Ｔ１からＴ４の間で、デューティ（Ｄｕｔｙ）を３０％、４０％、５０％と段階的に増やし、最終的に目標電流値Ｉ２になるようにデューティを９０％にしている。

このように、前後フレームで電流情報値の差が小さい場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ５３に供給するＰＷＭ信号のデューティ比を多くの段階（この例では３段階）で増加させる、すなわち、目標電流である駆動電流が所定の値に達するまでの応答速度（応答特性）を遅くしている。前後フレームで電流情報値の差が小さい場合、このように明るさの変化を緩やかにしても、視覚上は不都合を生じない。

図５（ｂ－１）～（ｂ－４）の場合、電流値情報の値の差が前フレームと現フレームとで大きい場合であり、このときフレームの切り替えタイミング（垂直同期パルスの立下りのタイミングＴ１）でのデューティ２０％で電流値Ｉ１となっており、このタイミングからタイミングＴ３で目標電流値Ｉ３するために、Ｔ１からＴ３の間で、デューティ（Ｄｕｔｙ）を５０％、７０％と段階的に増やし、最終的に目標電流値Ｉ３になるようにデューティを９０％にしている。

このように、前後フレームで電流情報値の差が大きい場合、ＤＣ－ＤＣコンバータ５３に供給するＰＷＭ信号のデューティ比を少ない段階（この例では２段階）で増加させる、すなわち、目標電流である駆動電流が所定の値に達するまでの応答速度（応答特性）を速くしている。これは、前後フレームで電流情報値の差が大きい場合、応答速度を遅くすると、大きな明るさが徐々に変化し画質低下に繋がるからである。但し、この場合においても目標電流値を超える過大電流が流れない程度の応答速度に設定される。

上述の説明では便宜上、単に前後のフレームで電流情報値の差が大きい場合と小さい場合で応答特性を変化させるとして説明しているが、前後のフレームで電流情報値の差を複数個のデータとして記憶したデータテーブル５２ａが図４のようにＬＤ制御マイコン５２に設けられる。

以上におけるＬＤ制御マイコン５２の動作については、図６のフローチャートにおいては、ステップＳ１からステップＳ３の処理で説明される。

すなわち、ＬＤ制御マイコン５２は、電流値情報をシステム制御マイコン５１からＵＡＲＴで受け取り（Ｓ１）、まず、電流値情報に基づいて目標電流値を決定する（Ｓ２）。次いで、決定した（現フレームの）電流値と、現在（前フレーム）の電流値の差分に基き、データテーブル５２ａから電流応答特性を決定する。

ところで、ＬＤは一般的に駆動電流の立ち上がり時に、低温時は急峻に立ち上がる特性を有し、ＬＤの温度が上昇するに伴い、その立ち上がりの傾きが緩くなる特性を有している。

従って、例えば、投写型表示装置を寒冷地で作動させるような場合は、その起動時にはＬＤが低温状態になっており、このため、動作直後に急峻に過電流が流れ、ＬＤが破壊される虞がある。

このため、本実施の形態では、ＬＤ制御マイコン５２は、続くステップ４（Ｓ４）～ステップ７（Ｓ７）の処理を行う。

すなわち、ＬＤ制御マイコン５２は、システム制御マイコン５１から温度情報をＵＡＲＴで受け取り（Ｓ４）、光源ユニット２０の温度情報に応じた電流値係数を決定し、ステップ２（Ｓ２）で決定した電流値に乗じる処理（Ｓ５）を行う。電流値係数は、ＬＤ制御マイコン５２に設けられたデータテーブル５２ｂに格納されており、そのデータテーブルの内容は、図７に示されるようになっている。図７に示すテーブルでは電流値係数は、その上段に示される値の係数であり、高温時を１とし、常温時が０．９７、低温時が０．９４となっている。ここでは、高温は３０℃以上、常温は５℃～３０℃、低温は５℃以下としている。

ＬＤ制御マイコン５２は、次のステップ６（Ｓ６）で、光源ユニット２０の温度情報に応じた電流応答特性係数を決定し、ステップ３（Ｓ３）で決定した電流応答特性に乗じる処理（Ｓ６）を行う。電流応答特性係数もＬＤ制御マイコン５２に設けられたデータテーブル５２ｂに格納されており、図７のテーブルの下段に示される値の係数であり、高温時を１とし、常温時が０．７５、低温時が０．５０となっている。

ここで電流応答特性係数を乗じるというのは、例えば、前述の図５における（ａ－４）でＴ１からＴ２の変化、Ｔ２からＴ３への変化、Ｔ３からＴ４への変化率を１０％づつ増やしているが、この１０％の増加率が係数１であるとすると、低温時には電流応答特性係数が０．５となり、それを５％づつの変化率にする、という意味である。

そして、ＬＤ制御マイコン５２は、次のステップ７（Ｓ７）で、ステップ５で得られた電流値と、ステップ６で得られた電流応答特性に基いたＰＷＭ信号をＤＣ－ＤＣコンバータ５３に供給して、駆動電流を光源ユニット２０に流す制御を行う。

このように、ＬＤ制御マイコン５２は、ステップ４（Ｓ４）～ステップ７（Ｓ７）の処理により、特に低温時おいて、光源装置の動作開始直後に急峻な過電流がＬＤに流れることを防ぐことができる。

ＬＤ制御マイコン５２は、次のステップ８（Ｓ８）で、電流アンプ５４から入力された電流値のレベルが目標電流値に対して低いと判断されると、ＤＣ－ＤＣコンバータ５３の出力を上げるようにＰＷＭ信号を制御し（Ｓ９）、電流アンプ５４から入力された電流値のレベルが目標電流値に対して高いと判断されると、ＤＣ－ＤＣコンバータ５３の出力を下げるようにＰＷＭ信号を制御する（Ｓ１０）動作を行う。ステップ９、またはステップ１０の処理は、垂直同期信号のパルスがハイ（Ｈｉ）からロー（Ｌｏ）に変化するまでステップ１１（Ｓ１１）の処理により繰り返し行われ、光源に流れる電流を常に目標電流値になるように制御し続ける。垂直同期信号のパルスがハイ（Ｈｉ）からロー（Ｌｏ）になるタイミングでシステム制御マイコンからＵＡＲＴ通信により、目標電流値が更新される（同じ場合もある）ため、その後はその更新された目標電流値により、前述の制御を行い光源に流れる電流制御を行う。

ここでは、全て電流が上昇する場合で説明を行ったが、電流値を下げる場合でも同様に電流応答特性を変化させることは有効である。下げる場合には過大電流が流れるリスクは無いが、電流の応答特性が振動したり、映像信号の変化に対して、大きな遅れが発生する場合には視覚上の不都合が発生することが考えられるためである。

以上のように、本実施の形態では、電流値の変化に応じて、電流の応答特性を変化させることと、ＬＤの温度情報を取得して、その温度情報に基づき光源ユニットに流す駆動電流量と応答特性の両方を変化させることにより、温度と電流値の変化に起因してＬＤが破損するような事態を好適に回避することができる。

本開示は、レーザー光源を用いた投写型表示装置の光源装置に適応可能である。

１０ 温度センサー
２０ 光源ユニット
５１ システム制御マイコン
５２ ＬＤ制御マイコン
５３ ＤＣ－ＤＣコンバータ
５４ 電流アンプ
５５ 電流検出抵抗
８０ 投写型表示装置

Claims (3)

1. 半導体光源と、
   前記半導体光源に駆動電流を流すための光源駆動用電源回路と、
   前記半導体光源の温度を検出する温度センサーと、
   コントローラと、を備え、
   前記光源駆動用電源回路は、前記コントローラから出力されるＰＷＭ信号に応じた直流電圧を生成して前記半導体光源に駆動電流を供給するようになっており、
   前記コントローラは、映像信号の明るさに基いて得られる電流値情報と、前記温度センサーからの検出結果に基き、
   前後フレームでの前記電流値情報の値の差が小さい場合において、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を制御することにより、前記駆動電流を変化させるとともに前記駆動電流が目標電流値に達するまでの応答特性を遅くするように変化させるようにし、
   前記前後フレームでの前記電流値情報の値の差が大きい場合において、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を制御することにより、前記駆動電流を変化させるとともに前記駆動電流が目標電流値に達するまでの応答特性を速くするように変化させるようにした、半導体光源装置。
2. 前記駆動電流と前記応答特性は、映像信号から得られる電流値情報に基づいて決められた前記目標電流値と電流応答特性に、それぞれ前記半導体光源の温度情報に基づいて決定される所定の係数を乗じて得られ、
   前記所定の係数は、前記半導体光源の温度が所定の値よりも高い場合の値より前記半導体光源の温度が所定の値よりも低い場合の値の方が低い値である、請求項１に記載の半導体光源装置。
3. 請求項１、または２に記載の半導体光源装置を備えた投写型表示装置。

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