[go: up one dir, main page]

JP6472194B2 - 光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置 - Google Patents

光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6472194B2
JP6472194B2 JP2014177841A JP2014177841A JP6472194B2 JP 6472194 B2 JP6472194 B2 JP 6472194B2 JP 2014177841 A JP2014177841 A JP 2014177841A JP 2014177841 A JP2014177841 A JP 2014177841A JP 6472194 B2 JP6472194 B2 JP 6472194B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light source
phosphor
excitation light
adjusting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014177841A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016051136A (ja
Inventor
亮太 門脇
亮太 門脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2014177841A priority Critical patent/JP6472194B2/ja
Priority to US14/840,491 priority patent/US9591279B2/en
Publication of JP2016051136A publication Critical patent/JP2016051136A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6472194B2 publication Critical patent/JP6472194B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3155Modulator illumination systems for controlling the light source
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • G03B21/204LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2053Intensity control of illuminating light
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3158Modulator illumination systems for controlling the spectrum
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/10Controlling the intensity of the light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H05B45/50Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits
    • H05B45/56Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED] responsive to malfunctions or undesirable behaviour of LEDs; responsive to LED life; Protective circuits involving measures to prevent abnormal temperature of the LEDs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

本発明は、光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置に関する。
液晶プロジェクタなどの投射型表示装置に、発光ダイオード(LED)やレーザなどの半導体を利用した光源(以下、「固体光源」と称する)からの光を蛍光体に照射し、波長変換された光を利用する方法が提案されている。励起光は青色であり、蛍光は光の三原色に対応する複数の色光の波長帯域を含む光である。励起光と蛍光を合成することによって幅広い波長帯域で発光する光源を構成し、これを投射型表示装置に適用することによって投射画像の色味を調節することができる。
例えば、特許文献1は、偏光ビームスプリッタ(PBS)を用いて励起光を蛍光体に導光する構成を提案している。PBSは励起光の波長に対しては偏光方向で透過と反射を選択することができ、蛍光の波長に対しては反射する特性を有する。蛍光体を照射した光の一部は偏光が乱れて拡散反射する。蛍光体を照射することで偏光が乱れることを利用して、PBSで励起光の一部を反射させ、蛍光と合成して出力する。特許文献2は、蛍光体を含むデバイスに拡散性のあるフィラーを混合させることで、蛍光体デバイスを通過した際に蛍光と励起光の双方を出力する手法を開示している。
特開2012−108486号公報 特開2012−189938号公報
特許文献1は、PBSの透過反射特性、あるいは蛍光体デバイスに分配する蛍光体領域の面積比率で励起光と蛍光の割合を一意に決定している。特許文献2は、フィラーの導入量で励起光と蛍光の割合を決定している。そのため、いずれの従来技術も光源ユニットの作成後に蛍光と励起光の割合を変更することができない。
本発明の例示的な目的は、蛍光と励起光の割合を調整可能な光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置を提供することである。
本発明の光源ユニットは、第1波長の励起光を発する光源と、前記光源から前記励起光が照射されることによって前記第1波長とは波長が異なる第2波長の蛍光を発する蛍光体と、前記励起光が前記蛍光体に照射される最大の光強度を1として規格化された前記励起光の光強度を横軸、前記規格化された前記励起光の光強度に対して前記蛍光体から発せられる前記蛍光の光強度を縦軸にとったときの前記蛍光体の蛍光特性において、前記規格化された前記励起光の光強度が0より大きく0.3以下となる非輝度飽和状態のときの傾きをGとすると、0.35G≦T≦0.8G満たす傾きTとなるように前記蛍光体における前記励起光から前記蛍光への変換効率を調整する調整手段と、を有し、前記調整手段は、前記変換効率を調整する場合に、前記光源の駆動方法を連続駆動から間欠駆動に切り替え、前記間欠駆動の周期に対応する時間だけ前記光源を前記連続駆動するときの消費電力と、前記光源を前記間欠駆動において前記周期の駆動時間だけ駆動するときの消費電力とが等しくなるように、前記光源を前記間欠駆動することを特徴とする。
本発明によれば、蛍光と励起光の割合を調整可能な光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置を提供することができる。
本発明の光源ユニットの概略断面図である。(実施例1) 図1に示す光源からの励起光と蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。(実施例1) 図1に示すダイクロイック偏光ビームスプリッタの波長特性を示すグラフである。(実施例1) 図1に示す光源の駆動方法を示すグラフである。(実施例1) 図4(a)に示す駆動方法で駆動された光源からの励起光と蛍光体の発光スペクトルを示すグラフである。(実施例1) 蛍光体の蛍光特性を示すグラフである(実施例1) 本発明の光源ユニットの概略断面図である。(実施例2) 図7に示す光源の駆動方法を示すグラフである。(実施例2) 本発明の照明光学系のブロック図である。(実施例1)
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
図9は、実施例1の液晶プロジェクタ(投射型表示装置)100のブロック図である。液晶プロジェクタ100は、光源ユニット10A、照明光学系、画像表示素子26、投射レンズ28を有する。図9は、便宜上一つの画像表示素子を示すが、RGBの色光毎に画像表示素子が設けられてもよい。
光源ユニット10Aは、励起光と蛍光が合成された光を出力する。励起光と蛍光の割合は、ユーザの入力操作によって(即ち、手動で)または自動で変更可能であり、変更する際には、後述する蛍光体15の輝度飽和を利用する。励起光と蛍光の割合が自動で変更される場合には、例えば、投影された画像の色バランスに基づいて変更可能である。光源ユニット10Aの構成については後述する。
照明光学系は、偏光変換素子20、コンデンサレンズ22、偏光ビームスプリッタ(PBS)24を有し、光源ユニット10Aからの光で液晶パネルなどの画像表示素子26を照明する。偏光変換素子20は、光源ユニット10AからのP偏光とS偏光が混在した照明光の偏光方向を一方向に、例えば、P偏光に、揃える。コンデンサレンズ22は偏光変換素子20からの光を集光する。PBS24は、P偏光光を透過し、S偏光光を反射する。画像表示素子26は、入力される映像信号に応じてPBS24からの光を変調して反射する反射型の光変調素子である。画像表示素子26によって反射されてS偏光光となった光はPBS24によって反射されて投射レンズ28に導光され、不図示のスクリーンなどの被投射面に拡大されて投射される。
図1は、光源ユニット10Aの概略断面図である。光源ユニット10Aは、光源11、コリメータレンズ12、ダイクロイック偏光ビームスプリッタ(DPBS)13、集光光学系14、蛍光体15、制御手段16Aを有する。一点鎖線は光軸を表す。
光源11は励起光を発し、本実施例ではレーザダイオードである。図2は、本実施例における光源11と蛍光体15の、可視光の波長帯域(400nm〜700nm)における発光スペクトルを示すグラフである。縦軸は光強度(任意の単位)、横軸は波長(nm)である。また、点線は蛍光体15からの蛍光を表し、実線は光源11から射出される励起光を表している。
同図に示すように、光源11から射出される励起光は、波長約445nm(第1波長)にピークを有する狭帯域の青色光であり、図2では、その波長の光強度で規格化されている。なお、光源11はレーザダイオードに限定されず、LEDなどの他の固定光源でもよい。蛍光は、励起光の波長とは異なる460nm〜700nmの波長帯域(第2波長)を有し、波長540nm付近にピークを有する。図2に示すように、本実施例の光源11や他の固体光源の波長は、蛍光体15で発光する波長よりも短い波長である。
コリメータレンズ12は、平面を光源側に配置した平凸レンズであり、光源11からの光束を平行光束に変換する。
DPBS13は、分離面13aを有し、光源11の波長帯域の光を偏光方向に応じて透過または反射し、蛍光体15の光を反射する特性を有する。図3は、DPBS13の反射特性を示すグラフである。縦軸は反射率(%)、横軸は波長(nm)である。また、破線はP偏光光であり、実線はS偏光光を表している。
図3に示すように、DPBS13は、可視光の波長帯域のS偏光光を分離面13aにおいて100%反射する。また、DPBS13は、波長400〜約470nmまでのP偏光光を100%透過し、波長約525nm〜700nmのP偏光光を100%反射する。また、DPBS13は、波長約470〜525nmのP偏光光を波長に応じて透過および反射する。
本実施例においては、光源11からはP偏光光が射出されるものとし、DPBS13は光源11の波長(約445nm)において、P偏光光を100%透過する。そのため、光源11からの励起光はDPBS13を透過する。
集光光学系14は、コンデンサレンズ14a、14bから構成され、DPBS13を透過した光を蛍光体15に集光すると共に、拡散する蛍光を平行化して取り込む機能を有する。コンデンサレンズ14a、14bはそれぞれ、凸面が光源側、凹面が蛍光体側に配置されているが、この構成に限定されるものではない。
蛍光体15は、入射した励起光の大部分を吸収し、励起光よりも長い波長の光の蛍光(緑色光)を発する。蛍光体15に照射された励起光の一部は拡散反射される。拡散反射された励起光はランダムな偏光状態となっている。蛍光体15からの蛍光および拡散反射光は再び集光光学系14を通過することで平行光束となる。
蛍光はDPBS13で反射される。また、拡散反射された励起光のうち、入射時と直交するS偏光光はDPBS13で反射される。集光光学系14を構成するレンズ枚数は蛍光体15への集光および蛍光体15からの光の取り込み効率の設定によって変更可能であり、レンズ枚数は1枚でも3枚以上でもよい。この結果、DPBS13の分離面13aは、図1に示す光軸に垂直下向きに蛍光と励起光のS偏光成分を反射する。本実施例では、制御手段16Aが、この蛍光と励起光の割合を調節する。
制御手段16Aは、マイクロコンピュータなどから構成され、不図示のメモリ(記憶手段)を有する。制御手段16Aは、図9の投射型表示装置100の各構成要素の動作を制御する制御手段が兼ねてもよい。制御手段16Aは、光源11に印加する電流、電圧あるいは電力を変化させることによって励起光の出力を調節し、蛍光体15の輝度飽和を利用して蛍光と励起光の割合を調節する調整手段としても機能する。
蛍光体15に励起光を照射する場合、光源11に印加する電力を上げて励起光の出力を上げると蛍光体15から出力される蛍光の出力も上がる。電力が低い領域では電力と蛍光の出力(または励起光が蛍光に変換される変換効率)はほぼ比例するが、電力を上げていくと変換効率が低下していく。この変換効率が下がる現象(あるいは励起強度が上がってもそれに比例して輝度が上がらない現象)は、「輝度飽和」と呼ばれている。従来、蛍光体15に励起光を照射して蛍光を取り出す場合は輝度飽和が小さい領域(変換効率が一定以上の領域)を使用していたが、本実施例では、輝度飽和が大きい領域を使用して励起光と蛍光の割合を変更している。
図6は、蛍光体15に入射する励起光の光強度と蛍光体15から出力される蛍光の光強度を示す蛍光体15の蛍光特性を示すグラフである。横軸は、蛍光体15に照射される励起光の規格化された光強度x(第1光強度)を表し、縦軸は蛍光体15から出力される蛍光の規格化された光強度y(第2光強度)を表している。横軸は、制御手段16Aが調節可能な最大の電力と集光光学系14が集光可能な最小径で励起光を蛍光体15に照射したときの蛍光体15に照射される励起光の光強度(蛍光体15に照射される励起光の最大の光強度)を1に規格化している。正方形は蛍光体15が輝度飽和していない理想の状態(非輝度飽和状態)を示している。三角形は蛍光体15の輝度飽和が小さい状態(輝度飽和小)を表し、菱形は蛍光体15の輝度飽和が大きい状態(輝度飽和大)を表している。
本実施例では、横軸の規格化された励起光の光強度が0.3(30%)のときの傾き(G=y/x)を基準傾きとする。0.3としたのは、輝度飽和量が十分に小さい領域であるからである。輝度飽和量が十分小さいと非輝度飽和状態の傾きにほぼ一致する。なお、基準傾きとして、規格化された励起光の光強度が0.3以下の(但し、0よりも大きい)任意の値の傾きを選択してもよい。このときも非輝度飽和状態の傾きにほぼ一致するからである。
励起光と蛍光の割合を変更して色補正を行う場合には、次式で示す条件を満たすように、制御手段16Aは、励起光の光強度を調整する。
0.35G≦T≦0.8G (1)
傾きTが0.8Gであれば、例えば、蛍光の緑色を5%減少させ、励起光の青色を18%増加させることができる。傾きTが0.35Gであれば、例えば、蛍光の緑色を17%減少させ、励起光の青色を34%増加させることができる。数式1の上限値は、最低限の色補正効果(例えば、出力光において緑色が強い場合に緑色の割合を減少させる効果)を得るために設定されている。また、下限値は、出力光において励起光の色(青色)が強くなりすぎないようにするために設定されている。
制御手段16Aは、例えば、傾きT、緑色の減少効果、青色の増加効果の関係をメモリに記憶している。そして、制御手段16Aは、スクリーンに投射された画像の色バランスの情報を不図示の検出手段から取得し、それに基づいて数式1の範囲の傾きTを取得し、それに対応したxになるように、規格化された励起光の光強度(光照射密度)を変更する。検出手段は、DPBS13から出力される発光スペクトルを検出してもよい。
規格化された励起光の光強度を変更するために、制御手段16Aは、光源11に印加する電力(電圧と電流の少なくとも一方)や、集光光学系14の光軸上の位置を調節して励起光の集光径を調整することができる。
次に、光源11の駆動方法について説明する。図4は、制御手段16Aによる光源11の駆動方法を説明する図である。図4の横軸は時間(s)、縦軸は電流値(A)である。図4(a)は光源11を間欠駆動(パルス駆動)するときの光源11への印加電流を表すグラフであり、印加電流の最大値はIpである。図4(b)は光源11を連続駆動するときの印加電流を表すグラフであり、印加電流の最大値はIcである。
制御手段16Aは、最初、数式2に示す条件を満たす励起光の光強度が得られるように光源11を、図4(b)に示すように連続駆動し、その後、色補正をするために数式1の範囲の傾きTが得られるように電流値を上げるものとする。
0.8G<T≦1.0G (2)
光源ユニット10Aは、初期状態では、数式2の範囲で制御手段16Aが光源11を駆動するように設定されており、光源11を冷却する不図示の冷却手段の冷却能力もこの駆動状態の光源11に対して設定されている。しかしながら、電圧値を一定にして電流値を上げると電力値が上がり、冷却能力を変更しないとすれば、色補正状態では光源11の温度が上昇するおそれがある。光源11の出力特性は温度に敏感であり、高温になると光源11の出力が低下する。このため、色補正状態でも光源11が高温とならない冷却条件を設定することが望ましい。
そこで、本実施例では、制御手段16Aが、光源11を図4(b)に示す連続駆動から図4(a)で示す間欠駆動に切り替える。図4(a)に示す間欠駆動では、駆動時間はtp、非駆動時間はtb、周期はTr(Tr=tp+tb)であり、図4(a)も図4(b)も4周期(4Tr)分の駆動状態を示している。本実施例は、Ip×tp=Ic×Trと設定し、4Trの時間における間欠駆動での消費電力と連続駆動での消費電力を一致させている。これによって、冷却条件を変更することなく光源11の温度を一定に維持することができる。
本実施例は、連続駆動における印加電流の最大値Icを20%増加することによって間欠駆動における印加電流の最大値Ipを設定している。つまり、Ip=Ic×1.2の関係にある。制御手段16Aが、光源11を連続駆動から間欠駆動に切り替えると、駆動時間tbでは光源11の投入電力が連続駆動時よりも増加し、励起光の蛍光体15における光照射密度が増加する。これにより、輝度飽和量が大きくなり、光源11からの励起光が蛍光に変換されずに拡散反射によってと戻される割合が増加する。図5は、このときの光源11からの励起光と蛍光体15の発光スペクトルを示すグラフである。即ち、図4(b)に示す連続駆動は図2に対応し、図4(a)に示す間欠駆動は図5に対応する。
図2と比較すると、図5に示す励起光成分のピーク強度は20%増加し、蛍光成分のピーク強度が6.7%減少したスペクトルとなる。その結果、白色の色度座標はxy表色系で表わすと(x、y)=(0.3056、0.3786)から(x、y)=(0.2929、0.3475)へと変化する。
なお、白の色度座標での位置は光源ユニット10A以外の要因、例えば、色フィルタでも変化させることが可能である。従って、上記座標は一例であり、変化量および変化方向を励起光の波長と蛍光の波長の比率で定めることができる。蛍光体15によっては電流増加量が励起光成分増加量と一致しないことがあるが、この場合には色度座標が所望の変化量となるように電流値を調整すればよい。
本実施例では、数式2を満たす、輝度飽和量が大変小さい領域において、例えば、緑色を減少させる色補正が必要となった場合に、輝度飽和量が大きい領域に対応する励起光の光強度に変更している。この場合は、蛍光体15における励起光から蛍光への変換効率を低下させる調整であるために、光源11への印加電力を上げたり、励起光の集光径を小さくしたりする必要がある。励起光の集光径を小さくする場合は、制御手段16Aは、集光光学系14を光軸方向に移動させて集光度を変更する。
しかしながら、本発明は、一旦、輝度飽和量が大きい領域に対応する励起光の光強度に変更した後で、例えば、緑色を増加させる色補正が必要となった場合にも適用することができる。この場合は、蛍光体15における励起光から蛍光への変換効率を増加させる調整であるために、光源11への印加電力を下げたり、励起光の集光径を大きくしたりすることになる。
蛍光体15における変換効率の調整は、蛍光体15に照射される励起光の光強度を調整することに限定されず、蛍光体15の温度を調整(加熱および冷却)することによっても可能である。図6に示す蛍光特性は室温におけるものであるが、高温状態では変換効率が低下する。このため、蛍光体15の温度を調節する温度調節手段を設け、制御手段16Aは、温度調節手段を制御して蛍光体15の温度を変更してもよい。変換効率を低下させる場合、蛍光体15を加熱してもよいし、蛍光体15を冷却する不図示の冷却手段への駆動電力を下げてもよい。
図7は、光源ユニット10Aの代わりに適用可能な、実施例2の光源ユニット10Bの概略断面図である。図1と同一の部材には同一の参照番号を付している。実施例2は、光源11とコリメータレンズ12の代わりに、複数の(ここでは3つの)光源11a〜cとそれぞれに対応する複数のコリメータレンズ12a〜cを有し、制御手段16Aの代わりに制御手段16Bを有する点で実施例1とは相違する。制御手段16Bは、光源11a〜cに印加する電力を変化させ、マイクロコンピュータなどから構成される。
図8は、制御手段16Bによる光源11a〜cの駆動方法を説明する図である。図8の横軸は時間(s)、縦軸は電流値(A)である。図8(a)は光源11を間欠駆動するときの光源11a〜cへの印加電流を表すグラフであり、印加電流の最大値はIp1であり、IP1よりも小さい中電流値であるIp2も存在する。図8(b)は光源11a〜cを一定の印加電流値Icで連続駆動するときの印加電流を表すグラフである。
制御手段16Bは、最初、数式2に示す光強度が得られるように光源11を、図8(b)に示すように連続駆動し、その後、色補正のために、数式1に示す傾きTが得られるように、図8(a)で示す間欠駆動に切り替えるものとする。
図8(a)に示す間欠駆動では、駆動時間はtp1、tp2、非駆動時間はtb1、tb2、周期はTr(Tr=tp1+tb1+tp2+tb2)である。図8(a)も図8(b)も2周期(2Tr)分の駆動状態を示している。駆動時間tp1(第1駆動時間)において、印加電流の電流値はIp1となり、駆動時間tp2(第2駆動時間)において、印加電流の電流値はIp2となる。電圧を一定とすると、駆動時間tp1では、光源は、第1電力値で駆動され、駆動時間tp2では、光源は第2電力値で駆動される。本実施例は、Ip1=Ic×2、Ip1×tp1+Ip2×tp2=Ic×Tr、tp1+tb1+tp2+tb2=Trと設定し、2Trの時間における間欠駆動での消費電力と連続駆動での消費電力を一致させている。これによって、冷却条件を変更することなく光源11a〜cの温度を一定に維持することができる。
蛍光体15を輝度飽和させない場合には制御手段16Aは光源11a〜cを図8(b)に示すように連続駆動し、輝度飽和させる場合には光源11aのみ出力を、図8(a)に示すように間欠駆動させる。あるいは、制御手段16Bは、輝度飽和させない場合には光源11aを点灯せず、輝度飽和させる場合には光源11aを点灯してもよい。また、2個以上のレーザダイオードの出力を変更してもよい。
以上、本実施例について説明したが、本発明は本実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は光源ユニットの制御方法にも適用可能である。ここで、図6に示すように、第1光強度を横軸、第2光強度を縦軸にとったときの蛍光体15の蛍光特性において、第1光強度が0.3のときの傾きを基準傾きGとする。すると、かかる制御方法は、蛍光特性において、0.35G≦T≦0.8Gなる条件を満たす傾きTが得られるように蛍光体15における励起光から蛍光への変換効率を調整するステップを有する。制御方法は、コンピュータによって実行されるプログラムとして具現化が可能である。
光源ユニットは、液晶プロジェクタ、車のヘッドライトなどに適用することができる。
10A、10B・・・光源ユニット、11・・・光源、15・・・蛍光体、16A、16B・・・制御手段(調整手段)、100・・・液晶プロジェクタ(投射型表示装置)

Claims (13)

  1. 第1波長の励起光を発する光源と、
    前記光源から前記励起光が照射されることによって前記第1波長とは波長が異なる第2波長の蛍光を発する蛍光体と、
    前記励起光が前記蛍光体に照射される最大の光強度を1として規格化された前記励起光の光強度を横軸、前記規格化された前記励起光の光強度に対して前記蛍光体から発せられる前記蛍光の光強度を縦軸にとったときの前記蛍光体の蛍光特性において、前記規格化された前記励起光の光強度が0より大きく0.3以下となる非輝度飽和状態のときの傾きをGとすると、
    0.35G≦T≦0.8G
    を満たす傾きTとなるように前記蛍光体における前記励起光から前記蛍光への変換効率を調整する調整手段と、を有し、
    前記調整手段は、前記変換効率を調整する場合に、前記光源の駆動方法を連続駆動から間欠駆動に切り替え、前記間欠駆動の周期に対応する時間だけ前記光源を前記連続駆動するときの消費電力と、前記光源を前記間欠駆動において前記周期の駆動時間だけ駆動するときの消費電力とが等しくなるように、前記光源を前記間欠駆動することを特徴とする光源ユニット。
  2. 前記調整手段は、前記蛍光体に照射される前記励起光の光強度を調整することによって前記変換効率を調整することを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
  3. 前記調整手段は、前記光源に印加する電力を変化させることによって前記励起光の光強度を調整することを特徴とする請求項1または2に記載の光源ユニット。
  4. 前記間欠駆動は、前記光源を第1電力値で駆動する第1駆動時間と、前記光源を第1電力値とは異なる第2電力値で駆動する第2駆動時間を含むことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の光源ユニット。
  5. 前記光源は複数の光源からなり
    前記調整手段は、前記複数の光源のうち点灯させる光源の数を調整することを特徴とする請求項1乃至のうちいずれか1項に記載の光源ユニット。
  6. 前記励起光を前記蛍光体に集光する集光光学系を更に有し、
    前記調整手段は、前記集光光学系を光軸方向に移動させて前記励起光の前記蛍光体における集光径を調整することによって前記励起光の光強度を調整することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の光源ユニット。
  7. 前記蛍光体の温度を調節する温度調節手段を更に有し、
    前記調整手段は、前記温度調節手段を制御して前記蛍光体の温度を変更することによって前記変換効率を調整することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光源ユニット。
  8. 第1波長の励起光を発する光源と、
    前記光源から前記励起光が照射されることによって前記第1波長とは波長が異なる第2波長の蛍光光を発する蛍光体と、
    前記蛍光体における前記励起光から前記蛍光光への変換効率を調整する調整手段と、を有し、
    前記調整手段は、前記変換効率を調整する場合に、前記光源の駆動方法を連続駆動から間欠駆動に切り替え、前記間欠駆動の周期に対応する時間だけ前記光源を前記連続駆動するときの消費電力と、前記光源を前記間欠駆動において前記周期の駆動時間だけ駆動するときの消費電力とが等しくなるように、前記光源を前記間欠駆動することを特徴とする光源ユニット。
  9. 前記光源を冷却させる冷却手段を更に有し、
    前記光源が前記連続駆動する場合の前記冷却手段の冷却条件は、前記光源が前記間欠駆動する場合の前記冷却手段の冷却条件と同一であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の光学ユニット。
  10. 前記連続駆動における印加電流の最大値は、前記間欠駆動における印加電流の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の光学ユニット。
  11. 請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載の光源ユニットと、
    映像信号に基づいて前記光源ユニットからの光を変調する光変調素子と、を有することを特徴とする投射型表示装置。
  12. 記調整手段は、前記映像信号に基づいて前記変換効率を調整することによって前記変換効率を調整することを特徴とする請求項11に記載の投射型表示装置。
  13. 第1波長の励起光を発する光源と、前記光源から前記励起光が照射されることによって前記第1波長とは異なる第2波長の蛍光を発する蛍光体と、を有する光源ユニットの制御方法であって、
    前記光源の駆動方法を連続駆動から間欠駆動に切り替える第1ステップと、
    前記励起光が前記蛍光体に照射される最大の光強度を1として規格化された前記励起光の光強度を横軸、前記規格化された前記励起光の光強度に対して前記蛍光体から発せられる前記蛍光の光強度を縦軸にとったときの前記蛍光体の蛍光特性において、前記規格化された前記励起光の光強度が0より大きく0.3以下となる非輝度飽和状態のときの傾きをGとすると、
    0.35G≦T≦0.8G
    なる条件を満たす傾きTとなるように前記蛍光体における前記励起光から前記蛍光への変換効率を調整する第2ステップを有し、
    前記第2ステップにおいて、前記間欠駆動の周期に対応する時間だけ前記光源を前記連続駆動するときの消費電力と、前記光源を前記間欠駆動において前記周期の駆動時間だけ駆動するときの消費電力とが等しくなるように、前記光源が前記間欠駆動されることを特徴とする光源ユニットの制御方法。
JP2014177841A 2014-09-02 2014-09-02 光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置 Active JP6472194B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014177841A JP6472194B2 (ja) 2014-09-02 2014-09-02 光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置
US14/840,491 US9591279B2 (en) 2014-09-02 2015-08-31 Light source unit, control method thereof, and projection-type display apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014177841A JP6472194B2 (ja) 2014-09-02 2014-09-02 光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016051136A JP2016051136A (ja) 2016-04-11
JP6472194B2 true JP6472194B2 (ja) 2019-02-20

Family

ID=55404084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014177841A Active JP6472194B2 (ja) 2014-09-02 2014-09-02 光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9591279B2 (ja)
JP (1) JP6472194B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019021435A1 (ja) * 2017-07-27 2019-01-31 カナレ電気株式会社 レーザ光のビームプロファイル測定装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0785843A (ja) * 1993-09-14 1995-03-31 Hitachi Ltd 可変光色蛍光ランプ及びその点灯方法
US6890078B2 (en) * 2002-07-03 2005-05-10 Canon Kabushiki Kaisha Projection type image display apparatus and image display system
ATE514198T1 (de) * 2005-08-15 2011-07-15 Koninkl Philips Electronics Nv Lichtquelle und verfahren zur erzeugung von licht mit unabhängig voneinander veränderbarer farbe und helligkeit
JP2008118001A (ja) * 2006-11-07 2008-05-22 Seiko Epson Corp 照明装置、照明装置の制御方法、プロジェクタおよびモニタ装置
JP2008164900A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Seiko Epson Corp 光源装置、照明装置、モニタ装置、プロジェクタ、及び光源装置の制御方法
JP2010141025A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Seiko Epson Corp レーザ光源装置、プロジェクタ
JP5671666B2 (ja) * 2010-02-12 2015-02-18 日立マクセル株式会社 固体光源装置及び投射型表示装置
JP5750572B2 (ja) * 2010-03-30 2015-07-22 パナソニックIpマネジメント株式会社 投写型画像表示装置
JP2012108486A (ja) 2010-10-21 2012-06-07 Panasonic Corp 光源装置および画像表示装置
JP2012189938A (ja) 2011-03-14 2012-10-04 Seiko Epson Corp 光源装置及びプロジェクター
JP5803377B2 (ja) * 2011-07-25 2015-11-04 セイコーエプソン株式会社 プロジェクター
DE102012220570B4 (de) * 2012-11-12 2022-07-14 Osram Gmbh Projektionsanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016051136A (ja) 2016-04-11
US9591279B2 (en) 2017-03-07
US20160065922A1 (en) 2016-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5799756B2 (ja) プロジェクター
US10770029B2 (en) Display device and method of controlling display device
CN102053468B (zh) 光源单元和投影仪
JP5769046B2 (ja) 光源制御装置及び方法並びにプロジェクター
JP5870259B2 (ja) 照明装置および該照明装置を備える投射型表示装置
KR101228006B1 (ko) 광원 장치 및 프로젝터
US9429761B2 (en) Color synthesis optical element, projection-type display device using same, and method for controlling display thereof
WO2014041636A1 (ja) 照明光学装置、プロジェクタ、および照明光学装置の制御方法
JP6418768B2 (ja) 画像投射装置およびその制御方法
US20130083294A1 (en) Illumination system and projection apparatus
WO2016124096A1 (zh) 投影系统及其控制方法
JP2014240912A (ja) 照明装置及び映像表示装置
JP2004334083A (ja) 半導体レーザ素子を光源に用いた照明光学系およびそれを利用したプロジェクタ
JP2014142524A (ja) 光源装置および投写型映像表示装置
JP6631525B2 (ja) 照明装置および光源制御方法、ならびに投射型表示装置
JP2016031402A (ja) 照明装置及び投写型映像表示装置
JP5556287B2 (ja) 投射型表示装置
US10785460B2 (en) Projection display apparatus and method of controlling projection display apparatus
JP6472194B2 (ja) 光源ユニット、光源ユニットの制御方法および投射型表示装置
JP6229784B2 (ja) 表示装置及び表示装置の制御方法
JP6784029B2 (ja) 光源装置及び投射型表示装置
JP2014164289A (ja) 光源装置および投写型映像表示装置
JP2005309134A (ja) 映像表示装置及びその光源ユニット
CN111812930A (zh) 投影装置、投影控制装置以及记录介质
JP2021015733A (ja) プロジェクター、及び、プロジェクターの制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170830

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180619

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180820

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190122

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6472194

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151