JP2020139975A - プロジェクター - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体レーザーの駆動状態を検知してオープン故障のリスクを低減できるプロジェクターを提供すること。【解決手段】本発明のプロジェクターは、複数の発光素子を有する光源と、光源からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、光源から射出される光束の一部を検出する光検出部と、光源を駆動するとともに、光検出部が所定の時間間隔で取得した検出値から得られる光束の強度変化に基づいて、光源の駆動状態を検知する光源制御装置と、を備える。光源制御装置は、光束の強度変化に基づいて発光素子の1個分に相当する出力低下を算出し、出力低下が、所定の時間間隔が経過した場合に想定される発光素子の1個分に相当する出力低下の最大値よりも大きい場合、光源の駆動状態を検知し、検知に基づいて光源の駆動状態を変更する、又は、光源の駆動状態を通知することを特徴とする。【選択図】図5
Description
本発明は、プロジェクターに関するものである。
近年、プロジェクターの高性能化を目的として、高効率な光源であるレーザー光源を用いたプロジェクターが注目されている。下記の特許文献1、2に、複数の半導体レーザーを一つのパッケージに収容した光源装置が開示されている。このような光源装置では、複数の半導体レーザーをパッケージ内で直列に配線した構成を有している。
上記光源装置において、半導体レーザーはCOD(Catastrophic Optical Damage)と呼ばれる光学故障が発生する場合に、レーザーが不点灯になることがある。CODとはレーザーの射出端面の結晶欠陥等により、光の一部を吸収することで発熱し、破壊に至る故障モードである。1つの半導体レーザーがCODによって不点灯になった場合、電気的にオープンになることで直列に接続された複数の半導体レーザーのすべてが消灯するオープン故障を生じさせるおそれがある。そのため、光源装置において、半導体レーザーの不点灯を検知してオープン故障のリスクを低減できる新たな技術が要求されている。
本発明の第一態様に従えば、複数の発光素子を有する光源と、前記光源からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターにおいて、前記光源から前記光変調装置の光路中において、前記光源から射出される光束の一部を検出する光検出部と、前記光源を駆動するとともに、前記光検出部が所定の時間間隔で取得した検出値から得られる前記光束の強度変化に基づいて、前記光源の駆動状態を検知する光源制御装置と、を備え、前記光源制御装置は、前記光束の強度変化に基づいて前記発光素子の1個分に相当する出力低下を算出し、前記出力低下が、前記所定の時間間隔が経過した場合に想定される前記発光素子の1個分に相当する出力低下の最大値よりも大きい場合、前記光源の駆動状態を検知し、前記検知に基づいて前記光源の駆動状態を変更する、又は、前記光源の駆動状態を通知するプロジェクターが提供される。
上記第一態様において、前記光源は、第1の発光素子群と第2の発光素子群とを含み、前記第1の発光素子群は、前記複数の発光素子を電気的に直列に接続した第1の直列回路を有し、前記第2の発光素子群は、前記複数の発光素子を電気的に直列に接続した第2の直列回路を有しており、前記光源制御装置は、前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群をそれぞれ駆動することが好ましい。
上記第一態様において、前記光源制御装置は、前記光源の駆動状態の検知時に、前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群の一方を点灯させるとともに前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群の他方を消灯させることが好ましい。
上記第一態様において、前記光源制御装置は、前記光検出部により取得した前記第1の発光素子群から射出される光束の強度変化に基づいて、前記第1の発光素子群の駆動状態を検知することが好ましい。
上記第一態様において、前記光源制御装置は、前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群のうち、前記複数の発光素子の少なくとも1つの不点灯を検出した発光素子群に対して、前記第1の発光素子群若しくは前記第2の発光素子群の駆動状態を変更する又は前記第1の発光素子群若しくは前記第2の発光素子群の駆動状態を通知することが好ましい。
上記第一態様において、前記光源の温度を検出する温度検出部をさらに備え、前記光源制御装置は、前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記光検出部により取得した検出値または前記光束の強度変化を補正することが好ましい。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
図1は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、光源装置2と、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学装置6と、第1照度センサー(光検出部)11aと、第2照度センサー11bと、表示部20と、光源制御装置CONTと、を備えている。
図1に示すように、本実施形態のプロジェクター1は、スクリーンSCR上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター1は、光源装置2と、色分離光学系3と、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bと、合成光学系5と、投射光学装置6と、第1照度センサー(光検出部)11aと、第2照度センサー11bと、表示部20と、光源制御装置CONTと、を備えている。
本実施形態の光源装置2は、色分離光学系3に向けて照明光WLを射出する。
色分離光学系3は、光源装置2からの照明光WLを赤色光LR(例えば、波長帯が600nm〜700nmの光)と、緑色光LG(例えば、波長帯が500nm〜600nmの光)と、青色光LB(例えば、波長帯が440nm〜470nmの光)とに分離する。
色分離光学系3は、光源装置2からの照明光WLを赤色光LR(例えば、波長帯が600nm〜700nmの光)と、緑色光LG(例えば、波長帯が500nm〜600nmの光)と、青色光LB(例えば、波長帯が440nm〜470nmの光)とに分離する。
色分離光学系3は、第1のダイクロイックミラー7a及び第2のダイクロイックミラー7bと、第1の反射ミラー8a、第2の反射ミラー8b及び第3の反射ミラー8cと、第1のリレーレンズ9a及び第2のリレーレンズ9bとを概略備えている。
第1のダイクロイックミラー7aは、光源装置2からの照明光WLを赤色光LRと、その他の光(緑色光LG及び青色光LB)とに分離する。第1のダイクロイックミラー7aは、分離された赤色光LRを透過すると共に、その他の光(緑色光LG及び青色光LB)を反射する。一方、第2のダイクロイックミラー7bは、緑色光LGを反射すると共に青色光LBを透過することによって、その他の光を緑色光LGと青色光LBとに分離する。
緑色光LGは、第2のダイクロイックミラー7bから光変調装置4Gに向けて反射される。第2の反射ミラー8b及び第3の反射ミラー8cは、青色光LBの光路中に配置されて、第2のダイクロイックミラー7bを透過した青色光LBを光変調装置4Bに導く。なお、第3の反射ミラー8cは青色光LBの一部を透過させる不図示の開口を有している。第3の反射ミラー8cを透過した青色光LBの一部である青色光LB1は、第3の反射ミラー8cの後方に配置された第1照度センサー(光検出部)11aに入射する。
第1のリレーレンズ9aは青色光LBの光路中における第2のダイクロイックミラー7bと第2の反射ミラー8bとの間に配置されている。第2のリレーレンズ9bは青色光LBの光路中における第2の反射ミラー8bと第3の反射ミラー8cとの間に配置されている。
第1の反射ミラー8aは、赤色光LRの光路中に配置されて、第1のダイクロイックミラー7aを透過した赤色光LRを光変調装置4Rに向けて反射する。なお、第1の反射ミラー8aは赤色光LRの一部を透過させる不図示の開口を有している。第1の反射ミラー8aを透過した赤色光LRの一部である赤色光LR1は、第1の反射ミラー8aの後方に配置された第2照度センサー11bに入射する。
光変調装置4Rは、赤色光LRを画像情報に応じて変調し、赤色光LRに対応した画像光を形成する。光変調装置4Gは、緑色光LGを画像情報に応じて変調し、緑色光LGに対応した画像光を形成する。光変調装置4Bは、青色光LBを画像情報に応じて変調し、青色光LBに対応した画像光を形成する。
光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側及び射出側各々には、偏光板(図示せず。)が配置されている。以下、光変調装置4R,光変調装置4G,光変調装置4Bを単に光変調装置4R,4G,4Bと称すことにする。
また、光変調装置4R,4G,4Bの入射側には、それぞれフィールドレンズ10R,フィールドレンズ10G,フィールドレンズ10Bが配置されている。フィールドレンズ10R,フィールドレンズ10G,フィールドレンズ10Bは、光変調装置4R,4G,4Bそれぞれに入射する赤色光LR,緑色光LG,青色光LBそれぞれをテレセントリックにする。
合成光学系5には、光変調装置4R,4G,4Bからの画像光が入射する。合成光学系5は、各々が赤色光LR,緑色光LG,青色光LBに対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学装置6に向けて射出する。合成光学系5には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられている。
投射光学装置6は、投射レンズ群からなり、合成光学系5により合成された画像光をスクリーンSCRに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンSCR上には、拡大されたカラー映像が表示される。
(光源装置)
続いて、光源装置2について説明する。図2は光源装置2の概略構成を示す図である。
図2に示すように、光源装置2は、青色アレイ光源(光源)21と、アフォーカル光学系23と、第1の位相差板28aと、光分離合成素子25と、第1の集光光学系26と、蛍光発光素子27と、第2の位相差板28bと、第2の集光光学系29と、拡散素子30と、第1レンズインテグレーター31と、偏光変換素子32と、重畳レンズ33と、を備えている。
続いて、光源装置2について説明する。図2は光源装置2の概略構成を示す図である。
図2に示すように、光源装置2は、青色アレイ光源(光源)21と、アフォーカル光学系23と、第1の位相差板28aと、光分離合成素子25と、第1の集光光学系26と、蛍光発光素子27と、第2の位相差板28bと、第2の集光光学系29と、拡散素子30と、第1レンズインテグレーター31と、偏光変換素子32と、重畳レンズ33と、を備えている。
青色アレイ光源21と、アフォーカル光学系23と、第1の位相差板28aと、光分離合成素子25と、第2の位相差板28bと、第2の集光光学系29と、拡散素子30とは、光軸ax1上に順次並んで配置されている。なお、光軸ax1は、青色アレイ光源21の光軸である。
一方、蛍光発光素子27と、第1の集光光学系26と、光分離合成素子25と、第1レンズインテグレーター31と、偏光変換素子32と、重畳レンズ33とは、照明光軸ax2上に順次並んで配置されている。光軸ax1と照明光軸ax2とは、同一面内にあり、互いに直交する。
図3は青色アレイ光源21の概略構成を示す図である。
図3に示すように、青色アレイ光源21はマルチエミッターパッケージから構成されている。より具体的に青色アレイ光源21は、基板12と、複数の保持部材13と、複数の発光素子14と、枠体15と、蓋体16と、複数のリード端子17と、を備えている。基板12、枠体15および蓋体16は、各々が別体の部材であり、互いに接合されている。
図3に示すように、青色アレイ光源21はマルチエミッターパッケージから構成されている。より具体的に青色アレイ光源21は、基板12と、複数の保持部材13と、複数の発光素子14と、枠体15と、蓋体16と、複数のリード端子17と、を備えている。基板12、枠体15および蓋体16は、各々が別体の部材であり、互いに接合されている。
基板12は、第1面12aと、第1面12aとは反対側の第2面12bと、を有する板材で構成されている基板12は、熱伝導率が高い金属材料で構成されている。この種の金属材料として、銅、アルミニウムなどが好ましく用いられ、銅が特に好ましく用いられる。基板12は、第1面12aの法線方向から見た平面視において、略正方形もしくは略長方形等の四角形の形状を有する。基板12の第1面12a側には、後述する複数の保持部材13を介して複数の発光素子14が設けられている。
以下、単に「平面視」と記載した場合、基板12の第1面12aの法線方向から見たときの平面視を意味する。
複数の保持部材13は、基板12の第1面12aにおいて、基板12の一辺と平行な方向に所定の間隔を空けて設けられている。複数の保持部材13の各々は、複数の発光素子14に対応して設けられている。
図示しないサブマウントは、例えば窒化アルミニウム、アルミナ等のセラミック材料で構成されている。図示しないサブマウントは、保持部材13と発光素子14との間に介在し、保持部材13と発光素子14との線膨張係数の違いにより生じる熱応力を緩和する。保持部材13は、例えば銀ロウ、金−スズはんだ等の接合材により基板12に接合されている。
複数の発光素子14は、基板12の第1面12a側に設けられている。発光素子14は、例えば半導体レーザー、発光ダイオードなどの固体光源から構成されている。本実施形態において、蛍光体励起用の波長430nm〜490nmの青色光線を射出する発光素子14として、例えば端面発光型の半導体レーザーが用いられる。
本実施形態では、複数の発光素子14として、例えば16個の半導体レーザーが4行4列の格子状に配列されている。複数の発光素子14の各々は、基板12の第1面12aと略垂直な方向に光を射出する。通常、このような発光素子の駆動には定電流回路を用いられる。しかしながら、各々の発光素子における電気特性は微妙に異なるため、複数の発光素子を個別に定電流駆動するのは現実的ではない。本実施形態において、青色アレイ光源21は、複数の発光素子14を直列に接続して定電流回路で駆動している。
また、直列に接続する発光素子の数が多くなると駆動電圧が高くなってしまう。本実施形態では、16個の発光素子14を複数の発光素子群に分けるようにしている。
具体的に本実施形態の青色アレイ光源21は、各保持部材13に発光素子14を4個ずつ実装した発光素子群を複数備える。これら4個の発光素子14は電気的に直列に接続されている。これにより、1つの保持部材13に実装された4個の発光素子14からなる発光素子群は直列回路を有している。
1つの直列回路には、2本のリード端子17が接続されている。一方のリード端子17は正極として機能し、他方のリード端子17は負極として機能し、2本のリード端子17によって発光素子14に電流が供給される。
ここで、図4に基づき、青色アレイ光源21の複数の発光素子14の電気的接続について説明する。なお、図4は青色アレイ光源21の等価回路図である。
青色アレイ光源21は4つの発光素子群を有する。以下、説明の便宜上、図4の等価回路図において、最上段の発光素子群から最下段の発光素子群に向かって順に第1の発光素子群G1、第2の発光素子群G2、第3の発光素子群G3及び第4の発光素子群G4と称す。
青色アレイ光源21は4つの発光素子群を有する。以下、説明の便宜上、図4の等価回路図において、最上段の発光素子群から最下段の発光素子群に向かって順に第1の発光素子群G1、第2の発光素子群G2、第3の発光素子群G3及び第4の発光素子群G4と称す。
第1の発光素子群G1は第1の直列回路50Aを有している。第2の発光素子群G2は第2の直列回路50Bを有している。第3の発光素子群G3は第3の直列回路50Cを有している。第4の発光素子群G4は第4の直列回路50Dを有している。
第1〜第4の直列回路50A〜50Dのそれぞれは、光源制御装置CONTに対して独立して接続されている。光源制御装置CONTは、各直列回路に供給する電流を個別に制御する。例えば、光源制御装置CONTは第2の直列回路50B、第3の直列回路50Cおよび第4の直列回路50Dを作動させるとともに、第1の直列回路50Aを作動させないように、青色アレイ光源21を制御可能である。
また、光源制御装置CONTは、全ての直列回路50A〜50Dを作動させることで各発光素子群G1〜G4を同時に点灯させるように、青色アレイ光源21を制御することも可能である。
図3に戻り、枠体15は、複数の発光素子14を囲んで設けられ、基板12の第1面12a側に接合されている。枠体15は、平面視において、四角形の環状の形状を有する。枠体15は、四角形の4辺が全て一体の部材であってもよいし、複数の部材が接合された構成であってもよい。枠体15は、基板12と蓋体16との間の距離(間隔)を一定に保持し、複数の発光素子14が収容される収容空間の一部を構成する。そのため、枠体15は、所定の剛性を有することが好ましい。
枠体15は、金属材料で構成されている。蓋体16は、複数の発光素子14から射出された光を透過させる板状の透光性部材18から構成されている。
蓋体16は、基板12の第1面12aに対向して設けられ、枠体15の基板12とは反対側に接合されている。蓋体16は、平面視において、正方形、長方形を含む四角形の形状を有する。透光性部材18の材料としては、例えばBK7等のホウケイ酸ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス等を含む光学ガラス、水晶、およびサファイア等が用いられる。
本実施形態の蓋体16には、複数のコリメーターレンズ16aが一体に設けられている。コリメーターレンズ16aは凸レンズで構成されている。コリメーターレンズ16aは、対応する発光素子14から射出された光線を平行化する。コリメーターレンズ16aは、蓋体16と別体であってもよい。
本実施形態において、基板12と枠体15とは、金属接合によって接合されている。
このように、基板12と枠体15、および、枠体15と蓋体16とが接合されたことにより、基板12と枠体15と蓋体16とによって囲まれた空間は、外気から遮断され、複数の発光素子14が気密に収容されるための密閉空間となる。複数の発光素子14は密閉空間に収容されることにより、発光素子14への有機物や水分等の異物の付着が低減される。枠体15には、複数の貫通孔15cが設けられている。複数の貫通孔15cの各々には、複数の発光素子14の各々に電力を供給するためのリード端子17が設けられている。
このような構成に基づいて、青色アレイ光源21は、平行光線束からなる複数の青色光線を含む青色光線束BLをアフォーカル光学系23に向けて射出するようになっている。
図2に戻り、青色アレイ光源21から射出された青色光線束BLはアフォーカル光学系23に入射する。アフォーカル光学系23は、青色光線束BLの光束径を調整する。アフォーカル光学系23は、例えば凸レンズ23a,凹レンズ23bから構成されている。
アフォーカル光学系23を通過した青色光線束BLは第1の位相差板28aに入射する。第1の位相差板28aは、例えば回転可能とされた1/2波長板である。青色レーザー発光素子21aから射出された青色光線束BLは直線偏光である。第1の位相差板28aの回転角度を適切に設定することにより、第1の位相差板28aを透過する青色光線束BLを、光分離合成素子25に対するS偏光成分とP偏光成分とを所定の比率で含む光線とすることができる。第1の位相差板28aを回転させることにより、S偏光成分とP偏光成分との比率を変化させることができる。
第1の位相差板28aを通過することで生成されたS偏光成分とP偏光成分とを含む青色光線束BLは光分離合成素子25に入射する。光分離合成素子25は、光軸ax1及び照明光軸ax2に対して45°の角度をなすように配置される。
光分離合成素子25は、青色光線束BLを、光分離合成素子25に対するS偏光成分の光線束BLsとP偏光成分の光線束BLpとに分離する偏光分離機能を有する。また、光分離合成素子25は青色光線束BLとは波長帯が異なる蛍光YLを、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有する。これにより、光分離合成素子25は、後述のように、青色光線束BLの一部であるS偏光成分(光線束BLs)と蛍光YLとを合成する合成手段として機能する。
具体的に、光分離合成素子25は、S偏光成分の光線束BLsを反射させ、P偏光成分の光線束BLpを透過させる。光分離合成素子25から射出されたS偏光成分の光線束BLsは、第1の集光光学系26に入射する。第1の集光光学系26は、光線束BLsを蛍光体34に向けて集光させる。
本実施形態において、第1の集光光学系26は、例えば第1レンズ26a及び第2レンズ26bから構成される。第1の集光光学系26から射出された光線束BLsは、蛍光発光素子27に集光した状態で入射する。蛍光発光素子27は、蛍光体34と、この蛍光体34を支持する基板35と、蛍光体34を基板35に固定する固定部材36とを有している。
本実施形態において、蛍光体34は、該蛍光体34の側面と基板35との間に設けられた固定部材36により、基板35に固定される。蛍光体34は、光線束BLsの入射する側と反対側の面において、基板35に接触する。
蛍光体34は、光線束BLsを吸収して励起される蛍光体粒子を含む。この光線束BLsにより励起された蛍光体34は、例えば波長帯が500〜700nmの蛍光YLを射出する。
蛍光体34の光線束BLsが入射する側とは反対側、すなわち第1の集光光学系26とは反対側には反射部37が設けられている。反射部37は、蛍光体34で生成された蛍光YLのうち、基板35に向かって進む成分を反射する。
基板35の蛍光体34を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク38が配置されている。蛍光発光素子27では、このヒートシンク38を介して放熱できるため、蛍光体34の熱劣化を防ぐことができる。
蛍光体34で生成された蛍光YLのうち、一部の蛍光YLは、反射部37によって反射され、蛍光体34の外部へと射出される。また、蛍光体34で生成された蛍光YLのうち、他の一部の蛍光YLは、反射部37を介さずに蛍光体34の外部へと射出される。このようにして、蛍光YLが蛍光体34から射出される。
蛍光体34から射出された蛍光YLは、非偏光の光である。蛍光YLは、第1の集光光学系26を通過した後、光分離合成素子25に入射する。そして、この蛍光YLは、光分離合成素子25から第1レンズインテグレーター31に向けて進む。
一方、光分離合成素子25から射出されたP偏光成分の光線束BLpは、第2の位相差板28bに入射する。第2の位相差板28bは、光分離合成素子25と拡散素子30との間の光路中に配置された1/4波長板から構成されている。したがって、光分離合成素子25から射出されたP偏光成分の光線束BLpは、この第2の位相差板28bによって、例えば、右回り円偏光の青色光BLc1に変換された後、第2の集光光学系29に入射する。
第2の集光光学系29は、例えばレンズ29aから構成され、青色光BLc1を集光させた状態で拡散素子30に入射させる。
第2の集光光学系29は、例えばレンズ29aから構成され、青色光BLc1を集光させた状態で拡散素子30に入射させる。
拡散素子30は、光分離合成素子25における蛍光体34の反対側に配置され、第2の集光光学系29から射出された青色光BLc1を光分離合成素子25に向けて拡散反射させる。すなわち、本実施形態の拡散素子30は反射型の拡散素子である。
以下、反射ミラー層43によって拡散反射された光を青色光BLc2と称する。例えば、右回り円偏光の青色光BLc1は拡散素子30によって左回り円偏光の青色光BLc2として反射される。拡散素子30から射出された青色光BLc2は第2の集光光学系29によって平行光に変換された後に再び第2の位相差板28bに入射する。左回り円偏光の青色光BLc2は、第2の位相差板28bによってS偏光成分の青色光BLs1に変換される。S偏光成分の青色光BLs1は、光分離合成素子25によって第1レンズインテグレーター31に向けて反射される。
このように青色光BLs1及び蛍光YLは、光分離合成素子25から互いに同一方向に向けて射出される。したがって、青色光BLs1及び蛍光YLは、光分離合成素子25で互いに合成されて白色の照明光WLを生成する。
照明光WLは、第1レンズインテグレーター31に向けて射出される。第1レンズインテグレーター31は、第1マルチレンズ31aと第2マルチレンズ31bとを有する。第1マルチレンズ31aは照明光WLを複数の部分光線束に分割するための複数の第1小レンズ31amを有する。
第1マルチレンズ31aのレンズ面である第1小レンズ31amの表面と光変調装置4R,4G,4Bの各々の画像形成領域とは互いに共役となっている。そのため、第1小レンズ31am各々の形状は、光変調装置4R,4G,4Bの画像形成領域の形状と略相似形(矩形状)となっている。これにより、第1マルチレンズ31aから射出された部分光束各々が光変調装置4R,4G,4Bの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射する。
第2マルチレンズ31bは、第1マルチレンズ31aの複数の第1小レンズ31amに対応する複数の第2小レンズ31bmを有する。第2マルチレンズ31bは、重畳レンズ33とともに、第1マルチレンズ31aの各第1小レンズ31amの像を光変調装置4R,4G,4Bの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。
第1レンズインテグレーター31を透過した照明光WLは、偏光変換素子32に入射する。偏光変換素子32は、偏光分離膜と1/2位相差板とをアレイ状に並べて構成される。偏光変換素子32は、非偏光の蛍光YLを含む照明光WLを直線偏光に変換して射出する。
より具体的に、偏光変換素子32は、光変調装置4R,4G,4Bの光入射側に配置された偏光板(不図示)の透過軸の方向に対応させる。これにより、上述のように照明光WLを分離して得られる赤色光LR、緑色光LG及び青色光LBの偏光方向は、各光変調装置4R,4G,4Bの入射側偏光板の透過軸方向に対応する。よって、赤色光LR、緑色光LG及び青色光LBは入射側偏光板でそれぞれ遮光されることなく、光変調装置4R,4G,4Bの画像形成領域にそれぞれ良好に導かれる。
偏光変換素子32を透過した照明光WLは、重畳レンズ33に入射する。重畳レンズ33は第1レンズインテグレーター31と協働して、被照明領域における照明光WLの照度分布を均一化する。
ところで、青色アレイ光源21は長時間通電状態におかれることによって、発光素子14の出力が徐々に低下していく。また、蛍光体34及び拡散素子30の特性も同様に経時的に変化する。このような経時的な変化は照明光WLの色味(ホワイトバランス)を変化させる。
本実施形態のプロジェクター1では、色分離光学系3における光路中に、第1照度センサー11aと第2照度センサー11bとを配置し、各照度センサーによって色分離した光の強度をそれぞれ検出する。以下、第1照度センサー11a及び第2照度センサー11bを総称して照度センサー11a,11bと称す。
照度センサー11a,11bは光源制御装置CONTに電気的に接続され、検出結果を光源制御装置CONTに出力する。
プロジェクター1は、第1照度センサー11a及び第2照度センサー11bの検出値に基づき、上述した経時的な照明光WLのホワイトバランスの変化を補正するように、光源制御装置CONTによって青色アレイ光源21を駆動させる。
プロジェクター1は、第1照度センサー11a及び第2照度センサー11bの検出値に基づき、上述した経時的な照明光WLのホワイトバランスの変化を補正するように、光源制御装置CONTによって青色アレイ光源21を駆動させる。
第1照度センサー11aは、第3の反射ミラー8cを透過した青色光LBの一部である青色光LB1を検知する。青色光LB1は、青色アレイ光源21から射出された光線束BLの一部に相当する。すなわち、第1照度センサー11aは青色光LB1を検知することで、青色アレイ光源21から射出される光の出力を検知することが可能である。
第2照度センサー11bは、蛍光体34から射出された蛍光YLを分離した赤色光LR及び緑色光LGの一方である赤色光LRのうち第1の反射ミラー8aを透過した成分である赤色光LR1を検知する。
本実施形態において、照度センサー11a,11bは色分離光学系3内に設けられているが、照度センサー11a,11bは光源装置2内部に設けてもよい。例えば、照明光WLの光路上に配置したフィルターによって、照明光WLから分離した青色光及び赤色光をそれぞれ検出すればよい。また、緑色光LGを検出する照度センサーを別途設けてもよい。
本実施形態のプロジェクター1では、光変調装置4R、4Bの直前に照度センサー11a,11bを配置することで、赤色光LR及び青色光LBが均一性の高い状態で各センサーに入射するので、赤色光LR及び青色光LBの照度を精度良く検出することができる。
本実施形態のプロジェクター1において、光源装置2から射出される照明光WLの出力は常に一定ではなく、例えば、入力信号の種類、ユーザーの設定した動作モードの切り替え、或いは周囲環境などによって変動する。
そのため、光源装置2の駆動状態が予め定められた一定の条件であるときに照度センサー11a、11bの値を比較しないと、検出精度が低下するおそれがある。本実施形態のプロジェクター1では、例えば、該プロジェクター1の電源をONするタイミングあるいは電源をOFFするタイミングに合わせて青色アレイ光源21を一定の駆動状態にし、照度センサー11a,11bによる検出を行うことで照明光WLのホワイトバランス調整を行う。また、ホワイトバランス調整は、ユーザーの指定したタイミングで適宜行ってもよい。なお、使用用途によって光源装置2の一定の駆動状態である場合、画像表示動作中に照度センサー11a、11bによる検出を行うことでホワイトバランス調整を行うことが可能となる。
また、発光素子14はその温度によって出力が大きく変動する。例えば、発光素子14の温度が1℃上昇すると、出力が0.2%〜1%低下する。ユーザーによるプロジェクター1の使用環境はさまざまである。そのため、本実施形態のプロジェクター1では、照度センサー11a,11bによる検出値を青色アレイ光源21の温度情報に基づいて補正している。
具体的に本実施形態のプロジェクター1は、青色アレイ光源21における温度情報を検出する図2及び図4に示される温度検出部19を有している。温度検出部19は、例えば、熱電対やサーミスタ等の温度センサーで構成されている。温度検出部19は光源制御装置CONTに電気的に接続され、検出結果を光源制御装置CONTに出力する。
本実施形態において、光源制御装置CONTは、上述の照度センサー11a,11bの初期値を取得する際、温度検出部19によって取得した青色アレイ光源21における温度情報に基づいて照度センサー11a,11bの検出値を補正する。本実施形態のプロジェクター1によれば、照度センサー11a,11bによる検出値を青色アレイ光源21の温度情報に基づいて補正することで、照明光WLのホワイトバランスを精度良く調整可能である。
また、複数の発光素子14各々の出力および照度センサー11a,11bの感度には、多少のばらつきがある。本実施形態のプロジェクター1では、上記のばらつきによる影響を低減するため、例えば、製品組み立て時のタイミングで光源装置2を駆動した場合の照度センサー11a,11bの検出値を初期値として光源制御装置CONT内に保持している。そして、光源制御装置CONTは、照度センサー11a,11bによる検出値と初期値との比較値に基づいて青色アレイ光源21を制御する。
なお、蛍光体34への励起光(光線束BLs)の光密度によって蛍光体34の発光特性、例えば、蛍光YLのスペクトルや発光効率が変化する。本実施形態のプロジェクター1では、照明光WLのホワイトバランス調整を行う際、画像表示を行う場合と同様に青色アレイ光源21において各発光素子群G1〜G4を同時に点灯させることで蛍光体34の発光特性を画像表示に合わせている。これにより、ホワイトバランス調整を高精度に行うことができる。
上述のように発光素子14は通常の使用状態であっても、時間とともに徐々に光出力が低下してゆく。光出力が低下する速さは一定ではなく、個々の発光素子14によって異なる。また、発光素子14に流れる電流値が大きくなるほど、あるいは発光素子14の温度が高くなるほど、発光素子14における劣化速度は速くなる。
上述したように半導体レーザーからなる発光素子14はCODと呼ばれる光学故障が生じると、レーザー発振ができない不点灯状態となる。不点灯状態となった発光素子14においては、投入される電力の全てが熱に変わることで発熱量が増加する。発熱が増加して熱負荷が大きい状態が継続すると、発光素子14が保持部材13から剥離したり、クラックが入ることで電気的な導通が全く絶たれたオープン故障を生じるおそれがある。オープン故障が発生すると、直列回路に含まれる全ての発光素子14に電流が供給されなくなくなってしまう。
青色アレイ光源21において、各発光素子群G1〜G4に含まれる複数の発光素子14のうちの一個でも不点灯状態になると、オープン故障によって同じ発光素子群に含まれる全ての発光素子14が消灯するリスクがある。また、発光素子14の不点灯は特別な兆候もなく突然発生する。そのため、発光素子14の不点灯を予め検出可能となれば、オープン故障のリスクを低減することが可能となる。
本実施形態のプロジェクター1では、青色アレイ光源21から射出された光線束BLの一部である青色光LB1の照度を第1照度センサー11aによって検出し、第1照度センサー11aの検出結果に基づいて青色アレイ光源21の駆動状態を検知可能としている。ここで、青色アレイ光源21の駆動状態の検知とは、発光素子14における不点灯の発生を検知することを意味する。
このように本実施形態のプロジェクター1では、青色アレイ光源21において複数の発光素子14のいずれかに生じた不点灯を予め検出することで、青色アレイ光源21に生じるオープン故障のリスクを低減することが可能である。
以下、本実施形態のプロジェクター1による青色アレイ光源21の駆動状態の検知方法について説明する。
本実施形態のプロジェクター1では、光源制御装置CONTによって青色アレイ光源21の駆動状態を検知する。青色アレイ光源21における駆動状態の検知は、例えば、プロジェクター1における電源をOFFするタイミングに合わせて実行する。このようにすれば、プロジェクター1による画像投影が終了したタイミングで検知を行うので、プロジェクターのユーザーに余分な時間的負担をかけることがない。
なお、青色アレイ光源21における駆動状態の検知は、上述した照明光WLのホワイトバランス調整と同時に行うことも可能である。
本実施形態のプロジェクター1では、光源制御装置CONTによって青色アレイ光源21の駆動状態を検知する。青色アレイ光源21における駆動状態の検知は、例えば、プロジェクター1における電源をOFFするタイミングに合わせて実行する。このようにすれば、プロジェクター1による画像投影が終了したタイミングで検知を行うので、プロジェクターのユーザーに余分な時間的負担をかけることがない。
なお、青色アレイ光源21における駆動状態の検知は、上述した照明光WLのホワイトバランス調整と同時に行うことも可能である。
本実施形態のプロジェクター1では、発光素子群G1〜G4をそれぞれ独立して駆動させることで青色アレイ光源21の駆動状態を検知する。例えば、プロジェクター1は、第1照度センサー11aの検出タイミングに合わせて、光源制御装置CONTによって第1の直列回路50Aを作動させることで第1の発光素子群G1を点灯させるとともに、第2〜第4の直列回路50B〜50Dを作動させないことで第2〜第4の発光素子群G2〜G4を消灯させるように制御する。
本実施形態において、プロジェクター1は、第1照度センサー11aの検出タイミングに合わせて、光源制御装置CONTによって作動させる直列回路を切り替えることで、青色アレイ光源21における各発光素子群G1〜G4における駆動状態を個別に検知する。
なお、以下では、第1の発光素子群G1の駆動状態を検知する場合を例に挙げて説明するが、他の発光素子群G2〜G4に関する検知についても同様のことが言える。そのため、他の発光素子群G2〜G4に関する検知については説明を省略する。
図5は青色アレイ光源21の駆動状態の検知方法を説明する説明図である。
図5において、横軸は所定の時刻、例えば、プロジェクター1の使用開始時点からの経過時間を示し、縦軸は青色アレイ光源21から射出される青色光LB1の強度を第1照度センサー11aにより検出した検出値を示している。なお、図5において、青色光LB1の強度は、所定の時刻、例えば、プロジェクター1の使用開始時点における青色光LB1の初期値に対する相対値である。
また、図5において、曲線Aは、通常の使用状態において発光素子に生じる平均的な劣化による青色光LB1の強度変化を示している。また、直線Bは、通常の使用状態において発光素子に生じる劣化の最大値による青色光LB1の強度変化を示している。ここで、直線Bの傾きをDmaxとする。また、直線Cは、1個の発光素子14に不点灯が生じた場合における青色光LB1の強度変化を示している。
図5において、横軸は所定の時刻、例えば、プロジェクター1の使用開始時点からの経過時間を示し、縦軸は青色アレイ光源21から射出される青色光LB1の強度を第1照度センサー11aにより検出した検出値を示している。なお、図5において、青色光LB1の強度は、所定の時刻、例えば、プロジェクター1の使用開始時点における青色光LB1の初期値に対する相対値である。
また、図5において、曲線Aは、通常の使用状態において発光素子に生じる平均的な劣化による青色光LB1の強度変化を示している。また、直線Bは、通常の使用状態において発光素子に生じる劣化の最大値による青色光LB1の強度変化を示している。ここで、直線Bの傾きをDmaxとする。また、直線Cは、1個の発光素子14に不点灯が生じた場合における青色光LB1の強度変化を示している。
本実施形態のプロジェクター1は、第1の発光素子群G1のみを駆動させた青色アレイ光源21から射出された光線束BLの一部である青色光LB1の強度を、第1照度センサー11aにより、検出時間t1における検出値P1として取得する。検出値P1は光源制御装置CONTに出力される。なお、光源制御装置CONTは、温度検出部19によって取得した青色アレイ光源21における温度の検出結果に基づいて検出値P1を補正する。これにより、光源制御装置CONTは、検出値P1として精度の高い値を取得できる。
検出時間t1において発光素子14の不点灯は生じていないため、検出値P1は曲線A上に位置する。
続いて、プロジェクター1は、第1照度センサー11aによって青色光LB1の強度を検出値P2として取得する。ここで、検出値P2を取得した時間を検出時間t2とする。第1照度センサー11aは、検出値P2を光源制御装置CONTに出力する。光源制御装置CONTは、温度検出部19によって取得した青色アレイ光源21における温度の検出結果に基づいて検出値P2を補正する。これにより、光源制御装置CONTは、検出値P2として精度の高い値を取得することができる。
光源制御装置CONTは、第1照度センサー11aの検出値に基づき、所定の時間間隔Δtで生じた青色光LB1の強度変化を取得する。ここで、所定の時間間隔Δtは、検出時間t2と検出時間t1との時間差(t2−t1)である。
本実施形態において、光源制御装置CONTは、所定の時間間隔Δtで取得した第1照度センサー11aの検出値から得られる青色光LB1の強度変化に基づいて、青色アレイ光源21の駆動状態を検知する。青色光LB1の強度変化は検出値P2と検出値P1との差で規定される。
光源制御装置CONTは、青色光LB1の強度変化から発光素子14の1個分における出力低下を算出する。上述したように光源制御装置CONTは、温度検出部19の検出結果に基づいて補正した検出値P1及び検出値P2から算出した青色光LB1の強度変化から発光素子14の1個分における出力低下を求めるため、該出力低下として高精度の値を取得できる。なお、光源制御装置CONTは、温度検出部19の検出結果に基づいて、青色光LB1の強度変化を補正してもよい。
ここで、発光素子14の1個分における出力低下は、青色光LB1を射出する際に青色アレイ光源21において電気が流れている発光素子14の数が増えるほど小さくなる。
本実施形態の青色アレイ光源21は16個の発光素子14を有している。例えば、青色アレイ光源21において16個の発光素子14を全て点灯させた状態で青色光LB1の強度変化を検出したとする。この場合において、1個の発光素子14が不点灯になったときに検出される青色光LB1の出力低下量は6.25%となる。
しかしながら、例えば、青色アレイ光源21において16個の発光素子14のうち発光素子14を4個だけ点灯させた状態で青色光LB1の強度変化を検出したとする。この場合において、1個の発光素子14が不点灯になったときに検出される青色光LB1の出力低下量は25%となる。すなわち、青色光LB1の出力低下量が大きくなるため、発光素子14の1個分における出力低下の検出が容易となる。
以上のように青色光LB1を射出する際に青色アレイ光源21において電気が流れている発光素子14の数が大きくなるほど、発光素子14における1個分の出力低下の検出が困難となる。
以上のように青色光LB1を射出する際に青色アレイ光源21において電気が流れている発光素子14の数が大きくなるほど、発光素子14における1個分の出力低下の検出が困難となる。
これに対して本実施形態のプロジェクター1では、上述のように発光素子群G1〜G4を独立して駆動することで、発光素子群G1〜G4ごとに発光素子14の不点灯を検出するようにしている。各発光素子群G1〜G4における発光素子14の数は4個ずつであることから、上述のように発光素子14における1個分の出力低下の検出が容易となる。
なお、青色アレイ光源21において発光素子14を全て点灯させた状態と、各発光素子群G1〜G4を点灯させた状態では、第1照度センサー11aに入射する青色光LB1の出力が異なる。そのため、第1照度センサー11aは入射する青色光LB1の光量に応じて感度を切り替え可能な構成を採用することで検出精度をより高めることができる。
光源制御装置CONTは、所定の時間間隔Δtにおける発光素子14の1個分に相当する出力低下として傾きDを算出し、傾きDと、所定の時間間隔Δtが経過した場合に想定される発光素子14の1個分に相当する出力低下の最大値としての傾きDmaxとを比較する。ここで、発光素子14における1個分の出力低下を傾きDとした場合、傾きDはΔP/(t2−t1)で規定される。なお、ΔPは、所定の時間間隔Δtで生じた青色光LB1の強度変化に相当する。
光源制御装置CONTは、傾きDと上記Dmaxとの大小関係に基づき、青色アレイ光源21の駆動状態を検知する。
光源制御装置CONTは、傾きDと上記Dmaxとの大小関係に基づき、青色アレイ光源21の駆動状態を検知する。
まず、発光素子14に不点灯が生じていない場合について考える。ここで、発光素子14における1個分の出力低下を傾きDaとすると、傾きDaはΔPa/(t2−t1)で規定される。なお、ΔPaは、検出値P1と検出値P2との差(P1−P2)である。発光素子14に不点灯が生じていない場合、検出時間t2における青色光LB1の出力は平均的な劣化分だけ低下した値となる。そのため、検出値P2は曲線A上に位置する。このとき、上述した傾きDaは検出値P2および検出値P1を通る曲線Aの傾きで規定されるので、出力低下としての傾きDaは出力低下の最大値としてのDmaxより小さくなる。
光源制御装置CONTは、所定の時間間隔Δtにおける発光素子14の1個分の出力低下としての傾きDaが、通常使用状態にて所定の時間間隔Δtが経過した場合に想定される出力低下の最大値Dmaxよりも小さい場合、青色アレイ光源21における駆動状態が正常であることを検知する。すなわち、光源制御装置CONTは、青色アレイ光源21において発光素子14の不点灯は生じていないことを検知する。
一方、発光素子14の少なくとも1つに不点灯が生じた場合について考える。ここで、発光素子14における1個分の出力低下を傾きDbとすると、傾きDbはΔPb/(t2−t1)で規定される。なお、ΔPbは、検出値P1と検出値P3との差(P1−P3)である。また、検出値P3は、直線C上における検出時間t2での検出値である。発光素子14に不点灯が生じた場合、検出時間t2における青色光LB1の出力は通常使用状態において想定される劣化分よりも大きく低下した値となる。そのため、検出値P2は曲線A上ではなく直線C上に位置する。このとき、上記の傾きDbは直線Cの傾きで規定されるので、傾きDbは出力低下の最大値としてのDmaxより大きくなる。
光源制御装置CONTは、所定の時間間隔Δtにおける発光素子14の1個分の出力低下としての傾きDbが、通常使用状態にて所定の時間間隔Δtが経過した場合に想定される出力低下の最大値Dmaxよりも大きい場合、青色アレイ光源21における駆動状態に異常が生じたことを検知する。光源制御装置CONTは、青色アレイ光源21の駆動状態に異常が生じたことで青色光LB1の出力が大幅に低下したことを検知する。すなわち、光源制御装置CONTは、青色アレイ光源21において発光素子14の不点灯が生じたことを検知する。
以上のようにして光源制御装置CONTは、青色アレイ光源21のうちの第1の発光素子群G1に関する駆動状態の検知が終了する。続いて、光源制御装置CONTは、同様に、各発光素子群G2〜G4に関する駆動状態の検知を順次行う。すなわち、本実施形態のプロジェクター1では、青色アレイ光源21において点灯させる発光素子群を切り替えることで、発光素子群ごとに駆動状態を検知することができる。このようにして各発光素子群において発光素子14の不点灯が生じているかを検知することができる。
光源制御装置CONTは、青色アレイ光源21において発光素子14の不点灯を検知した場合に、青色アレイ光源21の駆動状態を変更する、又は、駆動状態の検知結果を通知する。
第1に、光源制御装置CONTが青色アレイ光源21の駆動状態を変更する場合について説明する。
光源制御装置CONTは、例えば、青色アレイ光源21に供給する電流又はパルス駆動のデューティー比の少なくとも一方を変更することで、青色アレイ光源21の駆動状態を変更する。
光源制御装置CONTは、例えば、青色アレイ光源21に供給する電流又はパルス駆動のデューティー比の少なくとも一方を変更することで、青色アレイ光源21の駆動状態を変更する。
光源制御装置CONTは、特に青色アレイ光源21に流す電流量を減らす制御を行うことで、発光素子14の接合部における温度あるいは電流密度を下げることができる。これにより、青色アレイ光源21では、他の発光素子14に不点灯が生じることが抑制されるため、オープン故障のリスクが低減される。また、光源制御装置CONTは、パルス駆動のデューティー比を下げることで、発光素子14の温度を下げることで新たな故障リスクを低減することができる。なお、青色アレイ光源21に供給する電流の低減や、パルス駆動のデューティー比の低減は、プロジェクター1の投射画像の明るさに影響を及ぼさない範囲で行われる。
また、青色アレイ光源21からの光量は、該青色アレイ光源21の温度に依存する。光源制御装置CONTは、例えば、不図示の冷却ファンを駆動して青色アレイ光源21を冷却する制御を行うことで、青色アレイ光源21の温度を低下させることができる。これにより、青色アレイ光源21では、発光素子14の発光効率を向上させて射出する光の出力を維持できる。
光源制御装置CONTは、スクリーンSCRに投射する投射画像の明るさを抑制するように青色アレイ光源21の駆動を制御することも可能である。なお、投射画像の明るさを制御する制御値は、ユーザーが個別に設定した値でもよいし、プロジェクター1の動作モードに応じて適宜設定される値でもよい。
また、本実施形態のプロジェクター1は、上述のように青色アレイ光源21において発光素子群G1〜G4ごとに発光素子14の不点灯を検出可能である。
光源制御装置CONTは、ある発光素子群において発光素子14の不点灯を検出した場合、不点灯が生じた発光素子群への電流量を減らしつつ、他の発光素子群に供給する電流又はパルス駆動のデューティー比の少なくとも一方を増やす制御を行うことで、青色アレイ光源21から射出する光の出力を維持できる。このようにすれば、プロジェクター1における投射画像の明るさへの影響を最小限に抑えつつ、オープン故障のリスクを低減することができる。
光源制御装置CONTは、ある発光素子群において発光素子14の不点灯を検出した場合、不点灯が生じた発光素子群への電流量を減らしつつ、他の発光素子群に供給する電流又はパルス駆動のデューティー比の少なくとも一方を増やす制御を行うことで、青色アレイ光源21から射出する光の出力を維持できる。このようにすれば、プロジェクター1における投射画像の明るさへの影響を最小限に抑えつつ、オープン故障のリスクを低減することができる。
第2に、光源制御装置CONTが青色アレイ光源21の駆動状態を通知する場合について説明する。
光源制御装置CONTは、表示部20を介して青色アレイ光源21の駆動状態を通知する。表示部20は、例えば、青色アレイ光源21において発光素子14の不点灯が生じている旨を表示する。表示部20は、例えば、プロジェクター1の本体に設けられたインジケーター、ディスプレイなどである。本実施形態において、光源制御装置CONTは、表示部20に駆動状態を表示させる場合を例に挙げたが、駆動状態を外部に通知する手段については表示部20に限られない。
光源制御装置CONTは、表示部20を介して青色アレイ光源21の駆動状態を通知する。表示部20は、例えば、青色アレイ光源21において発光素子14の不点灯が生じている旨を表示する。表示部20は、例えば、プロジェクター1の本体に設けられたインジケーター、ディスプレイなどである。本実施形態において、光源制御装置CONTは、表示部20に駆動状態を表示させる場合を例に挙げたが、駆動状態を外部に通知する手段については表示部20に限られない。
例えば、スクリーンSCR上に投射する画像に駆動状態を合わせて表示するようにしてもよい。また、他の通知手段としては、例えば、警告ブザーや、有線または無線ネットワークを通じた通知を採用してもよい。このようにすれば、例えば、表示部20による通知を受けたユーザーは、代替のプロジェクターの準備や修理の手配をするなど、迅速に保全処置を実行できる。また、青色アレイ光源21が交換可能な構成である場合、表示部20による通知を受けたユーザーは新しい青色アレイ光源21に交換してもよい。
なお、青色アレイ光源21の駆動状態の通知対象はユーザーに限られず、例えばメーカーのサービスマンでもよい。
また、上記説明では、1個の発光素子14における不点灯が生じた場合でも表示部20による通知を行う場合を例に挙げたが、発光素子14における不点灯が1個の場合には通知せず、発光素子14における不点灯が複数個生じたときに表示部20による通知を行ってもよい。あるいは、不点灯が生じた発光素子14の個数の時間当たりの増加量を基準にして、ある閾値を超えた場合に、青色アレイ光源21の故障リスクが高まったと判断し、この旨を表示部20に表示することでユーザーに通知してもよい。
また、上記説明では、1個の発光素子14における不点灯が生じた場合でも表示部20による通知を行う場合を例に挙げたが、発光素子14における不点灯が1個の場合には通知せず、発光素子14における不点灯が複数個生じたときに表示部20による通知を行ってもよい。あるいは、不点灯が生じた発光素子14の個数の時間当たりの増加量を基準にして、ある閾値を超えた場合に、青色アレイ光源21の故障リスクが高まったと判断し、この旨を表示部20に表示することでユーザーに通知してもよい。
続いて、本実施形態のプロジェクター1が奏する効果について説明する。
本実施形態のプロジェクター1によれば、青色アレイ光源21における駆動状態を検知することによって、発光素子14に生じた不点灯を検知した場合、青色アレイ光源21の駆動状態を変更することができる。これにより、新たに発光素子14の不点灯が生じることを抑制できる。また、オープン故障のリスクを低減することができる。
本実施形態のプロジェクター1によれば、青色アレイ光源21における駆動状態を検知することによって、発光素子14に生じた不点灯を検知した場合、青色アレイ光源21の駆動状態を変更することができる。これにより、新たに発光素子14の不点灯が生じることを抑制できる。また、オープン故障のリスクを低減することができる。
また、本実施形態のプロジェクター1によれば、プロジェクター1の明るさ制御又はホワイトバランス制御に用いる第1照度センサー11aの検出値に基づいて、発光素子14に生じた不点灯を検知することができる。これにより、新たな素子を追加することなく、プロジェクター1の信頼性を向上させることができる。
また、本実施形態のプロジェクター1によれば、発光素子14の不点灯を検出する場合に、第1照度センサー11aによる直近の検出値P1と温度検出部19による直近の検出結果のみを保持すればよいので、光源制御装置CONTに関する処理回路のメモリー容量を小さくできる。
また、本実施形態のプロジェクター1によれば、第1照度センサー11aの検出時に青色アレイ光源21の温度を同時に検出することで、発光素子14の温度による出力変動を補正することができる。これにより、第1照度センサー11aの検出精度を向上させることができる。
また、本実施形態のプロジェクター1によれば、青色アレイ光源21における複数の発光素子14を複数の発光素子群G1〜G4に分けることで、全ての発光素子14を直列に接続する場合に比べて、青色アレイ光源21の駆動電圧を低くすることができる。これにより、青色アレイ光源21の絶縁性や安全性を向上させることができる。
また、オープン故障が発生すると直列に接続している全ての発光素子14への電流供給が遮断されるのに対し、本実施形態の青色アレイ光源21では複数の発光素子群G1〜G4に分けた構造を採用している。これにより、本実施形態の青色アレイ光源21によれば、少なくとも不点灯が生じていない発光素子14を含む一部の発光素子群の点灯を継続することができるので、オープン故障による青色アレイ光源21における不点灯の発生が防止される。
また、本実施形態のプロジェクター1によれば、第1照度センサー11aを用いた青色光LB1の強度検出時に、複数の発光素子群G1〜G4の1つだけを駆動させ、他の発光素子群G1〜G4を駆動させないようにすることができる。これにより、発光素子14における1個分の出力低下としての傾きDの検出が容易となるので、発光素子14における不点灯の検出が容易になる。
また、本実施形態のプロジェクター1では、各発光素子群G1〜G4について発光素子14の不点灯を個別に検知するため、発光素子群G1〜G4各々の劣化度合いのばらつきに影響されることなく、発光素子14の不点灯を精度良く検出できる。
本実施形態のプロジェクター1によれば、発光素子14に生じた不点灯を検知した場合、青色アレイ光源21の駆動状態を表示部20によって通知することができる。よって、このような通知を予め受けることで、オープン故障などのより重大な故障が起きる前にユーザーは青色アレイ光源21の駆動状態を把握することで様々な保全処置を事前に講ずることができる。よって、プロジェクター1を健全な状態で長期に渡って使用し続けることができる。
なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
上記実施形態のプロジェクター1において、青色アレイ光源21として4つの発光素子群G1〜G4を有する構成を例に挙げたが、青色アレイ光源21の構成はこれに限定されない。例えば、青色アレイ光源21における発光素子14の数、発光素子群の数、1つの発光素子群あたりの発光素子の数は上記実施形態の内容に限られず、複数の発光素子を発光素子群に分けずにすべて直列に接続した構成を採用してもよい。
1…プロジェクター、4B,4G,4R…光変調装置、6…投射光学装置、11a…第1照度センサー(光検出部)、14…発光素子、19…温度検出部、21…青色アレイ光源(光源)、50A…第1の直列回路、50B…第2の直列回路、CONT…光源制御装置、G1…第1の発光素子群、G2…第2の発光素子群、P1,P2…検出値。
Claims (6)
- 複数の発光素子を有する光源と、前記光源からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターにおいて、
前記光源から前記光変調装置の光路中において、前記光源から射出される光束の一部を検出する光検出部と、
前記光源を駆動するとともに、前記光検出部が所定の時間間隔で取得した検出値から得られる前記光束の強度変化に基づいて、前記光源の駆動状態を検知する光源制御装置と、を備え、
前記光源制御装置は、前記光束の強度変化に基づいて前記発光素子の1個分に相当する出力低下を算出し、前記出力低下が、前記所定の時間間隔が経過した場合に想定される前記発光素子の1個分に相当する出力低下の最大値よりも大きい場合、前記光源の駆動状態を検知し、前記検知に基づいて前記光源の駆動状態を変更する、又は、前記光源の駆動状態を通知する
ことを特徴とするプロジェクター。 - 前記光源は、第1の発光素子群と第2の発光素子群とを含み、
前記第1の発光素子群は、前記複数の発光素子を電気的に直列に接続した第1の直列回路を有し、
前記第2の発光素子群は、前記複数の発光素子を電気的に直列に接続した第2の直列回路を有しており、
前記光源制御装置は、前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群をそれぞれ駆動する
ことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクター。 - 前記光源制御装置は、前記光源の駆動状態の検知時に、前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群の一方を点灯させるとともに前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群の他方を消灯させる
ことを特徴とする請求項2に記載のプロジェクター。 - 前記光源制御装置は、前記光検出部により取得した前記第1の発光素子群から射出される光束の強度変化に基づいて、前記第1の発光素子群の駆動状態を検知する
ことを特徴とする請求項3に記載のプロジェクター。 - 前記光源制御装置は、前記第1の発光素子群及び前記第2の発光素子群のうち、前記複数の発光素子の少なくとも1つの不点灯を検出した発光素子群に対して、前記第1の発光素子群若しくは前記第2の発光素子群の駆動状態を変更する又は前記第1の発光素子群若しくは前記第2の発光素子群の駆動状態を通知する
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載のプロジェクター。 - 前記光源の温度を検出する温度検出部をさらに備え、
前記光源制御装置は、前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記光検出部により取得した検出値または前記光束の強度変化を補正する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のプロジェクター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019033058A JP2020139975A (ja) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | プロジェクター |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2019033058A JP2020139975A (ja) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | プロジェクター |
Publications (1)
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ID=72280195
Family Applications (1)
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JP2019033058A Pending JP2020139975A (ja) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | プロジェクター |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2020139975A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023187938A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | シャープNecディスプレイソリューションズ株式会社 | 光源装置、プロジェクタ、光源装置の制御方法およびプログラム |
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2019
- 2019-02-26 JP JP2019033058A patent/JP2020139975A/ja active Pending
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WO2023187938A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | シャープNecディスプレイソリューションズ株式会社 | 光源装置、プロジェクタ、光源装置の制御方法およびプログラム |
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