(57)【要約】【課題】複数の固体発光素子を用いる場合に、簡易な構成で画像の光量ムラを低減でき、かつ良好な色バランスの画像を得られる光源装置等を提供すること。【解決手段】光源装置１０１Ｒは、照明光を供給する発光部２０１と、発光部２０１の近傍に設けられ、発光部２０１からの照明光のうちの少なくとも一部の光の光量を検出する光量検出部２１０と、を備える固体光源２００と、固体光源２００の温度を検出する温度検出部２２０と、を有し、光源装置用制御装置は、照明光のホワイトバランスを調整するために、温度検出部２２０からの検出結果に基づいて、発光部２０１からの照明光の光量の目標値を補正するホワイトバランス調整部と、光量検出部２１０からの検出結果に基づいて、発光部２０１からの照明光の光量がホワイトバランス調整部において補正された目標値となるように調整する光量調整部と、を有する。【選択図】      図２
2005208231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を供給する発光部と、前記発光部の近傍に設けられ、前記発光部からの前記照明光のうちの少なくとも一部の光の光量を検出する光量検出部と、を備える固体光源と、
前記固体光源の温度を検出する温度検出部と、
を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記固体光源は、第１色の照明光を供給する第１色光用固体光源と、第２色の照明光を供給する第２色光用固体光源と、第３色の照明光を供給する第３色光用固体光源と、を備え、
前記温度検出部は、前記第１色光用固体光源と、前記第２色光用固体光源と、前記第３色光用固体光源と、のそれぞれに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記発光部からの前記照明光のうちの少なくとも一部の光を前記光量検出部へ導く導光部をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
照明光を供給する固体光源を有する光源装置に用いられる光源装置用制御装置であって、
前記照明光のホワイトバランスを調整するために、前記固体光源の温度を検出する温度検出部からの検出結果に基づいて、前記固体光源内の発光部からの前記照明光の光量の目標値を補正するホワイトバランス調整部と、
前記発光部からの前記照明光のうちの少なくとも一部の光の光量を検出する光量検出部からの検出結果に基づいて、前記発光部からの前記照明光の光量が前記ホワイトバランス調整部において前記補正された目標値となるように調整する光量調整部と、を有することを特徴とする光源装置用制御装置。
【請求項５】
照明光を供給する固体光源を有する光源装置の制御方法であって、
前記固体光源の温度を検出する温度検出工程と、
前記照明光のホワイトバランスを調整するために、前記温度検出工程において検出された前記固体光源の温度に基づいて、前記照明光の光量の目標値を補正するホワイトバランス調整工程と、
前記照明光のうちの少なくとも一部の光の光量を検出する光量検出工程と、
前記光量検出工程の検出結果に基づいて、前記照明光の光量が前記補正された目標値となるように調整する光量調整工程と、
を含むことを特徴とする光源装置の制御方法。
【請求項６】
照明光を供給する光源装置と、
前記光源装置を制御する制御装置と、
前記光源装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、を有し、
前記光源装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置であって、
前記制御装置は、請求項４に記載の光源装置用制御装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、光源装置用制御装置、光源装置の制御方法及びプロジェクタの技術に関し、特に、固体光源を用いる光源装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体光源である発光ダイオード（以下、適宜「ＬＥＤ」という。）は、小型・軽量な発光体である。例えばプロジェクタの光源装置にＬＥＤを用いると、プロジェクタを小型かつ軽量にできる。ＬＥＤは、近年の開発により発光輝度が著しく向上している上、長寿命かつ低消費電力であるという特徴も有する。また、プロジェクタの光源装置として、例えば、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）を供給するＲ光用ＬＥＤと、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を供給するＧ光用ＬＥＤと、青色光（以下、「Ｂ光」という。）を供給するＢ光用ＬＥＤとを用いることができる。各色光用ＬＥＤを用いると、色分離光学系が不要となりプロジェクタを簡易な構成にできる上、色再現性の高い画像を得られる。このため、ＬＥＤは、プロジェクタの光源装置に好適な発光体である。
【０００３】
ＬＥＤの発光輝度は向上しているものの、定格限度の電流によって得られるＬＥＤからの光の光量は、プロジェクタの光源装置として用いるには不十分なものである。そこで、プロジェクタに必要な光量を得るためには、複数のＬＥＤを用いることが有効かつ現実的であると考えられる。プロジェクタの光源装置として、アレイ状に配置された複数のＬＥＤを用いる場合を考える。照明効率を考慮すると、複数の光源を用いる場合、光源ごとの照明は、通常、照明領域をある程度分担して行われる。照明領域を分担して照明が行われると、ＬＥＤごとに光量のばらつきがある場合に画像に光量ムラを生じることがある。このような画像の光量ムラの発生を防ぐためには、ＬＥＤごとの光量のばらつきを低減する必要がある。ＬＥＤごとの光量のばらつきを低減する手段としては、ＬＥＤごとに照明光の光量を検出し、検出された光量に応じて照明光の光量を略均一にするような制御を行うことが考えられる。照明光の光量を検出し、検出された光量に応じて光量を制御する技術は、以下の特許文献１、２に提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０８０１８号公報
【特許文献２】特開２００２−２９６６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤの光量を検出するためには、ＬＥＤからの光の射出側に、フォトダイオード等の光量検出部を設ける必要がある。このときＬＥＤごとにＬＥＤの外部に光量検出部を設けることとなると、特に、光源装置に複数のＬＥＤを用いる場合に部品点数が増加し、光源装置の構造が複雑となってしまう。また、ＬＥＤは、温度が変化することにより照明光の波長がシフトすることがある。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色光用ＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤごとに照明光の波長がシフトすると、画像信号とは関係なく画像の色が変化してしまう場合がある。このように画像の色が変化すると、画像の色再現性が低下する場合がある。このため、各色光用ＬＥＤを用いて高品質な画像を得るためには、ＬＥＤごとの光量を略均一にするほか、画像の色バランスを略均一とする調整も必要になる。
【０００６】
本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、固体光源からなる光源装置を複数用いる場合に、簡易な構成で画像の光量ムラを低減でき、かつ良好な色バランスの画像を得られる光源装置、その光源装置に用いられる光源装置用制御装置、光源装置の制御方法、及びプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、照明光を供給する発光部と、発光部の近傍に設けられ、発光部からの照明光のうちの少なくとも一部の光の光量を検出する光量検出部と、を備える固体光源と、固体光源の温度を検出する温度検出部と、を有することを特徴とする光源装置を提供することができる。本発明の光源装置に、例えば、光源装置用制御装置を接続すると、光量検出部における検出結果に基づいて、発光部から供給される照明光の光量を制御することが可能となる。光量検出部の検出結果に基づいて行われる制御によって、光源装置は、固体光源の照明光の光量を略一定にすることができる。さらに、複数の光源装置のそれぞれから供給される照明光の光量を所定値に揃えることによって、光源装置ごとの光量のばらつきを低減できる。光源装置ごとの光量のばらつきを低減することにより、例えば、光源装置ごとに照射領域を分担する場合であっても、照射面における光量ムラを低減することができる。
【０００８】
光量検出部は、固体光源内に設けられる。光量検出部を固体光源内に設けることにより、光量検出部を固体光源の外部に設ける場合よりも光源装置の部品点数が減少する。特に、複数の光源装置を用いる場合に、複数の光源装置全体における部品点数を大幅に減少できる上、光源装置の集合を簡易な構成にできる。光量検出部は、固体光源の発光部の近傍に設けられ、発光部から供給される照明光のうちの少なくとも一部をモニタする。このため、発光部からの照明光の全光量に対して光量検出部で受光しうる光量の割合を把握すれば、光量検出部における検出結果に基づいて発光部からの照明光全体の光量を正確に検出することができる。
【０００９】
また、光源装置は、固体光源の温度を検出する温度検出部を有する。固体光源からの照明光の波長のシフト量は、固体光源の温度に対応して変化する。照明光のホワイトバランスは、固体光源の温度に基づいて調整することができる。このため、本発明の光源装置に、例えば、光源装置用制御装置を接続すると、温度検出部で検出された固体光源の温度に基づいて、照明光のホワイトバランスを調整することが可能となる。照明光のホワイトバランスを調整することで、画像の色バランスを良好に保つことができる。これにより、固体光源からなる光源装置を複数用いる場合に、簡易な構成で画像の光量ムラを低減でき、かつ良好な色バランスの画像を得られる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、固体光源は、第１色の照明光を供給する第１色光用固体光源と、第２色の照明光を供給する第２色光用固体光源と、第３色の照明光を供給する第３色光用固体光源と、を備え、温度検出部は、第１色光用固体光源と、第２色光用固体光源と、第３色光用固体光源と、のそれぞれに設けられていることが望ましい。例えば、第１色の照明光としてＲ光、第２色の照明光としてＧ光、第３色の照明光としてＢ光の３色光を用いることにより、フルカラーの画像を表示することができる。固体光源の照明光の波長のシフト量は、固体光源の温度に対応して変化する。各色光用固体光源からの各色光のうち少なくとも１つの色光の波長がシフトした場合、各色光の光量を補正することで各色光用固体光源からの照明光のホワイトバランスを調整することが可能となる。これにより、良好な色バランスのフルカラー像を得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、発光部からの照明光のうちの少なくとも一部の光を光量検出部へ導く導光部をさらに有することが望ましい。導光部を設けることにより、発光部からの光のうちの少なくとも一部の光を確実に光量検出部へ導くことができる。これにより、発光部からの光の光量を正確に検出することができる。
【００１２】
さらに、本発明によると、照明光を供給する固体光源を有する光源装置に用いられる光源装置用制御装置であって、照明光のホワイトバランスを調整するために、固体光源の温度を検出する温度検出部からの検出結果に基づいて、固体光源内の発光部からの照明光の光量の目標値を補正するホワイトバランス調整部と、発光部からの照明光のうちの少なくとも一部の光の光量を検出する光量検出部からの検出結果に基づいて、発光部からの照明光の光量がホワイトバランス調整部において補正された目標値となるように調整する光量調整部と、を有することを特徴とする光源装置用制御装置を提供することができる。
【００１３】
固体光源からの照明光の波長のシフト量は、固体光源の温度に対応して変化する。照明光のホワイトバランスは、固体光源の温度に基づいて調整することができる。このため、例えば、温度検出部で固体光源の温度を検出可能な構成とすると、光源装置用制御装置は、検出された固体光源の温度に基づいて照明光のホワイトバランスを調整することができる。Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色光を用いるとすると、白色を表示するための各色光の光量の比率を変化させることで照明光のホワイトバランスの調整を行うことができる。ホワイトバランス調整部は、発光部からの照明光の光量の目標値を固体光源の温度に基づいて補正することでホワイトバランスを調整する。
【００１４】
また、例えば、発光部からの照明光のうち少なくとも一部の光の光量を光量検出部によって検出可能な構成とすると、光源装置用制御装置は、光量検出部による検出結果に基づいて、光源装置を制御することが可能となる。光量調整部は、光量検出部の検出結果に基づいて、発光部からの照明光の光量がホワイトバランス調整部において補正された目標値となるように調整する。このようにして、照明光のホワイトバランスを調整した上で、光源装置ごとの光量のばらつきを低減することができる。これにより、固体光源からなる光源装置を複数用いる場合に、画像の光量ムラを低減でき、かつ良好な色バランスの画像を得られる。
【００１５】
さらに、本発明によると、照明光を供給する固体光源を有する光源装置の制御方法であって、固体光源の温度を検出する温度検出工程と、照明光のホワイトバランスを調整するために、温度検出工程において検出された固体光源の温度に基づいて、照明光の光量の目標値を補正するホワイトバランス調整工程と、照明光のうちの少なくとも一部の光の光量を検出する光量検出工程と、光量検出工程の検出結果に基づいて、照明光の光量が補正された目標値となるように調整する光量調整工程と、を含むことを特徴とする光源装置の制御方法を提供することができる。ホワイトバランス調整工程においては、照明光の光量の目標値を温度検出工程の検出結果に基づいて補正することで、照明光のホワイトバランスを調整する。また、光量調整工程においては、光量検出工程の検出結果に基づいて、照明光の光量がホワイトバランス調整工程で補正された目標値となるように調整する。このようにして、照明光のホワイトバランスを調整した上で、光源装置ごとの光量のばらつきを低減することができる。これにより、固体光源からなる光源装置を複数用いる場合に、画像の光量ムラを低減でき、かつ良好な色バランスの画像を得られる。
【００１６】
さらに、本発明によると、照明光を供給する光源装置と、光源装置を制御する制御装置と、光源装置からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと、を有し、光源装置は、上記の光源装置であって、制御装置は、上記の光源装置用制御装置であることを特徴とするプロジェクタを提供することができる。上記の光源装置と上記の光源装置用制御装置とを併せ持つことにより、固体光源からなる光源装置を複数用いる場合に、画像の光量ムラを低減でき、かつ画像の色バランスを良好にすることができる。これにより、高品質な画像のプロジェクタを得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す。本実施例では、まずプロジェクタ１００の概略構成を説明し、次いで、光源装置の構成を詳細に説明する。プロジェクタ１００は、第１色の照明光であるＲ光を供給するＲ光用光源装置１０１Ｒと、第２色の照明光であるＧ光を供給するＧ光用光源装置１０１Ｇと、第３色の照明光であるＢ光を供給するＢ光用光源装置１０１Ｂとを有する。各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、それぞれ固体光源であるＬＥＤを有する。各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、制御装置１０３によって駆動を制御される。各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの構成の詳細については後述する。
【００１９】
各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、それぞれ、クロスダイクロイックプリズム１０４の入射面に対向する位置に設けられている。Ｒ光用光源装置１０１Ｒとクロスダイクロイックプリズム１０４との間には、Ｒ光用の空間光変調装置であるＲ光用液晶ライトバルブ１０２Ｒが設けられている。Ｒ光用液晶ライトバルブ１０２Ｒは、Ｒ光用光源装置１０１ＲからのＲ光を画像信号に応じて変調して射出する透過型の液晶表示装置である。Ｒ光用液晶ライトバルブ１０２Ｒで変調された光は、クロスダイクロイックプリズム１０４に入射する。
【００２０】
Ｇ光用光源装置１０１Ｇとクロスダイクロイックプリズム１０４との間には、Ｇ光用の空間光変調装置であるＧ光用液晶ライトバルブ１０２Ｇが設けられている。Ｇ光用液晶ライトバルブ１０２Ｇは、Ｇ光用光源装置１０１ＧからのＧ光を画像信号に応じて変調して射出する透過型の液晶表示装置である。Ｇ光用液晶ライトバルブ１０２Ｇで変調された光は、Ｒ光とは異なる入射面からクロスダイクロイックプリズム１０４に入射する。
【００２１】
Ｂ光用光源装置１０１Ｂとクロスダイクロイックプリズム１０４との間には、Ｂ光用の空間光変調装置であるＢ光用液晶ライトバルブ１０２Ｂが設けられている。Ｂ光用液晶ライトバルブ１０２Ｂは、Ｂ光用光源装置１０１ＢからのＢ光を画像信号に応じて変調して射出する透過型の液晶表示装置である。Ｂ光用液晶ライトバルブ１０２Ｂで変調された光は、Ｒ光及びＧ光とは異なる入射面からクロスダイクロイックプリズム１０４に入射する。なお、各色光用液晶ライトバルブ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、特定の振動方向の偏光光を画像信号に応じて変調する。このため、入射光を特定の振動方向の偏光光に変換する偏光変換素子を適宜設けることが望ましい。偏光変換素子を設けることにより、各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂへ入射させる光を増加できる。従って、偏光変換素子を設けることにより、各色光を効率良く利用し、明るい画像を得られる。
【００２２】
クロスダイクロイックプリズム１０４は、第１のダイクロイック膜１０４ａと第２のダイクロイック膜１０４ｂとをＸ字状に配列して構成されている。第１のダイクロイック膜１０４ａは、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過する。第２のダイクロイック膜１０４ｂは、Ｂ光を反射し、Ｇ光及びＲ光を透過する。クロスダイクロイックプリズム１０４に入射したＲ光は、第１のダイクロイック膜１０４ａで反射して、投写レンズ１０５の方向へ進行する。クロスダイクロイックプリズム１０４に入射したＧ光は、第１のダイクロイック膜１０４ａ及び第２のダイクロイック膜１０４ｂを透過して、投写レンズ１０５の方向へ直進する。クロスダイクロイックプリズム１０４に入射したＢ光は、第２のダイクロイック膜１０４ｂで反射して、投写レンズ１０５の方向へ進行する。これにより、変調された各色光は合成されて、投写レンズ１０５の方向へ射出される。投写レンズ１０５は、変調された各色光をスクリーン１０６に投写する。
【００２３】
次に、各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの構成を詳細に説明する。本発明において、各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの特徴的部分の構成は同一である。従って、本実施例、及び以下の実施例において、Ｒ光用光源装置の構成を例として説明を行うものとする。図２は、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの断面構成を示す。Ｒ光用光源装置１０１Ｒは、固体光源２００と、温度検出部である温度センサ２２０とからなる。ここで、固体光源２００とは、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの構成のうち、温度センサ２２０を除いた部分をいうものとする。
【００２４】
固体光源２００は、基板２０２の上に反射部材２０３、発光部であるチップ２０１を順次積層している。角度変換部２０４は、反射部材２０３の上にチップ２０１を取り囲むようにして設けられている。角度変換部２０４は、チップ２０１側の面が斜面で構成されており、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの射出側の方向へ広がりをもつようなすり鉢形状をなしている。図２において、角度変換部２０４は、２つの三角形状の断面で示している。発光部であるチップ２０１は、電極端子２０６からの電流により発光して、照明光を供給する。反射部材２０３は、照明光のうち、チップ２０１から直接反射部材２０３の方向へ進行する光や、パッケージ２０５の界面で反射して反射部材２０３の方向へ進行する光を、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの射出側の方向へ反射する。
【００２５】
角度変換部２０４は、チップ２０１から角度変換部２０４の方向へ進行する光Ｌ２をＲ光用光源装置１０１Ｒの射出側の方向へ反射する。このように、反射部材２０３及び角度変換部２０４は、チップ２０１からの光を効率良くＲ光用光源装置１０１Ｒの射出側へ進行させるために設けられている。反射部材２０３及び角度変換部２０４は、いずれも、光沢性のある金属部材、例えば、アルミニウム部材で構成できる。または、反射部材２０３及び角度変換部２０４は、チップ２０１からの光の反射面のみを金属部材で構成することとしても良い。
【００２６】
パッケージ２０５は、チップ２０１、角度変換部２０４、及び後述の光量検出部２１０を封止するように設けられている。パッケージ２０５は、光学的に透明な部材、例えば、透明樹脂部材やガラス部材により構成されている。パッケージ２０５は、チップ２０１からの照明光を外部へ効率良く取り出すために設けられている。パッケージ２０５の光射出側の面は、球面形状、又は非球面形状をなしている。パッケージ２０５は、光射出側の面を球面形状又は非球面形状とすることにより、パッケージ２０５の界面における照明光の全反射を低減し、チップ２０１からの光を効率良く外部へ射出させる。また、パッケージ２０５の先端位置にレンズ作用を持たせることにより、Ｒ光用光源装置１０１Ｒは、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの中心軸方向へ強度の大きい光Ｌ１を射出する。このように、パッケージ２０５は、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの光取り出し効率を向上する機能と、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの中心軸方向への光Ｌ１の強度を大きくする機能とをもつ。
【００２７】
チップ２０１と角度変換部２０４との間の、チップ２０１の近傍の位置には、光量検出部２１０が設けられている。光量検出部２１０は、チップ２０１と同様に、反射部材２０３の上に積層されている。光量検出部２１０は、チップ２０１からの照明光のうちの一部の光の光量を検出する。光量検出部２１０としては、例えば、フォトダイオードを用いることができる。フォトダイオードは、受光した光の光量に比例する量の電流を発生する。光量検出部２１０に入射する光には、チップ２０１から直接入射する光Ｌ３のほか、例えば、反射部材２０３や角度変換部２０４の表面、あるいはパッケージ２０５の界面で反射して光量検出部２１０の方向へ進行する光も含まれる。なお、光量検出部２１０は、チップ２０１からの照明光のうちの少なくとも一部の光が照射するような位置に設ける構成であれば良く、反射部材２０３に積層される構成に限られない。
【００２８】
基板２０２の、反射部材２０３とは反対側の面には、温度検出部である温度センサ２２０が設けられている。温度センサ２２０は、固体光源２００の温度を検出する。温度センサ２２０としては、例えばサーミスタを用いることができる。サーミスタは、温度変化に伴って変化する抵抗値を検出する。なお、温度センサ２２０は、固体光源２００の温度を検出できる位置にあれば良く、基板２０２に設けられる構成に限られない。例えば、温度センサ２２０は、光量検出部２１０と同様にパッケージ２０５内において反射部材２０３に積層しても良い。また、例えば基板２０２にヒートシンクを設ける場合に、温度センサ２２０は、ヒートシンク上に設けられる構成としても良い。
【００２９】
次に、Ｒ光用光源装置１０１Ｒを制御するための構成について説明する。図３は、Ｒ光用光源装置１０１Ｒ及び制御装置１０３のブロック構成を示す。光源装置用制御装置である制御装置１０３は、光量調整部３１０と、ホワイトバランス調整部３２０とを有する。まず、ホワイトバランス調整部３２０の構成、及び照明光のホワイトバランス調整について説明する。上述のように、温度センサ２２０は、固体光源２００の温度を検出する。
【００３０】
温度センサ２２０における検出結果は、ホワイトバランス調整部３２０の温度検出処理部３２１に入力される。温度検出処理部３２１は、例えば、温度センサ２２０で検出された抵抗値を、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）で扱うことが可能な電圧等の信号に変換してホワイトバランス演算部３２２に出力する。ホワイトバランス演算部３２２は、温度検出処理部３２１からの出力に応じて、ホワイトバランス調整を行うための各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからの各色光の光量比を算出する。
【００３１】
ここで、ホワイトバランス演算部３２２における各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからの各色光の光量比の算出について説明する。ＬＥＤの波長特性は、環境温度、特にチップ２０１の温度の上昇に対応して長波長側にシフトする。Ｒ光用ＬＥＤ１０１Ｒの波長特性は、チップ２０１の温度が１℃上昇すると略０．０５ｎｍ、Ｇ光用ＬＥＤ１０１Ｇ及びＢ光用ＬＥＤ１０１Ｂの波長特性は、温度が１℃上昇すると略０．０４ｎｍ長波長側にシフトする。このように、各色光について波長のシフト量と、温度とは略比例関係にある。
【００３２】
ここで、図４に示すｘｙ色度図を用いて、ホワイトバランスの調整について説明する。すべての色は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各強度比（刺激値）を座標表示することにより、三次元空間上に表される（ＲＧＢ表色系）。各色光の刺激値は、混合した色が色温度４８００Ｋの白色に見えるときに必要な各色の輝度を１とし、それに対する相対比で表される。ＲＧＢ表色系の三次元空間からすべての色度を正の値で表わせるよう座標軸を適当に変換したのが、ＸＹＺ表示系である。三次元空間であるＸＹＺ表示系をＸＹ面上に投影したものがｘｙ色度図である。
【００３３】
ｘｙ色度図には、色の要素のうち明度に係る情報を除外して、色相と彩度のみが表される。図４に示す点Ｗは、ホワイトバランス点を示す。図４に示すように、例えばＢ光が矢印Ｃに示すように長波長側にシフトすると、ホワイトバランス点Ｗは、例えば点Ｗ’にシフトする。ホワイトバランス点ＷがＧ側の点Ｗ’へシフトすることにより、ホワイトバランス点Ｗに示す各色光の光量バランスでは、例えば、青みがかった白色が表示されてしまう。
【００３４】
このように、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂからの各色光のうち少なくとも１つの色光の波長がシフトすると、表示される画像の色は変化する。そして、表示される画像の色が変化することによって、画像の色再現性が低下する場合がある。点Ｗ’にシフトしたホワイトバランス点は、例えば、矢印Ｄ及び矢印Ｅに示すようにＲ光、Ｇ光、Ｂ光の光量比を変えることで、点Ｗに戻すことができる。ホワイトバランス演算部３２２は、温度検出処理部３２１からの出力に応じて、点Ｗ’にシフトしているホワイトバランス点を点Ｗに戻すような各色光の光量比を算出する。
【００３５】
例えば、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂのうち、Ｒ光用光源装置１０１Ｒのみ温度が高くなる場合を考える。ホワイトバランス演算部３２２は、各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂのそれぞれの固体光源の温度と、ホワイトバランス点を点Ｗに戻せるような各色光の光量比との関係を、テーブルとして記憶している。そして、ホワイトバランス演算部３２２は、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの温度から、ホワイトバランス点を点Ｗに戻せるような各色光の光量比を求める。Ｒ光用光源装置１０１Ｒの温度が低くなる場合についても、ホワイトバランス演算部３２２は、温度が高くなる場合と同様にして照明光のホワイトバランス点を点Ｗに戻せるような各色光の光量比を求めることができる。
【００３６】
ホワイトバランス演算部３２２は、Ｇ光用光源装置１０１Ｇ及びＢ光用光源装置１０１Ｂの固体光源における温度変化に対しても、Ｒ光用光源装置１０１Ｒの場合と同様にして、各色光の光量比を求める。そして、ホワイトバランス演算部３２２は、各光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの温度に対応してホワイトバランス点を点Ｗに戻せるような各色光の光量比を算出する。ホワイトバランス演算部３２２は、例えば、光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂごとに異なる温度が検出される場合であっても、ホワイトバランス点を点Ｗに戻すための各色光の光量比を算出することができる。
【００３７】
なお、ホワイトバランス演算部３２２が記憶するテーブルは、各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂのそれぞれの温度と、各色光の光量比との関係に限られない。例えば、ホワイトバランス演算部３２２は、波長のシフト量と、各色光の光量比との関係をテーブルとして記憶することとしても良い。波長のシフト量は、各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂのそれぞれの温度の変化量から算出できる。ホワイトバランス演算部３２２は、算出された波長のシフト量から、各色光の光量比を求めることができる。
【００３８】
図３に戻って、補正値算出部３２３は、ホワイトバランス演算部３２２で算出された各色光の光量比に応じて、各色光の光量の補正値を算出する。補正値算出部３２３は、各色光の光量の補正値を、例えば電圧値で出力する。目標値設定部３２４は、光量調整部３１０の記憶部３１５に記憶されている光量の目標値を、補正値算出部３２３からの補正値に応じて補正して比較部３１３に出力する。記憶部３１５は、光量調整部３１０において照明光の光量を略一定に調整するための、光量の目標値を記憶する。このようにして、ホワイトバランス調整部３２０は、発光部２０１からの照明光の光量の目標値を固体光源２００の温度に基づいて補正することでホワイトバランスを調整する。
【００３９】
次に、光量調整部３１０の構成、及び照明光の光量の調整について説明する。上述のように、光量検出部２１０は、発光部２０１からの照明光のうち一部の光の光量を検出する。光量検出部２１０における検出結果は、光量調整部３１０の光量検出処理部３１１に入力される。図２を用いて説明したように、光量検出部２１０は、チップ２０１からの照明光のうち少なくとも一部の光の光量をモニタする。チップ２０１からの照明光の全光量に対して光量検出部２１０で受光しうる光量の割合を把握すれば、光量検出部２１０における検出結果をもとにチップ２０１からの光量を正確に検出することができる。
【００４０】
光量検出処理部３１１は、例えば、光量検出部２１０からの電流を、ＤＳＰで扱うことが可能な電圧等の信号に変換する。光量検出処理部３１１で変換された信号は、比較部３１３に入力される。これとは別に、上述のように、比較部３１３には、ホワイトバランス調整部３２０の目標値設定部３２４からの信号が入力される。比較部３１３は、光量検出部２１０により検出された照明光の光量と、ホワイトバランス調整部３２０において補正された光量の目標値とを比較する。
【００４１】
ここで、記憶部３１５に記憶されている光量の目標値は、光量調整部３１０において照明光の光量を略一定に調整するためのものである。比較部３１３に入力される光量の目標値をホワイトバランス調整部３２０において補正することにより、制御装置１０３は、照明光のホワイトバランスを調整した上でＲ光用光源装置１０１Ｒの光量を略一定とするようにＲ光用光源装置１０１Ｒを制御することができる。比較部３１３は、光量検出部２１０により検出された照明光の光量と、ホワイトバランス調整部３２０において補正された光量の目標値とその差分に応じた信号を光源駆動部３３０に出力する。
【００４２】
このようにして、光量調整部３１０は、光量検出部２１０からの検出結果に基づいて、発光部２０１からの照明光の光量がホワイトバランス調整部３２０において補正された目標値となるように調整する。そして、光源駆動部３３０は、比較部３１３からの出力に応じて、Ｒ光用光源装置１０１Ｒからの光の光量が補正された目標値と略同一になるように、Ｒ光用光源装置１０１Ｒを駆動する。光量調整部３１０は、Ｇ光用光源装置１０１Ｇ、Ｂ光用光源装置１０１Ｂについても、Ｒ光用光源装置１０１Ｒと同様に、照明光の光量の調整を行う。
【００４３】
光量検出部２１０は、図２に示すように、固体光源２００のパッケージ２０５内に設けられる。光量検出部２１０を固体光源２００の内部に設けることにより、光量検出部２１０を固体光源２００の外部に設ける場合よりも光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの部品点数が減少する。特に、複数の光源装置を用いる場合に、複数の光源装置全体における部品点数を大幅に減少できる上、光源装置の集合を簡易な構成にできる。
【００４４】
制御装置１０３は、各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂについて照明光の光量を調整することにより、ホワイトバランスを調整した上で照明光の光量を略一定とするように各色光用光源装置１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの制御を行う。例えば、各色光について複数の光源装置を用いる場合、光源装置ごとに光量のばらつきを低減することが可能となる。光源装置ごとの光量のばらつきを低減できることから、光源装置ごとに液晶ライトバルブ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂの照明領域を分担して照明を行う場合も、表示される画像の光量ムラの発生を低減することができる。
【００４５】
また、ホワイトバランスを調整することも可能であることから、画像信号とは関係なく起こり得る画像の色の変化を低減することができる。このような画像の色の変化を低減することにより、色バランスを良好に保ち、画像の色再現性の低下も低減できる。これにより、固体光源からなる光源装置を複数用いる場合に、簡易な構成で画像の光量ムラを低減でき、かつ良好な色バランスの画像を得られるという効果を奏する。なお、本実施例では光量検出部２１０をパッケージ２０５内に設ける構成としているが、光量検出部２１０の位置は、パッケージ２０５内に限られない。光量検出部２１０は、チップ２０１からの照明光のうち少なくとも一部の光の光量を検出可能であれば、例えばパッケージ２０５の外部に設けることもできる。
【実施例２】
【００４６】
図５は、本発明の実施例２に係る光源装置５０１Ｒの断面構成を示す。光源装置５０１Ｒは、上記実施例１のプロジェクタ１００に適用することができる。上記実施例１の光源装置１０１Ｒと同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の光源装置５０１Ｒは、固体光源５００に、導光部であるプリズム５１０を有することを特徴とする。プリズム５１０は、光量検出部２１０の上に設けられている。プリズム５１０は、チップ２０１からの照明光のうちの一部の光を光量検出部２１０の方向へ導く。
【００４７】
図６は、光量検出部２１０とプリズム５１０とを設ける構成を示す。プリズム５１０は、チップ２０１からの光Ｌ３を光量検出部２１０の方向へ全反射するような界面を有する。プリズム５１０に入射したチップ２０１からの光Ｌ３は、プリズム５１０の界面で全反射し、光量検出部２１０の方向へ進行する。このように、プリズム５１０を設けることで、チップ２０１からの照明光のうちの一部の光を確実に光量検出部２１０の方向へ導くことができる。これにより、チップ２０１からの照明光の光量を正確に検出できるという効果を奏する。
【００４８】
導光部としては、プリズム５１０を用いる構成に限られない。図７は、導光部である反射ミラー７１０を設ける構成を示す。反射ミラー７１０は、チップ２０１からの照明光のうちの一部の光を光量検出部２１０の方向へ反射する。また、導光部としては、図８に示すような、曲面を有する反射ミラー８１０を用いることもできる。反射ミラー７１０、８１０を設ける場合も、プリズム５１０を用いる場合と同様に、チップ２０１からの光を光量検出部２１０の方向へ確実に導くことができる。
【実施例３】
【００４９】
図９は、本発明の実施例３に係る光源装置９０１Ｒの断面構成を示す。光源装置９０１Ｒは、上記実施例１のプロジェクタ１００に適用することができる。上記実施例１の光源装置１０１Ｒと同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施例の光源装置９０１Ｒは、１つの固体光源９００に、２以上のチップ２０１をアレイ状に設けることを特徴とする。角度変換部９０４は、各々のチップ２０１を取り囲むように設けられている。
【００５０】
光量検出部２１０は、各チップ２０１に対応して設けられている。それぞれの光量検出部２１０は、対応するチップ２０１からの照明光のうちの一部の光の光量を検出する。各々のチップ２０１を取り囲むようにして角度変換部９０４を設けていることから、光量検出部２１０へは、対応するチップ２０１からの照明光のみを入射させ、他のチップ２０１からの照明光が入射することを防いでいる。このようにして、固体光源９００の各チップ２０１からの光の光量を正確に検出することができる。これにより、固体光源９００に２以上のチップ２０１を設ける場合も、簡易な構成で画像の光量ムラを低減でき、かつ良好な色バランスの画像を得られるという効果を奏する。
【００５１】
なお、上記各実施例の光源装置に用いられる固体光源は、ＬＥＤに限らず、例えば、半導体レーザ素子や、エレクトロ・ルミネッセント（ＥＬ）素子等の他の固体光源を用いることができる。また、光源装置を設けるプロジェクタは、３つの透過型液晶表示装置を設けたいわゆる３板式のプロジェクタに限られない。例えば、１つの透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタや、ティルトミラーデバイスを用いたプロジェクタであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明に係る光源装置は、プロジェクタの光源装置として使用する場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】光源装置の断面構成図。
【図３】光源装置のブロック構成図。
【図４】ホワイトバランス調整の説明図。
【図５】本発明の実施例２の光源装置の断面構成図。
【図６】導光部としてプリズムを設ける構成図。
【図７】導光部として反射ミラーを設ける構成図。
【図８】導光部として反射ミラーを設ける構成図。
【図９】本発明の実施例３の光源装置の断面構成図。
【符号の説明】
【００５４】
１００  プロジェクタ、１０１Ｒ  Ｒ光用光源装置、１０１Ｇ  Ｇ光用光源装置、１０１Ｂ  Ｂ光用光源装置、１０２Ｒ  Ｒ光用液晶ライトバルブ、１０２Ｇ  Ｇ光用液晶ライトバルブ、１０２Ｂ  Ｂ光用液晶ライトバルブ、１０３  制御装置、１０４  クロスダイクロイックプリズム、１０４ａ  ダイクロイック膜、１０４ｂ  ダイクロイック膜、１０５  投写レンズ、１０６  スクリーン、２００  固体光源、２０１  チップ、２０２  基板、２０３  反射部材、２０４  角度変換部、２０５  パッケージ、２０６  電極端子、２１０  光量検出部、２２０  温度センサ、３１０  光量調整部、３１１  光量検出処理部、３１３  比較部、３１５  記憶部、３２０  ホワイトバランス調整部、３２１  温度検出処理部、３２２  ホワイトバランス演算部、３２３  補正値算出部、３２４  目標値設定部、３３０  光源駆動部、５０１Ｒ  Ｒ光用光源装置、５００  固体光源、５１０  プリズム、７１０  反射ミラー、８１０  反射ミラー、９００  固体光源、９０１Ｒ  Ｒ光用光源装置、９０４  角度変換部、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  光、Ｗ  ホワイトバランス点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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