(57)【要約】【課題】パルス点灯する光源の温度状態を適正に保たれるよう冷却し、発光効率低下の防止や、光源の長寿命化が可能な光源装置を提供する。【解決手段】電流が供給されることにより発光する発光ダイオード１１０と、電流が供給されることにより吸熱動作し前記光源を冷却するペルチェ素子１３０と、周期的なパルス電流からなる発光ダイオード１１０駆動電流を前記発光ダイオード１１０に供給し、前記発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなるペルチェ素子駆動電流を前記ペルチェ素子１３０に供給する電源２０１，２０２とを備えた、光源装置。【選択図】図１
2007149469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流が供給されることにより発光する光源と、
電流が供給されることにより吸熱動作し前記光源を冷却する熱電変換素子と、
周期的なパルス電流からなる光源駆動電流を前記光源に供給し、前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなる熱電変換素子駆動電流を前記熱電変換素子に供給する電源とを備えた、光源装置。
【請求項２】
前記熱電変換素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりと前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりの時間差は、前記熱電変換素子から前記光源への熱伝達に要する時間に相当する、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源駆動電流の１周期における前記光源の発熱量と、前記熱電変換素子駆動電流の１周期における前記熱電変換素子による吸熱量とが実質的に同一である、請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記熱電変換素子駆動電流の１周期において、前記熱電変換素子による吸熱量が、前記光源駆動電流の１周期における前記光源の発熱量より大きい、請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記熱電変換素子駆動電流の１周期における前記熱電変換素子による吸熱量が、前記光源駆動電流の１周期における前記光源の発熱量と前記光源が前記熱電変換素子以外から受ける熱量との総和と実質的に同一である、請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項６】
前記熱電変換素子駆動電流は、パルス電流の立ち下がりにおいても電流値が０より大きい、請求項１から５のいずれかに記載の光源装置。
【請求項７】
前記光源駆動電流の１回の前記パルス電流が供給される期間において、前記光源の単位時間当たりの発熱量と、前記熱電変換素子によって前記光源から吸収される単位時間当たりの吸熱量とが実質的に等しい、請求項１から３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項８】
前記光源駆動電流の１回の前記パルス電流が供給される期間において、前記光源の発熱量と、前記熱電変換素子によって前記光源から吸収される吸熱量とが実質的に等しい、請求項１から３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項９】
前記熱電変換素子駆動電流のパルス幅は前記光源駆動電流のパルス幅と実質上同一である、請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記熱電変換素子駆動電流の波形と前記光源駆動電流の波形とが電流値方向について拡大又は縮小関係にある、請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の光源装置と、
前記光源装置から得られる光を透過して画像を表示する透過型表示パネルとを備えた、
直視型画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の光源装置と、
前記光源装置から得られる光を透過又は反射して画像を形成する映像表示素子とを備えた、投写型表示装置。
【請求項１３】
周期的なパルス電流からなる光源駆動電流を前記光源に供給し、前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなる熱電変換素子駆動電流を前記熱電変換素子に供給する工程を備えた、光源の冷却方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光源の冷却方法の、周期的なパルス電流からなる光源駆動電流を前記光源に供給し、前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなる熱電変換素子駆動電流を前記熱電変換素子に供給する工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、及び直視型画像表示装置や、投写型表示装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、直視型液晶表示装置や、大画面表示が可能な投写型表示装置（プロジェクタ）の光源として、色純度の高い単色光を放射し、これまでの水銀ランプより大きな色再現範囲を実現できる、発光ダイオードや、半導体レーザーなどの固体光源が注目されている。
【０００３】
また、画像表示装置の光源装置においては、明るい部屋でも高画質な画像の提供を実現するために、より明るい照明を求められており、固体光源を複数個用いたり、固体光源への投入電流量を大きくしたり、といった検討も行われている。このような使用では固体光源発光部の熱発生量が増加し、これを防ぐための技術的手段が必要となる。そこで、発光部の温度が一定温度以上にならないように、電力を供給することで、より強力に冷却できる熱電変換素子（ペルチェ素子）等の冷却手段を用いた光源の冷却手法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図８は、そのような固体光源とペルチェ素子とを有する光源装置の構成図の一例である。また、図９は、ペルチェ素子の部分拡大図である。図８に示すように、光源装置は、半導体チップの光源である発光部１０１を含む発光ダイオード１１０と、熱電変換素子であるペルチェ素子１３０と、発光ダイオード１１０及びペルチェ素子１３０と直列に接続され、これらに電力を供給する電源９０とを有する。
【０００５】
発光ダイオード１１０は、熱伝導率の高い金属材料で形成された台座１０３と、発光部１０１のチップと台座１０３を接合する第１の接着層１０２と、発光ダイオード１１０内の発光部１０１に通電するための電極（図示せず）と電気的に接続された電極１０４と、熱伝導性を高めるための金属基板１０６と、発光部１０１の半導体チップを固定するための台座１０３と金属基板１０６を接合する第２の接着層１０５と、発光部１０１を覆う樹脂レンズ１０８によって構成されている。
【０００６】
また、図９に示すように、ペルチェ素子１３０は、ｎ型、ｐ型の半導体を、セラミック１２０側の電極１２１及びセラミック基板１２４側の電極１２３を介して直列に接続してなる半導体層１２２に電気を流すことによって、上側の電極１２１、下側の電極１２３に温度差を生じさせるものであり、セラミック１２０及びセラミック基板１２４は、上下の電極１２１，１２３と絶縁するように設けられ、冷却面が平滑な面となるように構成されている。
【０００７】
なお、ペルチェ素子１３０は、電流の向きを反転させることで、温度下降面と温度上昇面を逆転できるが、電源９０から電力を供給した場合、発光ダイオード１１０側が温度下降面となるように、接続されている。
【０００８】
このような光源装置においては、発光時における発光部１０１の温度がもっとも高く、この発光時に到達する温度最高点が、固有の許容温度を越えた場合には、発光ダイオード自身が破壊されるおそれがあり、また、発光部の温度が許容範囲内であっても、発光部の温度が高くなるほど、発光中の発光効率の低下や、波長シフトが発生したり、さらに、発光時の最高到達温度が高い状態での使用が続くと、寿命が短くなったりという問題があるため、ペルチェ素子１３０を動作させて、発光ダイオード１１０内の発光部１０１を冷却するようにしている。
【０００９】
一方、固体光源は、点灯、消灯が高速にスィッチングできる（以下、パルス点灯と呼ぶ）特徴を有し、連続点灯させる必要がない。そこで、一画像表示期間中に、赤、緑、青色の光源を順次点灯させ、時分割で混色を行うことによって、低消費電力で、画像を形成する、いわゆるフィールドシーケンシャル方式による画像表示方法が可能である。
【００１０】
フィールドシーケンシャル方式のような時分割点灯を行う場合、従来の光源装置は、発光ダイオード１１０とペルチェ素子１３０を直列に接続し、電源９０を共通とし、周期的なパルス電流を発光ダイオード１１０及びペルチェ素子１３０に供給する。これにより、発光ダイオード１１０を点灯するとともに、ペルチェ素子１３０も、発光ダイオード１１０の点灯と同期して動作させる構成となっている。
【００１１】
これによれば、ペルチェ素子１３０の吸熱動作は発光ダイオード１１０の点灯に追従して行われることとなり、発光ダイオード１１０の光量を大きくした場合でも、それに併せてペルチェ素子１３０の効率が高められ、発熱量と吸熱量の比を自動的に保つことができる。また発光ダイオード１１０の非点灯期間にはペルチェ素子１３０の動作も停止するため、消費電力が小さくなるという効果も得られる。
【特許文献１】特開２００４−３４２５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の光源装置の構成で動作を行った場合は、発光ダイオード１１０とペルチェ素子１３０との間には、発光ダイオード１１０の電極１０４や、ペルチェ素子１３０と発光ダイオード１１０の電極１０４を絶縁するための絶縁物であるセラミック１２０や、ペルチェ素子１３０内の電極１２１とセラミック１２０との接合を行う、図９に示す半田等の接着層１９０等から構成される中間層が介在するため、冷却がもっとも必要となる発光ダイオード１１０の発光部へ、ペルチェ素子１３０からの吸熱が伝達するまでには時間的な遅延が発生する。
【００１３】
ここで図１０は、従来の光源装置の動作を説明するタイムチャートである。図１０（ａ）は、電源９０がペルチェ素子１３０に供給する電流値の時間変化を示す。また図１０（ｂ）は、電源９０が発光ダイオード１１０に供給する電流値の時間変化を示す。また図１０（ｃ）は、電源９０からの電流の供給によりペルチェ素子１３０に発生する熱の移動量の時間変化を示す。また図１０（ｄ）は、発光ダイオード１１０の発光部１０１がペルチェ素子１３０の駆動により受ける熱の移動量の時間変化を示す。また図１０（ｅ）は、電源９０からの電流の供給により発光部１０１に発生する熱の移動量の時間変化を示す。また図１０（ｆ）は、発光ダイオード１１０の発光と、ペルチェ素子１３０の駆動による吸熱とによって生ずる、発光部１０１の温度の時間変化を示す。
【００１４】
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、発光ダイオード１１０及びペルチェ素子１３０に供給される電流が同期し、位相、周期が一致する、すなわちパルスの立ち上がりが完全に一致している。そのため、ペルチェ素子１３０の駆動による吸熱（図１０（ｄ））と、発光ダイオード１１０の駆動により生ずる発熱（図１０（ｅ））とは同時に発生するが、ペルチェ素子１３０の吸熱作用が発光ダイオード１１０の熱源となる発光部１０１に達するまでは、上述の時間遅延が発生する。従って、発光部１０１における実際の温度変化は、図１０（ｆ）に示すように、初期状態から急峻となる。さらに、図１０（ａ）（ｂ）のように、発光ダイオード１１０の発光部１０１から発生する発熱量に比べて、ペルチェ素子１３０による吸熱量が少ない場合、ペルチェ素子１３０の吸熱作用が中間層を経て発光部１０１に達した後も、発光部の温度上昇が緩やかになりながら、発光部の温度上昇は続く。発光部の発光が終了後、発光部の温度低下が始まるが、十分な冷却が行われず、ペルチェ素子１３０は一周期における駆動期間を終了する。そして、発光部１０１は初期状態よりも温度が高い状態で、次の駆動周期を迎えることになる。次の駆動周期においてもペルチェ素子１３０と発光部１０１との熱量の移動は上記と同様なので、ペルチェ素子１３０の駆動により移動できなかった熱はさらに発光部１０１に滞留することとなる。結果として、発光部１０１の温度は段階的に上昇を続け、動作可能に適した温度範囲を超えてしまうことになる。
【００１５】
このように、従来の光源装置においては、発光開始から急峻に温度上昇する。さらに、発光ダイオード１１０の発光部１０１から発生する発熱量に比べて、ペルチェ素子１３０による吸熱量が少ない場合、ペルチェ素子１３０の吸熱作用が中間層を経て発光部１０１に達した後も緩やかな温度上昇が続く。そのため、発光時に到達する温度最高点が、かなり高くなってしまうこととなる。さらに、１周期内で冷却不十分のため滞留する熱によっても、発光部１０１は段階的に温度上昇するため、固有の許容温度を越えた場合に発生する発光ダイオード１１０自身の破壊や、点灯不良や短寿命化の恐れがあり、また許容温度内であっても、発光期間中の発光効率の変化による発光量の変化や、光の波長シフトが生じる恐れもある。
【００１６】
なお、図１１のタイムチャートに示すように、発光ダイオード１１０の発光部１０１から発生する発熱量が、ペルチェ素子１３０による吸熱量とほぼ同等であっても（図１１（ａ）（ｂ）を比較参照、なお他の条件（図１１（ｃ）〜（ｅ）に示すタイミング）は図１０の場合と同じ）、図１１（ｆ）に示すように、ペルチェ素子１３０の吸熱作用が中間層を経て発光部１０１に達した後の緩やかな温度上昇、及び、各発光時に滞留する熱によって、段階的に温度上昇することがなくなるものの、発光開始から急峻に温度上昇することによって到達する温度最高点が非常に高くなることによる固有の許容温度を越える恐れや、発光期間中の発光量の変化や、光の波長シフトが生じる恐れがある。
【００１７】
このように、従来の光源装置においては、ペルチェ素子１３０に供給される電流の波形と発光ダイオード１１０に供給される電流の波形とが一致し、またこれらが同期しており、発光部１０１を動作に適切な温度状態に保つことが困難であるといった課題があった。
【００１８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、光源を適切な温度状態に保たれるよう冷却することができる光源装置等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】
【００１９】
上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、電流が供給されることにより発光する光源と、
電流が供給されることにより吸熱動作し前記光源を冷却する熱電変換素子と、
周期的なパルス電流からなる光源駆動電流を前記光源に供給し、前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなる熱電変換素子駆動電流を前記熱電変換素子に供給する電源とを備えた、光源装置である。
【００２０】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記熱電変換素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりと前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりの時間差は、前記熱電変換素子から前記光源への熱伝達に要する時間に相当する、上記光源装置である。
【００２１】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記光源駆動電流の１周期における前記光源の発熱量と、前記熱電変換素子駆動電流の１周期における前記熱電変換素子による吸熱量とが実質的に同一である、上記光源装置である。
【００２２】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記熱電変換素子駆動電流の１周期において、前記熱電変換素子による吸熱量が、前記光源駆動電流の１周期における前記光源の発熱量より大きい、上記光源装置である。
【００２３】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記熱電変換素子駆動電流の１周期における前記熱電変換素子による吸熱量が、前記光源駆動電流の１周期における前記光源の発熱量と前記光源が前記熱電変換素子以外から受ける熱量との総和と実質的に同一である、上記光源装置である。
【００２４】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記熱電変換素子駆動電流は、パルス電流の立ち下がりにおいても電流値が０より大きい、上記光源装置である。
【００２５】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記光源駆動電流の１回の前記パルス電流が供給される期間において、前記光源の単位時間当たりの発熱量と、前記熱電変換素子によって前記光源から吸収される単位時間当たりの吸熱量とが実質的に等しい、上記光源装置である。
【００２６】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記熱電変換素子駆動電流のパルス幅は前記光源駆動電流のパルス幅と実質上同一である、上記光源装置である。
【００２７】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源装置によって達成される。すなわち、前記熱電変換素子駆動電流の波形と前記光源駆動電流の波形とが電流値方向について拡大又は縮小関係にある、上記光源装置である。
【００２８】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の直視型画像表示装置によって達成される。すなわち、上記光源装置と、
前記光源装置から得られる光を透過して画像を表示する透過型表示パネルとを備えた、
直視型画像表示装置直視型画像表示装置である。
【００２９】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の投写型表示装置によって達成される。すなわち、上記光源装置と、
前記光源装置から得られる光を透過又は反射して画像を形成する映像表示素子とを備えた、投写型表示装置投写型表示装置である。
【００３０】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の光源の冷却方法によって達成される。すなわち、周期的なパルス電流からなる光源駆動電流を前記光源に供給し、前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなる熱電変換素子駆動電流を前記熱電変換素子に供給する工程を備えた、光源の冷却方法である。
【００３１】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下のプログラムによって達成される。すなわち、上記光源の冷却方法の、周期的なパルス電流からなる光源駆動電流を前記光源に供給し、前記光源駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなる熱電変換素子駆動電流を前記熱電変換素子に供給する工程ををコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００３２】
また、上記目的のうち、ひとつは、以下の記録媒体によって達成される。すなわち、上記プログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、光源を適切な温度状態に保たれるよう冷却することができる光源装置等を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明にかかる実施の形態１における光源装置を示す概略構成図である。
【００３５】
図１に示す様に、本実施の形態１における光源装置は、後述する制御部分の構成を除けば発光ダイオード及びペルチェ素子の構成は従来例と同様であり、図８と同一の符号を附し、詳細な説明は省略する。本実施の形態は、周期的なパルス電流からなる発光ダイオード駆動電流を発光ダイオード１１０に供給する発光ダイオード駆動電源２０１と、発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも早く立ち上がる周期的なパルス電流からなるペルチェ素子駆動電流をペルチェ素子１３０に供給するペルチェ素子駆動電源２０２とを備える。また、本実施の形態は、ペルチェ素子駆動電流の電流波形及び発光ダイオード駆動電流の電流波形を制御するパルス制御手段２０３をさらに備える。パルス制御手段２０３は、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりのタイミングに対する発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりのタイミングの遅延時間を調整することができる。
【００３６】
なお、上記の構成において、発光ダイオード１１０の発光部１０１は本発明の光源に、ペルチェ素子１３０は本発明の熱電変換素子に、発光ダイオード駆動電源２０１及びペルチェ素子駆動電源２０２は本発明の電源に、発光ダイオード駆動電流は本発明の光源駆動電流に、ペルチェ素子駆動電流は本発明の熱電変換素子駆動電流にそれぞれ相当する。また、以下の説明においては光源として発光ダイオード１１０を用いるが、本発明の光源は、半導体レーザ等の固体光源や、レーザ等、電気信号によって高速のパルス駆動を可能とする光源であれば良い。
【００３７】
以下、上記のような構成を有する本発明の実施の形態１による光源装置の動作の説明を行うと共に、これにより、本発明の光源の冷却方法の一実施の形態について説明を行う。
【００３８】
図２は本実施の形態の光源装置の動作を説明するタイムチャートを示す図である。図２（ａ）は、ペルチェ素子駆動電流の電流値の時間変化を示す。図２（ｂ）は、発光ダイオード駆動電流の電流値の時間変化を示す。図２（ｃ）は、ペルチェ素子１３０の単位時間当たりの吸熱量の時間変化を示す。図２（ｄ）は、ペルチェ素子１３０によって発光ダイオード１１０から吸熱される単位時間当たりの熱量の時間変化を示す。図２（ｅ）は、発光ダイオード１１０の単位時間当たりの発熱量の時間変化を示す。図２（ｆ）は、発光ダイオード１１０の発光と、ペルチェ素子１３０の駆動による吸熱とによって生ずる、発光部１０１の温度変化を示す。
【００３９】
はじめに、発光ダイオード１１０に対しては、発光ダイオード駆動電源２０１から電極１０４を介して発光ダイオード駆動電流を供給する（図２（ｂ））。発光ダイオード駆動電流は、周期的なパルス電流からなる。発光部１０１は発光ダイオード駆動電流の周期的なパルス電流に同期して点灯する。このときの供給電流に対する発光応答時間は、駆動回路やシステム構成によっても大きく変化するが、立ち上がり、立ち下がり時間ともに１μｓ以下も可能と非常に高速であり、点灯、消灯などの光量制御が、制御電源によって可能である。
【００４０】
この点灯に同期して、発光部１０１で熱が発生する（図２（ｅ））。発光部１０１で発生した熱は、第１の接着層１０２、発光部の保持のための台座１０３、第２の接着層１０５、そして台座１０３より断面積が大きく熱伝導率の高い金属基板１０６へと伝わっていき、第３の接着層１０７を介してペルチェ素子１３０の冷却面側のセラミック１２０へと拡散する。
【００４１】
発光ダイオード１１０のような固体光源では、適切な冷却が行われない場合、発光部１０１の温度が固有の許容温度を越え、発光ダイオード１１０自身が破壊されるおそれがある。また、発光部１０１の温度が許容範囲内であっても、温度が高くなるほど、発光効率の低下や、光の波長シフトが発生したり、さらに寿命が短くなったりという問題がある。
【００４２】
本実施の形態では、ペルチェ素子１３０により、発光ダイオード１１０の適切な冷却を行う。ペルチェ素子１３０に対しては、ペルチェ素子駆動電源２０２からペルチェ素子駆動電流を供給する（図２（ａ））。ペルチェ素子駆動電流は、周期的なパルス電流からなる。また、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりは発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも時間Ｔ１だけ早く立ち上がる。ペルチェ素子１３０は発光ダイオード駆動電流の周期的なパルス電流に同期して冷却面側の電極１２１の熱を吸熱する（図２（ｃ））。
【００４３】
図１１（ａ）〜（ｆ）を参照して述べたように、ペルチェ素子１３０に電流を供給し冷却を開始しても、ペルチェ素子１３０の冷却側の電極１２１と発光部１０１の発光部との間には、上述したセラミック１２０、金属基板１０６等の複数の部材から構成された中間層が存在する。中間層には熱伝導性が高い金属も有れば、絶縁体であるセラミック１２０や、加工しやすい樹脂のように、熱伝導性が金属よりも劣る材料が用いられることも有るため、ペルチェ素子１３０の電極１２１で生じた吸熱効果は、発光部１０１まで瞬時に伝わらない。したがって、発光部１０１がペルチェ素子１３０によって受ける吸熱開始は、ペルチェ素子１３０の吸熱開始から時間Ｔ２だけ遅れることになる（図２（ｄ））。ペルチェ素子１３０によって発光ダイオード１１０から吸熱される単位時間当たりの熱量の時間変化（図２（ｄ））は、ペルチェ素子１３０の単位時間当たりの吸熱量の時間変化（図２（ｃ））を上記時間Ｔ２だけ遅延させた形状となる。
【００４４】
本実施の形態では、発光部１０１が発光を開始する発光開始時よりも前に、ペルチェ素子１３０へ電流供給を開始する電力供給開始時を配置することで、発光部１０１に対して、その点灯開始時から、ペルチェ素子１３０による冷却効果が現れ、発光部１０１の温度が到達する温度最高点が下がるという効果が見込める。
【００４５】
具体的には、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりと発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりの時間差Ｔ１が、ペルチェ素子１３０から発光ダイオード１１０への熱伝達に要する時間Ｔ２と実質的に同一となるように構成されている。ペルチェ素子１３０から発光ダイオード１１０への熱伝達に要する時間Ｔ２は、ペルチェ素子１３０の吸熱効果が発光ダイオード１１０へ及ぶまでに要する時間と言い換えることもできる。
【００４６】
これは、以下の方法により実現される。まず、ペルチェ素子１３０から発光ダイオード１１０への熱伝達に要する時間Ｔ２は、ペルチェ素子の能力、ペルチェ素子、発光ダイオードの各構成の形状、材料等から、計算により、又は、実験により求める。そして、求めた時間Ｔ２が、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりと発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりの時間差Ｔ１と実質的に等しくなるように、発光ダイオード駆動電源２０１及びペルチェ素子駆動電源２０２を設定する。これにより、ペルチェ素子１３０の吸熱に伴う温度低下が中間層を経て発光部１０１に達する時と、発光ダイオードの駆動始期とが同一となる。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、発光ダイオード駆動電流及びペルチェ素子駆動電流は互いに同期し、パルス幅及び周期は一致している。また、発光部１０１の発光期間において、発光部１０１にて生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２と、ペルチェ素子１３０により吸熱される単位時間当たりの吸熱量Ｑ１とは実質的に等しい。これは、発光ダイオード駆動電流及びペルチェ素子駆動電流のそれぞれ電流値の設定により実現される。したがって、発光部１０１における実際の温度変化は、図２（ｆ）に示すように、両者の熱の移動量が相殺されることにより実質上生じることがない。すなわち、発光部１０１の発光期間において、点灯前の温度が維持されることになる。
【００４８】
また、発光ダイオード駆動電流の１周期における発光ダイオードの発熱量と、ペルチェ素子駆動電流の１周期におけるペルチェ素子による吸熱量とが実質的に同一である。これは、発光ダイオード駆動電流及びペルチェ素子駆動電流は互いにパルス幅及び周期が等しく、発光部１０１の発光期間において、発光部１０１にて生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２と、ペルチェ素子１３０により吸熱される単位時間当たりの吸熱量Ｑ１とは実質的に等しいためである。したがって、発光期間、消灯期間の全期間において温度が維持されることになる。
【００４９】
また、同様に、発光部１０１の発熱量と、発光部１０１がペルチェ素子１３０から受ける吸熱量とは、発光部１０１の１回のパルス電流による発光期間において実質的に等しくなる。
【００５０】
また、ペルチェ素子駆動電流の波形（図２（ａ））と、発光ダイオード駆動電流の波形（図２（ｂ））とは、電流値方向について相似関係であり、周期及びパルス幅が同一であり、なおかつ、発光部１０１の１回のパルス電流による発光期間における、発光部１０１の発熱量とペルチェ素子１３０によって発光部１０１から吸収される吸熱量とが実質的に等しい。したがって、発光部１０１の発光期間において、発光部１０１にて生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２と、ペルチェ素子１３０により吸熱される単位時間当たりの吸熱量Ｑ１と同量となる。
【００５１】
なお、本実施の形態で示す単位時間当たりの熱量とは、ある時間における発熱又は吸熱される熱の強度を示している。これは以下の実施の形態でも同様である。なお、「ある時間」とは、任意の地点における微少時間を意味し、発光ダイオード１１０点灯中でもよいし、消灯中でもよいし、ペルチェ素子１３０のパルス駆動の初期又は終期における時間でもいい。以下において同様とする。
【００５２】
以後の駆動周期においてもペルチェ素子１３０と発光部１０１との熱量の移動は上記と同様のタイミングで生ずるので、発光部１０１の温度は初期状態で保持されることになる。
【００５３】
このように、本実施の形態によれば、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりを、発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりよりも先に行わせるようにしたことにより、発光ダイオード１１０が発光部１０１を含めてペルチェ素子１３０の吸熱の影響下におかれる時期に合わせて、発光部１０１が点灯、発熱を行うので、発光部１０１の発光部の発熱をペルチェ素子１３０の吸熱作用で相殺することができ、発光時に到達する温度最高点が抑えられ、発光ダイオード１１０の長寿命化の効果が見込める。
【００５４】
また、発光部１０１の発光期間において、発光部１０１にて生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２と、ペルチェ素子１３０により吸熱される単位時間当たりの吸熱量Ｑ１とは同量であるので、発光期間中の温度上昇もないことから、発光期間中の発光効率の低下による発光量の低下や、波長シフトが防止でき、さらに発光ダイオード１１０の長寿命化の効果が見込める。
【００５５】
またさらに、発光ダイオード駆動電流の１周期における発光ダイオードの発熱量と、ペルチェ素子駆動電流の１周期におけるペルチェ素子による吸熱量とが実質的に同一であるため、点灯、消灯の全駆動期間にわたり温度上昇を抑制することができ、発光効率の低下による発光量の低下や、波長シフトが防止でき、さらに発光ダイオード１１０の長寿命化の効果が見込める。
【００５６】
なお、図１に示す発光ダイオード及びペルチェ素子の構成は一例であり、発光ダイオード１１０の構成部品や、ペルチェ素子１３０の構成部品の位置や形状が変化したり、また機能を省略、又は他の部品と統合しても良い。
【００５７】
また、本実施の形態は、パルス制御手段２０３により、ペルチェ素子駆動電流の電流波形及び発光ダイオード駆動電流の電流波形が制御され、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりのタイミングに対する発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりのタイミングの遅延時間を調整することができるとしたが、パルス制御手段２０３を省略してもよい。この場合、電源としての発光ダイオード駆動電源２０１及びペルチェ素子駆動電源２０２は、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりのタイミングに対する発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりのタイミングの遅延時間が所定の時間となるように、ペルチェ素子駆動電流及び発光ダイオード駆動電流の供給を行う。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２による光源装置の構成は、実施の形態１と同様なので説明には図１を用い、詳細な説明は省略する。
【００５８】
本実施の形態２による光源装置は、実施の形態１におけるペルチェ素子駆動電流の波形を所定量オフセットしたものであり、その他は実施の形態と同様である。言い換えると、実施の形態１におけるペルチェ素子駆動電流に全期間に渡って所定量の電流を加算したものである。
【００５９】
以下、図３のタイムチャートを参照して説明を行う。図３（ａ）は、ペルチェ素子駆動電流の電流値の時間変化を示す。また図３（ｂ）は、発光ダイオード駆動電流の電流値の時間変化を示す。また図３（ｃ）は、ペルチェ素子１３０の単位時間当たりの吸熱量の時間変化を示す。また図３（ｄ）は、ペルチェ素子１３０によって発光ダイオード１１０から吸熱される単位時間当たりの熱量の時間変化を示す。また図３（ｅ）は、発光ダイオード１１０の単位時間当たりの発熱量の時間変化を示す。また図３（ｆ）は、発光部１０１が、ペルチェ素子１３０の駆動による吸熱以外に受ける単位時間当たりの熱量の時間変化を示す。また図３（ｇ）は、発光部１０１の温度変化を示す。
【００６０】
図３（ａ）に示すように、ペルチェ素子駆動電流は、パルス電流の立ち下がりにおいても電流値が０より大きい。つまり、パルス電流の立ち下がりにおいても低出力の吸熱を行っている。そして、発光ダイオード１１０の点灯と同期して、ペルチェ素子１３０の吸熱に伴う温度低下が中間層を経て発光部１０１に達する時と、発光ダイオードの駆動始期とが同一となるようなタイミングとなるような立ち上がりで、高出力の吸熱動作を行う。したがって、ペルチェ素子１３０は低出力と高出力とで周期的に吸熱動作することになる。一方、図３（ｂ）に示す発光ダイオード駆動電流の波形は実施の形態１の図２（ｂ）の場合と同様である。
【００６１】
このとき、ペルチェ素子１３０の吸熱動作の高出力時におけるパルス電流の振幅は、オフセット分だけ上乗せされているため、図３（ｃ）に示すように、ペルチェ素子１３０の吸熱量もこれに応じて大きくなり、また時間的にも連続して作用する。すなわち１周期当たりのペルチェ素子１３０の吸熱量は１周期当たりの発光部１０１の発熱量よりも大きくなる。
【００６２】
以上の制御によって、図３（ｄ）（ｅ）に示すように、発光部１０１における発熱と、発光部１０１におけるペルチェ素子１３０の高出力の吸熱作用とが同時に生ずることになり、また発光部１０１にて生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２と、ペルチェ素子１３０により発光部１０１から吸熱される単位時間当たりの吸熱量（Ｑ３＋Ｑ１）からオフセット部による単位時間当たりの熱量Ｑ３を除いた単位時間当たりの吸熱量Ｑ１とは実質的に等しくなっており、実施の形態１の場合と同様、発光部１０１の点灯期間中に生ずる発熱はペルチェ素子１３０への熱の移動により相殺される。
【００６３】
また、本実施の形態の光源装置は、発光ダイオード１１０の発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から単位時間当たりの熱量Ｑ４を受けている（図３（ｆ））。一方、ペルチェ素子１３０の吸熱量のオフセット分、すなわち低出力時の単位時間当たりの熱量Ｑ３の吸熱によって、この一定の熱も相殺されることとなる。本実施の形態では、低出力時の単位時間当たりの熱量Ｑ３と発光ダイオード１１０の発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から単位時間当たりの熱量Ｑ４とを実質的に等しくしている。
【００６４】
したがって、発光部１０１の発光期間において、発光部１０１にて生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２及び発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から受ける単位時間当たりの熱量Ｑ４の総和（Ｑ２＋Ｑ４）と、ペルチェ素子１３０により吸熱される単位時間当たりの吸熱量（Ｑ１＋Ｑ３）とは同量であるので、発光部１０１における実際の温度変化は、図３（ｇ）に示すように、両者の熱の移動量が相殺されることにより実質上生じることがない。すなわち、発光部１０１の発光期間において、点灯前の温度が維持されることになる。
【００６５】
またさらに、ペルチェ素子駆動電流の波形（図３（ａ））と、発光ダイオード駆動電流の波形（図３（ｂ））とは、周期及びパルス幅が同一である。このため、ペルチェ素子駆動電流の１周期におけるペルチェ素子による吸熱量が、発光ダイオード駆動電流の１周期における発光ダイオードの発熱量と発光ダイオードがペルチェ素子以外から受ける熱量との総和と実質的に同一である。
【００６６】
また、ペルチェ素子駆動電流の波形（図３（ａ））と、発光ダイオード駆動電流の波形（図３（ｂ））とは、電流値方向について相似であり、かつペルチェ素子駆動電流の波形がオフセットされている関係となる。
【００６７】
以上の構成により、発光部１０１は、図３（ｇ）に示すように、温度変化することなく恒常的に動作することになる。
【００６８】
このように、本実施の形態によれば、実施の形態１に記載の効果に加えて、ペルチェ素子１３０の駆動期間全体にわたってオフセットをかけるようにしたことにより、発光ダイオードがペルチェ素子以外から熱を受ける場合にもさらに発光部１０１の状態を良好な状態に維持することができる。
【００６９】
なお、ペルチェ素子駆動電流におけるオフセットの大きさは任意としてよいが、１周期における吸熱量が発熱量全体と等しいことから、ペルチェ素子１３０による吸熱、発光部１０１による発熱作用によるもの以外に、発光ダイオード１１０がペルチェ素子１３０以外から受ける熱量や、ペルチェ素子１３０側以外の外部へ放出する熱量をあらかじめ算出又は見積もって設定することが、省電力の点から望ましい。
【００７０】
また、図４にタイムチャートの変形例を示す。図３（ａ）と同様、図４（ａ）に示すように、本実施の形態のペルチェ素子駆動電流の波形は、実施の形態１におけるペルチェ素子駆動電流の波形を所定量オフセットしたものである。言い換えると、実施の形態１におけるペルチェ素子駆動電流に全期間に渡って所定量の電流を加算したものである。ペルチェ素子１３０は、低出力と高出力とで周期的に吸熱動作する点で実施の形態２と同様であり、従って図４（ｃ）に示すようにペルチェ素子１３０に発生する熱の移動量も同一である。さらに、発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりに対しペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりを所定時間Ｔ１だけ早くしているという点で実施の形態１、２と同じである。
【００７１】
一方、発光ダイオード１１０の発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から受ける単位時間当たりの熱量Ｑ４が無いという点、及び、発光部１０１にて生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２（図４（ｅ）参照）が、ペルチェ素子１３０により吸熱される単位時間当たりの吸熱量Ｑ１（図４（ｄ）参照）より大きい、すなわち、単位時間当たりの熱量がＱ２＞Ｑ１である点と、１周期全体での発光部１０１にて生ずる発熱量と、ペルチェ素子１３０により吸熱量が同量となっている点で異なっている。
【００７２】
このような場合、図４（ｆ）に示すように、発光部１０１の発光時の温度上昇が急峻にならず緩やかになり、到達する温度最高点が抑えられていることや、さらに発光期間中の温度上昇も少ないことから、発光期間中の発光効率の低下による発光量の低下や、波長シフトも抑えることができる。
【００７３】
さらに、この場合、以下のような効果も得られる。すなわち、発光ダイオード１１０が最大出力で点灯すると、ペルチェ素子１３０への供給電力も最大となるＯＮ状態となり、発光ダイオード１１０が消灯すると、ペルチェ素子１３０への供給電力も無くなるＯＦＦ状態となるように設定すると、ペルチェ素子１３０へ供給される電流の振幅が大きくなり、ペルチェ素子１３０の温度変化が大きくなる。一方、ペルチェ素子１３０は、実際に電気的な制御で冷却される電極１２１と、電極部を絶縁するためのセラミック１２０を、はんだ等を用いた接着層１９０（図１０（ｂ）を参照）で接合されており、温度変化時に電極１２１とセラミック１２０の熱膨張により接着層１９０に応力が生じる。上記のように、ペルチェ素子１３０の温度変化が大きくなると、接着層に生じる応力変化が増すため、接着層の劣化を早め、ペルチェ素子全体としての寿命を短くしてしまっていた。
【００７４】
これに対し、本実施の形態によれば、ペルチェ素子１３０へ供給される電流の振幅を小さくすることができ、ペルチェ素子１３０の、電極１２１と、電極部を絶縁するためのセラミック１２０間の接着層１９０に生じる応力が小さくでき、劣化を早めることがなく、ペルチェ素子全体としての寿命を短くすることなく、効率よく発光部１０１を冷却できるといった効果が得られる。
【００７５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３による光源装置の構成は、実施の形態１と同様なので説明には図１を用い、詳細な説明は省略する。
【００７６】
本実施の形態３による光源装置はペルチェ素子１３０のパルス吸熱動作の時間幅をより大きくとった点が実施の形態１と異なる。
【００７７】
以下、図５のタイムチャートを参照して説明を行う。図５（ａ）は、ペルチェ素子駆動電流の電流値の時間変化を示す。また図５（ｂ）は、発光ダイオード駆動電流の電流値の時間変化を示す。また図５（ｃ）は、ペルチェ素子１３０の単位時間当たりの吸熱量の時間変化を示す。また図５（ｄ）は、ペルチェ素子１３０によって発光ダイオード１１０から吸熱される単位時間当たりの熱量の時間変化を示す。また図５（ｅ）は、発光ダイオード１１０の単位時間当たりの発熱量の時間変化を示す。また図５（ｆ）は、発光部１０１が、ペルチェ素子１３０の駆動による吸熱以外に受ける単位時間当たりの熱量の時間変化を示す。また図５（ｇ）は、発光部１０１の温度変化を示す。
【００７８】
図５（ａ）に示すペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりと、図５（ｂ）に示す発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりの時間差は、ペルチェ素子１３０の吸熱に伴う温度低下が中間層を経て発光部１０１に達するのに要する時間に相当する点で実施の形態１の場合と同じである。一方、本実施の形態では、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流のパルス幅は、発光ダイオード駆動電流のパルス電流のパルス幅よりも大きい。また、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち下がりが発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち下がりと時間的に一致する。すなわち、立ち上がりの時間差分だけパルス幅を大きくとるように設定している。なお、図５（ｂ）に示す発光ダイオード駆動電流の各パラメータは実施の形態１の図２（ｂ）の場合と同様である。
【００７９】
本実施の形態では、実施の形態１、２と比べ、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流のパルス幅が大きくなっているため、図５（ｃ）に示すように、ペルチェ素子１３０の吸熱量もこれに応じた熱量ｑ３だけ大きくなる。なお、単位時間当たりの発光ダイオード１１０の発熱量とペルチェ素子１３０の吸熱作用による吸熱量は実質的に同一であり、この関係は、実施の形態１（図２）、実施の形態２（図３）の場合と同様である。また、一周期当たりの発光ダイオード１１０の発熱量と、ペルチェ素子１３０の吸熱作用による吸熱量及び発光ダイオード１１０がペルチェ素子１３０以外から受ける熱量は実質的に同一であり、この関係は実施の形態２（図３）の場合と同様である。
【００８０】
すなわち、図５（ｄ）（ｅ）に示すように、発光部１０１における発熱と、発光部１０１におけるペルチェ素子１３０の吸熱作用とが同時に生じる。また図５（ｄ）に示すように、発光部１０１の点灯期間をΔｔとした場合、発光部１０１の点灯期間（Δｔ）中における、発光部１０１の単位時間当たりの発熱量Ｑ２と、発光部１０１がペルチェ素子１３０から吸熱される単位時間当たりの吸熱量Ｑ１とは、実質上等しくなっている。
【００８１】
また、発光部１０１の点灯期間（Δｔ）中における、発光部１０１の発熱量、つまりＱ２とΔｔの積（Ｑ２・Δｔ）よりも、発光部１０１がペルチェ素子１３０から吸熱される吸熱量、つまりＱ１とΔｔの積（Ｑ１・Δｔ）とｑ３の和（Ｑ１・Δｔ＋ｑ３）の方がパルス幅の拡張分に相当する移動量ｑ３だけ大きくなるが、本実施の形態では、パルス幅の拡張分に相当する移動熱量ｑ３を、発光部１０１が１周期当たりにペルチェ素子１３０以外から受ける熱量と等しくなるように構成している。
【００８２】
図５（ｆ）に示すように、本実施の形態では、発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から単位時間当たり一定の熱量を受けており、１周期における受熱量の総量はｑ４となっている。この熱量ｑ４と上述の熱量ｑ３が等しくなるように設定することで（ｑ３＝ｑ４）、１周期におけるペルチェ素子１３０の吸熱量（Ｑ１・Δｔ＋ｑ３）と、発光部１０１の発熱量（Ｑ２・Δｔ）及び発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から受ける熱量（ｑ４）の総和（Ｑ２・Δｔ＋ｑ４）が実質的に等しくなっている。
【００８３】
これにより、図５（ｄ）に示すように、発光部１０１は、消灯後も立ち上がりの差分期間に相当する熱量ｑ３によりペルチェ素子１３０からの冷却を受けることになり、結果として、図５（ｇ）に示すように、急峻に温度低下した後、次のペルチェ素子１３０のパルス吸熱動作の周期まで緩やかに温度上昇することになる。すなわち、発光部１０１はノコギリ波的に周期的な温度変化を行うことになる。なお、図５（ｇ）において、１周期におけるペルチェ素子１３０の吸熱量（Ｑ１・Δｔ＋ｑ３）と、発光部１０１の発熱量（Ｑ２・Δｔ）及び発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から受ける熱量（ｑ４）の総和（Ｑ２・Δｔ＋ｑ４）が実質的に等しくなっているため、発光部１０１の温度変化において、平均温度は一定温度（図中基準線上）となり、常に微少な温度変化の範囲内で温度状態が確保されていることになる。
【００８４】
このように、本実施の形態によれば、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流のパルス幅は、発光ダイオード駆動電流のパルス電流のパルス幅よりも大きいため、さらに発光部１０１の状態を良好な状態に維持することができる。また、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流のパルス幅を大きくすることで発光部１０１の１周期当たりの熱収支が０となるため、発光効率の低下や、波長シフトをより確実に防止でき、さらに発光ダイオード１１０の長寿命化の効果が見込める。
【００８５】
なお、上記の説明においては、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流のパルス幅の大きさは、発光ダイオード駆動電流のパルス電流の立ち上がりとペルチェ素子駆動電流のパルス電流の立ち上がりとの差分だけ大きくとるものとして説明を行ったが、これに限定されるものではなく、任意の時間長をとるようにしてもよい。
【００８６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４による光源装置の構成は、実施の形態１と同様なので説明には図１を用い、詳細な説明は省略する。
【００８７】
本実施の形態による光源装置は、実施の形態２と同様、実施の形態１におけるペルチェ素子駆動電流の波形を所定量オフセットしたものである。言い換えると、実施の形態１におけるペルチェ素子駆動電流に全期間に渡って所定量の電流を加算したものである。さらに、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の大きさを実施の形態１に比べ大きくしたものである。
【００８８】
以下、図６のタイムチャートを参照して説明を行う。図６（ａ）は、ペルチェ素子駆動電流の電流値の時間変化を示す。また図６（ｂ）は、発光ダイオード駆動電流の電流値の時間変化を示す。また図６（ｃ）は、ペルチェ素子１３０の単位時間当たりの吸熱量の時間変化を示す。また図６（ｄ）は、ペルチェ素子１３０によって発光ダイオード１１０から吸熱される単位時間当たりの熱量の時間変化を示す。また図６（ｅ）は、発光ダイオード１１０の単位時間当たりの発熱量の時間変化を示す。また図６（ｆ）は、発光部１０１が、ペルチェ素子１３０の駆動による吸熱以外に受ける単位時間当たりの熱量の時間変化を示す。また図６（ｇ）は、発光部１０１の温度変化を示す。
【００８９】
図６（ａ）に示すように、ペルチェ素子駆動電流は、パルス電流の立ち下がりにおいても電流値が０より大きい。つまり、パルス電流の立ち下がりにおいても低出力の吸熱を行っている。そして、ペルチェ素子１３０の吸熱に伴う温度低下が中間層を経て発光部１０１に達する時と、発光ダイオードの駆動始期とが同一タイミングとなるような立ち上がりで、高出力の吸熱動作を行う。したがって、ペルチェ素子１３０は低出力と高出力とで周期的に吸熱動作することになる。一方、図６（ｂ）に示す発光ダイオード駆動電流の電流値の時間変化は実施の形態１の図２（ｂ）の場合と同様である。
【００９０】
このとき、図６（ａ）に示すように、ペルチェ素子１３０の吸熱動作の高出力時における供給電流の振幅、すなわち、ペルチェ素子駆動電流のパルス電流の電流値は、オフセット分だけ上乗せされるとともに、パルス電流の振幅自体も実施の形態２の場合よりも大きくとっている。したがって、図６（ｃ）（ｄ）に示すように、ペルチェ素子１３０の単位時間当たりの吸熱量もこれに応じて大きくなる。
【００９１】
以上の制御によって、図６（ｄ）（ｅ）に示すように、駆動信号の振幅の違いにより、発光部１０１の点灯期間中に生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２よりも、ペルチェ素子１３０により生ずる単位時間当たりの吸熱量Ｑ１の方が大きくなる。
【００９２】
さらに、実施の形態２の場合と同様、図６（ｆ）に示すように、発光部１０１は常に単位時間当たり、ペルチェ素子１３０以外から一定の熱量Ｑ４受熱された状態が維持されている。ペルチェ素子１３０の全時間帯におけるオフセット分により生ずる単位時間当たりの熱量Ｑ３の移動によって、この一定の熱の一部が吸熱されることとなる。なお、ペルチェ素子１３０の全時間帯におけるオフセット分により生ずる単位時間当たりの熱量Ｑ３は、発光部１０１が常にペルチェ素子１３０以外から受ける単位時間当たりの熱量Ｑ４よりも小さい。そして、１周期におけるペルチェ素子１３０の吸熱量は、発光部１０１に生ずる発熱量及び発光部１０１がペルチェ素子１３０以外から受ける熱量の総和と実質的に等しくなっている。
【００９３】
したがって、図６（ｇ）に示すように、発光部１０１においては、光源装置が駆動開始すると、ペルチェ素子１３０以外から受ける単位時間当たりの熱の移動量Ｑ４により温度上昇が始まり、点灯による発熱が生じても、これと同一タイミングで生ずるペルチェ素子１３０による吸熱量が発光部１０１の発熱量を上回るため、温度降下へ切り替わる。発光部１０１の点灯及びペルチェ素子１３０の吸熱動作が終了すると、発光部１０１が受けるペルチェ以外からの単位時間当たりの発熱Ｑ４によって温度上昇しようとするが、この間もペルチェ素子１３０は低出力動作しているため、温度上昇は抑制され、次のパルス点灯の立ち上がりまで、緩やかに温度上昇する程度にとどまる。
【００９４】
すなわち、実施の形態３同様、発光部１０１はノコギリ波的に周期的な温度変化を行うことになるが、その変化は微少な温度変化の範囲内で生ずるため、発光ダイオード１１０の動作に大きな影響を与えない。
【００９５】
このように、本実施の形態によれば、実施の形態２の低出力オフセットの駆動制御と比べて、ペルチェ素子の高出力の吸熱動作時における駆動信号の振幅を大きくして、低出力時の電力を抑えながら、発光部の到達する温度最高点を低減させることができるので、発光期間中の発光効率の低下による発光量の低下や、波長シフトが防止でき、さらに発光ダイオード１１０の長寿命化の効果が見込める。
【００９６】
なお、ペルチェ素子１３０の駆動時におけるオフセットの大きさは任意としてよいが、１周期における吸熱量が発熱量全体と等しくなるようにしている。ペルチェ素子１３０による吸熱、発光部１０１による発熱作用によるもの以外に、発光ダイオード１１０がペルチェ素子１３０以外から受ける熱量や、ペルチェ素子１３０側以外の外部へ放出する熱量をあらかじめ算出又は見積もって設定することが、省電力の点から望ましい。
【００９７】
また、図６（ａ）に示すペルチェ素子１３０の高出力のパルス吸熱動作の駆動信号の振幅は、図６（ｅ）に示す発光部１０１のパルス点灯により生ずる単位時間当たりの発熱量Ｑ２よりも、図６（ｄ）に示すペルチェ素子１３０のパルス吸熱動作により生ずる単位時間当たりの吸熱量Ｑ１のほうが大きくなるような振幅であれば任意の大きさとしてよい。
【００９８】
なお、上記の各実施の形態において、発光部１０１からペルチェ素子１３０への熱の移動する時間は、発光部１０１とペルチェ素子１３０の間に介在する材料のばらつきや、周囲の温度によっても変化するため、パルス制御手段２０３において、光源装置の動作時間、配置環境、等に併せて、適宜パルス吸熱動作の遅延時間、振幅、及びパルス幅を再調整することができれば、さらに効果は高くなる。
【００９９】
また、図７（ａ）に示すように、発光部１０１から放射される光量を検知する光出力センサ３０１や、図７（ｂ）に示す発光部１０１の近傍の温度を検知できるように温度センサ３０２を備え、これらセンサの検出値に基づき、パルス制御手段２０３によって、ペルチェ素子駆動電流の電流波形、又は／及び、発光ダイオード駆動電流の電流波形を調整するようにしても良い。具体的には、ペルチェ素子駆動電流及び発光ダイオード駆動電流のパルス電流の時間差、振幅、及びパルス幅の各パラメータを調整するようにしても良い。なお、光出力センサ３０１は、発光部１０１から図示しない対物レンズ等の光学系への光路を遮らないような箇所に設けることが望ましい。図７（ａ）は発光部１０１の側面に配置し、横からの漏洩光を検知する構成とした。また、温度センサ３０２は、図７（ｂ）に示す例では金属基板１０６上に設けることとしたが、樹脂レンズ１０８に隣接させる等、発光部１０１の温度変化を受けやすい箇所に配置させるようにすることが望ましい。
【０１００】
また、これらセンサを用いたパルス制御手段２０３の動作は、所定時間毎に適宜検知を行い、その際の検出値に基づき制御の各パラメータを再調整するようにしてもよいし、リアルタイムで検知を行い、逐次パラメータの調整を行いながら、遅延等を制御するようにしてもよい。
【０１０１】
また、赤、緑、青色の光源装置の少なくとも１つ以上に本発明の光源装置を用い、さらに透過型画像表示素子を用いた直視型画像表示装置において、フィールドシーケンシャル方式で駆動されている場合に、少ない電力で光源を冷却でき、より明るく、色再現範囲の変化が小さく、光源を長寿命することができるといった効果が得られる。
【０１０２】
さらに、少なくとも１つ以上の赤、緑、青色の光源装置として本発明の光源装置を用い、さらに画像表示素子と投写手段を用いた投写型表示装置において、フィールドシーケンシャル方式で駆動されている場合に、少ない電力で光源を冷却でき、より明るく、色再現範囲の変化が小さく、光源を長寿命することができるといった効果が得られる。
【０１０３】
なお、本発明にかかるプログラムは、上述した本発明の光源装置の全部又は一部の手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムであってもよい。
【０１０４】
また、本発明は、上述した本発明の光源装置の全部又は一部の手段の全部又は一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する媒体であってもよい。
【０１０５】
なお、本発明の上記「一部の手段」とは、それらの複数の手段の内の幾つかの手段を意味し、あるいは、一つの手段の内の一部の機能を意味するものである。
【０１０６】
また、本発明の一部の装置とは、それらの複数の装置の内の、幾つかの装置を意味し、あるいは、一つの装置の内の、一部の手段を意味し、あるいは、一つの手段の内の、一部の機能を意味するものである。
【０１０７】
また、本発明のプログラムを記録した、コンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれる。
【０１０８】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１０９】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１１０】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等も含まれる。
【０１１１】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１１２】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明にかかる光源装置は、光源を適切な温度状態に保たれるよう冷却することができる効果を有し、温度上昇による発光効率の低下や、波長シフトを防止し、さらに光源の長寿命化に有効であり、例えば、フィールドシーケンシャル方式で駆動されている画像表示素子を照明する赤、緑、青色の光源装置として、少なくとも１つ以上、上記の光源装置を用いた場合、より明るく、色再現範囲の変化が小さく、長寿命であるといった効果をもつ画像表示装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の実施の形態１〜４の光源装置の構成図
【図２】（ａ）〜（ｆ）本発明の実施の形態１の光源装置の動作を説明するタイムチャートを示す図
【図３】（ａ）〜（ｇ）本発明の実施の形態２の光源装置の動作を説明するタイムチャートを示す図
【図４】（ａ）〜（ｆ）本発明の実施の形態２の光源装置の動作の他の例を説明するタイムチャートを示す図
【図５】（ａ）〜（ｇ）本発明の実施の形態３の光源装置の動作を説明するタイムチャートを示す図
【図６】（ａ）〜（ｇ）本発明の実施の形態４の光源装置の動作を説明するタイムチャートを示す図
【図７】（ａ）（ｂ）本発明の光源装置の他の実施の形態を示す構成図
【図８】従来の技術による光源装置の構成図
【図９】ペルチェ素子の部分拡大図
【図１０】（ａ）〜（ｆ）従来の技術による光源装置の動作を説明するタイムチャートを示す図
【図１１】（ａ）〜（ｆ）従来の技術による光源装置の動作の他の例を説明するタイムチャートを示す図
【符号の説明】
【０１１５】
１０１  発光部
１０２  第１の接着層
１０３  台座
１０４  電極
１０５  第２の接着層
１０６  金属基板
１０７  第３の接着層
１０８  樹脂レンズ
１１０  発光ダイオード
１２０  セラミック
１２１  電極
１２２  半導体層
１２３  電極
１２４  セラミック基板
１３０  ペルチェ素子
２０１  発光ダイオード駆動電源
２０２  ペルチェ素子駆動電源
２０３  パルス制御手段
【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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【図１０】
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【図１１】
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