专利名称：光源装置、投影装置及投影方法
技术领域：
本发明涉及适合于投影机装置等的光源装置、投影装置及投影方法。
背景技术：
在投影机装置中，例如如日本特开2004-341105号公报、日本特开2007-02M66号 公报那样，提出了多种将半导体激光或发光二极管使用为光源的技术。半导体激光或发光二极管等的半导体光源，不仅元件极其小，而且能够进行高亮 度的发光。但另一方面，容易受热的影响，若在高温度下长时间驱动，则存在劣化厉害、寿命 大幅缩短等不良情况。
发明内容
根据本发明的一个观点，提供一种光源装置，具备多个半导体光源元件；以及驱 动控制部，对上述多个半导体光源元件，分时地循环性供给电力信号，该电力信号具有上升 时的波峰值比下降时的波峰值大的锯齿状的脉冲波形。此外，根据本发明的另一个观点，提供一种投影装置，具备多个半导体光源元件； 驱动控制部，对上述多个半导体光源元件，分时地循环性供给电力信号，该电力信号具有上 升时的波峰值比下降时的波峰值大的锯齿状的脉冲波形；输入部，输入图像信号；以及投 影部，使用从上述多个半导体光源元件射出的光，形成与通过上述输入部输入的图像信号 对应的光图像并投影。根据本发明的另一个观点，提供一种投影装置的投影方法，该投影装置具备多个 半导体光源元件；输入部，输入图像信号；以及投影部，使用从上述多个半导体光源元件射 出的光，形成与通过上述输入部输入的图像信号对应的彩色光图像并投影，在上述投影方 法中，对上述多个半导体光源元件，分时地循环供给电力信号，该电力信号具有上升时的波 峰值比下降时的波峰值大的锯齿状的脉冲波形。本发明的优点将在下面的描述中得以阐述，并且，一部分通过该描述变得显而易 见，或通过实践本发明来获知。利用这里特别指出的手段和组合，可实现并获得本发明的优点。
引入并构成说明书一部分的
本发明的实施方式，结合上面的一般描述和 下面的实施方式的具体描述，用来解释本发明的原理。图1是表示数据投影机装置的功能结构的模块图。
图2是例示了构成彩色图像的帧的RGB场以及对各LED提供的驱动电流的波形的 时间图。图3是表示LED的驱动电流波形的图。图4A将驱动LED的锯齿状的驱动电流波形与一般的矩形形状的驱动电流波形比
较表示。图4B将对LED提供了锯齿状的驱动电流的情况的温度变化与对LED提供了矩形 形状的驱动电流的情况的温度变化比较表示。
具体实施例方式以下，参照附图对将本发明应用到DLP(Digital Light Processing 数字光处理) (注册商标)方式的数据投影机装置的情况的一个实施方式进行说明。图1是表示有关本实施方式的数据投影机装置10的概略功能结构的模块图。输入输出连接器部11例如包含管脚插孔(RCA)类型的视频输入端子、D_subl5类 型的RGB输入端子以及USB (Universal Serial Bus)连接器等各种输入输出端子。从输入输出连接器部11输入的各种规格的图像信号经由输入输出接口(I/F)12、 系统总线SB输入至一般被称作换算器(scaler)的图像变换部13。图像变换部13将所输入的图像信号变换为适合于投影的规定的格式的图像信 号，并写入到作为显示用的缓冲存储器的视频RAM14中。然后，图像变换部13将图像信号 读出并发送给投影图像处理部15。此时，OSD (On Screen Display 屏幕显示)用的表示各种动作状态的符号等数据 也根据需要，在视频RAM14中重叠加工在图像信号上，加工后的图像信号被读出并发送至 投影图像处理部15。投影图像处理部15根据以分时数发送来的图像信号，驱动作为空间光调制元 件(SLM，spatial light modulator)的微镜元件16，上述分时数是将规定的帧速率例如 60[帧/秒]、颜色成分的分割数以及显示灰阶数相乘而得到的。该微镜元件16使排列为阵列状的多个、例如XGA(横IOM像素X纵768像素) 量的微小镜的各倾斜角度分别以高速进行on/off动作，从而通过其反射光形成光图像。另一方面，从光源部17分时地、循环性地射出R、G、B的原色光。来自该光源部17 的原色光由镜18全反射而向上述微镜元件16照射。并且，通过微镜元件16的反射光来形成光图像。所形成的光图像经由投影透镜单 元19投影显示在作为投影对象的未图示的屏幕上。光源部17具有发出红色(R)光的发光二极管(以下称作“1 -1^0”)21、发出绿色 (G)光的发光二极管(以下称作“G-LED”)22以及发出蓝色(B)光的发光二极管(以下称 作“B-LED”)23。R-LED21发出的红色光透射二向色镜M之后，通过积分器25成为亮度分布大致均 勻的光束，并被发送至上述镜18。G-LED22发出的绿色光由二向色镜沈反射之后，也被上述二向色镜M反射，经由 上述积分器25发送至上述镜18。B-LED23发出的蓝色光由镜27反射之后透射上述二向色镜沈，然后由上述二向色镜M反射，经由上述积分器25发送至上述镜18。上述二向色镜M透射红色光，另一方面反射绿色光以及蓝色光。上述二向色镜沈 反射绿色光，另一方面透射蓝色光。投影光处理部观总括控制光源部17的各LED21 23的发光定时及驱动信号的波 形等。投影光处理部观根据从投影图像处理部15提供的图像数据的定时和后述的CPU31 的控制，对LED21 23的发光动作进行控制。CPU31控制上述各电路的动作。该CPU31与主存储器32及程序存储器33直接连 接。主存储器32由DRAM构成，起到CPU31的工作存储器的作用。程序存储器33由能够电 性地改写的非易失性存储器构成，存储CPU31执行的动作程序或各种定型数据等。CPU31 使用上述主存储器32及程序存储器33，执行该数据投影机装置10内的控制动作。此外， CPU31根据来自操作部；34的键操作信号，执行各种投影动作。操作部34包括键操作部，设置在数据投影机装置10的主体上；以及激光受光 部，接受来自该数据投影机装置10专用的未图示的遥控器的红外光。在用户操作了主体的 键操作部或遥控器的情况下，操作部34向CPU31直接输出基于用户的键操作的键操作信号。上述CPU31还经由上述系统总线SB而与声音处理部35连接。声音处理部35具 备PCM音源等音源电路，将投影动作时提供的声音数据进行模拟化，并驱动扬声器部36而 使其扩音播放，或根据需要发生哔哔声等。下面，对上述实施方式的动作进行说明。另外，微镜元件16直接由投影图像处理部15驱动而进行显示动作，另一方面， LED21 23直接由投影光处理部观驱动而依次间歇地进行发光动作。这些投影图像处理 部15及投影光处理部观都如上所述在CPU31的控制下进行动作。CPU31读出存储在程序 存储器33中的动作程序等，在主存储器32上展开之后执行控制处理。在图2中，㈧表示构成彩色图像一帧的R、G、B的各场的投影定时。此外，⑶ (D)表示对光源部17的各LED21 23提供的驱动电流的波形。投影光处理部观为了与该微镜元件16的显示动作同步地投影颜色的光图像，如 在图2中(B) (D)所示，与R、G、B的各场对应地间歇驱动LED21 23。如上所述，在图像数据的帧速率为60[帧/秒]的情况下，每一场的期间为 1/180[秒]。因此，投影光处理部观以1/60[秒]的周期将LED21 23依次都以如图所 示的信号波形间歇地发光驱动各1/180 [秒]。在图3中，提取并表示投影光处理部观驱动上述LED21 23的信号波形。LED21 23的亮度调整通过电流值控制来进行。因此，投影光处理部28对于LED21 23，以规定电 压提供如图所示的电流波形的锯齿状的信号而分时发光驱动。S卩，分时且循环性地供给下述电力信号，该电力信号具有如果将脉冲波形上升时 的波峰值设为il、将下降时的波峰值设为i2，则一定保持“il > i2”的关系、且上升时的波 峰值大于下降时的波峰值的锯齿状的脉冲波形。一般在LED及LD(半导体激光)等半导体光源元件中，在温度低的状态下发光效 率变高。因此，如本实施方式，从在间歇时温度降低了的状态变化为上升时，通过以较大的 电流值il驱动而使发光效率上升。然后，通过在相同脉冲内在后半部逐渐使电流值降低，减少向光源元件的蓄热量。图4A、图4B表示基于如上述的波形的电流值驱动的LED21 23的温度仿真。图 4A将对LED21 23提供的信号的锯齿状的波形I与基于一般的矩形波的驱动波形II比较表不。在矩形波II的波峰值为上述电流值il、i2的中间值即“(il+i2)/2”的情况下，在 本实施方式的波形I和矩形波II中，LED21 23所消耗的电力本身相同。但是，如在图4B中表示LED21 23的温度变化那样，在提供了用上述波形I表示 的信号的情况下的温度变化波形III中，通过脉冲上升时的电流的波峰值il，温度急剧上 升，但其后电流值逐渐下降。结果，最高温度tPi被抑制得低，在以后的间歇期间依次降低。与此相比较，在提供了用基于上述一般的矩形波的驱动波形II表示的信号的情 况下的温度变化波形IV中，从上升时起温度逐渐上升，其后电流值不变。结果，最高温度 tP2变得比上述温度tPl高，在以后的间歇期间依次降低。因此，本实施方式的驱动方法相比一般的驱动方法，能够以发光效率更高的状态 驱动LED21 23。此外，能够与上述最高温度tPl、tP2的差分tD相应地将元件的最高温 度抑制得低。元件的温度条件是支配包含LED的半导体光源元件的寿命的较大的要因，因此通 过将最高温度抑制得低，能够实现元件的长寿命化。特别是已知在半导体光源元件中，从温度和寿命的相关特性来看，在超过某阈值 温度的环境下，寿命急剧缩短。因此，从该半导体光源元件的温度特性来看，通过将上升时 的波峰值及下降时的波峰值设定为不超过上述阈值温度，能够在将元件的发光效率维持在 高的状态的同时，实现元件的长寿命化。进而，在本实施方式中，作为投影机的光源设想了 LED21 23，因此如上所述， LED21 23分别被间歇驱动。因此，如图4A、图4B所示，一旦被点灯，则直到下次点灯时为 止产生停歇时间，LED在该停歇时间中被冷却，但如果长时间连续驱动LED，则每次经过帧 时逐渐蓄积热量，所以发生在该停歇时间内热不能充分下降的问题。即使在这种情况下，如 果能够像本发明那样将最高温度抑制得低，则能够使用间歇驱动的情况下的停歇时间来有 效地冷却。如上所述，根据本实施方式，能够在温度低、发光效率高的状态下供给较大的电力 而发光。因此，在限制消耗电力的环境下，能够将为了得到对LED21 23期望的发光亮度 而需要的电力抑制得低。此外，在没有限制消耗电力的环境下，能够以较大的发光亮度驱动 作为光源元件的LED21 23。此外，从构成LED21 23的元件本身的温度特性来看，通过将驱动电流的上升时 的波峰值及下降时的波峰值设定为不超过预先设定的阈值温度，能够在将LED21 23的发 光效率维持在高的状态的同时，实现LED21 23的长寿命化。另外，在上述实施方式中说明了作为光源的元件使用了三原色的LED21 23的情 况。但是，本发明不限于LED，也同样能够适用LD (半导体激光)。此外，只要是使用多个半 导体光源元件的装置或该装置的驱动方法，则本发明不限制该元件的种类或构成个数等。对于本领域技术人员而言，其它优点和变更是显而易见的。因此，本发明在其宽的 方面不限于这里示出和描述的具体细节和代表性的实施方式。因此，在不脱离由下面的权利要求及其等同描述定义的一般发明概念的精神或范围下，可进行不同的变更。
权利要求
1.一种光源装置，具备多个半导体光源元件；以及驱动控制部，对上述多个半导体光源元件分时地循环供给电力信号，该电力信号具有 上升时的波峰值比下降时的波峰值大的锯齿状的脉冲波形。
2.如权利要求1所述的光源装置，其中，上述驱动控制部将电力信号提供给上述多个半导体元件，并使其发光驱动，该电力信 号根据上述多个半导体光源元件的温度和寿命的相关特性上的阈值设定了上升时及下降 时的波峰值。
3.一种投影装置，具备多个半导体光源元件；驱动控制部，对上述多个半导体光源元件分时地循环供给电力信号，该电力信号具有 上升时的波峰值比下降时的波峰值大的锯齿状的脉冲波形；输入部，输入图像信号；以及投影部，使用从上述多个半导体光源元件射出的光，形成与通过上述输入部输入的图 像信号对应的光图像并投影。
4.一种投影装置的投影方法，该投影装置具备多个半导体光源元件；输入部，输入图 像信号；以及投影部，使用从上述多个半导体光源元件射出的光，形成与通过上述输入部输 入的图像信号对应的彩色光图像并投影，在上述投影方法中，对上述多个半导体光源元件分时地循环供给电力信号，该电力信号具有上升时的波峰 值比下降时的波峰值大的锯齿状的脉冲波形。
全文摘要
本发明涉及光源装置、投影装置以及投影方法，光源装置具备多个LED；以及投影光处理部，对这些LED，分时且循环性地供给电力信号，该电力信号具有上升时的波峰值比下降时的波峰值大的锯齿状的脉冲波形。
文档编号G03B21/20GK102081291SQ20101056914
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月24日 优先权日2009年11月27日
发明者成川哲郎 申请人:卡西欧计算机株式会社