(57)【要約】【課題】レーザ光を良好に出射する光源装置、およびプロジェクタユニットを提供する。【解決手段】  プロジェクタユニットの光源装置において、レーザアレイ３１１は、少なくとも１つのレーザ光源を有するレーザ光源ユニット３１１Ａを複数備えて構成され、制御ユニットの制御により駆動スイッチ３１３を順次切り換えて、これらのレーザ光源グループに順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる。これにより、少ない電流量で高出力のレーザ光を射出でき、連続したレーザ光の射出により時間的な利用効率も向上する。【選択図】図３
2007163973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレーザ光源がマトリクス状に配列されたレーザアレイと、このレーザアレイのレーザ光射出面に対向して設けられ、前記レーザアレイから射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子と、前記レーザアレイの点灯駆動を実施する点灯駆動部とを備えた光源装置であって、
前記点灯駆動部は、前記レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されたグループのそれぞれを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
異なる波長のレーザ光を射出する複数の光源装置と、各光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、各光変調素子により変換された変調光を合成する色合成光学系と、合成光を拡大投射する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置は、複数のレーザ光源がマトリクス状に配列されたレーザアレイと、このレーザアレイのレーザ光射出面に対向して設けられて前記レーザアレイから射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子と、前記レーザアレイの点灯駆動を実施する点灯駆動部とを備え、
前記点灯駆動部は、前記レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されたグループのそれぞれを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
異なる波長のレーザ光を射出する複数の光源装置と、各光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、各光変調素子により変換された変調光を合成する色合成光学系と、合成光を拡大投射する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、
前記光源装置は、複数のレーザ光源がマトリクス状に配列されたレーザアレイと、このレーザアレイのレーザ光射出面に対向して設けられて前記レーザアレイから射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子とを備え、
前記複数の光源装置を順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる駆動装置を備えている
ことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項３に記載のプロジェクタにおいて、
前記光源装置は、前記レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されたグループのそれぞれを、順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる点灯駆動部を備え、
前記駆動装置および各点灯駆動部のスイッチングの組み合わせにより、任意のレーザアレイ内のグループの組み合わせをサイクリックに点灯させる
ことを特徴としたプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を射出する光源装置、およびこの光源装置を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタ用光源として、レーザ光を射出するレーザ光源を利用するものがある（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
この特許文献１に記載のものは、複数のレーザ光源により構成されたレーザアレイ光源から発散されたレーザ光束をホログラム素子にて均一強度に変換するレーザ照明光学系である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４９５９４号公報（第３頁ないし第７頁、図１ないし図４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載のような従来のレーザ照明光学系から高出力のレーザ光を発振させるためには、大電流を印加する必要がある。特に、レーザ光源から発振されたレーザ光をＳＨＧ（Second-Harmonic Generation）により波長変換する場合、ＳＨＧからの出射光量は、ＳＨＧへの入射光量の二乗に比例するため、ＳＨＧを利用したレーザ光の出力を高くするためには、レーザ光源でのレーザ光の出力をより高くする必要がある。その為にパルス駆動により、瞬間的に大電流を印加する事によりレーザ光の出力をより高くし、ＳＨＧの変換効率を高くする事が効果的である。しかしながら、瞬間的とはいえ、レーザ光源に大電流を印加するには電流容量の大きい電源を必要とし、コスト的に効率が悪くなる。特に、複数のレーザ光源が並列で接続される場合では、これらのレーザ光源のそれぞれに大電流を印加するため、電源装置としてより大電流に対応したものを選択する必要があり一層コスト的に効率が悪くなる。さらに電源の時間的な利用効率が悪くなるという問題も挙げられる。
【０００６】
本発明は、上記のような問題に鑑み、低電力で良好なレーザ光を出射する光源装置、および光源装置を備えたプロジェクタを提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光源装置は、複数のレーザ光源がマトリクス状に配列されたレーザアレイと、このレーザアレイのレーザ光射出面に対向して設けられ、前記レーザアレイから射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子と、前記レーザアレイの点灯駆動を実施する点灯駆動部とを備えた光源装置であって、前記点灯駆動部は、前記レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されたグループのそれぞれを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、点灯駆動部は、レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されたグループのそれぞれを順次パルス駆動させている。これにより、グループ毎に順次パルス駆動させるので、全レーザ光源に対してパルス電流を流す場合に比べて少ない電流量で高出力のレーザ光を射出させることが可能となる。また、各グループを順次パルス駆動させることで、レーザアレイ全体としては連続したレーザ光の射出が可能となり、従来の構成に比べて時間的な利用効率が向上する。
【０００９】
本発明に係るプロジェクタは、異なる波長のレーザ光を射出する複数の光源装置と、各光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、各光変調素子により変換された変調光を合成する色合成光学系と、合成光を拡大投射する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、複数のレーザ光源がマトリクス状に配列されたレーザアレイと、このレーザアレイのレーザ光射出面に対向して設けられて前記レーザアレイから射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子と、前記レーザアレイの点灯駆動を実施する点灯駆動部とを備え、前記点灯駆動部は、前記レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されたグループのそれぞれを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、プロジェクタは、上記のような光源装置を備えているので、光源装置を駆動するための電力が少なくなるので、プロジェクタを駆動するための消費電力も低減される。また、光源装置の小型化により、プロジェクタの小型化も図れる。
【００１１】
一方、本発明に係るプロジェクタは、異なる波長のレーザ光を射出する複数の光源装置と、各光源装置から射出されたレーザ光を画像情報に応じて変調する複数の光変調素子と、各光変調素子により変換された変調光を合成する色合成光学系と、合成光を拡大投射する投射光学系とを備えたプロジェクタであって、前記光源装置は、複数のレーザ光源がマトリクス状に配列されたレーザアレイと、このレーザアレイのレーザ光射出面に対向して設けられて前記レーザアレイから射出されたレーザ光の波長を変換する波長変換素子とを備え、前記複数の光源装置を順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる駆動装置を備えた構成も考えられる。
【００１２】
この発明によれば、駆動装置は、複数の波長のレーザ光に対応した光源装置、例えば赤色レーザ光を射出する光源装置、青色レーザ光を射出する光源装置、および緑色レーザ光を射出する光源装置を順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させている。このような構成にすることで、異なる波長のレーザ光を射出される複数の光源装置を備えた光学系からのレーザ光を、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：テキサス・インスツルメント社の商標）に反射させ、その反射光を拡大投影するＤＬＰ(Digital Light Processing)方式プロジェクタにも適用することができる。これにより、このようなＤＬＰ方式プロジェクタにおいても、これらの光源装置を駆動させるための電力を低減させることができる。
【００１３】
本発明では、前記光源装置は、前記レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されたグループのそれぞれを、順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる点灯駆動部を備え、前記駆動装置および各点灯駆動部のスイッチングの組み合わせにより、任意のレーザアレイ内のグループの組み合わせをサイクリックに点灯させることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、駆動装置で順次パルス駆動される複数の光源装置は、レーザアレイ内の複数のレーザ光源を分割して設定されるグループのそれぞれを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる点灯駆動部を備え、駆動装置および点灯駆動部のスイッチングの組み合わせにより、任意のレーザアレイ内のグループの組み合わせをサイクリックに点灯させている。これにより、駆動装置および点灯駆動部のスイッチングを切り換えることで、光学系を構成する光源装置のそれぞれを駆動させるために必要な電力をさらに低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
[第一の実施の形態]
以下、本発明における一実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
〔リアプロジェクタの主な構成〕
図１は、本発明に係る第一の実施の形態のリアプロジェクタの側断面である。図１において、１は、リアプロジェクタであり、このリアプロジェクタ１は、キャビネット２と、プロジェクタとしてのプロジェクタユニット３と、点灯駆動部および駆動装置の一部を構成する制御ユニット４と、反射ミラー５と、透過型スクリーン６とにより大略構成されている。
【００１７】
キャビネット２は、図１に示すように、背面側（図１中、右側）が傾斜した箱形に構成され、内部にプロジェクタユニット３、制御ユニット４、および反射ミラー５を収納配置する。なお、具体的な図示は省略するが、キャビネット２内部には、プロジェクタユニット３、制御ユニット４、および反射ミラー５の他、リアプロジェクタ１の各構成部材に電力を供給する電源ユニット、および、リアプロジェクタ１内部を冷却する冷却ユニット、音声を出力する音声出力部等が配設される。
【００１８】
また、このキャビネット２の前面側（図１中、左側）には、平面視矩形状の開口部２１が形成され、開口部２１周縁に透過型スクリーン６が支持固定される。
【００１９】
プロジェクタユニット３は、キャビネット２内の底面に配設され、制御ユニット４から出力された画像信号に基づいて画像光Ｌを形成して反射ミラー５に向けて拡大投射する。このプロジェクタユニット３の具体的な構成は後述する。
【００２０】
制御ユニット４は、具体的な図示は省略するが、例えば、チューナ、ＩＦ回路、音声検波回路、映像検波回路、増幅回路、およびＣＰＵ等を備えて構成され、プロジェクタユニット３を統括的に制御する。また、制御ユニット４は、例えば、リモートコントローラ（図示略）の操作によって選択されたチャンネルに対応する周波数の放送信号を抽出して、画像信号をプロジェクタユニット３に出力するとともに音声信号を音声出力部（図示略）に出力する。さらに、制御ユニット４は、後述する駆動スイッチ３１３の動作を制御することで、光源装置３１の駆動を制御する。
【００２１】
反射ミラー５は、キャビネット２内の上部の背面側に配設され、プロジェクタユニット３によって投射された画像光Ｌを透過型スクリーン６の背面側に反射する。
【００２２】
透過型スクリーン６は、矩形形状を有し、キャビネット２の開口部２１周縁に支持固定される。この透過型スクリーン６は、背面側に配設されるフレネルレンズシート６１と、前面側に配設されるレンチキュラーレンズシート６２とにより構成されている。そして、透過型スクリーン６は、反射ミラー５を介して入射した画像光Ｌをフレネルレンズシート６１にて平行光に変換し、前記平行光をレンチキュラーレンズシート６２にて拡大（拡散）光に変換して、画像光を背面側から前面側に投影して投影画像を表示する。
【００２３】
〔プロジェクタユニットの構成〕
次にプロジェクタユニット３の構成について、図２に基づいて説明する。図２は、プロジェクタユニットの内部に構成される光学系の概略を示す模式図である。
プロジェクタユニット３は、光源装置３１と、光変調素子を構成する液晶パネル３２と、光変調素子を構成する偏光板３３と、色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム３４と、投射光学系としての投射レンズ３５と、などを備えている。
【００２４】
光源装置３１は、前述した制御装置から入力される制御信号に基づいて点灯し、液晶パネル３２に向けてレーザ光を射出する。これらの光源装置３１は、赤色レーザ光を射出する赤色光源装置３１Ｒと、青色レーザ光を射出する青色光源装置３１Ｂと、緑色レーザ光を射出する緑色光源装置３１Ｇと、を備えている。これらの光源装置３１は、図２に示すように、それぞれクロスダイクロイックプリズム３４の側面三方にそれぞれ対向するように配設される。この時、クロスダイクロイックプリズム３４を挟んで、赤色光源装置３１Ｒおよび青色光源装置３１Ｂが互いに対向し、投射レンズ３５および緑色光源装置３１Ｇが互いに対向するように、各光源装置３１が配設される。なお、これらの光源装置３１の詳細な説明は後述する。
【００２５】
液晶パネル３２は、例えば、ポリシリコンＴＦＴ(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものであり、光源装置３１から射出された各色光は、これら３枚の液晶パネル３２とこれらの光束入射側および射出側にある偏光板３３によって、画像情報に応じて変調されて光学像を形成する。
【００２６】
偏光板３３は、液晶パネル３２の光路前段側および光路後段側に配置される入射側偏光板３３１および射出側偏光板３３２を備える。入射側偏光板３３１は、光源装置３１から射出された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、水晶またはサファイア等からなる基板に偏光膜が貼付されたものである。射出側偏光板３３２も、入射側偏光板３３１と略同様に構成され、液晶パネル３２から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。また、基板を用いずに、偏光膜をクロスダイクロイックプリズム３４に貼り付けてもよいし、基板をクロスダイクロイックプリズム３４に貼り付けてもよい。これらの入射側偏光板３３１および射出側偏光板３３２は、互いの偏光軸の方向が直交するように設定されている。
【００２７】
クロスダイクロイックプリズム３４は、各液晶パネル３２から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム３４は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、２つの誘電体多層膜が形成されている。これら誘電体多層膜は、互いに対向する各液晶パネル３２から射出された各色光を反射し、投射レンズ３５に対向する液晶パネル３２から射出された色光を透過する。このようにして、各液晶パネル３２にて変調された各色光が合成されてカラー画像が形成される。
【００２８】
投射レンズ３５は、複数のレンズが組み合わされた組レンズとして構成される。そして、この投射レンズ３５は、クロスダイクロイックプリズム３４にて形成されたカラー画像に基づいた画像光Ｌを形成して反射ミラー５に向けて拡大投射する。
【００２９】
（光源装置の構成）
次に、光源装置３１の構成について図３に基づいて説明する。図３は、光源装置の駆動回路の概略を示す模式図である。図４は、光源装置の概略構成を模式的に示す断面図である。
【００３０】
図３において、各光源装置３１は、レーザアレイ３１１と、電源供給部３１２と、点灯駆動部としての駆動スイッチ３１３と、を備えている。
【００３１】
レーザアレイ３１１は、複数のレーザ光源４１をマトリクス状に配列させることで形成されている。そして、レーザアレイ３１１を構成するこれらの複数のレーザ光源４１は、所定個数毎にグループ化されてレーザ光源ユニット３１１Ａを構成している。なお、本実施の形態におけるレーザ光源ユニット３１１Ａは、それぞれ１つのレーザ光源４１を備えている例を示すが、これに限定されず、複数のレーザ光源４１を備えた構成としてもよい。
【００３２】
ここで、レーザアレイ３１１の構成を図４に基づいてより詳細に説明する。なお、図４において、レーザアレイ３１１は、１つのレーザ光源４１を備えた構成を図示しているが、実際は上記のようにこのようなレーザ光源４１が複数マトリクス状に配列されている。
レーザアレイ３１１は、n型半導体基板４１１上に形成される赤外レーザ光源、赤外レーザ光源４１をＲＧＢの可視光に変換するＳＨＧ（Second-Harmonic Generation）素子４１５、および可視光を外部に透過させ、赤外光を内部に反射させる外部カプラー４１６などより形成される。赤外レーザ光源４１は、ｎ型ＧａＡｓ半導体基板４１１、ミラー層４１２、量子井戸構造の活性層４１３、およびｐ型半導体層４１４を備えて構成されている。
【００３３】
活性層４１３は、電流を注入する図示しない電極が設けられており、この電極から電流を印加することでレーザ光が発振される。活性層４１３にて生じたレーザ光は、ミラー層４１２により活性層４１３の面外方向に射出される。
【００３４】
ミラー層４１２は、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）ミラーとして構成される。このミラー層４１２は、レーザ光源に必須となる一対のミラーのうち一方を構成している。なお、他方のミラーは、外部カプラー４１６が用いられている。外部カプラー４１６については後述する。そして、このミラー層４１２は、前述のように活性層４１３で生じたレーザ光を活性層４１３の面外方向に射出する。
【００３５】
ＳＨＧ素子４１５は、赤外レーザ光の発振波長を２分の１波長の可視レーザ光に変換する。このＳＨＧ素子４１５は、例えばＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）や、ＬＴ（ＬｉＴａＯ３）などの無機非線形光学材料の単結晶基板を用い、フォトリソグラフィーにより周期的にストライプ状絶縁層を形成した後、電界を印加する事により周期的分極反転構造を形成された基板を、適当なサイズに切り出し、レーザ光の入出射する表面を研磨し、さらに反射防止膜を形成したものを用いる。
【００３６】
外部カプラー４１６は、前記したように、レーザ光源に必須となる一対のミラーのうち他方を構成している。外部カプラー４１６としては、例えばＶＢＧ（Volume Bragg Grating）素子が用いられる。ＶＢＧ素子は、発振波長のレーザ光を狭帯域化して反射する光学素子である。このＶＢＧ素子は、ＳｉＯ２を主体とした例えばアルカリボロアルミノシリケートガラスなどのガラス層に所定波長の紫外線を照射し、ガラス層中に屈折率の異なる干渉パターンを層状に形成したものである。このＶＢＧ素子は、形成された干渉パターンを利用して、発振波長のレーザ光のみを選択的に反射し、ＳＨＧ素子４１５により発生した可視光は透過させる。
【００３７】
このようなレーザアレイ３１１では、活性層４１３に電流を印加すると、活性層４１３で生じたレーザ光は、ミラー層４１２および外部カプラー４１６間で反射を繰り返し、共振して増幅され、所定の発信周波数の赤外レーザ光が発振される。この赤外レーザ光はＳＨＧ素子４１５により波長が半分の可視光に変換され、外部カプラー４１６からレーザアレイ３１１の面外方向に出力される。
【００３８】
図３に戻って、上記のようなレーザ光源４１を備えたレーザ光源ユニット３１１Ａは、それぞれ電源供給部３１２に点灯駆動部としての駆動スイッチ３１３を介して接続されている。
【００３９】
電源供給部３１２は、上述したリアプロジェクタ１のキャビネット２内に収納される電源ユニットに接続され、制御ユニット４の制御により、光源装置３１に一定の電流を通電させる。
【００４０】
駆動スイッチ３１３は、制御ユニット４に電気的に接続され、この制御ユニット４の制御により駆動される。すなわち、駆動スイッチ３１３は、制御ユニット４の制御により、ＯＮおよびＯＦＦの制御が実施され、ＯＮ状態において、所定のレーザ光源ユニット３１１Ａと電源供給部３１２とを電気的に接続する。そして、所定のレーザ光源ユニット３１１Ａおよび電源供給部３１２が接続されることで、上述した電通手段からレーザ光源４１に電流が通電し、レーザ光源４１から所定波長のレーザ光が発振される。
【００４１】
また、個別の駆動スイッチ３１３が駆動される駆動時間のデューティ比は、ここでは駆動スイッチが５個あるので、およそ２０％であり、この駆動時間比だけＯＮ状態が維持され、レーザ光源ユニット３１１Ａからレーザ光が射出される。
そして、これらの駆動スイッチ３１３は、制御ユニット４の制御により、駆動時間間隔で順次切り換わって駆動される。すなわち、一駆動スイッチ３１３がＯＮ状態に設定されて駆動されている間は、他の駆動スイッチ３１３はＯＦＦ状態に維持される。この後、所定の駆動時間が経過して、制御ユニット４の制御により、前記一駆動スイッチ３１３がＯＦＦ状態となると、他の駆動スイッチ３１３のうちの１つがＯＮ状態に設定される。また、駆動スイッチ３１３の切り換えが一巡すると、再び最初に駆動された駆動スイッチ３１３がＯＮ状態に設定される。このようにして、制御ユニット４は、順次駆動スイッチ３１３を切り換えて、レーザ光源ユニット３１１Ａを順次パルス駆動させて点灯させる。
【００４２】
（第一の実施の形態の作用効果）
次に、上記本実施の形態のリアプロジェクタ１のプロジェクタユニット３の光源装置３１の動作および作用効果について説明する。
【００４３】
光源装置３１の制御ユニット４の制御は、例えば利用者の操作などにより光源装置３１からレーザ光を射出させる旨の操作信号を認識すると、駆動スイッチ３１３のＯＮ／ＯＦＦ駆動状態を制御してレーザアレイ３１１からレーザ光を射出させる。具体的には、制御ユニット４は、レーザアレイ３１１中のレーザ光源ユニット３１１Ａのうち、１つの駆動スイッチ３１３のみを駆動させ、この駆動された駆動スイッチ３１３に接続されるレーザ光源ユニット３１１Ａに通電させる。これにより、電通手段からレーザ光源４１に電流が流され、所定波長のレーザ光が発振される。発振されたレーザ光は、レーザ光源４１により出力が増幅され、ＳＨＧ素子４１５を通過して波長変換され、外部カプラー４１６から外部に射出される。
【００４４】
そして、制御ユニット４は、所定の駆動時間だけ前記一駆動スイッチ３１３を駆動させた後、この駆動スイッチ３１３をＯＦＦ状態に切り換え、同時に他の駆動スイッチ３１３のうちの１つをＯＮ状態に切り換える。以後、制御ユニット４は、上記と同様の制御を実施して、駆動時間間隔で駆動スイッチ３１３のＯＮ／ＯＦＦ状態を周期的に順次切り換える。これにより、レーザアレイ３１１のレーザ光源ユニット３１１Ａが順次通電され、これらのレーザ光源ユニット３１１Ａから順次レーザ光が射出される。
【００４５】
このため、上記のような光源装置３１では、レーザ光源ユニット３１１Ａ毎に電流を流しているので、所定出力のレーザ光を射出するために必要な電流を少なくできる。したがって、光源装置３１、プロジェクタユニット３、およびリアプロジェクタ１を駆動させる際の消費電力も低減させることができる。
【００４６】
また、高出力の電力を生成する大型の電源供給装置などが不要となるため、プロジェクタユニット３およびリアプロジェクタ１の小型化を図れる。さらに、駆動スイッチ３１３のＯＮ／ＯＦＦ状態を順次切り換えて、レーザ光源ユニット３１１Ａを順次駆動させているため、レーザアレイ３１１から連続してレーザ光を射出させることができ、従来のパルス電流による駆動に対して、時間的な利用効率を良好にできる。
【００４７】
さらに、光源装置３１は、赤色光源装置３１Ｒ、青色光源装置３１Ｂ、緑色光源装置３１Ｇを備え、これら各色光源装置は、それぞれ各色に対応したレーザ光を射出するレーザアレイ３１１を備えている。このため、容易に各色光源装置３１から例えば赤色レーザ光、青色レーザ光、および緑色レーザ光を同時に出力したり、３色のうちからいずれかの色のレーザ光を選択して射出させたりすることができる。
【００４８】
[第二の実施の形態]
次に、本発明の第二の実施の形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、前記第一実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。図５は、第二の実施の形態に係るプロジェクタユニット３Ａの光学系の概略構成を示す図である。図６は、第二の実施の形態における光源装置の駆動回路の概略構成を示す模式図である。
【００４９】
〔プロジェクタユニットの構成〕
第二の実施の形態では、プロジェクタユニット３Ａとして、いわゆるＤＬＰ（Digital Light Processing)方式プロジェクタを用いている。このプロジェクタユニット０３Ａは、図５に示すように、光源装置３６と、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：テキサス・インスツルメント社の商標）３７と、投射レンズ３５と、を備えている。
【００５０】
光源装置３６は、図５に示すように、赤色レーザ光を射出する赤色光源装置３６Ｒ、緑色レーザ光を射出する緑色光源装置３６Ｇ、青色レーザ光を射出する青色光源装置３６Ｂを備えている。これらの各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、図６に示すように、駆動装置としての光源駆動スイッチ３１４を介して電源供給部３１２に接続可能に設けられている。これらの光源駆動スイッチ３１４は、第一の実施の形態の駆動スイッチ３１３と同様に、制御ユニット４の制御により、ＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換えられ、ＯＮ状態において、対応する光源装置３６と電源供給部３１２とを電気的に接続する。
【００５１】
ＤＭＤ３７は、例えば半導体上に形成され、制御ユニット４の制御により高速駆動され、光源装置３６から射出された異なる波長のレーザ光を投射レンズ３５に反射させる。
【００５２】
投射レンズ３５は、第一の実施の形態と同様に、入射したレーザ光を画像光Ｌとして反射ミラー５に向かって投射する。
【００５３】
上記のような第二の実施の形態のプロジェクタユニット３Ａでは、制御ユニット４は、一光源駆動スイッチ３１４が駆動されてＯＮ状態であるとき、他の光源駆動スイッチ３１４をＯＦＦ状態にし、所定の駆動時間経過後に前記一光源駆動スイッチ３１４をＯＦＦ状態にするとともに、他の光源駆動スイッチ３１４のうちいずれか１つをＯＮ状態にする。このようにして、制御ユニット４は、順次光源駆動スイッチ３１４のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り換えて、各色光源装置３６を順次パルス駆動させて点灯させる。
【００５４】
このため、各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂをそれぞれ独立してパルス駆動させているため、少ない電流でこれらの各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂをパルス駆動させることができ、光源装置３６を駆動させるための消費電力を低減することができる。また、高出力の電力を生成する大型の電源供給装置などが不要で、プロジェクタユニット３Ａおよびリアプロジェクタ１を小型化できる。さらに、各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを順次パルス駆動させているため、時間的な利用効率を良好にできる。
【００５５】
また、各色レーザ光を光源装置３６から射出させているため、従来のＤＬＰ方式のプロジェクタのようなカラーホイールフィルターや、カラーホイールフィルターの前後に配置されるレンズなどが不要となり、ＤＬＰプロジェクタの構成を簡単にできる。
【００５６】
[第三の実施の形態]
次に、本発明の第三の実施の形態を図面に基づいて説明する。図７は、第三の実施の形態における光源装置の駆動回路の概略構成を示す模式図である。
【００５７】
前述した第二の実施の形態の光源装置３６では、光源駆動スイッチ３１４により各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを順次パルス駆動させる構成であるのに対し、第三の実施の形態の光源装置３６では、各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂのそれぞれが、駆動スイッチ３１３により順次パルス駆動される各色レーザ光源ユニット３１１Ａを複数個備えて構成されている。
【００５８】
すなわち、光源装置３６は、第二の実施の形態と同様に、赤色レーザ光を射出する赤色光源装置３６Ｒと、緑色レーザ光を射出する緑色光源装置３６Ｇと、青色レーザ光を射出する青色光源装置３６Ｂとを備えている。そして、これらの各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、それぞれの色に対応したレーザ光を射出する各色レーザアレイ３１１を備えている。これらのレーザアレイ３１１は、図４に示すような複数のレーザ光源４１にて構成されており、さらにこれらのレーザ光源４１は、少なくとも１つのレーザ光源４１を備えたグループに分割されてレーザ光源ユニット３１１Ａを構成している。
【００５９】
そして、これらのレーザ光源ユニット３１１Ａは、第一の実施の形態と同様に、駆動スイッチ３１３を介して電源供給部３１２に接続可能に設けられている。これらの駆動スイッチ３１３は、制御ユニット４の制御により、ＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換えられ、ＯＮ状態において、対応するレーザ光源ユニット３１１Ａと電源供給部３１２とを電気的に接続する。
【００６０】
このような第三の実施の形態のプロジェクタユニット３Ａでは、制御ユニット４は、一駆動スイッチ３１３が駆動されてＯＮ状態であるとき、他の駆動スイッチ３１３をＯＦＦ状態にする。そして、所定の駆動時間経過後に前記一駆動スイッチ３１３をＯＦＦ状態にするとともに、他の駆動スイッチ３１３のうちいずれか１つをＯＮ状態にする。このようにして、制御ユニット４は順次駆動スイッチ３１３を切り換えて、レーザ光源ユニット３１１Ａを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる。
【００６１】
上記のような第三の実施の形態においても、上述した他の実施の形態と同様に、各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、それぞれ複数のレーザ光源ユニット３１１Ａを備え、制御ユニット４の制御により駆動スイッチ３１３を順次切り換えることで、レーザ光源ユニット３１１Ａを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させている。このため、少ない電流でレーザ光源ユニット３１１Ａのレーザ光源４１を駆動させることができ、光源装置３６を駆動させるための消費電力を低減することができる。また、高出力の電力を生成する大型の電源供給装置などが不要で、プロジェクタユニット３Ａおよびリアプロジェクタ１を小型化でき、さらには、時間的な利用効率をも良好にできる。
【００６２】
また、第二の実施の形態と同様に、各色レーザ光を光源装置３６から射出させているため、従来のＤＬＰプロジェクタのようなカラーホイールフィルターや、カラーホイールフィルターの前後に配置されるレンズなどが不要となる、ＤＬＰプロジェクタの構成を簡単にできる。
【００６３】
[第四の実施の形態]
次に、本発明の第四の実施の形態を図面に基づいて説明する。図８は、第四の実施の形態における光源装置の駆動回路の概略構成を示す模式図である。
【００６４】
第四の実施の形態の光源装置３１では、第二の実施の形態の光源駆動スイッチ３１４および第三の実施の形態の駆動スイッチ３１３を組み合わせて、各色レーザ光を射出する。
【００６５】
すなわち、第四の実施の形態では、赤色レーザ光を射出する赤色光源装置３６Ｒ、緑色レーザ光を射出する緑色光源装置３６Ｇ、青色レーザ光を射出する青色光源装置３６Ｂを備えている。これらの各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、図８に示すように、光源駆動スイッチ３１４を介して電源供給部３１２に接続可能に設けられている。これらの光源駆動スイッチ３１４は、制御ユニット４の制御により、ＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換えられ、ＯＮ状態において、対応する各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂと電源供給部３１２とを電気的に接続する。
【００６６】
また、各色光源装置３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂは、それぞれの色に対応したレーザ光を射出する各色レーザアレイ３１１を備えている。これらのレーザアレイ３１１は、図４に示すような複数のレーザ光源４１にて構成されており、さらにこれらのレーザ光源４１は、少なくとも１つのレーザ光源４１を備えたグループに分割されてレーザ光源ユニット３１１Ａを構成している。
【００６７】
そして、これらのレーザ光源ユニット３１１Ａは、駆動スイッチ３１３を介して光源駆動スイッチ３１４に接続可能に設けられている。これらの駆動スイッチ３１３は、制御ユニット４の制御により、ＯＮ／ＯＦＦ状態が切り換えられ、ＯＮ状態において、対応するレーザ光源ユニット３１１Ａと光源駆動スイッチ３１４とを電気的に接続する。
【００６８】
上記のような第四の実施の形態の光源装置３６では、制御ユニット４は、光源駆動スイッチ３１４および駆動スイッチ３１３の組み合わせにより、レーザ光源ユニット３１１Ａをパルス駆動する。例えば、制御ユニット４は、光源駆動スイッチ３１４を赤色光源装置３６Ｒに接続した状態で、この赤色光源装置３６Ｒ中の駆動スイッチ３１３を順次切り換えることで、赤色レーザ光を射出するレーザ光源ユニット３１１Ａを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる。そして、赤色光源装置３６Ｒのレーザ光源ユニット３１１Ａを全て点灯し終わった後、光源駆動スイッチ３１４を例えば緑色光源装置３６Ｇに切り換え、緑色光源装置３６Ｇ中の駆動スイッチ３１３を順次切り換える。このようにして、各色のレーザ光源ユニット３１１Ａを順次パルス駆動させてサイクリックに点灯させる。
【００６９】
以上のように動作させることで、上記のような第四の実施の形態においても、第一ないし第三の実施の形態と同様に、少ない電流でレーザ光源ユニット３１１Ａのレーザ光源４１を駆動させることができる。また、高出力の電力を生成する大型の電源供給装置などが不要で、プロジェクタユニット３およびリアプロジェクタ１を小型化でき、さらには、時間的な利用効率をも良好にできる。
【００７０】
また、制御ユニット４で、光源駆動スイッチ３１４および駆動スイッチ３１３の双方を制御することで、各色レーザ光を射出させる順番を容易に変更することができる。
【００７１】
[実施の形態の変形例]
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００７２】
例えば、上記第一ないし第三実施の形態では、１つのレーザ光源ユニット３１１Ａに対して１つの駆動スイッチ３１３が設けられ、これらの駆動スイッチ３１３のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り換えることで、レーザ光源ユニット３１１Ａが通電される例を示したが、これに限定されない。例えば、図８にしめすように、レーザ光源ユニット３１１Ａのそれぞれが端子を有し、駆動スイッチ３１３は、これらの端子のうちいずれかに接続されることで、接続された端子に対応するレーザ光源ユニット３１１Ａに電流を流す構成としてもよい。
【００７３】
また、第二ないし第四の実施の形態において、ＤＬＰ方式のプロジェクタユニット３Ａの構成を例示したが、これに限定されない。例えば、第一の実施の形態のようなクロスダイクロイックプリズムの側面に対向して設けられる３つ光源装置３１を光源駆動スイッチ３１４に接続し、順次パルス駆動させる構成としてもよい。
【００７４】
さらに、上記実施の形態では、制御ユニット４がプロジェクタユニット３の外部に設けられ、プロジェクタユニット３およびリアプロジェクタ１全体を制御するとしたが、光源装置３１の駆動スイッチ３１３のみの制御を実施する制御手段を別途プロジェクタユニット３，３Ａの内部に設ける構成としてもよい。
【００７５】
また、上記実施の形態において、各色レーザ光を射出するレーザ光源ユニット３１１Ａは１つのレーザ光源４１を備えたことを例示したが、前記したように複数のレーザ光源４１にて１つのレーザ光源ユニット３１１Ａが構成されてもよい。この場合、射出するレーザ光の出力、供給される電力に応じてレーザ光源ユニット３１１Ａを構成するレーザ光源４１が決定される。すなわち、レーザ光の出力をより強くする必要がある場合や、電源供給部３１２から供給される電力が小さい場合は、１つのレーザ光源ユニット３１１Ａを構成するレーザ光源４１の数を少なくする。一方、レーザ光の出力が弱くてもよい場合や、電源供給部から高電力を供給可能な場合では、１つレーザ光源ユニット３１１Ａ当たりのレーザ光源４１の数を多くする。
【００７６】
そして、上記実施の形態において、リアプロジェクタ１に搭載されるプロジェクタユニット３を構成する光源装置３１，３６を例示したが、これに限られず、フロントプロジェクタなど、その他のタイプのプロジェクタに利用してもよい。
【００７７】
本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、レーザ光を射出する光源装置、およびこの光源装置を備えたプロジェクタに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る第一の実施の形態のリアプロジェクタの側断面。
【図２】プロジェクタユニットの内部に構成される光学系の概略を示す模式図。
【図３】光源装置の駆動回路の概略を示す模式図。
【図４】レーザ光源の概略構成を模式的に示す断面図。
【図５】第二の実施の形態におけるプロジェクタユニットの内部に構成される光学系の概略を示す模式図。
【図６】第二の実施の形態における光源装置の駆動回路の概略構成を示す模式図。
【図７】第三の実施の形態における光源装置の駆動回路の概略構成を示す模式図。
【図８】第四の実施の形態における光源装置の駆動回路の概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００８０】
３，３Ａ…プロジェクタとしてのプロジェクタユニット、４…点灯駆動部および駆動装置の一部を構成する制御ユニット、３１，３６…光源装置、３２…光変調素子を構成する液晶パネル、３３…光変調素子を構成する偏光板、３４…色合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム、３５…投射光学系としての投射レンズ、４１…レーザ光源、３１１…レーザアレイ、３１１Ａ…グループとしてのレーザ光源ユニット、３１３…点灯駆動部を構成する駆動スイッチ、３１４…駆動装置を構成する光源駆動スイッチ、４１３…活性層、４１５…波長変換素子としてのＳＨＧ素子。
【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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