(57)【要約】【課題】発光素子がグランドに対してショートした場合の過電流に対する保護を行う。【解決手段】光源装置は、電源部と、前記電源部からの駆動電流が供給されて光を放出する発光素子と、前記発光素子のハイサイドに配置され、前記発光素子に供給される駆動電流を検出する電流検出部と、前記ハイサイドに配置され、前記発光素子に供給される前記駆動電流を制御するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記電流検出部により検出された駆動電流が予め定められた判定値よりも大きい場合、前記駆動電流が前記発光素子に供給されないように、前記スイッチング素子を制御する。【選択図】図３
2017130332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部と、
前記電源部からの駆動電流が供給されて光を放出する発光素子と、
前記発光素子のハイサイドに配置され、前記発光素子に供給される駆動電流を検出する電流検出部と、
前記ハイサイドに配置され、前記発光素子に供給される前記駆動電流を制御するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電流検出部により検出された駆動電流が予め定められた判定値よりも大きい場合、前記駆動電流が前記発光素子に供給されないように、前記スイッチング素子を制御することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記電流検出部は、前記駆動電流の大きさを制御するための制御用電流検出用抵抗と、過電流を検出するための過電流検出用抵抗と、を別個に備える、光源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光源装置を備えるプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
定電流制御によりＬＥＤ（発光素子）を点灯させるＬＥＤ点灯装置（光源装置）が知られている（特許文献１）。このＬＥＤ点灯装置では、ＬＥＤのローサイドにＬＥＤに流れる電流を検出する電流検出回路が設けられており、電流検出回路が定電流の所定値を上回る過電流を検出した場合、バイパス回路に含まれるトランジスタがオン状態になり、バイパス回路の抵抗により過電流を放電することによって、ＬＥＤの破壊や短寿命を防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１６３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のＬＥＤ点灯装置（光源装置）では、発光素子がグランドに対してショートした場合、電流検出回路による検出ができず、過電流に対する保護ができない、と言う問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、光源装置が提供される。この光源装置は、電源部と、前記電源部からの駆動電流が供給されて光を放出する発光素子と、前記発光素子のハイサイドに配置され、前記発光素子に供給される駆動電流を検出する電流検出部と、前記ハイサイドに配置され、前記発光素子に供給される前記駆動電流を制御するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電流検出部により検出された駆動電流が予め定められた判定値よりも大きい場合、前記駆動電流が前記発光素子に供給されないように、前記スイッチング素子を制御する。
この形態によれば、発光素子がグランドに対してショートした場合に、電流検出回路による検出が可能となり、過電流に対する保護を行うことができる。
【０００７】
（２）上記形態において、前記電流検出部は、前記駆動電流の大きさを制御するための制御用電流検出用抵抗と、過電流を検出するための過電流検出用抵抗と、を別個に備えてもよい。
この形態によれば、過電流に対する保護を確実に行うことができる。
【０００８】
（３）本発明の一形態によれば、プロジェクターが提供される。このプロジェクターは、上記形態のいずれか一つに記載の光源装置を備える。
この形態によれば、発光素子がグランドに対してショートした場合に、電流検出回路による検出が可能となり、過電流に対する保護を行うことができるプロジェクターを提供できる。
【０００９】
本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、光源装置の他、プロジェクター、光源装置の制御方法等の様々な形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプロジェクターの構成を示す模式図。
【図２】照明装置の構成を示す模式図。
【図３】固体光源の駆動回路を示す説明図。
【図４】第１光源部の構造を示す分解斜視図。
【図５】固体光源を示す斜視図。
【図６】第１光源部の一部を拡大して示す平面図。
【図７】第１光源部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
・プロジェクターの概略構成
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。本実施形態に係るプロジェクター１は、内部に設けられた照明装置３１から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像を被投射面であるスクリーンＳＣ上に拡大投射する表示装置である。このようなプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、当該外装筐体２内に収納される光学ユニット３と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、当該プロジェクター１を制御する制御装置、光学部品等の冷却対象を冷却する冷却装置、及び、電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
【００１２】
光学ユニット３は、照明装置３１、色分離装置３２、平行化レンズ３３、光変調装置３４、色合成装置３５及び投射光学装置３６を備える。照明装置３１は、照明光ＷＬを出射する。なお、照明装置３１の構成については、後に詳述する。
【００１３】
色分離装置３２は、照明装置３１から入射される照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢに分離する。この色分離装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７を備える。
【００１４】
ダイクロイックミラー３２１は、上記照明光ＷＬから赤色光ＬＲと他の色光（緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢ）とを分離する。分離された赤色光ＬＲは、反射ミラー３２３によって反射されて、平行化レンズ３３（３３Ｒ）に導かれる。また、分離された当該他の色光は、ダイクロイックミラー３２２に入射される。ダイクロイックミラー３２２は、上記他の色光から緑色光ＬＧと青色光ＬＢとを分離する。分離された緑色光ＬＧは、平行化レンズ３３（３３Ｇ）に導かれる。また、分離された青色光ＬＢは、リレーレンズ３２６、反射ミラー３２４、リレーレンズ３２７及び反射ミラー３２５を介して、平行化レンズ３３（３３Ｂ）に導かれる。
【００１５】
平行化レンズ３３（赤、緑及び青の各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする）は、入射される光を平行化する。
【００１６】
光変調装置３４（赤、緑及び青の各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢ用の光変調装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする）は、それぞれ入射される上記色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた画像光を形成する。これら光変調装置３４は、入射される色光を変調する液晶パネルと、当該光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの入射側及び射出側に配置される一対の偏光板と、を備えて構成される。なお、後述する照明装置３１による被照明領域は、光変調装置３４において、入射される色光を変調して画像を形成する画像形成領域（変調領域）に設定されている。
【００１７】
色合成装置３５は、光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂから入射される画像光（上記色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢによりそれぞれ形成される画像光）を合成する。この色合成装置３５は、例えばクロスダイクロイックプリズムにより構成できるが、複数のダイクロイックミラーによって構成してもよい。
【００１８】
投射光学装置３６は、色合成装置３５にて合成された画像光を被投射面としてのスクリーンＳＣに投射する。このような投射光学装置としては、図示を省略するが、鏡筒内に複数のレンズが配置された組レンズを採用できる。このような光学ユニット３により、スクリーンＳＣに拡大された画像が投射される。
【００１９】
図２は、照明装置３１の構成を示す模式図である。照明装置３１は、上記のように、照明光ＷＬを色分離装置３２に向けて出射する。この照明装置３１は、図２に示すように、光源装置４及び均一化装置５を有する。
【００２０】
光源装置４は、均一化装置５に光束を出射する。この光源装置４は、光源部４１、アフォーカル光学素子４２、第１位相差素子４３、ホモジナイザー光学素子４４、光分離素子４５、第１集光素子４６、波長変換装置４７、第２位相差素子４８、第２集光素子４９及び拡散素子４Ａを備える。これらのうち、光源部４１、アフォーカル光学素子４２、第１位相差素子４３、ホモジナイザー光学素子４４、光分離素子４５、第２位相差素子４８、第２集光素子４９及び拡散素子４Ａは、光源装置４に設定された第１照明光軸Ａｘ１上に配置されている。なお、光分離素子４５は、第１照明光軸Ａｘ１と、当該第１照明光軸Ａｘ１に直交する第２照明光軸Ａｘ２との交差部分に配置される。一方、第１集光素子４６及び波長変換装置４７は、上記第２照明光軸Ａｘ２上に配置される。
【００２１】
光源部４１は、アフォーカル光学素子４２に向けて青色光である励起光を出射する。この光源部４１は、第１光源部４１ａ及び第２光源部４１ｂと、光合成部材４１ｃと、を有する。
【００２２】
第１光源部４１ａは、ＬＤ（Laser Diode）である固体光源４１１（「発光素子４１１」とも呼ぶ。）がマトリクス状に複数配列された固体光源アレイ４１１Ａｒと、各固体光源４１１に応じた複数の平行化レンズ（図示省略）と、を有する。また、第２光源部４１ｂも同様に、固体光源４１１がマトリクス状に複数配列された固体光源アレイ４１１Ａｒと、各固体光源４１１に応じた複数の平行化レンズ（図示省略）と、を有する。これら固体光源４１１は、例えばピーク波長が４４０ｎｍの励起光を射出するが、ピーク波長が４４６ｎｍの励起光を出射してもよい。また、ピーク波長が４４０ｎｍ及び４４６ｎｍの励起光をそれぞれ出射する固体光源を、各光源部４１ａ，４１ｂに混在させてもよい。これら固体光源４１１から放出された励起光は、平行化レンズにより平行化されて光合成部材４１ｃに入射される。なお、本実施形態では、各固体光源４１１から放出される励起光は、Ｓ偏光光である。
【００２３】
光合成部材４１ｃは、第１光源部４１ａから第１照明光軸Ａｘ１に沿って出射された励起光を透過し、第２光源部４１ｂから第１照明光軸Ａｘ１に直交する方向に沿って出射された励起光を第１照明光軸Ａｘ１に沿うように反射させて各励起光を合成する。この光合成部材４１ｃは、詳しい図示を省略するが、第１光源部４１ａから出射された励起光の入射位置に配置され、当該励起光を透過させる複数の透過部と、第２光源部４１ｂから出射された励起光の入射位置に配置され、当該励起光を反射させる複数の反射部と、が交互に配列された板状体として構成されている。このような光合成部材４１ｃを介した励起光は、アフォーカル光学素子４２に入射される。
【００２４】
アフォーカル光学素子４２は、光源部４１から入射される励起光の光束径を調整する。具体的に、アフォーカル光学素子４２は、光源部４１から平行光として入射される励起光を集光して光束径を縮小させ、更に平行化して出射する光学素子である。このアフォーカル光学素子４２は、それぞれ凸レンズ及び凹レンズであるレンズ４２１，４２２を備えて構成され、光源部４１から出射された励起光は、当該アフォーカル光学素子４２により集光されて、第１位相差素子４３、ひいては、ホモジナイザー光学素子４４に入射される。
【００２５】
第１位相差素子４３は、１／２波長板である。この第１位相差素子４３を透過することにより、光源部４１から出射されたＳ偏光光である励起光は、当該Ｓ偏光光の一部がＰ偏光光に変換され、Ｓ偏光光とＰ偏光光とが混在した光となる。このような第１位相差素子４３を透過した励起光は、ホモジナイザー光学素子４４に入射される。なお、本実施形態では、第１位相差素子４３は、当該第１位相差素子４３の光軸（第１照明光軸Ａｘ１と一致）を中心として回動可能に構成されている。この第１位相差素子４３が回転されることにより、第１位相差素子４３を透過する励起光のうちＳ偏光光とＰ偏光光との割合を、当該第１位相差素子４３の回動量（回動角）に応じて調整できる。
【００２６】
ホモジナイザー光学素子４４は、後述する波長変換装置４７における被照明領域である蛍光体層４７３に入射される励起光の照度分布を均一化する。このホモジナイザー光学素子４４は、第１マルチレンズ４４１及び第２マルチレンズ４４２を備える。
【００２７】
第１マルチレンズ４４１は、第１照明光軸Ａｘ１に対する直交面内に、複数の第１レンズ４４１１がマトリクス状に配列された構成を有し、当該複数の第１レンズ４４１１によって入射される励起光を複数の部分光束（励起部分光束）に分割する。
【００２８】
第２マルチレンズ４４２は、第１照明光軸Ａｘ１に対する直交面内に、上記複数の第１レンズ４４１１に応じた複数の第２レンズ４４２１がマトリクス状に配列された構成を有する。そして、第２マルチレンズ４４２は、各第１レンズ４４１１により分割された複数の励起部分光束を、各第２レンズ４４２１及び第２集光素子４９と協同して、上記被照明領域である蛍光体層４７３に重畳させる。これにより、当該蛍光体層４７３に入射される励起光の中心軸に直交する面内（第２照明光軸Ａｘ２に対する直交面内）の照度が均一化される。
【００２９】
このホモジナイザー光学素子４４を介した励起光は、光分離素子４５に入射される。なお、ホモジナイザー光学素子４４を構成するマルチレンズ４４１，４４２は、第１照明光軸Ａｘ１に対する直交面に沿って移動可能に構成されている。すなわち、ホモジナイザー光学素子４４は、図示を省略するが、第１マルチレンズ４４１を支持する第１枠体と、当該第１枠体を第１照明光軸Ａｘ１に対する直交２軸のうち一方の軸に沿って移動可能に支持する第２枠体と、当該第２枠体を他方の軸に沿って移動可能に支持する第３枠体と、を有する。また、ホモジナイザー光学素子４４は、第２マルチレンズ４４２を支持する他の第１枠体と、当該他の第１枠体を第１照明光軸Ａｘ１に対する直交２軸のうち一方の軸に沿って移動可能に支持する他の第２枠体と、当該他の第２枠体を他方の軸に沿って移動可能に支持する他の第３枠体と、を有する。これらマルチレンズ４４１，４４２が移動されることにより、ホモジナイザー光学素子４４から出射される励起光の進行方向が調整される。なお、マルチレンズ４４１，４４２は、それぞれ独立して移動可能でなくてもよく、当該マルチレンズ４４１，４４２が同時に移動可能としてもよい。
【００３０】
光分離素子４５は、プリズム型のＰＢＳ（Polarizing Beam Splitter）であり、それぞれ略三角柱状に形成されたプリズム４５１，４５２が界面にて貼り合わされ、これにより全体が略直方体形状に形成されている。これらプリズム４５１，４５２の界面は、第１照明光軸Ａｘ１及び第２照明光軸Ａｘ２のそれぞれに対して略４５°傾斜している。そして、光分離素子４５においてホモジナイザー光学素子４４側（すなわち光源部４１側）に位置するプリズム４５１の界面には、波長選択性を有する偏光分離層４５３が形成されている。
【００３１】
偏光分離層４５３は、励起光に含まれるＳ偏光光（第１励起光）とＰ偏光光（第２励起光）とを分離する特性を有する他、後述する波長変換装置４７に励起光が入射されて生じる蛍光光を、当該蛍光光の偏光状態にかかわらず透過させる特性を有する。すなわち、偏光分離層４５３は、所定波長領域の光についてはＳ偏光光とＰ偏光光とを分離するが、他の所定波長領域の光についてはＳ偏光光及びＰ偏光光のそれぞれを透過させる、波長選択性の偏光分離特性を有する。このような光分離素子４５により、ホモジナイザー光学素子４４から入射された励起光のうち、Ｐ偏光光は、第１照明光軸Ａｘ１に沿って第２位相差素子４８側に透過され、Ｓ偏光光は、第２照明光軸Ａｘ２に沿って第１集光素子４６側に反射される。すなわち、光分離素子４５は、当該励起光のうち、Ｐ偏光光を第２位相差素子４８（ひいては拡散素子４Ａ）に向けて出射させ、Ｓ偏光光を第１集光素子４６に向けて出射させる。
【００３２】
第１集光素子４６には、ホモジナイザー光学素子４４を通過して偏光分離層４５３にて反射されたＳ偏光光の励起光が入射される。この第１集光素子４６は、当該励起光を波長変換素子４７１に集光（集束）させる他、当該波長変換素子４７１から出射された蛍光光を集光して平行化し、当該蛍光光を偏光分離層４５３に向けて出射する。この第１集光素子４６を構成するレンズの数は、３つのピックアップレンズ４６１〜４６３により構成されている。しかしながら、第１集光素子４６を構成するレンズの数は、３に限らない。
【００３３】
波長変換装置４７は、入射される励起光を蛍光光に変換する。この波長変換装置４７は、波長変換素子４７１及び回転装置４７５を備える。これらのうち、回転装置４７５は、平板状に形成された波長変換素子４７１を回転させるモーター等により構成されている。
【００３４】
波長変換素子４７１は、基板４７２と、当該基板４７２において励起光の入射側の面に位置する蛍光体層４７３及び反射層４７４と、を有する。基板４７２は、励起光の入射側から見て略円形状に形成されている。この基板４７２は、金属やセラミックス等により構成できる。蛍光体層４７３は、入射された励起光により励起されて非偏光光である蛍光光（例えば５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する黄色光）を出射する蛍光体を含む。この蛍光体層４７３にて生じる蛍光光の一部は、第１集光素子４６側に出射され、他の一部は、反射層４７４側に出射される。反射層４７４は、蛍光体層４７３と基板４７２との間に配置され、当該蛍光体層４７３から入射される蛍光光を第１集光素子４６側に反射させる。このような波長変換素子４７１に励起光が照射されると、蛍光体層４７３及び反射層４７４によって、上記蛍光光が第１集光素子４６側に拡散出射される。そして、当該蛍光光は、第１集光素子４６を介して光分離素子４５の偏光分離層４５３に入射され、第２照明光軸Ａｘ２に沿って偏光分離層４５３を透過して、均一化装置５に入射される。すなわち、波長変換素子４７１にて生じた蛍光光は、光分離素子４５により、第２照明光軸Ａｘ２方向に出射される。
【００３５】
なお、波長変換装置４７は、第１集光素子４６に対して少なくとも蛍光体層４７３の位置が第２照明光軸Ａｘ２に沿って移動可能に構成されている。具体的に、本実施形態では、波長変換装置４７全体が第２照明光軸Ａｘ２に沿って移動可能に構成されている。すなわち、波長変換装置４７は、図示を省略するが、上記回転装置４７５を第２照明光軸Ａｘ２に沿って移動可能に支持する移動機構を有する。このように波長変換装置４７（蛍光体層４７３）が移動されることにより、蛍光体層４７３に対する励起光のデフォーカス位置を調整できる。このため、波長変換装置４７から拡散出射される蛍光光の光束径を調整でき、ひいては、偏光分離層４５３にて反射されて均一化装置５に向かって進行する当該蛍光光の光束径を調整できる。
【００３６】
第２位相差素子４８は、１／４波長板であり、光分離素子４５から入射される励起光（直線偏光）の偏光状態を円偏光にする。
【００３７】
第２集光素子４９は、第２位相差素子４８を透過した励起光を拡散素子４Ａに集光（集束）させる光学素子であり、本実施形態では、３つのピックアップレンズ４９１〜４９３により構成されている。しかしながら、第２集光素子４９を構成するレンズの数は、上記第１集光素子４６と同様に、３に限らない。
【００３８】
拡散素子４Ａは、波長変換装置４７にて生成及び出射される蛍光光と同様の拡散角で、入射される励起光を拡散反射させる。この拡散素子４Ａとしては、入射光をランバート反射させる反射板４Ａ１と、当該反射板４Ａ１を回転させて冷却する回転装置４Ａ２と、を有する。このような拡散素子４Ａにて拡散反射された励起光は、第２集光素子４９を介して再び第２位相差素子４８に入射される。この拡散素子４Ａにて反射される時に、拡散素子４Ａに入射された円偏光は逆廻りの円偏光となり、第２位相差素子４８を透過する過程にて、励起光の偏光に対して９０°回転されたＳ偏光光の励起光に変換される。そして、当該励起光は、上記偏光分離層４５３によって反射され、第２照明光軸Ａｘ２に沿って均一化装置５に青色光として入射される。すなわち、拡散素子４Ａにて拡散反射された励起光は、光分離素子４５により、第２照明光軸Ａｘ２方向に出射される。
【００３９】
なお、第２集光素子４９は、第１照明光軸Ａｘ１に対する直交面に沿って移動可能に構成されている。すなわち、第２集光素子４９は、図示を省略するが、上記ピックアップレンズ４９１〜４９３を保持する保持体と、当該保持体を第１照明光軸Ａｘ１に対する直交２軸のうち一方の軸に沿って移動可能に支持する第１支持体と、当該第１支持体を他方の軸に沿って移動可能に支持する第２支持体と、を有する。このように第２集光素子４９が移動されることにより、拡散素子４Ａによって拡散された励起光（青色光）の偏光分離層４５３に対する入射角、ひいては、当該偏光分離層４５３にて反射されて均一化装置５に向かって進行する当該励起光の第２照明光軸Ａｘ２に対する傾斜角を調整できる。なお、上記ホモジナイザー光学素子４４が移動されると、当該ホモジナイザー光学素子４４を通過した励起光の光路が変更されることから、第２集光素子４９を通過する励起光の光路も変更される。このことから、第２集光素子４９の移動は、青色光について、ホモジナイザー光学素子４４の移動による光路の変更を補完する機能も有する。
【００４０】
また、本実施形態では、拡散素子４Ａは、当該第１照明光軸Ａｘ１に沿って移動可能に構成されている。すなわち、拡散素子４Ａは、図示を省略するが、上記回転装置４Ａ２を第１照明光軸Ａｘ１に沿って移動可能に支持する移動機構を有する。このように拡散素子４Ａが移動されることにより、当該拡散素子４Ａに入射される励起光の光束径を調整できるので、当該拡散素子４Ａによって拡散される励起光の光束径、ひいては、偏光分離層４５３にて反射されて均一化装置５に向かって進行する当該励起光の光束径を調整できる。
【００４１】
このように、ホモジナイザー光学素子４４を介して光分離素子４５に入射された励起光のうち、Ｓ偏光光（第１励起光）は、波長変換装置４７によって黄色光（緑色光＋赤色光）である蛍光光に波長変換された後、光分離素子４５を透過して均一化装置５に入射される。一方、Ｐ偏光光（第２励起光）は、上記拡散素子４Ａに入射されることによって拡散反射されるとともに、第２位相差素子４８を２回透過し、光分離素子４５にて反射されて青色光として均一化装置５に入射される。すなわち、これら青色光、緑色光及び赤色光は、光分離素子４５にて合成されて第２照明光軸Ａｘ２方向に出射され、白色の照明光ＷＬとして均一化装置５に入射される。
【００４２】
均一化装置５は、光源装置４から入射される照明光ＷＬの中心軸に対する直交面（光軸直交面）の照度を均一化するものであり、具体的には、各光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）における被照明領域である画像形成領域（変調領域）における光束の照度分布を均一化する。この均一化装置５は、第１レンズアレイ５１、第２レンズアレイ５２、偏光変換素子５３及び重畳レンズ５４を備える。これら構成５１〜５４は、それぞれの光軸が第２照明光軸Ａｘ２と一致するように配置される。
【００４３】
第１レンズアレイ５１は、それぞれ小レンズである複数の小レンズ５１１が光軸直交面（第１レンズアレイ５１においては第２照明光軸Ａｘ２に対する直交面）にてマトリクス状に配列された構成を有し、当該複数の小レンズ５１１により、入射される照明光ＷＬを複数の部分光束に分割する。
【００４４】
第２レンズアレイ５２は、第１レンズアレイ５１と同様に、複数の小レンズ５２１が光軸直交面にてマトリクス状に配列された構成を有し、各小レンズ５２１は、対応する小レンズ５１１と１対１の関係にある。すなわち、或る小レンズ５２１には、対応する小レンズ５１１から出射された部分光束が入射される。これら小レンズ５２１は、各小レンズ５１１により分割された複数の部分光束を、重畳レンズ５４とともに各光変調装置３４の上記画像形成領域に重畳させる。
【００４５】
偏光変換素子５３は、第２レンズアレイ５２と重畳レンズ５４との間に配置され、入射される複数の部分光束の偏光方向を揃える機能を有する。
【００４６】
以上のように、このプロジェクター１では、光源部４１の光に作用する波長変換素子４７１（第１光学素子）と、光源部４１の光に作用する反射板４Ａ１（第２光学素子）とをそれぞれ回転させている。これらの光学素子で作用を受けた光は、光変調装置３４（図１）が画像情報に応じて変調し、変調された光は投射光学装置３６によってスクリーンＳＣに投射される。
【００４７】
・固体光源４１１の駆動回路
図３は、固体光源４１１の駆動回路を示す説明図である。固体光源４１１の駆動回路は、制御部６００と、電源部６６０と、制御用電流検出部６７０と、過電流検出部６８０と、調光用のスイッチング素子ＳＷ１と、スイッチング素子ＳＷ１の過熱検出用のサーミスタＲＴと、固体光源４１１と、を備える。図３では、固体光源４１１は、１つのみ図示されているが、実際の構成では、複数の固体光源４１１が直列及び並列に接続され、マトリックス状に配置されている。電源部６６０は、直流電源６６２と、昇圧回路６６４とを備える。制御部６００は、メインコントローラー６１０と、昇圧制御部６２０と、過電流判定部６３０と、調光制御部６４０と、過熱判定部６５０と、を備える。制御用電流検出部６７０は、制御用電流検出用抵抗Ｒ１と、第１オペアンプＯＰ１と、第１Ａ／ＤコンバーターＡＤ１とを備える。過電流検出部６８０は、過電流検出用抵抗Ｒ２と、第２オペアンプＯＰ２と、第２Ａ／ＤコンバーターＡＤ２とを備える。
【００４８】
昇圧制御部６２０は、メインコントローラー６１０からの指令を受けて、昇圧回路６６４を制御する。昇圧回路６６４としては、例えば、非絶縁型のチョッパ方式のＤＣ−ＤＣコンバーターを利用可能である。制御用電流検出部６７０の制御用電流検出用抵抗Ｒ１と、過電流検出部６８０の過電流検出用抵抗Ｒ２と、スイッチング素子ＳＷ１とは、直列に接続され、固体光源４１１のハイサイドに配置されている。また、スイッチング素子ＳＷ１のハイサイドの端子近傍には、過熱検出用のサーミスタＲＴが接続されている。
【００４９】
制御用電流検出用抵抗Ｒ１の両端の電圧は第１オペアンプＯＰ１により増幅された後、第１Ａ／ＤコンバーターＡＤ１に入力される。このように制御用電流検出用抵抗Ｒ１に流れる駆動電流を、制御用電流検出用抵抗Ｒ１の両端の電圧を取得することで検知する。メインコントローラー６１０は、制御用電流検出用抵抗Ｒ１に流れる電流に基づいて調光制御部６４０に調光指令を発する。調光制御部６４０は、調光指令に基づいて、スイッチング素子ＳＷ１のデューティ比を調整することによって固体光源４１１の調光を制御する。スイッチング素子ＳＷ１がオンの状態では、固体光源４１１に電流が流れ、発光する。
【００５０】
過電流検出用抵抗Ｒ２の両端の電圧は、第２オペアンプＯＰ２により増幅された後、第２Ａ／ＤコンバーターＡＤ２に入力される。過電流検出用抵抗Ｒ２に流れる電流を、過電流検出用抵抗Ｒ２の両端の電圧を取得することで検知する。過電流判定部６３０は、第２Ａ／Ｄコンバーターの出力値から、過電流検出用抵抗Ｒ２に流れる電流が、予め定められた判定値よりも大きいか否かを判断する。過電流検出用抵抗Ｒ２に流れる電流が、予め定められた判定値よりも大きい場合には、調光制御部６４０とメインコントローラー６１０に発光停止指令を送る。調光制御部６４０は、発光停止指令を受けると、ラッチし、スイッチング素子ＳＷ１をオフにする。なお、調光制御部６４０は、発光停止指令をラッチするので、一旦スイッチング素子ＳＷ１がオフになり、過電流検出用抵抗Ｒ２に流れる電流がゼロとなって、発光停止指令がオフとなっても、スイッチング素子ＳＷ１をオンにしない。なお、発行停止指令のラッチは、調光制御部６４０が行ってもよく、過電流判定部６３０が行っても良い。メインコントローラー６１０は、発光停止指令を受けると、昇圧制御部６２０に対して、昇圧回路６６４を停止させるように指令を発しても良い。固体光源４１１を発光させない場合に、昇圧回路６６４を動作させる必要はないからである。
【００５１】
過熱判定部６５０は、サーミスタＲＴに流れる電流を検知して、スイッチング素子ＳＷ１が、過熱しているか否かを判断する。スイッチング素子ＳＷ１が、過熱している場合には、過熱判定部６５０は、調光制御部６４０に過熱発光停止指令を発してスイッチング素子ＳＷ１をオフにさせる。なお、調光制御部６４０は、過熱発光停止指令をラッチしてもよく、ラッチしなくても良い。ラッチする場合には、スイッチング素子ＳＷ１の温度が下がっても、固体光源４１１の発光は停止状態であり、ラッチしない場合には、スイッチング素子ＳＷ１の温度が下がると、固体光源４１１の発光が再開する。
【００５２】
本実施形態の構造では、後で詳述するように、固体光源４１１の配線がショートする場合、電源側よりも、グランド側にショートしやすい。仮に、過電流検出用抵抗Ｒ２を固体光源４１１のローサイドに配置すると、過電流検出用抵抗Ｒ２よりも上流側でグランドにショートした場合には、検知ができない。これに対し、本実施形態では、過電流検出用抵抗Ｒ２を固体光源４１１のハイサイドに配置しているので、過電流検出用抵抗Ｒ２よりも下流側でグランドにショートした場合であれば、過電流の検知が可能である。
【００５３】
本実施形態では、制御用電流検出部６７０と、過電流検出部６８０の２つの電流検出部を別個に備え、駆動電流の大きさを制御するための制御用電流検出用抵抗Ｒ１と、過電流を検出するための過電流検出用抵抗Ｒ２と、を別個に備えているが、制御用電流検出用抵抗Ｒ１を流れる電流と、過電流検出用抵抗Ｒ２を流れる電流とは同じ大きさであるため、これらの抵抗、オペアンプ、Ａ／Ｄコンバーターをそれぞれ１つに統一し、その出力をメインコントローラー６１０と過電流判定部６３０に入力するようにしても良い。この場合、抵抗、オペアンプ、Ａ／Ｄコンバーターをそれぞれ１つずつでよい。但し、本実施形態のように、制御用電流検出用抵抗Ｒ１と、過電流検出用抵抗Ｒ２との２つを設けた場合には、一方の抵抗に不具合（例えばショート）が発生した場合でも、固体光源４１１に過電流を流さなくできる。
【００５４】
・光源部４１ａの構造
図４は、第１光源部４１ａの構造を示す分解斜視図である。なお、第２光源部４１ｂについても、第１光源部４１ａと同様の構造を有しているので、第２光源部４１ｂの説明については、説明を省略する。また、以降の説明及び図においては、ベース部材４１２を正面視した際に、互いに直交する方向をＸ方向及びＹ方向とし、更に、ベース部材４１２の正面部４１２Ａに直交し、かつ、当該正面部４１２Ａから離れる方向をＺ方向とする。なお、本実施形態では、Ｘ方向は、正面部４１２Ａの長手方向に沿う方向である。
【００５５】
第１光源部４１ａは、図４に示すように、ベース部材４１２、スペーサー４１３、押圧部材４１４、固定部材４１５、基板４１６を有する。
【００５６】
図５は、固体光源４１１を示す斜視図である。固体光源４１１は、図５に示すように、ステム４１１１と、当該ステム４１１１の上面４１１１Ａに配置されるポスト及び発光素子（ともに図示省略）と、キャップ４１１４と、一対の端子４１１６とを有する。
【００５７】
ステム４１１１は、平面視略円形状の板状体である。このステム４１１１の側面には、互いに反対側となる位置に一対の第１凹部４１１２と、当該一対の第１凹部４１１２の中間の位置に第２凹部４１１３とが形成されている。これらのうち、第２凹部４１１３には、後述するスペーサー４１３の凸部４１３２が挿入される。
【００５８】
ポストは、詳しい図示を省略するが、半円柱状に形成されており、当該ポストの側面に発光素子が設けられる。この発光素子は、上面４１１１Ａに対向する位置から見た際に、当該上面４１１１Ａの略中央に位置している。このため、ポストは、当該上面４１１１Ａにおいて偏心して配置されている。このようなポストは、発光素子にて生じた熱を、ステム４１１１に伝導する機能を有する。
【００５９】
キャップ４１１４は、ポスト及び発光素子を覆うように上面４１１１Ａに設けられる。このキャップ４１１４には、発光素子から出射された光が透過する平面視略円形状の開口部４１１５が形成されている。
一対の端子４１１６は、ステム４１１１の底面４１１１Ｂからそれぞれ略同じ寸法で延出している。なお、以下の説明で、一対の端子４１１６を結ぶ方向とは、固体光源４１１をキャップ４１１４側から平面視した際に、当該一対の端子４１１６を結ぶ方向であり、Ａ方向として記載及び図示する。
【００６０】
図４に戻り、ベース部材４１２は、熱伝導性を有する金属（例えば、アルミニウム）により全体略直方体形状に形成されている。このベース部材４１２における正面部４１２Ａは、各固体光源４１１のステム４１１１が配置される面であり、平面状に形成されている。すなわち、正面部４１２Ａとステム４１１１の底面４１１１Ｂとは面接触する。このベース部材４１２には、正面部４１２Ａから背面部４１２Ｂに向かって当該ベース部材４１２を貫通する複数の孔部４１２１が形成されている。これら孔部４１２１は、平面視長円形状を有し、Ｘ方向及びＹ方向に沿う複数行及び複数列をなすようにマトリクス状に形成されており、これにより、固体光源４１１は、正面部４１２Ａにおいて、当該複数行及び複数列をなすようにマトリクス状に配列される。なお、本実施形態では、４行及び４列の計１６個の孔部４１２１が形成されている。これら孔部４１２１には、一対の端子４１１６が挿入される。このような孔部４１２１の長径方向はＸ方向であり、当該孔部４１２１内に端子４１１６が挿入された際には、一対の端子４１１６を結ぶ方向（Ａ方向）はＸ方向と一致する。
【００６１】
この他、正面部４１２Ａには、ベース部材４１２にスペーサー４１３、押圧部材４１４及び固定部材４１５を固定するためのねじ（図示省略）が螺合するねじ孔や、ベース部材４１２を他の部材に固定するための孔が複数形成されている。
【００６２】
ベース部材４１２の背面部４１２Ｂには、Ｘ方向に沿う複数の溝部４１２２が、当該孔部４１２１の各行に応じてそれぞれ形成されている。換言すると、各溝部４１２２は、Ｘ方向に沿って隣り合う孔部４１２１の位置に応じて形成されている。これら溝部４１２２内には、基板４１６がそれぞれ配置される。
【００６３】
基板４１６は、孔部４１２１に挿入された端子４１１６と、背面部４１２Ｂ側で電気的に接続される。これら基板４１６は、長手方向がＸ方向となる平面視長方形状に形成されており、換言すると、孔部４１２１に挿入された一対の端子４１１６を結ぶ方向であるＡ方向に沿う細長形状を有する。このような基板４１６には、当該各端子４１１６が挿入される孔部４１６１が形成されている。
【００６４】
スペーサー４１３は、平面視略矩形状の金属製部材であり、熱伝導性を有する。スペーサー４１３は、後述する押圧部材４１４及び固定部材４１５とともに、ねじ（図示省略）によりベース部材４１２に固定される。このスペーサー４１３は、本発明の位置決め部材に相当し、当該スペーサー４１３には、孔部４１２１に対応する位置に、スペーサー４１３を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する略円形状の開口部４１３１が形成されている。すなわち、これら開口部４１３１は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って複数行及び複数列をなすように、マトリクス状に形成されている。なお、スペーサー４１３の厚さ寸法は、後述する固体光源４１１のステム４１１１の厚さ寸法より小さい値に設定されている。
【００６５】
図６は、第１光源部４１ａの一部を拡大して示す平面図である。開口部４１３１内には、図６に示すように、固体光源４１１が配置される。これら開口部４１３１の端縁には、固体光源４１１に係合する係合部としての凸部４１３２が形成されている。詳述すると、当該凸部４１３２は、ステム４１１１の第２凹部４１１３に挿入され、これにより、開口部４１３１内に固体光源４１１が位置決めされる。すなわち、開口部４１３１及び凸部４１３２は、位置決め部として機能する。
【００６６】
図４に戻り、押圧部材４１４は、端子４１１６が孔部４１２１に挿入された固体光源４１１を正面部４１２Ａに押圧し、これにより、当該固体光源４１１を正面部４１２Ａに固定する。この押圧部材４１４は、当該正面部４１２Ａに取り付けられる際には、スペーサー４１３を覆うように設けられる。このような押圧部材４１４は、平面視でスペーサー４１３と略同じ寸法を有するシート状の弾性部材により形成されており、例えば、比較的薄い金属板にプレス加工を施すことにより形成される。
【００６７】
押圧部材４１４には、スペーサー４１３の開口部４１３１に対応する位置に、平面視略菱形状の開口部４１４１が、当該押圧部材４１４を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通するように複数形成されている。すなわち、開口部４１４１は、スペーサー４１３により位置決めされる固体光源４１１に応じて、Ｘ方向及びＹ方向に沿う複数行及び複数列をなすようにマトリクス状に形成されている。これら開口部４１４１は、固体光源４１１から出射された光を透過させるための開口部である。
【００６８】
これら開口部４１４１の端縁において互いに反対側となる位置には、当該端縁から開口部４１４１の内側に向かって突出する押圧部としての一対の突起４１４２が形成されている。これら突起４１４２は、押圧部材４１４がベース部材４１２に取り付けられた際に、ステム４１１１の上面４１１１Ａに当接して、固体光源４１１を正面部４１２Ａに向けて押圧固定する板ばねとして機能する。
【００６９】
なお、開口部４１４１端縁からの突起４１４２の突出方向は、当該各開口部４１４１において同じであるが、この方向は、固体光源４１１の行方向であるＸ方向及び列方向であるＹ方向に対してそれぞれ傾斜している。この傾斜角は、本実施形態では、Ｘ方向及びＹ方向に対して４５度に設定されている。このような構成により、固体光源４１１間の隙間に各突起４１４２を位置させることができるので、固体光源４１１が密に配置されていても、当該固体光源４１１に突起４１４２を確実に当接させることができる。従って、正面部４１２Ａへの押圧力を固体光源４１１に確実に作用させることができる。
【００７０】
ここで、各突起４１４２は、押圧部材４１４が弾性部材により形成されていることから、ステム４１１１を押圧する際に弾性変形する。しかしながら、本実施形態では、突起４１４２は、弾性域ではなく塑性域を用いてステム４１１１を押圧している。これは、以下の理由による。
【００７１】
１つ目の理由は、弾性域を用いた場合、固体光源４１１を押圧固定するために押圧力（ばね力）を確保しようとすると、突起４１４２の突出寸法を大きくする必要があるためである。これに対し、ばね力が小さい弾性域ではなく、ばね力が大きい塑性域を利用することで、当該突出寸法を小さくでき、開口部４１４１、ひいては、固体光源４１１を密に配置できる。
【００７２】
２つ目の理由は、塑性域では、突起４１４２が変形してしまうものの、当該突起４１４２の変位量に対してステム４１１１に加わるばね力の変化が小さいためである。すなわち、固体光源４１１の個体差により、ステム４１１１の厚さ方向の寸法（Ｚ方向の寸法）にばらつきが生じると、上面４１１１Ａに当接する突起４１４２の変位量にばらつきが生じる。しかしながら、当該突起４１４２の変位量にばらつきが生じても、ステム４１１１に加わるばね力の変化は小さいので、各固体光源４１１に対するばね力（押圧力）を略均一化できる。なお、突起４１４２が塑性変形しても、ベース部材４１２に対する押圧部材４１４の着脱は頻繁には行われないので、当該突起４１４２の変形が残ったとしても、大きな問題は生じない。
【００７３】
なお、このような突起４１４２は、開口部４１４１の端縁から当該開口部４１４１の内側に向かうに従って幅寸法が小さくなる平面視略台形状に形成されている。換言すると、各突起４１４２は、開口部４１４１の端縁側の幅寸法が大きく、当該端縁から開口部４１４１の中心に向かうに従って幅寸法が小さくなるように形成されている。このため、突起４１４２が固体光源４１１を押圧する際に、突起４１４２において開口部４１４１端縁近傍の領域かかる大きな負荷を分散させることができる。従って、当該突起４１４２が破損することを抑制できる。
【００７４】
固定部材４１５は、剛性を有する金属により、スペーサー４１３及び押圧部材４１４と平面視で略同じ寸法を有する矩形状に形成されている。この固定部材４１５は、正面部４１２Ａとの間にスペーサー４１３及び押圧部材４１４を挟んだ状態で、当該正面部４１２Ａにねじ固定されることにより、当該スペーサー４１３及び押圧部材４１４を、正面部４１２Ａに固定する。このような固定部材４１５は、開口部４１３１及び開口部４１４１に応じた位置に、平面視菱形状の開口部４１５１を複数有する。すなわち、これら開口部４１５１は、固体光源４１１の配置に応じて、Ｘ方向及びＹ方向に沿う複数行及び複数列をなすようにマトリクス状に形成されている。これら開口部４１５１を介して、ベース部材４１２上に配置された固体光源４１１からの光が、第１光源部４１ａ外に出射される。
【００７５】
図７は、第１光源部４１ａを示す断面図である。ここで、ベース部材４１２への固体光源４１１の固定について説明する。まず、正面部４１２Ａ上にスペーサー４１３を配置し、孔部４１２１に一対の端子４１１６が挿入されるようにして、スペーサー４１３の各開口部４１３１内に固体光源４１１をそれぞれ配置する。この際、図６に示すように、ステム４１１１の第２凹部４１１３内に、凸部４１３２が挿入されるように、各固体光源４１１を配置する。これにより、固体光源４１１が正面部４１２Ａに位置決めされる。この状態では、各孔部４１２１の行方向であり、当該孔部４１２１の長径方向でもあるＸ方向と、一対の端子４１１６を結ぶ方向であるＡ方向とは、それぞれ一致する。
【００７６】
次に、スペーサー４１３を覆うように、押圧部材４１４を配置する。この状態では、押圧部材４１４の各開口部４１４１端縁に形成された突起４１４２は、図６に示すように、ステム４１１１の上面４１１１Ａにおいて、第１凹部４１１２及び第２凹部４１１３が形成されていない領域に当接される。
【００７７】
そして、押圧部材４１４を更に覆うように、固定部材４１５を配置した後、スペーサー４１３、押圧部材４１４及び固定部材４１５を貫通するねじをベース部材４１２に固定する。これにより、図７に示すように、ベース部材４１２に、固体光源４１１、スペーサー４１３、押圧部材４１４及び固定部材４１５が固定される。この状態では、押圧部材４１４の突起４１４２により、各固体光源４１１は、平面状の正面部４１２Ａに向かって押圧され、ステム４１１１の底面４１１１Ｂと正面部４１２Ａとが面接触する。
【００７８】
この後、背面部４１２Ｂ側に露出した端子４１１６と、各基板４１６とを接続し、当該各基板４１６を溝部４１２２内に収納する。更に、当該背面部４１２Ｂに放熱部材（図示せず）を取り付ける。このような手順により、第１光源部４１ａが組み立てられる。
【００７９】
その後、第１光源部４１ａは、プロジェクター１の外装筐体２に取り付けられる。この場合、第１光源部４１ａのベース部材４１２が、例えば、ネジにより外装筐体２に取り付けられる。ここで、外装筐体２は、例えばグランドに接地されており、ベース部材４１２は、上述したように、熱伝導性を有する金属（例えば、アルミニウム）により形成されているので、グランド電位である。ベース部材４１２は、固体光源４１１の端子４１１６を貫通させる孔４１２１を有している。固体光源４１１の端子４１１６が例えばベース部材４１２に接触すると、グランドにショートすることになる。したがって、上述したように、電源側よりも、グランド側にショートしやすい。
【００８０】
以上、いくつかの実施例に基づいて本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８１】
１…プロジェクター、２…外装筐体、３…光学ユニット、４…光源装置、４Ａ…拡散素子、４Ａ１…反射板、４Ａ２…回転装置、５…均一化装置、３１…照明装置、３２…色分離装置、３３…平行化レンズ、３３Ｂ…平行化レンズ、３３Ｇ…平行化レンズ、３３Ｒ…平行化レンズ、３４…光変調装置、３４Ｂ…光変調装置、３４Ｇ…光変調装置、３４Ｒ…光変調装置、３５…色合成装置、３６…投射光学装置、４１…光源部、４１ａ…第１光源部、４１ｂ…第２光源部、４１ｃ…光合成部材、４２…アフォーカル光学素子、４３…第１位相差素子、４４…ホモジナイザー光学素子、４５…光分離素子、４６…第１集光素子、４７…波長変換装置、４８…第２位相差素子、４９…第２集光素子、５１…第１レンズアレイ、５２…第２レンズアレイ、５３…偏光変換素子、５４…重畳レンズ、３２１…ダイクロイックミラー、３２２…ダイクロイックミラー、３２３…反射ミラー、３２４…反射ミラー、３２５…反射ミラー、３２６…リレーレンズ、３２７…リレーレンズ、４１１…固体光源、４１１Ａｒ…固体光源アレイ、４１２…ベース部材、４１２Ａ…正面部、４１２Ｂ…背面部、４１３…スペーサー、４１４…押圧部材、４１５…固定部材、４１６…基板、４２１…レンズ、４２２…レンズ、４４１…第１マルチレンズ、４４２…第２マルチレンズ、４５１…プリズム、４５２…プリズム、４５３…偏光分離層、４６１…ピックアップレンズ、４６２…ピックアップレンズ、４６３…ピックアップレンズ、４７１…波長変換素子、４７２…基板、４７３…蛍光体層、４７４…反射層、４７５…回転装置、４９１…ピックアップレンズ、４９２…ピックアップレンズ、４９３…ピックアップレンズ、５１１…小レンズ、５２１…小レンズ、６００…制御部、６１０…メインコントローラー、６２０…昇圧制御部、６３０…過電流判定部、６４０…調光制御部、６５０…過熱判定部、６６０…電源部、６６２…直流電源、６６４…昇圧回路、６７０…制御用電流検出部、６８０…過電流検出部、４１１１…ステム、４１１１Ａ…上面、４１１１Ｂ…底面、４１１２…第１凹部、４１１３…第２凹部、４１１４…キャップ、４１１５…開口部、４１１６…端子、４１２１…孔部、４１２２…溝部、４１３１…開口部、４１３２…凸部、４１４１…開口部、４１４２…突起、４１５１…開口部、４１６１…孔部、４４１１…第１レンズ、４４２１…第２レンズ、ＡＤ１…第１Ａ／Ｄコンバーター、ＡＤ２…第２Ａ／Ｄコンバーター、Ａｘ１…第１照明光軸、Ａｘ２…第２照明光軸、ＬＢ…青色光、ＬＧ…緑色光、ＬＲ…赤色光、ＬＲ…色光、ＯＰ１…第１オペアンプ、ＯＰ２…第２オペアンプ、Ｒ１…制御用電流検出用抵抗、Ｒ２…過電流検出用抵抗、ＲＴ…サーミスタ、ＳＣ…スクリーン、ＳＷ１…スイッチング素子、ＷＬ…照明光
【図１】
2017130332.tif 000003
【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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