特許 5787133 光源ユニット及びプロジェクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5787133

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】光源ユニット及びプロジェクタ

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20150910BHJP

   F21S 2/00 20060101ALI20150910BHJP

   F21V 7/22 20060101ALI20150910BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20150910BHJP

   G02B 5/04 20060101ALI20150910BHJP

   G02B 19/00 20060101ALI20150910BHJP

   G02B 26/00 20060101ALI20150910BHJP

   H01S 5/022 20060101ALI20150910BHJP

   F21Y 101/02 20060101ALN20150910BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 A

   F21S2/00 350

   F21V7/22 240

   G02B3/00 A

   G02B5/04 B

   G02B19/00

   G02B26/00

   H01S5/022

   F21Y101:02

【請求項の数】9

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2011-70391(P2011-70391)

(22)【出願日】2011年3月28日

(65)【公開番号】特開2012-203344(P2012-203344A)

(43)【公開日】2012年10月22日

【審査請求日】2014年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092646

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 清

(74)【代理人】

【識別番号】100083769

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 仁

(74)【代理人】

【識別番号】100083002

【弁理士】

【氏名又は名称】伊丹 辰男

(72)【発明者】

【氏名】増田 弘樹

【審査官】 小野 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２８２４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１３３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０００８８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２１８９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第９９／０４９３５８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ２１／００−２１／１０

２１／１２−２１／１３

２１／１３４−２１／３０

３３／００−３３／１６

Ｆ２１Ｓ ２／００−１９／００

Ｆ２１Ｖ １／００−１５／０４

Ｆ２１Ｙ １０１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材に透過部と反射部を有し、前記透過部は入射光を拡散する拡散透過部であって、前記反射部には入射光を励起光として黄色波長帯域光を発する蛍光体層が設けられた発光板と、
青色波長帯域光を発する複数のレーザ発光器である第一光源と、
緑色波長帯域光を発する複数のレーザ発光器である第二光源と、
前記第一光源の射出光及び前記第二光源の射出光の光軸を一致させて前記発光板に照射する照射光用ダイクロイックミラーと、
前記発光板の透過部と反射部とを、前記照射光用ダイクロイックミラーからの光の光軸位置へ交互に位置させる発光板駆動手段と、
赤色波長帯域光を発する発光ダイオードである第三光源と、
前記第一光源、前記第二光源及び前記第三光源の点灯と前記発光板駆動手段による発光板の駆動とを制御する光源制御手段と、
前記発光板に入射する光が前記透過部を透過することで前記発光板から射出される拡散透過光の光軸及び前記発光板に入射する光が前記蛍光体層に入射することで発生する蛍光光の光軸と前記第三光源からの光の光軸を同一方向に一致させて所定の一面に導く導光光学系と、を有することを特徴とする光源ユニット。

【請求項2】

前記発光板は円板状であって、円周方向に前記透過部と前記反射部とが形成され、前記発光板駆動手段は前記発光板を回転させる駆動モータであることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。

【請求項3】

前記照射光用ダイクロイックミラーは、青色波長帯域光を透過させ且つ緑色波長帯域光を反射して、又は、緑色波長帯域光を透過させ且つ青色波長帯域光を反射して、反射光の光軸と透過光の光軸を一致させるダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源ユニット。

【請求項4】

前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間であって前記照射光用ダイクロイックミラーからの光の光軸と前記第三光源からの光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有し、
前記第一全反射ミラーの側方に第二全反射ミラーを有して該第二全反射ミラーにより前記第一全反射ミラーで反射した前記拡散透過光を前記所定の一面に向けて反射し、
前記黄色波長帯域光と前記赤色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第二ダイクロイックミラーを、前記第二全反射ミラーと前記所定の一面との間であって前記第一ダイクロイックミラーを透過した前記第三光源の光軸と前記第二全反射ミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板の前後、前記第一ダイクロイックミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間、前記第一全反射ミラーと前記第二全反射ミラーとの間、前記第二全反射ミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。

【請求項5】

前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間であって前記照射光用ダイクロイックミラーからの光の光軸と前記第三光源からの光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有して、該第一全反射ミラーにより発光板の透過部を透過した前記拡散透過光を前記所定の一面に向けて反射し、
前記黄色波長帯域光と前記赤色波長帯域光とを反射し、他の波長帯域光を透過させる第二ダイクロイックミラーを、前記第一全反射ミラーと前記所定の一面との間に有し、
前記第一ダイクロイックミラーを透過した前記第三光源の光を前記第二ダイクロイックミラーに向けて反射する全反射ミラーであって、この全反射ミラーで反射して第二ダイクロイックミラーで反射される光の光軸が前記第二ダイクロイックミラーを透過する光の光軸と一致する位置に配置される第二全反射ミラーを有し、
前記発光板の前後、前記第一ダイクロイックミラーと前記第二全反射ミラーとの間、前記第一全反射ミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間、前記第二全反射ミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。

【請求項6】

前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有し、該第一全反射ミラーの側方に、前記青色波長帯域光及び前記緑色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第三ダイクロイックミラーを有し、
該第三ダイクロイックミラーは前記第一全反射ミラーからの光の光軸と前記第三光源からの光の光軸の交わる位置に配置され、前記青色波長帯域光及び前記緑色波長帯域光を反射して前記青色波長帯域光及び前記緑色波長帯域光の光軸を前記赤色帯域光の光軸と一致させて前記所定の一面に入射し、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第四ダイクロイックミラーを、前記第三ダイクロイックミラーと前記所定の一面との間であって前記第一ダイクロイックミラーで反射された光の光軸と前記第三ダイクロイックミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板の前後、前記第一全反射ミラーと前記第三ダイクロイックミラーとの間、前記第三ダイクロイックミラーと前記第四ダイクロイックミラーとの間、前記第一ダイクロイックミラーと前記第四ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。

【請求項7】

前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有してこの第一全反射ミラーにより前記発光板の透過部を透過した光を前記所定の一面に向けて反射し、
前記黄色波長帯域光と前記赤色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第二ダイクロイックミラーを、前記第一全反射ミラーと前記所定の一面との間であって、前記第三光源からの光の光軸と前記第一全反射ミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第四ダイクロイックミラーを、前記第三光源からの光の光軸と前記第一ダイクロイックミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板の前後、前記第一ダイクロイックミラーと前記第四ダイクロイックミラーとの間、前記第一全反射ミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間、前記第四ダイクロイックミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。

【請求項8】

基材に透過部と反射部を有し、前記透過部は入射光を拡散する拡散透過部であって、前記反射部には入射光を励起光として黄色波長帯域光を発する蛍光体層が設けられた発光板と、
第１の波長帯域光を発する第一光源と、
前記第1の波長帯域光とは異なる第２の波長帯域光を発する第二光源と、
前記第１の波長帯域光及び前記第２の波長帯域光とは異なる第３の波長帯域光を発する第三光源と、
前記発光板に入射する光が前記透過部を透過することで前記発光板から射出される拡散透過光の光軸及び前記発光板に入射する光が前記蛍光体層に入射することで発生する前記黄色波長帯域光の光軸と前記第３の波長帯域光の光軸を同一方向に一致させて所定の一面に導く導光光学系と、を有することを特徴とする光源ユニット。

【請求項9】

光源ユニットと、照射された光により光学像を形成する表示素子と、前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、表示素子により形成された光学像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源ユニットや表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、
前記光源ユニットが請求項１乃至請求項８の何れかに記載の光源ユニット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、光源ユニット及びプロジェクタに関する。

【背景技術】

【0002】

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

【0003】

そして、プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として赤色、緑色、青色の発光ダイオードや有機ＥＬ等の固体発光素子を用いるための開発がなされており多くの提案がなされている。

【0004】

また、下記に示す特許文献１には、赤色、緑色及び青色波長帯域の光を発する蛍光体を基板上に塗布し基板を回転させ、そこに紫外線励起光源を照射することで各色を生成するプロジェクタが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４−３４１１０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上述のプロジェクタは、緑色蛍光体による光では色純度が低いため、投影画像の色空間を大きくすることができなかった。また、今日、緑色波長帯域の光を発するレーザダイオードは、色純度は高いが出力光の輝度を大きくできない欠点が有り、緑色発光のレーザ発光器の個数を増加させた場合、光源のエテンデューが大きくなり、明るい画像を形成することが困難であった。

【0007】

本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、出力の大きな可視光レーザ発光器の複数個により高輝度の光源とし、蛍光体や拡散板を用いてエテンデューを小さく保った光源を提供し、補色を加えて明るく色再現性の良好な画像を形成することを可能とする光源ユニット及びプロジェクタを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の光源ユニットは、基材に透過部と反射部を有し、前記透過部は入射光を拡散する拡散透過部であって、前記反射部には入射光を励起光として黄色波長帯域光を発する蛍光体層が設けられた発光板と、青色波長帯域光を発する複数のレーザ発光器である第一光源と、緑色波長帯域光を発する複数のレーザ発光器である第二光源と、前記第一光源の射出光及び前記第二光源の射出光の光軸を一致させて前記発光板に照射する照射光用ダイクロイックミラーと、前記発光板の透過部と反射部とを、前記照射用ダイクロイックミラーからの光の光軸位置へ交互に位置させる発光板駆動手段と、赤色波長帯域光を発する発光ダイオードである第三光源と、前記第一光源、前記第二光源及び前記第三光源の点灯と前記発光板駆動手段による発光板の駆動とを制御する光源制御手段と、前記発光板に入射する光が前記透過部を透過することで前記発光板から射出される拡散透過光の光軸及び前記発光板に入射する光が前記蛍光体層に入射することで発生する蛍光光の光軸と前記第三光源からの光の光軸を同一方向に一致させて所定の一面に導く導光光学系と、を有することを特徴とする。

【0009】

本発明のプロジェクタは、光源装置を有する上述の本発明の光源ユニットと、照射された光により光学像を形成する表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、表示素子により形成された光学像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、出力の大きな可視光レーザ発光器の複数個により高輝度の光源とし、蛍光体や拡散板を用いてエテンデューを小さく保った光源を提供し、補色を加えて明るく色再現性の良好な画像を形成することを可能とする光源ユニット及びプロジェクタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係るプロジェクタの機能ブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。

【図4】本発明の実施形態に係る光源ユニットの一例を示す平面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る発光ホイールの平面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る光源制御手段の各光源の点滅タイミングを示すタイムチャートである。

【図7】本発明の実施形態に係る光源ユニットの第二の例を示す平面図である。

【図8】本発明の実施形態に係る光源ユニットの第三の例を示す平面図である。

【図9】本発明の実施形態に係る光源ユニットの第四の例を示す平面図である。

【図10】本発明の実施形態に係る光源ユニットの第一の例の変形例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

【0013】

そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩＲ受信部を備えている。

【0014】

また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

【0015】

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。

【0016】

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

【0017】

そして、このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。

【0018】

また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。

【0019】

表示駆動部26は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51を駆動するものであり、光源ユニット60から射出された光線束を後に詳述する光源側光学系170を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光学像を形成し、後に詳述する投影側光学系220を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系220の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

【0020】

また、画像圧縮／伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮／伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

【0021】

そして、筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、ＩＲ受信部35で受信され、ＩＲ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。

【0022】

なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。

【0023】

また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の赤色光源装置、緑色光源装置及び青色波長帯域光を発する励起光照射装置の発光を個別に制御する。

【0024】

さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43に光源ユニット60等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。

【0025】

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。図４は、このプロジェクタ10の光源装置としての光源ユニット60を示す平面図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60と左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。

【0026】

光源ユニット60は、図３に示すように、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される青色波長帯域光を発する励起光照射装置70としての第一光源と、この励起光照射装置70から射出される光線束の光軸に垂直に緑色波長帯域光の光線束を発する緑色光源装置300としての第二光源と、この緑色光源装置300から発する光線束と平行となる赤色波長帯域光の光線束を発する赤色光源装置120としての第三光源と、正面パネル12の近傍に配置され黄色蛍光体による蛍光体領域においては、黄色波長帯域の光を励起光照射装置70の方向に射出させ、拡散板による拡散透過領域においては、青色波長帯域光及び緑色波長帯域光を拡散透過させる蛍光発光装置100と、を備える。

【0027】

また、光源ユニット60は、励起光照射装置70である第一光源の励起光を透過させ且つ緑色光源装置300である第二光源の射出光を反射させる照射光用ダイクロイックミラー141を通過して照射された蛍光発光装置100からの各射出光、赤色光源装置120からの射出光を夫々同一の光軸となるように変換して各色波長帯域光を所定の一面であるライトトンネル175の入射口に集光する導光光学系140を備える。

【0028】

励起光照射装置70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された半導体発光素子による励起光源71と、励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81と、を備える。

【0029】

励起光源71は、３行８列の計２４個の半導体発光素子である青色レーザ発光器がマトリクス状に配列されており、青色レーザ発光器の光軸上には、各青色レーザ発光器からの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源71から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ78に射出する。

【0030】

ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズ78が冷却される。

【0031】

緑色光源装置300は、正面パネル12方向に光線束を発するように配置された３行８列の計２４個の半導体発光素子である緑色レーザ発光器による緑色光源301と、緑色光源301からの射出光を平行光とするコリメータレンズ303と、コリメータレンズ303を透過した光の光軸を９０度変換する反射ミラー群304と、反射ミラー群304で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ79と、を備える。

【0032】

そして、励起光照射装置70から照射される光の光軸と、緑色光源装置300から照射される光の光軸とが交わる位置に励起光照射装置70からの青色波長帯域光を透過させ、励起光照射装置70からの透過光の光軸と一致させるように緑色光源装置300からの緑色波長帯域光を反射させて、励起光照射装置70からの光と、緑色光源装置300からの光とを、蛍光発光装置100の発光ホイール101に照射する照射光用ダイクロイックミラー141を有する。

【0033】

蛍光発光装置100は、黄色蛍光光を射出する光源であって、正面パネル12と平行となるように、つまり、第一光源である励起光照射装置70からの射出光の光軸と直交するように配置された発光板である発光ホイール101と、この発光ホイール101を回転駆動する発光板駆動手段である駆動モータ110と、発光ホイール101から背面パネル13方向に射出される光線束を集光する集光レンズ群111と、を備える。

【0034】

発光ホイール101は、図５に示すように、円板状の透明基材であって、互いに隣接する略半円形状のセグメント領域を二つ有し、ガラス基材又は透明樹脂基材等で形成されるものである。そして、この透明基材は、一方のセグメント領域である蛍光体領域には、黄色波長帯域光を発する蛍光体の層131が形成され、他方のセグメント領域である拡散透過領域には、第一光源及び第二光源からの射出光を拡散させて透過させる拡散板132が形成されている。

【0035】

蛍光体層131は、第一光源からの青色波長帯域光を励起光として吸収し、励起されることで黄色の波長帯域光を発するための蛍光体を含有している層である。このように黄色の蛍光体層131が形成されることで、発光ホイール101は発光板として機能することができる。なお、この蛍光体層131は、黄色蛍光体結晶とバインダから構成されるものである。また、蛍光体領域は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成された反射部である。

【0036】

そして、発光ホイール101の黄色蛍光体層131に照射された励起光照射装置70からの射出光は、発光ホイール101の蛍光体を励起して黄色波長帯域光を全方位に射出するように発光させ、直接励起光源71側へ、あるいは、発光ホイール101の反射面で反射した後に励起光源71側へ蛍光光を射出させる。また、蛍光体層131の蛍光体に吸収されることなく、反射面に照射された励起光は、反射されて再び蛍光体層131に入射し、蛍光体を励起させることとなる。したがって、このような反射構造とすることにより励起光源71から射出される励起光の利用効率を上げることができる。

【0037】

また、拡散透過領域には拡散板132を有しており、拡散板132は、具体的には、透明基材の拡散透過領域にブラスト加工などによる目粗し処理等の光学処理が施されることにより、入射した青色波長帯域光や緑色波長帯域光が透過する際に拡散させるものである。

【0038】

なお、拡散板132としては、当該透明基材の表面に光学処理を施す場合の他、光学物質である帯状の固体物を固着することにより形成してもよい。

【0039】

そして、この発光ホイール101は、透明基材の中央部には駆動モータ110との接続部である円柱状の回転軸の形状に対応した円形開口が形成され、該円形開口に回転軸が挿着されてモータハブが透明基材の中央部近傍に接着されることで当該発光ホイール101は駆動モータ110の回転軸に強固に接続されている。

【0040】

したがって、この発光ホイール101は、毎秒約１２０回などの回転速度でプロジェクタ制御手段の制御部38によって駆動制御される駆動装置としての駆動モータ110によって一体的に円周方向に回転することとなる。つまり、発光ホイール101は、回転制御可能とされて、発光ホイール101の透過部と反射部とを、照射用ダイクロイックミラー141からの光の光軸位置へ交互に位置させることとなる。

【0041】

そして、駆動モータ110と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって発光ホイール101が冷却される。

【0042】

赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群125と、を備える。

【0043】

そして、赤色光源121は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子として１個の赤色発光ダイオードからなる。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側にヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。

【0044】

導光光学系140は、赤色、緑色、青色、黄色等の波長帯域の光線束を集光させる集光レンズと、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる複数の全反射ミラーと、複数のダイクロイックミラーとからなる。

【0045】

具体的には、図３及び図４に示したように、照射光用ダイクロイックミラー141と発光ホイール101との間で照射光用ダイクロイックミラー141からの光の光軸と第三光源からの光の光軸とが交わる位置に配置され、第一、第二光源の励起光の射出光及び赤色光源装置120である第三光源の射出光を透過させ、蛍光発光装置100による黄色蛍光光を反射させる第一ダイクロイックミラー143を導光光学系140は備えている。

【0046】

そして、第一ダイクロイックミラー143により透過された第一、第二光源の射出光において、発光ホイール101の拡散板132に照射させる光を集光させる集光レンズ111を第一ダイクロイックミラー143と発光ホイール101との間に有し、発光ホイール101の拡散板132により拡散透過された光を集光させる集光レンズ115を発光ホイール101よりもプロジェクタ10の正面パネル12側に有し、集光レンズ115よりも正面パネル12側に第一全反射ミラー142を有し、第一全反射ミラー142の側方に第一全反射ミラー142で反射された第一、第二光源の拡散透過光の光軸を９０度変換させる第二全反射ミラー144を有し、
第一全反射ミラー142と第二全反射ミラー144との間に第一、第二光源の拡散透過光を集光させる集光レンズ150を有し、第二全反射ミラー144と後述する第二ダイクロイックミラー145との間で第二全反射ミラー144で反射された第一、第二光源の拡散透過光を集光する集光レンズ154をさらに、有している。

【0047】

また、この導光光学系140は、第三光源の射出光で第一ダイクロイックミラー143を透過して集光レンズ152を通過した光と、発光ホイール101に入射する光が蛍光体層に入射することで発生する蛍光体領域からの黄色蛍光光で第一ダイクロイックミラー143により反射された光と、を反射させ、発光ホイール101に入射する光が透過部を透過することで発光ホイール101から射出される拡散透過した第一光源及び第二光源の光を透過させる第二ダイクロイックミラー145を備える。

【0048】

この第二ダイクロイックミラー145は、第二全反射ミラー144の背面パネル13側に位置する集光レンズ154とライトトンネル175の入射口近傍に位置する集光レンズ173との間に位置し、第一ダイクロイックミラー143を透過した第三光源の光軸と第二全反射ミラー144で反射された光の光軸とが交わる位置に配置される。

【0049】

光学系ユニット160は、励起光照射装置70の左側方に位置する照明側ブロック161と、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、導光光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。

【0050】

この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する光源側光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する光源側光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。

【0051】

画像生成ブロック165は、光源側光学系170として、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、を有している。さらに、画像生成ブロック165は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としてのコンデンサレンズ195が配置されている。

【0052】

投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

【0053】

次に、第一光源（青）、第二光源（緑）、及び第三光源（赤）の点灯及び消灯のタイミングを図６に示すタイムチャートにしたがって説明する。この点灯制御は、図５に示した発光ホイール101の蛍光体領域の中央Ａ点から発光ホイール101の一回転を１サイクルとしてホイール回転位置に合わせて制御するものである。

【0054】

図６（ａ）は、黄色、青色、緑色、赤色の波長帯域光を光源ユニット60から略等間隔で射出する制御を示す図である。先ず、光源制御手段は、発光ホイール101への光の照射位置が、発光ホイール101を回転させて図５に示した蛍光体領域のＡ点に達すると第一光源を点灯させる。

【0055】

第一光源から射出された光は、発光ホイール101の黄色の蛍光体層131に照射されることにより黄色蛍光光が蛍光発光装置100から射出されて、導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0056】

さらに、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域となるＢ点に達すると、拡散板132に第一光源からの光を照射させることにより、青色波長帯域光が拡散透過されて射出されて、導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0057】

続いて、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域の中間点であるＤ点に達すると、第一光源を消灯させ、代わりに緑色波長帯域光を発する第二光源を点灯させる。拡散板132に第二光源からの緑色波長帯域光が照射されることにより、緑色波長帯域光が拡散透過されて射出されて、導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0058】

次に、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が蛍光体領域のＦ点に達すると、第二光源を消灯させ、代わりに赤色波長帯域光を発する第三光源を点灯させる。第三光源から射出された赤色波長帯域光は、蛍光発光装置100から発せられた光の光路とは異なる光路による導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0059】

このように、光源制御手段の制御により励起光源71による黄色蛍光光と、各単色波長帯域光の光源からの青色、緑色、赤色波長帯域光とが順次射出されることとなるため、プロジェクタ10は、データに応じて入射された各色波長帯域光を表示素子51で時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を生成することができる。

【0060】

そして、色純度の高い赤色、緑色及び青色の単色波長帯域光の各光源による光と、励起光による輝度の高い黄色波長帯域光とを射出させる構成とすることにより、色再現性に優れたカラー画像を生成することができる。

【0061】

また、単色波長帯域光の光源である第一光源（青）、第二光源（緑）、第三光源（赤）を所定時間だけ同時に点灯させて白色波長帯域光を光源ユニット60から射出させることもできる。具体的には、図６（ｂ）に示すように、先ず光源制御手段により発光ホイール101への照射位置が蛍光体領域のＡ点に達したときに、第一光源を点灯させて黄色蛍光光をライトトンネル175に入射させる。続いて、光源制御手段は発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域のＢ点に達すると拡散透過領域を透過した第一光源からの青色波長帯域光を、導光光学系140によりライトトンネル175に入射させることとなる。

【0062】

続いて、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域のＣ点に達すると第一光源の点灯させながら第二光源と第三光源とを点灯させることにより、赤色、緑色及び青色による合成光で白色波長帯域光が生成され、白色波長帯域光を、導光光学系140によりライトトンネル175に入射させる。

【0063】

次に、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域のＤ点に達すると、第一光源と第三光源を消灯させ、緑色波長帯域光を発する第二光源のみを点灯させることにより、緑色波長帯域光を導光光学系140によりライトトンネル175に入射させることとなる。

【0064】

そして、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が蛍光体領域のＦ点に達すると、第二光源を消灯させ、代わりに赤色波長帯域光を発する第三光源を点灯させる。第三光源から射出された赤色波長帯域光は、蛍光発光装置100への照射される光路とは異なる光路によりライトトンネル175に入射されることとなる。つまり、光源制御手段が発光ホイール101の回転位置に応じて各光源の同時点灯を含めた制御を行うことにより、黄色、青色、白色、緑色及び赤色と順次各色が、導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0065】

このように、色純度の高い赤色、緑色及び青色の単色波長帯域光の各光源による光と、輝度の高い黄色波長帯域光や白色波長帯域光を射出させる構成とすることにより、色再現性に優れ、しかも輝度の高いカラー画像を生成することができる。

【0066】

さらに、第一光源（青）と第二光源（緑）、又は、第一光源（青）と第三光源（赤）を所定時間だけ同時に点灯させて補色であるマゼンタや、シアンの波長帯域光を光源ユニット60から射出させることもできる。

【0067】

具体的には、図６（ｃ）に示すように、先ず光源制御手段により発光ホイール101への照射位置が蛍光体領域のＡ点に達したときに、第一光源を点灯させて黄色蛍光光がライトトンネル175に入射されることとなる。そして、光源制御手段が発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域のＢ点に達すると青色波長帯域光が導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0068】

そして、光源制御手段が、発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域のＣ点に達したときに、第一光源と第三光源を同時点灯させることによりマゼンダの波長帯域光がライトトンネル175に入射されることとなる。次に、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域のＤ点に達すると、第一光源と第三光源を消灯させ、緑色波長帯域光を発する第二光源のみを点灯させることにより、緑色波長帯域光が導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0069】

さらに、発光ホイール101を回転させて照射位置が拡散透過領域のＥ点に達したときに、第一光源と第二光源を同時点灯させることによりシアンの波長帯域光が、導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0070】

そして、光源制御手段は、発光ホイール101を回転させて照射位置が蛍光体領域のＦ点に達すると、第二光源を消灯させ、代わりに赤色波長帯域光を発する第三光源を点灯させる。第三光源から射出された赤色波長帯域光は、蛍光発光装置100への照射される光路とは異なる光路により、導光光学系140によりライトトンネル175に入射されることとなる。

【0071】

つまり、光源制御手段が発光ホイール101の回転に応じて、各光源の同時点灯を含めた制御を行うことにより、黄色、青色、マゼンダ、緑色、シアン及び赤色と順次各色波長帯域光を、導光光学系140によりライトトンネル175に入射させることができる。

【0072】

このように、出力の大きな可視光レーザ発光器の複数個による高輝度の光を微小点に集光し、蛍光体や拡散板により、微小点から高輝度の蛍光光や拡散光を発光させる構成とした発光ホイール101とによりエテンデューを小さく保った光源とし、輝度の高い黄色波長帯域光や補色であるマゼンダやシアン等の波長帯域光の補色を加えることにより、明るく色再現性の良好な画像を形成し、しかも輝度の高いカラー画像を生成することができる。

【0073】

また、色純度の高い赤色、緑色及び青色の単色波長帯域光の各光源装置からなる光源ユニット60の導光光学系140は、前述の構成に限るものでなく、適宜、ハーフミラーや光源の配置をプロジェクタ10に合わせて変更することができる。以下、蛍光発光装置100の配置方向を同一とする図７乃至図１０を用いて詳しく説明する。なお、変形例の光源ユニット60の構成を説明するにあたって、ダイクロイックミラー等の光学特性について変化の無いものについては符号を同様にして説明する。

【0074】

例えば、図７に示す第二の例とする光源ユニット60は、図４に示した第一の光源ユニット60と比較すると、赤色波長帯域光を発する第三光源である赤色光源装置120を正面パネル12近傍に配置させて、それに伴う蛍光発光装置100等の光学系を移動させて構成したものである。

【0075】

具体的には、第二の例の光源ユニット60における導光光学系140は、赤色、緑色、青色、黄色等の波長帯域の光線束を集光させる集光レンズと、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる全反射ミラー142、144と、ダイクロイックミラー143、145とからなる。

【0076】

第一ダイクロイックミラー143は、図７に示したように、照射光用ダイクロイックミラー141と発光ホイール101との間であって照射光用ダイクロイックミラー141からの光の光軸と第三光源である赤色光源装置120からの光の光軸とが交わる位置に配置される。そして、第一ダイクロイックミラー143は、黄色波長帯域光を反射し、他の赤色波長帯域光、青色波長帯域光、緑色波長帯域光等を透過させる。

【0077】

また、第二の例の光源ユニット60は、発光ホイール101による透過光の射出方向である左側パネル15方向に第一全反射ミラー142が配置されている。そして、この第一全反射ミラー142は、発光ホイール101の透過部を透過した光を所定の一面であるライトトンネル175に向けて反射させる。

【0078】

さらに、第二の例の光源ユニット60は、図７に示したように、第一全反射ミラー142とライトトンネル175との間に第二ダイクロイックミラー145が配置されている。そして、この第二ダイクロイックミラー145は、黄色波長帯域光と赤色波長帯域光を反射し、他の青色波長帯域光、緑色波長帯域光等を透過させるものである。

【0079】

また、第二の例の光源ユニット60は、第一ダイクロイックミラー143を透過した赤色光源装置120の光を第二ダイクロイックミラー145に向けて反射する第二全反射ミラー144を有する。そして、この第二全反射ミラー144は、第二ダイクロイックミラー145で反射される光の光軸が第二ダイクロイックミラー145を透過する光の光軸と一致する位置に配置される。

【0080】

そして、第二の例の光源ユニット60は、図７に示したように、発光ホイール101の前後、第一ダイクロイックミラー143と第二全反射ミラー144との間、第一全反射ミラー142と第二ダイクロイックミラー145との間、第二全反射ミラー144と第二ダイクロイックミラー145との間に夫々集光レンズ111、115、152、150、154を有する。

【0081】

このような構成とすることにより、複数個のレーザダイオードを用いる第一光源及び第二光源の配置を変更することができ、プロジェクタ内の光学部材の設計配置変更を容易とし、プロジェクタ10の大型化を防止できる。また、このような構成とすることで、第一光源及び第二光源から出射される光が全反射ミラー又はダイクロイックミラーで反射する回数を図４の第一の光源ユニット60に比べて少なくすることができ、第一光源及び第二光源から出射される光をミラーで反射させる際に生じることがある光軸がずれてしまう現象を、図４の第一の光源ユニット60に比べて抑制することができる。

【0082】

また、図８に示す第三の例の光源ユニット60は、図４に示した光源ユニット60と比較すると、赤色波長帯域光を発する第三光源である赤色光源装置120を正面パネル12近傍に配置させて、それに伴う光学系を移動させて構成されたものである。

【0083】

具体的には、第三の例の光源ユニット60における導光光学系140は、赤色、緑色、青色、黄色等の波長帯域の光線束を集光させる集光レンズと、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる全反射ミラー142と、ダイクロイックミラー143、147、149とからなる。

【0084】

第一ダイクロイックミラー143は、図８に示したように、照射光用ダイクロイックミラー141と発光ホイール101との間に位置する。そして、第一ダイクロイックミラー143は、黄色波長帯域光を反射し、他の青色波長帯域光、緑色波長帯域光等を透過させる。

【0085】

また、第三の例の光源ユニット60は、発光ホイール101による透過光の射出方向である正面パネル12方向に第一全反射ミラー142が配置されている。そして、この第一全反射ミラー142の側方に、青色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射し、他の赤色波長帯域光等を透過させる第三ダイクロイックミラー147を有する。

【0086】

第三ダイクロイックミラー147は、第一全反射ミラー142からの光の光軸と第三光源である赤色光源装置120からの光の光軸の交わる位置に配置されており、青色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して青色波長帯域光及び緑色波長帯域光の光軸を赤色帯域光の光軸と一致させて所定の一面であるライトトンネル175に入射させる。

【0087】

さらに、第三の例の光源ユニット60は、図８に示したように、第三ダイクロイックミラー147とライトトンネル175との間であって、第一ダイクロイックミラー143で反射された光の光軸と第三ダイクロイックミラー147で反射された光の光軸とが交わる位置に第四ダイクロイックミラー149を有する。第四ダイクロイックミラー149は、黄色波長帯域光を反射し、他の赤色波長帯域光、青色波長帯域光、緑色波長帯域光等を透過させるものである。

【0088】

そして、第三の例の光源ユニット60は、図８に示したように、発光ホイール101の前後、第一全反射ミラー142と第三ダイクロイックミラー147との間、第三ダイクロイックミラー147と第四ダイクロイックミラー149との間、第一ダイクロイックミラー143と第四ダイクロイックミラー149との間に夫々集光レンズ111、115、150、154、152を有する。

【0089】

このような構成とすることにより、図４に示した第一の光源ユニット60に比べて、赤色光源装置120をプロジェクタ10の中央部分から正面パネル12近傍に配置し、且つ、赤色光源装置120を熱源となる第一の光源及び第二の光源から離すことで、赤色光源装置120の放熱を容易とし、結果的に投影輝度を高く保持することができる。

【0090】

また、図９に示す第四の例の光源ユニット60は、図４に示した光源ユニット60と比較すると、ライトトンネル175を正面パネル12側に配置させて、それに伴う光学系を移動させて構成したものである。

【0091】

具体的には、第四の例の光源ユニット60における導光光学系140は、赤色、緑色、青色、黄色等の波長帯域の光線束を集光させる集光レンズと、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる全反射ミラー142と、ダイクロイックミラー143、145、149とからなる。

【0092】

第一ダイクロイックミラー143は、図９に示したように、照射光用ダイクロイックミラー141と発光ホイール101との間に位置する。そして、第一ダイクロイックミラー143は、黄色波長帯域光を反射し、他の青色波長帯域光、緑色波長帯域光等を透過させる。

【0093】

また、第四の例の光源ユニット60は、発光ホイール101による透過光の射出方向である左側パネル15方向に第一全反射ミラー142が配置されている。そして、この第一全反射ミラー142により、発光ホイール101の透過部を透過した光を所定の一面であるライトトンネル175に反射させる。

【0094】

さらに、第四の例の光源ユニット60は、図９に示したように、第一全反射ミラー142とライトトンネル175との間であって、第三光源である赤色光源装置120からの光の光軸と第一全反射ミラー142で反射された光の光軸とが交わる位置に第二ダイクロイックミラー145を配置している。

【0095】

第二ダイクロイックミラー145は、黄色波長帯域光と赤色波長帯域光を反射し、他の青色波長帯域光、緑色波長帯域光等を透過させるものである。

【0096】

また、第四の例の光源ユニット60は、図９に示したように、赤色光源装置120からの光の光軸と第一ダイクロイックミラー143で反射された光の光軸とが交わる位置に第四ダイクロイックミラー149を配置している。

【0097】

第四ダイクロイックミラー149は、黄色波長帯域光を反射し、他の赤色波長帯域光等を透過させるものである。

【0098】

そして、第四の例の光源ユニット60は、図９に示したように、発光ホイール101の前後、第一ダイクロイックミラー143と第四ダイクロイックミラー149との間、第一全反射ミラー142と第二ダイクロイックミラー145との間、第四ダイクロイックミラー149と第二ダイクロイックミラー145との間に夫々集光レンズ111、115、152、150、154を有する。

【0099】

このような構成とすることにより、プロジェクタ10内の部材配置に合わせた光源装置の配置を行うことを容易とすることができる。また、このような構成とすることで、第一光源及び第二光源から出射される光が全反射ミラー又はダイクロイックミラーで反射する回数を、図４の第一の光源ユニット60に比べて少なくすることができ、第一光源及び第二光源から出射される光をミラーで反射させる際に生じることがある光軸がずれてしまう現象を、図４の第一の光源ユニット60に比べて抑制することができる。

【0100】

また、図１０に示す他の光源ユニット60は、図４に示した第一の光源ユニット60における変形例として、第一光源である励起光照射装置70と、第二光源である緑色光源装置300との配置を入れ替え、照射光用ダイクロイックミラー141aが、励起光照射装置70である第一光源の励起光を反射させ且つ緑色光源装置300である第二光源の射出光を透過させるものとして構成したものである。

【0101】

このように、色の異なる第一光源と第二光源の配置に自在性を持たせることにより、輝度設定変更のための素子を追加や、冷却性能のための冷却ファンやヒートシンクの設計変更等を容易に行うことができる。

【0102】

なお、第一光源と第二光源との配置を入れ替えは、第二から第四まで例の光源ユニット60についても、照射光用ダイクロイックミラー141aを、励起光照射装置70である第一光源の励起光を反射させ且つ緑色光源装置300である第二光源の射出光を透過させるものとすることにより適用することができ、出力の大きな可視光レーザ発光器の複数個により高輝度の光源とすることができる。

【0103】

以上のように、本発明によれば、出力の大きな可視光レーザ発光器の複数個により高輝度の光源とし、蛍光体や拡散板を用いてエテンデューを小さく保った光源を備えることにより、補色を加えて明るく色再現性の良好な画像を形成することを可能とする光源ユニット60及びプロジェクタ10を提供することができる。

【0104】

また、本発明によれば、発光ホイール101が円板状であって、駆動モータ110により回転させて、輝度の高い黄色波長帯域光や補色であるマゼンダやシアン等の波長帯域光の補色を生成することを可能とすることにより、明るく色再現性の良好な画像を形成し、しかも輝度の高いカラー画像を生成するとともに、熱集中を抑止して蛍光体の劣化を防止することができる。

【0105】

なお、発光板は円形形状の発光ホイール101とする場合に限るものでなく、方形の蛍光板部と拡散透過部を隣接させ、この発光板をピエゾアクチュエータなどにより直線的に往復移動させるようにすることもできる。

【0106】

さらに、本発明によれば、複数色のレーザ発光素子による射出光を光路変更させる照射用ダイクロイックミラー141、141aを設けることにより、同一光路とさせて１個の発光板で複数色のレーザ発光素子による射出光を拡散透過させることができる。

【0107】

また、本発明によれば、色純度の高い赤色、緑色及び青色の単色波長帯域光からなる各光源からなる光源装置の光学系レイアウトには、様々な構成が可能なことから、装置の小型化を優先する場合や、冷却性能を優先する場合、また、ダイクロイックミラー等の付加価値を有する部品を減らす等と、仕様に応じた光源ユニット60によるプロジェクタ10を提供することができる。

【0108】

そして、光源制御手段が、各光源を個別に点灯制御するとともに、同時に点灯させる制御を可能とする構成とすることにより、白色波長帯域光、マゼンタ光及びシアン光の生成を容易として色再現性に優れた光源ユニット60及びプロジェクタ10を提供することができる。

【0109】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0110】

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 基材に透過部と反射部を有し、前記透過部は入射光を拡散する拡散透過部であって、前記反射部には入射光を励起光として黄色波長帯域光を発する蛍光体層が設けられた発光板と、
青色波長帯域光を発する複数のレーザ発光器である第一光源と、
緑色波長帯域光を発する複数のレーザ発光器である第二光源と、
前記第一光源の射出光及び前記第二光源の射出光の光軸を一致させて前記発光板に照射する照射光用ダイクロイックミラーと、
前記発光板の透過部と反射部とを、前記照射用ダイクロイックミラーからの光の光軸位置へ交互に位置させる発光板駆動手段と、
赤色波長帯域光を発する発光ダイオードである第三光源と、
前記第一光源、前記第二光源及び前記第三光源の点灯と前記発光板駆動手段による発光板の駆動とを制御する光源制御手段と、
前記発光板に入射する光が前記透過部を透過することで前記発光板から射出される拡散透過光の光軸及び前記発光板に入射する光が前記蛍光体層に入射することで発生する蛍光光の光軸と前記第三光源からの光の光軸を同一方向に一致させて所定の一面に導く導光光学系と、を有することを特徴とする光源ユニット。
[２] 前記発光板は円板状であって、円周方向に前記透過部と前記反射部とが形成され、前記発光板駆動手段は前記発光板を回転させる駆動モータであることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
[３] 前記照射用ダイクロイックミラーは、青色波長帯域光を透過させ且つ緑色波長帯域光を反射して、又は、緑色波長帯域光を透過させ且つ青色波長帯域光を反射して、反射光の光軸と透過光の光軸を一致させるダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源ユニット。
[４] 前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間であって前記照射光用ダイクロイックミラーからの光の光軸と前記第三光源からの光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有し、
前記第一全反射ミラーの側方に第二全反射ミラーを有して該第二全反射ミラーにより前記第一全反射ミラーで反射した前記拡散透過光を前記所定の一面に向けて反射し、
前記黄色波長帯域光と前記赤色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第二ダイクロイックミラーを、前記第二全反射ミラーと前記所定の一面との間であって前記第一ダイクロイックミラーを透過した前記第三光源の光軸と前記第二全反射ミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板の前後、前記第一ダイクロイックミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間、前記第一全反射ミラーと前記第二全反射ミラーとの間、前記第二全反射ミラーと前記発光板の透過部を透過し前記第二ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。
[５] 前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間であって前記照射光用ダイクロイックミラーからの光の光軸と前記第三光源からの光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有して、該第一全反射ミラーにより発光板の透過部を透過した前記拡散透過光を前記所定の一面に向けて反射し、
前記黄色波長帯域光と前記赤色波長帯域光とを反射し、他の波長帯域光を透過させる第二ダイクロイックミラーを、前記第一全反射ミラーと前記所定の一面との間に有し、
前記第一ダイクロイックミラーを透過した前記第三光源の光を前記第二ダイクロイックミラーに向けて反射する全反射ミラーであって、この全反射ミラーで反射して第二ダイクロイックミラーで反射される光の光軸が前記第二ダイクロイックミラーを透過する光の光軸と一致する位置に配置される第二全反射ミラーを有し、
前記発光板の前後、前記第一ダイクロイックミラーと前記第二全反射ミラーとの間、前記第一全反射ミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間、前記第二全反射ミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。
[６] 前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有し、該第一全反射ミラーの側方に、前記青色波長帯域光及び前記緑色波長帯域光反射し、他の波長帯域光を透過させる第三ダイクロイックミラーを有し、
該第三ダイクロイックミラーは前記第一全反射ミラーからの光の光軸と前記第三光源からの光の光軸の交わる位置に配置され、前記青色波長帯域光及び前記緑色波長帯域光を反射して前記青色波長帯域光及び前記緑色波長帯域光の光軸を前記赤色帯域光の光軸と一致させて前記所定の一面に入射し、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第四ダイクロイックミラーを、前記第三ダイクロイックミラーと前記所定の一面との間であって前記第一ダイクロイックミラーで反射された光の光軸と前記第三ダイクロイックミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板の前後、前記第一全反射ミラーと前記第三ダイクロイックミラーとの間、前記第三ダイクロイックミラーと前記第四ダイクロイックミラーとの間、前記第一ダイクロイックミラーと前記第四ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。
[７] 前記導光光学系は、複数の全反射ミラーと複数のダイクロイックミラーと複数の集光レンズで構成され、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第一ダイクロイックミラーを、前記照射光用ダイクロイックミラーと前記発光板との間に有し、
前記発光板による前記拡散透過光の射出方向に第一全反射ミラーを有してこの第一全反射ミラーにより前記発光板の透過部を透過した光を前記所定の一面に向けて反射し、
前記黄色波長帯域光と前記赤色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第二ダイクロイックミラーを、前記第一全反射ミラーと前記所定の一面との間であって、前記第三光源からの光の光軸と前記第一全反射ミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記黄色波長帯域光を反射し、他の波長帯域光を透過させる第四ダイクロイックミラーを、前記第三光源からの光の光軸と前記第一ダイクロイックミラーで反射された光の光軸とが交わる位置に有し、
前記発光板の前後、前記第一ダイクロイックミラーと前記第四ダイクロイックミラーとの間、前記第一全反射ミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間、前記第四ダイクロイックミラーと前記第二ダイクロイックミラーとの間に夫々前記集光レンズを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の光源ユニット。
[８] 光源ユニットと、照射された光により光学像を形成する表示素子と、前記光源ユニットからの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、表示素子により形成された光学像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源ユニットや表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、
前記光源ユニットが請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光源ユニットであることを特徴とするプロジェクタ。

【符号の説明】

【0111】

10 プロジェクタ 11 上面パネル
12 正面パネル 13 背面パネル
14 右側パネル 15 左側パネル
17 排気孔
18 吸気孔 19 レンズカバー
20 各種端子 21 入出力コネクタ部
22 入出力インターフェース 23 画像変換部
24 表示エンコーダ 25 ビデオＲＡＭ
26 表示駆動部 31 画像圧縮／伸長部
32 メモリカード 35 ＩＲ受信部
36 ＩＲ処理部 37 キー／インジケータ部
38 制御部 41 光源制御回路
43 冷却ファン駆動制御回路 45 レンズモータ
47 音声処理部 48 スピーカー
51 表示素子
60 光源ユニット
70 励起光照射装置 71 励起光源
73 コリメータレンズ 75 反射ミラー群
78 集光レンズ 79 集光レンズ
81 ヒートシンク
100 蛍光発光装置 101 発光ホイール
110 駆動モータ 111 集光レンズ群
115 集光レンズ 120 赤色光源装置
121 赤色光源 125 集光レンズ群
130 ヒートシンク 131 蛍光体層
132 拡散板 140 導光光学系
141、141a 照射光用ダイクロイックミラー
142 第一全反射ミラー 143 第一ダイクロイックミラー
144 第二全反射ミラー
145 第二ダイクロイックミラー
147 第三ダイクロイックミラー 149 第四ダイクロイックミラー
150 集光レンズ
152 集光レンズ
160 光学系ユニット 161 照明側ブロック
165 画像生成ブロック 168 投影側ブロック
170 光源側光学系 173 集光レンズ
175 ライトトンネル 178 集光レンズ
181 光軸変換ミラー 183 集光レンズ
185 照射ミラー 190 ヒートシンク
195 コンデンサレンズ 220 投影側光学系
225 固定レンズ群 235 可動レンズ群
241 制御回路基板 261 冷却ファン
300 緑色光源装置 301 緑色光源
303 コリメータレンズ 304 反射ミラー群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】