特許 6507629 光源装置及び光源装置を備えたプロジェクタ

(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】6507629

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】光源装置及び光源装置を備えたプロジェクタ

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20190422BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20190422BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 A

   F21S2/00 311

【請求項の数】11

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-263313(P2014-263313)

(22)【出願日】2014年12月25日

(65)【公開番号】特開2016-122149(P2016-122149A)

(43)【公開日】2016年7月7日

【審査請求日】2017年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000226057

【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100138863

【弁理士】

【氏名又は名称】言上 惠一

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100131808

【弁理士】

【氏名又は名称】柳橋 泰雄

(72)【発明者】

【氏名】山本 圭太

【審査官】 小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１５９６８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０７０９２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１３３７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１８２０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ２１／００−２１／３０

Ｆ２１Ｓ ２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
前記光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイールと、
を備え、
前記蛍光体ホイールが、
蛍光体と、
空間を介して前記蛍光体より前記光源から離れた位置に配置されたフィルタと、
前記蛍光体の側面及び前記フィルタの側面と接する内壁を有する筐体と、
を含むことを特徴とする光源装置。

【請求項2】

所定の波長の光を出射する前記蛍光体及び該蛍光体に対応する前記フィルタが、前記蛍光体ホイールの回転方向において一部の領域に設けられ、前記空間における、該一部の領域と前記回転方向の他の領域との境界に仕切り板が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

光源と、
前記光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイールと、
を備え、
前記蛍光体ホイールが、
蛍光体と、
前記蛍光体に接して、前記蛍光体より前記光源から離れた位置に配置されたフィルタと、
前記蛍光体の側面及び前記フィルタの側面と接する内壁を有する筐体と、
を含み、
前記内壁に、前記蛍光体及び前記フィルタの位置を定めるための凸部が設けられていることを特徴とする光源装置。

【請求項4】

光源と、
前記光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイールと、
を備え、
前記蛍光体ホイールが、
蛍光体と、
前記蛍光体に接して、前記蛍光体より前記光源から離れた位置に配置されたフィルタと、
前記蛍光体の側面及び前記フィルタの側面と接する内壁を有する筐体と、
を含み、
前記フィルタの直径が前記蛍光体の直径以下であることを特徴とする光源装置。

【請求項5】

前記内壁に、前記蛍光体及び前記フィルタの位置を定めるための凸部が設けられていることを特徴とする請求項１、２及び４の何れか１項に記載の光源装置。

【請求項6】

前記フィルタの直径が前記蛍光体の直径以下であることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の光源装置。

【請求項7】

前記フィルタが、前記光源からの光であって、前記蛍光体を通過する出射光のうち所定の波長帯域の光を透過させるフィルタであることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の光源装置。

【請求項8】

前記蛍光体ホイールは、基板を有し、前記基板に前記蛍光体を備えていることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の光源装置。

【請求項9】

前記筐体の内壁は、前記蛍光体を通過する出射光を反射する反射面を備えることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の光源装置。

【請求項10】

更に、前記光源からの出射光を前記蛍光体ホイールに集光させる第１レンズと、
前記蛍光体ホイールからの光を平行光とする第２レンズと、
前記蛍光体ホイールを回転させる駆動装置と、
を備えたことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の光源装置。

【請求項11】

請求項１から１０の何れか１項に記載の光源装置と、
画像データに基づいて、前記光源装置から出射された複数の波長帯域の光を順次変調して画像を形成する光変調手段と、
前記画像を拡大して投射する投射手段と、
を備えた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、光源装置及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】

近年、時分割で複数の波長の光を取り出し、取り出された複数の波長の光を順次変調することで画像を形成して投影する時分割式のプロジェクタが普及している。このような時分割式のプロジェクタに用いる光源装置として、例えば、白色光を出力する光源と、複数のカラーフィルタが貼られた回転ホイールとを備えて、光源から出射された白色光を、一定速度で回転する回転ホイールに入射させて、時分割で複数の波長の光（例えば、青、緑、赤色光）を取り出すものが知られている。

【0003】

近年、従来の白色光源の代わりに、半導体レーザを始めとする単波長の光を出力する光源が用いられるケースが増えており、例えば、カラーフィルタの代わりに蛍光体を有する回転ホイール（蛍光体ホイール）を用いて、これに半導体レーザ等の光源から出射された単波長の光を入射させることで、時分割で複数の波長の光を取り出す光源装置も普及してきている。そのような蛍光体ホイールを有する光源装置において、蛍光体粒子を含む円板状の基板の一方の面に波長選択膜を形成し、他方の面に反射防止膜を形成した光源装置が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−８３６９５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に示された光源装置では、光源から光の入射面側に形成された波長選択膜により、光源から出射される光以外の波長域の光が入射するのを防ぎ、反対の出射面側に形成された反射防止膜により、光を効果的に外部に出射することができる。これらの波長選択膜や反射防止膜は、真空プロセスにより形成される誘電体多層膜であるが、蛍光体粒子を含む基板に密着しているため、蛍光体の発熱の影響を受けやすく、膜の劣化が早まる虞がある。一方、フィルタガラスのように、個別の部材でフィルタを形成する場合には、蛍光体の発熱による影響は軽減できるが、フィルタの側面から光が漏れる虞があり、更に、接着剤等を用いてフィルタを基板に接合する場合には、接着層における光損失が生じるため、発光効率が低下する問題が生じる。

【0006】

従って、本発明の実施の形態に係る目的は、上記の課題を解決するものであり、蛍光体の発熱の影響を受けにくく、かつ発光効率の低下を抑制することができる光源装置を提供し、ひいてはこの光源装置を用いたプロジェクタを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するため、本発明の実施態様に係る光源装置の１つは、光源と、前記光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイールと、を備え、前記蛍光体ホイールが、蛍光体と、空間を介して前記蛍光体より前記光源から離れた位置に配置されたフィルタと、前記蛍光体の側面及び前記フィルタの側面と接する内壁を有する筐体と、を含んでいる。

【0008】

本発明の実施態様に係るプロジェクタの１つは、上記の実施態様の光源装置と、画像データに基づいて、前記光源装置から出射された複数の波長帯域の光を順次変調して画像を形成する光変調手段と、前記画像を拡大して投射する投射手段と、を備えている。

【発明の効果】

【0009】

以上のように、本発明の実施態様においては、蛍光体の発熱の影響を受けにくく、かつ発光効率の低下を抑制することができる光源装置を提供し、ひいてはこの光源装置を用いた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】

【0010】

【図1】本発明の１つの実施形態の光源装置を示す模式的に示す（ａ）斜視図及び（ｂ）側面図である。

【図2】本発明の他の実施形態の光源装置を示す模式的に示す、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図である。

【図3】本発明の他の実施形態の光源装置、特に蛍光体ホイールのその他の実施形態（基板を有さない蛍光体ホイール）を示す模式図である。

【図4】本発明の他の実施形態の光源装置、特に蛍光体ホイールのその他の実施形態（蛍光体とフィルタとの間に空間ない蛍光体ホイール）を示す模式図である。

【図5】本発明の他の実施形態の光源装置、特に蛍光体ホイールのその他の実施形態（蛍光体とフィルタとの間に空間ある場合において、位置を定めるための凸部が設けられている蛍光体ホイール）を示す模式図である。

【図6】本発明の他の実施形態の光源装置、特に蛍光体ホイールのその他の実施形態（蛍光体とフィルタとの間に空間ない場合において、位置を定めるための凸部が設けられている蛍光対ホイール）を示す模式図である。

【図7】本発明の他の実施形態の光源装置、特に蛍光体ホイールのその他の実施形態（フィルタの直径が蛍光体の直径以下の蛍光体ホイール）を示す模式図である。

【図8】本発明の実施形態の光源装置を備えたプロジェクタの１つの実施形態の構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明の実施態様１に係る光源装置は、光源と、前記光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイールと、を備え、前記蛍光体ホイールが、蛍光体と、空間を介して前記蛍光体より前記光源から離れた位置に配置されたフィルタと、前記蛍光体の側面及び前記フィルタの側面と接する内壁を有する筐体と、を含む。

【0012】

本実施態様によれば、フィルタが蛍光体より光源から離れた位置に配置されているので、蛍光体から出射された光のうち、所望の波長域の光のみを取り出して出力することができる。また、フィルタは蛍光体とは個別の部材として形成されているので、蛍光体の発熱の影響を受けにくい。また、蛍光体とフィルタとの間に光損失を生じさせる接着層が存在せず、筐体の内壁で蛍光体の側面及びフィルタの側面が覆われるので、光が側面から逃げることがなく、発光効率の低下を抑制することができる。

【0013】

本発明の実施態様２に係る光源装置は、上記の実施態様１において、所定の波長の光を出射する前記蛍光体及び該蛍光体に対応する前記フィルタが、前記蛍光体ホイールの回転方向において一部の領域に設けられ、前記空間における、該一部の領域と前記回転方向の他の領域との境界に仕切り板が設けられている。

【0014】

本実施態様によれば、仕切り板により、所定の波長の光を出射する蛍光体及び対応するフィルタが区切られるので、他の波長域の光が混在することなく、様々な波長域の光を時分割で出力することができる。

【0015】

本発明の実施態様３に係る光源装置は、光源と、前記光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイールと、を備え、前記蛍光体ホイールが、蛍光体と、前記蛍光体に接して、前記蛍光体より前記光源から離れた位置に配置されたフィルタと、前記蛍光体の側面及び前記フィルタの側面と接する内壁を有する筐体と、を含む。

【0016】

本実施態様によれば、フィルタが蛍光体より光源から離れた位置に配置されているので、蛍光体から出射された光のうち、所望の波長域の光のみを取り出して出力することができる。また、フィルタは蛍光体とは個別の部材として形成されているので、蛍光体の発熱の影響を受けにくく、かつ筐体３８の全長を短くすることができるので、蛍光体ホイールの小型化に貢献できる。また、蛍光体とフィルタとの間に光損失を生じさせる接着層が存在せず、筐体の内壁で蛍光体の側面及びフィルタの側面が覆われるので、光が側面から逃げることがなく、発光効率の低下を抑制することができる。

【0017】

本発明の実施態様４に係る光源装置は、上記の実施態様１から３の何れかにおいて、前記内壁に、前記蛍光体及び前記フィルタの位置を定めるための凸部が設けられている。

【0018】

本実施態様によれば、蛍光体及びフィルタの位置を定めるための凸部が設けられているので、シンプルな構造で確実に蛍光体及びフィルタの位置を画定することができる。

【0019】

本発明の実施態様５に係る光源装置は、上記の実施態様１から４の何れかにおいて、前記フィルタの直径が前記蛍光体の直径以下である。

【0020】

本実施態様によれば、フィルタの直径が蛍光体の直径以下なので、蛍光体から出射した光を絞ってフィルタから出射することができ、より均一性のとれた出射光を得ることができる。また、筐体及び蛍光体ホイールを小型化でき、コンパクトな光源装置を実現できる。

【0021】

本発明の実施態様６に係る光源装置は、上記の実施態様１から５の何れかにおいて、前記フィルタが、前記光源からの光であって、前記蛍光体を通過する出射光のうち所定の波長帯域の光を透過させるフィルタである。

【0022】

本実施態様では、フィルタに入射する光には、光源の出射光の波長域の光及び蛍光体により波長変換された波長域の光が含まれる。本実施態様においては、所望の波長域の光だけを取り出して出力できるので、演光性の高い光源装置を実現できる。

【0023】

本発明の実施態様７に係る光源装置は、上記の実施態様１から６の何れかにおいて、前記蛍光体ホイールは、基板を有し、前記基板に前記蛍光体を備えている。

【0024】

本実施態様によれば、蛍光体ホイールが蛍光体を備えた基板により構成されているので、安定した構造の蛍光体ホイールを低い製造コストで提供できる。

【0025】

本発明の実施態様８に係る光源装置は、上記の実施態様１から７の何れかにおいて、前記筐体の内壁は、前記蛍光体を通過する出射光を反射する反射面を備える。

【0026】

本実施態様によれば、筐体の内壁が、蛍光体を通過する出射光を反射する反射面を備えているので、光の減衰を抑えてフィルタへ入射でき、発光効率の低下を抑制することができる。

【0027】

本発明の実施態様９に係る光源装置は、上記の実施態様１から８の何れかにおいて、更に、前記光源からの出射光を前記蛍光体ホイールに集光させる第１レンズと、前記蛍光体ホイールからの光を平行光とする第２レンズと、前記蛍光体ホイールを回転させる駆動装置と、を備えている。

【0028】

本実施態様によれば、光源からの出射光を蛍光体ホイールに集光させる第１レンズと、蛍光体ホイールからの光を平行光とする第２レンズと、蛍光体ホイールを回転させる駆動装置と、を備えているので、演色性に優れた平行光を時分割で出力する光源装置を実現できる。

【0029】

本発明の第１の実施形態に係るプロジェクタは、上記の実施態様１〜１１の何れかの実施形態の光源装置と、画像データに基づいて、前記光源装置から出射された複数の波長帯域の光を順次変調して画像を形成する光変調手段と、前記画像を拡大して投射する投射手段と、を備えている。

【0030】

本実施態様によれば、蛍光体の発熱の影響を受けにくい光源装置を備えて、発光効率の低下を抑制することができるプロジェクタを提供することができる。
次に、本発明の実施態様に係る光源装置及びこの光源装置を備えた実施形態に係るプロジェクタについて、図面を用いながら詳細に説明する。

【0031】

（本発明の１つの実施形態の光源装置の説明）
本発明の１つの実施形態の光源装置の説明を行う。
はじめに、図１を用いて、本発明の１つの実施形態の光源装置の構造について、その概要を説明する。図１（ａ）は光源装置を模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は光源装置を模式的に示す側面図である。なお、図１（ｂ）に示す蛍光体ホイールでは、内部構造が見えるように、筐体の一部を切り欠いて示してある。
図１（ａ）に示すように、光源装置２は、光源１０と、光源１０からの出射光が入射する集光レンズ２０と、集光レンズ２０の出射光が入射する蛍光体ホイール３０と、蛍光体ホイール３０の出射光が入射する受光レンズ４０とを備える。蛍光体ホイール３０は、光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイールであって、駆動軸５２を介して駆動モータ５０によって回転するようになっている。なお、図１においては、光源１０、集光レンズ２０、蛍光体ホイール３０及び受光レンズ４０を含めて光源装置２として示してあるが、光源装置２に受光レンズ４０を含めずに、光源１０、集光レンズ２０及び蛍光体ホイール３０により光源装置２が構成される実施形態もあり得る。

【0032】

次に、光源１０から出射した光の流れに沿って、光源装置２の概要を説明する。本実施形態では、光源１０として半導体レーザを例示することができる。光源１０から所定の波長帯域の光（青色光を例にとって説明する）が出射され、出射された光は集光レンズ２０に入射し、集光レンズ２０で集光されて、駆動モータ５０によって回転する蛍光体ホイール３０に入射する。蛍光体ホイール３０は、光が透過する材料で構成され、少なくとも一部の領域に蛍光体が設けられている。蛍光体として、例えば、赤色蛍光体であれば、青色光が入射すると赤色光を発し、緑色蛍光体であれば、青色光が入射すると緑色光を発する。また、蛍光体を設けない領域であれば、光源からの青色光が波長変換されずに透過する。よって、蛍光体ホイール３０が、回転方向において、赤色蛍光体が設けられた領域、緑色蛍光体が設けられた領域及び蛍光体が設けられていない領域に分けられていれば、集光レンズ２０から蛍光体ホイール３０に青色光が入射すると、蛍光体ホイール３０から時分割で、赤色光、緑色光及び青色光が出射され、受光レンズ４０に入射する。そして、受光レンズ４０で平行光にされて、光源装置２から出射される。

【0033】

＜蛍光体ホイールの説明＞
次に、図１（ｂ）を用いて、本発明の蛍光体ホイール３０の構造の概要を説明する。
蛍光体ホイール３０が、基板３２と、蛍光体３４と、空間を介して蛍光体３４より光源１０から離れた位置に配置されたフィルタ３６と、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面と接する内壁を有する筐体３８とを含む。本実施形態では、コーティング等により、蛍光体３４が基板３２に備えられている。また筐体は円筒状で、内壁を有する筐体である。
よって、蛍光体ホイール３０が蛍光体３４を備えた基板３２により構成されているので、安定した構造の蛍光体ホイール３０を低い製造コストで提供できる。
また、基板３２の外周縁部に筐体３８が接合され、筐体３８の内壁３８Ａは、蛍光体３４の側面と接している。また、筐体３８の光源１０から遠い端部に、フィルタ３６が取り付けられている。フィルタ３６は所定の強度を有する円板状の部材であり、フィルタ３６の側面が筐体３８の内壁３８Ａに接しており、これにより、フィルタ３６が筐体３８に取り付けられている。所定の強度を有するフィルタ３６は、例えば、透明のガラス板に蒸着等により誘電体多層膜を設けることによって、所望の波長域の光を選択的に透過するフィルタ３６を形成することができる。以上のように、蛍光体３４とフィルタ３６とは、直接接触しておらず、離間している。筐体３８の内壁３８Ａは、蛍光体３４を通過する出射光を反射する反射面を備えている。

【0034】

フィルタ３６は、蛍光体３４により波長変換された波長域の光を透過し、その他の波長域の光を反射するフィルタである。つまり、フィルタ３６が蛍光体３４より光源１０から離れた位置に配置されているので、蛍光体３４から出射された光のうち、所望の波長域の光のみを取り出して出力することができる。例えば、蛍光体３４が赤色蛍光体で構成されていれば、赤色の波長域の光を透過し、その他（赤色波長域よりも短い）波長域の光を反射するロングパスフィルタを例示できる。蛍光体３４が緑色蛍光体で構成されていれば、緑色の波長域の光を透過し、その他（緑色波長域よりも短い及び長い）波長域の光を反射するバンドパスフィルタを例示できる。なお、蛍光体が備えられていない領域では、青色の波長域の光を透過し、その他（青色波長域よりも長い）波長域の光を反射するショートパスフィルタを例示できる。

【0035】

以上のように、本実施形態のフィルタ３６は、光源１０からの光であって、蛍光体３４を通過する出射光のうち所定の波長帯域の光を透過させるフィルタである。
フィルタ３６に入射する光には、光源１０の出射光の波長域の光及び蛍光体３４により波長変換された波長域の光が含まれるが、フィルタ３６によって、所望の波長域の光だけを取り出して出力できるので、演光性の高い光源装置２を実現できる。

【0036】

このような構造の蛍光体ホイールにおいて、集光レンズ２０で集光された青色光が蛍光体ホイール３０の基板３２に入射し、基板３２内を透過して蛍光体３４に入射する。蛍光体３４で、所定の波長に波長変換された光が、内壁３８Ａによる反射を伴いながら、筐体３８内の空間を進んで、フィルタ３６に入射する。そして、所定の波長域の光が、フィルタ３６から出射して、受光レンズ４０に入射し、受光レンズ４０で平行光にされて、光源装置２から出射される。
このとき、筐体３８の内壁３８Ａで、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面が覆われるので、光がこれらの側面から逃げることがなく、発光効率の低下を抑制することができる。また、蛍光体とフィルタとの間に光損失を生じさせる接着層のようなものが存在しないので、更に、発光効率の低下を抑制することができる。
また、蛍光体３４で波長変換するときに発熱するが、フィルタ３６は蛍光体３４とは個別の部材として形成されているので、蛍光体３４の発熱の影響を受けにくい。フィルタの膜の劣化を抑制することができる。

【0037】

以上のように、本実施形態では、光源１０と、光源１０からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイール３０と、を備え、蛍光体ホイール３０が、蛍光体３４と、空間を介して蛍光体３４より光源１０から離れた位置に配置されたフィルタ３６と、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面と接する内壁３８Ａを有する筐体３８と、を含む。

【0038】

よって、フィルタ３６が蛍光体３４より光源１０から離れた位置に配置されているので、蛍光体３４から出射された光のうち、所望の波長域の光のみを取り出して出力することができる。また、フィルタ３６は蛍光体３４とは個別の部材として形成されているので、蛍光体３４の発熱の影響を受けにくい。また、蛍光体３４とフィルタ３６との間に光損失を生じさせる接着層が存在せず、筐体３８の内壁で蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面が覆われるので、光が側面から逃げることがなく、発光効率の低下を抑制することができる。
なお、蛍光体３４から発する熱をより効果的に放熱するため、例えば、筐体３８の外面に冷却フィン等を設けることもできる。

【0039】

特に、本実施形態によれば、筐体３８の内壁３８Ａが、蛍光体３４を通過する出射光を反射する反射面を備えているので、光の減衰を抑えてフィルタ３６へ入射でき、発光効率の低下を抑制することができる。

【0040】

更に、本実施形態の光源装置２では、光源１０からの出射光を蛍光体ホイール３０に集光させる集光レンズ（第１レンズ）２０と、蛍光体ホイール３０からの光を平行光とする受光レンズ（第２レンズ）４０と、蛍光体ホイール３０を回転させる駆動装置（駆動モータ５０や駆動軸５２）とを備えている。よって、平行光を時分割で出力する光源装置２を実現できる。

【0041】

なお、蛍光体ホイール３０の基板の入射側（光源１０に近い側）の面には、光源１０からの青色光を透過し、蛍光体３４で波長変換された波長域の光を反射する誘電体多層膜を備えることもできる。これにより、光源１０からの青色光の反射を抑制して蛍光体ホイール３０へ入射させることができる。一般的に、ガラスと空気との境界面においては、約４％程度の残留反射が発生するが、誘電体多層膜を蒸着することで、反射率を０．５％以下に抑制することができる。更に、蛍光体３４で波長変換された光のうち、光源１０側に戻る光を、誘電体多層膜により出射側に反射することができるので、光源装置の発光効率を向上させることができる。また、輝度ムラ及び色度ムラを改善するために、散乱体、例えばＳｉＯ_２やＴｉＯ_２、Ｂａ_２ＳＯ_４等の粒子を塗布することもできる。

【0042】

＜光源装置を構成する各部材の説明＞
以下に、光源装置２を構成する各部材の更に詳細な説明を行う。
［光源１０］
光源１０として青色半導体レーザを用いる場合には、３７０〜５００ｎｍの波長域の光を発することが好ましく、４２０〜５００ｎｍの波長域の光を発することが更に好ましい。ただし、光源１０として青色半導体レーザを用いる場合に限られるものではなく、その他の任意の波長域の半導体レーザを用いることもできるし、その他の種類の光源、例えばＬＥＤを用いることもできる。
［

【0043】

蛍光体ホイール３０の基板３２］
光を透過させる透明な円板状の基板３２の素材は、光の透過率が高い素材であれば任意の材料を用いることができ、例えば、ガラス、樹脂、サファイア等を使用することができる。

【0044】

［蛍光体３４］
蛍光体３４として、上述のように光源から青色光が入射した場合に、赤色光を出力する赤色蛍光体、緑色光を出力する緑色蛍光体を例示することができる。
赤色光を出力する赤色蛍光体では、約６００〜８００ｎｍの波長帯域の赤色の蛍光を発生させることが好ましい。具体的な材料の一例としては、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎなどを挙げることができる。
緑色光を出力する緑色蛍光体では、約５００〜５６０ｎｍの波長帯域の緑色の蛍光を発生させることが好ましい。具体的な材料の一例としては、β−Ｓｉ_６−ＺＡｌ_ＺＯ_ＺＮ_８−Ｚ：Ｅｕ、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｃａ_８ＭｇＳｉ_４Ｏ_１６Ｃ_ｌ２：Ｅｕ、Ｂａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）Ｓｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕなどを挙げることができる。

【0045】

［駆動モータ］
駆動モータ５０は、ブラシレス直流駆動モータであり、その駆動軸５２と集光レンズ２０の光軸とが平行になるように配置されている。また、駆動軸５２に対して蛍光体ホイール３０の面が垂直となるように固定されている。駆動モータ５０の回転速度は、再生する動画のフレームレート（１秒当たりのフレーム数。単位は［ｆｐｓ］）に基づく回転速度となる。例えば、６０［ｆｐｓ］の動画を再生可能とする場合、駆動モータ５０（つまり蛍光体ホイール３０）の回転速度は、毎秒６０回転の整数倍に定めるとよい。

【0046】

（本発明の他の実施形態の光源装置の説明）
次に、図２を用いて、本発明のその他の実施形態の光源装置について説明する。図２（ａ）は、本発明の他の実施形態の光源装置を模式的に示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面における断面図である。
図１に示す光源装置２の１つの実施形態と異なる点は、蛍光体ホイール３０に仕切り板が設けられている点で、その他の構成については、基本的に同一である。よって、以下には、主に図１に示す実施形態と異なる点について説明する。

【0047】

＜蛍光体ホイールの説明＞
本実施形態においても、蛍光体ホイール３０が、蛍光体３４と、空間を介して蛍光体３４より光源１０から離れた位置に配置されたフィルタ３６と、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面と接する内壁を有する筐体３８とを含む。なお、基板を備えて、蛍光体３４が基板に設けられ、筐体３８が基板に取り付けられている場合もあるし、基板を有さず、蛍光体３４，フィルタ３６、仕切り板６０等が構造部材となっている場合（追って詳細に述べる）もあり得る。
図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、蛍光体ホイール３０が、中心のボス６２及び仕切り板６０によって、３つの領域に仕切られている。

【0048】

具体的には、赤色蛍光体３４Ｒが設けられた赤色出射領域ＳＲ、緑色蛍光体３４Ｇが設けられた緑色出射領域ＳＧ、及び蛍光体が設けられていない青色出射領域ＳＢが設けられている。赤色出射領域ＳＲでは、入射側（光源１０に近い側）に赤色蛍光体３４Ｒが設けられ、出射側（光源１０から遠い側）に赤色蛍光体３４Ｒに対応したフィルタ３６Ｒが設けられている。赤色蛍光体３４Ｒに対応したフィルタ３６Ｒとは、赤色光の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を反射するロングパスフィルタを例示することができる。
同様に、緑色出射領域ＳＧでは、入射側（光源１０に近い側）に緑色蛍光体３４Ｇが設けられ、出射側（光源１０から遠い側）に緑色蛍光体３４Ｇに対応したフィルタ３６Ｇが設けられている。緑色蛍光体３４Ｇに対応したフィルタ３６Ｇとは、緑色光の波長域の光を透過し、その他の波長域の光を反射するバンドパスフィルタを例示することができる。
青色出射領域ＳＢでは、緑色蛍光体もフィルタも設けられていないが、上述のように、誘電体多層膜や散乱体層を設けることもできる。なお、赤色出射領域ＳＲや緑色出射領域ＳＧに、誘電体多層膜や散乱体層を設けることもできる。

【0049】

以上のように、本実施形態では、所定の波長の光（例えば、赤色光、緑色光）を出射する蛍光体３４Ｒ、３４Ｇ及び蛍光体３４Ｒ、３４Ｇに対応するフィルタ３６Ｒ、３６Ｇが、蛍光体ホイール３０の回転方向において一部の領域に設けられ、各領域の空間が仕切り板で他の領域と区切られている。
よって、この仕切り板６０により、所定の波長の光を出射する蛍光体３４（例えば、３４Ｒ、３４Ｇ）及び対応するフィルタ３６（例えば、３６Ｒ，３６Ｇ）が区切られるので、他の波長域の光が混在することなく、様々な波長域の光を時分割で出力することができる。

【0050】

また、仕切り板６０の面には、筐体３８の内壁３８Ａと同様に、蛍光体３４を通過する出射光を反射する反射面を備えている。つまり、仕切り板６０で仕切られた各色出射領域は、筐体３８の内壁３８Ａ及び仕切り板６０に設けられた反射面で囲まれており、蛍光体を透過した光は、これらの反射面で反射されて、フィルタ３６へ入射する。よって、この仕切り板６０により、光の減衰を抑えてフィルタ３６へ入射でき、発光効率の低下を抑制することができる。なお、詳細であるが、仕切り板６０が取り付けられたボス６２にも反射面が設けられており、発光効率の低下を抑制することができる。

【0051】

（本発明の実施形態の蛍光体ホイールの説明）
次に、図３から図６を用いて、本発明のその他の実施形態の光源装置、特に蛍光体ホイールの様々な実施形態について説明する。
＜図３に示す実施形態の説明＞
はじめに、図３に示す蛍光体ホイールの実施形態について説明する。図３は、蛍光体ホイールを模式的に示す側面図であり、内部構造が見えるように、筐体の一部を切り欠いて示してある。
図３に示す蛍光体ホイールにおいても、光源に近い位置に配置された蛍光体３４と、蛍光体３４から空間を隔てて、蛍光体３４より光源から離れた位置に配置されたフィルタ３６と、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面と接する内壁３８Ａを有する筐体３８とを有する。図３に示す実施形態では、基板を備えていない点で、図１及び図２に示す実施形態と異なる。

【0052】

本実施形態では、蛍光体３４及びフィルタ３６が、所定の強度を有する円板状の部材で構成されている。例えば、透明なガラス板にコーティング等により蛍光体を設けることによって、所定の強度を有する蛍光体３４を形成することができ、透明なガラス板に蒸着等により誘電体多層膜を設けることによって、所定の強度を有するフィルタ３６を形成することができる。
円板状の蛍光体３４及びフィルタ３６が駆動軸５２に固定され、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面に内壁３８Ａが接するようにして、筐体３８が固定されている。
なお、図２に示す実施形態のように、仕切り板６０を有す場合には、蛍光体３４及びフィルタ３６の代わりに、仕切り板６０及び中心のボス６２を強度部材として、筐体３８を支えるような構造を採用することもできる。

【0053】

＜図４に示す実施形態の説明＞
次に、図４に示す蛍光体ホイールの実施形態について説明する。図４は、蛍光体ホイールを模式的に示す側面図であり、内部構造が見えるように、筐体の一部を切り欠いて示してある。
図４に示す実施形態では、蛍光体３４及びフィルタ３６が接している（間に空間がなく）蛍光体ホイールであって、図４（ａ）には、基板を有する蛍光体ホイールを示し、図４（ｂ）には、基板を有さない蛍光体ホイールを示している。
つまり、図４（ａ）、（ｂ）に示す蛍光体ホイールを備えた光源装置では、光源と、光源からの光を透過させる円板状の蛍光体ホイール３０と、を備え、蛍光体ホイール３０が、蛍光体３４と、蛍光体３４に接して、蛍光体３４より光源から離れた位置に配置されたフィルタと、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面と接する内壁３８Ａを有する筐体３８と、を含んでいる。

【0054】

このとき、図４（ａ）に示す実施形態では、駆動軸５２に固定された基板３２を備えており、蛍光体３４はコーティング等で基板３２に設けられ、筐体３８は基板３２に取り付けられている。そして、所定の強度を有する円板状のフィルタ３６が、フィルタ３６の側面が筐体３８の内壁３８Ａと接するようにして取り付けられている。
一方、図４（ｂ）に示す実施形態では、基板３２を備えておらず、蛍光体３４及びフィルタ３６が、所定の強度を有する円板状の部材で構成されている。円板状の蛍光体３４及びフィルタ３６が駆動軸５２に固定され、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面に内壁３８Ａが接するようにして、筐体３８が固定されている。
上述と同様に、例えば、透明なガラス板にコーティング等により蛍光体を設けることによって、所定の強度を有する蛍光体３４を形成することができ、透明なガラス板に蒸着等により誘電体多層膜を設けることによって、所定の強度を有するフィルタ３６を形成することができる。

【0055】

以上のように、図４（ａ）、（ｂ）に示す本実施形態によれば、フィルタ３６が蛍光体３４より光源から離れた位置に配置されているので、蛍光体３４から出射された光のうち、所望の波長域の光のみを取り出して出力することができる。また、フィルタ３６は蛍光体３４とは個別の部材として形成されているので、蛍光体３４の発熱の影響を受けにくく、かつ筐体３８の全長を短くすることができるので、蛍光体ホイール３０の小型化に貢献できる。更に、蛍光体３４とフィルタ３６との間に光損失を生じさせる接着層が存在せず、筐体３８の内壁３８Ａで蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面が覆われるので、光が側面から逃げることがなく、発光効率の低下を抑制することができる。

【0056】

＜図５に示す実施形態の説明＞
次に、図５に示す蛍光体ホイールの実施形態について説明する。図５は、蛍光体ホイールの蛍光体が設けられる領域の断面を模式的に示した断面図である。図５に示す実施形態では、図１から図３に示すような蛍光体及びフィルタの間に空間が存在する蛍光体ホイールであって、蛍光体及びフィルタの位置を定めるための凸部が設けられている。
図５（ａ）には、光源に近い位置に配置された蛍光体３４と、蛍光体３４から空間を隔てて、蛍光体３４より光源から離れた位置に配置されたフィルタ３６と、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面と接する内壁３８Ａを有する筐体３８とを有し、蛍光体３４及びフィルタ３６に接するように、蛍光体３４及びフィルタ３６の位置を定めるための凸部７０が、筐体３８の内壁３８Ａに設けられている。更に、着脱可能な取り付け部材７２が筐体の両端部（光源に近い端部及び光源から遠い端部）に取り付けられており、取り付け部材７２と凸部７０の側面との間で、蛍光体３４またはフィルタ３６を挟み込んで固定するようになっている。

【0057】

図５（ｂ）に示す実施形態では、蛍光体３４及びフィルタ３６の間の間隔が、図５（ａ）に示す実施形態よりも大きく、筐体３８の内壁３８Ａに、所定の間隔を隔てて２つの凸部７０が設けられている点で、図５（ａ）に示す実施形態と異なる。その他の点では、図５（ａ）に示す実施形態と同様であり、着脱可能な取り付け部材７２が筐体の両端部（光源に近い端部及び光源から遠い端部）に取り付けられている。この取り付け部材７２と凸部７０の側面との間で、蛍光体３４またはフィルタ３６を挟み込んで固定するようになっている。
ただし、取り付け部材７２を用いのは、蛍光体３４及びフィルタ３６を固定するための一例にすぎず、その他の任意の固定方法を採用することができる。
以上のように、図５に示す実施形態では、筐体３８の内壁３８Ａに、蛍光体３４及びフィルタ３６の位置を定めるための凸部７０が設けられているので、シンプルな構造で確実に蛍光体３４及びフィルタ３６の位置を画定することができる。

【0058】

＜図６に示す実施形態の説明＞
次に、図６に示す蛍光体ホイールの実施形態について説明する。図６は、蛍光体ホイールの蛍光体が設けられる領域の断面を模式的に示した断面図である。図６に示す実施形態では、図４に示すような蛍光体及びフィルタの間に空間が存在しない蛍光体ホイールであって、蛍光体及びフィルタの位置を定めるための凸部が設けられている。
図６には、光源に近い位置に配置された蛍光体３４と、蛍光体３４に接して（空間を隔てずに）、蛍光体３４より光源から離れた位置に配置されたフィルタ３６と、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面と接する内壁３８Ａを有する筐体３８とを有し、蛍光体３４及びフィルタ３６に接するように、蛍光体３４及びフィルタ３６の位置を定めるための凸部７０が、筐体３８の内壁３８Ａに設けられている。本実施形態では、筐体３８の一方の端部（例えば、光源に近い端部）に凸部７０が設けられている。また、筐体３８のもう一方の端部に、着脱可能な取り付け部材７２が取り付けられている。この取り付け部材７２と凸部７０の側面との間で、蛍光体３４及びフィルタ３６を挟み込んで固定するようになっている。ただし、取り付け部材７２を用いるのは、蛍光体３４及びフィルタ３６を固定するための一例にすぎず、その他の任意の固定方法を採用することができる。例えば、両側の端部に凸部７０を設けられた筐体３８であって、２つの部分に分割可能な筐体３８を用いることが考えられる。蛍光体３４及びフィルタ３６を挟み込むようにして、この２分割されていた筐体３８を接合することによって同様な構成が実現できる。

【0059】

以上のように、図６に示す実施形態においても、筐体３８の内壁３８Ａに、蛍光体３４及びフィルタ３６の位置を定めるための凸部７０が設けられているので、シンプルな構造で確実に蛍光体３４及びフィルタ３６の位置を画定することができる。

【0060】

＜図７に示す実施形態の説明＞
次に、図７に示す蛍光体ホイールの実施形態について説明する。図７は、蛍光体ホイールを模式的に示す側面図であり、内部構造が見えるように、筐体の一部を切り欠いて示してある。図７に示す実施形態では、フィルタ３６の直径が蛍光体３４の直径より小さい、または直径以下になっており、図７（ａ）は、基板を有する蛍光体ホイール３０を示し、図７（ｂ）には基板を有さない蛍光体ホイール３０を示している。
図７（ａ）に示す実施形態では、駆動軸５２に固定された基板３２を備えており、蛍光体３４はコーティング等で基板３２に設けられ、筐体３８は基板３２に取り付けられている。そして、所定の強度を有する円板状のフィルタ３６が、フィルタの側面が筐体３８の内壁３８Ａと接するようにして取り付けられている。
一方、図７（ｂ）に示す実施形態では、基板３２を備えておらず、蛍光体３４及びフィルタ３６が、所定の強度を有する円板状の部材で構成されている。円板状の蛍光体３４及びフィルタ３６が駆動軸５２に固定され、蛍光体３４の側面及びフィルタ３６の側面に内壁３８Ａが接するようにして、筐体３８が固定されている。
上述と同様に、例えば、透明なガラス板にコーティング等により蛍光体を設けることによって、所定の強度を有する蛍光体３４を形成することができ、透明なガラス板に蒸着等により誘電体多層膜を設けることによって、所定の強度を有するフィルタ３６を形成することができる。

【0061】

本実施形態によれば、フィルタ３６の直径が蛍光体３４の直径以下なので、蛍光体３４から出射した光を絞ってフィルタ３６から出射することができ、より均一性のとれた出射光を得ることができる。更に、筐体３８及び蛍光体ホイール３０を小型化でき、コンパクトな光源装置２を実現できる。

【0062】

（本発明のプロジェクタの説明）
次に、図８を用いて、上述の実施形態で示した光源装置２を、いわゆる１チップ方式のＤＬＰプロジェクタにおける光源装置として用いる場合を説明する。なお、図８は、上述の実施形態で示した光源装置２を備えたプロジェクタ４の構成を示すための模式図であって、光源装置２やプロジェクタ４を上から見た模式的な平面図である。
図８において、光源装置２から出射された光は、光学系を介して、光空間変調器であるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）素子（光変調手段）８０に入射する。そして、ＤＭＤ素子８０で反射され、投射手段である投射レンズ８２によって集光されて、スクリーン９０に投影される。ＤＭＤ素子８０は、スクリーンに投影された画像の各画素に相当する微細なミラーをマトリックス状に配列したものであり、各ミラーの角度を変化させてスクリーンへ出射する光を、マイクロ秒単位でオン／オフすることができる。
また、各ミラーをオンにしている時間とオフにしている時間の比率によって、投射レンズへ入射する光の階調を変化させることにより、投影する画像の画像データに基づいた階調表示が可能になる。

【0063】

なお、本実施形態では、光変調手段としてＤＭＤ素子を用いているが、これに限られるものではなく、用途に応じて、その他任意の光変調素子を用いることができる。また、本発明に係る光源装置２及びこの光源装置２を用いたプロジェクタ４は、上述した実施形態に限られるものではなく、その他の様々な実施形態が本発明に含まれる。
また、本実施形態では、受光レンズ４０が光源装置２に含まれるようになっているが、これに限られるものではない。例えば、受光レンズ４０が光源装置２に含まれずに、光学系の一部に含まれている場合もあり得る。

【0064】

以上のように、本実施形態におけるプロジェクタ４は、上述の実施形態に示す光源装置２と、画像データに基づいて、光源装置２から出射された複数の波長帯域の光を順次変調して画像を形成するＤＭＤ素子（光変調手段）８０と、画像を拡大して投射する投影レンズ（投射手段）８２と、を備えている。
本実施形態によれば、蛍光体の発熱の影響を受けにくい光源装置２を備えて、発光効率の低下を抑制することができるプロジェクタ４を提供することができる。

【0065】

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

【符号の説明】

【0066】

２ 光源装置
４ プロジェクタ
１０ 光源
２０ 集光レンズ
３０ 蛍光体ホイール
３２ 基板
３４ 蛍光体
３４Ｒ 赤色蛍光体
３４Ｇ 緑色蛍光体
３６ フィルタ
３８ 筐体
３８Ａ 内壁
４０ 受光レンズ
５０ 駆動モータ
５２ 駆動軸
６０ 仕切り板
６２ ボス
７０ 凸部
７２ 取り付け部材
８０ ＤＭＤ素子
８２ 投射レンズ
９０ スクリーン
ＳＲ 赤色出射領域
ＳＧ 緑色出射領域
ＳＢ 青色出射領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】