特許 6880462 光源装置及び投影装置

(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】6880462

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】光源装置及び投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20210524BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20210524BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20210524BHJP

   F21V 9/32 20180101ALI20210524BHJP

   F21V 7/28 20180101ALI20210524BHJP

   F21V 9/14 20060101ALI20210524BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20210524BHJP

   H04N 9/31 20060101ALI20210524BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20210524BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 A

   G03B21/00 F

   F21S2/00 311

   F21V9/32

   F21V7/28 240

   F21V9/14

   H04N5/74 A

   H04N9/31 500

   F21Y115:30

【請求項の数】7

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-186677(P2018-186677)

(22)【出願日】2018年10月1日

(65)【公開番号】特開2020-56884(P2020-56884A)

(43)【公開日】2020年4月9日

【審査請求日】2019年10月10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】110002022

【氏名又は名称】特許業務法人コスモ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩永 正国

【審査官】 川俣 郁子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１８−０８７８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１５１２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１１６９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２２３９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１４６６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４７４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３４１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１６５１９４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｋ９／００−９／９０

Ｆ２１Ｓ２／００−４５／７０

Ｆ２１Ｖ８／００

Ｇ０３Ｂ２１／００−２１／１０

２１／１２−２１／１３

２１／１３４−２１／３０

３３／００−３３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

青色波長帯域光を出力する青色光源と、
前記青色光源よりも短波長の励起光を出射する励起光源と、
前記励起光が照射されて蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記青色波長帯域光を透過する透過領域と、を有する蛍光ホイールと、
前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ導光し、前記蛍光ホイールから出射された前記蛍光光及び前記青色波長帯域光を、導光装置へ導光するダイクロイックミラーと、
を備え、
前記励起光は前記蛍光ホイールの第一面側から前記蛍光発光領域に照射されるとともに、前記青色波長帯域光は前記蛍光ホイールの前記第一面側と対向する第二面側から前記透過領域に照射され、
前記ダイクロイックミラーは、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ反射し、前記蛍光発光領域から出射された前記蛍光光及び前記透過領域を透過した前記青色波長帯域光を、前記導光装置へ透過し、
前記蛍光発光領域は、前記蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域と、前記蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域とを含み、
前記赤色蛍光発光領域、前記緑色蛍光発光領域及び前記透過領域は、前記蛍光ホイールにおいて周方向に並設される、
ことを特徴とする光源装置。

【請求項2】

青色波長帯域光を出力する青色光源と、
前記青色光源よりも短波長の励起光を出射する励起光源と、
前記励起光が照射されて蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記青色波長帯域光を透過又は反射する導光領域と、を有する蛍光ホイールと、
前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ導光し、前記蛍光ホイールから出射された前記蛍光光及び前記青色波長帯域光を、導光装置へ導光するダイクロイックミラーと、
前記青色光源と前記蛍光ホイールとの間に配置された１／４波長板と、
前記青色光源と前記１／４波長板との間に配置されて、前記青色光源から出射された前記青色波長帯域光を透過し、前記１／４波長板によって偏光方向が９０度変換された前記青色波長帯域光を反射する偏光ビームスプリッターと、
を備え、
前記励起光は前記蛍光ホイールの第一面側から前記蛍光発光領域に照射されるとともに、前記青色波長帯域光は前記蛍光ホイールの前記第一面側と対向する第二面側から前記導光領域に照射され、
前記導光領域は、前記第二面側に形成されて前記青色波長帯域光を反射する反射領域であり、
前記ダイクロイックミラーは、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ反射し、前記偏光ビームスプリッターにより反射された前記青色波長帯域光を前記導光装置へ反射する、
ことを特徴とする光源装置。

【請求項3】

前記蛍光発光領域は、前記蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域と、前記蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域とを含み、
前記赤色蛍光発光領域及び前記緑色蛍光発光領域は、前記蛍光ホイールにおいて前記第一面側に周方向に並設され、
前記反射領域は、前記赤色蛍光発光領域及び前記緑色蛍光発光領域と平面視において一部が重複しながら前記第二面側に周方向に配設される、
ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。

【請求項4】

青色波長帯域光を出力する青色光源と、
前記青色光源よりも短波長の励起光を出射する励起光源と、
ダイクロイックミラーと、
前記励起光が前記ダイクロイックミラーで反射されて照射されて蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記青色波長帯域光を透過する透過領域と、を有する蛍光ホイールと、
を備え、
前記励起光は前記ダイクロイックミラーで反射されて前記蛍光ホイールの第一面側から前記蛍光発光領域に照射されるとともに、前記青色波長帯域光は前記蛍光ホイールの前記第一面側と対向する第二面側から前記透過領域に照射され、
前記ダイクロイックミラーは、前記蛍光ホイールから出射された前記蛍光光及び前記青色波長帯域光を透過させて、導光装置へ導光し、
前記青色光源、前記蛍光ホイール、前記ダイクロイックミラー及び前記導光装置は、略同一直線状に重なる位置に配置され、
前記蛍光発光領域は、前記蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域と、前記蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域と、を含み、
前記赤色蛍光発光領域、前記緑色蛍光発光領域及び前記透過領域は、前記蛍光ホイールにおいて周方向に並設される、
ことを特徴とする光源装置。

【請求項5】

前記励起光源は前記蛍光ホイールの前記第一面側に配置され、
前記青色光源は前記蛍光ホイールの前記第二面側に配置される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。

【請求項6】

前記励起光は紫外波長帯域光であることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする投影装置。

【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る投影装置に関する。

【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面、さら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、光源から出射された光を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投影させる。

【0003】

例えば、特許文献１の光源装置は、励起光を出射する励起光源と、励起光が照射されて蛍光光を出射する蛍光体層及び励起光を反射する未塗布面が設けられる第１のホイールと、第１のホイールと励起光源との間に設けられた偏光ダイクロイックミラーとを備える。第１のホイールとダイクロイックミラーとの間には４分の１波長板が設けられる。第１のホイールから出射された蛍光光は、偏光ダイクロイックミラーで反射してロッドインテグレータへ導光される。また、励起光を光源光として出射する際、励起光は４分の１波長板を２度透過して偏光ダイクロイックミラーで反射され、ロッドインテグレータへ導光される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−２１２１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の第１のホイールでは、蛍光体層に照射された励起光の一部が蛍光光として変換されずに偏光ダイクロイックミラー側へ反射されることが想定される。第１のホイールで反射された励起光は、４分の１波長板を透過して偏光ダイクロイックミラーでロッドインテグレータ側へ反射される。したがって、特許文献１の構成では、ロッドインテグレータへ導光される蛍光光に励起光として使用した青色波長帯域光が混色しないようにカラーホイール（第２のホイール）を配置して色純度の低下を防止しており、筐体内の空間利用効率や発光効率が良くない。

【0006】

本発明は、以上の点に鑑み、効率良く色純度を向上させた光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一の光源装置は、青色波長帯域光を出力する青色光源と、前記青色光源よりも短波長の励起光を出射する励起光源と、前記励起光が照射されて蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記青色波長帯域光を透過する透過領域と、を有する蛍光ホイールと、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ導光し、前記蛍光ホイールから出射された前記蛍光光及び前記青色波長帯域光を、導光装置へ導光するダイクロイックミラーと、を備え、前記励起光は前記蛍光ホイールの第一面側から前記蛍光発光領域に照射されるとともに、前記青色波長帯域光は前記蛍光ホイールの前記第一面側と対向する第二面側から前記透過領域に照射され、前記ダイクロイックミラーは、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ反射し、前記蛍光発光領域から出射された前記蛍光光及び前記透過領域を透過した前記青色波長帯域光を、前記導光装置へ透過し、前記蛍光発光領域は、前記蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域と、前記蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域とを含み、前記赤色蛍光発光領域、前記緑色蛍光発光領域及び前記透過領域は、前記蛍光ホイールにおいて周方向に並設される、ことを特徴とする。
本発明の他の光源装置は、青色波長帯域光を出力する青色光源と、前記青色光源よりも短波長の励起光を出射する励起光源と、前記励起光が照射されて蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記青色波長帯域光を透過又は反射する導光領域と、を有する蛍光ホイールと、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ導光し、前記蛍光ホイールから出射された前記蛍光光及び前記青色波長帯域光を、導光装置へ導光するダイクロイックミラーと、前記青色光源と前記蛍光ホイールとの間に配置された１／４波長板と、前記青色光源と前記１／４波長板との間に配置されて、前記青色光源から出射された前記青色波長帯域光を透過し、前記１／４波長板によって偏光方向が９０度変換された前記青色波長帯域光を反射する偏光ビームスプリッターと、を備え、前記励起光は前記蛍光ホイールの第一面側から前記蛍光発光領域に照射されるとともに、前記青色波長帯域光は前記蛍光ホイールの前記第一面側と対向する第二面側から前記導光領域に照射され、前記導光領域は、前記第二面側に形成されて前記青色波長帯域光を反射する反射領域であり、前記ダイクロイックミラーは、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ反射し、前記偏光ビームスプリッターにより反射された前記青色波長帯域光を前記導光装置へ反射する、ことを特徴とする。
本発明の他の光源装置は、青色波長帯域光を出力する青色光源と、前記青色光源よりも短波長の励起光を出射する励起光源と、ダイクロイックミラーと、前記励起光が前記ダイクロイックミラーで反射されて照射されて蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記青色波長帯域光を透過する透過領域と、を有する蛍光ホイールと、を備え、前記励起光は前記ダイクロイックミラーで反射されて前記蛍光ホイールの第一面側から前記蛍光発光領域に照射されるとともに、前記青色波長帯域光は前記蛍光ホイールの前記第一面側と対向する第二面側から前記透過領域に照射され、前記ダイクロイックミラーは、前記蛍光ホイールから出射された前記蛍光光及び前記青色波長帯域光を透過させて、導光装置へ導光し、前記青色光源、前記蛍光ホイール、前記ダイクロイックミラー及び前記導光装置は、略同一直線状に重なる位置に配置され、前記蛍光発光領域は、前記蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域と、前記蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域と、を含み、
前記赤色蛍光発光領域、前記緑色蛍光発光領域及び前記透過領域は、前記蛍光ホイールにおいて周方向に並設される、ことを特徴とする。

【0008】

本発明の投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、前記表示素子と前記光源装置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
を特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、効率良く色純度を向上させた光源装置及び投影装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態１に係る投影装置の機能回路ブロックを示す図である。

【図2】本発明の実施形態１に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。

【図3】本発明の実施形態１に係る蛍光ホイールの模式図であり、（ａ）は第一面側を示し、（ｂ）は第二面側を示す。

【図4】本発明の実施形態１に係る光源装置の制御のタイミングチャート図である。

【図5】本発明の実施形態２に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。

【図6】本発明の実施形態２に係る蛍光ホイールの模式図であり、（ａ）は第一面側を示し、（ｂ）は第二面側を示す。

【図7】本発明の実施形態２に係る光源装置の制御のタイミングチャート図である。

【図8】本発明の実施形態２の変形例に係る蛍光ホイールの模式図であり、（ａ）は変形例１の蛍光ホイールを示し、（ｂ）は変形例２の蛍光ホイールを示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について説明する。図１は、投影装置１０の機能回路ブロッ クを示す図である。投影装置制御手段は、画像変換部２３と制御部３８とを含むＣＰＵ、入出力インターフェース２２を含むフロントエンドユニット、表示エンコーダ２４と表示駆動部２６とを含むフォーマッターユニットから構成される。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。

【0012】

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。

【0013】

表示駆動部２６は、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のフレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５０を駆動する。そして、投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線光を、導光光学系を介して表示素子５０に照射することにより、表示素子５０の反射光で光像を形成し、投影光学系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、この投影光学系２２０の可動レンズ群は、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を行うことができる。

【0014】

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する。画像圧縮／伸長部３１は、その画像データを、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。

【0015】

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵや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。

【0016】

筐体の上面パネル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に送出される。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。

【0017】

制御部３８は、システムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７と接続されている。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を駆動して拡声報音させる。

【0018】

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御している。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装置６０から出射されるように、励起光照射装置７０及び青色光源装置９０（図２参照）等を含む光源装置６０の動作を制御することができる。

【0019】

さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置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投影装置１０本体の電源の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投影装置１０本体の電源をＯＦＦにする等の制御を行う。

【0020】

図２は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。なお、以下の説明において、投影装置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、前後とは投影装置１０からみた投影光の進行方向に対しての前後方向を示す。

【0021】

投影装置１０は制御回路基板２４２を備えている。この制御回路基板２４２は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えている。また、投影装置１０は、投影装置１０の筐体の略中央部分に光源装置６０を備えている。さらに、投影装置１０には、光源装置６０と左側パネル１５との間に、合成光学系１７０や投影光学系２２０が配置されている。

【0022】

光源装置６０は、励起光の光源である励起光照射装置７０と、赤色波長帯域光の光源である赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源である緑色光源装置８０と、青色波長帯域光の光源である青色光源装置９０と、導光光学系１４０とを備える。導光光学系１４０は、励起光、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光、及び青色波長帯域光を導光し、これらのうち赤色波長帯域光、緑色波長帯域光、及び青色波長帯域光を光源光として合成光学系１７０側へ導光する。

【0023】

励起光照射装置７０は、投影装置１０の筐体内において、蛍光ホイール１０１の第一面１０１ａ側に配置される。励起光照射装置７０は、右側パネル１４及び左側パネル１５と光軸が略平行となるように配置された励起光源である紫外レーザダイオード７１、コリメータレンズ７３、及び、紫外レーザダイオード７１と正面パネル１２との間に配置されたヒートシンク８１等を備える。

【0024】

紫外レーザダイオード７１は励起光として紫外波長帯域光（所謂紫外線）を出射する。コリメータレンズ７３は、各紫外レーザダイオード７１の光軸上に配置され、各紫外レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めるように平行光に変換する。

【0025】

光源装置６０と右側パネル１４との間には、背面パネル１３側から順に、電源コネクタ５７及びヒートシンク１５０が配置される。また、光源装置６０は、励起光照射装置７０で発生する熱をヒートシンク１５０へ導くヒートパイプ１３０と、ヒートシンク１５０を冷却する冷却ファン２６１を備えている。紫外レーザダイオード７１は、冷却ファン２６１、ヒートパイプ１３０及びヒートシンク８１，１５０によって冷却される。

【0026】

赤色光源装置１２０及び緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０及び蛍光板装置１００等により構成される。蛍光板装置１００は、図２に示すように、蛍光ホイール１０１、モータ１１０、集光レンズ群１１１及び集光レンズ１１５を備える。蛍光ホイール１０１は、左側パネル１５と略平行となるように、つまり、ダイクロイックミラー１４１を介して導光される励起光照射装置７０からの紫外波長帯域光の光軸と直交するように配置される。モータ１１０は、蛍光ホイール１０１を回転駆動させる。集光レンズ群１１１は、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を蛍光ホイール１０１に集光させるとともに蛍光ホイール１０１から左側パネル１５方向に出射される蛍光光を集光する。集光レンズ１１５は、青色光源装置９０から蛍光ホイール１０１方向に出射される青色波長帯域光を集光する。

【0027】

ここで、図３を用いて蛍光ホイール１０１について説明する。蛍光ホイール１０１は、図３（ａ）に示す紫外波長帯域光が照射される第一面１０１ａ（蛍光ホイール１０１の正面側）と、図３（ｂ）に示す青色波長帯域光が照射される第二面１０１ｂ（蛍光ホイール１０１の背面側）とを有している。

【0028】

蛍光ホイール１０１は、略円盤状に形成され、中心部の軸受１１２がモータ１１０の軸部に固定される。蛍光ホイール１０１は銅やアルミニウム等の金属の基材１０２を有し、基材１０２の紫外波長帯域光が入射する第一面１０１ａ側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されている。蛍光ホイール１０１の外周縁近傍には、赤色蛍光発光領域３１０と、緑色蛍光発光領域３２０と、透過領域３３０（導光領域）とが周方向に並設される。赤色蛍光発光領域３１０と、緑色蛍光発光領域３２０と、透過領域３３０は、境界Ｂ１〜Ｂ３を隔てて連続して形成される。

【0029】

蛍光発光領域３１０，３２０は、ミラー加工された基材１０２の第一面１０１ａ側に形成される。また、赤色蛍光発光領域３１０には、赤色蛍光体３１１が形成される。赤色蛍光体３１１は、励起光照射装置７０から出射された紫外波長帯域光が照射されると、赤色波長帯域光を蛍光光として全方位に出射する。基材１０２側へ出射された赤色波長帯域光は基材１０２の表面で反射される。従って、赤色蛍光体３１１は、蛍光発光された赤色波長帯域光をダイクロイックミラー１４１側へ出射する。

【0030】

また、緑色蛍光発光領域３２０には、緑色蛍光体３２１が形成される。緑色蛍光体３２１は、励起光照射装置７０から出射された紫外波長帯域光が照射されると、緑色波長帯域光を蛍光光として全方位に出射する。基材１０２側へ出射された緑色波長帯域光は基材１０２の表面で反射される。従って、緑色蛍光体３２１も、蛍光発光された緑色波長帯域光をダイクロイックミラー１４１側へ出射する。

【0031】

透過領域３３０は、蛍光ホイール１０１の基材１０２の外周付近に形成された開口部に、透光性を有するガラス等の透光部材３３１が嵌入されて形成される。透過領域３３０は、青色光源装置９０から出射された青色波長帯域光が第二面１０１ｂ側から照射されると、その第二面１０１ｂ側と反対側の第一面１０１ａ側に青色波長帯域光を透過する。なお、透光部材３３１に拡散層を形成することにより、透過領域３３０は青色波長帯域光を拡散透過させることができる。透過領域３３０の周方向の長さは、赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０の各周方向の長さよりも短く形成される。

【0032】

図３（ａ）に示す照射領域Ｓ１は紫外波長帯域光が照射される領域を示しており、図３（ｂ）に示す照射領域Ｓ２は青色波長帯域光が照射される領域を示している。照射領域Ｓ１の位置は蛍光ホイール１０１の回転により赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０に経時変化し、照射領域Ｓ１が透過領域３３０上に位置するときは紫外レーザダイオード７１が消灯する。また、照射領域Ｓ２の位置は蛍光ホイール１０１の回転により透過領域３３０内及び透過領域３３０外に経時変化し、照射領域Ｓ２が透過領域３３０上に位置するときは青色レーザダイオード９１が発光する。

【0033】

図２に戻り、青色光源装置９０は、蛍光ホイール１０１の第二面１０１ｂ側に配置される。青色光源装置９０は、正面パネル１２と光軸が略平行になるよう配置された青色光源である青色レーザダイオード９１、及びコリメータレンズ７３等を備える。青色レーザダイオード９１から出射された青色波長帯域光は、コリメータレンズ７３により平行光に変換されて集光レンズ１１５で集光された後に蛍光板装置１００へ導光される。

【0034】

導光光学系１４０はダイクロイックミラー１４１を有する。ダイクロイックミラー１４１は、蛍光板装置１００と合成光学系１７０との間に配置されるとともに、励起光照射装置７０の背面パネル１３側に配置される。ダイクロイックミラー１４１は、紫外波長帯域光を反射し、紫外波長帯域光より長い波長の光である赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光を透過する。従って、ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射された紫外波長帯域光を蛍光板装置１００側へ反射し、蛍光板装置１００から出射された赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光を合成光学系１７０側へ透過して導光することができる。

【0035】

合成光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネルやガラスロッド等の導光装置１７５、集光レンズ１７８，１７９、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５を備える。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５０から出射された画像光を投影光学系２２０に向けて出射するので、投影光学系２２０の一部でもある。

【0036】

集光レンズ１７３は、導光装置１７５の入射口の近傍に配置され、光源装置６０からの光源光を集光する。集光レンズ１７３により集光された各色波長帯域光は、導光装置１７５により輝度分布が均一化される。導光装置１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８，１７９で集光された後、照射ミラー１８５側へ導光される。

【0037】

照射ミラー１８５は、集光レンズ１７８，１７９で集光された光線束を反射して、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５０に所定の角度で照射させる。なお、ＤＭＤとされる表示素子５０の背面パネル１３側にはヒートシンク１９０が設けられ、表示素子５０はこのヒートシンク１９０により冷却される。

【0038】

合成光学系１７０により表示素子５０の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５０の画像形成面で反射され、投影光として投影光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５等により構成される。可動レンズ群２３５は、レンズモータや手動により移動可能に形成される。また、可動レンズ群２３５及び固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。よって、可動レンズ群２３５を備える固定鏡筒は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。

【0039】

このように投影装置１０を構成することで、励起光照射装置７０及び青色光源装置９０から適宜のタイミングで光を出射すると、青色、緑色及び赤色等の各波長帯域光が導光光学系１４０及び合成光学系１７０を介して表示素子５０に入射される。そのため、投影装置１０の表示素子５０であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

【0040】

次に、光源装置６０の制御のタイミングチャートについて図４を用いて説明する。光源装置６０は、異なる波長帯域の光を単位フレーム５００内において時分割で出射させる。単位フレーム５００には、蛍光ホイール１０１が赤色波長帯域光を出射可能な第一期間５１と、緑色波長帯域光を出射可能な第二期間５２と、青色波長帯域光を出射可能な第三期間５３とが含まれる。

【0041】

紫外レーザダイオード７１は、第一期間５１のタイミングＴ１２から第二期間５２のタイミングＴ３１において、紫外波長帯域光を出射する。また、紫外レーザダイオード７１は、タイミングＴ３１から次の単位フレーム５００ａのタイミングＴ４２においては消灯している。紫外レーザダイオード７１から出射された紫外波長帯域光は、図２のダイクロイックミラー１４１に反射されて蛍光ホイール１０１の赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０の一方又は両方に照射される。

【0042】

青色レーザダイオード９１は、前の単位フレーム５００ｂのタイミングＴ１１からタイミングＴ３２において消灯している。また、青色レーザダイオード９１は、タイミングＴ３２からタイミングＴ４１において青色波長帯域光を出射する。

【0043】

タイミングＴ１２からタイミングＴ２１では、紫外波長帯域光が蛍光ホイール１０１の赤色蛍光発光領域３１０に照射されるため、蛍光ホイール１０１は蛍光光として赤色波長帯域光を出射する。

【0044】

タイミングＴ２前後のタイミングＴ２１からタイミングＴ２２では、紫外波長帯域光の照射領域Ｓ１が赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０の境界Ｂ１（図３参照）付近に位置するため、紫外波長帯域光が赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０に照射される。そのため、蛍光ホイール１０１は蛍光光として赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を出射する。

【0045】

タイミングＴ２２からタイミングＴ３１では、紫外波長帯域光が緑色蛍光発光領域３２０に照射されるため、蛍光ホイール１０１は蛍光光として緑色波長帯域光を出射する。

【0046】

タイミングＴ３２からタイミングＴ４１では、青色波長帯域光が図３の透過領域３３０に第二面１０１ｂ側から照射されるため、蛍光ホイール１０１は透過領域３３０を透過した青色波長帯域光を集光レンズ群１１１側に出射する。

【0047】

以上のような制御により、光源装置６０は、タイミングＴ１２からタイミングＴ２１に赤色波長帯域光６０１を合成光６００として出射し、タイミングＴ２１からタイミングＴ２２に赤色波長帯域光と緑色波長帯域光が合成された黄色波長帯域光６０５を合成光６００として出射する。また、光源装置６０は、タイミングＴ２２からタイミングＴ３１に緑色波長帯域光６０２を合成光６００として出射し、タイミングＴ３２からタイミングＴ４１に青色波長帯域光６０３を合成光６００として出射することができる。光源装置６０から出射された合成光６００は合成光学系１７０に導光される。また、タイミングＴ１１からタイミングＴ１２まで、及びタイミングＴ３１からタイミングＴ３２までの期間については、紫外レーザダイオード７１及び青色レーザダイオード９１を消灯しているため、光源装置６０からは光源光が出射されない。

【0048】

また、光源装置６０は、タイミングＴ２１からタイミングＴ２２の混色期間５５に、紫外レーザダイオード７１を消灯して蛍光ホイール１０１から黄色波長帯域光を出射させないように制御してもよい。

【0049】

以上、本実施形態によると、励起光として青色波長帯域光よりも短波長の紫外波長帯域光を使用することで、励起光の一部が赤色蛍光体３１１又は緑色蛍光体３２１を励起せずに蛍光ホイール１０１の第一面１０１ａ側で反射した場合であっても、反射した励起光がダイクロイックミラー１４１で励起光照射装置７０側へ反射されるため、合成光学系１７０側へ導光されることを防止することができる。よって、蛍光ホイール１０１が緑色波長帯域光や赤色波長帯域光を出射する期間（タイミングＴ１２からタイミングＴ３１）に励起光が混色することを防止でき、簡易な構成で効率良く色純度を向上させることができる。

【0050】

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。本実施形態の光源装置６０Ａは、図５に示すように、図２の蛍光ホイール１０１の代わりに青色波長帯域光を反射する蛍光ホイール１０１Ａを備え、図３の導光光学系１４０の代わりに蛍光ホイール１０１Ａで反射した青色波長帯域光を合成光学系１７０へ導光する導光光学系１４０Ａを備える。なお、本実施形態の説明において、実施形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。

【0051】

図６を用いて蛍光ホイール１０１Ａについて説明する。蛍光ホイール１０１Ａは、図６（ａ）に示す紫外波長帯域光が照射される第一面１０１ａ（蛍光ホイール１０１Ａの正面側）と、図６（ｂ）に示す青色波長帯域光が照射される第二面１０１ｂ（蛍光ホイール１０１Ａの背面側）とを有する。

【0052】

蛍光ホイール１０１Ａは略円盤状に形成される。蛍光ホイール１０１Ａの第一面１０１ａ側の外周縁近傍には、赤色蛍光発光領域３１０と、緑色蛍光発光領域３２０とが周方向に並設される。赤色蛍光発光領域３１０と緑色蛍光発光領域３２０は一端側の境界Ｂ１を隔てて連続して形成される。赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０の他端側の境界Ｂ２，Ｂ３間には、周方向の延長上に蛍光発光領域が設けられない未形成領域３４０としている。従って、赤色蛍光発光領域３１０と緑色蛍光発光領域３２０を含む蛍光発光領域は、略Ｃ字の円弧状に形成される。

【0053】

また、蛍光ホイール１０１Ａの第二面１０１ｂ側の外周縁近傍には、反射領域３３０Ａ（導光領域）が周方向の全周に亘って円環状に形成されている。反射領域３３０Ａは、図６（ａ）の平面視において一部が赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０と重複しながら周方向に配設される。従って、反射領域３３０Ａは、第二面１０１ｂ側において第一面１０１ａ側の未形成領域３４０及び境界Ｂ１〜Ｂ３付近と対応する領域を含むように形成される。

【0054】

反射領域３３０Ａは、青色光源装置９０が出射した青色波長帯域光が第二面１０１ｂ側から照射されると、青色波長帯域光を反射する。

【0055】

また、図６（ａ）に示す照射領域Ｓ１は紫外波長帯域光が照射される領域を示しており、図６（ｂ）に示す照射領域Ｓ２は青色波長帯域光が照射される領域を示している。照射領域Ｓ１の位置は蛍光ホイール１０１Ａの回転により赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０に経時変化し、照射領域Ｓ１が未形成領域３４０上に位置するときには紫外レーザダイオード７１が消灯する。また、照射領域Ｓ２の位置は蛍光ホイール１０１Ａの回転により反射領域３３０Ａ内で経時変化し、照射領域Ｓ２が第一面１０１ａ側の未形成領域３４０及び境界Ｂ１〜Ｂ３付近と対応する反射領域３３０Ａ上に位置するときには青色レーザダイオード９１が発光する。

【0056】

図５に戻り、青色光源装置９０は、蛍光ホイール１０１Ａの第二面１０１ｂ側に配置される。青色光源装置９０の青色レーザダイオード９１から出射された青色波長帯域光は、コリメータレンズ７３により平行光に変換されて蛍光板装置１００側へ導光される。

【0057】

導光光学系１４０Ａは、ダイクロイックミラー１４１Ａ、１／４波長板１４２、偏光ビームスプリッター１４３、第一反射ミラー１４４及び第二反射ミラー１４５を有する。ダイクロイックミラー１４１Ａは、蛍光板装置１００と合成光学系１７０との間に配置されるとともに、励起光照射装置７０の背面パネル１３側に配置される。ダイクロイックミラー１４１Ａは、青色波長帯域光及び紫外波長帯域光を反射し、青色波長帯域光より長い波長帯域の光である赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を透過する。

【0058】

１／４波長板１４２は、蛍光ホイール１０１Ａと青色レーザダイオード９１との間に配置される。１／４波長板１４２は、入射光の位相を９０度ずらして偏光方向を変換させる。青色レーザダイオード９１側から出射された直線偏光の青色波長帯域光は、１／４波長板１４２を透過して円偏光に変換された後、蛍光ホイール１０１Ａの反射領域３３０Ａで反射される。反射された青色波長帯域光は再度１／４波長板１４２を透過して、円偏光から直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッター１４３に導光される。１／４波長板１４２を２度透過した青色波長帯域光の偏光方向は、青色レーザダイオード９１から出射された直後の元の偏光方向に対して９０度変換されている。

【0059】

偏光ビームスプリッター１４３は、１／４波長板１４２と青色レーザダイオード９１との間に配置され、青色波長帯域光に対して偏光ダイクロイックミラーとして機能する。偏光ビームスプリッター１４３は、青色レーザダイオード９１から出射された第一偏光方向（例えばＰ偏光）の青色波長帯域光を１／４波長板１４２側へ透過し、１／４波長板１４２側から出射された第一偏光方向とは９０度異なる方向の第二偏光方向（例えばＳ偏光）の青色波長帯域光を第一反射ミラー１４４側へ反射する。

【0060】

第一反射ミラー１４４は、偏光ビームスプリッター１４３で反射された青色波長帯域光を第二反射ミラー１４５側へ反射する。

【0061】

第二反射ミラー１４５は、第一反射ミラー１４４で反射された青色波長帯域光をダイクロイックミラー１４１Ａ側へ反射する。その後、第二反射ミラー１４５で反射された青色波長帯域光は、ダイクロイックミラー１４１Ａにより合成光学系１７０側へ反射して導光される。

【0062】

このように、ダイクロイックミラー１４１Ａは、励起光照射装置７０から出射された紫外波長帯域光を蛍光板装置１００側へ反射し、蛍光板装置１００から出射された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を合成光学系１７０側へ透過して導光する。また、ダイクロイックミラー１４１Ａは、偏光ビームスプリッター１４３から出射されて青色波長帯域光を合成光学系１７０側へ反射して導光する。

【0063】

次に、光源装置６０Ａの制御のタイミングチャートについて図７を用いて説明する。光源装置６０Ａは、異なる波長帯域の光を単位フレーム５００内において時分割で出射させる。単位フレーム５００には、蛍光ホイール１０１Ａが赤色波長帯域光を出射可能な第一期間５１と、緑色波長帯域光を出射可能な第二期間５２と、青色波長帯域光を出射可能な第三期間５３とが含まれる。

【0064】

紫外レーザダイオード７１は、第一期間５１及び第二期間５２を含むタイミングＴ１からタイミングＴ３において、紫外波長帯域光を出射する。紫外レーザダイオード７１から出射された紫外波長帯域光は、ダイクロイックミラー１４１Ａで反射されて蛍光ホイール１０１Ａの赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０の一方又は両方に照射される。また、紫外レーザダイオード７１は、第三期間５３を含むタイミングＴ３から次の単位フレーム５００ａが開始するタイミングＴ４においては消灯している。

【0065】

青色レーザダイオード９１は、第一期間５１及び第二期間５２の一部、並びに第三期間５３を含むタイミングＴ３１からタイミングＴ４２（或いはタイミングＴ１からタイミングＴ１２及びタイミングＴ３１からタイミングＴ４）において、青色波長帯域光を出射する。青色レーザダイオード９１は、第一期間５１の一部であるタイミングＴ１２から第二期間の一部であるタイミングＴ３１において消灯している。

【0066】

タイミングＴ３１からタイミングＴ４２において、反射領域３３０Ａに照射された青色波長帯域光は、１／４波長板１４２側へ反射され、偏光ビームスプリッター１４３及び２つの反射ミラー１４４，１４５で反射されてダイクロイックミラー１４１Ａへ導光される。その後、青色波長帯域光はダイクロイックミラー１４１Ａで反射されて合成光学系１７０へ出射される。

【0067】

タイミングＴ１からタイミングＴ２１では、紫外波長帯域光が蛍光ホイール１０１の赤色蛍光発光領域３１０に照射され、蛍光ホイール１０１Ａは蛍光光として赤色波長帯域光を出射する。このうち、タイミングＴ１からタイミングＴ１２では、反射領域３３０Ａに青色波長帯域光が照射され、蛍光ホイール１０１Ａは、導光光学系１４０Ａを介して青色波長帯域光も出射する。

【0068】

タイミングＴ２前後のタイミングＴ２１からタイミングＴ２２では、紫外波長帯域光の照射領域Ｓ１が赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０の境界Ｂ１（図３参照）付近に位置するため、紫外波長帯域光が赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０に照射される。そのため、蛍光ホイール１０１Ａは蛍光光として赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を出射する。

【0069】

タイミングＴ２２からタイミングＴ３では、紫外波長帯域光が緑色蛍光発光領域３２０に照射されるため、蛍光ホイール１０１Ａは蛍光光として緑色波長帯域光を出射する。このうち、タイミングＴ３１からタイミングＴ３では、反射領域３３０Ａに青色波長帯域光が照射され、蛍光ホイール１０１Ａは、導光光学系１４０Ａを介して青色波長帯域光も出射する。

【0070】

以上のような制御により、光源装置６０Ａは、タイミングＴ１２からタイミングＴ２１に赤色波長帯域光６０１を合成光６００として出射し、タイミングＴ２２からタイミングＴ３１に緑色波長帯域光６０２を合成光６００として出射し、タイミングＴ３からタイミングＴ４に青色波長帯域光６０３を合成光６００として出射することができる。

【0071】

また、混色期間５４，５５，５６については、光源装置６０Ａは、タイミングＴ１からタイミングＴ１２（或いはタイミングＴ４からタイミングＴ４２）に赤色波長帯域光と青色波長帯域光を混色させたマゼンタ色波長帯域光６０４を合成光６００として出射し、タイミングＴ２１からタイミングＴ２２に赤色波長帯域光と緑色波長帯域光を混色させた黄色波長帯域光６０５を合成光６００として出射し、タイミングＴ３１からタイミングＴ３に緑色波長帯域光と青色波長帯域光を混色させたシアン色波長帯域光６０６を合成光６００として出射することができる。光源装置６０Ａから出射された合成光６００は合成光学系１７０に導光される。

【0072】

なお、光源装置６０Ａは、タイミングＴ１からタイミングＴ１２に、紫外レーザダイオード７１を発光させて青色レーザダイオード９１を消灯させれば、赤色波長帯域光６０１を合成光６００として出射させることができる。また、光源装置６０Ａは、タイミングＴ３１からタイミングＴ３に、紫外レーザダイオード７１を発光させて青色レーザダイオード９１を消灯させれば、緑色波長帯域光６０２を合成光６００として出射させることができる。従って、光源装置６０Ａは、赤色波長帯域光６０１や緑色波長帯域光６０２の出射期間を長くすることができる。

【0073】

また、蛍光ホイール１０１Ａは、図７の混色期間５５に青色レーザダイオード９１から青色波長帯域光を出射させることにより、混色期間５５に白色光を合成光６００として出射させることができる。

【0074】

（実施形態２の変形例）
次に、実施形態２の蛍光ホイール１０１Ａの変形例について図８を参照しながら説明する。図８（ａ）は変形例１に係る蛍光ホイール１０１Ａ１の第一面１０１ａ側（正面側）の模式図であり、図８（ｂ）は変形例２に係る蛍光ホイール１０１Ａ２の第一面１０１ａ側（正面側）の模式図である。各変形例１，２では、図５の蛍光板装置１００における蛍光ホイール１０１Ａの代わりに蛍光ホイール１０１Ａ１，１０１Ａ２を用いており、第二面１０１ｂ側の反射領域の構成が蛍光ホイール１０１Ａと異なっている。

【0075】

図８（ａ）の蛍光ホイール１０１Ａ１は、第二面１０１ｂ側に円弧状の反射領域３３０Ａ１及び反射領域３３０Ａ２（導光領域）を有する。反射領域３３０Ａ１は、反射領域３３０Ａ２よりも周方向に長尺に形成される。反射領域３３０Ａ１，３３０Ａ２は、第二面１０１ｂ側において第一面１０１ａ側の未形成領域３４０及び境界Ｂ１〜Ｂ３付近と対応する領域に、間欠的に形成される。よって、反射領域３３０Ａ１，３３０Ａ２は、赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０と、平面視において一部が重複しながら第二面１０１ｂ側に周方向に配設される。

【0076】

蛍光ホイール１０１Ａ１は、反射領域３３０Ａ１，３３０Ａ２を第二面１０１ｂ側の領域に間欠的に設ける構成としたので、蛍光ホイール１０１Ａよりも反射領域を一部省いて簡易な構成としつつ、混色光であるシアン色波長帯域光、黄色波長帯域光、マゼンタ色波長帯域光及び白色光を任意に出射させることができる。

【0077】

図８（ｂ）の蛍光ホイール１０１Ａ２は、図８（ａ）の反射領域３３０Ａ１と同様に第二面１０１ｂ側に円弧状の反射領域３３０Ａ１（導光領域）を有する。反射領域３３０Ａ１は、第二面１０１ｂ側において第一面１０１ａ側の未形成領域３４０及び境界Ｂ２，Ｂ３付近と対応する領域に形成される。また、蛍光ホイール１０１Ａ２は、蛍光ホイール１０１Ａ１と異なり、境界Ｂ１に対応する位置に反射領域（図８（ａ）の反射領域３３０Ａ２）が形成されていない。従って、反射領域３３０Ａ１は、赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０と平面視において一部が重複しながら第二面１０１ｂ側に周方向に配設される。

【0078】

蛍光ホイール１０１Ａ２は、反射領域３３０Ａ１を第二面１０１ｂ側の領域に設ける構成としたので、混色光であるシアン色波長帯域光、黄色波長帯域光及びマゼンタ色波長帯域光を任意に出射可能としつつ、蛍光ホイール１０１Ａ１よりも反射領域の構成を簡易にすることができる。

【0079】

以上説明したように、光源装置６０Ａは励起光源として青色波長帯域光と波長の異なる紫外波長帯域光を出射する紫外レーザダイオード７１と、紫外波長帯域光を反射させるダイクロイックミラー１４１Ａとを備える構成としたため、合成光６００として出射させる赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光に意図せず青色波長帯域光が混色して色純度が低下することを防止することができる。また、紫外レーザダイオード７１及び青色レーザダイオード９１の発光のタイミングを制御することで、混色期間５４〜５６に混色光を任意に出射させることができる。

【0080】

また、各実施形態において励起光として紫外波長帯域光を出射する紫外レーザダイオード７１について説明したが、青色レーザダイオード９１が出射する青色波長帯域光よりも短波長であれば同系色の青色波長帯域光を出射する青色レーザダイオードを紫外レーザダイオード７１の代わりに用いてもよい。このように、短波長の青色波長帯域光を励起光としても、ダイクロイックミラー１４１，１４１Ａによって合成光学系１７０側へ励起光が導光されることを防ぐことができる。

【0081】

以上、本実施形態の光源装置６０，６０Ａ及び投影装置１０は、青色光源と励起光源と蛍光ホイール１０１，１０１Ａ，１０１Ａ１，１０１Ａ２とを備え、励起光が第一面１０１ａ側から蛍光発光領域に照射されるとともに、青色波長帯域光が第一面１０１ａ側と対向する第二面１０１ｂ側から導光領域に照射される構成について説明した。光源装置６０，６０Ａ及び投影装置１０は、励起光が青色波長帯域光よりも短波長の光である紫外波長帯域光であるため、励起光を蛍光光と分離して光路を制御することが容易であり、混色を低減させることができる。よって、カラーホイール等で蛍光光の波長成分を調整しなくてもよく、小型で効率良く色純度を向上させることができる。

【0082】

また、励起光源から出射された励起光を蛍光ホイール１０１，１０１Ａへ導光し、蛍光ホイール１０１，１０１Ａ，１０１Ａ１，１０１Ａ２から出射された蛍光光及び青色波長帯域光を導光装置１７５へ導光するダイクロイックミラー１４１，１４１Ａを備える光源装置６０，６０Ａは、光源光とし使用する蛍光光及び青色波長帯域光を、励起光と容易に分離して混色を低減することができる。

【0083】

また、導光領域は青色波長帯域光を透過する透過領域３３０であり、ダイクロイックミラー１４１は、励起光源から出射された励起光を蛍光ホイール１０１へ反射し、蛍光発光領域から出射された蛍光光及び透過領域３３０を透過した青色波長帯域光を、導光装置１７５へ透過する。蛍光ホイール１０１側から出射される蛍光光及び青色波長帯域光の方向が略同じであるため、少ない光学部材により、光源光として使用する光を合成光学系１７０側へ導光することができる。

【0084】

また、蛍光発光領域は、蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域３１０と、蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域３２０とを含み、赤色蛍光発光領域３１０、緑色蛍光発光領域３２０及び透過領域３３０は、蛍光ホイール１０１において周方向に並設される。そのため、励起光を赤色蛍光発光領域３１０と緑色蛍光発光領域３２０に同時に照射して、蛍光ホイール１０１から光源光として黄色波長帯域光を出射させることができる。

【0085】

また、光源装置６０Ａは、青色光源と蛍光ホイール１０１Ａ，１０１Ａ１，１０１Ａ２との間に配置された１／４波長板１４２と、青色光源と１／４波長板１４２との間に配置されて、青色光源から出射された青色波長帯域光を透過し、１／４波長板１４２によって偏光方向が９０度変換された青色波長帯域光を反射する偏光ビームスプリッター１４３と、を備える。そして、導光領域は、第二面１０１ｂ側に形成されて青色波長帯域光を反射する反射領域３３０Ａ，３３０Ａ１，３３０Ａ２であり、ダイクロイックミラー１４１Ａは、励起光源から出射された励起光を蛍光ホイール１０１Ａ，１０１Ａ１，１０１Ａ２へ反射し、偏光ビームスプリッター１４３により反射された青色波長帯域光を導光装置１７５へ反射する。そのため、蛍光光が出射されるタイミングに蛍光ホイール１０１Ａ，１０１Ａ１，１０１Ａ２で反射された青色波長帯域光を出射させて、混色させた光を任意に光源装置６０Ａの光源光として出射させることができる。

【0086】

また、蛍光発光領域は、蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域３１０と、蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域３２０とを含む。赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０は、蛍光ホイール１０１Ａにおいて第一面１０１ａ側に周方向に並設され、反射領域３３０Ａは、赤色蛍光発光領域３１０及び緑色蛍光発光領域３２０と平面視において一部が重複しながら第二面１０１ｂ側に周方向に配設される。そのため、励起光を赤色蛍光発光領域３１０と緑色蛍光発光領域３２０に同時に照射したり、励起光を赤色蛍光発光領域３１０や緑色蛍光発光領域３２０に照射しながら青色波長帯域光を同時に出射することができ、混色させた光を任意に光源装置６０Ａの光源光として出射させることができる。

【0087】

また、励起光源が蛍光ホイール１０１，１０１Ａの第一面１０１ａ側に配置され、青色光源が蛍光ホイールの第二面１０１ｂ側に配置されるため、光源装置６０，６０Ａの構成を簡易にすることができる。

【0088】

また、励起光が紫外波長帯域光である光源装置６０，６０Ａは、励起光と青色波長帯域光を波長フィルタにより光路を容易に分離できるとともに、励起光として視認困難な光を使用しているため、蛍光光の色純度が低下することを防ぐことができる。

【0089】

なお、上記各実施形態においては、蛍光ホイール１０１、１０１Ａの第一面１０１ａ側に、蛍光発光領域として赤色蛍光発光領域３１０と緑色蛍光発光領域３２０とが周方向に隣接して配置される構成としたが、この構成に限らない。

【0090】

例えば、蛍光発光領域として黄色蛍光発光領域のみ配置する構成としても良い。この場合、導光装置１７５の入射面の前にカラーホイールを配置する。カラーホイールには、青色波長帯域光を透過する青色透過領域と、黄色波長帯域光から緑色波長帯域光を抽出するため、緑色波長帯域光のみを透過する緑色選択フィルタと、黄色波長帯域光から赤色波長帯域光を抽出するため、赤色波長帯域光のみを透過する赤色選択フィルタと、が周方向に配置されている。カラーホイールは、蛍光ホイール１０１、１０１Ａと同期して回転する。

【0091】

或いは、蛍光発光領域として緑色蛍光発光領域と黄色蛍光発光領域とを配置する構成としても良い。この場合も、導光装置１７５の入射面の前にカラーホイールを配置する。カラーホイールには、青色波長帯域光を透過する青色透過領域と、緑色波長帯域光を透過する緑色透過領域と、黄色波長帯域光から赤色波長帯域光を抽出するため、赤色波長帯域光のみを透過する赤色選択フィルタと、が周方向に配置されている。カラーホイールは、ホイール１０１、１０１Ａとして同期して回転する。

【0092】

なお、以上説明した各実施形態は、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、発明の趣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。これらの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。

【0093】

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］ 青色波長帯域光を出力する青色光源と、
前記青色光源よりも短波長の励起光を出射する励起光源と、
前記励起光が照射されて蛍光光を出射する蛍光発光領域と、前記青色波長帯域光を透過又は反射する導光領域と、を有する蛍光ホイールと、
を備え、
前記励起光は前記蛍光ホイールの第一面側から前記蛍光発光領域に照射されるとともに、前記青色波長帯域光は前記蛍光ホイールの前記第一面側と対向する第二面側から前記導光領域に照射される、
ことを特徴とする光源装置。
［２］ 前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ導光し、前記蛍光ホイールから出射された前記蛍光光及び前記青色波長帯域光を、導光装置へ導光するダイクロイックミラーを備えることを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［３］ 前記導光領域は、前記青色波長帯域光を透過する透過領域であり、
前記ダイクロイックミラーは、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ反射し、前記蛍光発光領域から出射された前記蛍光光及び前記透過領域を透過した前記青色波長帯域光を、前記導光装置へ透過する、
ことを特徴とする前記「２］に記載の光源装置。
［４］ 前記蛍光発光領域は、前記蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域と、前記蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域とを含み、
前記赤色蛍光発光領域、前記緑色蛍光発光領域及び前記透過領域は、前記蛍光ホイールにおいて周方向に並設される、
ことを特徴とする前記［３］に記載の光源装置。
［５］ 前記青色光源と前記蛍光ホイールとの間に配置された１／４波長板と、
前記青色光源と前記１／４波長板との間に配置されて、前記青色光源から出射された前記青色波長帯域光を透過し、前記１／４波長板によって偏光方向が９０度変換された前記青色波長帯域光を反射する偏光ビームスプリッターと、
を備え、
前記導光領域は、前記第二面側に形成されて前記青色波長帯域光を反射する反射領域であり、
前記ダイクロイックミラーは、前記励起光源から出射された前記励起光を前記蛍光ホイールへ反射し、前記偏光ビームスプリッターにより反射された前記青色波長帯域光を前記導光装置へ反射する、
ことを特徴とする前記［２］に記載の光源装置。
［６］ 前記蛍光発光領域は、前記蛍光光として赤色波長帯域光を出射する赤色蛍光発光領域と、前記蛍光光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光発光領域とを含み、
前記赤色蛍光発光領域及び前記緑色蛍光発光領域は、前記蛍光ホイールにおいて前記第一面側に周方向に並設され、
前記反射領域は、前記赤色蛍光発光領域及び前記緑色蛍光発光領域と平面視において一部が重複しながら前記第二面側に周方向に配設される、
ことを特徴とする前記［５］に記載の光源装置。
［７］ 前記励起光源は前記蛍光ホイールの前記第一面側に配置され、
前記青色光源は前記蛍光ホイールの前記第二面側に配置される、
ことを特徴とする前記［１］乃至前記［６］の何れかに記載の光源装置。
［８］ 前記励起光は紫外波長帯域光であることを特徴とする前記［１］乃至前記［７］の何れかに記載の光源装置。
［９］ 前記［１］乃至前記［８］の何れかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする投影装置。

【符号の説明】

【0094】

１０ 投影装置 １２ 正面パネル
１３ 背面パネル １４ 右側パネル
１５ 左側パネル 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
５０ 表示素子 ５１ 第一期間
５２ 第二期間 ５３ 第三期間
５４〜５６ 混色期間 ５７ 電源コネクタ
６０，６０Ａ 光源装置
７０ 励起光照射装置 ７１ 紫外レーザダイオード
７３ コリメータレンズ ８０ 緑色光源装置
８１ ヒートシンク ９０ 青色光源装置
９１ 青色レーザダイオード
１００ 蛍光板装置
１０１，１０１Ａ，１０１Ａ１，１０１Ａ２ 蛍光ホイール
１０１ａ 第一面
１０１ｂ 第二面 １０２ 基材
１１０ モータ １１１ 集光レンズ群
１１２ 軸受 １１５ 集光レンズ
１２０ 赤色光源装置 １３０ ヒートパイプ
１４０，１４０Ａ 導光光学系 １４１ ダイクロイックミラー
１４１Ａ ダイクロイックミラー １４２ １／４波長板
１４３ 偏光ビームスプリッター １４４ 第一反射ミラー
１４５ 第二反射ミラー １５０ ヒートシンク
１７０ 合成光学系 １７３ 集光レンズ
１７５ 導光装置 １７８ 集光レンズ
１７９ 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 投影光学系 ２２５ 固定レンズ群
２３５ 可動レンズ群 ２４２ 制御回路基板
２６１ 冷却ファン ３１０ 赤色蛍光発光領域
３１１ 赤色蛍光体 ３２０ 緑色蛍光発光領域
３２１ 緑色蛍光体 ３３０ 透過領域
３３０Ａ，３３０Ａ１，３３０Ａ２ 反射領域
３３１ 透光部材 ３４０ 未形成領域
５００，５００ａ，５００ｂ 単位フレーム
６００ 合成光 ６０１ 赤色波長帯域光
６０２ 緑色波長帯域光 ６０３ 青色波長帯域光
６０４ マゼンタ色波長帯域光 ６０５ 黄色波長帯域光
６０６ シアン色波長帯域光
Ｂ１〜Ｂ３ 境界 Ｓ１，Ｓ２ 照射領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】