(57)【要約】照明光学系に設けられた駆動機構に起因する寿命の低下や騒音等を抑制する。照明光学系は、励起光を発生する光源（３０）と、励起光の照射により蛍光を発生し、励起光の照射スポットよりも広い領域にわたって設けられた蛍光体（１２）と、蛍光体が設けられたプレート（１４）と、励起光の照射スポットが蛍光体上を断続的に移動するように、プレートを移動させる駆動機構（２０）と、を備えている。
2012035636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発生する光源と、
前記励起光の照射により蛍光を発生し、前記励起光の照射スポットよりも広い領域にわたって設けられた蛍光体と、
前記蛍光体が設けられたプレートと、
前記励起光の照射スポットが前記蛍光体上を断続的に移動するように、前記プレートを移動させる駆動機構と、を備えた照明光学系。
【請求項２】
前記駆動機構は、前記励起光の照射スポットが前記蛍光体上を二次元的に移動するように、前記プレートをＸ方向と、該Ｘ方向と直交するＹ方向とに移動させる、請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
前記蛍光体に対する前記励起光の照射スポットの移動のタイミングは、前記蛍光体の寿命に基づいて設定されている、請求項１または２に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記蛍光体の温度を測定する温度センサを備え、前記蛍光体に対する前記励起光の照射スポットの移動のタイミングは前記蛍光体の寿命および前記蛍光体の温度に基づいて設定されている、請求項１または２に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記蛍光体の温度を測定する温度センサを備え、前記蛍光体に対する前記励起光の照射スポットの移動のタイミングは前記蛍光体の寿命、前記蛍光体の温度および前記励起光のパワーに基づいて設定されている、請求項１または２に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記プレートには異なる波長の蛍光を発生する複数の種類の前記蛍光体が設けられており、各々の種類の前記蛍光体が前記励起光の照射スポットよりも広い領域にわたって設けられており、
前記駆動機構は、前記照射スポットが同一種類の前記蛍光体上を断続的に移動すること、および前記照射スポットが異なる種類の前記蛍光体へ移動することができるように、前記プレートを移動させる、請求項１から５のいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の照明光学系を備えたプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの励起光により蛍光を発する蛍光体を備えた照明光学系と、該照明光学系を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Liquid  Crystal  Display）プロジェクタやＤＬＰ（Digital  Light  Processing）プロジェクタなどのプロジェクタなどに用いられる照明光学系として、現在さまざまな提案がされている。【０００３】
特開２０１０−８６８１５（以下、特許文献１）には、レーザ光源から射出された励起光を蛍光体に照射して蛍光体から照明光を得る照明光学系が開示されている。特許文献１に開示される照明光学系では、蛍光体が設けられた基材を回転または振動させることにより、励起光の照射スポットは蛍光体上を周期的に移動させられる。これにより、温度上昇による発光効率の低下が抑制されるとされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８６８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、照明光学系の動作中、蛍光体が設けられた基材は常に回転または振動し、基材を駆動する駆動機構（モータ）は常に動作し続けている。そのため、駆動機構の寿命が短く、駆動機構の寿命によって照明光学系の寿命が決まることがある。また、駆動機構が常に動作しているため、駆動機構を構成する部品、例えば軸受け部の磨耗による騒音の増大や異音の発生が生じることもある。【０００６】
したがって、照明光学系に設けられた駆動機構に起因する寿命の低下や騒音等を抑制することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様における照明光学系は、照明光学系に設けられた駆動機構に起因する寿命の低下や騒音等を抑制する。照明光学系は、励起光を発生する光源と、励起光の照射により蛍光を発生し、励起光の照射スポットよりも広い領域にわたって設けられた蛍光体と、蛍光体が設けられたプレートと、励起光の照射スポットが蛍光体上を断続的に移動するように、プレートを移動させる駆動機構と、を備えている。【０００８】
本発明によれば、駆動機構は、所定のタイミングで断続的に動作するため、駆動機構の寿命の低下が抑制される。また、駆動機構の磨耗などによる騒音の増大や異音の発生も抑制できる。【０００９】
本発明の上記及び他の目的、特徴、利点は、本発明を例示した添付の図面を参照する以下の説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明光学系の構成を示す模式図である。
【図２】図１の左側から右方向に見たときの蛍光体ユニットの平面図である。
【図３】励起光の照射スポットと蛍光体との相対位置の変化を示す模式図である。
【図４】第２の実施形態に係る照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示す模式図である。
【図５】色度座標（ｘ、ｙ）を変数として表した色度図を示している。
【図６】第３の実施形態に係る照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示す模式図である。
【図７】図６の照明光学系において、照射スポットと蛍光体との相対位置の変化を示す模式図である。
【図８】第４の実施形態に係る照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示す模式図である。
【図９】図８の照明光学系において、照射スポットと蛍光体との相対位置の変化を示す模式図である。
【図１０】照明光学系を備えたＬＣＤプロジェクタの構成の例を示す模式図である。
【図１１】第５の実施形態に係る照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示す模式図である。
【図１２】図１１の照明光学系において、照射スポットと蛍光体との相対位置の変化を示す模式図である。
【図１３】照明光学系を備えたＤＬＰプロジェクタの構成の例を示す模式図である。
【図１４】ＤＭＤの構成を示す概略図である。
【図１５】ＤＭＤを構成するマイクロミラーの動作を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる照明光学系の構成を示す模式図である。照明光学系は、レーザ光源３０と、蛍光体ユニット１０と、駆動機構２０と、を備えている。レーザ光源３０は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）が用いられ、励起用のレーザ光（励起光）３２を発生する。
【００１３】
蛍光体ユニット１０は、蛍光体１２および蛍光体１２が設けられたプレート１４を有している。蛍光体１２は、励起光３２の照射によって、励起光３２よりも長い波長の蛍光１８を発生する。蛍光体ユニット１０には、蛍光体１２を封止する透明な封止樹脂が設けられていても良い。駆動機構２０は、蛍光体１２が設けられたプレート１４を移動させる。また、発熱による蛍光体１２の寿命の低下を抑制するため、蛍光体ユニット１０は蛍光体１２を冷却するための放熱板１６を備えていることが好ましい。
【００１４】
蛍光体１２を励起する励起光３２は、蛍光１８よりも波長の短い光であれば良く、レーザ光のようなコヒーレント光に限定されない。この場合、レーザ光源３０の代わりに、さまざまな光源を用いることができる。
【００１５】
蛍光体１２を励起する励起光３２の光源をレーザとすると、励起光の照射スポットを非常に小さい面積にすることが可能となり、蛍光体１２の放射面積が小さくなる。これによりエテンデューが小さく高効率の照明光学系を構成することができる。
【００１６】
照明光学系は、集光光学系３６やダイクロイックミラー３８を備えていることが好ましい。集光光学系３６は、１つの集光レンズから構成されていても良く、複数のレンズ群から構成されていても良い。
【００１７】
ダイクロイックミラー３８は、励起光３２を透過し、蛍光体１２からの蛍光１８を反射する。図１において、レーザ光源３０からのレーザ光３２は、ダイクロイックミラー３８を通過し、集光光学系３６を通って蛍光体１２に入射する。蛍光体１２で発生した蛍光１８は集光光学系３６に再入射し、ダイクロイックミラー３８で反射される。ダイクロイックミラー３８は、レーザ光源３０からの励起光３２の進路と、蛍光体１２からの蛍光１８の進路とを分離する。
【００１８】
図１に示す場合とは別に、ダイクロイックミラー３８は、蛍光体１２からの蛍光１８を透過し、励起光３２を反射するものであっても良い。この場合、レーザ光源３０の配置が適宜設定される。さらに、レーザ光３２を蛍光体１２に向けて斜めに照射するなどにより、励起光３２の進路と蛍光１８の進路とを分離できれば、ダイクロイックミラー３８は無くても良い。
【００１９】
図２は、蛍光体ユニット１０を図１の左側から右側に向けて見たときの平面図である。プレート１４には、励起光の照射スポット３４よりも広い領域にわたって蛍光体１２が設けられている。蛍光体１２は、図２に示すように、励起光の照射スポット３４よりも二次元的に広く設けられていることが好ましい。
【００２０】
駆動機構２０は、蛍光体１２の所定の位置に励起光を照射し始めてから所定の時間が経過したときに、励起光の照射スポット３４が蛍光体１２上を移動するように、プレート１４を断続的に移動させる。図３は、照射スポット３４が蛍光体１２上を移動する様子の一例を示している。このように、照射スポット３４が、常に蛍光体上の同じ位置に照射されることがないため、蛍光体１２や蛍光体を封止する封止樹脂などの劣化に起因する照明光学系の寿命の低下が抑制される。
【００２１】
本実施形態では、駆動機構２０は、常に動作するわけでなく、断続的に動作するため、駆動機構２０の寿命の低下が抑制される。駆動機構２０を構成する部品の磨耗などによる騒音の増大や異音の発生も抑制できる。また、駆動時のみ駆動機構２０から音が発生するため、駆動機構２０からの音の発生頻度が抑制されるという効果もある。
【００２２】
駆動機構２０は、一例として、蛍光体１２が設けられた平面内の第１の軸Ａ１に沿ってプレート１４を動かす第１のモータ２２と、第１の軸Ａ１と直交する第２の軸Ａ２に沿ってプレート１４を移動させる第２のモータ２３とを備えている（図１も参照）。言い換えると、プレート１４は、蛍光体１２が設けられた面に沿って二次元的に移動可能に構成されている。照射スポット３４が蛍光体１２上を二次元的に移動することで、一次元的に移動する場合よりも照明光学系の寿命の低下は抑制される。
【００２３】
駆動機構２０は、第１のモータ２２および第２のモータ２３の回転をプレート１４の直線的な移動に変換する不図示の変換機構や不図示の減速ギアなどが備えられていることが好ましい。これらの変換機構や減速ギアなどはギアボックス２４に収容されている。
【００２４】
励起光が同じ位置を照射し続けると、温度上昇や励起光のパワーなどにより、蛍光体１２を封止する封止樹脂は劣化して寿命を迎える。本実施形態では、プレート１４をある所定のタイミングで移動させて、蛍光体１２に対する励起光の照射スポット３４の位置を変えることで、照明光学系の寿命が向上する。例えば、蛍光体１２が設けられた領域の面積（ＰＷ１×ＰＷ２）が、励起光の照射スポット径（およそＳＷ１×ＳＷ２）の２０倍である場合、照明光学系の寿命は蛍光体の寿命のおよそ２０倍になる。一例として、蛍光体の寿命が２０００時間である場合、照明光学系の寿命は最大で４００００時間になり得る。
【００２５】
駆動機構２０は、蛍光体１２の寿命に基づいて一定時間ごとに駆動しても良い。例えば、照明光学系を使用し始めた時点で駆動機構２０を一度駆動し、その後は一定時間（基本時間）毎に駆動してもよい。この基本時間は、例えば、蛍光体１２上の同じ位置に励起光を照射しつづけた際の蛍光体１２の寿命に基づいて設定されることが好ましい。この基本時間は、予め行われた実験などにより適宜設定される。
【００２６】
また、駆動機構２０を駆動するタイミングは、上記の蛍光体１２の寿命だけでなく、蛍光体１２や封止樹脂の温度に基づいて設定されても良い。例えば、蛍光体１２や封止樹脂の温度が実験的に予め決められた所定の値を超えたときは、上記基本時間から所定の値を引いたタイミングで、駆動機構２０を駆動しても良い。この場合、蛍光体ユニット１０は、蛍光体１２や封止樹脂などの温度を測定する温度センサ２５を備えていることが好ましい。
【００２７】
さらに、駆動機構２０を駆動するタイミングは、励起光のパワー密度を考慮しても良い。具体的には、基本時間Ｈに対して、温度Ｔが所定の値より高く、励起光のパワーＰが所定の値より大きいときは、駆動機構２０の駆動のタイミングを“Ｈ−αＴ−βＰ”としても良い。ここで、αおよびβは、予め実験で決められる正の実数パラメータである。
【００２８】
たとえば、蛍光体１２の温度が８０℃で励起光のパワーが１Ｗのときは１００時間に１回プレート１４を移動して、温度が１００℃に上昇した時には２時間に１回プレート１４を移動する。
【００２９】
このように、駆動機構２０を駆動するタイミングは、照明光学系の用途などを考慮して、蛍光体１２の寿命、蛍光体の温度、励起光のパワーなどに基づいて適宜設定される。蛍光体が設けられたプレート１４は、常に動いているのではなく、所定のタイミングでのみ動くため、駆動機構２０の寿命を長くすることができる。
【００３０】
図４は、第２の実施形態の照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示している。この蛍光体ユニットでは、プレート１４に２種類の蛍光体１２ａ，１２ｂが設けられている。第１の蛍光体１２ａおよび第２の蛍光体１２ｂは、レーザ光源からの励起光よりも波長の長い蛍光を発する。第１の蛍光体１２ａが発する蛍光の波長と、第２の蛍光体１２ｂが発する蛍光の波長は異なるものとする。第１および第２の蛍光体１２ａ，１２ｂは、それぞれ、励起光の照射スポット３４よりも広い領域にわたって設けられている。
【００３１】
駆動機構２０は、上述したように、所定のタイミングで、励起光の照射スポット３４が蛍光体１２ａ，１２ｂ上を移動するように、プレート１４を移動させる。駆動機構２０は、さらに、励起光の照射スポット３４が第１の蛍光体１２ａ上から第２の蛍光体１２ｂ上に移動するようにプレート１４を動かすことができる。
【００３２】
図４では、プレート１４が上下方向に移動することで、励起光の照射スポット３４が、第１の蛍光体１２ａと第２の蛍光体１２ｂとの間を移動する。これにより、照明光学系が発する光の波長（色）を切り替えることができる。
【００３３】
例として、第１の蛍光体１２ａをｓＲＧＢ方式の色度域に対応した緑色の蛍光を発生するものとし、第２の蛍光体１２ｂをＮＴＳＣ方式の色度域に対応した緑色の蛍光を発生するものとすることができる。
【００３４】
図５は、色度座標（ｘ、ｙ）を変数として表した色度図を示している。色度図中の点線の三角形はｓＲＧＢ方式の色度域４４を示しており、実線の三角形はＮＴＳＣ方式の色度域４０を示している。ｓＲＧＢ方式の色度域４４に対応した緑色の光は例えば図５の符号４６であり、ＮＴＳＣ方式の色度域４０に対応した緑色の光は例えば図５の符号４２である。
【００３５】
ＮＴＳＣ方式の色度域４０内の色を全て再現するためには、緑色の光４２に、赤色や青色の光が任意の強度で合成される。ｓＲＧＢ方式の色度域４４内の色は、ＮＴＳＣ方式の緑色の光４２に赤色や青色の光を合成することで再現可能である。しかし、この場合、ｓＲＧＢ方式の色度域４４内の色を再現するために、常に赤色や青色の光の光量を大きく維持しなければならない。図４に示す照明光学系を用いれば、蛍光の波長を切り替えて、ｓＲＧＢ方式の緑色の光４６を直接発することができる。これにより、赤色や青色の光の光量は抑えられる。したがって、各色の光を合成してカラー画像を形成する、プロジェクタなどの装置に、上記の照明光学系を適用することで、光の損失が低減され、消費電力が抑制される。
【００３６】
また、プロジェクタなどの装置では、表示する映像用のデータを解析し、表示されるべき色情報に応じて、自動的に別の蛍光体上に照射スポットが位置するように切り替えられても良い。
【００３７】
図６は、第３の実施形態の照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示している。第３の実施形態の照明光学系は、励起光を照射するための複数のレーザ光源を備えている。図６では、レーザ光源は４列、５行に並べられている。蛍光体１２上にはレーザ光源と同じ数の照射スポット３４がある。
【００３８】
もし、レンズや光ファイバーなどによってレーザ光の照射スポット３４をより小さく絞った場合、照射スポット３４での光のエネルギーが非常に大きくなり、蛍光体１２の温度は急激に上昇する。これにより、蛍光体が短時間で劣化するという問題が生じることがある。本実施形態のように、複数のレーザ光源を用いることで、照射スポット３４の径をある程度の大きさに維持しつつ、蛍光体１２から放射される光の光量を大きくすることができる。
【００３９】
第１の実施形態と同様に、駆動機構２０は、所定のタイミングで、励起光の照射スポット３４が蛍光体１２上を移動するように、プレート１４と照射スポット１２との相対位置を断続的に変える（図７参照）。ただし、プレート１４もしくは照射スポット３４の移動範囲は、隣接する照射スポットと重複しない範囲、つまり蛍光体の全領域をレーザ光源の数で割った面積の範囲（Ｍ１×Ｍ２）である。
【００４０】
例えば、励起光の照射スポット３４が直径１ｍｍの円形状であり、照射スポット３４間の間隔が１０ｍｍであるとする。この場合、１つの照射スポットに対して１０ｍｍ×１０ｍｍの領域の範囲でプレートまたは照射スポットを移動させればよい。この領域は、照射スポットの面積のおよそ１００倍であるため、照明光学系の寿命は、照射スポット３４を移動させない時の蛍光体１２の寿命のおよそ１００倍になる。
【００４１】
図８は、第４の実施形態の照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示している。第４の実施形態の照明光学系は、第３の実施形態と同様に、励起光を照射するための複数のレーザ光源を備えている。図８では、プレートに２種類の蛍光体１２ａ，１２ｂが設けられている。第１の蛍光体１２ａと第２の蛍光体１２ｂはストライプ状に配置されている。
【００４２】
駆動機構は、所定のタイミングで、励起光の照射スポット３４が蛍光体１２ａ，１２ｂ上を移動するように、プレート１４と照射スポット３４との相対位置を断続的に変える（図９参照）。ただし、プレートもしくは照射スポットの移動範囲は、隣接する照射スポットと重複しない範囲、つまり蛍光体の全領域をレーザ光源の数で割った面積の範囲（Ｍ１×Ｍ２）である。この範囲（Ｍ１×Ｍ２）内に、２種類の蛍光体１２ａ，１２ｂがある。上下方向にプレート１４が距離Ｍ３程度移動することで、励起光の照射スポット３４が第１の蛍光体１２ａと第２の蛍光体１２ｂとの間で切り替えられる。これにより、第２の実施形態の照明光学系と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
次に、照明光学系を備えた液晶プロジェクタついて説明する。図１０は、ＬＣＤプロジェクタの構成の一例を示す模式図である。このプロジェクタは、緑色光を発する光源として、上記実施形態、特に図６または図８に示す照明光学系１０，３０，３８が用いられている。プロジェクタは、さらに、赤色光を発するＬＥＤ光源１００と青色光を発するＬＥＤ光源１０２を備えている。
【００４４】
照明光学系のレーザ光源３０からの励起光は、コリメートレンズ１０４で平行光とされ、ダイクロイックミラー３８で反射される。ダイクロイックミラー３８は励起光を反射し緑色の蛍光を透過するものとする。ダイクロイックミラー３８で反射された光は、コリメートレンズ１０６によって蛍光体ユニット１０に集光される。
【００４５】
蛍光体は、励起光の照射により緑色光を放射する。緑色光はコリメートレンズ１０６によりおおむね平行光とされて、ダイクロイックミラー３８を透過する。ダイクロイックミラー３８を透過した緑色光は、集光レンズ１０８によって反射ミラー１１０の近傍に集光され、反射ミラー１１０で反射される。そして、再び広がっていく緑色光を集光レンズ１１２によって略平行光とし、レンズアレイ１１４に入射させる。
【００４６】
レンズアレイ１１４に入射した緑色光は、ＰＳコンバータ１１６によって偏光方向が揃えられる。その後、緑色光は、集光レンズ１１８や偏光板１２０を透過して緑色光用のＬＣＤ１２２に入射する。
【００４７】
ＬＥＤ光源１００から発せられた赤色光は、集光レンズ１２４を透過してレンズアレイ１２６に入射する。レンズアレイ１２６に入射した赤色光は、ＰＳコンバータ１２８によって偏光方向が揃えられる。その後、赤色光は、集光レンズ１３０を透過し、反射ミラー１３２で反射されて、集光レンズ１３４や偏光板１３６を透過した後、赤色用のＬＣＤ１３８に入射する。
【００４８】
ＬＥＤ光源１０２から発せられた青色光は、集光レンズ１４０を透過してレンズアレイ１４２に入射する。レンズアレイ１４２に入射した赤色光は、ＰＳコンバータ１４４によって偏光方向が揃えられる。その後、青色光は、集光レンズ１４６を透過し、反射ミラー１４８で反射されて、集光レンズ１５０や偏光板１５２を透過した後、青色用のＬＣＤ１５４に入射する。
【００４９】
緑色用ＬＣＤ１２２、赤色用ＬＣＤ１３８、青色用ＬＣＤ１５４を透過したそれぞれの光は、それぞれ別の偏光板１６２，１６４，１６６を介してクロスダイクロイックプリズム１５８に入射する。これらの光は、クロスダイクロイックプリズム１５８で合成されて同じ方向に投射され、投写レンズ１６０によってスクリーンへ結像される。このようにして、スクリーン上にカラー画像を表示させることができる。
【００５０】
図１０に示すプロジェクタの例では、緑色光に対して、上記実施形態の照明光学系が用いられているが、青色光または赤色光に対して上記実施形態の照明光学系が用いられていても良い。また、緑色光、青色光、赤色光のうちの少なくとも１つに対応して、上記実施形態の照明光学系を少なくとも１つ用いれば良い。
【００５１】
なお、緑色光に対して図４または図８に示す照明光学系を使用すれば、光の損失が少なくかつ低消費電力で、ｓＲＧＢ方式とＮＴＳＣ方式とを切り替えることができるプロジェクタを提供することができる。
【００５２】
図１１は、第５の実施形態の照明光学系に備えられた蛍光体ユニットを示している。第５の実施形態の照明光学系は、第３の実施形態と同様に、励起光を照射するための複数のレーザ光源を備えている。
【００５３】
プレート１４には３種類の蛍光体１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられている。一例として、第１の蛍光体１２ａはｓＢＧＲ方式の緑色の光を発するものであり、第２の蛍光体１２ｂはＮＴＳＣ方式の緑色の光を発するものである。第３の蛍光体１２ｃは、赤色の光を発する蛍光体である。励起用のレーザ光の波長は、これらの蛍光体１２ａ，１２ｂ，１２ｃから射出される光の波長よりも短い。
【００５４】
図１１では、レーザ光源は４列、５行に並べられている。２０個のレーザ光源のうちの１０個が赤色光を発する蛍光体１２ｃに照射され、他の１０個が緑色光を発する蛍光体１２ａ，１２ｂに照射される。
【００５５】
駆動機構２０は、所定のタイミングで、励起光の照射スポット３４が蛍光体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ上を移動するように、プレート１４と照射スポット３４との相対位置を断続的に変える（図１２参照）。ただし、プレート１４もしくは照射スポット３４の移動範囲は、隣接する照射スポット３４と重複しない範囲、つまり蛍光体の全領域をレーザ光源の数で割った面積の範囲（Ｍ１×Ｍ２）である。
【００５６】
第１の蛍光体１２ａが設けられた蛍光体の領域（Ｍ１×Ｍ２）と第２の蛍光体１２ｂが設けられた領域（Ｍ１×Ｍ２）の合計は、第３の蛍光体１２ｃが設けられた領域（Ｍ１×Ｍ２）の面積と同じになっている。照明光学系は、いずれか一方の緑色光と赤色光とを同時に発することもできるし、時分割的に発することもできる。また、プレート１４を移動させることで、励起光の照射スポット３４が第１の蛍光体１２ａと第２の蛍光体１２ｂとの間を移動する。これにより、ｓＲＧＢ方式とＮＴＳＣ方式とを切り替えることができる。このとき、第３の蛍光体１２ｃには励起光が照射された状態となっており、赤色光は射出され続けている。
【００５７】
図１１では、３種類の蛍光体を有する照明光学系について説明したが、蛍光体は４種類以上あっても良い。各蛍光体が発する蛍光の波長は、照明光学系の用途に応じて適宜設定することができる。たとえば、照明光学系は、緑色光を発する蛍光体と、赤色光を発する蛍光体と、青色光を発する蛍光体とを備えていても良い。
【００５８】
次に、照明光学系を備えたＤＬＰプロジェクタついて説明する。図１３は、ＤＬＰプロジェクタの構成の一例を示す模式図である。ＤＬＰプロジェクタは、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）２００を備えており、赤色光、緑色光、青色光を時分割で投射してカラー画像を表示する。一例として、緑色光と赤色光に対応して、図１１に示す照明光学系１０，３０，３８が用いられている。青色光に対する光源はＬＥＤ光源２０２が用いられる。
【００５９】
励起用のレーザ光源３０からの励起光は、コリメートレンズ２０４で平行光とされ、ダイクロイックミラー３８で反射される。ダイクロイックミラー３８は励起光を反射し、赤色光と緑色光、つまり蛍光体ユニット１０からの蛍光は透過するものとする。
【００６０】
ダイクロイックミラー３８で反射された励起光は、コリメートレンズ２０６で蛍光体上に集光される。図１１で示すように、蛍光体ユニット１０には、赤色光を発する１種類の蛍光体１２ｃと緑色光を発する２種類の蛍光体１２ａ，１２ｂとを備えている。複数の励起光の照射スポット３４のうちのいくつかは赤色光用の蛍光体１２ｃ上に位置し、他の照射スポット３４はいずれか一方の緑色光用の蛍光体１２ｂまたは１２ｃに位置する。
【００６１】
励起光により蛍光体１２ａ，１２ｂ，１２ｃが励起されると、赤色光および緑色光が放射される。放射された蛍光はコリメートレンズ２０６により略平行光とされ、ダイクロイックミラー３８を透過する。
【００６２】
ダイクロイックミラー３８を透過した光は、集光レンズ２０８を透過して、別のダイクロイックミラー２１０で反射され、集光レンズ２１２を透過した後ライトトンネル２１４の入射端部近傍に集光される。ここで、ダイクロイックミラー２１０は、青色光を透過し、赤色光および緑色光を反射するものである。
【００６３】
ＬＥＤ光源２０２から射出された青色光は集光レンズ２１６とダイクロイックミラー２１０を透過し、さらに集光レンズ２１２を透過してライトトンネル２１４の入射端部近傍に集光される。
【００６４】
ライトトンネル２１４に入射した各色の光は、ライトトンネル２１４内で多重反射してライトトンネル２１４から出射した後、集光レンズ２１８を透過してＴＩＲプリズム２２０に入射する。ＴＩＲプリズム２２０に入射した光は、プリズム中のエアギャップ面２２２で反射して進行方向を変え、ＤＭＤ２００に向けて出射される。
【００６５】
ＤＭＤ２００は、図１４に示すように、各画素に対応してマトリックス状に配列されたマイクロミラー（微小ミラー）２５０を備えている。なお、簡略化のため、図では一部のマイクロミラー２５０のみが示されている。各マイクロミラー２５０は、回転軸２５２まわりに回動可能に構成されている。本例では、マイクロミラー２５０は±１２度回動する。
【００６６】
図１５は、マイクロミラー２５０が動作する様子を示している。＋１２度傾いたマイクロミラー２５０に入射する入射光２６０は、投写レンズ２２４が配置された方向に向けて反射される（図１５（ａ）参照）。投射レンズ２２４に入射した光は、プロジェクタの外部へ投射される。−１２度傾いたマイクロミラー２５０に入射する入射光２６０は、投写レンズ２２４が配置されていない方向に向けて反射される（図１５（ｂ）参照）。このようにして、マイクロミラー２５０は、各画素に対応する光をプロジェクタの外部へ投射するか否かを選択する。ＤＭＤ２００が各色の光に対してこの制御を行うことで、プロジェクタはカラーの画像を投射することができる。
【００６７】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。
【符号の説明】
【００６８】
１２    蛍光体
１４    プレート
１８    蛍光
２０    駆動機構
３０    レーザ光源
３２    励起光
３４    励起光の照射スポット
３６    集光光学系
３８    ダイクロイックミラー
【図１】
2012035636.tif 000003
【図２】
2012035636.tif 000004
【図３】
2012035636.tif 000005
【図４】
2012035636.tif 000006
【図５】
2012035636.tif 000007
【図６】
2012035636.tif 000008
【図７】
2012035636.tif 000009
【図８】
2012035636.tif 000010
【図９】
2012035636.tif 000011
【図１０】
2012035636.tif 000012
【図１１】
2012035636.tif 000013
【図１２】
2012035636.tif 000014
【図１３】
2012035636.tif 000015
【図１４】
2012035636.tif 000016
【図１５】
2012035636.tif 000017
【国際調査報告】
2012035636.tif 000018
2012035636.tif 000019