(57)【要約】【課題】  明るい光源光を出射する光源装置及び投影装置を提供すること。【解決手段】  光源装置６０は、第一波長帯域光を出射する第一光源と、第一面１０１ａ側から入射される第一波長帯域光を透過する第一透過領域が形成されるホイール１０１と、を備える。第一透過領域は、第一面１０１ａと反対側であるホイール１０１の第二面１０１ｂ側から、第一波長帯域光とは波長帯域が異なる第二波長帯域光が照射されることにより、第一波長帯域光の少なくとも一部の波長帯域を含む第一蛍光光を出射する第一蛍光体を含有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一波長帯域光を出射する第一光源と、
第一面側から入射される前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域が形成されるホイールと、
を備え、
前記第一透過領域は、前記第一面と反対側である前記ホイールの第二面側から、前記第一波長帯域光とは波長帯域が異なる第二波長帯域光が照射されることにより、前記第一波長帯域光の少なくとも一部の波長帯域を含む第一蛍光光を出射する第一蛍光体を含有する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記ホイールの前記第一面側の前記第一透過領域に、前記第二波長帯域光を反射する反射膜が形成され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】
前記第一蛍光体は、前記第一透過領域の内部に分散されている又は前記第一透過領域の表面の一部に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第二波長帯域光を出射する第二光源を備え、
前記ホイールは、前記第一透過領域と周方向に並設され、前記第二波長帯域光を透過する第二透過領域と、前記第一透過領域且つ前記第二透過領域と並設され、前記第二面側から前記第二波長帯域光が照射されることにより、前記第一波長帯域光且つ前記第二波長帯域光とは異なる第三波長帯域光を第二蛍光光として出射する第二蛍光体が形成された蛍光発光領域と、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装置。
【請求項５】
前記第一透過領域における前記第一蛍光体の配置密度は、前記蛍光発光領域における前記第二蛍光体の配置密度よりも疎であることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第一透過領域は、前記第二波長帯域光が照射されることにより、前記第一波長帯域光の一部と、前記第一波長帯域光と隣接又は重複する波長成分を含む前記第三波長帯域光の一部と、を含む第四波長帯域光を前記第一蛍光光として出射する前記第一蛍光体を含有する、
ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第一透過領域は、前記第二面側に前記第三波長帯域光を遮光するダイクロイックフィルタを備えることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第二透過領域は前記第二波長帯域光を透過する領域であり、
前記ホイールの前記第一面側に透過した前記第二波長帯域光と、前記第二面側に透過した前記第一波長帯域光と、前記第二面側に出射された前記第三波長帯域光及び前記第一蛍光光とを合成する導光光学系を備える、
ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記導光光学系は、前記第二光源から出射された前記第二波長帯域光を前記ホイールに導光するとともに、前記ホイールから前記第一面側へ出射された前記第二波長帯域光を合成光路に導光し、及び、前記ホイールから前記第二面側へ出射された前記第一波長帯域光、前記第三波長帯域光及び前記第一蛍光光を前記合成光路に導光する第一ダイクロイックミラーを備える、ことを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記導光光学系は、前記ホイールを透過した前記第二波長帯域光を前記第一ダイクロイックミラーへ導光するとともに、前記第二光源から出射された前記第二波長帯域光を前記ホイールへ導光する第二ダイクロイックミラーを備える、ことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記導光光学系は、
前記第一ダイクロイックミラーから出射された前記第二波長帯域光を前記ホイールへ導光するとともに、前記ホイールから出射された前記第一波長帯域光、前記第三波長帯域光及び前記第一蛍光光を前記第一ダイクロイックミラーへ導光する第一反射ミラーと、
前記ホイールを透過した前記第二波長帯域光を前記第二ダイクロイックミラーへ導光するとともに、前記第二ダイクロイックミラーから出射された前記第一波長帯域光を前記ホイールへ導光する第二反射ミラーと、
を備えることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記第一波長帯域光は赤色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は青色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は緑色波長帯域光であり、
前記第四波長帯域光は黄色波長帯域光である、
ことを特徴とする請求項６乃至請求項１１の何れかに記載の光源装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２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側光学系と、
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撮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表示させる。
【０００３】
特許文献１には、発光板、第一光源及び第二光源を備える光源装置が開示されている。発光板には、励起光を受けて所定の波長帯域光を出射する蛍光体層が形成される。蛍光体層が出射する光は緑色波長帯域の光である。第一光源は青色の波長帯域の光を励起光として出射するレーザ発光器である。第一光源はその励起光を蛍光板の蛍光体層及び透過部に照射する。第二光源は、蛍光光の波長帯域や励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光として赤色の波長帯域光を発する発光ダイオードである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３３２０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の光源装置においては、第一光源が射出する指向性が大きいレーザ光（青色波長帯域光）、レーザ光により励起されて蛍光体層から出射される蛍光光（緑色波長帯域光）、レーザ光よりも指向性が低い発光ダイオードから出射される赤色波長帯域光を用いている。この際、所定の白色度（ホワイトバランス）を得るために必要な青色、緑色、赤色の各波長帯域光の光量の比率（割合）である必要光量比を維持する必要がある。しかし、この光源装置では、赤色波長帯域光と緑色波長帯域光とは、通過する集光レンズ、ダイクロイックミラー及び反射ミラー等の光学部材の数や光路長が略同じであるため、光学部材における損失により赤色波長帯域光の方が緑色波長帯域光よりも光源光として輝度を確保することが困難な場合がある。そのため、各色の光量バランスを考慮すると投影装置が投影する画像の全体が暗くなったり、無理に明るくしようとすると、赤色波長帯域光の光量が不足して光量バランスが悪くなる等の課題がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、明るい光源光を出射する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】
本発明の光源装置は、第一波長帯域光を出射する第一光源と、第一面側から入射される前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域が形成されるホイールと、を備え、前記第一透過領域は、前記第一面と反対側である前記ホイールの第二面側から、前記第一波長帯域光とは波長帯域が異なる第二波長帯域光が照射されることにより、前記第一波長帯域光の少なくとも一部の波長帯域を含む第一蛍光光を出射する第一蛍光体を含有する、ことを特徴とする。
【０００８】
また、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側光学系と、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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、明るい光源光を出射する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平面模式図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る蛍光ホイールの拡大断面図であり、（ａ）は図２の蛍光ホイールを示し、（ｂ）は赤色蛍光体を透過領域の表面に形成した変形例１を示し、（ｃ）は黄色蛍光体を透過領域の内部に分散させた変形例２を示し、（ｄ）は黄色蛍光体を透過領域の表面に形成した変形例３を示す。
【図５】本発明の実施形態２に係る投影装置の内部構造の一部を示す平面模式図である。
【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、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。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、表示素子制御手段として機能するものである。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。そして、投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、導光光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像を形成し、後述する投影側光学系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。
【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、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、光源装置６０の励起光照射装置７０、緑色光源装置８０及び赤色光源装置１２０（図２参照）の動作を個別に制御する。また、光源制御回路４１は、制御部３８の指示により、蛍光ホイール１０１等の同期のタイミング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。
【００２１】
投影装置１０は、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いる。また、投影装置１０は、制御回路基板２４１の側方、つまり、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、光源側光学系１７０や投影側光学系２２０が配置されている。
【００２２】
光源装置６０は、青色波長帯域光（第二波長帯域光）の光源であって励起光源でもある励起光照射装置７０と、赤色波長帯域光（第一波長帯域光）の光源である赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光（第三波長帯域光，第二蛍光光）の光源である緑色光源装置８０とを備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と蛍光ホイール装置１００により構成される。そして、光源装置６０には、各色波長帯域光を導光して出射する導光光学系１４０が配置される。導光光学系１４０は、各装置（励起光照射装置７０，緑色光源装置８０，赤色光源装置１２０）から出射される各色波長帯域光を光源側光学系１７０の合成光路へ導光する。
【００２３】
励起光照射装置７０は、投影装置１０の筐体の左右方向における略中央部分に配置される。そして、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複数の半導体発光素子である青色レーザダイオード７１（第二光源）から成る光源群、各青色レーザダイオード７１からの青色波長帯域光を集光する集光レンズ７５、拡散板７６、及び、青色レーザダイオード７１と右側パネル１４との間に配置されたヒートシンク８１等を備える。
【００２４】
光源群は、複数の青色レーザダイオード７１がマトリクス状に配置されて形成される。本実施形態では、図２の上下方向を行、紙面に垂直な方向を列として、左側パネル１５側から見た側面視２行３列のマトリクス状に合計６個の青色レーザダイオード７１が配置される。
【００２５】
各青色レーザダイオード７１の光軸上には、各青色レーザダイオード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複数のコリメータレンズ７３が配置される。また、集光レンズ７５は、青色レーザダイオード７１から出射される光線束を一方向に縮小して第一ダイクロイックミラー１４１へ向けて出射する。拡散板７６は、集光レンズ７５の左側パネル１５側に配置される。拡散板７６は集光レンズ７５で集光された青色波長帯域光の光線束を拡散透過させる。
【００２６】
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とによって青色レーザダイオード７１が冷却される。
【００２７】
赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色発光ダイオード１２１（第一光源）と、赤色発光ダイオード１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５とを備える。赤色発光ダイオード１２１は、赤色波長帯域の光を発する半導体発光素子である。赤色光源装置１２０は、励起光照射装置７０と同じ右側パネル１４側に配置されるため、励起光照射装置７０と冷却風の流路やファンを共通にして冷却のための構成等を簡易にすることができる。
【００２８】
緑色光源装置８０を構成する蛍光ホイール装置１００は、励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０に対して投影側光学系２２０側に配置される。蛍光ホイール装置１００は、蛍光ホイール１０１、モータ１１０、集光レンズ群１１１、集光レンズ１１５を備える。蛍光ホイール１０１は、正面パネル１２と略平行となるように、つまり、第一反射ミラー１４２を介して導光される励起光照射装置７０からの出射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から背面パネル１３方向に出射される光線束を集光する。集光レンズ１１５は、蛍光ホイール１０１から正面パネル１２方向に出射される光線束を集光する。なお、モータ１１０の正面パネル１２側には図示しない冷却ファンが配置されており、この冷却ファンによって蛍光ホイール装置１００等を冷却することができる。
【００２９】
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、赤色波長帯域光が照射される第一面１０１ａと、青色波長帯域光が照射される第二面１０１ｂとを有しており、図３では蛍光ホイール１０１の第二面１０１ｂ側を示している。また図４（ａ）は図３の蛍光ホイール１０１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【００３０】
蛍光ホイール１０１は、略円盤状に形成され、中心部がモータ１１０の軸部１１２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基材から成る反射板３０２を有し、反射板３０２の青色波長帯域光が入射する第二面１０１ｂ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、蛍光発光領域３１０と、第二透過領域３２０と、第一透過領域３３０と、が周方向に並設される。蛍光ホイール１０１は、照射領域Ｓに青色波長帯域光又は赤色波長帯域光が照射されながら回転することにより、照射領域Ｓに位置する領域が蛍光発光領域３１０、第二透過領域３２０又は第一透過領域３３０に経時変化する。従って、蛍光ホイール１０１は、照射領域Ｓに位置する領域（蛍光発光領域３１０、第二透過領域３２０、第一透過領域３３０）と照射される光に応じて、各色の光を出射することができる。
【００３１】
蛍光発光領域３１０は、ミラー加工された反射板３０２の表面に形成される。また、蛍光発光領域３１０には、周方向に並設される緑色蛍光体３１１（第二蛍光体）が形成される。緑色蛍光体３１１は、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光が照射されると、赤色波長帯域光と波長成分が隣接又は重複する緑色波長帯域光（第三波長帯域光）を蛍光光として第二面１０１ｂ側へ出射する。
【００３２】
第二透過領域３２０は、蛍光ホイール１０１の基材である反射板３０２の外周縁部に形成された切欠き状の開口部に、透光性を有するガラス等の透光部材が嵌入されて形成される。第二透過領域３２０は、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、第二透過領域３２０に拡散層が形成されている場合、第二透過領域３２０は青色波長帯域光を拡散透過させることができる。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、蛍光ホイール１０１は、第一支持板３０１及び第二支持板３０３の間に反射板３０２が挟持されて形成される。第一支持板３０１、反射板３０２及び第二支持板３０３は、各々円板状に形成されて図３に示した軸部１１２に対し固定される。反射板３０２には、透光部材３３１が嵌入される平面視円弧状の開口部３０２ａが形成される。第一支持板３０１には、開口部３０２ａと対応する位置に、平面視円弧状の開口部３０１ａが形成される。開口部３０２ａ内に配置された透光部材３３１は、開口部３０１ａの内縁の一部と、第二支持板３０３の外縁とにより挟持されて支持される。
【００３４】
第一透過領域３３０は、赤色蛍光体３３２（第一蛍光体）を内部に拡散配置させたガラス等の透光部材３３１により形成することができる。従って、第一透過領域３３０における赤色蛍光体３３２の配置密度は蛍光発光領域３１０における緑色蛍光体３１１の配置密度よりも疎となるように（低くなるように）形成される。第一透過領域３３０は、赤色波長帯域光が第一面１０１ａ側から照射されると、第二面１０１ｂ側に赤色波長帯域光を透過させる。また、第一透過領域３３０は、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光が内部の赤色蛍光体３３２に照射されると、蛍光光（第一蛍光光）である赤色波長帯域光を第一面１０１ａ側及び第二面１０１ｂ側を含む全方位に出射させることができる。第二面１０１ｂ側に出射された赤色蛍光体３３２からの赤色波長帯域光は集光レンズ群１１１で集光されて、赤色発光ダイオード１２１からの赤色波長帯域光とともに第一反射ミラー１４２へ向けて出射される。なお、蛍光ホイール１０１の第一面１０１ａ側の透光部材３３１には、青色波長帯域光を反射する反射膜３３３を形成することができる。これにより、第二面１０１ｂ側から入射される青色レーザダイオード７１からの射出光を第二面１０１ｂ側に反射することができる。よって、赤色蛍光体３３２を励起せずに反射された青色波長帯域光が再度赤色蛍光体３３２に照射される機会を増加させ、赤色蛍光体３３２を効率良く励起することができ、反射膜３３３が無い場合と比較して蛍光光をより多く得ることができる。
【００３５】
なお、第一透過領域３３０について、赤色蛍光体３３２を内部に拡散配置させた透光部材３３１により形成するとしたが、この構成に限らない。図４（ｂ）の変形例１で後述する、赤色波長帯域光を出射する第三期間に位置する第一透過領域３３０は、赤色蛍光体３３２Ａを第二面１０１ｂ側等の表面に配置させた透光部材３３１Ａにより形成することができる。
【００３６】
図２に戻り、導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、第一反射ミラー１４２、第二反射ミラー１４３、及び第二ダイクロイックミラー１４４を備える。また、導光光学系１４０は、集光レンズ１４５，１４６を備える。
【００３７】
第一ダイクロイックミラー１４１は、拡散板７６と集光レンズ１４５との間、且つ第二ダイクロイックミラー１４４と集光レンズ１７３との間に配置され、青色波長帯域光を透過して、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射する。第一ダイクロイックミラー１４１は、拡散板７６側から出射された青色波長帯域光を透過して集光レンズ１４５側に導光するとともに、第二ダイクロイックミラー１４４で反射された青色波長帯域光を透過して集光レンズ１７３側に導光する。また、第一ダイクロイックミラー１４１は、集光レンズ１４５側から照射された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して集光レンズ１７３側に導光する。
【００３８】
第一反射ミラー１４２は、第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側であって蛍光ホイール１０１の背面パネル１３側に配置され、各色波長帯域光を反射する。また、集光レンズ１４５は、第一ダイクロイックミラー１４１と第一反射ミラー１４２との間に配置される。第一反射ミラー１４２は、第一ダイクロイックミラー１４１側から集光レンズ１４５を介して入射する青色波長帯域光を、蛍光ホイール１０１側へ反射するとともに、蛍光ホイール１０１から集光レンズ群１１１を介して出射された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を第一ダイクロイックミラー１４１側へ反射する。
【００３９】
第二反射ミラー１４３は、蛍光ホイール１０１の第一面１０１ａ側であって赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光の光軸上に配置され、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を反射する。第二反射ミラー１４３は、蛍光ホイール１０１から集光レンズ１１５を介して出射された青色波長帯域光を第二ダイクロイックミラー１４４側へ反射し、第二ダイクロイックミラー１４４から照射された赤色波長帯域光を蛍光ホイール１０１側へ反射する。
【００４０】
第二ダイクロイックミラー１４４は、赤色光源装置１２０と第二反射ミラー１４３との間に配置され、赤色波長帯域光を透過するとともに青色波長帯域光を反射する。集光レンズ１４６は、第二反射ミラー１４３と第二ダイクロイックミラー１４４との間に配置される。第二ダイクロイックミラー１４４は、第二反射ミラー１４３から集光レンズ１４６を介して入射する青色波長帯域光を第一ダイクロイックミラー１４１側へ反射し、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光を第二反射ミラー１４３側へ透過する。
【００４１】
以上のように導光光学系１４０を構成すると、第一ダイクロイックミラー１４１を透過した青色波長帯域光、並びに第一ダイクロイックミラー１４１で反射された赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、光源側光学系１７０の集光レンズ１７３に集光される。そして、各波長帯域光の光は光源側光学系１７０に設けられる合成光路に導光される。
【００４２】
光源側光学系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、光軸変換ミラー１８１、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５により構成されている。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５１から出射された画像光を投影側光学系２２０に向けて出射するので、投影側光学系２２０の一部でもある。
【００４３】
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に向かって出射される。
【００４４】
光軸変換ミラー１８１は、導光装置１７５の背面パネル１３側の光軸上であって、集光レンズ１７８の後方に配置される。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で集光された後、光軸変換ミラー１８１により集光レンズ１８３側へ反射される。
【００４５】
光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、ＤＭＤとされる表示素子５１は、背面パネル１３側にヒートシンク１９０が設けられ、このヒートシンク１９０により表示素子５１は冷却される。
【００４６】
光源側光学系１７０により表示素子５１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５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系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、レンズモータにより移動可能に形成される。そして、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。
【００４７】
次に、光源装置６０の駆動例について説明する。光源制御回路４１は、時分割された一フレームのセグメント期間に、緑色波長帯域光を出射する第一期間、青色波長帯域光を出射する第二期間、及び赤色波長帯域光を出射する第三期間が含まれるように光源装置６０を駆動する。
【００４８】
第一期間では、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光の照射領域Ｓが、蛍光発光領域３１０に位置するため、蛍光ホイール１０１から緑色波長帯域光が出射されて導光光学系１４０により光源側光学系１７０へ導光される。
【００４９】
第二期間では、励起光照射装置７０から出射された青色波長帯域光の照射領域Ｓが、第二透過領域３２０に位置するため、蛍光ホイール１０１から青色波長帯域光が出射されて導光光学系１４０により光源側光学系１７０へ導光される。
【００５０】
第三期間では、赤色光源装置１２０から出射された赤色波長帯域光の照射領域Ｓが、第一透過領域３３０に位置するため、蛍光ホイール１０１から赤色波長帯域光が出射されて導光光学系１４０により光源側光学系１７０へ導光される。また、第三期間では励起光照射装置７０から青色波長帯域光を出射して第一透過領域３３０に照射することができる。第一透過領域３３０に照射された青色波長帯域光は、赤色蛍光体３３２を励起して赤色蛍光体３３２から赤色波長帯域光を出射させる。そのため、第三期間では赤色光源装置１２０及び赤色蛍光体３３２の双方から出射される光を合成して、明るい赤色波長帯域光を光源側光学系１７０に導光することができる。
【００５１】
このように投影装置１０を構成することで、蛍光ホイール１０１を回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から適宜のタイミングで光を出射すると、緑色、青色及び赤色の各波長帯域光が導光光学系１４０及び光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。そのため、投影装置１０の表示素子５１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。
【００５２】
また、光源装置６０は、互いに波長成分が隣接又は重複する赤色波長帯域光と緑色波長帯域光を、波長成分による光路分割や合成を行わない構成としたため、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光の利用効率を向上させることができる。従って、赤色光と緑色光とは、一部の波長成分が重複することがあり、光路合成部材の透過又は反射により光路を合成すると、赤色光又は緑色光のいずれかの重複する波長成分を導光できず光源光として暗くなる場合があるが、この問題を解消することができる。
【００５３】
次に、実施形態１の蛍光ホイール１０１に設けられた第一透過領域３３０の変形例１〜変形例３について、図４（ｂ）〜図４（ｄ）を用いて説明する。
【００５４】
（変形例１）
図４（ｂ）は、変形例１における蛍光ホイール１０１Ａの第一透過領域３３０Ａの断面図である。蛍光ホイール１０１Ａは、図３に示した蛍光ホイール１０１の第一透過領域３３０の代わりに第一透過領域３３０Ａを備える。第一透過領域３３０Ａは、第一透過領域３３０と同様に平面視円弧状に形成される。図４（ｂ）の断面位置は図４（ａ）と同様である。
【００５５】
第一透過領域３３０Ａは、透光部材３３１の代わりに透光部材３３１Ａを備える。透光部材３３１Ａの第一面１０１ａ側には、反射膜３３３が形成される。また、透光部材３３１Ａの第二面１０１ｂ側の表面の一部には、赤色蛍光体３３２Ａが形成される。赤色蛍光体３３２Ａは蛍光ホイール１０１Ａの平面視において、第一透過領域３３０Ａよりも小さい面積となるように形成される。赤色蛍光体３３２Ａは、蛍光ホイール１０１Ａの周方向に沿って第一透過領域３３０Ａの長尺方向に亘り略円弧状に形成することができる。赤色蛍光体３３２Ａは透光部材３３１Ａよりも幅狭に形成される。
【００５６】
変形例１では、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光が透光部材３３１Ａの第一面１０１ａ側に照射されると、赤色波長帯域光は、反射膜３３３及び透光部材３３１Ａの順に透過して第二面１０１ｂ側から出射される。また、青色レーザダイオード７１から励起光として出射された青色波長帯域光が第二面１０１ｂ側に照射されると、青色波長帯域光は赤色蛍光体３３２Ａを励起する。赤色蛍光体３３２Ａは青色波長帯域光により励起されて赤色波長帯域光を全方位に出射する。第二面１０１ｂ側へ出射された赤色波長帯域光は、蛍光ホイール１０１Ａの出射光として図２の集光レンズ群１１１で集光される。本変形例では透光部材３３１Ａの表面に赤色蛍光体３３２Ａを形成したため、赤色蛍光体を透光部材内に分散配置した場合に比べて高い発光効率を得ることができる。
【００５７】
（変形例２）
図４（ｃ）は、変形例２における蛍光ホイール１０１Ｂの第一透過領域３３０Ｂの断面図である。蛍光ホイール１０１Ｂは、蛍光ホイール１０１の第一透過領域３３０の代わりに第一透過領域３３０Ｂを備える。第一透過領域３３０Ｂは、第一透過領域３３０と同様に平面視円弧状に形成される。図４（ｃ）の断面位置は４（ａ）と同様である。
【００５８】
第一透過領域３３０Ｂは、透光部材３３１の代わりに透光部材３３１Ｂを備える。透光部材３３１Ｂの第一面１０１ａ側には、反射膜３３３が形成される。また、透光部材３３１Ｂの内部には、黄色蛍光体３３２Ｂ（第一蛍光体）が分散配置されている。透光部材３３１Ｂの第二面１０１ｂ側には、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過して緑色波長帯域光を遮光するダイクロイックフィルタ３３４がコーティングされている。
【００５９】
変形例２では、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光が透光部材３３１Ｂの第一面１０１ａ側に照射されると、赤色波長帯域光は反射膜３３３、透光部材３３１Ｂ及びダイクロイックフィルタ３３４の順に透過して第二面１０１ｂ側から出射される。また、青色レーザダイオード７１から励起光として出射された青色波長帯域光が第二面１０１ｂ側に照射されると、青色波長帯域光はダイクロイックフィルタ３３４を透過して透光部材３３１Ｂ内に入射する。黄色蛍光体３３２Ｃは、透光部材３３１Ｂに入射した青色波長帯域光により励起されて黄色波長帯域光（第四波長帯域光，第一蛍光光）を全方位に出射する。第二面１０１ｂ側へ出射した黄色波長帯域光は、ダイクロイックフィルタ３３４により緑色波長成分が取り除かれて、赤色波長帯域光として蛍光ホイール１０１Ｂから出射され、図２の集光レンズ群１１１で集光される。
【００６０】
（変形例３）
図４（ｄ）は、変形例３における蛍光ホイール１０１Ｃの第一透過領域３３０Ｃの断面図である。蛍光ホイール１０１Ｃは、図３に示す第一透過領域３３０の代わりに第一透過領域３３０Ｃを備える。第一透過領域３３０Ｃは、第一透過領域３３０と同様に平面視円弧状に形成される。図４（ｃ）の断面位置は、図４（ａ）と同様である。
【００６１】
第一透過領域３３０Ｃは、透光部材３３１の代わりに透光部材３３１Ｃを備える。透光部材３３１Ｃの第一面１０１ａ側には、反射膜３３３が形成される。また、透光部材３３１Ｃの第二面１０１ｂ側の表面の一部には、黄色蛍光体３３２Ｃが形成される。黄色蛍光体３３２Ｃは蛍光ホイール１０１Ｃの平面視において、第一透過領域３３０Ｃよりも小さい面積となるように形成される。黄色蛍光体３３２Ｃは、蛍光ホイール１０１Ｃの周方向に沿って第一透過領域３３０Ａの長尺方向に亘り略円弧状に形成することができる。この場合、黄色蛍光体３３２Ｃは透光部材３３１Ｃよりも幅狭に形成することができる。
【００６２】
透光部材３３１Ｃの第二面１０１ｂ側には赤色波長帯域光及び青色波長帯域光を透過して緑色波長帯域光を遮光するダイクロイックフィルタ３３５が配置される。ダイクロイックフィルタ３３５は、第二支持板３０３の第二面１０１ｂ側に設けられる支持板３０４により支持されて、透光部材３３１Ｃから離間して固定配置される。
【００６３】
変形例３では、赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光が透光部材３３１Ｃの第一面１０１ａ側に照射されると、赤色波長帯域光は反射膜３３３、透光部材３３１Ｃ及びダイクロイックフィルタ３３５の順に透過して第二面１０１ｂ側から出射される。また、青色レーザダイオード７１から励起光として出射された青色波長帯域光が第二面１０１ｂ側に照射されると、青色波長帯域光はダイクロイックフィルタ３３５を透過して黄色蛍光体３３２Ｃを励起する。黄色蛍光体３３２Ｃは青色波長帯域光により励起されて黄色波長帯域光（第四波長帯域光）を全方位に出射する。第二面１０１ｂ側へ出射された黄色波長帯域光は、ダイクロイックフィルタ３３５により緑色波長成分が取り除かれて、赤色波長帯域光として蛍光ホイール１０１Ｃから出射され、図２の集光レンズ群１１１で集光される。本変形例では透光部材３３１Ｃの表面に黄色蛍光体３３２Ｃを形成したため、黄色蛍光体を透光部材内に分散配置した場合に比べて高い発光効率を得ることができる。
【００６４】
なお、変形例１の赤色蛍光体３３２Ａ及び変形例３の黄色蛍光体３３２Ｃは、透光部材３３１Ａ，３３１Ｃの第二面１０１ｂ側において周方向に沿って間欠的に形成してもよい。
【００６５】
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。図５は、実施形態２に係る投影装置１０Ａの内部構造を示す平面模式図である。本実施形態では、図２の表示素子５１、光源装置６０及び表示駆動部２６の代わりに、それぞれ表示素子５１１〜５１３、光源装置６０Ａ及び液晶駆動部を備えた投影装置１０Ａについて説明する。光源制御回路４１は光源装置６０Ａの発光動作を制御する。液晶駆動部は、表示素子５１１，５１２，５１３の透光及び遮光の切り換えを制御する。なお、本実施形態の説明において、投影装置１０と同様の構成については同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
【００６６】
図５で、光源装置６０Ａは、青色光源装置４０１として、青色レーザダイオード７１１と、拡散ホイール装置４１０と、を備える。拡散ホイール装置４１０の拡散ホイール４１１の外周縁近傍には、拡散透過領域が周方向の全周に亘って環状に形成される。
【００６７】
緑色光源装置４０２は、励起光を出射するレーザダイオード７１２と、蛍光ホイール装置４２０と、を備える。蛍光ホイール装置４２０の蛍光ホイール４２１の外周縁近傍には、蛍光発光領域４２３が周方向の全周に亘って環状に形成される。蛍光発光領域４２３は、レーザダイオード７１２から出射された光により励起されて緑色波長帯域光を出射する。
【００６８】
赤色光源装置４０３は、励起光を出射するレーザダイオード７１３と、赤色発光ダイオード（第一光源）１２１と、透過ホイール装置４３０と、を備える。透過ホイール装置４３０の透過ホイール４３１の外周縁近傍には、透過領域３３０Ｄ（図４（ａ）の第一透過領域３３０と同様の断面構成の領域）が周方向の全周に亘って環状に形成される。透過領域３３０Ｄは、図４（ａ）及び図４（ｂ）と同様に赤色蛍光体３３２Ａを表面に設けた又は赤色蛍光体３３２を内部に拡散配置させたガラス等の透光材料により形成することができる。
【００６９】
透過領域３３０Ｄは、赤色波長帯域光が第一面１０１ａ側から照射されると、第二面１０１ｂ側に赤色波長帯域光を透過させる。また、透過領域３３０Ｄは、励起光照射装置７０Ａのレーザダイオード７１３から出射された青色波長帯域光又は紫外光が内部の赤色蛍光体に照射されると、赤色波長帯域光を第一面１０１ａ側及び第二面１０１ｂ側を含む全方位に出射させることができる。なお、実施形態１の蛍光ホイール１０１と同様に、透過ホイール４３１の第一面１０１ａに、青色波長帯域光を反射する反射膜３３３を形成することで（図４（ａ）参照）、第二面１０１ｂ側から入射される励起光を反射することができる。なお、実施形態２では、実施形態１と異なり、励起光源と別に青色光源装置４０１を有しているので、励起光照射装置７０Ａから出射される光が紫外光の場合には、透過ホイール４３１の第一面１０１ａに、紫外光を反射する反射膜３３３を形成することができる。よって、赤色蛍光体を効率良く励起することができ、反射膜が無い場合と比較して蛍光光をより多く得ることができる。
【００７０】
なお、図４（ｃ）の変形例２と同様に、透過領域３３０Ｄの透光材料の内部に、赤色蛍光体３３２ではなく、黄色蛍光体３３２Ｂを拡散配置させても良い。ただし、この場合、赤色波長帯域光のみを透過する赤色透過フィルタを、透過ホイール４３１と表示素子５１３との間に設けることが望ましい。
【００７１】
また、拡散ホイール装置４１０、蛍光ホイール装置４２０及び透過ホイール装置４３０における、順に設けられた拡散ホイール４１１、蛍光ホイール４２１及び透過ホイール４３１は、モータ４１２，４２２，４３２（駆動部）により回転駆動される。
【００７２】
次に、青色光源装置４０１について説明する。青色光源装置４０１の青色レーザダイオード７１１から出射された青色波長帯域光は、コリメータレンズ７３により平行光となるように集光されて、拡散ホイール４１１に向けて出射される。拡散ホイール４１１は、全周に亘って単一の光源セグメントである拡散透過領域が設けられるように構成される。コリメータレンズ７３から出射された青色波長帯域光は、拡散ホイール４１１で拡散透過されて、反射ミラー５０１に出射される。拡散ホイール４１１からの青色波長帯域光は、反射ミラー５０１で反射され、集光レンズ６０１で集光された後、表示素子５１１に入射する。
【００７３】
次に、緑色光源装置４０２について説明する。レーザダイオード７１２から励起光として出射された青色波長帯域光又は紫外光は、コリメータレンズ７３により平行光となるように集光されて、ダイクロイックミラー５０４に入射する。ダイクロイックミラー５０４は、青色波長帯域光又は紫外光を反射し、緑色波長帯域光を透過する。ダイクロイックミラー５０４で反射された青色波長帯域光又は紫外光は、蛍光ホイール４２１に向けて導光される。
【００７４】
蛍光ホイール４２１は、蛍光発光領域４２３に青色波長帯域光又は紫外光が照射されると、蛍光光として緑色波長帯域光を出射する。蛍光ホイール４２１の第二面１０１ｂには、励起光及び蛍光光を反射する反射膜が形成されているので、全方向に拡散する蛍光光を反射膜で第二面１０１ｂ側へ反射することができる。また、蛍光体の励起に寄与しなかった励起光は反射膜で反射されるので、再び蛍光発光領域４２３で蛍光光の発光に寄与することができる。蛍光光は、ダイクロイックミラー５０４に出射される。ダイクロイックミラー５０４を透過した緑色波長帯域光は、表示素子５１２に入射する。
【００７５】
次に、赤色光源装置４０３について説明する。レーザダイオード７１３から励起光として出射された青色波長帯域光又は紫外光は、コリメータレンズ７３により平行光となるように集光されて、ダイクロイックミラー５０２に入射する。ダイクロイックミラー５０２は、青色波長帯域光又は紫外光を反射し、ダイクロイックミラー５０２で反射された青色波長帯域光又は紫外光は、透過ホイール４３１に向けて導光される。
【００７６】
透過ホイール４３１は、外周縁近傍に、透過領域３３０Ｄが周方向の全周に亘って形成されている。透過領域３３０Ｄは、図４（ａ）と同様に、赤色蛍光体３３２（或いは図４（ｃ）の黄色蛍光体３３２Ｂ）を内部に拡散配置させたガラス等の透光材料により形成されている。透過ホイール４３１の第一面１０１ａ側には、青色波長帯域光又は紫外光等の励起光の波長帯域光を反射する反射膜が形成されている。従って、透過領域３３０Ｄに青色波長帯域光又は紫外光が照射されると、蛍光光として赤色波長帯域光（黄色蛍光体３３２Ｂを有する場合は黄色波長帯域）を出射する。
【００７７】
赤色光源装置４０３は、更に赤色発光ダイオード（第一光源）１２１を備える。赤色発光ダイオード１２１から出射された赤色波長帯域光は、集光レンズ群１２５で集光された後、透過ホイール４３１の第一面１０１ａ側から入射されて透過領域３３０Ｄを透過し、第二面１０１ｂ側から出射される。この透過領域３３０Ｄを透過した赤色発光ダイオード１２１の赤色波長帯域光と、励起光で励起された蛍光光の赤色波長帯域光と、はダイクロイックミラー５０２に出射する。ダイクロイックミラー５０２を透過した赤色波長帯域光は、反射ミラー５０５で反射されて表示素子５１３に入射する。なお、第一透過領域３３０の透光材料の内部に、赤色蛍光体３３２ではなく、図４（ｃ）の変形例２と同様に、黄色蛍光体３３２Ｂを拡散配置させても良い。ただし、この場合赤色波長帯域光のみを透過する赤色透過フィルタを、透過ホイール４３１と表示素子５１３との間に設けることが望ましい。
【００７８】
表示素子５１１，５１２，５１３の三方向から囲われる内側の位置には、ダイクロイックプリズム７０１が配置される。表示素子５１１，５１２，５１３は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。制御部３８は、各表示素子５１１，５１２，５１３を時分割で画素毎に透光又は遮光する切り換えの制御を行うことにより、ダイクロイックプリズム７０１に青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を時分割で入射させる。ダイクロイックプリズム７０１は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を集光レンズ６０２へ向けて反射させ、緑色波長帯域光を集光レンズ６０２へ向けて透過する。これにより、画像を形成する光が、集光レンズ６０２側へ出射される。
【００７９】
集光レンズ６０２は、ダイクロイックプリズム７０１から出射された光を集光して、図示しないスクリーン等に投影画像を表示させる。なお、実施形態２において、制御部３８は、青色波長帯域光、緑色波長帯域光及び赤色波長帯域光を、各々対応する表示素子５１１，５１２，５１３に同時に入射させてダイクロイックプリズム７０１で光を合成してもよい。
【００８０】
また、実施形態２においても、透過領域３３０Ｄの構成を、図４（ｂ）〜図４（ｄ）の変形例１〜変形例３に示した第一透過領域３３０Ａ〜３３０Ｃと同様の断面構成とすることができる。実施形態２の透過ホイール４３１に変形例１〜変形例３の第一透過領域３３０Ａ〜３３０Ｃを適用する場合は、第一透過領域３３０Ａ〜３３０Ｃを透過ホイール４３１の全周に亘って環状に形成することができる。
【００８１】
なお、実施形態１において、導光装置１７５の前にカラーフィルタを有したカラーホイールを備える構成としてもよい。例えば、カラーホイールは、各色波長帯域光を透過する透過領域と、青色波長帯域光及び緑色波長帯域光を遮光する赤色透過フィルタとを、周方向に並設する構成とすることができる。そして、カラーホイールと、蛍光ホイール１０１，とは、同期して回転駆動させることができる。例えば、カラーホイールは、蛍光ホイール１０１が赤色波長帯域光を出射するタイミングで赤色成分のみが赤色透過フィルタを透過させるように駆動し、色の純度を向上させることができる。なお、カラーホイールを設けた場合、変形例２，３の第一透過領域３３０Ｂ，３３０Ｃにおいて、ダイクロイックフィルタ３３４，３３５を設けない構成としてもよい。
【００８２】
また、赤色発光ダイオード１２１の代わりに赤色レーザダイオードを用いてもよい。この場合、第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃ，透過領域３３０Ｄには拡散層を設けて、赤色波長帯域光を拡散透過させる構成とすることができる。また、導光光学系１４０において、赤色波長帯域光の光路上に拡散板を設ける構成としてもよい。
【００８３】
また、光源装置６０は、蛍光ホイール１０１の第一透過領域３３０において、赤色波長帯域光を第一面１０１ａ側から入射させるタイミングで青色波長帯域光を第二面１０１ｂ側から弱い出力で入射させることができる。このときの青色波長帯域光の光強度は、蛍光ホイール１０１の第二透過領域３２０に照射する光よりも弱い光強度とすることができる。これにより、光源装置６０は、光源側光学系１７０へ出射させる赤色波長帯域光の色再現性を低下させることなく輝度を向上させることができる。
【００８４】
また、実施形態１の蛍光ホイール１０１において、第二透過領域３２０は、内部の一部又は表面の一部に、青色波長帯域光により励起されることで緑色波長帯域光を蛍光光として出射する緑色蛍光体を含む構成としてもよい。そうすることで、蛍光ホイール１０１は、第二透過領域３２０から緑色波長帯域光を含む青色波長帯域光を第二面１０１ｂ側へ出射することができる。第二透過領域３２０に含まれる緑色蛍光体の量を調整することで青色波長帯域光の色味を調整し、青色波長帯域光の色再現性を向上させることができる。緑色蛍光体を第二透過領域３２０の表面に形成する場合は、第一面１０１ａ側に形成してもよいし第二面１０１ｂ側に形成してもよい。
【００８５】
以上説明したように、本発明の実施形態の光源装置６０及び投影装置１０は、第一波長帯域光を出射する第一光源と、第一面側から入射される第一波長帯域光を透過する第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃ，透過領域３３０Ｄが形成されるホイール（蛍光ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃ，透過ホイール４３１）と、を備える。第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃ，透過領域３３０Ｄは、第一面１０１ａと反対側であるホイールの第二面１０１ｂ側から、第一波長帯域光とは波長帯域が異なる第二波長帯域光が照射されることにより、第一波長帯域光の少なくとも一部の波長帯域を含む第一蛍光光を出射する第一蛍光体を含有する。
【００８６】
そのため、第三波長帯域光の光路は第一波長帯域光及び第一蛍光体からの蛍光光の光路と同じとすることができるため、第一波長帯域光と第一蛍光体からの蛍光光との分離又は合成の際の損失を低減して各光を導光することができ、全体として色バランスを確保しながら明るい光源光を出射する光源装置６０，６０Ａを構成することができる。
【００８７】
また、第一蛍光体が第一透過領域３３０，３３０Ｂの内部に分散されている又は第一透過領域３３０Ａ，３３０Ｃの表面の一部に形成されている光源装置６０は、第一波長帯域光に第一波長帯域光を透過させながら、第二波長帯域光が照射された場合に蛍光光を出射させることができる。
【００８８】
また、第二波長帯域光を出射する第二光源を備え、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃは、第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃと周方向に並設され、第二波長帯域光を透過する第二透過領域３２０と、第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃ且つ第二透過領域３２０と並設され、第二面１０１ｂ側から第二波長帯域光が照射されることにより、第一波長帯域光且つ第二波長帯域光とは異なる第三波長帯域光を第二蛍光光として出射する第二蛍光体が形成された蛍光発光領域３１０と、を有する。そのため、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃからは第一波長帯域光第三波長帯域光を出射させることができる。
【００８９】
また、第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃにおける第一蛍光体の配置密度が、蛍光発光領域３１０における第二蛍光体の配置密度よりも疎である光源装置６０は、第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃでは第一波長帯域光を透過可能としながら第二波長帯域光を照射することで第一蛍光光を出射させ、蛍光発光領域３１０では第二波長帯域光を照射することで上記第一蛍光光よりも明るい第三波長帯域光を出射させることができる。
【００９０】
また、第一透過領域３３０Ｂ，３３０Ｃは、第二波長帯域光が照射されることにより、第一波長帯域光の一部と、第一波長帯域光と隣接又は重複する波長成分を含む第三波長帯域光の一部と、を含む第四波長帯域光を第一蛍光光として出射する第一蛍光体を含有する光源装置６０は、ホイール１０１Ｂ，１０１Ｃから出射される第三波長帯域光の光量を増加させることができる。
【００９１】
また、第一透過領域３３０Ｂ，３３０Ｃは、第二面１０１ｂ側に第三波長帯域光を遮光するダイクロイックフィルタ３３４，３３５を備える。そのため、第三波長帯域光の色純度を向上させることができる。
【００９２】
また、第二透過領域３２０は第二波長帯域光を透過する領域であり、光源装置６０は蛍光ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃの第一面１０１ａ側に透過した第二波長帯域光と、第二面１０１ｂ側に透過した第一波長帯域光と、第二面１０１ｂ側に出射された第三波長帯域光及び第四波長帯域光とを合成する導光光学系１４０を備える。そのため、少ない光源で複数の波長帯域の光を出射させ光源光として合成することができる。
【００９３】
また、導光光学系１４０は、第二光源から出射された第二波長帯域光をホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃに導光するとともに、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃから第一面１０１ａ側へ出射された第二波長帯域光を合成光路に導光し、及び、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃから第二面１０１ｂ側へ出射された第二波長帯域光、第三波長帯域光及び第一蛍光光を合成光路に導光する第一ダイクロイックミラー１４１を備える。波長帯域に応じて各光の光路を制御できるため、簡易な構成で複数の波長帯域の光を合成することができる。
【００９４】
また、導光光学系１４０は、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃを透過した第二波長帯域光を第一ダイクロイックミラー１４１へ導光するとともに、第二光源から出射された第二波長帯域光を蛍光ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃへ導光する第二ダイクロイックミラー１４４を備える。そのため、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃから第一ダイクロイックミラー１４１へ向かう光と、第二光源からホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃへ向かう光の光路の一部を共通にすることができ、導光光学系１４０の構成を簡易にすることができる。
【００９５】
また、導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１から出射された第二波長帯域光をホイール１０１,１０１Ａ〜１０１Ｃへ導光するとともに、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃから出射された第二波長帯域光乃至第四波長帯域光を第一ダイクロイックミラー１４１へ導光する第一反射ミラー１４２を備え、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃを透過した第二波長帯域光を第二ダイクロイックミラー１４４へ導光するとともに、第二ダイクロイックミラー１４４から出射された第二波長帯域光をホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃへ導光する第二反射ミラー１４３を備える。そのため、第一光源、第二光源及び蛍光ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃの配置の自由度を向上させることができる。
【００９６】
また、第一波長帯域光は赤色波長帯域光であり、第二波長帯域光は青色波長帯域光であり、第三波長帯域光は緑色波長帯域光であり、第四波長帯域光は黄色波長帯域光である光源装置６０は、カラー画像を投影可能な光源装置を構成するとともに、色再現性を優先したり明るさを優先する等使用環境に応じて投影モードを切り替えることができる。
【００９７】
なお、以上説明した実施形態、変形例は、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。
【００９８】
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］  第一波長帯域光を出射する第一光源と、
第一面側から入射される前記第一波長帯域光を透過する第一透過領域が形成されるホイールと、
を備え、
前記第一透過領域は、前記第一面と反対側である前記ホイールの第二面側から、前記第一波長帯域光とは波長帯域が異なる第二波長帯域光が照射されることにより、前記第一波長帯域光の少なくとも一部の波長帯域を含む第一蛍光光を出射する第一蛍光体を含有する、
ことを特徴とする光源装置。
［２］  前記ホイールの前記第一面側の前記第一透過領域に、前記第二波長帯域光を反射する反射膜が形成されることを特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［３］  前記第一蛍光体は、前記第一透過領域の内部に分散されている又は前記第一透過領域の表面の一部に形成されていることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の光源装置。
［４］  前記第二波長帯域光を出射する第二光源を備え、
前記ホイールは、前記第一透過領域と周方向に並設され、前記第二波長帯域光を透過する第二透過領域と、前記第一透過領域且つ前記第二透過領域と並設され、前記第二面側から前記第二波長帯域光が照射されることにより、前記第一波長帯域光且つ前記第二波長帯域光とは異なる第三波長帯域光を第二蛍光光として出射する第二蛍光体が形成された蛍光発光領域と、を有する、
ことを特徴とする前記［１］乃至前記［３］の何れかに記載の光源装置。
［５］  前記第一透過領域における前記第一蛍光体の配置密度は、前記蛍光発光領域における前記第二蛍光体の配置密度よりも疎であることを特徴とする前記［４］に記載の光源装置。
［６］  前記第一透過領域は、前記第二波長帯域光が照射されることにより、前記第一波長帯域光の一部と、前記第一波長帯域光と隣接又は重複する波長成分を含む前記第三波長帯域光の一部と、を含む第四波長帯域光を前記第一蛍光光として出射する前記第一蛍光体を含有する、
ことを特徴とする前記［４］又は前記［５］に記載の光源装置。
［７］  前記第一透過領域は、前記第二面側に前記第三波長帯域光を遮光するダイクロイックフィルタを備えることを特徴とする前記［６］に記載の光源装置。
［８］  前記第二透過領域は前記第二波長帯域光を透過する領域であり、
前記ホイールの前記第一面側に透過した前記第二波長帯域光と、前記第二面側に透過した前記第一波長帯域光と、前記第二面側に出射された前記第三波長帯域光及び前記第一蛍光光とを合成する導光光学系を備える、
ことを特徴とする前記［６］又は前記［７］に記載の光源装置。
［９］  前記導光光学系は、前記第二光源から出射された前記第二波長帯域光を前記ホイールに導光するとともに、前記ホイールから前記第一面側へ出射された前記第二波長帯域光を合成光路に導光し、及び、前記ホイールから前記第二面側へ出射された前記第一波長帯域光、前記第三波長帯域光及び前記第一蛍光光を前記合成光路に導光する第一ダイクロイックミラーを備える、ことを特徴とする前記［８］に記載の光源装置。
［１０］  前記導光光学系は、前記ホイールを透過した前記第二波長帯域光を前記第一ダイクロイックミラーへ導光するとともに、前記第二光源から出射された前記第二波長帯域光を前記ホイールへ導光する第二ダイクロイックミラーを備える、ことを特徴とする前記［９］に記載の光源装置。
［１１］  前記導光光学系は、
前記第一ダイクロイックミラーから出射された前記第二波長帯域光を前記ホイールへ導光するとともに、前記ホイールから出射された前記第一波長帯域光、前記第三波長帯域光及び前記第一蛍光光を前記第一ダイクロイックミラーへ導光する第一反射ミラーと、
前記ホイールを透過した前記第二波長帯域光を前記第二ダイクロイックミラーへ導光するとともに、前記第二ダイクロイックミラーから出射された前記第一波長帯域光を前記ホイールへ導光する第二反射ミラーと、
を備えることを特徴とする前記［１０］に記載の光源装置。
［１２］  前記第一波長帯域光は赤色波長帯域光であり、
前記第二波長帯域光は青色波長帯域光であり、
前記第三波長帯域光は緑色波長帯域光であり、
前記第四波長帯域光は黄色波長帯域光である、
ことを特徴とする前記［６］乃至前記［１１］の何れかに記載の光源装置。
［１３］  前記［１］乃至前記［１２］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側光学系と、
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】
【００９９】
１０      投影装置                        １０Ａ    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                        ５１      表示素子
６０      光源装置                        ６０Ａ    光源装置
７０      励起光照射装置                  ７０Ａ    励起光照射装置
７１      青色レーザダイオード（第一光源）７３      コリメータレンズ
７５      集光レンズ                      ７６      拡散板
８０      緑色光源装置                    ８１      ヒートシンク
１００    蛍光ホイール装置                １０１    蛍光ホイール
１０１Ａ〜Ｃ  蛍光ホイール                １０１ａ  第一面
１０１ｂ  第二面                          １１０    モータ
１１１    集光レンズ群                    １１２    軸部
１１５    集光レンズ                      １２０    赤色光源装置
１２１    赤色発光ダイオード（第二光源）  １２５    集光レンズ群
１４０    導光光学系                      １４１    第一ダイクロイックミラー
１４２    第一反射ミラー                  １４３    第二反射ミラー
１４４    第二ダイクロイックミラー        １４５    集光レンズ
１４６    集光レンズ                      １７０    光源側光学系
１７３    集光レンズ                      １７５    導光装置
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                      ３０１    第一支持板
３０１Ａ  拡散ホイール                    ３０１ａ  開口部
３０２    反射板                          ３０２ａ  開口部
３０３    第二支持板                      ３０４    支持板
３１０    蛍光発光領域                    ３１１    緑色蛍光体（第二蛍光体）
３２０    第二透過領域
３３０    第一透過領域                    ３３０Ａ〜Ｄ  第一透過領域
３３１    透光部材                        ３３１Ａ〜Ｃ  透光部材
３３２，３３２Ａ  赤色蛍光体（第一蛍光体）
３３２Ｂ，３３２Ｃ  黄色蛍光体（第一蛍光体）
３３３    反射膜                          ３３４    ダイクロイックフィルタ
３３５    ダイクロイックフィルタ          ４０１    青色光源装置
４０２    緑色光源装置                    ４０３    赤色光源装置
４１０    拡散ホイール装置                ４１１    拡散ホイール
４１２    モータ                          ４２０    蛍光ホイール装置
４２１    蛍光ホイール                    ４２２    モータ
４２３    蛍光発光領域                    ４３０    透過ホイール装置
４３１    透過ホイール                    ４３２    モータ
５０１    反射ミラー                      ５０２    ダイクロイックミラー
５０４    ダイクロイックミラー            ５０５    反射ミラー
５１１〜５１３  表示素子                  ６０１    集光レンズ
６０２    集光レンズ                      ７０１    ダイクロイックプリズム
７１１    青色レーザダイオード            ７１２    レーザダイオード
７１３    レーザダイオード
Ｓ        照射領域
【図１】
2020030281.tif 000003
【図２】
2020030281.tif 000004
【図３】
2020030281.tif 000005
【図４】
2020030281.tif 000006
【図５】
2020030281.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月10日(2019.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
透過ホイール４３１は、外周縁近傍に、透過領域３３０Ｄが周方向の全周に亘って形成されている。透過領域３３０Ｄは、図４（ａ）と同様に、赤色蛍光体３３２（或いは図４（ｃ）の黄色蛍光体３３２Ｂ）を内部に拡散配置させたガラス等の透光材料により形成されている。透過ホイール４３１の第一面１０１ａ側には、青色波長帯域光又は紫外光等の励起光の波長帯域光を反射する反射膜が形成されている。従って、透過領域３３０Ｄに青色波長帯域光又は紫外光が照射されると、蛍光光として赤色波長帯域光（黄色蛍光体３３２Ｂを有する場合は黄色波長帯域光）を出射する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
また、第一蛍光体が第一透過領域３３０，３３０Ｂの内部に分散されている又は第一透過領域３３０Ａ，３３０Ｃの表面の一部に形成されている光源装置６０は、第一透過領域に第一波長帯域光を透過させながら、第二波長帯域光が照射された場合に蛍光光を出射させることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
また、第二波長帯域光を出射する第二光源を備え、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃは、第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃと周方向に並設され、第二波長帯域光を透過する第二透過領域３２０と、第一透過領域３３０，３３０Ａ〜３３０Ｃ且つ第二透過領域３２０と並設され、第二面１０１ｂ側から第二波長帯域光が照射されることにより、第一波長帯域光且つ第二波長帯域光とは異なる第三波長帯域光を第二蛍光光として出射する第二蛍光体が形成された蛍光発光領域３１０と、を有する。そのため、ホイール１０１，１０１Ａ〜１０１Ｃからは第一波長帯域光、第三波長帯域光を出射させることができる。