(57)【要約】【課題】簡便な構成によって複数の色再現モードを実現できる光源装置およびそれを用いた投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】光を出射する青色半導体レーザ１０１と、回動可能に設けられ、光によって励起されて蛍光を発光する蛍光体が配された蛍光体ホイール２００と、回動可能に設けられ、蛍光の一部の波長帯域を除去すると共に光を透過する領域を有する色トリムホイール３００と、蛍光体ホイールと色トリムホイールとの位相を調整する位相調整手段と、を備える。【選択図】  図２
2014186081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
回動可能に設けられ、前記光によって励起されて蛍光を発光する蛍光体が配された蛍光体ホイールと、
回動可能に設けられ、前記蛍光の一部の波長帯域を除去すると共に前記光を透過する領域を有する波長選択性ホイールと、
前記蛍光体ホイールと前記波長選択性ホイールとの位相を調整する位相調整手段と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１記載の光源装置において、
前記波長選択性ホイールは、前記蛍光のうち第１の波長帯域を除去すると共に前記光を透過する第１の領域と、前記蛍光のうち第２の波長帯域を除去すると共に前記光を透過する第２の領域と、
を有することを特徴とする光源装置。
【請求項３】
光を出射する光源と、
回動可能に設けられ、前記光によって励起されて蛍光を発光する蛍光体が配された蛍光体ホイールと、
回動可能に設けられ、前記蛍光の一部の波長帯域を除去すると共に前記光を透過する領域を有する波長選択性ホイールと、
前記蛍光体ホイールと前記波長選択性ホイールとの位相を調整する位相調整手段と、を有する光源部と、
前記光源部で発光した光を空間変調することによって映像を生成する映像生成部と、
前記映像生成部にて生成した映像を投写する投写レンズと、
を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザおよび蛍光体を用いた光源装置に関し、特に、赤色、緑色、青色などの可視光を出射する光源装置およびこの光源装置を用いた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、様々な映像などをスクリーンに拡大投写する投写型映像表示装置としてのプロジェクタが広く普及している。映像信号に応じて、光源から出射された光を、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）、あるいは、液晶表示素子といった空間光変調素子によって変調させ、スクリーン上に表示させるものである。
【０００３】
プロジェクタにおいて、明るくて大画面の映像を得るために、高輝度の超高圧水源ランプが光源として使用されてきたが、超高圧水銀ランプを光源とした場合、光源の寿命が短く面テンスが煩雑になるという問題があった。
【０００４】
これらの課題を解決するために、超高圧水銀ランプの代わりに、固体光源であるレーザと蛍光体を用いた新しい投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
蛍光体を用いる光源装置は、高密度に集光可能なレーザ光を励起光として用いることで、発光面積の小さい高輝度光を得ることができる。しかしながら、蛍光体の発光する蛍光はレーザ光に比べ非常に広い範囲の波長域の光であるため、映像表示装置の光源としては、蛍光の一部を除去し必要な波長域の光を取り出す手段を設ける必要がある。
【０００７】
従来技術としては、２つのホイールを用い、円板状の透明基材を用いた第１のホイール上に蛍光体層を形成し、その蛍光体層に励起光を照射して蛍光を出射するともに、円板状の透明基材を用いた第２のホイール上にダイクロイックフィルター層を形成し、ダイクロイック層により特定の波長の光を透過させるとともに、第１と第２のホイールを同期させ所望の光源光を出射する光源装置の構成が提案されている。
【０００８】
上記光源装置は、画像表示装置に適用することを目的としており、２つのホイールの同期を取ることにより、少なくとも赤色、緑色および青色の３色の特定の波長域の光を出射することができる。しかしながら、同期を取ることにより、各色の光量は一意に決まり、その状態で複数の色再現モードを有するためには、律速する特定色の光量をもとに、他の色の光量を下げることで実現できる。ただし、その際には光量低減をいう課題が発生する。
【０００９】
本開示は、上述した課題を解決するためのものであり、蛍光体ホイールとダイクロイックホイールを用いた光源装置において、簡便な構成によって複数の色再現モードを実現できる光源装置およびその光源装置を用いた投写型映像表示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】
【００１０】
本開示に係る光源装置（例えば、光源装置１０）は、光を出射する光源（例えば、青色半導体レーザ１０１）と、回動可能に設けられ、光によって励起されて蛍光を発光する蛍光体が配された蛍光体ホイール（例えば、蛍光体ホイール２００）と、回動可能に設けられ、蛍光の一部の波長帯域を除去すると共に光を透過する領域を有する波長選択性ホイール（例えば、色トリムホイール３００）と、蛍光体ホイールと波長選択性ホイールとの位相を調整する位相調整手段と、を備えるものである。
【００１１】
本開示によれば、蛍光体ホイールと波長選択性ホイールとの位相を調整することにより、光源装置から出射する色光のタイミングを簡便な構成で変更することができ、ユーザの要求や映像適応的に複数の色再現モードを実現することができる。
【００１２】
上記の光源装置において、波長選択性ホイールは、蛍光のうち第１の波長帯域を除去すると共に光を透過する第１の領域（例えば、緑色非透過領域７０３）と、蛍光のうち第２の波長帯域を除去すると共に光を透過する第２の領域（例えば、赤色光非透過領域７０４）と、を有してもよい。
【００１３】
本開示に係る投写型映像表示装置（例えば、投写型映像表示装置１）は、光を出射する光源（例えば、青色半導体レーザ１０１）と、回動可能に設けられ、光によって励起されて蛍光を発光する蛍光体が配された蛍光体ホイール（例えば、蛍光体ホイール２００）と、回動可能に設けられ、蛍光の一部の波長帯域を除去すると共に光を透過する領域を有する波長選択性ホイール（例えば、色トリムホイール３００）と、蛍光体ホイールと波長選択性ホイールとの位相を調整する位相調整手段と、を有する光源部（例えば、光源装置１０）と、光源部で発光した光を空間変調することによって映像を生成する映像生成部（例えば、ＤＭＤ１２４）と、映像生成部にて生成した映像を投写する投写レンズ（例えば、投写レンズ１２５）と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本開示によれば、簡便な構成によって複数の色再現モードを実現する光源装置を提供できる。また、この光源装置を利用して、複数の色再現モードを有する投写型映像表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示に係る投写型映像表示装置の外観斜視図である。
【図２】本開示に係る投写型映像表示装置の光学構成を示す構成図である。
【図３】本開示に係る光源装置の光学構成を示す構成図である。
【図４】第１実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。
【図５】第１実施形態に係る色トリムホイールの構成を示す模式図である。
【図６】第１実施形態に係る色優先モードの駆動原理を説明する模式図である。
【図７】第１実施形態に係る明るさ優先モードの駆動原理を説明する模式図である。
【図８】第２実施形態に係る蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。
【図９】第２実施形態に係る色トリムホイールの構成を示す模式図である。
【図１０】第２実施形態に係る色優先モードの駆動原理を説明する模式図である。
【図１１】第２実施形態に係る明るさ優先モードの駆動原理を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１７】
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（投写型映像表示装置の構成）
投写型映像表示装置１の概要について図１および図２を用いて説明する。図１は投写型映像表示装置１の外観斜視図である。投写型映像表示装置１は、光源装置１０と、デジタルミラーデバイス（以下、ＤＭＤと称する）１２４、投写レンズ１２５とを備える。投写型映像表示装置１は、光源装置１０で発光した光をＤＭＤ１２４で反射することで映像を生成する。投写型映像表示装置１は、生成した映像を、投写レンズ１２５を介してスクリーンに投写する。
【００１８】
図２は投写型映像表示装置１の光学構成を説明する模式図である。以降の説明のため、図２では、図中に示すＸＹＺ直交座標系を取る。光源装置１０の詳細は後述する。
【００１９】
光源装置１０のロッドインテグレータ１１８を出射した光は、集光レンズ１１９、１２０および１２１で構成されるリレーレンズ系を用いて、ロッドインテグレータ１１８の出射開口部をＤＭＤ１２４にリレーする。なお、リレーレンズ系の一部を形成する集光レンズ１２１を出射後、２つの三角柱で構成される全反射プリズム１２２へ入射する。
【００２０】
全反射プリズム１２２は、二つの三角柱とその間に設けた空気層１２３で形成されており、集光レンズ１２１を透過し、全反射プリズム１２２に入射した光は、空気層１２３との界面で反射し、その方向を変えＤＭＤ１２４へ入射する。
【００２１】
ＤＭＤ１２４は、微小ミラーを２次元的に配置してなり、この各ミラーは、赤、緑、青の映像入力信号に応じてその傾きを変化させることで、時間的に変調させた信号光を形成する。ＤＭＤ１２４が赤の映像信号によって駆動されているとき、後述する光源装置１０において赤色光が出力されるように制御されている。
【００２２】
同様に、ＤＭＤ１２４が緑、青の映像信号によって駆動されるときは、光源装置１０において緑、青光が出力されるように制御される。ＤＭＤ１２４で変調された信号光は、投写レンズ１２５によって、図示されていないスクリーンへ投写される。
（光源装置の構成）
本実施の形態に係る光源装置１０の構成図を図３に示す。光源装置１０の出力光は、レーザ光と蛍光により構成されており、投写型映像表示装置１などの照明光として使用することが可能である。
【００２３】
レーザ光源は、青色半導体レーザ１０１であり、高輝度の光源装置を実現するために、複数の青色半導体レーザ１０１により構成されている。それぞれの青色半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光は、それぞれ対応するコリメータレンズ１０２によってコリメートされる。コリメータレンズ１０２を出射した光は、略平行光束となっている。
【００２４】
集光レンズ１０３によって、その全体光束が集光され、拡散板１０４を通過した後、アフォーカルレンズ１０５によって、再び略平行光化される。アフォーカルレンズ１０５で略平行光化されたレーザ光束は、光軸に略４５度に配置されたダイクロイックミラー１０６に入射する。拡散板１０４はガラス平板であり、片面には微細な凹凸を施された拡散面が形成されている。
【００２５】
ダイクロイックミラー１０６は、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光の波長域の光は反射する特性を有する。併せて、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光が後述する蛍光体を励起した蛍光に関しては、透過する特性を有している。
【００２６】
ダイクロイックミラー１０６に図中の−Ｘ方向から入射した光がダイクロイックミラー１０６で反射し、その進行方向を９０度変更し、図中−Ｚ方向へ出射する。その後、集光レンズ１０７、１０８によって集光され、蛍光体ホイール２００に形成された蛍光体に集光する。
【００２７】
蛍光体ホイール２００を図中＋Ｚ方向へ出射した蛍光（黄色、緑色）は、集光レンズ１０８、１０７を通過し、ダイクロイックミラー１０６へ入射する。ダイクロイックミラー１０６は、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光で励起された蛍光（黄色、緑色）を透過する特性を有している。そのため、ダイクロイックミラー１０６に入射した蛍光（黄色、緑色）は、ダイクロイックミラー１０６を通過し、集光レンズ１１７通過し、色トリムホイール３００に入射する。
【００２８】
一方、蛍光体ホイール２００の青色透過領域２０５（開口部）を通過した青色半導体レーザ１０１が出射する青色光は、図中−Ｚ方向に出射し、リレーレンズ系の一部を構成する集光レンズ１０９、１１０を通過後、全反射ミラー１１１に入射する。全反射ミラー１１１に入射した光はその進行方向を９０度変更し、図中−Ｘ方向に出射し、リレーレンズ系の一部を構成する集光レンズ１１２と図示しない拡散板を通過し、全反射ミラー１１３に入射する。全反射ミラー１１３に入射した光はその進行方向を９０度変更し、図中＋Ｚ方向に出射し、リレーレンズ系の一部を構成する集光レンズ１１４を通過し、全反射ミラー１１５に入射する。全反射ミラー１１５に入射した光は、全反射ミラー１１５でその進行方向を９０度変更し、図中＋Ｘ方向に出射し、リレーレンズ系を構成する集光レンズ１１６を通過し、ダイクロイックミラー１０６に入射する。
【００２９】
ダイクロイックミラー１０６は、青色半導体レーザ１０１の出射する青色光の波長域の光を反射する特性を有している。そのため、ダイクロイックミラー１０６に入射した青色光は、その進行方向を９０度変更し、図中＋Ｚ方向へ出射する。その後、集光レンズ１１７で集光され、色トリムホイール３００に入射する。
（第１実施形態）
〔ホイールの構成〕
第１実施形態に係る蛍光体ホイール２００の詳細について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、蛍光体ホイール２００の側面図である。蛍光体ホイール２００はモータ２０１に基材２０２を取り付けた構成となっている。基材２０２には黄色蛍光体２０３と緑色蛍光体２０４が設けられている。図４（ｂ）は、蛍光体ホイール２００の正面図であり、中心に設けられたモータ２０１上に取り付けられた基材２０２に中空の円周上の一部をくりぬいた青色透過領域２０５と、同じく中空の円周上の一部として黄色蛍光体２０３と緑色蛍光体２０４が設けられている。
【００３０】
黄色蛍光体２０３は、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光で励起され黄色の波長域の蛍光を発光する蛍光体である。一方、緑色蛍光体２０４は、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光で励起され緑色の波長域の蛍光を発光する蛍光体である。
【００３１】
第１実施形態に係る色トリムホイール３００の詳細について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、色トリムホイール３００の側面図であり、色トリムホイールはモータ３０１に光を透過する特性を有した基材３０２を取り付けた構成になっている。図５（ｂ）は、色トリムホイール３００の正面図であり、中心に設けられたモータ３０１に取り付けられた基材３０２に、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光および蛍光の全ての波長域の光を透過する青色光透過領域３０５と、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光と赤色の波長域の光を透過し、緑色領域の光を通過しない緑色光非透過領域３０３の２つの領域を設けている。緑色光非透過領域３０３は、光を透過する材料で構成された基材３０２上に多層の誘電体多層膜で構成されている。
【００３２】
ここで、色トリムホイール３００は、図示されない位相調整回路によって、蛍光体ホイール２００に対して位相を調整される。本開示では、この位相の調整により、光源システムとしての出射光の状態を変更することができることを特長としている。以下、図６および図７を用いて、位相調整により色の状態を変更する方法の詳細について説明を行う。
【００３３】
〔ホイールの動作〕
１．色優先モード
図６を用いて、色鮮やかな映像を表示するときに用いるモードに関して説明を行う。便宜上、以降、本モードのことを色優先モードと称する。図６（ａ）に、色優先モードの状態での蛍光体ホイール２００の状態を示す。図６（ｂ）に、色優先モードでの色トリムホイール３００の状態を示す。蛍光体ホイール２００と色トリムホイール３００は、図中の実線矢印の方向に回転している。蛍光体ホイール２００と色トリムホイール３００の位相は、蛍光体ホイール２００での黄色蛍光体２０３の開始タイミングと色トリムホイール３００の緑色光非透過領域３０３の開始タイミングを、０時方向の位置で、図示されていない位相調整回路によって、同期を取って駆動されている。
【００３４】
図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す蛍光体ホイール２００と、図６（ｂ）に示す色トリムホイール３００で形成される出射光のタイミングを示したものである。
【００３５】
０時方向から、蛍光体ホイール２００からは黄色蛍光が出射され、色トリムホイール３００は同じタイミングで緑色光非透過領域３０３が始まり、黄色蛍光から緑色蛍光領域を除いた赤色が出射する。図６（ｃ）に、そのタイミングを赤色出射領域４０１として示している。続いて、色トリムホイール３００の緑色光非透過領域３０３が終了するタイミング以降は、蛍光体ホイール２００から出射された黄色蛍光がそのまま出射される。図６（ｃ）に、そのタイミングを黄色出射領域４０２として示す。
【００３６】
蛍光体ホイール２００の黄色蛍光体２０３が終わり、緑色蛍光体２０４が始まった以降は、蛍光体ホイール２００からは緑色蛍光が出射され、色トリムホイール３００をそのまま通過し、緑色蛍光がそのまま出射する。図６（ｃ）に、そのタイミングを緑色出射領域４０３で示す。
【００３７】
蛍光体ホイール２００では、緑色蛍光体２０４が終わり、続いて青色半導体レーザ１０１から出射した青色光が、蛍光体ホイール２００から出射することになり、色トリムホイール３００は、青色半導体レーザ１０１から出射した青色光をそのまま透過し出射する。図６（ｃ）に、そのタイミングを青色出射領域４０４で示す。
【００３８】
以上で蛍光体ホイール２００と色トリムホイール３００は一周し、０時の方向に戻り、その後、前述の挙動を繰り返す。したがって、図６（ｃ）に示す通り、赤色出射領域４０１、黄色出射領域４０２、緑色出射領域４０３と青色出射領域４０４の順に光が出射する。この色優先モードのタイミングで出射する各色の出射光の光量を図６（ｄ）に示す。
【００３９】
２．明るさ優先モード
図７を用いて、色優先モードと異なるモードに関して説明を行う。ここでは、色優先モードと区別するため、明るさ優先モードと称する。なお、本モードが色優先モードに対して明るくなることを、以下に説明する。
【００４０】
図７（ａ）に蛍光体ホイール２００の状態を示す。ここでは説明上、蛍光体ホイール２００は、図６（ａ）で示す色優先モードと同様に、黄色蛍光体２０３の始まる位置を０時方向とする。図７（ｂ）に色トリムホイール３００を示す。色トリムホイール３００は、色優先モードも明るさ優先モードでも、緑色光非透過領域３０３の角度は同じである。ただし、明るさ優先モードでは、図中の点線矢印のように、逆時計回りに位相調整回路（不図示）により、色優先モードに対し、位相を早めている。
【００４１】
図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す蛍光体ホイール２００と、図７（ｂ）に示す色トリムホイール３００で形成される出射光のタイミングを示したものである。
【００４２】
０時方向から、蛍光体ホイール２００からは黄色蛍光が出射され、色トリムホイール３００は同じタイミングで緑色光非透過領域３０３が来ており、黄色蛍光から緑色蛍光領域を除いた赤色が出射する。図７（ｃ）に、そのタイミングを赤色出射領域４１１として示す。
【００４３】
色トリムホイール３００の緑色光非透過領域３０３が終了するタイミング以降は、蛍光体ホイール２００から出射された黄色蛍光がそのまま出射される。図７（ｃ）に、そのタイミングを黄色出射領域４１２として示す。
【００４４】
蛍光体ホイール２００の黄色蛍光体２０３が終わり、緑色蛍光体２０４が始まった以降は、蛍光体ホイール２００からは緑色蛍光が出射され、色トリムホイール３００をそのまま通過し、緑色蛍光がそのまま出射する。図７（ｃ）に、そのタイミングを緑色出射領域４１３で示す。
【００４５】
蛍光体ホイール２００では、緑色蛍光体２０４が終わり、続いて青色半導体レーザ１０１から出射した青色光が、蛍光体ホイール２００から出射することになる。図７（ｃ）に、そのタイミングを青色出射領域４１４で示す。
【００４６】
色トリムホイール３００では、緑色光非透過領域３０３が始まるが、その時に、蛍光体ホイール２００から出射している光は、青色半導体レーザ１０１から出射した青色光であり、色トリムホイール３００の緑色光非透過領域３０３はそのまま透過する。したがって、図７（ｃ）には青色出射領域４１４で示す。
【００４７】
以上で蛍光体ホイール２００と色トリムホイール３００は一周し、０時の方向に戻り、その後、前述の挙動を繰り返す。したがって、図７（ｃ）に示す通り、赤色出射領域４１１、黄色出射領域４１２、緑色出射領域４１３と青色出射領域４１４の順に光が出射する。この明るさ優先モードのタイミングで出射する各色の出射光の光量を図７（ｄ）に示す。
【００４８】
ここで、図６（ｃ）と図７（ｃ）を比較すると、赤色出射領域が、図６（ｃ）の赤色出射領域４０１に比べ、図７（ｃ）の赤色出射領域４１１が小さくなっている。一方、黄色出射領域は、図６（ｃ）の黄色出射領域４０２に対して、図７（ｃ）の黄色出射領域４１２が大きくなっている。そのため、図６（ｄ）と図７（ｄ）を比較すると、図７（ｄ）の赤の光量の点線で囲んだ光量５０１がなくなり、それに対して、黄色の光量が実線で囲んだ光量５０２の分だけ増加している。赤色と黄色では、緑色を色トリムホイール３００でと取り除いた分だけ赤色の方は光量が少なくなる。
【００４９】
したがって、図７に示す構成の方が、図６に示す構成に対して明るくなる。逆に、図６の構成は、図７の構成に対して赤色の含まれる量が多くなり、色が鮮やかになる。したがって、図６の構成を色優先モード、図７の構成を明るさ優先モードとなる。
【００５０】
なお、本構成の説明では、蛍光体ホイール２００のタイミングを固定し、色トリムホイール３００のタイミングを、位相をずらすことで変更したが、この構成に限定されず、色トリムホイール３００のタイミングを固定し、蛍光体ホイール２００のタイミングを、位相をずらすことで、上記で説明した効果と同一の効果を実現することが可能である。
【００５１】
蛍光体ホイール２００に対する色トリムホイール３００の位相ズレは、図示されてない位相調整回路により自由に変更が可能であり、上記、色優先モードと明るさ優先モード以外にも別のモード構成をとることができる。
【００５２】
図２に戻り、色トリムホイール３００を出射した光は、光均一化手段であるロッドインテグレータ１１８に入射する。ロッドインテグレータ１１８は、中実の四角柱状のガラスの構成部品である。ロッドインテグレータ１１８に入射した光は、ロッドインテグレータ１１８の界面で全反射することで、光量の損失無く均一化を実現し、ロッドインテグレータ１１８の出射面から出射する。
（第２実施形態）
〔ホイールの構成〕
第２実施形態に係る蛍光体ホイール６００の詳細について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、蛍光体ホイール６００の側面図であり、図８（ｂ）は、蛍光体ホイール６００の正面図である。本実施形態では、図３の蛍光体ホイール２００および色トリムホイール３００に代えて、蛍光体ホイール６００および色トリムホイール７００を使用することから、光源装置の光学構成についての説明は省略し、第１実施形態の蛍光体ホイール２００および色トリムホイール３００との相違点を主に説明する。
【００５３】
蛍光体ホイール６００はモータ６０１に基材６０２を取り付けた構成となっている。基材６０２は、中空形状を有しており、蛍光体ホイール６００の中心に設けられたモータ６０１に、中空部分をはめ込むように取り付けられている。基材６０２には、円周上の一部をくりぬいた青色透過領域６０５と、円周上の他の部分には黄色蛍光体６０３が設けられている。黄色蛍光体６０３は、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光で励起され黄色の波長域の蛍光を発光する蛍光体である。
【００５４】
第２実施形態に係る色トリムホイール７００の詳細について、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、色トリムホイール７００の側面図であり、図９（ｂ）は、色トリムホイール７００の正面図である。
【００５５】
色トリムホイール７００はモータ７０１に光を透過する特性を有する基材７０２を取り付けた構成になっている。基材７０２は、中空形状を有しており、色トリムホイール７００の中心に設けられたモータ７０１に、中空部分をはめ込むように取り付けられている。
基材７０２には、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光および蛍光の全ての波長域の光を透過する青色光透過領域７０５と、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光と赤色の波長域の光を透過し、緑色領域の光を通過しない緑色光非透過領域７０３と、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光と緑色の波長域の光を透過し、赤色領域の光を通過しない赤色光非透過領域７０４との３種類の領域が設けられている。
【００５６】
また、青色半導体レーザ１０１が出射する青色光および蛍光の全ての波長域の光を透過する青色光透過領域７０５は、図９（ｂ）に示す通り、２箇所設けられている。緑色光非透過領域７０３と赤色光非透過領域７０４とは、光を透過する基材７０２にそれぞれ多層の誘電体膜で構成される。
【００５７】
ここで、色トリムホイール７００は、図示されない位相調整回路によって、蛍光体ホイール６００に対して位相を調整される。本開示では、この位相の調整により、光源システムとしての出射光の状態を変更することができることを特長としている。以下、図１０と図１１を用いて、位相調整により色の状態を変更する方法の詳細について説明を行う。
【００５８】
〔ホイールの動作〕
１．色優先モード
図１０を用いて、色鮮やかな映像を表示するときに用いるモードに関して説明を行う。便宜上、以降、本モードのことを色優先モードと称する。図１０（ａ）に、色優先モードの状態での前記蛍光体ホイール６００の状態を示す。図１０（ｂ）に、色優先モードでの色トリムホイール７００の状態を示す。蛍光体ホイール６００と色トリムホイール７００は、図中の実線矢印の方向に回転している。蛍光体ホイール６００と色トリムホイール７００の位相は、蛍光体ホイール６００での黄色蛍光体６０３の開始タイミングと色トリムホイールの緑色光非透過領域７０３の開始タイミングを、０時方向の位置で、図示されていない位相調整回路によって、同期を取って駆動されている。
【００５９】
図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に示す蛍光体ホイール６００と、図１０（ｂ）に示す色トリムホイール７００で形成される出射光のタイミングを示したものである。
【００６０】
０時方向から、蛍光体ホイール６００からは黄色蛍光が出射され、色トリムホイール７００は同じタイミングで緑色光非透過領域７０３が始まり、黄色蛍光から緑色光領域を除いた赤色が出射する。図１０（ｃ）に、そのタイミングを赤色出射領域８０１として示している。続いて、色トリムホイール７００の緑色光非透過領域７０３が終了するタイミング以降は、蛍光体ホイール６００から出射された黄色蛍光がそのまま出射される。図１０（ｃ）に、そのタイミングを黄色出射領域８０２として示す。
【００６１】
次に、色トリムホイール７００の赤色光非透過領域７０４が開始するタイミングでは、蛍光体ホイール６００から黄色蛍光が出射され、色トリムホイール７００は赤色光非透過領域７０４であるため、黄色蛍光から赤色光を除いた緑色が出射する。図１０（ｃ）に、そのタイミングを緑色出射領域８０３として示す。蛍光体ホイール６００の黄色蛍光体６０３が終わり、青色光透過領域７０５が始まるタイミングでは、色トリムホイール７００は、まだ赤色光非透過領域７０４である。
【００６２】
青色光透過領域７０５が始まるタイミングでは、蛍光体ホイール６００を出射する光は青色半導体レーザ１０１から出射した青色光であり、色トリムホイール７００は、緑色光を透過させない特性を有する赤色光非透過領域７０４のタイミングであり、青色光はそのまま透過する。図１０（ｃ）に、そのタイミングを青色出射領域８０４として示す。色トリムホイール７００の赤色光非透過領域７０４が終了し、青色光透過領域７０５が始まるタイミングでは、蛍光体ホイール６００は青色透過領域６０５である。
【００６３】
このタイミングでは、蛍光体ホイール６００からは、青色半導体レーザ１０１から出射した青色光が出射し、色トリムホイール７００の青色光透過領域７０５を透過し、青色半導体レーザ１０１から出射した青色光が出射する。図１０（ｃ）には、引き続き青色出射領域８０４として示す。
【００６４】
以上で蛍光体ホイール６００と色トリムホイール７００は一周し、０時の方向に戻り、その後、前述の挙動を繰り返す。したがって、図１０（ｃ）に示す通り、赤色出射領域８０１、黄色出射領域８０２、緑色出射領域８０３と青色出射領域８０４の順に光が出射する。この色優先モードのタイミングで出射する各色の出射光の光量を図１０（ｄ）に示す。
【００６５】
２．明るさ優先モード
図１１を用いて、色優先モードと異なるモードに関して説明を行う。ここでは、色優先モードと区別するため、明るさ優先モードと称する。なお、本モードが色優先モードに対して明るくなることを、以下に説明する。
【００６６】
図１１（ａ）に蛍光体ホイール６００の状態を示す。ここでは説明上、蛍光体ホイール６００は、図１１（ａ）で示す色優先モードと同様に、黄色蛍光体６０３の始まる位置を０時方向とする。図１１（ｂ）に色トリムホイール７００を示す。色トリムホイール７００は、色優先モードも明るさ優先モードでも、緑色光非透過領域７０３と赤色光非透過領域７０４の角度は同じである。ただし、明るさ優先モードでは、図中の点線矢印のように、逆時計回りに位相調整回路（不図示）により、色優先モードに対し、位相を早めている。
【００６７】
図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示す蛍光体ホイール６００と、図１１（ｂ）に示す色トリムホイール７００で形成される出射光のタイミングを示したものである。
【００６８】
０時方向から、蛍光体ホイール６００からは黄色蛍光が出射され、色トリムホイール７００は同じタイミングで緑色光非透過領域７０３が来ており、黄色蛍光から緑色光領域を除いた赤色が出射する。図１１（ｃ）に、そのタイミングを赤色出射領域８１１として示す。
【００６９】
色トリムホイール７００の緑色光非透過領域７０３が終了するタイミング以降は、蛍光体ホイール６００から出射された黄色蛍光がそのまま出射される。図１１（ｃ）に、そのタイミングを黄色出射領域８１２として示す。
【００７０】
色トリムホイール７００が青色光透過領域７０５を終了し、赤色光非透過領域７０４が始まる。このタイミング以降は、蛍光体ホイール６００から出射している黄色蛍光から、色トリムホイール７００で赤色光を省いた緑色光が出射する。図１１（ｃ）に、そのタイミングを緑色出射領域８１３として示す。
【００７１】
蛍光体ホイール６００では、黄色蛍光体６０３が終わり、続いて、青色半導体レーザ１０１から出射した青色光が、蛍光体ホイール６００から出射することになる。図１０（ｃ）に、そのタイミングを青色出射領域８１４で示す。このタイミングにおいて、色トリムホイール７００は、青色光透過領域７０５であるため、蛍光体ホイール６００を透過した青色半導体レーザ１０１から出射した青色光は色トリムホイールの７００を通過する。
【００７２】
色トリムホイール７００では、緑色光非透過領域７０３が始まるが、その時に、蛍光体ホイール６００から出射している光は、青色半導体レーザ１０１から出射した青色光であり、色トリムホイール７００の緑色光非透過領域７０３はそのまま透過する。したがって、図１１（ｃ）には青色出射領域８１４で示す。
【００７３】
以上で蛍光体ホイール６００と色トリムホイール７００は一周し、０時の方向に戻り、その後は、前述の挙動を繰り返す。したがって、図１１（ｃ）に示す通り、赤色出射領域８１１、黄色出射領域８１２、緑色出射領域８１３と青色出射領域８１４の順に光が出射する。この明るさ優先モードのタイミングで出射する各色の出射光の光量を図１１（ｄ）に示す。
【００７４】
ここで、図１０（ｃ）と図１１（ｃ）を比較すると、赤色出射領域が、図１０（ｃ）の赤色出射領域８０１に比べ、図１１（ｃ）の赤色出射領域８１１が小さくなっている。一方、緑色出射領域は、図１０（ｃ）の緑色出射領域８０３に対して、図１１（ｃ）の緑色出射領域８１３が大きくなっている。そのため、図１０（ｄ）と図１１（ｄ）を比較すると、図１１（ｄ）の赤の光量の点線で囲んだ光量９０１がなくなり、それに対して、緑色の光量が実線で囲んだ光量９０２だけ増加している。赤色と緑色では、同じ角度領域でも、緑色の方が、赤色に対して光量が多くなる。
【００７５】
したがって、図１１の構成の方が、図１０の構成に対して明るくなる。逆に、図１０の構成は、図１１の構成に対して赤色の含まれる量が多くなり、色が鮮やかになる。したがって、図１０の構成は色優先モード、図１１の構成は明るさ優先モードとなる。
【００７６】
なお、本構成の説明では、蛍光体ホイール６００のタイミングを固定し、色トリムホイール７００のタイミングを、位相をずらすことで変更したが、この構成に限定されず、色トリムホイール７００のタイミングを固定し、蛍光体ホイール６００のタイミングを、位相をずらすことで、上記で説明した効果と同一の効果を実現することが可能である。
【００７７】
蛍光体ホイール６００に対する色トリムホイール７００の位相ズレには、位相調整回路により自由に変更が可能であり、上記色優先モードと明るさ優先モード以外にも別のモード構成をとることが出来る。
（その他の形態）
上述の各実施形態では、赤色、緑色および青色の三色で構成されるように説明を行ったが、三色以外にも、黄色、シアン、マゼンダおよび白色の色を加えた四色以上の構成となっても良い。また、蛍光体ホイールから青色の光が出射するタイミングにおいて、基材に開口部を設ける構成で説明したが、その部分だけ透明基材を用いて、透過領域としてもよい。
【００７８】
上述の各実施形態では、ロッドインテグレータは中実のガラス製四角柱で説明したが、それ以外の同一効果の得られる構成部品であれば代用可能である。具体的には、中空の四角柱形状で内面に反射面を配置した構成でも良い。また、ロッドインテグレータの入射面と出射面が同一形状のもので説明したが、入射面と出射面の大きさを変えても良い。
【００７９】
以上のように、添付図面および詳細な説明によって、ベストモードと考える実施の形態と他の実施の形態とを提供した。これらは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本開示は、ライトバルブを用いた投写型映像表示装置に適用できる。
【符号の説明】
【００８１】
１  投写型映像表示装置
１０  光源装置
１０１  青色半導体レーザ
１０２  コリメータレンズ
１０３  集光レンズ
１０４  拡散板
１０５  アフォーカルレンズ
１０６  ダイクロイックミラー
１０７、１０８、１０９、１１０、１１２、１１４、１１６、１１７、１１９、１２０、１２１  集光レンズ
１１１、１１３、１１５  全反射ミラー
１１８  ロッドインテグレータ
１２２  全反射プリズム
１２３  空気層
１２４  ＤＭＤ
１２５  投写レンズ
２００、６００  蛍光体ホイール
２０１、３０１、６０１、７０１  モータ
２０２、６０２  基材
２０３、６０３  黄色蛍光体
２０４  緑色蛍光体
２０５、６０５  青色透過領域
３００、７００  色トリムホイール
３０２、７０２  基材
３０３、７０３  緑色光非透過領域
３０５、７０５  青色光透過領域
４０１、４１１、８０１、８１１  赤色出射領域
４０２、４１２、８０２、８１２  黄色出射領域
４０３、４１３、８０３、８１３  緑色出射領域
４０４、４１４、８０４、８１４  青色出射領域
５０１、５０２、９０１、９０２  光量
７０４  赤色光非透過領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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