(57)【要約】      （修正有）【課題】製品寿命を延ばしつつ、高い光利用効率が得られる、プロジェクターを提供する。【解決手段】プロジェクター１は、レーザー光と蛍光とを含む照明光を射出する照明装置２と、画像情報に応じて入射光を変調して画像光を生成する光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、画像情報に基づいて光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに入射するレーザー光の分布を制御する回折素子２３と、画像光を投射する投射光学系６と、を備える。【選択図】図１
2018141873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光と蛍光とを含む照明光を射出する照明装置と、
画像情報に応じて入射光を変調して画像光を生成する光変調装置と、
前記画像情報に基づいて前記光変調装置に入射する前記レーザー光の分布を制御する回
折素子と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
プロジェクター。
【請求項２】
前記照明光を前記レーザー光と前記蛍光とに分離する分離光学系をさらに備え、
前記回折素子は、前記分離光学系により分離された前記レーザー光の光路上に配置され
る
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記照明装置は、青色の前記レーザー光を射出する固体光源と、前記レーザー光の一部
を透過させるとともに前記レーザー光の一部を蛍光に変換する蛍光体層と、を有する
請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記レーザー光の光路長は、前記蛍光の光路長よりも長い
請求項３に記載のプロジェクター。
【請求項５】
前記照明装置が前記レーザー光と前記蛍光とを時間順次で射出する場合において、
前記回折素子は、前記照明装置から前記蛍光が射出される状態と前記レーザー光が射出
される状態とが切り替わるタイミングに合わせて、前記レーザー光を回折する第１の状態
と前記レーザー光を回折しない第２の状態とを切り替える
請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項６】
蛍光を射出する第１照明装置と、
平行光からなるレーザー光を射出する第２照明装置と、
前記第１照明装置からの前記蛍光と前記第２照明装置からの前記レーザー光とを合成し
て合成照明光を生成する光合成素子と、
画像情報に応じて入射光を変調して画像光を生成する光変調装置と、
前記画像情報に基づいて前記光変調装置に入射する前記レーザー光の分布を制御する回
折素子と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
プロジェクター。
【請求項７】
前記合成照明光を前記レーザー光と前記蛍光とに分離する分離光学系をさらに備え、
前記回折素子は、前記分離光学系により分離された前記レーザー光の光路上に配置され
る
請求項６に記載のプロジェクター。
【請求項８】
蛍光を射出する第１照明装置と、
平行光からなるレーザー光を射出する第２照明装置と、
画像情報に応じて前記蛍光を変調して第１画像光を生成する第１光変調装置と、
前記画像情報に応じて前記レーザー光を変調して第２画像光を生成する第２光変調装置
と、
前記画像情報に基づいて前記第２光変調装置に入射する前記レーザー光の分布を制御す
る回折素子と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
前記回折素子は、前記第２照明装置から射出されて前記第２光変調装置に向かう第２画
像光の光路上に配置される
プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターにおいて、青色のレーザー光と、該レーザー光により蛍光体を励
起することで生成した蛍光とを含む白色の照明光を射出する照明装置が利用されている（
例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、黒色の画像を表示する際、液晶パネルの光射
出側偏光板で光を吸収する構造を採用するため、光を有効に活用できていなかった。また
、青色のレーザー光は相対的にエネルギーが高いため、レーザー光を吸収させることで光
射出側偏光板にダメージを与えることで製品寿命を縮めてしまうおそれもあった。そこで
、製品需要が長く、高い光利用効率を得ることが可能な新たな技術の提供が望まれていた
。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、製品寿命を延ばしつつ、高い
光利用効率が得られる、プロジェクター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】
【０００６】
本発明の第１態様に従えば、レーザー光と蛍光とを含む照明光を射出する照明装置と、
画像情報に応じて入射光を変調して画像光を生成する光変調装置と、前記画像情報に基づ
いて前記光変調装置に入射する前記レーザー光の分布を制御する回折素子と、前記画像光
を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。
【０００７】
第１態様に係るプロジェクターによれば、表示画像に合わせてレーザー光を動的に再分
配することで、従来、偏光板で吸収されていた成分を画像光として有効利用することがで
きる。よって、高い光利用効率を得ることができる。また、エネルギーの高いレーザー光
が入射する光変調装置において、偏光板による光吸収を低減することができる。そのため
、熱による負荷が低減されて光変調装置の製品寿命を大幅に延ばすことができる。
したがって、製品寿命を延ばしつつ、高い光利用効率を得ることの可能な信頼性の高い
プロジェクターを提供できる。
【０００８】
上記第１態様に係るプロジェクターにおいて、前記照明光を前記レーザー光と前記蛍光
とに分離する分離光学系をさらに備え、前記回折素子は、前記分離光学系により分離され
た前記レーザー光の光路上に配置されるのが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、照明光に含まれたレーザー光を分離して回折素子に入射させること
ができる。
【００１０】
上記第１態様に係るプロジェクターにおいて、前記照明装置は、青色の前記レーザー光
を射出する固体光源と、前記レーザー光の一部を透過させるとともに前記レーザー光の一
部を蛍光に変換する蛍光体層と、を有するのが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、蛍光とレーザー光とを含む例えば白色の照明光を生成することがで
きる。
【００１２】
上記第１態様に係るプロジェクターにおいて、前記レーザー光の光路長は、前記蛍光の
光路長よりも長いのが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、回折素子と光変調装置との間に十分な光路長が確保されるので、回
折素子はレーザー光を回折させて光変調装置に入射させることができる。
【００１４】
上記第１態様において、前記照明装置が前記レーザー光と前記蛍光とを時間順次で射出
する場合において、前記回折素子は、前記照明装置から前記蛍光が射出される状態と前記
レーザー光が射出される状態とが切り替わるタイミングに合わせて、前記レーザー光を回
折する第１の状態と前記レーザー光を回折しない第２の状態とを切り替えるのが好ましい
。
【００１５】
この構成によれば、レーザー光と蛍光とを時間順次に射出する構成においても、回折素
子によりレーザー光のみを選択的に回折させることができる。よって、レーザー光の利用
効率を高くするとともに、光変調装置の製品寿命を延ばすことができる。
したがって、製品寿命を延ばしつつ、高い光利用効率を得ることの可能な信頼性の高い
プロジェクターが提供される。
【００１６】
本発明の第２態様に従えば、蛍光を射出する第１照明装置と、平行光からなるレーザー
光を射出する第２照明装置と、前記第１照明装置からの前記蛍光と前記第２照明装置から
の前記レーザー光とを合成して合成照明光を生成する光合成素子と、画像情報に応じて入
射光を変調して画像光を生成する光変調装置と、前記画像情報に基づいて前記光変調装置
に入射する前記レーザー光の分布を制御する回折素子と、前記画像光を投射する投射光学
系と、を備えるプロジェクターが提供される。
【００１７】
第２態様に係るプロジェクターによれば、製品寿命を延ばしつつ、高い光利用効率を得
ることの可能な信頼性の高いプロジェクターを提供できる。また、平行光からなるレーザ
ー光を用いるため、回折素子において良好な回折作用を発現させることができる。
【００１８】
上記第２態様に係るプロジェクターにおいて、前記合成照明光を前記レーザー光と前記
蛍光とに分離する分離光学系をさらに備え、前記回折素子は、前記分離光学系により分離
された前記レーザー光の光路上に配置されるのが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、照明光に含まれたレーザー光を分離して回折素子に入射させること
ができる。
【００２０】
本発明の第３態様に従えば、蛍光を射出する第１照明装置と、平行光からなるレーザー
光を射出する第２照明装置と、画像情報に応じて前記蛍光を変調して第１画像光を生成す
る第１光変調装置と、前記画像情報に応じて前記レーザー光を変調して第２画像光を生成
する第２光変調装置と、前記画像情報に基づいて前記第２光変調装置に入射する前記レー
ザー光の分布を制御する回折素子と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記
回折素子は、前記第２照明装置から射出されて前記第２光変調装置に向かう第２画像光の
光路上に配置されるプロジェクターが提供される。
【００２１】
第３態様に係るプロジェクターによれば、製品寿命を延ばしつつ、高い光利用効率を得
ることの可能な信頼性の高いプロジェクターを提供できる。また、平行光からなるレーザ
ー光を用いるため、回折素子において良好な回折作用を発現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図。
【図２】照明装置の概略構成を示す図。
【図３】回折素子の回折領域と光変調装置との対応関係を示す図。
【図４】プロジェクターの回路構成を示す回路ブロック図。
【図５】第２実施形態のプロジェクターを示す概略構成図。
【図６】蛍光体ホイールの平面構成を示す図。
【図７】第３実施形態のプロジェクターを示す概略構成図。
【図８】第４実施形態のプロジェクターを示す概略構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる
部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであると
は限らない。
【００２４】
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として３つの透過型液晶ライトバルブを用
いたプロジェクターの一例である。なお、光変調装置として、反射型液晶ライドバルブを
用いることもできる。また、光変調装置として、マイクロミラーを用いたデバイス、例え
ば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装
置を用いてもよい。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るプロジェクターを示す概略構成図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、照明装置２と、色分離光学系（分離光学系）
３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、光合成光学系５と、投射光
学系６と、を備えている。照明装置２は、照明光ＷＬを射出する。色分離光学系３は、照
明装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢに分離する。光変調装
置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂはそれぞれ、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光
ＬＢを画像情報に応じて変調し、各色の画像光を形成する。光合成光学系５は、各光変調
装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからの各色の画像光を合成する。投射光学系６は、光合成光学系５
からの合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって投射する。
【００２６】
図２に示すように、照明装置２は、半導体レーザーから射出された青色の励起光のうち
、波長変換されずに射出される青色の励起光Ｂの一部と、蛍光体ホイール５０による励起
光Ｂの波長変換によって生じる黄色の蛍光ＹＬと、を含む白色の照明光ＷＬを射出する。
照明装置２は、略均一な照度分布を有するように調整された照明光ＷＬを色分離光学系３
に向けて射出する。照明装置２の具体的な構成については後述する。
【００２７】
図１に示すように、色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａと、第２のダ
イクロイックミラー７ｂと、第１の反射ミラー８ａと、第２の反射ミラー８ｂと、第３の
反射ミラー８ｃと、リレーレンズ８ｄとを備えている。
【００２８】
第１のダイクロイックミラー７ａは、照明装置２から射出された照明光ＷＬを、赤色光
ＬＲと、緑色光ＬＧと青色光ＬＢとが混合された光と、に分離する。そのため、第１のダ
イクロイックミラー７ａは、赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧおよび青色光Ｌ
Ｂを反射する特性を有する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧと青色光Ｌ
Ｂとが混合された光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。そのため、第２のダイクロ
イックミラー７ｂは、緑色光ＬＧを反射するとともに、青色光ＬＢを透過する特性を有す
る。
【００２９】
第１の反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、第１のダイクロイックミラ
ー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。第２の反射ミラー８ｂ
および第３の反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置され、第２のダイクロイック
ミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに導く。
本実施形態において、青色光ＬＢの光路上のうち、第２のダイクロイックミラー７ｂと
第２の反射ミラー８ｂとの間には、回折素子２３が配置されている。回折素子２３の構成
については後述する。
【００３０】
光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの各々は、液晶パネルから構
成されている。光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの各々は、赤色
光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢの各々を通過させる間に、赤色光ＬＲ、緑色光Ｌ
Ｇ、および青色光ＬＢの各々を画像情報に応じて変調し、各色に対応した画像光を形成す
る。光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの各々の光入射側および光
射出側には、偏光板（図示略）がそれぞれ配置されている。
【００３１】
光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの各々の光入射側には、光変
調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの各々に入射する赤色光ＬＲ、緑色
光ＬＧ、および青色光ＬＢの各々を平行化するフィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレン
ズ１０Ｇ，およびフィールドレンズ１０Ｂが設けられている。
【００３２】
光合成光学系５は、クロスダイクロイックプリズムから構成されている。光合成光学系
５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの各々からの各色の画像
光を合成し、合成された画像光を投射光学系６に向かって射出する。
【００３３】
投射光学系６は、投射レンズ群から構成されている。投射光学系６は、光合成光学系５
により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって拡大投射する。これにより、スク
リーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像（画像）が表示される。
【００３４】
（照明装置）
次に、照明装置２の構成について説明する。
図２は、照明装置２の概略構成を示す図である。
図２に示すように、照明装置２は、励起光を射出するアレイ光源３０と、コリメート光
学系４０と、集光光学系４２と、蛍光体ホイール５０と、ピックアップ光学系６０と、イ
ンテグレーター光学系１１０と、偏光変換素子１２０と、重畳レンズ１３０とを備えてい
る。
【００３５】
アレイ光源３０は、後述する蛍光体ホイール５０が備える蛍光体層５１を励起させる励
起光Ｂとして、青色光を射出する複数の半導体レーザー３１を有する。半導体レーザー３
１の発光強度のピークは約４４５ｎｍとされている。
【００３６】
なお、後述する蛍光体層（散乱光生成部）２３を励起させることができる波長の光であ
れば、半導体レーザー３１は４４５ｎｍ以外のピーク波長を有する色光を射出するもので
あっても構わない。
【００３７】
コリメート光学系４０は、アレイ光源３０から射出された励起光Ｂを平行光に変換する
。コリメート光学系４０は、例えば複数の半導体レーザー３１の配列に対応してアレイ状
に配列された複数のコリメーターレンズ４１で構成されている。コリメート光学系４０を
透過することによって平行光に変換された励起光Ｂは、集光光学系４２に入射する。
【００３８】
集光光学系４２は、例えば、１枚の凸レンズから構成される。集光光学系４２は、アレ
イ光源３０から射出される励起光Ｂの光線軸上に配置され、コリメート光学系４０により
平行化された励起光Ｂを蛍光体ホイール５０上に集光させる。
【００３９】
蛍光体ホイール５０は、アレイ光源３０から射出される青色の励起光Ｂの一部を透過さ
せ、残りの励起光Ｂを蛍光に変換する機能を有する。蛍光体ホイール５０は、回転基板５
０ａと、蛍光体層５１と、ダイクロイック膜５２と、モーター５５ｂとを有する。回転基
板５０ａは、例えば光透過性を有するガラスやプラスチックから構成されている。
【００４０】
回転基板５０ａは、回転軸Ｏの方向から見て円形に形成されている。ただし、回転基板
５０ａの外形は円形に限定されず、例えば多角形であってもよい。
モーター５５ｂは、所定の回転軸Ｏ周りに回転基板５０ａを回転させる。回転基板５０
ａは、回転基板５０ａに入射する励起光Ｂの光軸に略直交する面内で回転する。蛍光体層
５１は、残りの励起光Ｂを吸収して赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光ＹＬ（発光強度の
ピークは約５５０ｎｍ）を射出する蛍光体粒子を含む。
【００４１】
蛍光体粒子として、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光
体が用いられる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であってもよいし、２種以上の材
料を用いて形成された粒子が混合されたものが用いられてもよい。
【００４２】
ダイクロイック膜５２は、蛍光体層５１と回転基板５０ａとの間に形成され、励起光Ｂ
を透過して蛍光ＹＬを反射させる光学特性を有する。
【００４３】
蛍光ＹＬと蛍光体層５１を透過した励起光Ｂの一部の光（青色光Ｂ１）とが合成される
ことで白色の照明光ＷＬが生成される。すなわち、照明光ＷＬは、蛍光ＹＬとレーザー光
からなる励起光Ｂとを含んだ光から構成される。
【００４４】
ピックアップ光学系６０は、例えばピックアップレンズ６１およびピックアップレンズ
６２から構成されている。ピックアップ光学系６０は、蛍光体層５１から射出される照明
光ＷＬを取り込むとともに略平行化してインテグレーター光学系１１０に入射させる。
【００４５】
インテグレーター光学系１１０は、第１レンズアレイ１１１及び第２レンズアレイ１１
２を備えている。第１レンズアレイ１１１は、マトリクス状に配置された複数のレンズ１
１１ａを備える。第２レンズアレイ１１２は、第１レンズアレイ１１１の複数のレンズ１
１１ａに対応した複数のレンズ１１２ａを備える。第１レンズアレイ１１１は、ピックア
ップ光学系６０からの照明光ＷＬを複数の分割光束に分割するとともに、各分割光束を集
光する。第２レンズアレイ１１２は、第１レンズアレイ１１１からの分割光束を適当な発
散角にして射出する。
【００４６】
偏光変換素子１２０は、第２レンズアレイ１１２から射出された光を直線偏光に変換す
る。偏光変換素子１２０は、例えば、偏光分離膜と位相差板と（ともに図示略）を備えて
いる。偏光変換素子１２０は、非偏光を一方向の直線偏光に変換する。
【００４７】
重畳レンズ１３０は、偏光変換素子１２０から射出された複数の分割光束を、光変調装
置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、光変調装置４Ｂの各々の被照明領域において重畳させる。
【００４８】
すなわち、第２レンズアレイ１１２及び重畳レンズ１３０は互いに協働して、第１レン
ズアレイ１１１の各レンズ１１１ａの像を光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変
調装置４Ｂの画像形成領域の近傍に結像させる。
【００４９】
ところで、色分離光学系３にて照明光ＷＬから分離された光（赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ
及び青色光ＬＢ）のうち青色光ＬＢだけがレーザー光から構成されている。レーザー光か
らなる青色光ＬＢは、蛍光からなる赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧに比べて高エネルギーとな
る。そのため、青色光ＬＢの入射する光変調装置４Ｂは、赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧの入
射する光変調装置４Ｒ，４Ｇに比べて、ダメージが蓄積し易く、製品寿命が縮むおそれも
ある。
【００５０】
これに対し、本実施形態のプロジェクター１では、色分離光学系３により分離された青
色光ＬＢの光路上に回折素子２３を配置している。
【００５１】
回折素子２３は青色光ＬＢを入射させる複数の領域を有し、領域毎に青色光ＬＢの進行
方向を制御信号に応じて変化させる。本実施形態において、回折素子２３は、回折光学素
子（Diffractive Optical Elements；ＤＯＥ）から構成され、例えば、一対のガラス板の
間に透明電極板を介して液晶分子を封入した液晶パネルから構成される。この場合、所定
パターンの透明電極を介して電圧を印加することにより、上記各領域に、液晶分子による
回折格子が形成される。
【００５２】
回折素子２３に設定された各画素領域（以下、回折領域と称す場合もある）は、光変調
装置４Ｂを構成する液晶パネルの画素数と同じである。回折素子２３は、回折領域に電圧
を印加していない場合、回折領域を透過した光はそのまま直進して光変調装置４Ｂの対応
する画素に入射する。一方、回折領域に所定の電圧が印加されると、回折領域を透過した
光は回折領域によって所定角度だけ回折され、光変調装置４Ｂにおける所望の画素に照射
される。
【００５３】
このような構成に基づき、回折素子２３は、印可電圧を調整することによって回折領域
による回折角度を制御し、光変調装置４Ｂに入射する青色光ＬＢの分布を制御可能となっ
ている。
【００５４】
ここで、回折素子２３による回折作用は、狭波長帯かつ高指向性の光ほど効率よく発現
される。本実施形態において、青色光ＬＢはレーザー光であるため、回折素子２３は各回
折領域の印可電圧を制御することで青色光ＬＢを回折させることで該青色光ＬＢを光変調
装置４Ｂの所定の領域に入射させることが可能である。
【００５５】
図３は回折素子２３の回折領域と光変調装置４Ｂとの対応関係を示す図である。図３で
は、光変調装置４Ｂの画像形成領域に画像パターンＧＰを形成するものとする。画像パタ
ーンＧＰは、例えば、４×４のチェッカーパターンから構成され、暗部ＧＰ１と明部ＧＰ
２とを含む。ここで、暗部ＧＰ１は、従来、光射出側の偏光板によって光を吸収すること
で形成されていた。
【００５６】
図３に示すように、回折素子２３は複数の回折領域２４の印加電圧を制御することで、
光変調装置４Ｂに形成される画像パターンＧＰに対応した回折光パターンＫＰを形成する
。回折光パターンＫＰは暗部ＫＰ１と明部ＫＰ２とを含む。暗部ＫＰ１は、画像パターン
ＧＰの暗部ＧＰ１に対応し、明部ＫＰ２は画像パターンＧＰの明部ＧＰ２に対応する。
【００５７】
回折光パターンＫＰの暗部ＫＰ１は、回折素子２３の光入射領域２３ａに入射した光を
回折することで明部ＫＰ２に分配した結果、生成されたものである。そのため、回折素子
２３は、光変調装置４Ｂにおいて光射出側の偏光板で、従来吸収されていた成分（画像パ
ターンＧＰの暗部ＧＰ１）の光を回折することで画像光（画像パターンＧＰの明部ＧＰ２
）として有効利用している。
【００５８】
図４は、プロジェクター１の回路構成を示す回路ブロック図である。図４に示すように
、プロジェクター１は、画像信号生成部７と、パネル駆動部８と、回折素子駆動部９と、
演算制御部１０とを備える。画像信号生成部７は、入力映像信号をもとに光変調装置４Ｒ
，４Ｇ，４Ｂをそれぞれ駆動するための信号を色毎に生成し、演算制御部１０に供給する
。演算制御部１０は、画像信号生成部７により生成された各色の駆動信号をパネル駆動部
８に供給する。
【００５９】
パネル駆動部８は、供給された各色の駆動信号に応じて、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ
を駆動する。演算制御部１０は、入力映像信号のうち輝度信号から各画素の明るさ情報を
取得し、回折素子２３により形成する回折光パターン（画像光を生成する画素領域を照明
するパターン）を算出する。
【００６０】
そして、演算制御部１０は、算出した回折光パターンを形成するように回折素子駆動部
９を駆動する。回折素子駆動部９は、光変調装置４Ｂの所定の画素領域を照明する回折光
パターンを形成するように各回折領域に対する印加電圧を制御する制御信号を回折素子２
３に供給する。
【００６１】
このような構成に基づき、本実施形態の照明装置２は、表示画像に合わせて青色光ＬＢ
を動的に再分配することで、従来、偏光板で吸収されていた成分を青色の画像光として有
効利用することができる。よって、高い光利用効率を得ることができる。すなわち、光変
調装置４Ｂにおける暗い画素に照射する光を暗くするとともに、明るい画素に照射する光
を明るくするので、高コントラストの画像を表示することができる。
【００６２】
また、エネルギーの高い青色光ＬＢが入射する光変調装置４Ｂにおいて、偏光板による
光吸収が低減されるため、熱による負荷が低減されて光変調装置４Ｂの製品寿命を大幅に
延ばすことができる。よって、プロジェクター１の信頼性を大幅に向上させることができ
る。
【００６３】
本実施形態では、他の光（赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧ）に比べて光路長の長い青色光Ｌ
Ｂの光路に回折素子２３を配置している。そのため、回折素子２３と光変調装置４Ｂとの
間に十分な光路長が確保されるので、回折素子２３は青色光ＬＢを良好に回折させて光変
調装置４Ｂに入射させることができる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、青色光ＬＢの光路上に配置された回折素子２３を備えるた
め、従来、青色光ＬＢの光路上に配置されていたリレー光学系が不要となる。よって、リ
レー光学系を用いることなく、青色光ＬＢの利用効率を高くすることができる。
したがって、本実施形態のプロジェクター１によれば、製品寿命を延ばしつつ、高い光
利用効率を得ることの可能な信頼性の高い製品を提供できる。また、光変調装置４Ｂにお
ける暗い画素に照射する光を暗くするとともに、明るい画素に照射する光を明るくするの
で、高コントラストの画像を表示できる。
【００６５】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態のプロジェクターについて説明する。上記実施形態と共通の構成
については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００６６】
図５は、第２実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図５に示すように、本実施形態のプロジェクター１Ａは、照明装置２Ａと、回折素子２
３と、光変調装置４と、投射光学系６と、を備えている。本実施形態は、光変調装置４を
１つのみ備える点で第１実施形態と異なる。なお、光変調装置４と回折素子２３との間に
は不図示のフィールドレンズが配置されている。
【００６７】
本実施形態の照明装置２Ａは、アレイ光源３０と、コリメート光学系４０と、集光光学
系４２と、蛍光体ホイール５５と、ピックアップ光学系６０と、インテグレーター光学系
１１０と、偏光変換素子１２０と、重畳レンズ１３０とを備えている。
【００６８】
蛍光体ホイール５５は、回転基板５５ａとモーター５５ｂとを有する。回転基板５０ａ
は、例えば光透過性を有するガラスやプラスチックから構成されている。
【００６９】
図６は蛍光体ホイール５５の平面構成を示す図である。
図６に示すように、本実施形態の回転基板５５ａには、蛍光体部５６と光透過部５７と
が、回転方向Ｒに沿って設けられている。蛍光体部５６と光透過部５７とは連続して設け
られ、全体で一つの円環形状をなしている。
【００７０】
蛍光体部５６は、回転基板５５ａの上面５５ａ１側にダイクロイック膜４７、蛍光体層
４８及びカラーフィルター層４９が順に積層された構成を有する透過型の蛍光体部である
。ダイクロイック膜４７は、蛍光体層４８と回転基板５５ａとの間に設けられている。
【００７１】
本実施形態の蛍光体層４８は、励起光Ｂを吸収して赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光
ＹＬのみを射出する。
【００７２】
蛍光体部５６は、第１蛍光発光領域５６ａと第２蛍光発光領域５６ｂとを含む。第１蛍
光発光領域５６ａと第２蛍光発光領域５６ｂとは回転方向Ｒに沿って連続して設けられて
いる。
【００７３】
カラーフィルター層４９は、第１フィルター層４９ａと第２フィルター層４９ｂとを含
む。第１フィルター層４９ａは第１蛍光発光領域５６ａに配置され、蛍光ＹＬのうち緑色
光ＬＧのみを選択的に透過させる。第２フィルター層４９ｂは第２蛍光発光領域５６ｂに
配置され、蛍光ＹＬのうち赤色光ＬＲのみを選択的に透過させる。
【００７４】
このような構成に基づき、蛍光体部５６は、第１蛍光発光領域５６ａから緑色光ＬＧ（
蛍光）を射出し、第２蛍光発光領域５６ｂから赤色光ＬＲ（蛍光）を射出するようになっ
ている。
【００７５】
光透過部５７は、例えば回転基板５０ａに設けられた開口部から構成されている。なお
、開口部を覆うように透明基板が配置されていても良い。光透過部５７は、回転基板５０
ａの下面５５ａ２側から上面５５ａ１側に向けて励起光Ｂを青色光Ｂ２として透過させる
。
【００７６】
このような構成に基づき、本実施形態の照明装置２Ａは、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び
青色光Ｂ２を回転基板５０ａの回転角度に応じて時間順次に射出するようになっている。
【００７７】
回転基板５５ａを回転させている期間において、回転基板５５ａが蛍光体部５６の第１
蛍光発光領域５６ａに励起光Ｂを入射させる回転角にあるとき、励起光Ｂは第１蛍光発光
領域５６ａによって緑色光ＬＧに変換される。緑色光ＬＧは、ピックアップ光学系６０、
インテグレーター光学系１１０、偏光変換素子１２０及び重畳レンズ１３０を介して回折
素子２３に入射する。
【００７８】
緑色光ＬＧが回折素子２３に入射する場合、回折素子駆動部９は回折素子２３の駆動を
ＯＦＦ状態（第２の状態）とする。パネル駆動部８は、画像信号生成部７により生成され
た駆動信号に基づき光変調装置４Ｇを駆動させる。これにより、回折素子２３を透過した
緑色光ＬＧはそのまま光変調装置４Ｇに入射して変調される。
【００７９】
また、回転基板５５ａが蛍光体部５６の第２蛍光発光領域５６ｂに励起光Ｂを入射させ
る回転角にあるとき、励起光Ｂは第２蛍光発光領域５６ｂによって赤色光ＬＲに変換され
る。赤色光ＬＲは、ピックアップ光学系６０、インテグレーター光学系１１０、偏光変換
素子１２０及び重畳レンズ１３０を介して回折素子２３に入射する。
【００８０】
赤色光ＬＲが回折素子２３に入射する場合、回折素子駆動部９は回折素子２３の駆動を
ＯＦＦ状態（第２の状態）とする。パネル駆動部８は、画像信号生成部７により生成され
た駆動信号に基づき光変調装置４Ｒを駆動させる。これにより、回折素子２３を透過した
赤色光ＬＲはそのまま光変調装置４Ｒに入射して変調される。
【００８１】
一方、回転基板５５ａが光透過部５７に励起光Ｂを入射させる回転角にあるときに、励
起光Ｂは光透過部５７を透過し、ピックアップ光学系６０、インテグレーター光学系１１
０、偏光変換素子１２０及び重畳レンズ１３０を介して青色光Ｂ２として回折素子２３に
入射する。
【００８２】
レーザー光からなる青色光Ｂ２が回折素子２３に入射する場合、回折素子駆動部９は回
折素子２３の駆動をＯＮ状態（第１の状態）に切り替える。すなわち、回折素子２３は、
回折領域に電圧を印加することで励起光Ｂの回折状態を制御する。パネル駆動部８は、画
像信号生成部７により生成された駆動信号に基づき光変調装置４Ｂを駆動させる。これに
より、回折素子２３により回折された青色光Ｂ２は光変調装置４Ｂの所定の領域に入射す
る。
【００８３】
本実施形態のプロジェクター１Ａによれば、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光Ｂ２を
時間順次に射出する構成においても、回折素子２３によりレーザー光からなる青色光Ｂ２
のみを選択的に回折させることができる。よって、青色光Ｂ２の光利用効率を高くすると
ともに、光変調装置４Ｂの製品寿命を延ばすことができる。
したがって、本実施形態のプロジェクター１Ａにおいても、製品寿命を延ばしつつ、高
い光利用効率を得ることの可能な信頼性の高いものを提供できる。
【００８４】
（第３実施形態）
続いて、第３実施形態のプロジェクターについて説明する。上記実施形態と共通の構成
については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００８５】
図７は、第３実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図７に示すように、本実施形態のプロジェクター１Ｂは、第１照明装置２０と、第２照
明装置２１と、光合成素子２２と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、
光合成光学系５と、投射光学系６と、回折素子２３とを備えている。本実施形態において
、青色光ＬＢの光路上のうち、第２のダイクロイックミラー７ｂと第２の反射ミラー８ｂ
との間には、回折素子２３が配置されている。
【００８６】
第１照明装置２０は、アレイ光源３０と、コリメート光学系４０と、集光光学系４２と
、蛍光体ホイール５５と、ピックアップ光学系６０と、インテグレーター光学系１１０と
、偏光変換素子１２０と、重畳レンズ１３０とを備えている。
【００８７】
本実施形態において、第１照明装置２０では、半導体レーザーから射出された青色の励
起光が蛍光体ホイール５０において全て黄色の蛍光ＹＬに変換される点が異なる。そのた
め、第１照明装置２０は、照明光として黄色の蛍光ＹＬを射出する。第１照明装置２０は
、略均一な照度分布を有するように調整した蛍光ＹＬを光合成素子２２に向けて射出する
。
【００８８】
第２照明装置２１は、アレイ光源３２と、コリメート光学系３３とを有する。
アレイ光源３２は、青色光を射出する複数の半導体レーザー３２ａを有する。半導体レ
ーザー３２ａの発光強度のピークは約４４５ｎｍとされている。なお、半導体レーザー３
２ａは４４５ｎｍ以外のピーク波長を有する色光を射出するものであっても構わない。
【００８９】
コリメート光学系３３は、アレイ光源３２から射出された青色光Ｂ２を平行光に変換す
る。コリメート光学系３３は、例えば複数の半導体レーザー３２ａの配列に対応してアレ
イ状に配列された複数のコリメーターレンズ３３ａで構成されている。コリメート光学系
３３を透過することによって平行光に変換された青色光Ｂ２は、光合成素子２２に入射す
る。
【００９０】
本実施形態において、光合成素子２２は蛍光ＹＬを透過し、青色光Ｂ２を反射するダイ
クロイック膜から構成される。そのため、光合成素子２２は、蛍光ＹＬと青色光Ｂ２とを
合成して白色の照明光ＷＬを生成する。照明光ＷＬは、色分離光学系３において赤色光Ｌ
Ｒ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢに分離される。
【００９１】
本実施形態のプロジェクター１Ｂでは、色分離光学系３により分離された青色光ＬＢの
光路上に回折素子２３を配置している。
【００９２】
青色光ＬＢは第２照明装置２１から射出された青色光Ｂ２から構成される。回折素子２
３による回折作用は一般に平行光の場合により良好に得ることができる。本実施形態のプ
ロジェクター１Ｂによれば、回折素子２３に入射する青色光ＬＢが平行光（青色光Ｂ２）
から構成されるため、良好な回折作用を発現させることができる。
【００９３】
（第４実施形態）
続いて、第４実施形態のプロジェクターについて説明する。上記実施形態と共通の構成
については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００９４】
図８は、第４実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図８に示すように、本実施形態のプロジェクター１Ｃは、第１照明装置２０と、第２照
明装置２１と、色分離光学系１３と、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、光合成光学系５と
、投射光学系６と、回折素子２３と、反射ミラー１８とを備えている。
本実施形態のプロジェクター１Ｃは、第２照明装置２１から射出した光を青色光ＬＢと
して光変調装置４Ｂに直接入射させる点で第３実施形態のプロジェクター１Ｂとは異なる
。
【００９５】
本実施形態において、色分離光学系１３は、第１のダイクロイックミラー１７ａと、第
１の反射ミラー１７ｂと、第２の反射ミラー１７ｃとを備えている。
【００９６】
第１照明装置２０及び第２照明装置２１は、第３実施形態と同一構成からなる。本実施
形態において、第１のダイクロイックミラー１７ａは、第１照明装置２０から射出された
黄色の蛍光ＹＬを、赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧとが混合された光と、に分離する。そのた
め、第１のダイクロイックミラー１７ａは、赤色光ＬＲを透過するとともに、緑色光ＬＧ
を反射する特性を有する。
【００９７】
第１の反射ミラー１７ｂは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、第１のダイクロイックミ
ラー１７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。第２の反射ミラー
１７ｃは、緑色光ＬＧの光路中に配置され、第１のダイクロイックミラー１７ａで反射さ
れた緑色光ＬＧを光変調装置４Ｇに導く。
【００９８】
本実施形態において、第２照明装置２１から射出された青色光Ｂ２は、青色光ＬＢとし
て、反射ミラー１８で反射された後にフィールドレンズ１０Ｂを介して光変調装置４Ｂに
入射する。本実施形態において、回折素子２３は、第２照明装置２６から射出されて光変
調装置４Ｂに向かう青色光ＬＢの光路上に配置されている。
【００９９】
本実施形態のプロジェクター１Ｃによれば、第３実施形態の構成と同様、回折素子２３
に入射する青色光ＬＢが平行光（青色光Ｂ２）から構成されるため、良好な回折作用を発
現させることができる。
【０１００】
なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない
範囲において適宜変更可能である。
【０１０１】
例えば、上記実施形態では、レーザー光として青色光の光路上に回折素子を配置する場
合を例に挙げたが、回折素子を配置するレーザー光の色は青色に限定されることはない。
例えば、白色の照明光が赤色光（レーザー光）と緑色光（蛍光）と青色光（レーザー光）
とを含む場合、赤色光及び青色光の光路上に回折素子をそれぞれ配置するようにしても構
わない。
【０１０２】
また、上記実施形態では、回折素子２３として液晶パネルを例に挙げた。すなわち、複
数の回折領域ごとに屈折率差を変化させることによって位相差を生成し、光の回折を制御
していた。本発明の回折素子２３は位相差を変化させることが出来ればよく、液晶パネル
のみに限定されない。例えば、屈折率に代えて複数の回折領域ごとの光路長を変化させる
ことで位相差を生成する回折素子を用いて光の回折を制御しても良い。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ…プロジェクター、２，２Ａ…照明装置、４，４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置
、６…投射光学系、２３…回折素子、４８，５１…蛍光体層、５７…光透過部、ＷＬ…照
明光、ＹＬ…蛍光。
【図１】
2018141873.tif 000003
【図２】
2018141873.tif 000004
【図３】
2018141873.tif 000005
【図４】
2018141873.tif 000006
【図５】
2018141873.tif 000007
【図６】
2018141873.tif 000008
【図７】
2018141873.tif 000009
【図８】
2018141873.tif 000010