(57)【要約】【課題】  高輝度且つ色再現性の高い原色光及び励起光を出射する小型の光源装置を提供する。【解決手段】  光源部と光源制御部とを備え、前記光源部は、蛍光体を励起させる励起光として利用するための第１の波長の光を出射する第１の光源71Aと、前記第１の光源71Aの光と同色系の波長帯域内で波長が異なる第２の波長の光を出射する第２の光源71Bと、を有し、前記光源制御部は、前記第１の光源71Aと前記第２の光源71Bの点灯を個別に制御する光源装置とする。【選択図】    図４
2015025832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部と光源制御部とを備え、
前記光源部は、蛍光体を励起させる励起光として利用するための第１の波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の光源の光と同色系の波長帯域内で波長が異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、を有し、
前記光源制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源の点灯を個別に制御することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源部は、前記第１の光源と前記第２の光源とする両光源の個数が前記第１の光源と前記第２の光源とで異なる光源群とされていることを特徴とする請求項１に記載した光源装置。
【請求項３】
前記第１の光源と前記第２の光源の少なくともどちらか一方を複数個備える前記光源群であって、
前記光源部は、前記第１の光源と前記第２の光源とが前記光源部の略中央を中心に点対称に配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載した光源装置。
【請求項４】
前記第１の光源と前記第２の光源を夫々複数個備える前記光源群であって、
前記光源部は、前記第１の光源と前記第２の光源とが縦横交互に配列されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載した光源装置。
【請求項５】
前記第１の光源からの出射光により励起されて蛍光光を出射する蛍光部と、前記第２の光源からの出射光を透過させる透過部と、を有する発光板と、
前記蛍光光と前記透過部を透過した透過光とを同一光路上に集光させる導光光学系と、を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載した光源装置。
【請求項６】
前記透過部には、拡散層が形成されていることを特徴とする請求項５に記載した光源装置。
【請求項７】
前記発光板は、前記蛍光部と前記透過部とが円周方向に並設された円板形状とされ、
前記発光板を回転させる駆動手段を更に備え、
前記光源制御部は、前記駆動手段により回転する前記発光板の前記蛍光部と前記透過部とが所定位置に位置するときに前記第１の光源と前記第２の光源の点灯を夫々制御する同期制御手段を含むことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載した光源装置。
【請求項８】
前記同期制御手段は、前記蛍光部に前記第１の光源の光を照射し、前記透過部に前記第２の光源の光を照射するように、前記発光板の回転と前記第１の光源及び前記第２の光源の各点灯とを同期させることを特徴とする請求項７に記載した光源装置。
【請求項９】
前記同期制御手段は、前記第１の光源を点灯させるとき、合せて前記第２の光源も点灯させる場合を含むことを特徴とする請求項８に記載した光源装置。
【請求項１０】
前記光源制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源を同時点灯させるとき、第２の光源の点灯電流値を調整可能とすることを特徴とする請求項９に記載した光源装置。
【請求項１１】
少なくとも前記第２の光源を複数個備え、前記光源制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源を同時点灯させるとき、第２の光源の点灯個数を調整可能とすることを特とする請求項９又は請求項１０に記載した光源装置。
【請求項１２】
前記導光光学系により同一経路とされる前記蛍光光と前記透過光との強度分布を均一化する光学均一化部材を更に備えることを特徴とする請求項５乃至請求項１１の何れかに記載した光源装置。
【請求項１３】
前記光源群を冷却する冷却ファンを更に備え、前記冷却ファン側に前記第１の光源と前記第２の光源のうち発熱量の多い方の光源が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項１２の何れかに記載した光源装置。
【請求項１４】
前記第１の波長と前記第２の波長は、青色波長帯域の波長領域であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れかに記載した光源装置。
【請求項１５】
前記第１の波長の光が照射されて励起される前記蛍光体は、緑色波長帯域の蛍光光を出射することを特徴とする請求項１乃至請求項１４の何れかに記載した光源装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の光源装置と、
投影光を生成する表示素子と、
前記光源装置からの出射光を前記表示素子まで導光する光源側光学系と、
前記表示素子で生成された投影光を導光する投影側光学系と、
前記表示素子及び前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクタに関する。
【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像、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画像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。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザ発光素子、有機ＥＬ、あるいは、蛍光体等を用いる開発や提案が多々なされている。
【０００３】
例えば、特開２００４−３４１１０５号公報（特許文献１）では、透光性を有した円板からなる発光板の表面に、赤色、緑色、青色蛍光体層を並設し、発光板の裏面に紫外線透過、可視光反射のダイクロイックフィルタを配置し、発光板の裏面側から蛍光体層に紫外光を照射することにより赤色、緑色、青色波長帯域の光源光を生成する光源装置の提案がなされている。
【０００４】
また、本願出願人は、先の出願である特開２０１１―０１３３２０号公報（特許文献２）において、青色レーザ発光素子と、赤色発光ダイオードと、青色レーザ発光素子からの出射光を励起光として緑色波長帯域光を出射する緑色蛍光体層を有するとともに青色レーザ発光素子からの出射光を拡散透過する拡散透過板が周方向に並設された発光ホイールと、を備える光源装置の提案を行っている。
【０００５】
この本願出願人が提案した光源装置は、赤色発光ダイオードによって赤色波長帯域の光源光を生成し、青色レーザ発光素子からの出射光を発光ホイールの緑色蛍光体層に励起光として照射することにより緑色波長帯域の光源光を生成するとともに、青色レーザ発光素子からの出射光を発光ホイールの拡散透過板で拡散透過させることにより青色波長帯域の光源光を生成する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４１１０５号公報
【特許文献２】特開２０１１―０１３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した本願出願人の先の出願に係る光源装置では、緑色光源として緑色蛍光体を用い、励起光として青色波長帯域光を用いている構成であり、この緑色蛍光体の発光効率を高くする青色波長帯域の励起光を青色画像用の光源光とするプロジェクタでは、投影画像の青色の色味が不自然となって、投影画像の画質を高めることが困難となることがあった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、高輝度且つ色再現性の高い原色光及び励起光を出射する小型の光源装置と、この光源装置を備えた投影画像の画質が良好なプロジェクタと、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】
【０００９】
本発明の光源装置は、光源部と光源制御部とを備え、前記光源部は、蛍光体を励起させる励起光として利用するための第１の波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の光源の光と同色系の波長帯域内で波長が異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、を有し、前記光源制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源の点灯を個別に制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明のプロジェクタは、上記した本発明に係る光源装置と、投影光を生成する表示素子と、前記光源装置からの出射光を前記表示素子まで導光する光源側光学系と、前記表示素子で生成された投影光を導光する投影側光学系と、前記表示素子や前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高輝度且つ発色性が良好にして色再現性の高い原色光及び励起光を出射する小型の光源装置と、この光源装置を備えた高画質の投影が可能なプロジェクタと、を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るプロジェクタの外観斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るプロジェクタの機能回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプロジェクタが備える光源部の正面模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係るプロジェクタが備える発光板の正面模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプロジェクタの各光源の点灯タイミングを示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るプロジェクタが備える光源部における光源の他の配置例を示す模式図である。
【図８】本発明の実施形態に係るプロジェクタが備える光源部における光源のその他の配置例を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態に係るプロジェクタが備える光源部における光源の更に他の配置例を示す模式図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るプロジェクタが備える光源部における光源の更に他の配置例を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態に係るプロジェクタが備える光源部における光源の更に他の配置例を示す模式図である。
【図１２】本発明の実施形態に係るプロジェクタの各光源の点灯制御の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ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。
【００１４】
本実施形態に係るプロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、本体ケースの前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有し、正面パネル12には複数の吸気孔18が形成されている。さらに、正面パネル12には、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部が取り付けられている。
【００１５】
また、本体ケースである上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。また上面パネル11は、プロジェクタ筐体の上面と左側面の一部までを覆っており、故障時等には開閉できるような開閉パネルとして構成されている。
【００１６】
さらに、筐体の背面には、ＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられ、背面パネルには、複数の吸気孔18が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。さらに、図示しない下面パネルにおける正面、背面、左側及び右側パネルの近傍にも、吸気孔あるいは排気孔が複数形成されている。なお、右側パネルや左側パネル15は、上面パネル11と底面パネルが組み合わされて形成されている。
【００１７】
次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図２のブロック図を用いて説明する。プロジェクタ制御手段は、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。この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、制御手段としての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、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。
【００１８】
入出力インターフェース22には、入出力コネクタ部21が接続されており、この入出力コネクタ部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。
【００１９】
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。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を駆動するものであり、光源装置60から出射された光線束を、光源側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、投影側光学系を介して投影面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。
【００２０】
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し、この画像データを、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なう。
【００２１】
本体ケースの上面パネル11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。
【００２２】
制御部38は、光源制御部としての光源制御回路41を制御している。この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光源光が光源装置60から出射されるように、後述する光源装置としてのレーザ光源部70が備えるレーザ発光素子を時分割に点灯させる制御や駆動装置であるホイールモータ110の制御、及び、赤色光源装置120の赤色発光ダイオード121の点灯制御、等を行う。また、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。
【００２３】
なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。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を駆動して拡声放音させる。
【００２４】
次に、このプロジェクタ10の内部構造について説明する。図３は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図３に示すように、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なる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源装置60を備えている。
【００２５】
さらに、プロジェクタ10の筐体内において、光源装置60が備えるレーザ光源部70の左側方には、光源装置60からの出射光を表示素子51まで導光する光学系である光源側光学系170の一部を備えた照明側光学ブロック161が配置されている。また、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍には、光源側光学系170の一部と、表示素子51と、表示素子51で生成された投影光をスクリーンに投影するための光学系である投影側光学系220の一部と、を備えた画像生成光学ブロック165が配置されている。さらに、画像生成光学ブロック165の前方には、投影側光学系220を備えた投影側光学ブロック168が配置されている。
【００２６】
照明側光学ブロック161が備える光源側光学系170としては、光源装置60のライトトンネル175から出射された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から出射された光線束の光軸を画像生成光学ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。
【００２７】
画像生成光学ブロック165が備える光源側光学系170としては、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、がある。また、画像生成光学ブロック165において、表示素子51とするＤＭＤと背面パネル13との間には、表示素子51を冷却するためのヒートシンク等の冷却装置190が配置されて、このヒートシンクによって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としてのコンデンサレンズ195が配置されている。
【００２８】
投影側光学ブロック168は、投影側光学系220として、固定鏡筒に内蔵される固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵される可動レンズ群235とを備えている。そして、投影側光学系220は、ズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能に形成されている。
【００２９】
次に、本実施形態における光源装置60について詳細に説明する。光源装置60は、青色波長帯域光を出射するレーザ光源部70と、このレーザ光源部70から出射される青色波長帯域光を拡散透過させる機能とともに、上記青色波長帯域光を励起光として緑色の蛍光光を生成する機能を備えた発光板101と、この発光板101を移動させる駆動手段としてのホイールモータ110と、を有する蛍光発光装置100を有する。
【００３０】
更に、レーザ光源部70と蛍光発光装置100との間に配置される赤色光源装置120、また、光学均一化部材であるライトトンネル175、及び、蛍光発光装置100からの出射光や赤色光源装置120からの出射光の光軸が同一の光軸となるように変換して、各色光をライトトンネル175の入射口に集光する導光光学系140、レーザ光源部70を冷却する冷却装置81及び冷却ファン261、発光板101等の蛍光発光装置100を冷却する冷却ファン261など、を備える。
【００３１】
レーザ光源部70は、複数のレーザ発光素子71を備える光源部であって、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に、出射光の光軸が背面パネル13と平行となるように配置されている。そして、図３に示したように、各レーザ発光素子71の前方にコリメータレンズ72が夫々配置されており、図４に示すように、２４個の青色レーザ発光素子71であって、僅かに波長の異なる第１青色レーザ発光素子71Aと第２青色レーザ発光素子71Bとが市松状に（縦横交互に隣接されて）配列されている。
【００３２】
すなわち、レーザ光源部70は、異なる波長帯域の光を出射する２種類のレーザ発光素子71をそれぞれ複数個平面状に配列しており、第１青色レーザ発光素子71Aとしては、その発する光の波長が４４５nmのものを用い、第２青色レーザ発光素子71Bとしては、その発する光の波長が４６０nmものとして、同色系の波長帯域内でその波長を僅かに異ならせるものとしている。
【００３３】
そして、各レーザ発光素子71の前方には、導光光学系140として、光軸方向を正面パネル12方向に９０度変更する複数の反射ミラー75が階段状に配列され、反射ミラー75で反射したレーザ光線の光軸上には集光レンズ78が配置されている。
【００３４】
この複数の反射ミラー75は、レーザ光源部70から出射される光線束の各列間の距離を狭めて反射させることにより、レーザ光源部70から出射されるレーザ光線束の断面積を小さくしている。また、レーザ光源部70と右側パネル14との間にはレーザ光源部70を冷却するヒートシンク等の冷却装置81が配置され、ヒートシンクと背面パネル13との間には、冷却ファン261が配置されている。
【００３５】
冷却装置81であるヒートシンクと背面パネル13との間に配置された冷却ファン261と冷却装置81とによって光源である第１青色レーザ発光素子71Aや第２青色レーザ発光素子71Bが冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズ78が冷却される。
【００３６】
蛍光発光装置100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、レーザ光源部70からの出射光の光軸と直交するように配置された発光板101と、この発光板101を回転駆動するホイールモータ110と、レーザ光源部70から出射される光線束を発光板101に集光するとともに発光板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群111と、発光板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集光レンズ115と、を備える。
【００３７】
蛍光発光装置100の発光板101は、図３に示したように、反射ミラー75で反射されたレーザ光源部70からの出射光の光路上に一部が位置するように配置されている。そして、この発光板101は、図５に示すように、レーザ光源部70から出射される青色波長帯域光を受けて緑色波長帯域光を出射する蛍光発光体が塗布された蛍光部103と、レーザ光源部70からの出射光を拡散透過する透過部104と、が周方向に並設されている。
【００３８】
そして、回転ホイールとする発光板101の基材102は銅やアルミニウム等から成る金属基材であって、この回転板基材102のレーザ光源部70側の表面には、環状の溝を形成し、この溝の底部が銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に緑色蛍光体の層が敷設されている。
【００３９】
この緑色蛍光体層は、レーザ光源部70から出射される青色波長帯域光を励起光として緑色波長帯域の蛍光光を発するＹＡＧ等の緑色蛍光体と、この緑色蛍光体が均一に散りばめられたガラス等の透明なバインダと、から構成される。
【００４０】
そして、発光板101を緑色光源装置80とするための緑色蛍光体層とされた蛍光部103に照射されたレーザ光源部70からの青色波長帯域光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接背面パネル13側へ、あるいは、発光板101の溝部底面で反射したあとに背面パネル13側へ出射され、集光レンズ群111に入射する。
【００４１】
さらに、透過部104は、回転板基材102の切抜き透孔部に透光性を有する透明基材が嵌入され、この透明基材の表面にサンドブラスト等による微細凹凸が形成されているものである。従って、発光板101の透過部104に照射されたレーザ光源部70からの青色波長帯域光は、微細凹凸によって拡散された拡散透過光とされて発光板101を透過し、集光レンズ115に入射する。
【００４２】
なお、ホイールモータ110と正面パネル12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によって蛍光発光装置100等が冷却される。
【００４３】
赤色光源装置120は、青色レーザ発光素子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、を備える単色発光装置である。この赤色発光ダイオード121は、赤色波長帯域の光を発する発光ダイオードである。
【００４４】
この赤色光源装置120は、レーザ光源部70からの出射光及び発光板101から出射される緑色波長帯域光の光軸と赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光の光軸とが交差するように配置されている。さらに、赤色光源装置120は、赤色発光ダイオード121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12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によって赤色光源とされる赤色発光ダイオード121が冷却される。
【００４５】
そして、導光光学系140は、青色、緑色、赤色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー、ダイクロイックミラー等からなり、レーザ光源部70内でレーザ発光素子71からの出射光を反射集光させる反射ミラー群75や集光レンズ78と共に、レーザ光源部70から出射される光や蛍光発光装置100の発光板101から出射される光、及び、赤色光源装置120から出射される光をライトトンネル175に入射するものである。
【００４６】
具体的には、レーザ光源部70に反射ミラー群75や集光レンズ78を有し、更に、レーザ光源部70から出射される青色波長帯域光及び発光板101から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置120から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に第一ダイクロイックミラー141を有し、青色及び赤色波長帯域光を透過し、蛍光発光装置100から出射される緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する。
【００４７】
また、導光光学系140として、発光板101を拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ115と正面パネル12との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する第一反射ミラー143が配置されている。さらに、第一反射ミラー143で反射した青色波長帯域光の光軸上であって光学系ユニット160の近傍には、この青色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二反射ミラー145が配置されている。
【００４８】
更に、第一ダイクロイックミラー141を透過した赤色波長帯域光の光軸及びこの光軸と一致するように第一ダイクロイックミラー141により反射された緑色波長帯域光の光軸と、第二反射ミラー145で反射した青色波長帯域光の光軸とが交差する位置には、青色波長帯域光を透過し、赤色及び緑色波長帯域光を反射してこれら赤色及び緑色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、ダイクロイックミラーや反射ミラーの間には、夫々集光レンズが配置されている。さらに、ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173が配置されている。
【００４９】
従って、ホイールモータ110を駆動させて発光板101を回転させた状態で、レーザ光源部70から出射され、第一ダイクロイックミラー141を通る光の光軸上に、蛍光部103が位置するタイミングで、レーザ光源部70の第１の青色レーザ発光素子71Aを点灯させ、青色レーザ発光素子71Aからの青色レーザ光を励起光として発光板101の蛍光部103に照射し、蛍光部103に塗布された緑色蛍光体から緑色波長帯域光を出射させることができる。
【００５０】
そして、レーザ光源部70から出射され、第一ダイクロイックミラー141を通る光の光軸上に、発光板101の透過部104が位置するタイミングで、レーザ光源部70の第２の青色レーザ発光素子71Bを点灯させ、第２の青色レーザ発光素子71Bからの青色レーザ光を、透過部104を透過させて拡散光とした青色波長帯域光を発光板101の透過部104から出射させることができる。
【００５１】
このように、ホイールモータ110の駆動と第１の青色レーザ発光素子71A及び第２の青色レーザ発光素子71Bの点灯を、光源制御回路41での同期制御により、発光板101の蛍光部103から第１の青色レーザ発光素子71Aによる緑色波長帯域光を出射させ、発光板101の透過部104から第２の青色レーザ発光素子71Bによる青色波長帯域光を出射させることができる。
【００５２】
そして、光源制御部とした光源制御回路41は、同期制御手段としてレーザ光源部70の第１の青色レーザ発光素子71A及び第２の青色レーザ発光素子71Bの点灯と蛍光発光装置100のホイールモータ110の回転とを同期制御すると共に、合せて赤色光源装置120の赤色発光ダイオード121の点灯も同期制御する。
【００５３】
従って、赤色光源装置120の赤色光源とする赤色発光ダイオード121から赤色波長帯域光の出射も合わせて同期制御し、図６に示すように、赤色発光ダイオード121（Ｒ−ＬＥＤ）を点灯させて赤セグメント期間とし、第１の光源とした第１の青色レーザ発光素子71A（Ｂ−ＬＤ）を点灯させ、緑色蛍光体から蛍光光を出射させる緑セグメント期間とし、第２の光源とした第２の青色レーザ発光素子71B（Ｂ−ＬＤ）を点灯させ、発光板101の透過部104を透過拡散させた青色波長帯域光を出射する青セグメント期間とすることができる。
【００５４】
このように、赤色発光ダイオード121を赤色光源とし、第１の光源である第１の青色レーザ発光素子71Aは励起用光源として緑色蛍光体に励起光を照射し、発光板101の蛍光部103から緑色波長帯域の蛍光光を出射さて緑色光源とし、第２の光源である第２の青色レーザ発光素子71Bを青色光源としているため、第１の光源からの出射光は蛍光体が蛍光光を効率的に発する波長の光に合わせることができ、光量の多い高輝度の緑色光を蛍光体から出射させることが容易となる。
【００５５】
また、第２の光源からの青色波長帯域光は、発光板101の透過部104を透過させて表示素子に照射し、青色画像をするものであるため、発色性が高く、赤色光や緑色光による画像との色合わせに適した青色光の波長帯域、即ち、赤色や緑色と合わせて自然な色合いを生成するのに適した青色とすることができる。
【００５６】
そして、第１の光源と第２の光源とを市松状に配置しているため、第１の光源からの第１の波長の光や第２の光源からの第２の波長の光の各光における光束の面内ムラを少なくすることができる。
【００５７】
そして、光源部として３行８列とした２４個のレーザ発光素子71を用いる場合、１２個ずつの第１の光源とする第１の青色レーザ発光素子71Aと第２の光源とする第２の青色レーザ発光素子71Bを市松状に配置するのではなく、図７に示すように、中央に１２個の第１の光源とする第１の青色レーザ発光素子71Aを３行４列として配置し、第２の光源とする第２の青色レーザ発光素子71Bは３行２列とする６個ずつを第１の光源の左右に分けて配置することもあり、中央に集めた１２個の第１の青色レーザ発光素子71Aにより蛍光体への照射光を集中させることもある。
【００５８】
また、第１の青色レーザ発光素子71Aと第２の青色レーザ発光素子71Bとの個数を異ならせる場合、図８に示すように、第１の青色レーザ発光素子71Aを光源部の中央に集めつつ上下左右に対称形状に、即ち光源部の中央を中心として点対象に第１の青色レーザ発光素子71Aと第２の青色レーザ発光素子71Bを配置することもある。
【００５９】
そして、蛍光体励起用の第１の光源とする第１の青色レーザ発光素子71Aの数を第２の光源とする第２の青色レーザ発光素子71Bの数よりも多くする必要が有るときは、図９に示すように、上段と下段とに各々８個ずつを夫々一列として第１の青色レーザ発光素子71Aを配置し、中段に８個の第２の青色レーザ発光素子71Bを一列に配置することもあり、第２の青色レーザ発光素子71Bの数を多く必要とする場合は、図１０に示すように第２の青色レーザ発光素子71Bを上段と下段に、第１の青色レーザ発光素子71Aを中段に配置することもある。
【００６０】
更に、本実施の形態では、第１の青色レーザ発光素子71Aが第２の青色レーザ発光素子71Bに比較して発熱量が多いため、第１の青色レーザ発光素子71Aや第２の青色レーザ発光素子71Bによる光源部を冷却装置の前面に取り付ける場合、図１１に示すように、ヒートシンクである冷却装置81に固定する際、冷却ファン261に近い冷却風の風上側に第１の青色レーザ発光素子71Aを集めるようにしてレーザ発光素子71の冷却効率を高め、即ち光源部の冷却を効果的に行えるようにすることもある。
【００６１】
このように、第１の青色レーザ発光素子71Aと第２の青色レーザ発光素子71Bは、同一個数に限るものでなく、緑色蛍光体から出射される緑色波長帯域光の光量と第２の青色レーザ発光素子71Bから出射される青色波長帯域光の光量と、更には、赤色発光ダイオード121から出射される赤色波長帯域光の光量とに合わせ、蛍光体の発光特性や、第１の光源及び第２の光源に使用するレーザ発光素子71の発光特性により、適宜の個数を発光部に配置するものである。
【００６２】
尚、必要な光量により第１の光源とする第１の青色レーザ発光素子71A及び第２の光源とする第２の青色レーザ発光素子71Bの数を各々１個ずつとすることもある。
【００６３】
このように、緑色蛍光体には第１の波長の光を照射する第１の光源とする第１の青色レーザ発光素子71Aを用い、この第１の光源の光と僅かに波長の異なる第２の波長の光を出射する第２の光源として第２の青色レーザ発光素子71Bを用いているため、緑色蛍光体から出射される光量を効率的に多くさせる波長の光を出射するレーザ発光素子を用いて緑色蛍光体に高輝度の発光を行わせ、投影画像の生成に必要な明るい緑色画像を形成可能とする。
【００６４】
また、この第１の青色レーザ発光素子71Aの出射光と僅かに波長の異なる第２の光源とした第２の青色レーザ発光素子71Bから出射させた青色波長帯域光を、投影画像を生成するための青色画像の形成に用いるため、青色画像を緑色画像や赤色画像と合わせたときに色合いの自然な高画質にして明るい投影画像を生成することが容易にとなる。
【００６５】
そして、プレゼンテーションなど、明るい室内での投影を行う為により高輝度の画像投影を行って画像を見易くするときは、図１２に示すように、緑セグメント期間において、第１の青色レーザ発光素子71Aの点灯と合わせて第２の青色レーザ発光素子71Bを点灯させることもある。
【００６６】
このように、第２の青色レーザ発光素子71Bから出射される波長の青色波長帯域光も、第１の光源光と同色系とされる波長の近似した光であるため、第２の青色レーザ発光素子71Bからの光によっても蛍光体を励起させることが可能であり、第１の青色レーザ発光素子71Aからの光と合わせて蛍光体を励起させて緑色波長帯域の光量を増大させることができ、高輝度モードとしての投影を行うことができる。
【００６７】
そして、第１の青色レーザ発光素子71Aの点灯に合わせて第２の青色レーザ発光素子71Bを点灯させるに際し、第２の青色レーザ発光素子71Bに基準値の電流を加える場合のみでなく、高輝度モードの輝度レベルに合わせ、基準電流値よりも小さな電流値Ｉ1の電流を加えるようにして僅かに輝度レベルと高め、この電流値Ｉ1よりも高く、基準電流値よりも小さな電流値Ｉ2を加えるようにして輝度レベルを高め、更に基準電流値の電流を与えたときに輝度レベルを最大とするように段階的に輝度レベルのレベル設定を可能とすることもある。
【００６８】
尚、レベル設定に際しては、電流値を変化させる場合に限ることなく、第２の青色レーザ発光素子71Bを複数個用いる光源部では、第１の青色レーザ発光素子71Aの点灯に合わせる第２の青色レーザ発光素子71Bの点灯個数を制御して、緑色波長帯域光の光量を変化させて輝度レベルを調整することもある。
【００６９】
また、発光板101として発光ホイールを用いているがこれに限定されるものではなく、透過部104としての拡散透過板と緑色蛍光体層を有した蛍光部103とが並設された構成であれば足りる。すなわち、矩形状の発光板やその他の形状の発光板を用いることもできる。また、駆動装置としてもホイールモータ110の代わりに発光板101を直線状に可動させるアクチュエータ等を用いる構成としてもよい。すなわち、レーザ光源部70の出射光の光路上に蛍光部103としての蛍光板と透過部104としての拡散透過板とが位置するように可動させることができればよいため、駆動装置としてＫＴＮ結晶や音響光学素子、ＭＥＭＳミラー等を用いた光偏光器を用いた構成としてもよい。
【００７０】
このように、本実施の形態では、第１の光源と第２の光源とを有し、第１の光源光と第２の光源光を同色系としつつその波長を異ならせているため、蛍光体を効率よく励起させて高輝度の蛍光光の発光を可能とすると共に、第２の光源の光を蛍光光などに合わせたときの色味や発色性が良好な光を発する小型な光源とすることができる。
【００７１】
そして、この光源装置60を用いたプロジェクタは、明るく色再現性の高い高画質の投影を可能とすることができる。
【００７２】
また、第１の光源と第２の光源における光源の個数を異ならせているため、光源の発光効率や蛍光体の励起光率に合わせた適切な光源装置60を容易に提供することができる。
また、第１の光源と第２の光源とを点対称に配置しているので、第１の光源や第２の光源からの出射光の面内バラツキを減らし、均一性を高くすることができるとともに、光軸のロール方向に取り付け誤差が多少発生したとしても、光束分布の変化を小さく抑えることができる。
【００７３】
そして、第１の光源と第２の光源とを縦横交互に配置すれば、光源部からの出射光の均一化を容易に行うことができる。
【００７４】
また、蛍光部103と透過部104とを有する発光板101を用いて蛍光光と透過光とを形成し、蛍光光と透過光とを同一光路上に集光させる導光光学系を備える光源装置60は、第２の波長とこの第２の波長とは波長が異なり、色も異なる蛍光光とを出射する小型の光源装置60を容易に提供することができる
また、透過部104に拡散層を形成すれば、容易に第２の光源からの光を拡散させて第２の波長の光として面内の均一性の高い光を出射させることができる。
【００７５】
そして、発光板101をホイールモータ110で回転させ、第１及び第２の光源との同期制御を行う光源装置60は、第２の光源による光と蛍光光との時分割発光を容易且つ確実に行う光源装置60とすることができ、発光板101の回転と第１及び第２の光源の点灯を同期させることにより、明るい蛍光光と発色性の良好な第２の光源の光とを確実に時分割して出射させることができる。
【００７６】
また、第１の光源の点灯と合わせて第２の光源を点灯させることにより、蛍光光の輝度を高くし、明るい投影を可能とする高輝度モードに対応する光源装置60とすることができる。
また、第２の光源の点灯電流値又は点灯個数を調整可能とすることにより、段階的な高輝度モードを設定可能とし、明るさに応じた揮度を確保しつつ電流消費の効率化を図ることができる。
【００７７】
そして、光学均一化部材を備えた光源装置60は、出射光の面内バラツキを減らし、光の均一性を高くすることができる。
【００７８】
また、第１の光源と第２の光源のうち発熱量の多い方の光源である第１の光源を冷却装置に配置するに際して冷却ファン261側に配置した光源装置60は、光源部の冷却を効率よく行うことができる。
また、第１の波長及び第２の波長を青色波長帯域光とすることにより、第２の波長によって発色性の良好な青色光を出射することができ、蛍光体から緑色波長帯域光の蛍光光を出射させることにより、高輝度の緑色光を出射することができる。
【００７９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要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。
【００８０】
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]  光源部と光源制御部とを備え、
前記光源部は、蛍光体を励起させる励起光として利用するための第１の波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の光源の光と同色系の波長帯域内で波長が異なる第２の波長の光を出射する第２の光源と、を有し、
前記光源制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源の点灯を個別に制御することを特徴とする光源装置。
[２]  前記光源部は、前記第１の光源と前記第２の光源とする両光源の個数が前記第１の光源と前記第２の光源とで異なる光源群とされていることを特徴とする前記[１]に記載した光源装置。
[３]  前記第１の光源と前記第２の光源の少なくともどちらか一方を複数個備える前記光源群であって、
前記光源部は、前記第１の光源と前記第２の光源とが前記光源部の略中央を中心に点対称に配列されていることを特徴とする前記[１]又は前記[２]に記載した光源装置。
[４]  前記第１の光源と前記第２の光源を夫々複数個備える前記光源群であって、
前記光源部は、前記第１の光源と前記第２の光源とが縦横交互に配列されていることを特徴とする前記[１]乃至前記[３]の何れかに記載した光源装置。
[５]  前記第１の光源からの出射光により励起されて蛍光光を出射する蛍光部と、前記第２の光源からの出射光を透過させる透過部と、を有する発光板と、
前記蛍光光と前記透過部を透過した透過光とを同一光路上に集光させる導光光学系と、を更に備えることを特徴とする前記[１]乃至前記[４]の何れかに記載した光源装置。
[６]  前記透過部には、拡散層が形成されていることを特徴とする前記[５]に記載した光源装置。
[７]  前記発光板は、前記蛍光部と前記透過部とが円周方向に並設された円板形状とされ、
前記発光板を回転させる駆動手段を更に備え、
前記光源制御部は、前記駆動手段により回転する前記発光板の前記蛍光部と前記透過部とが所定位置に位置するときに前記第１の光源と前記第２の光源の点灯を夫々制御する同期制御手段を含むことを特徴とする前記[５]又は前記[６]に記載した光源装置。
[８]  前記同期制御手段は、前記蛍光部に前記第１の光源の光を照射し、前記透過部に前記第２の光源の光を照射するように、前記発光板の回転と前記第１の光源及び前記第２の光源の各点灯とを同期させることを特徴とする前記[７]に記載した光源装置。
[９]  前記同期制御手段は、前記第１の光源を点灯させるとき、合せて前記第２の光源も点灯させる場合を含むことを特徴とする前記[８]に記載した光源装置。
[１０]  前記光源制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源を同時点灯させるとき、第２の光源の点灯電流値を調整可能とすることを特徴とする前記[９]に記載した光源装置。
[１１]  少なくとも前記第２の光源を複数個備え、前記光源制御部は、前記第１の光源と前記第２の光源を同時点灯させるとき、第２の光源の点灯個数を調整可能とすることを特とする前記[９]又は前記[１０]に記載した光源装置。
[１２]  前記導光光学系により同一経路とされる前記蛍光光と前記透過光との強度分布を均一化する光学均一化部材を更に備えることを特徴とする前記[５]乃至前記[１１]の何れかに記載した光源装置。
[１３]  前記光源群を冷却する冷却ファンを更に備え、前記冷却ファン側に前記第１の光源と前記第２の光源のうち発熱量の多い方の光源が配置されることを特徴とする前記[１]乃至前記[１２]の何れかに記載した光源装置。
[１４]  前記第１の波長と前記第２の波長は、青色波長帯域の波長領域であることを特徴とする前記[１]乃至前記[１３]の何れかに記載した光源装置。
[１５]  前記第１の波長の光が照射されて励起される前記蛍光体は、緑色波長帯域の蛍光光を出射することを特徴とする前記[１]乃至前記[１４]の何れかに記載した光源装置。
[１６]  前記[１]乃至前記[１５]の何れかに記載の光源装置と、
投影光を生成する表示素子と、
前記光源装置からの出射光を前記表示素子まで導光する光源側光学系と、
前記表示素子で生成された投影光を導光する投影側光学系と、
前記表示素子及び前記光源装置の制御を行うプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
【符号の説明】
【００８１】
１０  プロジェクタ
１１  上面パネル              １２  正面パネル
１３  背面パネル              １４  右側パネル
１５  左側パネル              １７  排気孔
１８  吸気孔                  １９  レンズカバー
２０  各種端子                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
７０  レーザ光源部            ７１  レーザ発光素子
７１Ａ  第１の青色レーザ発光素子
７１Ｂ  第２の青色レーザ発光素子
７２  コリメータレンズ        ７５  反射ミラー
７８  集光レンズ              ８１  冷却装置
１００  蛍光発光装置
１０１  発光板                １０３  蛍光部
１０４  透過部                １１０  ホイールモータ
１１１  集光レンズ群          １１５  集光レンズ
１２０  赤色光源装置          １２１  赤色発光ダイオード
１２５  集光レンズ群          １３０  ヒートシンク
１４０  導光光学系            １４１  第一ダイクロイックミラー
１４３  第一反射ミラー        １４５  第二反射ミラー
１４８  第二ダイクロイックミラー
１６１  照明側光学ブロック    １６５  画像生成光学ブロック
１６８  投影側光学ブロック
１７０  光源側光学系          １７３  集光レンズ
１７５  ライトトンネル        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  冷却装置
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
【図１】
2015025832.tif 000003
【図２】
2015025832.tif 000004
【図３】
2015025832.tif 000005
【図４】
2015025832.tif 000006
【図５】
2015025832.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015025832.tif 000009
【図８】
2015025832.tif 000010
【図９】
2015025832.tif 000011
【図１０】
2015025832.tif 000012
【図１１】
2015025832.tif 000013
【図１２】
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