(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸の回りに回転させられ、一方の面から他方の面に貫通した開口を有するホイール板と、
前記ホイール板の前記一方の面に形成され、励起光が照射されるとその励起光と異なる色の蛍光を発する蛍光体層と、
を備え、
前記開口には、前記ホイール板の前記一方の面と前記他方の面をつなぐエッジ面が形成され、
前記エッジ面が、前記開口のうち前記ホイール板の前記一方の面側が前記他方の面側よりも狭くなるように傾斜していることを特徴とする蛍光体ホイール。
【請求項２】
前記開口を塞ぐようにして前記ホイール板の前記他方の面に取り付けられ、前記励起光を透過させる拡散板を備えることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体ホイール。
【請求項３】
請求項１又は２の蛍光体ホイールと、
前記蛍光体ホイールを回転駆動する回転駆動器と、
前記ホイール板の前記一方の面側から励起光を照射する光源と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
前記光源の励起光は、前記蛍光体層側で収束されてから前記ホイール板に照射されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
請求項３又は４の光源装置と、
前記光源装置によって出射された光を画素毎に変調することで、画像を形成する表示素子と、
前記表示素子によって形成された画像を投影する投影光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体ホイール、光源装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターは、光源から発した光をデジタル・マイクロミラー・デバイス等の反射型表示素子又は液晶シャッターアレイパネル等の透過型表示素子に照射し、表示素子によって形成された画像を投影レンズによってスクリーンに投影するものである。従来、高輝度の放電ランプを光源として利用するプロジェクターが主流であった。しかし、近年、発光ダイオード、レーザーダイオード、有機エレクトロルミネッセンス素子等といった発光素子を光源として利用し、必要に応じて光源から発した光の色を変換する蛍光体を利用するプロジェクターの開発が多々なされている。例えば、特開２００４−３４１１０５号公報（特許文献１）には、発光ダイオード及び蛍光体ホイールを利用したプロジェクターが開示されている。この発光ダイオードは紫外光を発するものであり、発光ダイオードから発した紫外光が、回転する蛍光体ホイールの赤色蛍光体層、緑色蛍光体層及び青色蛍光体層に順次繰り返し照射される。そうすると、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層及び青色蛍光体層が順次繰り返し励起されるから、赤色光、緑色光及び青色光が蛍光体ホイールから順次繰り返し出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４１１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
紫外光は蛍光体ホイール等の光学部品を劣化させやすいので、可視光を励起光として利用することが提案されている。励起光として利用する可視光が光の三原色のうち何れかであれば、その色の蛍光を発する蛍光体層が不要となる。例えば青色の励起光を利用する場合、蛍光体ホイールは、円弧状の開口が形成されたホイール板と、ホイール板の一方の面に形成された蛍光体層と、を有するものである。蛍光体ホイールの回転中に青色の励起光が蛍光体層に照射されると、蛍光体層から別の色の蛍光が発し、励起光が開口に照射され、青色光と別の色の蛍光を順次生成することができる。
【０００５】
ところが、蛍光体ホイールの回転中に開口のエッジが励起光の照射個所を通過する時、開口のエッジによって励起光のケラレが発生する。そのため、この蛍光体ホイールを用いたプロジェクターでは、開口のエッジが励起光の照射個所を通過する時に、表示素子に照射される励起光の光束の面内照度分布が不均一になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、蛍光体ホイールの開口のエッジ近傍での励起光のケラレを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明に係る蛍光体ホイールは、軸の回りに回転させられ、一方の面から他方の面に貫通した開口を有するホイール板と、前記ホイール板の前記一方の面に形成され、励起光が照射されるとその励起光と異なる色の蛍光を発する蛍光体層と、を備え、前記開口には、前記ホイール板の前記一方の面と前記他方の面をつなぐエッジ面が形成され、前記エッジ面が、前記開口のうち前記ホイール板の前記一方の面側が前記他方の面側よりも狭くなるように傾斜している。
【０００８】
本発明に係る光源装置は、上記のような蛍光体ホイールと、前記蛍光ホイールを回転駆動する回転駆動器と、前記ホイール板の前記一方の面側から励起光を照射する光源と、を備える。
【０００９】
本発明に係るプロジェクターは、上記のような光源装置と、前記光源装置によって出射された光を画素毎に変調することで、画像を形成する表示素子と、前記表示素子によって形成された画像を投影する投影光学系と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、エッジ面が傾斜しているから、励起光がエッジ面によって遮光されず、励起光のケラレを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る蛍光体ホイールを有する励起光変換装置の正面図である。
【図２】図１に示されたII−IIに沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。
【図３】図１に示されたIII−IIIに沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。
【図４】本発明の実施形態の変形例に係る蛍光体ホイールを有する励起光変換装置の正面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例に係る蛍光体ホイールを有する励起光変換装置の正面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るプロジェクターの内部構造を示した平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光源装置を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１３】
図１は、励起光変換装置１の正面図である。図２は、図１に図示のII−IIに沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。図３は、図１に図示のIII−IIIに沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。
【００１４】
この励起光変換装置１は、所定の色（所定波長帯域）の励起光をそれよりも収束性の低い同色の光に変換することと、その励起光を異なる色（異なる波長帯域）の光に変換することとを交互に行うものである。
【００１５】
励起光変換装置１は、蛍光体ホイール２と、この蛍光体ホイール２を回転させるスピンドルモーター８と、を備える。蛍光体ホイール２は、ホイール板３、蛍光体層４及び拡散板５等を有する。
【００１６】
ホイール板３は、銅板、アルミニウム板、ステンレス板その他の金属板である。ホイール板３の形状を大づかみに捉えた際のホイール板３の骨格的形状は円板である。ホイール板３の一方の面３ａが鏡面研磨加工、銀蒸着加工その他の鏡面加工されており、ホイール板３の一方の面３ａに反射面が形成されている。従って、ホイール板３は、反射板である。
【００１７】
スピンドルモーター８は回転駆動器である。スピンドルモーター８の駆動軸９がホイール板３に対して直交するようにホイール板３に取り付けられている。具体的には、取付孔３ｃがホイール板３の中心部を一方の面３ａから他方の面３ｂに貫通し、スピンドルモーター８の駆動軸９が取付孔３ｃに挿入されて、その駆動軸９がホイール板３に固定されている。以下、軸方向とは、駆動軸９が延びる方向をいい、周方向とは、駆動軸９を中心とした円周方向をいい、径方向とは、駆動軸９に対して直交する方向をいう。
【００１８】
ホイール板３はエッジ面３ｄ、エッジ面３ｅ及び開口３ｆを有する。エッジ面３ｄは、取付孔３ｃから径方向外方にずれた位置において径方向に延びており、エッジ面３ｅは、エッジ面３ｄから周方向にずれた位置において径方向に延びている。エッジ面３ｅとエッジ面３ｄは、駆動軸９を中心とした同一円周上に配置されている。開口３ｆは、エッジ面３ｄからエッジ面３ｅまで周方向に沿って延在しているとともに、これらエッジ面３ｄ，３ｅの間においてホイール板３の一方の面３ａから他方の面３ｂに貫通している。そして、エッジ面３ｄ，３ｅは、周方向に沿った開口３ｆの両端においてホイール板３の一方の面３ａと他方の面３ｂをつなぐ面である。なお、図１では、開口３ｆの径方向外側が囲まれずに開いているが、開口３ｆの径方向外側がホイール板３の一部によって囲われ、開口３ｆが周方向に円弧帯状に延在していてもよい。
【００１９】
図３に示すように、エッジ面３ｄは軸方向に対して傾斜している。具体的には、エッジ面３ｄは、開口３ｆのうち一方の面３ａ側が他方の面３ｂ側よりも狭くなるように、軸方向に対して傾斜している。エッジ面３ｅも、開口３ｆのうち一方の面３ａ側が他方の面３ｂ側よりも狭くなるように、軸方向に対して傾斜している。
【００２０】
ホイール板３の一方の面３ａには、蛍光体層４が形成されている。軸方向に見て、蛍光体層４は、エッジ面３ｅからエッジ面３ｄまで周方向に延びるように円弧帯状に形成されている。また、軸方向に見て、蛍光体層４と開口３ｆとは、駆動軸９を中心とした同一円周上に配置されている。蛍光体層４は、透光性バインダー（例えば、セラミックバインダー、樹脂バインダー、シリコーンバインダー）に蛍光体を分散させたものである。なお、蛍光体層４が円弧帯状に形成されているのではなく、蛍光体層４がホイール板３の一方の面３ａの全体に形成されていてもよいし、蛍光体層４が駆動軸９を中心とした扇形状に形作られて、ホイール板３の一方の面３ａの一部に形成されていてもよい。
【００２１】
図２では、ホイール板３の一方の面３ａが平坦な面であって、蛍光体層４がその面３ａに付着されている。それに対して、ホイール板３の一方の面３ａに円弧帯状の凹部が凹設され、その凹部が周方向に延在し、その凹部内に蛍光体層４が埋められていてもよい。なお、凹部が形成されている場合でも、その凹部が鏡面加工されている。
【００２２】
図１では、蛍光体層４の径方向外方の縁がホイール板３の外周縁に揃っている。それに対して、蛍光体層４がホイール板３の外周縁よりも内側において周方向に延在していてもよい。
【００２３】
所定の色（所定波長帯域）の励起光が蛍光体層４に入射すると、蛍光体層４は励起光によって励起されて、励起光と異なる色の蛍光を発する。励起光の波長帯域は特に限定するものではないが、励起光が単色の可視光であることが好ましい。蛍光体層４から発する蛍光の色は励起光の色と異なるのであれば、その蛍光の波長帯域は特に限定するものではないが、単色の可視光であることが好ましい。具体的には、励起光の色は光の三原色のうち何れかの色であり、蛍光体層４から発する蛍光の色は光の三原色のうち他の色である。例えば、励起光は青色の波長帯域の光であり、蛍光体層４から発する蛍光は緑色の波長帯域の光である。
【００２４】
図１では、蛍光体層４が形成されている周方向の範囲は、開口３ｆが形成されている周方向の範囲以外の範囲の全体である。それに対して、図４に示すように、蛍光体層４が形成されている周方向の範囲は、開口３ｆが形成されている周方向の範囲以外の範囲の一部（例えば、半分）であってもよい。開口３ｆが形成されている周方向の範囲以外の範囲のうち、蛍光体層４が形成されていない範囲には反射防止層６が形成されていることが好ましい。反射防止層６が形成された面は、ホイール板３の一方の面３ａである。
【００２５】
また、図５に示すように、蛍光体層４が周方向に二つに分けられ、二つに分けられた蛍光体層４ａ，４ｂのうち第一蛍光体層４ａの蛍光色と第二蛍光体層４ｂの蛍光色が異なっていてもよい。軸方向に見て、第一蛍光体層４ａと第二蛍光体層４ｂは、駆動軸９を中心とした同一円周上に配置されているとともに、互いに周方向にずれて配置されている。蛍光体層４ａ，４ｂから発する蛍光の色は励起光の色と異なるのであれば、それらの蛍光の波長帯域は特に限定するものではないが、単色の可視光であることが好ましい。具体的には、励起光の色、第一蛍光体層４ａから発する蛍光の色、第二蛍光体層４ｂから発する蛍光の色は、光の三原色であって、互いに異なる。例えば、励起光は青色の波長帯域の光であり、第一蛍光体層４ａから発する蛍光は緑色の波長帯域の光であり、第二蛍光体層４ｂから発する蛍光は赤色の波長帯域の光である。
【００２６】
図１〜図５に示すように、ホイール板３の他方の面３ｂには、拡散板５が取り付けられている。具体的には、拡散板５がホイール板３の他方の面３ｂに貼着されて、開口３ｆが拡散板５によって塞がれている。拡散板５は、励起光を拡散透過させるものである。例えば、拡散板５は、無色透明な透光板の内部に微粒子又は細孔が分散したものであるか、又は無色透明な透光板の表面に微小凹凸を形成したものである。従って、拡散板５を透過した励起光の収束性は、拡散板５を透過する前の励起光よりも低い。
【００２７】
励起光の光軸は駆動軸９から径方向外方にずれているとともに、ホイール板３に対して交差している。励起光の光軸とホイール板３の交点から駆動軸９までの距離は、駆動軸９から蛍光体層４や開口３ｆまでの距離にほぼ等しい。具体的には、励起光の光軸は、ホイール板３の回転による開口３ｆ及び蛍光体層４の軌跡に直交する。励起光が進行する向きは、ホイール板３の一方の面３ａから他方の面３ｂに向かう向きである。
【００２８】
ホイール板３の回転中に励起光が開口３ｆを通過すると、その励起光が拡散板５に入射して、その拡散板５を拡散透過する。そのため、励起光が、拡散板５によって、励起光よりも収束性・指向性の低い透過光に変換される。その透過光の光軸（透過光の光軸とは、光度が最大となる向きに拡散板５から延びる仮想的な線である。）は、励起光の光軸を延長させたものとなる。勿論、透過光の色と励起光の色は同じである。
【００２９】
ホイール板３の回転中に励起光が蛍光体層４に入射すると、蛍光体層４が励起光によって励起され、励起光と異なる色の蛍光が蛍光体層４から発する。また、励起光の一部が蛍光体層４を透過しても、その励起光がホイール板３の一方の面３ａによって反射され、その反射光によって蛍光体層４が励起され、蛍光体層４から蛍光が発する。そのため、励起光が、蛍光体層４によって、励起光と色の異なる蛍光に変換される。蛍光体層４から発する蛍光は収束性・指向性の低い拡散光であるが、その蛍光の光軸（蛍光の光軸とは、光度が最大となる向きに蛍光体層４から延びる仮想的な線である。）はホイール板３に対して垂直であるとともに、励起光の光軸の反対向きある。
【００３０】
ホイール板３の回転中、励起光が常に点灯しているのではなく、励起光が点滅してもよい。具体的には、図１に示すように、蛍光体層４の周方向に沿った一部の範囲（例えば、半分）Ａが励起光の光軸を通過する際には、励起光が消灯し、蛍光体層４の残りの範囲や開口３ｆが励起光の光軸を通過する際には、励起光が点灯している。なお、蛍光体ホイール２が図５に示すような場合には、励起光が常に点灯している。蛍光体ホイール２が図４に示すような場合には、励起光が常に点灯していてもよいし、励起光が点滅（具体的には、反射防止層６が励起光の光軸を通過する際には、励起光が消灯し、蛍光体層４や開口３ｆが励起光の光軸を通過する際には、励起光が点灯する。）してもよい。
【００３１】
図３に示すように、ホイール板３の回転中にエッジ面３ｄ，３ｅが励起光の照射個所を通過する際、励起光がエッジ面３ｄ，３ｅによってケラレ難い。これは、エッジ面３ｄ，３ｅが傾斜しているためである。特に、励起光の収束点の位置が蛍光体層４又はその近傍に設定されている場合、励起光が蛍光体層４又はその近傍に集光されるから、開口３ｆを通過する励起光の光束が太くなっても、励起光がエッジ面３ｄ，３ｅによってケラレ難い。従って、励起光がエッジ面３ｄ，３ｅ近傍で拡散板５を透過する際の透過光と、励起光がエッジ面３ｄ，３ｅ近傍以外で拡散板５を透過する際の透過光が均一な強度になる。
【００３２】
続いて、図６及び図７を参照して、励起光変換装置１及び蛍光体ホイール２を具備するプロジェクター１００及び光源装置５０について説明する。図６は、プロジェクター１００の内部構造を示した平面図である。図７は、プロジェクター１００の内部に設けられた光源装置５０を示した平面図である。以下の説明では、蛍光体ホイール２が図１又は図４に示すものであり、励起光が青色の波長帯域の光であり、蛍光体層４が励起光によって緑色の蛍光を発するものとする。
【００３３】
図６に示すように、プロジェクター１００は、本体ケース１０、制御回路基板２０、冷却ファン３０、表示素子４０、光源装置５０、光源側光学系８１及び投影光学系９０等を備える。
【００３４】
本体ケース１０は、略直方体の箱状に形作られている。つまり、本体ケース１０は、正面パネル１２、背面パネル１３、左右の側面パネル１４，１５、上面パネル（図示略）及び底面パネル（図示略）等を有する。本体ケース１０の内側には、区画用隔壁１７が設けられている。本体ケース１０の内部空間は、区画用隔壁１７によって、背面パネル１３側の吸気側の室１８と正面パネル１２側の排気側の室１９とに区画されている。
【００３５】
吸気側室１８内には制御回路基板２０が収容されて、その制御回路基板２０が本体ケース１０に取り付けられている。制御回路基板２０には、電源回路、光源制御回路、画像伸張圧縮回路、画像処理回路、表示駆動回路、冷却ファン制御回路、音声処理回路、モーター駆動回路、各種メモリ及び中央演算処理装置等が搭載されている。
【００３６】
冷却ファン３０は本体ケース１０の内側の略中央部に取り付けられ、冷却ファン３０の大部分が吸気側室１８内に収容されている。冷却ファン３０の吸い込み口３１が吸気側の室１８側に開口し、冷却ファン３０の吐出口３２が区画用隔壁１７に設けられているとともに、排気側室１９側に開口している。冷却ファン３０は、吸気側室１８から空気を吸引し、吸引した空気を排気側室１９へ排出する。冷却ファン３０は例えばシロッコファンである。制御回路基板２０の冷却ファン制御回路が光源装置５０に設けられた温度センサによって検出された温度に基づいて冷却ファン３０を制御することによって、冷却ファン３０の回転速度やオン・オフのタイミングが制御される。
【００３７】
本体ケース１０には、吸気側室１８から本体ケース１０の外に通じた吸気口が設けられているとともに、排気側室１９から本体ケース１０の外に通じた排気口が設けられている。その排気口の近傍には、排出される空気を冷却する排気温低減装置３３が設けられている。
【００３８】
排気側室１９内には光源装置５０が収容されて、その光源装置５０が本体ケース１０に取り付けられている。光源装置５０は、赤色光、緑色光及び青色光を時分割で順次繰り返し出射するものである。
【００３９】
図７に示すように、光源装置５０は、上述の励起光変換装置１と、青色のレーザー励起光を発する複数の第一光源５１と、第一光源５１から発する励起光と異なる色の光（赤色光）を発する第二光源６１と、第一光源５１から発した励起光を集光して励起光変換装置１に照射する第一集光光学系５２と、第二光源６１から発した赤色光を集光する第二集光光学系６２と、励起光変換装置１によって収束性が低下された励起光の光軸、第二集光光学系６２によって集光された赤色光の光軸及び励起光変換装置１によって変換された蛍光（緑色光）の光軸を重ねて、これらの励起光、赤色光及び蛍光を出射させる光学系７０と、を備える。
【００４０】
第一光源５１は、レーザー励起光を発するレーザーダイオードであって、そ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。これら第一光源５１は、二次元アレイ状に配列されている。
【００４１】
第一光源５１の発光強度は、制御回路基板２０の光源制御回路によって調整される。更に、制御回路基板２０の光源制御回路は、スピンドルモーター８の回転周期に従って、これら第一光源５１を高速で点滅させる。なお、蛍光体ホイール２が図４に示すものである場合、制御回路基板２０の光源制御回路が第一光源５１を点滅させずに、第一光源５１を点灯し続けてもよい。
【００４２】
第一集光光学系５２は、複数のコリメートレンズ５３、複数の反射ミラー５４及びレンズ群５５を有する。コリメートレンズ５３が第一光源５１にそれぞれ対向配置され、各第一光源５１から発したレーザー励起光がコリメートレンズ５３によってコリメートされる。反射ミラー５４が第一光源５１から発したレーザー励起光の光軸に対して斜めになるように第一光源５１及びコリメートレンズ５３に相対し、コリメートレンズ５３によってコリメートされたレーザー励起光の光軸が反射ミラー５４によって正面パネル１２の方向へ９０°変換される。これら反射ミラー５４は階段状に配列され、第一光源５１から発したレーザー励起光の光軸の間隔がこれら反射ミラー５４によって狭められ、これら反射ミラー５４によって反射されたレーザー励起光の光束群が占める断面積は、反射ミラー５４によって反射される前のレーザー励起光の光束群が占める断面積より狭くなる。レンズ群５５は、複数の反射ミラー５４によって反射されたレーザー励起光の光束群を集光させて、レーザー励起光の光束群を一つに纏める。
【００４３】
第二光源６１は、発光ダイオードであって、その光軸が第一光源５１の光軸と平行となるように配置されている。第二光源６１の発光強度は、制御回路基板２０の光源制御回路によって調整される。更に、制御回路基板２０の光源制御回路は、スピンドルモーター８の回転周期に従って、第二光源６１を高速で点滅させる。
第二集光光学系６２は、第二光源６１に対向配置されたレンズ群からなる。第二集光光学系６２の光軸と第一集光光学系５２のレンズ群５５の光軸が直交する。
【００４４】
光学系７０は、第一ダイクロイックミラー７１、第一反射ミラー７２、第二反射ミラー７３、第二ダイクロイックミラー７４、レンズ群７５、第一レンズ７６、第二レンズ７７、第三レンズ７８、第四レンズ７９及び第五レンズ８０を有する。
【００４５】
レンズ群７５と第一レンズ７６とレンズ群５５はこれらの光軸が一直線状になるように配置され、レンズ群５５がレンズ群７５と第一レンズ７６との間に配置されている。
第四レンズ７９と第二集光光学系６２はこれらの光軸が一直線状になるように配置されている。
【００４６】
第一ダイクロイックミラー７１は、レンズ群７５とレンズ群５５との間であって、且つ、第二集光光学系６２とレンズ群５５との間に配置されている。第一ダイクロイックミラー７１は、レンズ群７５及びレンズ群５５の光軸に対して４５°で斜交するとともに、第二集光光学系６２及び第四レンズ７９の光軸に対して４５°で斜交する。第一ダイクロイックミラー７１は、青色及び赤色の波長帯域の光を透過させるとともに、緑色の波長帯域の光を反射させる。
【００４７】
第二レンズ７７は、その光軸が第一レンズ７６の光軸に直交するように配置されている。
第一反射ミラー７２は、第一レンズ７６の光軸と第二レンズ７７の光軸が交差する位置において、第一レンズ７６の光軸に対して４５°で斜交するとともに、第二レンズ７７の光軸に対して４５°で斜交する。
【００４８】
第三レンズ７８と第五レンズ８０はこれらの光軸が一直線状になるように配置されている。また、第三レンズ７８及び第五レンズは、それらの光軸が第二レンズ７７の光軸及び第四レンズ７９の光軸に対して直交するように配置されている。
第二反射ミラー７３は、第二レンズ７７の光軸と第三レンズ７８の光軸が交差する位置において、第二レンズ７７の光軸に対して４５°で斜交するとともに、第三レンズ７８の光軸に対して４５°で斜交する。
第二ダイクロイックミラー７４は、第三レンズ７８と第五レンズ８０との間に配置されている。第二ダイクロイックミラー７４は、第三レンズ７８の光軸と第四レンズ７９の光軸が交差する位置において、第三レンズ７８の光軸に対して４５°で斜交するとともに、第四レンズ７９の光軸に対して４５°で斜交する。第二ダイクロイックミラー７４は、青色の波長帯域の光を透過させるとともに、赤色及び緑色の波長帯域の光を反射させる。
【００４９】
励起光変換装置１の蛍光体ホイール２は、レンズ群７５と第一レンズ７６との間に配置されている。具体的には、スピンドルモーター８の駆動軸９がレンズ群７５及び第一レンズ７６の光軸に対して平行であり、レンズ群７５及び第一レンズ７６の光軸がホイール板３の開口３ｆや蛍光体層４を通るようにホイール板３に直交し、ホイール板３の一方の面３ａがレンズ群７５側に向き、ホイール板３の他方の面３ｂが第一レンズ７６側に向いている。
【００５０】
励起光変換装置１のスピンドルモーター８は制御回路基板２０のモーター駆動回路によって駆動される。例えば、スピンドルモーター８は等速で回転する。
【００５１】
光源装置５０の動作について説明する。
スピンドルモーター８が制御回路基板２０のモーター駆動回路によって駆動され、ホイール板３が回転する。ホイール板３の回転中に、第一光源５１が制御回路基板２０の光源制御回路によって点滅させられるとともに、第二光源６１が制御回路基板２０の光源制御回路によって点滅させられる。具体的には、蛍光体層４の一部（例えば、図１に示すＡの範囲）がレンズ群７５及び第一レンズ７６の光軸を通過している時には、第一光源５１が消灯され、第二光源６１が点灯される。一方、蛍光体層４の残りの一部（例えば、図１の示すＡの範囲以外）や開口３ｆがレンズ群７５及び第一レンズ７６の光軸を通過している時には、第一光源５１が点灯され、第二光源６１が消灯される。
【００５２】
第一光源５１が消灯し、第二光源６１が点灯すると、第二光源６１から発した赤色光が第二集光光学系６２、第一ダイクロイックミラー７１、第四レンズ７９を通過する。そして、第四レンズ７９を通過した赤色光の光軸が第二ダイクロイックミラー７４によって９０°変換され、その赤色光が第二ダイクロイックミラー７４によって第五レンズ８０に向けて反射される。この際、第二光源６１から発した赤色光は、第二集光光学系６２、第四レンズ７９及び第五レンズ８０によって光源側光学系８１の導光装置８２に集光される。
【００５３】
第二光源６１が消灯し、第一光源５１が点灯すると、第一光源５１から発した励起光（青色光）の光軸が反射ミラー５４によって９０°変換されて、その励起光がレンズ群５５に向けて反射される。反射ミラー５４によって反射された励起光がレンズ群５５、第一ダイクロイックミラー７１及びレンズ群７５を通過し、蛍光体ホイール２に入射する。この際、第一光源から発した励起光は、反射ミラー５４、レンズ群５５及びレンズ群７５によって蛍光体ホイール２に集光され、励起光の収束点の位置は蛍光体層４又はその近傍の位置になる（図３参照）。その励起光が蛍光体層４に入射すると、蛍光体層４から緑色光（蛍光）が発し、その励起光が拡散板５に入射すると、その励起光が拡散板５を拡散透過する。
【００５４】
蛍光体層４から発した緑色光はレンズ群７５を通過する。レンズ群７５を通過した緑色光の光軸が第一ダイクロイックミラー７１によって９０°変換され、その緑色光が第一ダイクロイックミラー７１によって第四レンズ７９に向けて反射される。そのため、第一ダイクロイックミラー７１によって反射された緑色光の光軸が、第一ダイクロイックミラー７１を透過した赤色光の光軸に重なる。第一ダイクロイックミラー７１によって反射された緑色光が第四レンズ７９を通過する。その緑色光の光軸が第二ダイクロイックミラー７４によって９０°変換され、その緑色光が第二ダイクロイックミラー７４によって第五レンズ８０に向けて反射される。この際、蛍光体層４から発した緑色光は、レンズ群７５、第四レンズ７９及び第五レンズ８０によって導光装置８２に集光される。
【００５５】
拡散板５を拡散透過した青色光（励起光）は、第一レンズ７６を通過する。その青色光の光軸が第一反射ミラー７２によって９０°変換され、その青色光が第一反射ミラー７２によって第二レンズ７７に向けて反射される。反射された青色光が第二レンズ７７を通過して、第二反射ミラー７３によって第三レンズ７８に向けて反射される。第二反射ミラー７３によって反射された青色光は、第三レンズ７８、第二ダイクロイックミラー７４及び第五レンズ８０を通過する。青色光が第二ダイクロイックミラー７４を透過することによって、その青色光の光軸が、第二ダイクロイックミラー７４によって反射される赤色光や緑色光の光軸に重なる。この際、拡散板５を拡散透過した青色光は、第一レンズ７６、第二レンズ７７、第三レンズ７８及び第五レンズ８０によって導光装置８２に集光される。
【００５６】
以上のように、第一光源５１と第二光源６１が逆相的に点滅し、蛍光体ホイール２が回転することによって、赤色光、緑色光及び青色光が第五レンズ８０から時分割で順次繰り返し出射される。
【００５７】
なお、蛍光体ホイール２が図５に示すものである場合、第二光源６１及び第二集光光学系６２を省略することができる。その場合、第一蛍光体層４ａは緑色の蛍光を発するものであり、第二蛍光体層４ｂは赤色の蛍光を発するものであり、第一ダイクロイックミラー７１は青色光を透過させるとともに、赤色光及び緑色光を反射させるものであり、第二ダイクロイックミラー７４は赤色光及び緑色光を反射させるとともに、青色光を透過させるものである。更に、第一光源５１は点滅せずに、常に点灯している。
【００５８】
図６を参照して、表示素子４０、光源側光学系８１及び投影光学系９０について詳細に説明する。
表示素子４０、光源側光学系８１及び投影光学系９０は、吸気側の室１８のうち側面パネル１５寄りに配置されている。
光源側光学系８１は、光源装置５０から出射された赤色光、緑色光及び青色光を表示素子４０に投射するものである。光源側光学系８１は、導光装置８２、集光レンズ群８３、光軸変換ミラー８４、集光レンズ群８５及び照射ミラー８６を有する。
導光装置８２及び集光レンズ群８３は、これらの光軸が光源装置５０の第五レンズ８０の光軸と一直線状になるように配置されている。集光レンズ群８５は、その光軸が集光レンズ群８３の光軸に交差するように配置されている。光軸変換ミラー８４は、集光レンズ群８３の光軸と集光レンズ群８５の光軸が交差する位置において、こられの光軸に対して斜交する。集光レンズ群８５は光軸変換ミラー８４よりも側面パネル１５寄りに配置され、照射ミラー８６は集光レンズ群８５よりも側面パネル１５寄りに配置されている。導光装置８２は、ライトトンネル又はライトロッドである。導光装置８２は、光源装置５０から射出された赤色光、緑色光及び青色光を側面で複数回反射又は全反射させることで、赤色光、緑色光及び青色光を均一な強度分布の光束にする。集光レンズ群８３は、導光装置８２によって導光された赤色光、緑色光及び青色光を光軸変換ミラー８４に向けて投射するとともに、集光する。光軸変換ミラー８４は、集光レンズ群８３によって投射された赤色光、緑色光及び青色光を集光レンズ群８５に向けて反射させる。集光レンズ群８５は、光軸変換ミラー８４によって反射された赤色光、緑色光及び青色光を照射ミラー８６に向けて投射するとともに、集光する。照射ミラー８６は、集光レンズ群８５によって投射された光を表示素子４０に向けて反射させる。
【００５９】
表示素子４０は、光源側光学系８１の照射ミラー８６によって照射された赤色光、緑色光及び青色光を画像データに応じて各画素毎（各空間光変調素子毎）に変調することで、画像を形成する反射型空間光変調器である。具体的には、表示素子４０は、二次元アレイ状に配列された複数の可動マイクロミラー等を有するデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である。
【００６０】
表示素子４０は制御回路基板２０の表示駆動回路によって駆動される。具体的には、赤色光が表示素子４０に照射されている際に、表示駆動回路が画像データに従って表示素子４０の各可動マイクロミラー毎（各空間光変調素子毎）にＰＷＭ制御することで、赤色光が後述の投影光学系９０に向けて反射される時間比（ディティー比）が各可動マイクロミラー毎に制御される。これにより、表示素子４０によって赤色の画像が形成される。緑色光や青色光が表示素子４０に照射されている際も、同様である。
【００６１】
なお、表示素子４０が反射型の空間光変調器ではなく、透過型の空間光変調器（例えば、液晶シャッターアレイパネル：いわゆる液晶表示器）であってもよい。その場合、光源側光学系８１の光学設計を変更し、光源側光学系８１によって照射される赤色光、緑色光及び青色光の光軸が後述の投影光学系９０の光軸に重なるようにして、投影光学系９０と光源側光学系８１との間に表示素子４０を配置する。
【００６２】
投影光学系９０は表示素子４０に正対するように設けられ、投影光学系９０の光軸が前後に延びて表示素子４０に交差（具体的には、直交）する。投影光学系９０は、表示素子４０によって反射された光を前方に投射し、表示素子４０によって形成された画像をスクリーンに投影する。この投影光学系９０は、可動レンズ群９１及び固定レンズ群９２等を備えるとともに、ズーム機能及びフォーカス機能を有した可変焦点型レンズである。投影光学系９０は、レンズモーター等による可動レンズ群９１の移動によって、焦点距離が変更可能であるとともに、フォーカシングが可能である。
【００６３】
なお、第一光源５１は上述のレーザーダイオードではなく、発光ダイオードであってもよい。この場合、蛍光体ホイール２に有する開口３ｆに配置された拡散板５は設け無くても構わない。
【００６４】
以上のプロジェクター１００、光源装置５０及び蛍光体ホイール２によれば、以下のような作用効果を奏する。
(1)  エッジ面３ｄ，３ｅが傾斜しているから、ホイール板３の回転中にエッジ面３ｄ，３ｅが励起光の照射個所を通過する際に、励起光のケラレを防止することができる。従って、光源装置５０から出射される光が青色光から他の色に切り替わる直前に、表示素子４０に照射される青色光の光束の面内照度分布が不均一ならない。そのため、蛍光体ホイール２が一回転している一周期内において形成された青色画像が変化せず、綺麗な画像がスクリーンに投影される。
(2)  エッジ面３ｄ，３ｅが傾斜面であるから、ホイール板３の一方の面３ａの面積が小さくならず、蛍光体層４が形成されている周方向の範囲が狭くならない。
【００６５】
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
第一光源５１から発する励起光の色、第二光源６１から発する光の色、蛍光体層４から発する蛍光の色は一例であり、別の色であってもよい。例えば、第一光源５１から発する励起光の色、第二光源６１から発する光の色、蛍光体層４から発する蛍光の色は、光の三原色であって、互いに異なることが好ましい。
同様に、第一光源５１から発する励起光の色、第一蛍光体層４ａから発する蛍光の色、第二蛍光体層４ｂから発する色も、別の色であってもよい。例えば、第一光源５１から発する励起光の色、第一蛍光体層４ａから発する蛍光の色、第二蛍光体層４ｂから発する色は、光の三原色であって、互いに異なることが好ましい。
【００６６】
本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
軸の回りに回転させられ、一方の面から他方の面に貫通した開口を有するホイール板と、
前記ホイール板の前記一方の面に形成され、励起光が照射されるとその励起光と異なる色の蛍光を発する蛍光体層と、
を備え、
周方向に沿った前記開口の両端には、前記ホイール板の前記一方の面と前記他方の面をつなぐエッジ面が形成され、
前記エッジ面が、前記開口のうち前記ホイール板の前記一方の面側が前記他方の面側よりも広くなるように傾斜していることを特徴とする蛍光体ホイール。
＜請求項２＞
前記開口を塞ぐようにして前記ホイール板の前記他方の面に取り付けられ、前記励起光を透過させる拡散板を備えることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体ホイール。
＜請求項３＞
回転駆動器と、
前記回転駆動器によって軸回りに回転させられ、一方の面から他方の面に貫通した開口を有するホイール板と、
前記ホイール板の前記一方の面に形成され、励起光が照射されるとその励起光と異なる色の蛍光を発する蛍光体層と、
前記ホイール板の回転による前記開口及び前記蛍光体層の軌跡上の所定位置に前記ホイール板の前記一方の面側から励起光を照射する光源と、
前記蛍光体層から発した蛍光の光軸と、前記開口を通過した励起光の光軸とを重ねて、これらの光を出射させる光学系と、
を備え、
周方向に沿った前記開口の両端には、前記ホイール板の前記一方の面と前記他方の面をつなぐエッジ面が形成され、
前記エッジ面が、前記開口のうち前記ホイール板の前記一方の面側が前記他方の面側よりも広くなるように傾斜していることを特徴とする光源装置。
＜請求項４＞
前記開口を塞ぐようにして前記ホイール板の前記他方の面に取り付けられ、前記励起光を透過させる拡散板を備えることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
＜請求項５＞
互いに異なる色の光を時分割で順次繰り返し出射する光源装置と、
前記光源装置によって出射された光を各画素毎に変調することで、画像を形成する表示素子と、
前記表示素子によって形成された画像を投影する投影光学系と、
を備え、
前記光源装置が、請求項３又は４に記載されている光源装置であることを特徴とするプロジェクター。
【符号の説明】
【００６７】
２  蛍光体ホイール
３  ホイール板
３ａ  一方の面
３ｂ  他方の面
３ｄ  エッジ面
３ｅ  エッジ面
３ｆ  開口
４  蛍光体層
４ａ  第一蛍光体層
４ｂ  第二蛍光体層
５  拡散板
８  スピンドルモーター（回転駆動器）
９  駆動軸
４０  表示素子
５０  光源装置
５１  第一光源
６１  第二光源
７０  光学系
９０  投影光学系
１００  プロジェクター
【図１】
0005799712.tif 000002
【図２】
0005799712.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005799712.tif 000007
【図７】
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