(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長帯域の励起光を照射する第一光源と、
前記第一光源から照射された光を、第一の方向に照射される第一の光と第二の方向に照射される第二の光とに時分割で切り替える光路切替手段と、
前記第二の光を受けて前記励起光と異なる波長帯域の蛍光光を発する蛍光体層が形成された発光板と、
前記第一の光及び前記蛍光光を同一光路に導く導光光学系と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により光路を切り替えるスイッチング回折格子であ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】
さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に光路を変更するミラーデバイスであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に偏光方向を変換する偏光変換手段と、
前記偏光変換手段を通過した光を偏光方向に応じて二方向に分離する偏光ビームスプリッタと、
からなることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記偏光変換手段は、通電することにより磁界を発生させて偏光面を変化させる磁気光学素子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】
前記偏光変換手段は、液晶部材からなり、通電して偏光面を変化させるスイッチング偏光回転素子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７】
さらに、前記第一の光の光路上に拡散板を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置。
【請求項８】
前記拡散板を回転させるモータ等の回転手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第一光源は青色レーザー発光器であり、前記発光板には緑色波長帯域の光を発する蛍光体層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の光源装置。
【請求項１０】
さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記蛍光光と同一光路に導かれることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の光源装置。
【請求項１１】
前記半導体発光素子は、赤色発光ダイオードであ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】
さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記第一の光と同一光路に導かれることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の光源装置。
【請求項１３】
前記半導体発光素子は、赤色レーザー発光器であることを特徴とする請求項１２に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記発光板を回転させる回転手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れかに記載の光源装置。
【請求項１５】
前記発光板を冷却させる冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１４の何れかに記載の光源装置。
【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、
表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や前記表示素子を制御する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。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ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ものである。
【０００３】
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、光源として赤色、緑色、青色の発光ダイオードや有機ＥＬ等の固体発光素子を用いるための開発がなされており多くの提案がなされている。
【０００４】
また、下記に示す特許文献１には、異なる発光波長を有する複数の蛍光体を基板上に塗布し基板を回転させ、そこに紫外線励起光源を照射することで複数の色を生成する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４―３４１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、蛍光体を基板に塗布する角度で各色の時分割の比率が機械的に決まっているため、例えば、装置動作中に任意の角度に変更することができず、装置動作中の色毎の光量のばらつきを調整するには、蛍光体を塗布した基板を交換する必要があった。
【０００７】
そこで、本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、電気的に色の時分割機能を実現できるので、機器毎のばらつきの調整や、装置動作中の色バランス調整等が可能な光源装置及びプロジェクタ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】
【０００８】
本発明の光源装置は、所定の波長帯域の励起光を照射する第一光源と、前記第一光源から照射された光を、第一の方向に照射される第一の光と第二の方向に照射される第二の光とに時分割で切り替える光路切替手段と、前記第二の光を受けて前記励起光と異なる波長帯域の蛍光光を発する蛍光体層が形成された発光板と、前記第一の光及び前記蛍光光を同一光路に導く導光光学系と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明のプロジェクタは、上述の何れかに記載の光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を表示素子に導光する光源側光学系と、表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、光源装置や表示素子を制御する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】
【００１０】
本発明によれば、電気的に色の時分割機能を実現できるので、光量の低下を少なくしつつ機器毎のばらつきの調整や、装置動作中の色バランス調整等が可能な光源装置及びプロジェクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の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】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置の構成例を示す平面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光路切替手段の時分割制御に関する説明図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置の他の構成例を示す平面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置の更に他の構成例を示す平面模式図である。
【図８】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの偏光変換手段の時分割制御に関する説明図である。
【図９】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置のその他の構成例を示す平面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置の更に他の構成例を示す平面模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光路切替手段の時分割制御に関する説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置の更に他の構成例を示す平面模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光源装置の更に他の構成例を示す平面模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るプロジェクタの光路切替手段の時分割制御に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１実施形態］
以下、本発明を実施するための形態について述べる。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、プロジェクタ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。
【００１３】
そして、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、プロジェクタ筐体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を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、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受信部を備えている。
【００１４】
また、筐体の上面パネル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、オフを切り替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。
【００１５】
さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力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が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。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。
【００１６】
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の機能ブロック図を用いて述べる。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、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。
【００１７】
そして、このプロジェクタ制御手段により、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。
【００１８】
また、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。
【００１９】
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り、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から射出された光線束を表示素子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。
【００２０】
また、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う。
【００２１】
そして、筐体の上面パネル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】
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、スピーカー48を駆動して拡声放音させる。
【００２３】
また、制御部38は、光源制御手段としての光源制御回路41を制御しており、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光が光源装置60から射出されるように、光源装置60を制御する。この光源装置60は、青色レーザー発光器を備えた励起光照射装置と、赤色光源装置と、蛍光ホイールを有する蛍光発光装置と、を備える。また、光源制御回路41は、光路切替手段240を制御する光路切替制御手段41aを備えており、光路切替制御手段41aによる後述するスイッチング回折格子のオンオフ制御、又は後述する偏光変換手段の通電のオンオフ制御等の機能を有する。
【００２４】
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プロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、或いは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。
【００２５】
次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。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の近傍に図示しない制御回路基板を備えている。この制御回路基板は、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。さらに、プロジェクタ10は、光源装置60と左側パネル15との間に照明側光学ブロック161、画像生成光学ブロック165及び投影側光学ブロック168、の３つのブロックを備えている。
【００２６】
そして、後述する本発明の光源装置60は、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近傍に配置される第一光源としての励起光照射装置70及びこの励起光照射装置70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光装置100と、励起光照射装置70と蛍光発光装置100との間に配置される第二光源としての赤色光源装置120と、光路切替手段240と、ダイクロイックミラー141、243、反射ミラー148、拡散板242及び集光レンズ等からなる導光光学系140と、を備える。この導光光学系140は、励起光照射装置70から射出された光を光路切替手段240により時分割で二方向に切り替えられた一方の光と、切り替えられた他方の光が照射されることにより蛍光発光装置100から射出された光と、赤色光源装置120から射出された光と、の各光軸を同一光軸となるように変換して所定の一面であるライトトンネル175の入射口に入射させるように導くものである。
【００２７】
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半導体発光素子による励起光源71と、各励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した各励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81と、を備える。
【００２８】
励起光源71は、２行３列の計６個の半導体発光素子である青色レーザー発光器がマトリクス状に配列されており、各青色レーザー発光器の光軸上には、各青色レーザー発光器からの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源71から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ78に射出する。
【００２９】
また、励起光源71から射出された励起光は、集光レンズ78により集光されると光路切替手段240を通過する。光路切替手段240は、時分割に電気制御されることにより、任意の偏光の励起光を透過又は反射させるように切り替える時分割切替ミラーである。
【００３０】
光路切替手段240を透過した励起光は、集光レンズと、青色及び赤色を透過して緑色を反射させるダイクロイックミラー141と、を更に透過して発光板である蛍光ホイール101に照射される。そして、励起光が蛍光ホイール101に照射されることにより蛍光ホイール101の蛍光体により励起された緑色波長帯域光は、全方位に蛍光発光され、直接ダイクロイックミラー141側へ、或いは、蛍光ホイール101の基材表面の反射面で反射した後にダイクロイックミラー141側へ射出される。そして、蛍光ホイール101により射出される緑色波長帯域光は、ダイクロイックミラー141により反射されて反射ミラー148に照射される。
【００３１】
そして、緑色波長帯域光は、反射ミラー148で反射されて、集光レンズ、反射ミラー148や緑色と赤色を透過し青色を反射させるダイクロイックミラー243を経て、集光レンズ173に達しライトトンネル175に入射されることとなる。
【００３２】
また、光路切替手段240により励起光が反射されると、反射された励起光は、集光レンズを透過し、拡散板242により拡散された青色拡散光となって集光レンズを透過してダイクロイックミラー243に照射される。そして、青色拡散光は、ダイクロイックミラー243により反射され集光レンズ173に達し、ライトトンネル175に入射されることとなる。
【００３３】
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とによって励起光源71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。
【００３４】
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、励起光照射装置70からの射出光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイール101と、この蛍光ホイール101を回転駆動する回転手段であるホイールモータ110と、蛍光ホイール101から射出された蛍光光を集光する集光レンズ群111と、を備える。さらに、ホイールモータ110の正面パネル12側には冷却手段である冷却ファン244が配置されており、この冷却ファン261によって蛍光ホイール101やホイールモータ110が冷却される。
【００３５】
蛍光ホイール101は、緑色蛍光体が回転制御可能な円板の円周方向に配置され、円板の中央部に取り付けられるホイールモータ110によって回転可能に配設されているものである。これにより、この蛍光ホイール101は、毎秒約１２０回などの回転速度でプロジェクタ制御手段の制御部38によって駆動制御されるホイールモータ110によって回転することとなる。但し、蛍光ホイール101により複数の色を生成する必要がないことから、制御部38は、ホイールモータ110の回転数を一定に保持させる制御をしなくてもよい。
【００３６】
赤色光源装置120は、蛍光ホイール101に入射する励起光の光軸と光軸が垂直に交わるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群125と、を備える。また、赤色光源121は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。
【００３７】
そして、赤色光源装置120により照射される赤色波長帯域光は、ダイクロイックミラー141を透過し蛍光ホイール101から射出された緑色波長帯域光と同様に、集光レンズ、反射ミラー148及びダイクロイックミラー243を介して、集光レンズ173に達しライトトンネル175に入射されることとなる。
【００３８】
さらに、赤色光源装置120は、赤色光源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121が冷却される。
【００３９】
そして、光源装置60と左側パネル15との間に位置する照明側光学ブロック161、画像生成光学ブロック165及び投影側光学ブロック168、の３つのブロックは、略コの字状に構成されている。
【００４０】
この照明側光学ブロック161は、光源装置60から射出された光源光を画像生成光学ブロック165が備える表示素子51に導光する光源側光学系170の一部を備えている。この照明側光学ブロック161が有する光源側光学系170としては、光源装置60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から射出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。
【００４１】
画像生成光学ブロック165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とを有し、照明側光学ブロック161が備える上述した光源側光学系170の一部と合わせて光源側光学系170とするようにしている。さらに、画像生成光学ブロック165は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51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190が配置されて、このヒートシンク190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。
【００４２】
投影側光学ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えて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としている。
【００４３】
次に、本発明に係る光源装置60に関して図を用いて詳細に説明する。図４はプロジェクタ10の光源装置60の平面模式図である。図５は、１フレーム中の各光源及び光路切替手段240の時分割制御に関する説明図である。
【００４４】
光源装置60は、図４に示すように青色波長帯域の光を照射する青色レーザー発光器である励起光源71を複数備えた第一光源としての励起光照射装置70と、励起光を受けて緑色波長帯域の光を発する蛍光体層が形成された発光板である蛍光ホイール101と、励起光照射装置70から射出された光を時分割に第一の方向と第二の方向の二方向に切り替える、即ち、励起光照射装置70から照射された光を、第一の方向に照射される第一の光と第二の方向に照射される第二の光とに時分割で切り替える光路切替手段240と、を備える。更に、光源装置60は、第二の光源として赤色光源121である赤色発光ダイオードを備え、光路切替手段240によって第一の方向に切り替えられた光と、光路切替手段240によって第二の方向に切り替えられた光を蛍光ホイール101に照射することにより蛍光ホイール101から射出された蛍光光と、赤色光源121からの光と、を同一光路上に集光させる導光光学系140と、を備える。
【００４５】
そして、制御部38は、光源制御回路41及び光路切替制御手段41aを制御して、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から射出されるように、光源装置60の励起光照射装置70、赤色光源121及び光路切替手段240を個別に制御する。
【００４６】
具体的には、１フレームを図５に示すようにサブフレーム１とサブフレーム２からなる２つのサブフレームで構成するものとし、それぞれのサブフレームで励起光照射装置70における励起光源71、赤色光源121及び光路切替手段240を制御して順次各セグメントを形成する。
【００４７】
また、光路切替手段240は、光路切替制御手段41aにより時分割に電気制御して任意の偏光を透過又は反射させて光路を切り替える時分割切替ミラーである。この時分割切替ミラーは、例えば、ＤｉｇｉＬｅｎｓ（登録商標）等のスイッチング回折格子241を用いて構成することができる。
【００４８】
スイッチング回折格子241は、励起光照射装置70における励起光源71の発光に同期させるように光路切替制御手段41aによって制御されて、励起光照射装置70から射出された励起光を回折させることにより光進行方向を変更させる。例えば、図５に示すようにスイッチング回折格子241は、励起光源71の発光に合せて光路切替制御手段41aがオン制御を行うと励起光を第一の方向へ９０度変換させて拡散板242の方向に導く。
【００４９】
９０度光路を変換された励起光は、集光レンズを透過して拡散板242に照射され、青色拡散光となって、さらに集光レンズを透過し、緑色及び赤色を透過して青色を反射させるダイクロイックミラー243により反射されて光路を９０度変換され、集光レンズ173を透過してライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から青色波長帯域光を射出する青セグメントを形成することができる。
【００５０】
なお、この拡散板242は、モータにより、円板を回転させて拡散光を照射するものや、ピエゾアクチュエーターにより基板を微振動させて拡散光を照射するものである。これにより、適正にレーザー光が拡散光とされ、スペックル等のノイズを抑制することができる。
【００５１】
また、スイッチング回折格子241は、図５に示したように励起光源71の発光に合せて光路切替制御手段41aがオフ制御を行うと、励起光を第二の方向である直進方向の蛍光ホイール101方向に導く。
【００５２】
スイッチング回折格子241により直進させられた励起光は、集光レンズを透過して、青色及び赤色を透過して緑色を反射させるダイクロイックミラー141及び集光レンズ群111を透過して、蛍光ホイール101に照射される。蛍光体で励起された緑色波長帯域光は、一部がダイクロイックミラー141側に射出され、又、他の一部が蛍光ホイール101により反射されて、集光レンズ群111を透過し、ダイクロイックミラー141に照射される。
【００５３】
そして、この緑色波長帯域光は、ダイクロイックミラー141により反射され集光レンズを透過し反射ミラー148により反射され、集光レンズと、ダイクロイックミラー243と、を透過し、集光レンズ173を介することにより、これらの光源装置60から射出されてライトトンネル175に入射され、光源装置60から緑色波長帯域光が射出される緑セグメントを形成することができる。
【００５４】
第二光源である赤色光源121は、先述のとおり赤色発光ダイオードからなる。この赤色発光ダイオードの発光による赤色光源121からの射出光は、集光レンズ群125を透過し、さらにダイクロイックミラー141及び集光レンズを透過して反射ミラー148により反射され、集光レンズを透過して、ダイクロイックミラー243及び集光レンズ173を介することにより、これらの光源装置60から赤色波長帯域光が射出されてライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から赤色波長帯域光が射出される赤セグメントが形成される。
【００５５】
この赤色光源121からの赤色波長帯域光は、ダイクロイックミラー141を透過した後、蛍光ホイール101からの蛍光光と同一光路となり、反射ミラー148で反射されてダイクロイックミラー243を透過した後、スイッチング回折格子241で第一の方向に分離された光と同一光路となる。
【００５６】
［第２実施形態］
なお、第二光源である赤色光源121については、赤色発光ダイオードに限定されることなく、図６に示すように、赤色レーザー発光器255を適用することも可能である。このように赤色光源121として赤色レーザー発光器255を用いる場合、赤色レーザー発光器255は、励起光照射装置70の青色レーザー発光器と同様に２行３列の計６個の半導体発光素子をマトリクス状に配列するものとする。そして、図６に示すように各赤色レーザー発光器255の光軸上には、各赤色レーザー発光器255からの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ256が夫々配置されている。また、反射ミラー群257は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、赤色レーザー発光器255から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ258に射出する。
【００５７】
また、この赤色光源121の集光レンズ258から射出される光は、その光軸を励起光照射装置70から射出される励起光の光軸と垂直に交わるようにして光路切替手段240に照射し、光路切替手段240を透過した赤色波長帯域光の光路を、光路切替手段240により第一の方向に切り替えられた励起光照射装置70からの光の光路と同一としている。
【００５８】
そして、赤色レーザー発光器255による赤色波長帯域光は、ライトトンネル175に導光させるにあたって、スイッチング回折格子241の制御として光路切替制御手段41aによってオフ制御を行うことにより、赤色波長帯域光の光路を拡散板242方向へと直進させる。
【００５９】
スイッチング回折格子241を直進した赤色波長帯域光は、集光レンズを透過して拡散板242に照射され、赤色拡散光となってさらに集光レンズを透過し、緑色を透過して青色及び赤色を反射させるダイクロイックミラー243により反射されて光路を９０度変換され、集光レンズを透過してライトトンネル175に入射されることとなる。
【００６０】
［第３実施形態］
次に、本発明に係る光源装置60について、光路切替手段240として偏光変換手段250と偏光ビームスプリッタ251とを用いた光源装置60に関して図を用いて詳細に説明する。図７は、光路切替手段240として偏光変換手段250と偏光ビームスプリッタ251とを用いた光源装置60の平面模式図である。図８は、１フレーム中の各光源及び偏光変換手段250の時分割制御に関する説明図である。
【００６１】
光路切替手段240は、光路切替制御手段41aにより時分割に偏光方向を変換する偏光変換手段250と、偏光変換手段250を通過した光を偏光方向に応じて二方向に分離する偏光ビームスプリッタ251とを備える。
【００６２】
偏光変換手段250は、ここでは、例えば、ガラス棒にコイルを巻きつけて生成される光学部材であり、通電することにより磁界を発生させて偏光面を所定の向きに変化させる磁気光学素子252である。
【００６３】
磁気光学素子252は、入射される励起光の偏光状態を調整するものである。具体的に言えば、磁気光学素子252は、そのコイルに電流を流すことによりビオ・サバールの法則による磁場を発生させる。
【００６４】
この磁場は、ガラス棒の長手方向に生じ、電流を流した状態でガラス棒に偏光方向が所定の方向に揃えられている励起光を入射させると、励起光の偏光面を所定の方向に回転させる。即ち、ファラデー効果によって、光の偏光面を回転させることとなる。光の偏光面は、磁場の強さに応じて変化するので、コイルの巻き数、及び電流に応じて磁場の強さを変えることによりＰ偏光又はＳ偏光といった偏光状態に変化させることができる。例えば、磁気光学素子252は、偏光方向がＰ偏光に揃えられた励起光を光路切替制御手段41aによって、そのコイルに電流を流す（通電オン）ことにより光の偏光方向を９０度回転させてＳ偏光とする偏光状態と、そのコイルに電流を流さない（通電オフ）ことにより回転させずにＰ偏光のままとする偏光状態とを通電のオンオフ制御によって切り替えるものとする。
【００６５】
そして、この偏光状態を時分割で変化させ、偏光変換手段250を通過した励起光を偏光方向に応じて二方向に分離する偏光ビームスプリッタ251に入射させることとする。
【００６６】
偏光ビームスプリッタ251は、特定の振動方向の偏光を分離する光学素子である。偏光ビームスプリッタ251は、偏光分離膜を入射光線に斜めに配置する構造になっている。
【００６７】
従って、偏光ビームスプリッタ251によりＳ偏光とされた励起光を第一の方向として反射させ、Ｐ偏光とされた励起光を第二の方向として透過させることができる。
【００６８】
ここでＰ偏光及びＳ偏光に変換される光の光路について説明する。励起光源71から射出された励起光は、例えば、偏光方向がＰ偏光方向に揃えられており、集光レンズ78により集光されると偏光変換手段250である磁気光学素子252を通過する。
【００６９】
この際、磁気光学素子252が光路切替制御手段41aによって時分割に通電をオンオフ制御されることにより、偏光方向がＰ偏光方向に揃えられた励起光を９０度回転させてＳ偏光に変換する、又はＰ偏光のままとすることができる。
【００７０】
そして、磁気光学素子252を通過したＰ偏光又はＳ偏光に変換された光は、偏光方向に応じて二方向に分離する光路切替手段240である偏光ビームスプリッタ251により、第一の方向と第二の方向の二方向に光路を切り替えられることとなる。
【００７１】
したがって、図８に示したように、偏光方向がＰ偏光方向に揃えられた励起光を発する励起光源71である励起光照射装置70の点灯時に磁気光学素子252である偏光変換手段250を光路切替制御手段41aによって通電オン制御を行うことにより偏光方向がＰ偏光方向に揃えられた励起光の偏光方向を９０度回転させてＳ偏光に変換させる。そして、偏光変換手段250を透過してＳ偏光に変換された励起光が偏光ビームスプリッタ251により光進行方向を第一の方向へ９０度変換されて拡散板242の方向に導かれる。
【００７２】
偏光ビームスプリッタ251により９０度光路を変換された励起光は、集光レンズを透過して拡散板242に照射され、青色拡散光となって、さらに集光レンズを透過し、ダイクロイックミラー243により反射されて光路を９０度変換され、集光レンズを透過してライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から青色波長帯域光を射出する青セグメントを形成することができる。
【００７３】
また、偏光方向がＰ偏光方向に揃えられた励起光を発する励起光源71である励起光照射装置70の点灯時に磁気光学素子252である偏光変換手段250を光路切替制御手段41aによって通電オフ制御を行うことにより偏光方向がＰ偏光方向に揃えられた励起光の偏光方向を回転させずにＰ偏光のままとさせる。そして、偏光変換手段250を透過したＰ偏光の励起光は、偏光ビームスプリッタ251により光進行方向を第二の方向である直進方向の蛍光ホイール101方向に導かれる。
【００７４】
偏光ビームスプリッタ251により直進させられた励起光は、集光レンズを透過して、ダイクロイックミラー141及び集光レンズ群111を透過して、蛍光ホイール101に照射される。蛍光体で励起された緑色波長帯域光は、一部はダイクロイックミラー141側に射出され、又、他の一部は蛍光ホイール101により反射されて、集光レンズ群111を透過し、ダイクロイックミラー141に照射される。そして、この緑色波長帯域光は、ダイクロイックミラー141により反射され集光レンズを透過し反射ミラー148により反射され、集光レンズと、ダイクロイックミラー243と、を透過し、集光レンズ173を介することにより、これらの光源装置60から射出されてライトトンネル175に入射され、光源装置60から緑色波長帯域光が射出される緑セグメントを形成することができる。
【００７５】
［第３実施形態の変形例］
また、偏光変換手段250は、磁気光学素子252以外にも適用可能である。例えば、液晶部材からなり通電して偏光面を変化させるスイッチング偏光回転素子253を偏光変換手段250として適用することができる。
【００７６】
スイッチング偏光回転素子253は、入射光の偏光面を選択的に回転して出射する液晶スイッチング素子である。このスイッチング偏光回転素子253は、液晶ディスプレイで表現すると、黒表示または白表示という２つの状態を切り替えるスイッチング動作をするための素子である。
【００７７】
そして、スイッチング偏光回転素子253は、一般には透過するＰ偏光の偏光透過軸を９０度旋回する或いは旋回しないという２つの作用をなすものである。即ち、スイッチング偏光回転素子253は、このような２つの状態を切り替えて動作させるものである。
【００７８】
さらに、偏光変換手段250としては、ファラデー効果による磁気光学素子252、液晶素子によるスイッチング偏光回転素子253以外にも適用可能である。例えば、磁気カー効果による磁気光学素子や、水晶等の旋行性を利用して偏光方向を回転させる光学素子等も偏光変換手段250として適用することができる。
【００７９】
［第４実施形態］
なお、偏光変換手段250を適用した光源装置60であっても、第二光源である赤色光源121については、赤色発光ダイオードに限定されることなく、図９に示すように、赤色レーザー発光器255を適用することも可能である。
【００８０】
このように赤色光源121として赤色レーザー発光器255を用いる場合、赤色レーザー発光器255は、励起光照射装置70の青色レーザー発光器と同様に２行３列の計６個の半導体発光素子をマトリクス状に配列するものとする。そして、図９に示すように各赤色レーザー発光器255の光軸上には、各赤色レーザー発光器255からの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ256が夫々配置されている。また、反射ミラー群257は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、赤色レーザー発光器255から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ258に射出する。
【００８１】
そして、赤色レーザー発光器255による射出光は、偏光方向がＰ偏光方向に揃えられており、ライトトンネル175に導光させるにあたって、偏光ビームスプリッタ251を透過するようにして直進し拡散板242方向へと導かれる。
【００８２】
偏光ビームスプリッタ251を直進した赤色波長帯域光は、集光レンズを透過して拡散板242に照射され、赤色拡散光となって、さらに集光レンズを透過し、緑色を透過して青色及び赤色を反射させるダイクロイックミラー243により反射されて光路を９０度変換され、集光レンズを透過してライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から赤色波長帯域光が射出される赤セグメントを形成することができる。
【００８３】
［第５実施形態］
次に、光路切替手段240として、前出の実施形態は、光路切替手段240が光の透過及び反射を制御するものであるが、光の反射方向を切替制御する時分割切替ミラーを用いるものについて説明する。
【００８４】
光源装置60は、光路切替手段240としてＭＥＭＳスキャナなどの反射角変更ミラー270を備える。図１０は、この時分割切替ミラーとしての光路切替手段240である反射角変更ミラー270を用いた光源装置60の平面模式図であり、図１１は、１フレーム中の各光源及び光路切替手段240の時分割制御に関する説明図である。
【００８５】
反射角変更ミラー270であるＭＥＭＳスキャナは、電気的制御により高速にミラーの傾きを変化させるミラーデバイスである。即ち、制御部38が光路切替制御手段41aを時分割な電気的制御による通電オンオフ制御を行うことにより、ＭＥＭＳスキャナのミラーの傾きを変化させて入射される光の反射方向を切り替える。
【００８６】
この光源装置60は、図１０に示すように青色波長帯域の光を照射する青色レーザー発光器である励起光源71を２行３列の計６個をマトリクス状に配列した第一光源としての励起光照射装置70と、励起光を受けて緑色波長帯域の光を発する蛍光体層が形成された発光板である蛍光ホイール101又は蛍光体プレート等の蛍光板と、励起光照射装置70から射出された光を時分割に第一の方向と第二の方向の二方向に切り替える光路切替手段240である反射角変更ミラー270と、を備える。
【００８７】
更に、光源装置60は、第二の光源として赤色光源121である赤色発光ダイオードを備え、反射角変更ミラーによって第一の方向に切り替えられた光と、反射角変更ミラーによって第二の方向に切り替えられた光を蛍光ホイール101等の蛍光板に照射することにより蛍光板から射出された蛍光光と、赤色光源121からの光と、を同一光路上に集光させる導光光学系140と、を備える。
【００８８】
そして、制御部38は、光源制御回路41及び光路切替制御手段41aを制御して、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から射出されるように、光源装置60の励起光照射装置70、赤色光源121及び光路切替手段240である反射角変更ミラー270を個別に制御する。
【００８９】
具体的には、１フレームを図１１に示すようにサブフレーム１とサブフレーム２からなる２つのサブフレームで構成するものとし、それぞれのサブフレームで励起光照射装置70における励起光源71、赤色光源121及び光路切替手段240を制御して順次各セグメントを形成する。また、これらの各セグメントを複合して形成することにより、黄色、マゼンタ色等の補色も形成できる。
【００９０】
そして、光源装置の各光の光路としては、図１０に示したように、励起光源71の発光に合せて光路切替制御手段41aをオン制御させると反射角変更ミラー270の反射角を変更させて励起光を第一の方向に配置されるミラー272に導く。
【００９１】
ミラー272方向に導かれた励起光は、ミラー272で反射し、集光レンズ273を透過して拡散装置274の拡散板275に照射され、青色拡散光となって透過し、さらに集光レンズ群276を透過し、緑色を透過し青色を反射させるダイクロイックミラー282により反射されて光路を９０度変換させ、集光レンズ283を透過して、赤色を透過し緑色及び青色を反射させるダイクロイックミラー284により反射されて光路を９０度変換させ、集光レンズ173を透過してライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から青色波長帯域光を射出する青セグメントを形成することができる。
【００９２】
なお、この拡散装置274の拡散板275は、モータの回転手段により、円板を回転させて拡散光を照射するものや、ピエゾアクチュエーターにより基板を微振動させて拡散光を照射するものである。これにより、適正にレーザー光が拡散光とされ、スペックル等のノイズを抑制することができる。
【００９３】
また、光源装置の各光の光路としては、図１０に示したように励起光源71の発光に合せて光路切替制御手段41aをオフ制御させると反射角変更ミラーの反射角を変更させて、励起光を第二の方向に位置するダイクロイックミラー280へと導く。
【００９４】
反射角変更ミラー270により緑色を透過して青色を反射させるダイクロイックミラー280方向に導かれた青色の励起光は、ダイクロイックミラー280で透過して、蛍光ホイール101に照射される。蛍光体で励起された緑色波長帯域光は、一部がダイクロイックミラー280側に射出され、又、他の一部が蛍光ホイール101により反射されて、集光レンズ群111を透過し、ダイクロイックミラー280に照射される。
【００９５】
そして、この緑色波長帯域光は、ダイクロイックミラー280で反射し、集光レンズ285、ダイクロイックミラー282及び集光レンズ283を透過し、赤色を透過し緑色及び青色を反射させるダイクロイックミラー284により反射されて光路を９０度変換させ、集光レンズ173を透過してライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から緑色波長帯域光を射出する緑セグメントを形成することができる。
【００９６】
第二光源である赤色光源121は、先述のとおり赤色発光ダイオードからなる。この赤色発光ダイオードの発光による赤色光源121からの射出光は、集光レンズ群125を透過し、さらにダイクロイックミラー284及び集光レンズを透過して、これらの光源装置60から赤色波長帯域光が射出されて集光レンズ173を透過してライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から赤色波長帯域光が射出される赤セグメントが形成される。
【００９７】
この赤色光源121が発する赤色波長帯域光は、ダイクロイックミラー284を透過した後、第一の方向に分離された光として拡散装置274の拡散板275を透過しダイクロイックミラー282を反射した光と同一光路となるとともに、第二の方向に分離された光として蛍光ホイール101からの蛍光光とも同一光路となる。
【００９８】
［第６実施形態］
なお、反射角変更ミラー270を適用した光源装置60において、第二光源である赤色光源121については、赤色発光ダイオードに限定されることなく、図１２に示すように、赤色レーザー発光器255を適用することも可能である。
【００９９】
このように赤色光源121として赤色レーザー発光器255を用いる場合、赤色レーザー発光器255は、励起光照射装置70の青色レーザー発光器と同様に２行３列の計６個の半導体発光素子をマトリクス状に配列するものとする。そして、図１２に示すように各赤色レーザー発光器255の光軸上には、各赤色レーザー発光器255からの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ256が夫々配置されている。また、反射ミラー群257は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、赤色レーザー発光器255から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ258に射出する。
【０１００】
そして、赤色レーザー発光器255による射出光は、図１２に示すように赤色を反射させ青色を透過させるダイクロイックミラー287により反射されて、反射角変更ミラー270により第一の方向に変換された励起光と同一光路とされて、ミラー272の方向へと導かれる。
【０１０１】
ミラー272方向に導かれた赤色レーザー発光器255による赤色光は、ミラー272で反射し、集光レンズ273を透過して拡散装置274の拡散板275に照射され、赤色拡散光となって透過し、さらに集光レンズ群276を透過し、ダイクロイックミラー282により反射されて光路を９０度変換され、集光レンズ283を透過して、ミラー286により反射されて光路を９０度変換され、集光レンズ173を透過してライトトンネル175に入射されることとなり、光源装置60から赤色波長帯域光を射出する赤セグメントを形成することができる。
【０１０２】
これにより、１フレームを図１１に示したようにサブフレーム１とサブフレーム２からなる２つのサブフレームで構成するものとし、それぞれのサブフレームで励起光照射装置70における励起光源71、赤色光源121及び光路切替手段240を制御して順次各セグメントを形成する。また、これらの各セグメントを複合して形成することにより、黄色、マゼンタ色等の補色も形成できる。
【０１０３】
また、第５実施形態のダイクロイックミラー284と第６実施形態のダイクロイックミラー287とを比較する。第５実施形態のダイクロイックミラー284は、赤色波長帯域の光を透過し、青色波長帯域の光及び緑色波長帯域の光を反射する特性（波長選択性）を持たせる必要があり、緑色波長帯域と赤色波長帯域との境界の狭い領域で切り替わる急峻な特性を持つように設計しなくてはいけない。
【０１０４】
対して、第６実施形態のダイクロイックミラー287は、赤色波長帯域の光を反射し、青色波長帯域の光を透過するものとして設計する。可視光波長帯域のうち、青色波長帯域と赤色波長帯域との間には緑色波長帯域が存在するが、第６実施形態においては、ダイクロイックミラー287には、緑色波長帯域の光は入射されない。
【０１０５】
このため、赤色波長帯域の光を反射し、青色波長帯域の光を透過する特性については、緑色波長帯域の広い領域で切り替わるように設計すればよい。
【０１０６】
つまり、本第６実施形態におけるダイクロイックミラー287は、第５実施形態のダイクロイックミラー284と比べて波長選択性についての急峻な特性は要求されず、簡単に設計することができ、設計時のコストを抑制できる。
【０１０７】
尚、本構成においては、ミラー286を設置せず、集光レンズ283を透過した光が直接、集光レンズ173及びライトトンネル175に入射するように、集光レンズ173及びライトトンネル175を配置しても良いのは勿論である。
【０１０８】
［第６実施形態の変形例］
さらに、反射角変更ミラー270を適用した光源装置60であって、第二光源である赤色光源121について赤色レーザー発光器255を適用する場合には、光学系のダイクロイックミラーや集光レンズ等を軽減させて小型化を可能にする構成を適用することもできる。
【０１０９】
具体的には、図１３に示すように、赤色レーザー発光器255は、第一光源である青色波長帯域の光を照射する青色レーザー発光器である励起光源71と同一ユニット内に配置させて生成した二色レーザーユニット290内に含むようにする。即ち、二色レーザーユニット290は赤色光源121と励起光照射装置70とを含んでいる。
【０１１０】
二色レーザーユニット290は、２行３列の計６個の赤色又は青色用の半導体発光素子をマトリクス状に配列させて形成させる。そして、例えば、赤色レーザー発光器255は、上段の３個に配置させ、青色レーザー発光器である励起光源71は、下段の３個に配置させるようにすればよい。
【０１１１】
そして、二色レーザーユニット290であっても、１フレームを図１４に示すようにサブフレーム１とサブフレーム２からなる２つのサブフレームで構成するものとし、それぞれのサブフレームで励起光照射装置70における励起光源71、赤色光源121及び光路切替手段240を制御して順次各セグメントを形成することができる。尚、本構成において、ミラー286を設置せず、集光レンズ283を透過した光が直接、集光レンズ173及びライトトンネル175に入射するように、集光レンズ173及びライトトンネル175を配置しても良いのは勿論である。
【０１１２】
なお、図１２に示した実施形態では、励起光である青色レーザー光の第一の方向の光路上にダイクロイックミラーを配置して、第二光源による赤色レーザー光を第一方向の光路に反射させ同一光路とするようにしていたが、第一光源と反射角変更ミラー270との間にダイクロイックミラーを配置し、青色第一光源と赤色第二光源との光軸を一致させて、各射出光を反射角変更ミラーに照射させる構成しても構わない。この構成においては、図１４に示したタイムチャートによる電気的制御で順次各セグメントを形成することができる。
【０１１３】
以上のように、励起光源71から照射された光を時分割に第一の方向と第二の方向の二方向に切り替える光路切替手段240を備えることにより、電気的に色の時分割機能を実現できるので、機器毎のばらつきの調整や、装置動作中の色バランス調整等が可能な光源装置60及びプロジェクタ10を提供することができる。
【０１１４】
そして、光路切替手段240を制御することにより青セグメント他のＤＵＴＹを自在に変化させることができることから、スポークを無くして色再現性を向上させることができ、各色の切替を高速としてカラーブレーキングを防止することも容易となる。
【０１１５】
また、光路切替手段240を光路切替制御手段41aにより光路を切り替えるスイッチング回折格子241とすれば、光学系の部品数を軽減しながら光路の切替えを可能とすることができる。
【０１１６】
さらに、反射角変更ミラー270を用いれば、反射光の光路を容易に切り替えることができる。
【０１１７】
そして、光路切替手段240を時分割に偏光方向を変換する偏光変換手段250及び偏光変換手段250を通過した光を偏光方向に応じて二方向に分離する偏光ビームスプリッタ251からなる構成とすれば、Ｐ偏光又はＳ偏光に変換された励起光により夫々の光路を設定することができる。
【０１１８】
そして、励起光源71の光路上に拡散板を備えることにより機器外部にコヒーレント光を照射されるのを防止することができる。
【０１１９】
さらに、拡散板を回転させるモータ等の回転手段を備えることにより、特定の範囲に常に励起光が照射されるのを防止することができることから、スペックル等のノイズを抑制するとともに、発熱や色斑の発生を防止することができる。
【０１２０】
また、励起光源71を青色レーザー発光器とすることにより、青色波長帯域光は勿論、蛍光体を使用して緑色波長帯域光を生成することができる。
【０１２１】
さらに、第二光源の赤色光源121として赤色発光ダイオードや赤色レーザー発光器を使用することにより、省電力な光源装置60とすることができる。
【０１２２】
そして、偏光変換手段250を、例えば、ガラス棒にコイルを巻きつけて生成される光学部材からなり、通電することにより磁界を発生させて偏光面を変化させる磁気光学素子252とすれば、高速な応答を可能にしてカラーブレーキングを抑制することができる。
【０１２３】
また、偏光変換手段250を液晶部材からなり、通電して偏光させるスイッチング偏光回転素子253とすれば、省電力で励起光を所定の偏光方向に変換することができることから経済的である。
【０１２４】
さらに、蛍光ホイール101を回転させる回転手段を備えることにより、特定の蛍光体に常に励起光が照射されるのを防止することができることから色斑の発生を防止することができる。
【０１２５】
そして、蛍光ホイール101を冷却させる冷却手段を備えることにより、発熱による蛍光ホイール101の劣化を防止することができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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]  所定の波長帯域の励起光を照射する第一光源と、
前記第一光源から照射された光を、第一の方向に照射される第一の光と第二の方向に照射される第二の光とに時分割で切り替える光路切替手段と、
前記第二の光を受けて前記励起光と異なる波長帯域の蛍光光を発する蛍光体層が形成された発光板と、
前記第一の光及び前記蛍光光を同一光路に導く導光光学系と、
を備えることを特徴とする光源装置。
[２]  さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により光路を切り替えるスイッチング回折格子であることを特徴とする上記[１]に記載の光源装置。
[３]  さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に光路を変更する反射角変更ミラーであることを特徴とする上記[１]に記載の光源装置。
[４]  さらに、前記光路切替手段を制御する光路切替制御手段を備え、
前記光路切替手段は、
前記光路切替制御手段の制御により時分割に偏光方向を変換する偏光変換手段と、
前記偏光変換手段を通過した光を偏光方向に応じて二方向に分離する偏光ビームスプリッタと、
からなることを特徴とする上記[１]に記載の光源装置。
[５]  さらに、前記第一の光の光路上に拡散板を備えることを特徴とする上記[１]乃至上記[４]の何れかに記載の光源装置。
[６]  前記拡散板を回転させるモータ等の回転手段を備えることを特徴とする上記[５]に記載の光源装置。
[７]  前記第一光源は青色レーザー発光器であり、前記発光板には緑色波長帯域の光を発する蛍光体層が形成されていることを特徴とする上記[１]乃至上記[６]の何れかに記載の光源装置。
[８]  さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記蛍光光と同一光路に導かれることを特徴とする上記[１]乃至上記[７]の何れかに記載の光源装置。
[９]  前記半導体発光素子は、赤色発光ダイオードであることを特徴とする上記[８]に記載の光源装置。
[１０]  さらに、半導体発光素子からなる第二光源を備え、
該第二光源から照射される光の光路が、前記第一の光と同一光路に導かれることを特徴とする上記[１]乃至上記[７]の何れかに記載の光源装置。
[１１]  前記半導体発光素子は、赤色レーザー発光器であることを特徴とする上記[１０]に記載の光源装置。
[１２]  前記偏光変換手段は、通電することにより磁界を発生させて偏光面を変化させる磁気光学素子であることを特徴とする上記[４]乃至上記[１１]の何れかに記載の光源装置。
[１３]  前記偏光変換手段は、液晶部材からなり、通電して偏光面を変化させるスイッチング偏光回転素子であることを特徴とする上記[４]乃至上記[１１]の何れかに記載の光源装置。
[１４]  前記発光板を回転させる回転手段をさらに備えることを特徴とする上記[１]乃至上記[１３]の何れかに記載の光源装置。
[１５]  前記発光板を冷却させる冷却手段をさらに備えることを特徴とする上記[１]乃至上記[１４]の何れかに記載の光源装置。
[１６]  上記[１]乃至上記[１５]の何れかに記載の光源装置と、
表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や前記表示素子を制御する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】
【０１２８】
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
４１ａ  光路切替制御手段
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    スピーカー
５１    表示素子                        ６０    光源装置
７０    励起光照射装置                  ７１    励起光源
７３    コリメータレンズ                ７５    反射ミラー群
７８    集光レンズ                      ８１    ヒートシンク
１００  蛍光発光装置                    １０１  蛍光ホイール
１１０  ホイールモータ
１１１  集光レンズ群
１２０  赤色光源装置                    １２１  赤色光源
１２５  集光レンズ群
１３０  ヒートシンク                    
１４０  導光光学系                      １４１  ダイクロイックミラー
１４８  反射ミラー
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  ヒートシンク
１９５  集光レンズ                      ２２０  投影側光学系
２２５  固定レンズ群                    ２３５  可動レンズ群
２４０  光路切替手段                    ２４１  スイッチング回折格子
２４２  拡散板                          ２４３  ダイクロイックミラー
２４４  冷却ファン
２５０  偏光変換手段                    ２５１  偏光ビームスプリッタ
２５２  磁気光学素子                    ２５３  スイッチング偏光回転素子
２５５  赤色レーザー発光器              ２５６  コリメータレンズ
２５７  反射ミラー                      ２５８  集光レンズ
２６１  冷却ファン
２７０  反射角変更ミラー                ２７２  ミラー
２７３  集光レンズ
２７４  拡散装置                        ２７５  拡散板
２７６  集光レンズ群
２８０  ダイクロイックミラー            ２８２  ダイクロイックミラー
２８３  集光レンズ
２８４  ダイクロイックミラー            ２８５  集光レンズ
２８６  ミラー                          ２８７  ダイクロイックミラー
２９０  二色レーザーユニット
【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】
0005311155.tif 000010
【図１０】
0005311155.tif 000011
【図１１】
0005311155.tif 000012
【図１２】
0005311155.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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