(57)【要約】【課題】良好な色バランスを有し、投射光が良好な明るさを有するとともに、光源が発する紫外光を有効利用することが出来、蛍光体層が熱的及びソーラリゼーションによる損傷を受けることが抑制された光源装置、及びこれを備える投射型画像表示装置を提供する。【解決手段】光源装置１２のカラーホイール４は、蛍光ガラスからなる蛍光体層４１と、多層膜からなるフィルタ４２とを備えている。蛍光体層４１は、紫外光を赤色、緑色及び青色の可視光にそれぞれ変換する赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、及び青色蛍光体層を備えている。赤色蛍光体層で紫外光から変換された赤色光は、赤色蛍光体層に入射した赤色光に重畳され、フィルタ４２を透過してカラーホイール４から射出する。【選択図】図１
2007156270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光及び紫外光を含む光を射出する光源と、該光源から射出した光を反射させるリフレクタと、赤色を含む複数色の光を各別に透過させる複数のフィルタを周方向に並設し、その回転軸を光軸からずらした状態で配置され、回転させられて、前記光源から射出した光が逐次的に照射されるカラーホイールとを備える光源装置において、
前記カラーホイールは、少なくとも、各フィルタの前記光が照射される部分の一部に、紫外光を各色の光に蛍光発光させる蛍光体層を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記カラーホイールは、前記フィルタ及び蛍光体層を、透明基板に配設して構成され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】
前記フィルタの光源側に、各フィルタの占有面積と合同の蛍光体層を配設したことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記フィルタの光源側に、前記紫外光が入射する部分を含む幅を有し、全フィルタに亘って環状をなす蛍光体層を配設したことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記フィルタの多層化構成金属薄膜間の低屈折率層として前記蛍光体層を配設したことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
前記フィルタの各色の分光特性が紫外光と前記各色帯域とを透過する性能を有することを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記蛍光体層を配設したカラーホイールの蛍光体層に前記光を集光させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項８】
前記リフレクタは、紫外光を増反射させる多層膜を含む請求項１乃至７のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項９】
前記カラーホイールの光源側に、前記カラーホイールから射出した光を前記カラーホイール側に反射させる反射鏡を備える請求項１乃至８のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項１０】
前記蛍光体層は、蛍光ガラスからなる請求項１乃至９のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の光源装置と、
該光源装置から射出した光を、取得した画像信号に基づき変調する空間光変調素子と、
該空間光変調素子により変調された光を被投射体へ投射する投射レンズと
を備えることを特徴とする投射型画像表示装置。
【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等の投射型画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の投射型画像表示装置は、光源から射出された光を集光光学系により変調させて表示パネルに照射する光源装置を備えており、表示パネルに表示されている画像に従って投射光を合成し、投射レンズによりスクリーンに投射表示するように構成されている。
【０００３】
従来、プロジェクタの光源装置としては、光源から射出された光を放物曲面や楕円曲面等の形状を有するリフレクタで平行光として反射させ、表示パネルに照射させるもの、リフレクタで収束させた上で、その発散光を平行光に変換して表示パネルに照射させるもの等がある。
【０００４】
また、プロジェクタの投射方式としては、光源装置から入射した変調光を透過型の液晶パネル等を用いて透過光として射出する透過方式と、変調光を反射型の液晶パネルやＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）（ＴＩ社の登録商標）等を用いて反射光として射出する反射方式とがある。
なお、ここで、変調光とは光を変調させたものであり、すなわち、光を変化させたものであって、光の全部または一部を反射させたり、屈折させたり、透過させたものを含むものとする。
【０００５】
図１０は、従来のプロジェクタの光源装置を示す模式図であり、図中、６０が光源装置である。光源装置６０においては、超高圧水銀ランプ６１が楕円曲面形状のリフレクタ６２の内側に配設されており、リフレクタ６２の開口側にカラーホイール６５、グラスロッド６３、第１集光レンズ６４、及び第２集光レンズ６６が順次、配設されている。
【０００６】
超高圧水銀ランプ６１は、その中央部が、リフレクタ６２の第１焦点Ｆ１に一致するように設けられている。超高圧水銀ランプ６１から射出した光は、リフレクタ６２により、カラーホイール６５内の、リフレクタ６２の第２焦点Ｆ２に相当する位置に集光され、グラスロッド６３を経て、第１集光レンズ６４及び第２集光レンズ６６により平行光に変換された上で、ＤＭＤ表示パネル（図示せず）に照射される。グラスロッド６３により、ＤＭＤ表示パネルへの照射時の輝度ムラの低減が図られている。
【０００７】
ＤＭＤ表示パネルを透過した光、又はＤＭＤ表示パネルで反射した光がスクリーンに投影されることで、スクリーンに画像が表示される。一般に、プロジェクタにおいては、画像の投射面積が大きいので、輝度の高い光源が必要とされており、通常、光源装置６０のように、輝度が高い超高圧水銀ランプ６１が光源として使用されている。
【０００８】
しかし、超高圧水銀ランプ６１の発光スペクトルには偏りが存在し、緑（以下、Ｇと称す）成分及び青（以下、Ｂと称す）成分に比較して、赤（以下、Ｒと称す）成分が極端に少なく、プロジェクタの光源として用いるには色バランスが悪く、画像の色再現が難しいという問題があった。
そこで、Ｒ色の増強対策として、現行では、Ｒ色表示時のみランプ電流を瞬時増加させてＲ色成分を増加させているが、ランプ寿命に影響する。加えて、図５に示す様にカラーホイールのＲ色の占有角度を大きく、Ｇ色及びＢ色の占有角度を小さくして色バランスを調整しているため、明るさ向上が図れないという問題があった。 
【０００９】
そこで、光源で発生する紫外光をＲ等の可視光に変換する蛍光体層を備え、不足しているＲ成分等の光を増量させることで、光源の色バランスを調整するとともに、光源で発生する紫外光の有効利用を図った光源装置を有する投射型画像表示装置が提案されている。
【００１０】
特許文献１には、光源として紫外光を発光する発光ダイオードを用い、カラーホイールの光源側の面に、紫外光を透過させて可視光を反射させる可視光反射膜を形成し、他面に、紫外光が照射されるとＲ、Ｇ、Ｂに対応する可視光をそれぞれ発光する蛍光体層を形成してある投射型画像表示装置の発明について開示されている。
【００１１】
特許文献２には、紫外発光素子からなる面状光源と、この面状光源から射出された紫外光を所定色の蛍光に変換して射出する蛍光体層を有する面状蛍光体と、該面状蛍光体から射出された光を与えられた画像信号に基づき変調する光変調手段と、該光変調手段により変調された光を投射する投射光学手段とを備える投射型画像表示装置の発明について開示されている。
【００１２】
特許文献３には、光源から射出した光、及び光源から射出し、リフレクタで反射して射出した光を円柱状の蛍光ガラス部内に集光させ、該蛍光ガラス部中のイオンを励起させることでＲ色の光を発光させてＲ色の成分を増量させることを図った、投射型画像表示装置の光源装置の発明について開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３４１１０５号公報
【特許文献２】特開２００４−３２５８７４号公報
【特許文献３】特開２００４−１８４９８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、上述の特許文献１の投射型画像表示装置の反射膜は、可視光を光源側に反射させるものであって、紫外光から可視光に変換されて、反射膜側に射出した光をカラーホイール側に反射させるものではなく、紫外光から変換された可視光を効率良く利用することが出来ないという問題があった。
また、特許文献２の投射型画像表示装置は、蛍光体層から発光した光のうち、蛍光体層の入射側に射出された光を蛍光体層へ反射させる波長選択膜を有しているが、蛍光物質を含有する合成樹脂からなる蛍光体層が面状に塗布してあり、熱的損傷を受け易いという問題があった。
そして、特許文献１及び特許文献２の投射型画像表示装置においては、投射光学手段に不要の紫外光をカットするためのフィルタが必要であった。
これらの投射型画像表示装置においては、光源で発生する光の利用効率及びＲ成分の増量が不十分であり、色バランスの調整及び投射光の明るさが不十分であるという問題があった。
【００１４】
特許文献３の光源装置は、Ｒ成分のみの増量が図られており、色バランスの調整及び投射光の明るさが不十分であり、また、リフレクタで紫外光がカットされており、リフレクタから蛍光ガラス部側へ反射する紫外光の量が少ないという問題があった。
【００１５】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光源から射出された各色の可視光に、紫外光から変換した各色の可視光を重畳させることにより、良好な色バランスを有し、投射光が良好な明るさを有するとともに、光源が発する紫外光を有効利用することが出来、蛍光体層が熱的及びソーラリゼーションによる損傷を受けることが抑制された光源装置、及びこれを備える投射型画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】
【００１６】
本発明に係る光源装置は、可視光及び紫外光を含む光を射出する光源と、該光源から射出した光を反射させるリフレクタと、赤色を含む複数色の光を各別に透過させる複数のフィルタを周方向に並設し、その回転軸を光軸からずらした状態で配置され、回転させられて、前記光源から射出した光が逐次的に照射されるカラーホイールとを備える光源装置において、前記カラーホイールは、少なくとも、各フィルタの前記光が照射される部分の一部に、紫外光を各色の光に蛍光発光させる蛍光体層を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、蛍光体層に入射した紫外光が各色の光に蛍光発光するので、光源から射出された各色の可視光に、紫外光から変換した各色の可視光が重畳され、各色の成分が増量する。従って、各フィルタのカラーホイール上の占有角度を適宜設定し、これに対応させて、紫外光を各色の光に蛍光発光させる蛍光体層を設けることで、良好な色バランスを有することが出来、この光源装置を投射型画像表示装置に組み込んだときに、投射光が良好な明るさを有する。また、元来、光源が発光するスペクトルには含まれていなかった波長の光が発生するので、色度図上で表現出来る色の領域が大きくなり、画像の色再現性が良好になる。
そして、光源として、例えば超高圧水銀ランプを使用する場合、赤色の表示時に光源の供給電力量を増大させて赤色の発光量を増大させる必要がないので、光源の長寿命化を図ることが出来、回路部の負担も低減させることが出来る。
また、蛍光体層がカラーホイールに備えられ、回転するので、蛍光体層が固定されている場合と比較して、熱的損傷が少なく、紫外光によりカラーホイールのガラス基板が着色する等のソーラリゼーションが抑制される。
そして、カラーホイールが蛍光発光体を兼ねるので、光源装置の小型化が図られる。
さらに、従来、使用していなかった紫外光を有効に活用することが出来るので、光源が発する光の利用効率が良好であり、この光源装置を投射型画像表示装置に組み込んだときに、投射光学システム内に、紫外光のカットフィルタを配置して、紫外光を除去する必要がない。
【００１８】
本発明に係る光源装置は、前記カラーホイールが、前記フィルタ及び蛍光体層を、透明基板に配設して構成されることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る光源装置は、前記フィルタの光源側に、各フィルタの占有面積と合同の蛍光体層を配設したことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る光源装置は、前記フィルタの光源側に、前記紫外光が入射する部分を含む幅を有し、全フィルタに亘って環状をなす蛍光体層を配設したことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る光源装置は、前記フィルタの多層化構成金属薄膜間の低屈折率層として前記蛍光体層を配設したことを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る光源装置は、前記フィルタの各色の分光特性が紫外光と前記各色帯域とを透過する性能を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る光源装置は、前記蛍光体層を配設したカラーホイールの蛍光体層に前記光を集光させることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る光源装置は、前記リフレクタが、紫外光を増反射させる多層膜を含むことを特徴とする。
本発明においては、リフレクタにおいて紫外光が確実に反射されるので、紫外光が良好に各色の光に蛍光発光され、光源の利用効率が良好である。
【００２５】
本発明に係る光源装置は、前記カラーホイールの光源側に、前記カラーホイールから射出した光を前記カラーホイール側に反射させる反射鏡を備えることを特徴とする。
本発明においては、カラーホイールから光源側に射出した光をカラーホイールに戻すことが出来るので、可視光のロスがなく、光源が発する光の利用効率がさらに良好である。
【００２６】
本発明に係る光源装置は、前記蛍光体層が、蛍光ガラスからなることを特徴とする。
本発明においては、蛍光体層の母材が合成樹脂である場合と比較して、熱的損傷を受けにくい。そして、蛍光体層がカラーホイールに備えられ、回転するので、紫外光を吸収してガラスが着色する等のソーラリゼーションが抑制される。また、フィルタの全面に蛍光体層を設けた場合には、蛍光体層がカラーホイールのガラス基板（透明基板）を兼ねることが出来、カラーホイールの厚みを薄く出来、光源装置の小型化が図られる。
【００２７】
本発明に係る投射型画像表示装置は、前記のいずれか１つに記載の光源装置と、該光源装置から射出した光を、取得した画像信号に基づき変調する空間光変調素子と、該空間光変調素子により変調された光を被投射体へ投射する投射レンズとを備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明においては、蛍光体層に入射した紫外光が各色の光に蛍光発光するので、光源から射出された各色の可視光に、紫外光から変換した各色の可視光が重畳されて、各色の成分が増量し、投射光が良好な明るさを有する。そして、カラーホイールの各フィルタの占有角度を適宜設定し、これに対応させて、紫外光を各色の光に蛍光発光させる蛍光体層を設けることで、良好な色バランスを有することが出来、元来、光源が発光するスペクトルには含まれていなかった波長の光が発生するので、画像の色再現性が良好である。
そして、従来、使用していなかった紫外光を有効に活用することが出来るので、光源が発する光の利用効率が良好であり、投射光学システム内に、ソーラリゼーション及び人的被害を防止するために、紫外光のカットフィルタを配置する必要がない。
【発明の効果】
【００２９】
以上、説明したように、本発明によれば、蛍光体層に入射した紫外光が各色の光に蛍光発光するので、光源から射出された各色の可視光に、紫外光から変換した各色の可視光が重畳されて各色の成分が増量し、投射光が良好な明るさを有する。そして、各フィルタのカラーホイール上の占有角度を適宜設定し、これに対応させて、紫外光を各色の光に蛍光発光させる蛍光体層を設けることで、良好な色バランスを有することが出来る。また、元来、光源が発光するスペクトルには含まれていなかった波長の光が発生するので、画像の色再現性が良好になる。
そして、光源として例えば超高圧水銀ランプを使用する場合、赤色の表示時に光源の供給電力量を増大させて赤色の発光量を増大させる必要がないので、光源の長寿命化を図ることが出来、回路部の負担も低減させることが出来る。
また、蛍光体層がカラーホイールに備えられ、回転するので、蛍光体層が固定されている場合と比較して、熱的損傷が少なく、紫外光によりカラーホイールのガラス基板が着色する等のソーラリゼーションが抑制される。
また、カラーホイールが蛍光発光体を兼ねるので、光源装置の小型化が図られる。
さらに、従来、使用していなかった紫外光を有効に活用することが出来るので、光源が発する光の利用効率が良好であり、この光源装置を備える投射型画像表示装置が、投射光学システム内に、紫外光のカットフィルタを配置する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る投射型画像表示装置としてのプロジェクタを示す模式図であり、図中、１はプロジェクタである。
プロジェクタ１の光源装置１２は、光源（超高圧水銀ランプ）２と、光源２からの射出光を反射するためのリフレクタ３と、光源２から射出された光及び光源２から射出され、リフレクタ３で反射した光が入射されるカラーホイール４と、カラーホイール４から射出された光の輝度ムラを低減するためのグラスロッド５と、集光レンズ６と、集光レンズ７とを備えている。
【００３１】
プロジェクタ１は、前記光源装置１２と、フィールドレンズ８と、全反射プリズム９と、入射光を反射させる反射型表示パネル１０と、投射レンズ１１とを備えている。
【００３２】
光源２は、その中央部がリフレクタ３内の第１焦点Ｆ１と一致するように配設されている。リフレクタ３は、楕円曲面形状を呈し、その内壁面には、３００〜４００ｎｍの領域の紫外光を増反射させる多層膜３１が設けられており、光源２の可視光及び紫外光を含む射出光を反射させて集光するように構成されている。
【００３３】
図２は、従来のリフレクタ及び本実施形態のリフレクタにつき、各波長の光の反射率を示したグラフである。図２より、本実施形態のリフレクタ３においては、多層膜３１を有することにより、３００〜４００ｎｍの紫外光の反射率が増加していることが分かる。従って、従来のリフレクタではカットされていた紫外光を有効利用することが出来、光源２の利用効率が向上する。
【００３４】
図３は、カラーホイール４を示す模式的正面図、図４は、カラーホイール４を示す断面図、図５は、カラーホイール４を示す模式的背面図である。図１及び図４に示すように、カラーホイール４は、蛍光ガラスからなる蛍光体層４１と、多層膜からなるフィルタ４２とを備えている。蛍光体層４１においては、紫外光をＲ色の可視光に変換するＲ色蛍光体層４３と、紫外光をＧ色の可視光に変換するＧ色蛍光体層４４と、紫外光をＢ色の可視光に変換するＢ色蛍光体層４５とが、周方向に、適宜の占有角度を有して、並設されている。このカラーホイール４においては、蛍光体層４１がカラーホイールのガラス基板を兼ねているので、厚みが薄くてすむようになっている。
【００３５】
Ｒ色蛍光体層４２は、波長３００〜４００ｎｍの紫外光を波長６００〜６３０ｎｍのＲ色の可視光に変換する。Ｒ色蛍光体層４２は、下記分子式で示すＲ色発光用蛍光体を含むガラス体（蛍光ガラス）により構成されている。
【００３６】
一般に、蛍光体の分子式は、（母体材料の分子式：蛍光材料の分子式）で表記される。
例えば、Ｒ色発光用蛍光体として、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ，Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ，
Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｅｕ，Ｚｎ3（Ｐ０4）2：Ｍｎ，ＹＢＯ3：Ｅｕ，
（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3３：Ｅｕ，ＧｄＢＯ3：Ｅｕ，ＳｃＢＯ3：Ｅｕ，ＬｕＢＯ3：Ｅｕ，等が挙げられる。
【００３７】
Ｇ色発光用蛍光体としては、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ，ＢａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，
ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｍｎ，ＳｒＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，ＺｎＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，
ＣａＡｌ12Ｏ19：Ｍｎ，ＹＢＯ3：Ｔｂ，ＬｕＢＯ3：Ｔｂ，ＧｄＢＯ3：Ｔｂ，
ＳｃＢＯ3：Ｔｂ，Ｓｒ4Ｓｉ3Ｏ8Ｃｌ4：Ｅｕ，等が挙げられる。
【００３８】
Ｂ色発光用蛍光体としては、ＣａＷＯ4：Ｐｂ，Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ，
ＢａＭｇＡｌ14Ｏ23：Ｅｕ，等が挙げられる。
【００３９】
フィルタ４２においては、図５に示すように、Ｒ色の可視光を透過させるＲ色フィルタ４６と、Ｇ色の可視光を透過させるＧ色フィルタ４７と、Ｂ色の可視光を透過させるＢ色フィルタ４８とが、周方向に、蛍光体層４１に対応する占有角度を有して、並設されている。
【００４０】
カラーホイール４は、その回転軸を光源２の光軸から適宜の距離ずらした状態で配設されている。光源２で発生した可視光と紫外光を含む光は、リフレクタ３を経て、蛍光体層４１内に設定した、リフレクタ３の第２焦点Ｆ２に集光され、前記光は、蛍光体層４１の表面を光スポットとして照射する。カラーホイール４が回転駆動されることにより、蛍光体層４１のＲ色蛍光体層４３、Ｇ色蛍光体層４４及びＢ色蛍光体層４５が、逐次的に、リング状に照射される。
【００４１】
光源２から射出し、又はリフレクタ３で反射してＲ色蛍光体層４３に入射したＲ色光、及び光源２から射出し、又はリフレクタ３で反射した紫外光がＲ色蛍光体層４３に入射して変換したＲ色光は、Ｒ色蛍光体層４３を射出して、Ｒ色フィルタ４６を透過する。同様に、Ｇ色蛍光体層４４に入射したＧ色光、及び紫外光がＧ色蛍光体層４４に入射して変換したＧ色光は、Ｇ色蛍光体層４４を射出して、Ｇ色フィルタ４７を透過する。Ｂ色蛍光体層４５に入射したＢ色光、及び紫外光がＢ色蛍光体層４５に入射して変換したＢ色光は、Ｂ色蛍光体層４５を射出して、Ｂ色フィルタ４８を透過する。これらのＲ色光、Ｇ色光及びＢ色光は、カラーホイール４の回転に伴い、逐次的にフィルタ４２を射出する。
【００４２】
図６は、カラーホイール４の入射光のスペクトル及び射出光のスペクトルを示すグラフである。図６より、Ｂ成分、Ｇ成分及びＲ成分すべてが増量していることが分かる。従って、色バランスが良好になるとともに、Ｂ成分、Ｇ成分及びＲ成分から合成される白色等の投射光の明るさが増し、光源２が発光するスペクトルには含まれていなかった長波長の光が発生しているので、色度図上で表現出来る色の領域が大きくなり、得られる画像の色再現性が向上する。
【００４３】
そして、Ｒ成分が増量するので、カラーホイール４からＲ色光が射出されるタイミングに、光源２の供給電力量を増大させてＲ色の発光量を増大させる必要がないので、光源２の長寿命化を図ることが出来、回路部の負担も低減させることが出来る。
また、蛍光体層４１が蛍光ガラスからなること、及び蛍光体層４１がカラーホイール４に備えられ、回転することから、蛍光体層４１の母材が合成樹脂である場合、及び蛍光体層４１が固定されている場合と比較して、熱的損傷が少なく、紫外光によりカラーホイール４のガラス基板が着色する等のソーラリゼーションが抑制されている。
【００４４】
カラーホイール４を射出した光はグラスロッド５に入射し、輝度ムラが低減されて、グラスロッド５を射出する。そして、集光レンズ６及び集光レンズ７を経て、さらに、フィールドレンズ８を経て全反射プリズム９に入射する。
全反射プリズム９に入射した各色の可視光は、反射型表示パネル１０に照射され、反射型表示パネル１０に照射された光は、反射型表示パネル１０に表示されている画像に従って反射されて全反射プリズム９に戻され、全反射プリズム９内で合成される。合成された光は投射レンズ１１を通してスクリーン（図示せず）に投射され、画像が表示される。
【００４５】
上述したように、蛍光体層４１に入射した紫外光が各色の光に蛍光発光するので、光源２から射出された各色の可視光に、紫外光から変換した各色の可視光が重畳され、プロジェクタ１の投射光は良好な明るさを有する。そして、カラーホイール４から射出される光が良好な色バランスを有するので、画像の色バランスが良好であり、元来、光源２が発光するスペクトルには含まれていなかった波長の光が発生するので、画像の色再現性も良好である。
そして、本実施形態のプロジェクタ１は、光源２が発する紫外光が有効に利用されるので、従来のプロジェクタ１のように、投射光学システム内に、ソーラリゼーション及び人的被害を防止するために、紫外光のカットフィルタを配置する必要がない。
【００４６】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係る光源装置のカラーホイール１４を示す模式的正面図、図８は、カラーホイール１４を示す断面図である。図８中、図４と同一部分は同一符号を付してある。
【００４７】
本実施形態のカラーホイール１４においては、ガラス基板（透明基板）４９上にフィルタ４２が設けられている。そして、フィルタ４２と同心に、リング状の蛍光体層５０が設けられている。蛍光体層５０は、カラーホイール１４が回転するときに、光源２から射出した光、又は光源２から射出してリフレクタ３で反射した光のスポットが当たるフィルタ４２の領域に、設けられている。そして、フィルタ４２のＲ色フィルタ４６の上にＲ色蛍光体層５１が、Ｇ色フィルタ４７の上にＧ色蛍光体層５２が、Ｂ色フィルタ４８の上にＢ色蛍光体層５３が、それぞれ設けられている。
【００４８】
光源２から射出し、又はリフレクタ３で反射してＲ色蛍光体層５１に入射したＲ色光、及び光源２から射出し、又はリフレクタ３で反射した紫外光がＲ色蛍光体層５１に入射して変換したＲ色光は、Ｒ色蛍光体層５１を射出して、Ｒ色フィルタ４６を透過する。同様に、Ｇ色蛍光体層５２に入射したＧ色光、及び紫外光がＧ色蛍光体層５２に入射して変換したＧ色光は、Ｇ色蛍光体層５２を射出して、Ｇ色フィルタ４７を透過する。Ｂ色蛍光体層５３に入射したＢ色光、及び紫外光がＢ色蛍光体層５３に入射して変換したＢ色光は、Ｂ色蛍光体層５３を射出して、Ｂ色フィルタ４８を透過する。これらのＲ色光、Ｇ色光及びＢ色光は、カラーホイール１４の回転に伴い、逐次的にフィルタ４２を射出する。
【００４９】
本実施形態においては、フィルタ４２の光スポットが当たる領域に蛍光体層５０が設けられているので、光源２から射出した紫外光が効率良く各色の光に変換される。そして、蛍光体層５０に入射した各色の可視光に重畳して、変換可視光がフィルタ４２から射出するので、紫外光が有効利用されて各色の成分が増量する。従って、このＢ成分、Ｇ成分及びＲ成分から合成される白色等の投射光の明るさが増し、画像の色バランス及び色再現性が向上する。
【００５０】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３に係る光源装置の一部を示す断面図である。図中、図３及び図４と同一部分は同一符号を付してある。
本実施形態のカラーホイール２４は、蛍光体層４１とフィルタ４２とを備えており、蛍光体層４１の光源２側には、蛍光体層４１から光源２側へ射出した光を反射させるための反射鏡５４，５４が設けられている。
【００５１】
本実施形態においては、蛍光体層４１で紫外光から変換され、蛍光体層４１から光源２側に射出した可視光をカラーホイール２４に戻すことが出来るので、可視光のロスがなく、光源２が発する光の利用効率がさらに良好になる。
【００５２】
前記実施の形態１乃至３においては、本発明を投射型画像表示装置としてのプロジェクタに適用した場合につき説明しているが、これに限定されるものではない。また、光源も超高圧水銀ランプに限定されない。
そして、カラーホイールにより射出させる色の成分、及びフィルタの各色の占有角度も前記実施の形態において説明した場合に限定されるものではない。
蛍光体層の母材もガラスである場合に限定されず、合成樹脂等を母材としてもよい。但し、蛍光体層が蛍光ガラスから構成する方が、熱的損傷が少なく、カラーホイールのガラス基板を兼ねることが出来る。
【００５３】
実施の形態４．
前記フィルタの多層化構成金属薄膜間の低屈折率層として前記蛍光体層を配設しても目的は達成できる。この場合は現行の低屈折率材の代替として蛍光ガラスを使用するため、カラーホイールを薄型軽量化が可能となる。なお、多層膜構成は一般的であり、図示は省略している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る投射型画像表示装置としてのプロジェクタを示す模式図である。
【図２】従来のリフレクタ及び本実施形態のリフレクタにつき、各波長の光の反射率を示したグラフである。
【図３】カラーホイールを示す模式的正面図である。
【図４】カラーホイールを示す断面図である。
【図５】カラーホイールを示す模式的背面図である。
【図６】カラーホイールの入射光のスペクトル及び射出光のスペクトルを示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光源装置のカラーホイールを示す模式的正面図である。
【図８】カラーホイールを示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る光源装置の一部を示す断面図である。
【図１０】従来のプロジェクタの光源装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  プロジェクタ
２  光源
３  リフレクタ
３１  多層膜
４  カラーホイール
４１、５０  蛍光体層
４２  フィルタ
４３、５１  Ｒ色蛍光体層
４４、５２  Ｇ色蛍光体層
４５、５３  Ｂ色蛍光体層
４６  Ｒ色フィルタ
４７  Ｇ色フィルタ
４８  Ｂ色フィルタ
５  グラスロッド
６、７、２６  集光レンズ
８  フィールドレンズ
９  全反射プリズム
１０  反射型表示パネル
１１  投射レンズ
１２  光源装置
５４  反射鏡
Ｆ１  第１焦点
Ｆ２  第２焦点
【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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