(57)【要約】【課題】蛍光体の配置位置を短時間で正確に調整することが可能な光源装置の調整方法、光源装置を提供する。【解決手段】励起光源１０から射出された励起光を集光手段２０により集光させて蛍光体に入射させる第１の工程と、集光手段２０と蛍光体との相対位置を変更し、変更された相対位置ごとの蛍光体から放射された蛍光の光量を検出する第２の工程と、変更された相対位置ごとの励起光の光量に対する蛍光の光量が最も低くなるときの位置に基づいて集光手段２０と蛍光体との相対位置を調整する第３の工程と、を有する。【選択図】図１
2012220811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光源から射出された励起光を集光手段により集光させて蛍光体に入射させる第１の
工程と、
前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を変更し、変更された相対位置ごとの前記蛍光
体から放射された蛍光の光量を検出する第２の工程と、
変更された相対位置ごとの励起光の光量に対する蛍光の光量が最も低くなるときの位置
に基づいて前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調整する第３の工程と、
を有することを特徴とする光源装置の調整方法。
【請求項２】
前記第３の工程においては、変更された相対位置ごとに求められる前記蛍光体に入射す
る励起光に対する前記蛍光の光量の比である前記蛍光体の発光効率を、前記励起光の光量
に対する蛍光の光量として利用し、前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調整するこ
とを特徴とする請求項１に記載の光源装置の調整方法。
【請求項３】
前記励起光の光量は、前記蛍光体が前記集光手段の焦点位置に配置されたときに、前記
励起光による前記蛍光体の温度上昇又は光飽和の現象により発光効率の低下が生じる光量
であることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置の調整方法。
【請求項４】
前記励起光源を構成する複数のレーザー光源から前記励起光としてレーザー光を射出さ
せることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置の調整方法。
【請求項５】
前記励起光源をパルス駆動させて前記励起光源から励起光を間欠的に射出させることを
特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置の調整方法。
【請求項６】
前記蛍光体の前記励起光が入射する部分を時間的に変動させることを特徴とする請求項
１〜５のいずれか一項に記載の光源装置の調整方法。
【請求項７】
励起光として実際に光源として使用する光量よりも大きい光量の励起光を前記蛍光体に
照射して前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調整することを特徴とする請求項１〜
６のいずれか一項に記載の光源装置の調整方法。
【請求項８】
励起光を射出する励起光源と、
前記励起光源から射出された励起光を集光する集光手段と、
前記集光手段により集光された励起光を受けて蛍光を放射する蛍光体と、
前記蛍光体から放射された蛍光の光量を検出する検出装置と、
前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を変更し、励起光の光量に対する蛍光の光量が
最も低くなる位置に基づいて前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調整する位置調整
機構と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
前記蛍光体に入射する励起光に対する前記蛍光の光量の比を演算して前記蛍光体の発光
効率を求める演算装置を備え、
前記位置調整機構は、前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を変更し、前記蛍光体の
発光効率が最も低くなる位置に基づいて前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調整す
ることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記検出装置は、前記蛍光体から放射された蛍光の光路に対して進退自在に構成されて
いることを特徴とする請求項８または９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記励起光源は、前記励起光を射出する複数のレーザー光源が配列されたレーザー光源
アレイであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記蛍光体は、回転駆動される回転板の回転方向に沿って円環状に形成されており、
前記回転板を回転駆動することにより、前記蛍光体の前記励起光が入射する部分が時間
的に変動されることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、
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、光源装置の調整方法、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター用の光源装置として、特許文献１に記載の光源装置が知られている。特
許文献１の光源装置は、励起光源と、励起光源から射出された励起光により励起されて蛍
光を放射する蛍光体と、を備えている。特許文献１の光源装置では、二次光源としての蛍
光体の発光面積を小さくするために、励起光を一点に集光させて蛍光体に入射させている
。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
励起光の集光位置を検出する方法としては、例えば、ＣＣＤモニターを用いて励起光の
集光スポットが最小となる位置を画像処理により検出する方法がある。しかしその方法で
は、ＣＣＤモニターの観測後、蛍光体を配置するのに手間がかかり、励起光の集光位置の
調整に時間がかかってしまう。また、蛍光体を配置する前後でずれが生じ、励起光の集光
位置を正確に調整できない場合もある。
【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、励起光の集光位置を短時間で
正確に調整することが可能な光源装置の調整方法、光源装置を提供することを目的とする
。また、このような光源装置を備えた、表示品質に優れた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】
上記の課題を解決するため、本発明の光源装置の調整方法は、励起光源から射出された
励起光を集光手段により集光させて蛍光体に入射させる第１の工程と、前記集光手段と前
記蛍光体との相対位置を変更し、変更された相対位置ごとの前記蛍光体から放射された蛍
光の光量を検出する第２の工程と、変更された相対位置ごとの励起光の光量に対する蛍光
の光量が最も低くなるときの位置に基づいて前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調
整する第３の工程と、を有することを特徴とする。
【０００７】
蛍光体に入射する励起光の光量（光密度）が大きくなると、温度上昇による影響（温度
消光現象）や吸収準位の数密度の減少による影響（光飽和現象）などにより、励起光の光
量に対する蛍光の光量は低下することがある。これは、蛍光の光量を励起光の光量で除算
して得られる蛍光体の発光効率が低下することがある、と言い換えることができ、励起光
の光量が一定である場合には蛍光の光量そのものが低下することがある、と言い換えるこ
とができる。本発明では、このような現象を積極的に利用することで、励起光の集光位置
を検出している。
【０００８】
この方法によれば、変更された相対位置ごとの励起光の光量に対する蛍光の光量が最も
低くなるときの位置に基づいて集光手段と蛍光体との相対位置が調整される。励起光の集
光位置では、その励起光が照射される蛍光体の発光部における励起光の光量（光密度）が
大きくなり、励起光の光量に対する蛍光の光量が小さくなる。よって、励起光の光量に対
する蛍光の光量が最も小さくなる位置に基づいて蛍光体を位置決めすることで、励起光の
集光位置を基準にして集光手段と蛍光体との相対位置が調整され、蛍光体を所望の位置に
配置することができる。蛍光体を励起光の集光位置に配置すれば、発光面積を小さくする
ことができるので、光源装置としての性能を向上させることができる。また、この光源装
置を備えた機器の全体の光学系の特性を考慮して、蛍光体を励起光の集光位置からずらし
た位置に配置する場合であっても、集光位置を容易に求めることができるため、蛍光体の
位置を容易に調整できる。また、本発明の方法では蛍光体を配置したまま集光手段と蛍光
体との相対位置を調整する方法を採用しており、調整の過程で蛍光体を取り外したり配置
したりする必要がない。このため、励起光の集光位置の調整に時間がかかったりずれが生
じたりすることもない。よって、励起光の集光位置を短時間で正確に調整することができ
る。ゆえに、蛍光体の位置を容易に調整できる。
【０００９】
また、本発明の光源装置の調整方法は、前記第３の工程においては、変更された相対位
置ごとに求められる前記蛍光体に入射する励起光に対する前記蛍光の光量の比である前記
蛍光体の発光効率を、前記励起光の光量に対する蛍光の光量として利用し、前記集光手段
と前記蛍光体との相対位置を調整してもよい。
【００１０】
この方法によれば、変更された相対位置ごとに求められる蛍光体に入射する励起光に対
する蛍光の光量の比である蛍光体の発光効率を、励起光の光量に対する蛍光の光量として
利用する。蛍光体の発光効率を利用することで、励起光の光量の変動などによる影響を受
けずに調整ができるため、蛍光体の位置を容易に調整できる。
【００１１】
また、本発明の光源装置の調整方法は、前記励起光の光量は、前記蛍光体が前記集光手
段の焦点位置に配置されたときに、前記励起光による前記蛍光体の温度上昇又は光飽和の
現象により発光効率の低下が生じる光量であってもよい。
【００１２】
この方法によれば、励起光を集光手段を介して蛍光体に入射させる際、励起光の焦点位
置において蛍光体の発光効率を低下させることができる。よって、励起光の集光位置の調
整が容易となる。ゆえに、蛍光体の位置を容易に調整できる。
【００１３】
また、本発明の光源装置の調整方法は、前記励起光源を構成する複数のレーザー光源か
ら前記励起光としてレーザー光を射出させてもよい。
【００１４】
この方法によれば、励起光源のパワーを向上させることができる。このため、励起光を
集光手段を介して蛍光体に入射させる際、励起光の焦点位置において蛍光体の温度が上昇
し、励起光の光量に対する蛍光の光量が低下する。よって、励起光の光量に対する蛍光の
光量が低下する現象を利用した励起光の集光位置の調整を容易に行うことができる。
【００１５】
また、本発明の光源装置の調整方法は、前記励起光源をパルス駆動させて前記励起光源
から励起光を間欠的に射出させてもよい。
【００１６】
この方法によれば、蛍光体への未照射時間があるため、励起光源を連続駆動した場合に
比べて、高い励起光量を蛍光体に入射させることが可能となる。よって、励起光の光量に
対する蛍光の光量が低下する減少を利用した励起光の集光位置の調整を容易に行うことが
できる。
【００１７】
また、本発明の光源装置の調整方法は、前記蛍光体の前記励起光が入射する部分を時間
的に変動させてもよい。
【００１８】
この方法によれば、いったん蛍光体に励起光が照射されると次に照射されるまでに未照
射時間があるため、蛍光体を固定した場合に比べて、高い励起光量を蛍光体に入射させる
ことが可能となる。よって、励起光の光量に対する蛍光の光量が低下する減少を利用した
励起光の集光位置の調整を容易に行うことができる。
【００１９】
また、本発明の光源装置の調整方法は、励起光として実際に光源として使用する光量よ
りも大きい光量の励起光を前記蛍光体に照射して前記集光手段と前記蛍光体との相対位置
を調整してもよい。
【００２０】
この方法によれば、励起光の光量に対する蛍光の光量の低下が大きくなるため、測定精
度が向上する。
【００２１】
本発明の光源装置は、励起光を射出する励起光源と、前記励起光源から射出された励起
光を集光する集光手段と、前記集光手段により集光された励起光を受けて蛍光を放射する
蛍光体と、前記蛍光体から放射された蛍光の光量を検出する検出装置と、前記集光手段と
前記蛍光体との相対位置を変更し、励起光の光量に対する蛍光の光量が最も低くなる位置
に基づいて前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調整する位置調整機構と、を備える
ことを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、位置調整機構により、変更した相対位置ごとに求められた励起光の
光量に対する蛍光の光量のうち光量が最も低くなるときの位置に基づいて集光手段と蛍光
体との相対位置が調整される。蛍光体の発光効率が最も小さくなる位置が励起光の集光位
置であるため、光量の最も小さい位置に基づいて蛍光体を位置決めすることで、励起光の
焦点位置を基準にした所望の位置に蛍光体を配置することができる。また、本発明の構成
では蛍光体を配置したまま集光手段と蛍光体との相対位置を調整する構成を採用しており
、調整の過程で蛍光体を取り外したり改めて配置したりする必要がない。このため、励起
光の集光位置の調整に時間がかかったりずれが生じたりすることもない。よって、励起光
の集光位置を短時間で正確に調整することができる。ゆえに、蛍光体の位置を容易に調整
できる。
【００２３】
また、本発明の光源装置において、前記蛍光体に入射する励起光に対する前記蛍光の光
量の比を演算して前記蛍光体の発光効率を求める演算装置を備え、前記位置調整機構は、
前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を変更し、前記蛍光体の発光効率が最も低くなる
位置に基づいて前記集光手段と前記蛍光体との相対位置を調整してもよい。
【００２４】
この構成によれば、位置調整機構により、変更した相対位置ごとに求められた蛍光体の
発光効率のうち発光効率が最も低くなるときの位置に基づいて集光手段と蛍光体との相対
位置が調整される。蛍光体の発光効率が最も小さくなる位置が励起光の集光位置であるた
め、発光効率の最も小さい位置に基づいて蛍光体を位置決めすることで、励起光の焦点位
置に基づいた所望の位置に蛍光体を配置することができる。蛍光体の発光効率を利用する
ことで、励起光の光量の変動などによる影響を受けずに調整ができるため、蛍光体の位置
を容易に調整できる。
【００２５】
また、本発明の光源装置において、前記検出装置は、前記蛍光体から放射された蛍光の
光路に対して進退自在に構成されていてもよい。
【００２６】
この構成によれば、蛍光の光量を検出する場合には、検出装置は蛍光の光路上に配置さ
れ、蛍光の光量を検出しない場合（例えば光源装置を実際に使用する場合）には、検出装
置は蛍光の光路外に退避される。この構成においては、検出装置を取り付けたり取り外し
たりする必要がないので、励起光の集光位置を短時間で調整することができる。ゆえに、
蛍光体の位置を容易に調整できる。
【００２７】
また、本発明の光源装置において、前記励起光源は、前記励起光を射出する複数のレー
ザー光源が配列されたレーザー光源アレイであってもよい。
【００２８】
この構成によれば、励起光源のパワーを向上させることができる。このため、励起光を
集光手段を介して蛍光体に入射させる際、励起光の焦点位置において蛍光体の温度が上昇
し、励起光の光量に対する蛍光の光量が低下する。よって、励起光の光量に対する蛍光の
光量が低下する現象を利用した励起光の集光位置の調整を容易に行うことができる。
【００２９】
また、本発明の光源装置において、前記蛍光体は、回転駆動される回転板の回転方向に
沿って円環状に形成されており、前記回転板を回転駆動することにより、前記蛍光体の前
記励起光が入射する部分が時間的に変動されていてもよい。
【００３０】
この構成によれば、いったん蛍光体に励起光が照射されると次に照射されるまでに未照
射時間があるため、蛍光体を固定した場合に比べて、蛍光体の温度上昇を抑えることがで
きる。また、蛍光体の固定時より高い励起光量を蛍光体に入射させることが可能となる。
よって、励起光の光量に対する蛍光の光量が低下する現象を利用した励起光の集光位置の
調整を容易に行うことができる。
【００３１】
本発明のプロジェクターは、上述した光源装置と、前記光源装置から射出された光を画
像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投
写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
【００３２】
このプロジェクターによれば、上述した光源装置を備えているので、表示品質に優れた
プロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図２】同、励起光源の正面図である。
【図３】同、光源装置の側面図である。
【図４】同、光源装置及び蛍光体層の発光特性を示すグラフである。
【図５】同、回転蛍光板の斜視図である。
【図６】同、光源装置の調整方法のフローチャートである。
【図７】同、集光手段と蛍光体との相対位置と蛍光体の発光効率との関係を示すグラフである。
【図８】同、光源装置の調整方法のフローチャートの変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、
本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思
想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやす
くするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３５】
図１は、本発明に係るプロジェクター１０００の光学系を示す模式図である。
図１に示すように、プロジェクター１０００は、光源装置１００と、色分離導光光学系
２００と、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、 液
晶光変調装置４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００と
、を具備して構成されている。
【００３６】
光源装置１００は、励起光源１０、第１集光レンズ（集光手段）２０、回転蛍光板３０
、コリメート光学系４０、第２集光レンズ５０、検出装置ＳＥＮ、演算装置ＣＯＭ、ロッ
ドインテグレーター６０、平行化レンズ７０を備えている。励起光の光路上には、励起光
源１０、第１集光レンズ（集光手段）２０、回転蛍光板３０、コリメート光学系４０、第
２集光レンズ５０、検出装置ＳＥＮ、ロッドインテグレーター６０、平行化レンズ７０が
この順に配置されている。
【００３７】
図２は、励起光源１０の正面図である。
図２に示すように、励起光源１０は、基台１１上にレーザー光源１２が５個×５個の正
方形状に２次元配列（合計２５個）で並べられているレーザー光源アレイである。
【００３８】
励起光源１０は、後述する回転蛍光板３０が備える蛍光物質を励起させる励起光として
、青色（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図４（ａ）参照）のレーザー光を射出する。
なお、励起光源１０は、後述する蛍光物質を励起させることができる波長の光であれば、
４４５ｎｍ以外のピーク波長を有する色光を射出する励起光源であっても構わない。
【００３９】
第１集光レンズ２０は、例えば凸レンズからなる。第１集光レンズ２０は、励起光源１
０から射出されるレーザー光の光線軸上に配置され、励起光源１０から射出された励起光
（複数のレーザー光）を集光する。
【００４０】
図５は、回転蛍光板３０の斜視図である。
回転蛍光板３０はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板３０は、図１及び図
５に示すように、モーター３３により回転駆動される回転板３１の回転方向に沿って、単
一の蛍光体３２が形成されてなる。蛍光体３２が形成されている領域は、励起光が入射す
る領域を含む。回転板３１を回転駆動することにより、蛍光体３２の励起光が入射する部
分が時間的に変動される。回転蛍光板３０は、励起光（青色光）が入射する側とは反対側
に向けて赤色光及び緑色光を射出する。
【００４１】
回転蛍光板３０は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略する
が、回転蛍光板３０の直径は５０ｍｍであり、回転蛍光板３０に入射する励起光の光軸が
回転蛍光板３０の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されてい
る。つまり、回転蛍光板３０は、励起光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体３２上を
移動するような回転速度で回転する。
【００４２】
回転板３１は、励起光を透過する材料からなる。なお、本実施形態では回転板として円
板を用いているが、その形状は円板に限られない。回転板３１の材料としては、例えば、
石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。励起光
源１０から射出されたレーザー光は励起光として、回転板３１側から回転蛍光板３０に入
射する。
【００４３】
蛍光体３２は、蛍光を発する蛍光体粒子を有しており、励起光（青色光）を吸収し黄色
（発光強度のピーク：約５５０ｎｍ、図４（ｂ）参照）の蛍光に変換する機能を有する。
図４（ｂ）において符号Ｒで示した成分は、蛍光体３２が射出する黄色光のうち赤色光と
して利用可能な色光成分であり、符号Ｇで示した成分は、同様に緑色光として利用可能な
色光成分である。図１では、赤色光を符号Ｒ、緑色光を符号Ｇで示している。
【００４４】
蛍光体粒子は、図１に示す励起光源１０から射出される励起光を吸収し、蛍光を発する
粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子には、波長が約４４５ｎｍの青色光によっ
て励起されて蛍光を発する物質が含まれており、励起光の一部を、赤色の波長帯域から緑
色の波長帯域までを含む光に変換して射出する。
【００４５】
蛍光体粒子としては、通常知られたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット
）系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が１０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ
，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで示される組成のＹＡＧ系蛍光体を用いることができる。なお、
蛍光体粒子の形成材料は、１種であっても良く、２種以上の形成材料を用いて形成されて
いる粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いることとしても良い。
【００４６】
図３は、光源装置１００の側面図である。なお、図３においては、便宜上、励起光源１
０からコリメート光学系４０までの構成を図示し、検出装置ＳＥＮ以降の構成の図示を省
略している。
【００４７】
図３に示すように、回転蛍光板３０の回転板３１の端部には第１位置調整機構３４が取
り付けられている。第１位置調整機構３４としては、例えばマイクロメーターを用いるこ
とができる。第１位置調整機構３４は、第１集光レンズ２０と回転蛍光板３０（蛍光体３
２）との相対位置を調整する機能を有する。また、第１位置調整機構３４は、第１集光レ
ンズ２０と蛍光体３２との相対位置を変更し、蛍光体３２の発光効率（図７参照）が最も
低くなる位置に第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置を調整する。
【００４８】
本実施形態においては、励起光源１０及び第１集光レンズ２０がステージＳＴに固定さ
れている。一方、回転蛍光板３０とコリメート光学系４０とが連結されており、第１位置
調整機構３４を駆動させると、回転蛍光板３０とコリメート光学系４０とが励起光の光軸
に沿って（あるいはステージＳＴの上面に沿って）一体に移動する。これにより、第１位
置調整機構３４を駆動させると、第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置が調整さ
れるようになっている。
【００４９】
なお、第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置が調整される構成はこれに限られ
ず、回転蛍光板３０をステージＳＴに固定しつつ第１集光レンズ２０を移動させて第１集
光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置が調整される構成であってもよいし、回転蛍光板
３０と第１集光レンズ２０の双方を移動させて第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対
位置が調整される構成であってもよい。
【００５０】
コリメート光学系４０は、回転蛍光板３０と第２集光レンズ５０との間の光（励起光及
び蛍光）の光路上に配置されている。コリメート光学系４０は、回転蛍光板３０からの光
の広がりを抑える第１レンズ４１と、第１レンズ４１から入射される光を平行化する第２
レンズ４２とを含んで構成されている。第１レンズ４１は、例えば凸のメニスカスレンズ
からなり、第２レンズ４２は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系４０は、回転
蛍光板３０からの光を略平行化した状態で第２集光レンズ５０に入射させる。
【００５１】
第１レンズ４１及び第２レンズ４２は、ベース部４３に固定されている。ベース部４３
の端部には第２位置調整機構４４が取り付けられている。第２位置調整機構４４としては
、例えばマイクロメーターを用いることができる。第２位置調整機構４４は、回転蛍光板
３０（蛍光体３２）とコリメート光学系４０との相対位置を調整する機能を有する。
【００５２】
本実施形態においては、回転蛍光板３０とコリメート光学系４０とが連結されており、
第２位置調整機構４４を駆動させると、コリメート光学系４０のみが励起光の光軸に沿っ
て移動する。このとき、回転蛍光板３０は、移動しないようになっている。これにより、
第２位置調整機構４４を駆動させると、蛍光体３２とコリメート光学系４０との相対位置
が調整されるようになっている。
【００５３】
図１に戻り、第２集光レンズ５０は、例えば凸レンズからなる。第２集光レンズ５０は
、コリメート光学系４０（第２レンズ４２）を透過する光の光線軸上に配置され、コリメ
ート光学系４０を透過した光を集光する。
【００５４】
検出装置ＳＥＮは、第２集光レンズ５０を透過した光の集光位置に配置されている。検
出装置ＳＥＮは、蛍光体３２から放射された蛍光の光路に対して進退自在に構成されてい
る。具体的には、検出装置ＳＥＮは、蛍光体３２から放射された蛍光の光量を検出すると
きには当該蛍光の光路上に配置され、一方、蛍光体３２から放射された蛍光の光量を検出
しないときには当該蛍光の光路外に退避されるようになっている。検出装置ＳＥＮは、蛍
光体３２の側に受光面を有する受光センサー（例えば受光素子）を用いることができる。
検出装置ＳＥＮは、蛍光体３２から放射された蛍光の光量を検出するものである。
【００５５】
演算装置ＣＯＭは、検出装置ＳＥＮ及び励起光源１０と電気的に接続されている。演算
装置ＣＯＭは、蛍光体３２に入射する励起光と検出装置ＳＥＮにより検出された蛍光の光
量を基に、蛍光体３２に入射する励起光に対する蛍光の光量の比を演算して蛍光体３２の
発光効率を求める機能を有する。
【００５６】
第２集光レンズ５０を透過した光は、ロッドインテグレーター６０の一端側に入射する
。ロッドインテグレーター６０は、光路方向に延在する角柱状の光学部材であり、内部を
透過する光に多重反射を生じさせることにより、第２集光レンズ５０を透過した光を混合
し、輝度分布を均一化するものである。ロッドインテグレーター６０の光路方向に直交す
る断面形状は、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４０
０Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。
【００５７】
ロッドインテグレーター６０の他端側から射出された光は、平行化レンズ７０により平
行化され、光源装置１００から射出される。
【００５８】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２
０、反射ミラー２３０、 反射ミラー２４０、 反射ミラー２５０及びリレーレンズ２６０
を備えている。色分離導光光学系２００は、光源装置１００からの光を赤色光、緑色光及
び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光
変調装置４００Ｒ、 液晶光変調装置４００Ｇ、 液晶光変調装置４００Ｂに導光する機能
を有する。
【００５９】
ダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０は、基板上に、所定の波長
領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラー
である。具体的には、ダイクロイックミラー２１０は、青色光成分を透過させ、赤色光成
分及び緑色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、
赤色光成分を透過させる。
【００６０】
反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０は、入射した光を反射するミ
ラーである。具体的には、反射ミラー２３０は、ダイクロイックミラー２１０を透過した
青色光成分を反射する。反射ミラー２４０、反射ミラー２５０は、ダイクロイックミラー
２２０を透過した赤色光成分を反射する。
【００６１】
ダイクロイックミラー２１０を透過した青色光は、反射ミラー２３０で反射され、青色
光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０
で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、緑色光用の液晶
光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過した
赤色光は、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２６０、射出側の反射ミラー２５０
を経て赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。
【００６２】
液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂは、通常
知られたものを用いることができ、例えば、液晶素子４１０と液晶素子４１０を挟持する
偏光素子４２０、４３０とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構
成される。偏光素子４２０，４３０は、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコ
ル配置）となっている。
【００６３】
液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂは、入射
された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置１０
０の照明対象となる。これら液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ及び液晶
光変調装置４００Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００６４】
例えば、液晶光変調装置４００Ｒ、液晶光変調装置４００Ｇ、液晶光変調装置４００Ｂ
は、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコン
ＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板４２０か
ら射出された１種類の直線偏光の偏向方向を変調する。
【００６５】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板４３０から射出された色光毎に
変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロ
イックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなして
いる。直角プリズムを貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている
。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他
方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多
層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、
３つの色光が合成される。
【００６６】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００
によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００６７】
（光源装置の調整方法）
図６は、光源装置の調整方法のフローチャートである。
【００６８】
まず、励起光源１０から射出された励起光を第１集光レンズ２０により集光させて回転
蛍光板３０（蛍光体３２）に入射させる（ステップＳ１、第１の工程）。
【００６９】
励起光の光量は、より少ない励起光の光量と比較して、蛍光体３２が第１集光レンズ２
０の焦点位置に配置されたときに、励起光による蛍光体３２の温度上昇又は光飽和の現象
により発光効率の低下が生じる光量である。例えば、実際にプロジェクターに搭載する光
源装置として使用する際に利用する光量である３０Ｗ程度とする。
【００７０】
次に、検出装置ＳＥＮを蛍光体３２から射出される蛍光の光路上に配置する。
【００７１】
次に、第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置を変更し、変更した相対位置ごと
に蛍光体３２から放射された蛍光の光量を検出装置ＳＥＮで検出する（ステップＳ２、第
２の工程）。そして、変更した相対位置ごとに蛍光体３２に入射する励起光に対する蛍光
の光量の比を演算して蛍光体３２の発光効率を求める（ステップＳ３）。励起光の光量は
、定められた光量になるように予め駆動電流などを調整しておくが、必要に応じて、図示
しない検出装置で検出するようにしてもよい。
【００７２】
ここで、励起光源１０をパルス駆動させて励起光源１０から励起光を間欠的に射出させ
る。また、回転蛍光板３０を回転させて、蛍光体３２の励起光が入射する部分を時間的に
変動させる。
【００７３】
次に、変更した相対位置ごとに求められた蛍光体３２の発光効率のうち発光効率が最も
低くなるときの位置に第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置を調整する（ステッ
プＳ４、第３の工程）。
【００７４】
図７は、第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置と蛍光体３２の発光効率との関
係を示すグラフである。図７において、横軸はピント、縦軸は発光効率相対比を示してい
る。
【００７５】
なお、ピントは、焦点位置を基準としたときの第１集光レンズ２０と蛍光体３２との間
の間隔である。正負の符号は、例えば焦点位置を基準に蛍光体３２を第１集光レンズ２０
に近づけたときはマイナス、蛍光体３２を第２集光レンズ２０から遠ざけたときはプラス
とする。また、発光効率相対比は、焦点位置を基準としたときの変更した相対位置ごとの
発光効率の比である。すなわち、変更した相対位置ごとに求められた発光効率を焦点位置
における発光効率で割った値である（つまり、焦点位置における発光効率相対比は１とな
る）。
【００７６】
第１位置調整機構３４により、第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置が変更さ
れ、蛍光体３２の発光効率が最も低くなる位置に（発光効率相対比が１となる位置に）、
第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置が調整される。
【００７７】
次に、検出装置ＳＥＮを蛍光体３２から射出される蛍光の光路外に退避させる。次に、
第１位置調整機構３４を取り外し、回転蛍光板３０とコリメート光学系４０とを接着剤等
でステージＳＴに固定する。
以上の工程により、光源装置の調整が完了する。
【００７８】
蛍光の光量を励起光の光量で除算して得られる蛍光体の発光効率は、励起光の光量が大
きくなると、温度上昇による影響（温度消光現象）や吸収準位の数密度の減少による影響
（光飽和現象）などにより低下することがある。本発明では、このような現象を積極的に
利用することで、励起光の集光位置を検出している。
【００７９】
本実施形態の光源装置の調整方法によれば、変更した相対位置ごとに求められた蛍光体
３２の発光効率のうち発光効率が最も低くなるときの位置に第１集光レンズ２０と蛍光体
３２との相対位置が調整される。励起光の集光位置では、その励起光が照射される蛍光体
３２の発光部における励起光の光量（光密度）が大きくなり、励起光の光量に対する蛍光
の光量が小さくなる。よって、励起光の光量に対する蛍光の光量が最も小さくなる位置に
蛍光体３２を位置決めすることで、励起光の集光位置に蛍光体３２を配置することができ
る。蛍光体３２を励起光の集光位置に配置すれば、発光面積を小さくすることができるの
で、光源装置としての性能を上げることができる。また、本実施形態の方法では蛍光体３
２を配置したまま第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置を調整する方法を採用し
ており、調整の過程で蛍光体を取り外したり配置したりする必要がない。このため、励起
光の集光位置の調整に時間がかかったりずれが生じたりすることもない。よって、励起光
の集光位置を短時間で正確に調整することができる。ゆえに、蛍光体３２の位置を容易に
調整できる。さらに、本実施形態の方法では蛍光体３２の発光効率を利用して調整する。
蛍光体３２の発光効率を利用することで、励起光の光量の変動などによる影響を受けずに
調整ができるため、蛍光体３２の位置を容易に調整できる。
【００８０】
また、この方法によれば、励起光の光量は、蛍光体３２が第１集光レンズ２０の焦点位
置に配置されたときに、励起光による蛍光体３２の温度上昇又は光飽和の現象により発光
効率の低下が生じる光量である。このため、励起光を第１集光レンズ２０を介して蛍光体
３２に入射させる際、励起光の焦点位置において蛍光体３２の発光効率を低下させること
ができる。よって、励起光の集光位置の調整が容易となる。
【００８１】
また、この方法によれば、励起光源１０を構成する複数のレーザー光源１２から励起光
としてレーザー光を射出させているので、励起光源１０のパワーを向上させることができ
る。このため、励起光を第１集光レンズ２０を介して蛍光体３２に入射させる際、励起光
の焦点位置において蛍光体３２の温度上昇や光飽和により、蛍光体３２の発光効率が低下
する。このような現象を利用することにより、励起光の集光位置の調整を容易に行うこと
ができる。
【００８２】
また、この方法によれば、励起光源１０をパルス駆動させるので、蛍光体３２への未照
射時間がある。そのため、励起光源１０を連続駆動した場合に比べて、高い励起光量を蛍
光体３２に入射させることが可能となる。よって、蛍光体３２の発光効率が低下する現象
を利用した励起光の集光位置の調整を容易に行なうことができる。
【００８３】
また、この方法によれば、回転蛍光板３０を回転させるので、いったん蛍光体３２に励
起光が照射されると次に照射されるまでに未照射時間がある。そのため、蛍光体３２を固
定した場合に比べて、高い励起光量を蛍光体３２に入射させることが可能となる。よって
、蛍光体３２の発光効率が低下する現象を利用した励起光の集光位置の調整を容易に行な
うことができる。
【００８４】
本実施形態の光源装置によれば、第１位置調整機構３４により、変更した相対位置ごと
に求められた蛍光体３２の発光効率のうち発光効率が最も低くなるときの位置に第１集光
レンズ２０と蛍光体３２との相対位置が調整される。蛍光体３２の発光効率が最も小さく
なる位置が励起光の集光位置であるため、発光効率の最も小さい位置に蛍光体３２を位置
決めすることで、励起光の焦点位置に蛍光体３２を配置することができる。また、本発明
の構成では蛍光体３２を配置したまま第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置を調
整する構成を採用しており、調整の過程で蛍光体を取り外したり改めて配置したりする必
要がない。このため、励起光の集光位置の調整に時間がかかったりずれが生じたりするこ
ともない。よって、励起光の集光位置を短時間で正確に調整することができる。
【００８５】
また、この構成によれば、蛍光体３２の光量を検出する場合には、検出装置ＳＥＮは蛍
光の光路上に配置され、蛍光体３２の光量を検出しない場合（例えば光源装置１００を実
際に使用する場合）には、検出装置ＳＥＮは蛍光の光路外に退避される。この構成におい
ては、検出装置ＳＥＮを取り付けたり取り外したりする必要がないので、励起光の集光位
置を短時間で調整することができる。
【００８６】
また、この構成によれば、励起光源１０がレーザー光源アレイであるので、励起光源１
０のパワーを向上させることができる。このため、励起光を第１集光レンズ２０を介して
蛍光体３２に入射させる際、励起光の焦点位置において蛍光体３２の温度上昇や光飽和に
より、蛍光体３２の発光効率が低下する。このような現象を利用することにより、励起光
の集光位置の調整を容易に行なうことができる。
【００８７】
本実施形態のプロジェクター１０００によれば、上述した光源装置１００を備えている
ので、表示品質に優れたプロジェクター１０００を提供することができる。
【００８８】
なお、本実施形態の光源装置の調整方法では、第２の工程において相対位置ごとに蛍光
の光量を算出し、第３の工程において変更した相対位置ごとの蛍光体の発光効率のうち発
光効率が最も低くなるときの位置に第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置を調整
しているが、これに限らない。
【００８９】
図８は、光源装置の調整方法のフローチャートの変形例である。
図８において、ステップＳ１及びステップＳ２は図６と同様であるため、その詳細な説
明を省略する。
【００９０】
ここで、励起光源１０を構成する複数のレーザー光源１２から励起光として一定強度の
レーザー光を射出させる。
【００９１】
次に、変更した相対位置ごとに求められた蛍光体３２から放射された蛍光の光量のうち
光量が最も低くなるときの位置に第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置を調整す
る（ステップＳ４Ａ、第３の工程）。
【００９２】
この方法によれば、変更した相対位置ごとに求められた蛍光の光量のうち光量が最も低
くなるときの位置に第１集光レンズ２０と蛍光体３２との相対位置が調整される。励起光
の光量が一定である場合には、発光効率の変化は蛍光の光量の変化と相関を持つ。よって
、蛍光の光量が最も小さくなる位置が励起光の集光位置であるため、蛍光の光量の最も小
さい位置に蛍光体３２を位置決めすることで、励起光の焦点位置に蛍光体３２を配置する
ことができる。
【００９３】
また、本実施形態の光源装置の調整方法において、励起光として実際に光源として使用
する光量よりも大きい光量の励起光を蛍光体３２に照射して第１集光レンズ２０と蛍光体
３２との相対位置を調整してもよい。例えば、焦点位置の調整の際に利用する光量を４５
Ｗ程度とする。
【００９４】
この方法によれば、励起光の光量に対する蛍光の光量の低下が大きくなるため、測定精
度が向上する。
【００９５】
また、本実施形態の光源装置の調整方法では、励起光源１０を構成する複数のレーザー
光源１２から励起光としてレーザー光を射出させているが、これに限らない。例えば、励
起光源１０を構成するレーザー光源１２以外の光源（別の光源）を使用してレーザー光を
射出させてもよい。
【００９６】
また、本実施形態の光源装置の調整方法では、励起光源１０をパルス駆動させて励起光
源１０から励起光を間欠的に射出させているが、これに限らない。例えば、励起光源１０
を連続駆動させて励起光源１０から励起光を連続的に射出させてもよい。
【００９７】
また、本実施形態の光源装置の調整方法では、蛍光体３２の励起光が入射する部分を時
間的に変動させているが、これに限らない。例えば、第２の工程において、蛍光体３２の
励起光が入射する部分を固定してもよい。
【００９８】
また、本実施形態の光源装置の調整方法では、蛍光体３２を励起光の集光位置に配置す
るように調整しているが、これに限らない。例えば、この光源装置を備えた機器の全体の
光学系の特性を考慮して、蛍光体３２を励起光の集光位置から所定の距離だけずらした位
置に配置してもよい。この場合、初めに励起光の集光位置を求め、次にその集光位置を基
準にして蛍光体３２を配置すべき位置を求め、蛍光体３２を所望の位置に配置する。この
場合でも、励起光の集光位置を容易に求めることができるため、それに基づく蛍光体３２
の位置を容易に調整できる。
【００９９】
また、本実施形態のプロジェクター１０００では、液晶光変調装置として３つの液晶光
変調装置を用いたが、これに限らない。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用い
たプロジェクターにも適用可能である。
【０１００】
また、本実施形態のプロジェクター１０００では、透過型のプロジェクターを用いたが
、これに限らない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型
」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過する
タイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光
変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型の
プロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を奏
することができる。
【０１０１】
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用す
る場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクター
に適用する場合にも、適用することができる。
【０１０２】
上記各実施形態においては、本発明の照明装置をプロジェクターに適用した例について
説明したが、これに限らない。例えば、本発明の照明装置を他の光学機器（例えば、光デ
ィスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等）に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…励起光源、１２…レーザー光源、２０…第１集光レンズ（集光手段）、３１…回転
板、３２…蛍光体、３４…マイクロメーター（位置調整機構）、１００…光源装置、４０
０Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系、１００
０…プロジェクター、ＣＯＭ…演算装置、ＳＥＮ…検出装置
【図１】
2012220811.tif 000003
【図２】
2012220811.tif 000004
【図３】
2012220811.tif 000005
【図４】
2012220811.tif 000006
【図５】
2012220811.tif 000007
【図６】
2012220811.tif 000008
【図７】
2012220811.tif 000009
【図８】
2012220811.tif 000010