(57)【要約】      （修正有）【課題】回転蛍光板の面振れに伴う明るさ低下を抑制する光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、励起光を射出する光源部１０と、回転可能な基板に、励起光を励起光と異なる波長の蛍光に変換する蛍光膜３０１が基板の回転方向に沿って形成されてなる蛍光体ホイール３０と、励起光を蛍光体ホイール３０に集光するレンズユニット２４と、蛍光体ホイール３０の基準位置からの光軸方向への変化量を検出する距離センサ６０と、レンズユニット２４を移動させるアクチュエータ２８と、距離センサ６０の検出結果に基づいてアクチュエータ２８を制御し、レンズユニット２４を光軸方向に移動制御する制御部７０と、を有する。【選択図】図１
2017161654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を射出する光源と、
回転可能な基板に、前記励起光を前記励起光と異なる波長の蛍光に変換する蛍光膜が前記基板の回転方向に沿って形成されてなる回転蛍光板と、
前記励起光を前記回転蛍光板に集光する励起光集光光学系と、
前記回転蛍光板の基準位置からの光軸方向への変化量を検出する変化量検出手段と、
前記励起光集光光学系を移動させる移動手段と、
前記変化量検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御し、前記励起光集光光学系を前記光軸方向に移動制御する制御手段と、を有する光源装置。
【請求項２】
励起光を射出する光源と、
回転可能な基板に、前記励起光を前記励起光と異なる波長の蛍光に変換する蛍光膜が前記基板の回転方向に沿って形成されてなる回転蛍光板と、
前記励起光を前記回転蛍光板に集光する励起光集光光学系と、
前記回転蛍光板の基準位置からの光軸方向への変化量を検出する変化量検出手段と
前記励起光集光光学系を移動させる移動手段と、
前記変化量検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御し、前記励起光集光光学系を前記光軸方向と、前記回転蛍光板の半径方向に、それぞれ移動制御する制御手段と、を有する光源装置。
【請求項３】
励起光を射出する光源と、
回転可能な基板に、前記励起光を前記励起光と異なる波長の蛍光に変換する蛍光膜が前記基板の回転方向に沿って形成されてなる回転蛍光板と、
前記励起光を前記回転蛍光板に集光する励起光集光光学系と、
前記回転蛍光板の基準位置からの光軸方向への変化量を検出する変化量検出手段と、
前記励起光集光光学系を移動させる移動手段と、
前記変化量検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御し、前記励起光集光光学系を前記光軸方向と、前記光軸と前記蛍光膜との交点を中心に回転する方向に、それぞれ移動制御する制御手段と、を有する光源装置。
【請求項４】
前記移動手段は、電歪素子である請求項１乃至３の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から発する光の光学経路を定める光学経路構成手段と、
前記光学経路上に配置された画像形成素子と、
前記画像形成素子によって形成された画像を投射するための投射光学部と、を有する画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、及び画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタにおいては、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、励起光を射出する固体発光素子と、該励起光を吸収して所定の波長帯域光に変換する蛍光体を組み合わせた光源装置が用いられつつある。固体発光素子としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）、或いは有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の半導体素子が用いられている。
【０００３】
この光源装置は、十分な明るさの蛍光を生成するために、非常にハイパワーの励起光を蛍光体に照射する。そのため、所定の位置に励起光が照射され続けると、蛍光体での変換損失の一部が熱に変わり、その位置の温度が急激に上昇する場合がある。そこで、例えば、蛍光体層を形成した回転ホイール（回転蛍光板）を適当な速度で回転させ、励起光の照射位置を常に変化させて、蛍光体を冷却する構造としている。
【０００４】
ところで、回転ホイールを回転させると、モータ自身の軸受け部の軸振れや回転ホイールをモータの回転軸に取り付ける場合の精度ばらつき等の要因で回転ホイールを回転させた時に面振れが生じる場合がある。回転ホイールに面振れが生じると、励起光の照射位置と蛍光体近傍に設置されたレンズ等の集光光学部品との距離が変動するため、蛍光の集光光量が変動し、結果として光源装置の光路中での光損失の増加を生じさせ、光源装置の明るさを低下させる。
【０００５】
そこで、回転ホイールの面振れを低減する構造が提案されている。例えば、所定の回転軸の周りに回転可能な回転ホイールの第１面側に第１の冷却媒を導くように第１流路を構成すると共に、回転ホイールの第２面側に第２の冷却媒を導くように第２流路を構成し、回転ホイールを回転軸と平行な方向から見た時、第１の流路と第２の流路が平面視にて少なくとも部分的に重なり、回転ホイールの両側から力をかける構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、上記の構造では、第１に、回転ホイールの上下面に設置された第１流路と第２流路の中間に回転ホイールが回転保持されるように上下流路の内圧を等しく制御する必要があり、圧力発生手段の制御が非常に困難である。一般的に圧力発生手段としてのポンプやファンには、回転ムラや脈動が生じやすく一定圧力を維持しつづけることは困難であり、安定した状態で面振れを低減することはできない。
【０００７】
第２に、蛍光膜が塗布されている回転ホイールの上面側にも冷却媒を流す構成であるため、冷却媒に混入したゴミや異物が蛍光膜表面に付着した際には、蛍光射出量が減少してしまう。第３に、回転ホイールの表面上にゴミや異物が付着した際には、そのゴミや異物が障害物となり、冷却媒の排出方向と排出面積が不規則に変動するため、安定した風圧力バランスの維持が困難である。
【０００８】
上記第１〜第３の何れの場合も、光源装置の明るさを低下させる要因となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、回転蛍光板の面振れに伴う光源装置の明るさ低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本光源装置は、励起光を射出する光源と、回転可能な基板に、前記励起光を前記励起光と異なる波長の蛍光に変換する蛍光膜が前記基板の回転方向に沿って形成されてなる回転蛍光板と、前記励起光を前記回転蛍光板に集光する励起光集光光学系と、前記回転蛍光板の基準位置からの光軸方向への変化量を検出する変化量検出手段と、前記励起光集光光学系を移動させる移動手段と、前記変化量検出手段の検出結果に基づいて前記移動手段を制御し、前記励起光集光光学系を前記光軸方向に移動制御する制御手段と、を有することを要件とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、回転蛍光板の面振れに伴う光源装置の明るさ低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態に係る光源装置を例示する模式図である。
【図２】光路切り替え盤の一例を説明する図である。
【図３】色成分切り替え盤の一例を説明する図である。
【図４】制御部による処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】レンズユニットの位置の移動制御の一例を説明する図である。
【図６】第２の実施の形態に係る光源装置を例示する模式図である。
【図７】励起光スポットの移動の一例を説明する図（その１）である。
【図８】励起光スポットの移動の一例を説明する図（その２）である。
【図９】第３の実施の形態に係る光源装置を例示する模式図である。
【図１０】蛍光変換効率の向上について説明する図である。
【図１１】第４の実施の形態に係る画像投射装置を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１４】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る光源装置を例示する模式図である。図１に示すように、光源装置１において、光源部１０は、光源としてのレーザダイオード（ＬＤ）１１とカップリングレンズ１２と集光レンズ１３とを備えている。レーザダイオード１１は、レーザダイオード保持体１４に設けられ、レーザダイオード１１に対してカップリングレンズ１２が設けられている。レーザダイオード保持体１４の裏面側には、レーザダイオード１１で発熱した熱を冷却するヒートシンク（放熱板）１５が設けられている。ヒートシンク１５の材質は、例えば、アルミニウムや銅等の金属とすることができる。
【００１５】
レーザダイオード１１から射出されたレーザ光（励起光）は、カップリングレンズ１２により集光され、略平行光束として集光レンズ１３に導かれる。集光レンズ１３は、カップリングレンズ１２により平行光束とされたレーザ光を集光する役割を果たす。
【００１６】
なお、本実施の形態では、一例として、レーザダイオード１１を青色成分の光として説明するが、緑色成分のレーザ光、赤色成分のレーザ光を発生するレーザダイオードを用いることもできる。又、光源として、レーザダイオード１１の代わりにＬＥＤを用いることもできる。又、ここでは単一のレーザダイオード１１とカップリングレンズ１２で説明するが、レーザダイオード１１やカップリングレンズ１２は必要に応じて複数個用いる構成にしても良い。
【００１７】
青色成分のレーザ光は、反射ミラー１６により光路を変換され、光路切り替え盤１７に導かれる。光路切り替え盤１７には、レーザ光がスポット状に形成される。レーザ光のスポットサイズは、混色防止等のため適宜大きさを定めることができる。光路切り替え盤１７は、図２に示すように回転方向に分割された反射領域１７１と透過領域１７２とを有する光路時分割用回転円盤から構成されている。
【００１８】
光路切り替え盤１７は、集光レンズ１９の光軸に対して斜め（ここでは、一例として、光軸に対して約４５度）に配設されている。光路切り替え盤１７は、例えば、図１に示すように、駆動源としてのステッピングモータ１８により回転駆動される。なお、図２において符号１８１は、ステッピングモータ１８の駆動軸を示している。
【００１９】
光路切り替え盤１７の反射領域１７１には、青色成分のレーザ光が当たる面側に反射膜が設けられている。又、光路切り替え盤１７の透過領域１７２には、青色成分のレーザ光が当たる面側に反射防止膜が設けられている。透過領域１７２により透過された青色成分のレーザ光が進行する光路は、光源部１０から発せられた青色成分のレーザ光を蛍光体ホイール３０に照射し、蛍光体ホイール３０からの蛍光をライトトンネル４０に導光する光路とされている。
【００２０】
蛍光体ホイール３０は、回転可能な基板に、励起光を励起光と異なる波長の蛍光に変換する蛍光膜３０１が前記基板の回転方向に沿って形成されてなる回転蛍光板である。具体的には、蛍光体ホイール３０は、回転円盤から構成され、図１において符号３１は駆動源としてのステッピングモータを示している。蛍光体ホイール３０には、光源部１０から発せられた励起光である青色成分のレーザ光が照射されて、青色成分のレーザ光とは異なる緑色成分を含む蛍光と赤色成分の蛍光とを含む蛍光を発生する蛍光膜３０１が塗布されている。
【００２１】
蛍光膜３０１にレーザ光が照射されると、蛍光膜３０１での蛍光変換損失の一部が熱に変わって蛍光膜３０１が発熱する。蛍光体ホイール３０の回転により、同一箇所にレーザ光が照射されるのが防止され、蛍光膜３０１の劣化が抑制されている。
【００２２】
蛍光膜３０１の蛍光材料には、例えば青色成分のレーザ光の照射により励起されて、緑色成分の蛍光を発生する蛍光材料と赤色成分の蛍光を発生する蛍光材料（黄色の蛍光を発生する蛍光材料）との混合物が用いられるが、これに限られるものではない。例えば、緑色成分の波長域から赤色成分の波長域にまたがる蛍光分布特性を有する蛍光材料を用いることができる。
【００２３】
なお、レーザ光が蛍光膜３０１に照射されると、レーザ光は蛍光膜３０１で散乱されてコヒーレント光でなくなる。そのため、レーザ光が蛍光膜３０１に照射されている限りにおいては、人間の目に対する安全上の問題はない。
【００２４】
青色成分のレーザ光が光路切り替え盤１７を透過して蛍光体ホイール３０に向かって進行する光路には、集光レンズ１９と反射ミラー２０とダイクロイックミラー２１と集光レンズ２２及び２３とが設けられている。集光レンズ１９は、透過領域１７２により透過された青色成分のレーザ光を集光して平行光束に変換する役割を有する。
【００２５】
ダイクロイックミラー２１は、青色成分のレーザ光を透過して蛍光体ホイール３０に導く機能と、青色成分以外のレーザ光の色成分の蛍光を反射して色成分切り替え盤５０に導く機能とを有する。
【００２６】
集光レンズ２２及び２３は、例えば、一体的に保持されたレンズユニット２４として構成することができる。集光レンズ２２及び２３から構成されたレンズユニット２４は、励起光集光光学系であり、平行光束を蛍光体ホイール３０にスポット状に集光させる機能と、蛍光体ホイール３０からの蛍光を集光して平行光束に変換する機能とを有する。
【００２７】
又、レンズユニット２４には、移動手段としてのアクチュエータ２８が付設されており、レンズユニット２４を光軸方向Ａに高精度に移動することを可能にしている。アクチュエータ２８としては、例えば、ピエゾに代表される電歪素子、電磁駆動により動作するソレノイド等の様々な手段を適用することができる。後述の他のアクチュエータについても同様である。
【００２８】
ダイクロイックミラー２１と色成分切り替え盤５０との間には、集光レンズ２７が設けられている。ダイクロイックミラー２１により反射された蛍光は、集光レンズ２７により集光されて色成分切り替え盤５０に照射され、色成分切り替え盤５０を透過した光はライトトンネル４０に導光される。
【００２９】
色成分切り替え盤５０は、回転駆動により色を切り替える役割を果たす。色成分切り替え盤５０は、図３に示すように、回転方向に青色成分の光を透過する領域Ｂと、緑色成分の蛍光を透過し、かつ赤色成分の蛍光を吸収又は反射する領域Ｇと、赤色成分の蛍光を透過し、かつ緑色成分の蛍光を吸収又は反射する領域Ｒが、角度方向に分割されて形成された色成分時分割用回転円盤から構成される。色成分切り替え盤５０も、駆動源としてのステッピングモータ５１により回転駆動される。なお、図３において、符号５０１はステッピングモータ５１の駆動軸を示す。
【００３０】
色成分切り替え盤５０の青色成分の光を透過する領域Ｂは、例えば透明なガラス板若しくは、切り欠き部とすればよく、所望の波長帯のみを透過するフィルタとしてもよい。
【００３１】
光路切り替え盤１７の反射領域１７１により反射された青色成分のレーザ光が進行する光路は、光源部１０から発せられた青色成分のレーザ光をライトトンネル４０に導光する光路とされている。この光路には、集光レンズ２５が設けられ、集光レンズ２５は光路切り替え盤１７で反射した青色成分のレーザ光を平行光束に変換して反射拡散板２６に導く機能を有する。
【００３２】
反射拡散板２６は、レーザ光が当たる面側に拡散面が設けられ、その裏面側には反射作用のミラー面が設けられている。なお、拡散面には反射防止膜が形成されている。拡散面は、レーザ光のコヒーレンス性を除去する機能を有する。そして、反射拡散板２６で拡散反射された青色成分のレーザ光は、ダイクロイックミラー２１に導かれる。
【００３３】
ダイクロイックミラー２１は、前述したように青色成分のレーザ光を透過する機能を備えており、青色成分のレーザ光はダイクロイックミラー２１を透過した後に、前述した集光レンズ２７に導かれ、集光レンズ２７により集光されて色成分切り替え盤５０に照射される。そして、色成分切り替え盤５０の青色成分の光を透過する領域Ｂを透過して、ライトトンネル４０に照射される。
【００３４】
ライトトンネル４０は、光量むらを低減する役割を果たす。なお、ライトトンネル４０の代わりにフライアイレンズを用いても良い。
【００３５】
更に、蛍光体ホイール３０の蛍光膜３０１が配置された入射面側とは反対側の面側（裏面側）には、距離センサ６０が設けられている。距離センサ６０は、蛍光体ホイール３０の基準位置からの光軸方向Ａへの変化量を検出する変化量検出手段である。具体的には、距離センサ６０は、蛍光体ホイール３０の励起光を照射する位置の真裏の反対側面上に照準を合わせて、反対側面と距離センサ６０との距離を連続的に測定し、測定結果（検出結果）を制御部７０に出力する。
【００３６】
距離センサ６０としては、例えば、内部にＬＥＤやＬＤ等の光源とフォトダイオード等の受光素子とを備え、光源から照射された光の測定対象からの反射光を受光素子で受光し、評価及び演算して距離に換算し出力する構成のものを用いることができる。但し、これは一例であり、これに限定されることはなく、距離センサ６０として他の何れの構成の距離センサを用いても良い。
【００３７】
制御部７０は、光源装置１の全体の動作を制御する機能を備えている。制御部７０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、メインメモリ等を含む構成とすることができる。この場合、制御部７０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、制御部７０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。又、制御部７０は、物理的に複数の装置等により構成されてもよい。
【００３８】
制御部７０は、具体的には、光源を点灯させる機能や、各モータを回転させる機能等を備えている。又、制御部７０は、距離センサ６０の検出結果に基づいて、レンズユニット２４に対する蛍光体ホイール３０の入射側面上の励起光照射の基準位置Ｘからの移動量を算出して、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動制御する制御手段としての機能を備えている。
【００３９】
ここで、図４及び図５を参照しながら、制御部７０におけるレンズユニット２４の移動制御の処理の一例について説明する。
【００４０】
まず、ステップＳ１０１において、制御部７０は、所定の駆動回路を介してステッピングモータ３１に電圧を供給し、蛍光体ホイール３０を駆動して回転させる。次に、ステップＳ１０２において、制御部７０は、レーザダイオード１１を点灯させ、青色成分のレーザ光を射出させる。
【００４１】
次に、ステップＳ１０３において、制御部７０は、距離センサ６０の出力に基づいて、レンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離を検出する。次に、ステップＳ１０４において、制御部７０は、蛍光体ホイール３０が基準位置Ｘにあるか否かを判定する。具体的には、ステップＳ１０３で検出した距離が基準となる距離ｄ（図５参照）と一致しているか否かを判定する。なお、距離ｄは、レンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離の制御目標値である。
【００４２】
ステップＳ１０４で『蛍光体ホイール３０が基準位置Ｘにある』と判定した場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０３に移行し、制御部７０は、前述の処理を繰り返す。
【００４３】
ステップＳ１０４で『蛍光体ホイール３０が基準位置Ｘにない』と判定した場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１０５に移行し、制御部７０は、距離センサ６０の出力に基づいて、蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置の基準位置Ｘからの移動量を算出する。すなわち、現在のレンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離の、距離ｄに対する差分を算出する。
【００４４】
次に、ステップＳ１０６において、制御部７０は、ステップＳ１０５での算出結果に基づいてアクチュエータ２８の動作を制御する制御信号を生成し、アクチュエータ２８を動作させ、レンズユニット２４を光軸方向Ａの所定位置に移動させる。レンズユニット２４は、蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離が、基準となる距離ｄと一致するように移動制御される。その後、ステップＳ１０３に移行し、制御部７０は、前述の処理を繰り返す。
【００４５】
以上の処理により、例えば、図５に示すように蛍光体ホイール３０が面振れしても、制御部７０により、蛍光体ホイール３０の面振れに追従してレンズユニット２４が移動制御される。そのため、レンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離を、一定の距離ｄに制御することができる。
【００４６】
このように、第１の実施の形態に係る光源装置１は、回転可能な基板に、励起光を励起光と異なる波長の蛍光に変換する蛍光膜３０１が基板の回転方向に沿って形成されてなる蛍光体ホイール３０と、蛍光体ホイール３０の基準位置からの光軸方向Ａへの変化量を検出する距離センサ６０と、距離センサ６０の検出結果に基づいて、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動制御する制御部７０とを有している。
【００４７】
これにより、光源装置１では、蛍光体ホイール３０のレンズユニット２４に対する位置を補正することができるので、蛍光体ホイール３０の面振れに起因する蛍光射出光量の低下も直接補正することが可能となる。そのため、蛍光体ホイール３０の面振れに伴う光源装置の明るさ低下を抑制した高性能の光源装置を実現できる。又、面振れのある蛍光体ホイール３０を使用することができるため、蛍光体ホイール３０の製造コストを低減することが可能となる。従って、低価格かつ高品質の光源装置を実現することができる。
【００４８】
なお、軽量で静止状態のレンズ郡で構成されるレンズユニット２４を移動させても、安定して高精度に移動制御することが可能である。又、レンズユニット２４は、軽量であるがゆえに超小型のアクチュエータで移動することが可能なため、光源装置１の小型化も達成することができる。
【００４９】
更に、蛍光体ホイール３０とレンズユニット２４を光源装置１内に密閉して配置することが可能になるため、外部からの塵埃の進入を抑止して、蛍光体ホイール３０の表面にゴミや異物が付着することを防止できる。よって、ゴミや異物による蛍光射出量の低下や蛍光体ホイール３０の面振れの影響を低減することで光路中の光損失を低減し、安定した明るい光量の蛍光を出射できる。
【００５０】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、光源装置の他の例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５１】
図６は、第２の実施の形態に係る光源装置を例示する模式図である。光源装置１（図１参照）では、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動させるアクチュエータ２８のみが設置されていたが、図６に示すように、光源装置２では、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動させるアクチュエータ２８に、レンズユニット２４を蛍光体ホイール３０の半径方向Ｃ（レンズユニット２４のレンズ径方向）に移動させるアクチュエータ２９が併設されている。
【００５２】
光源装置１と同様に、アクチュエータ２８は、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動させることで、蛍光体ホイール３０の面振れに伴うレンズユニット２４と蛍光体ホイール３０との距離変動を補正し、レンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離を一定の距離ｄに維持する役目を担う。
【００５３】
これに対して、アクチュエータ２９は、レンズユニット２４を蛍光体ホイール３０の半径方向Ｃに移動させることで、図７及び図８に示すように、蛍光体ホイール３０の蛍光膜３０１上に照射される励起光スポット３１０の位置を蛍光体ホイール３０の半径方向Ｃに移動させる役目を担う。
【００５４】
すなわち、制御部７０は、距離センサ６０の出力に基づいて、アクチュエータ２８の動作を制御する第１の制御信号を生成し、アクチュエータ２８を動作させ、レンズユニット２４を光軸方向Ａの所定位置に移動させる。これに加え、制御部７０は、距離センサ６０の出力に基づいて、アクチュエータ２９の動作を制御する第２の制御信号を生成し、アクチュエータ２９を動作させ、レンズユニット２４を蛍光体ホイール３０の半径方向Ｃの所定位置に移動させる。
【００５５】
励起光スポット３１０を蛍光体ホイール３０の半径方向Ｃに移動することで、励起光スポット３１０が蛍光膜３０１に対して常時同じ箇所に照射され続けることがなくなり、蛍光膜３０１の冷却が促進されるため、蛍光変換効率が向上する。
【００５６】
このように、アクチュエータ２８とアクチュエータ２９を併用駆動する構成にすることで、レンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離を一定の距離ｄに維持すると共に、蛍光膜３０１上のレーザ光照射位置を変化させることが可能となる。そのため、蛍光膜３０１をより一層冷却することが可能となり、蛍光変換効率を更に向上させることができて、安定した明るい光量の蛍光を出射できる高性能な光源装置を実現できる。
【００５７】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、光源装置の更に他の例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５８】
図９は、第３の実施の形態に係る光源装置を例示する模式図である。光源装置１（図１参照）では、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動させるアクチュエータ２８のみが設置されていたが、図９に示すように、光源装置３では、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動させるアクチュエータ２８に、レンズユニット２４を回転させるアクチュエータ３５が併設されている。
【００５９】
光源装置１と同様に、アクチュエータ２８は、レンズユニット２４を光軸方向Ａに移動させることで、蛍光体ホイール３０の面振れに伴うレンズユニット２４と蛍光体ホイール３０との距離変動を補正し、レンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離を一定の距離ｄに維持する役目を担う。
【００６０】
これに対して、アクチュエータ３５は、レンズユニット２４をレンズユニット２４の光軸と蛍光膜３０１との交点を中心に回転する方向Ｅに移動（回動）させることで、レンズユニット２４の光軸が蛍光体ホイール３０の蛍光膜３０１と垂直になるようにレンズユニット２４を傾斜させる（蛍光体ホイール３０の蛍光膜３０１とレンズユニット２４が平行になるように正対させる）役目を担う。
【００６１】
すなわち、制御部７０は、距離センサ６０の出力に基づいて、アクチュエータ２８の動作を制御する第１の制御信号を生成し、アクチュエータ２８を動作させ、レンズユニット２４を光軸方向Ａの所定位置に移動させる。
【００６２】
これに加え、図１０に示すように、制御部７０は、距離センサ６０の出力に基づいて、蛍光体ホイール３０が基準位置Ｘに対して傾斜する角度αを算出し、アクチュエータ３５の動作を制御する第３の制御信号を生成し、アクチュエータ３５を動作させ、レンズユニット２４を方向Ｅに回動させる。
【００６３】
これらの制御により、レンズユニット２４の光軸が蛍光体ホイール３０の蛍光膜３０１と垂直になるようにレンズユニット２４を傾斜させると共に、レンズユニット２４と蛍光体ホイール３０のレーザ光照射位置との距離を一定の距離ｄに維持することができる。
【００６４】
図１０に示すように、距離ｄが一定であるため、角度αは『α＝ｔａｎ−１（（Ｌ１−Ｌ２）／Ｄ）』よって容易に求めることができる。
【００６５】
このように、レンズユニット２４を傾斜させ、蛍光体ホイール３０の蛍光膜３０１とレンズユニット２４が平行になるように正対させると共に、一定の距離ｄに近接配置できるように移動調整することで、励起光が蛍光膜３０１で変換される蛍光射出量をより多くレンズユニット２４に取り込むことができる。
【００６６】
これは、レンズユニット２４の移動によって、蛍光射出量が外部に漏出して消失する空間が狭くなったためである。このように構成することで、蛍光変換効率を向上させることが可能となるため、安定した明るい光量の蛍光を出射できる高性能な光源装置を実現できる。
【００６７】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、光源装置を有する画像投射装置の例を示す。なお、第４の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００６８】
図１１は、第４の実施の形態に係る画像投射装置を例示する模式図である。図１１に示すように、画像投射装置５は、第１実施形態に係る光源装置１を有している。画像投射装置５において、光源装置１のライトトンネル４０を通過した光は、集光レンズ８１により平行光束とされ、反射ミラー８２及び８３により反射されて、画像形成パネル８４に導かれる。
【００６９】
画像形成パネル８４は、例えば公知の画像生成部によって制御され、各色成分の光は、画像形成パネル８４によって反射され、投射レンズ８５を介してスクリーンＳに照射される。これにより、スクリーンＳにカラー画像が拡大形成される。
【００７０】
本実施形態では、画像形成パネル８４として、変調信号に応じて画像形成される反射型タイプのパネルを例示しているが、透過型タイプのパネルを用いてもよい。
【００７１】
なお、集光レンズ８１、反射ミラー８２及び８３は、本発明に係る光学経路構成手段の代表的な一例であり、光源装置１から発する光の光学経路を定める。又、画像形成パネル８４は、本発明に係る画像形成素子の代表的な一例であり、光学経路構成手段の定める光学経路上に配置されている。又、投射レンズ８５は、本発明に係る投射光学部の代表的な一例であり、画像形成素子によって形成された画像を投射する。
【００７２】
このように、画像投射装置５は光源装置１を有しているため、面振れに伴う蛍光射出量の低下が抑制され、蛍光変換効率が向上するため、安定した明るい光量の蛍光を出射できる。なお、光源装置１に代えて光源装置２又は３を用いてもよい。
【００７３】
以上、好ましい実施形態について詳説したが、上述した実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１、２、３  光源装置
５  画像投射装置
１０  光源部
１１  レーザダイオード
１２  カップリングレンズ
１３、１９、２２、２３、２５、２７、８１  集光レンズ
１４  レーザダイオード保持体
１５  ヒートシンク
１６、２０、８２  反射ミラー
１７  光路切り替え盤
１８、３１、５１  ステッピングモータ
２１  ダイクロイックミラー
２４  レンズユニット
２６  反射拡散板
２８、２９、３５  アクチュエータ
３０  蛍光体ホイール
３１、１８１、５０１  ステッピングモータの駆動軸
４０  ライトトンネル
５０  色成分切り替え盤
６０  距離センサ
７０  制御部
８４  画像形成パネル
８５  投射レンズ
１７１  反射領域
１７２  透過領域
３０１  蛍光膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２０１２−１８１３０９号公報
【図１】
2017161654.tif 000003
【図２】
2017161654.tif 000004
【図３】
2017161654.tif 000005
【図４】
2017161654.tif 000006
【図５】
2017161654.tif 000007
【図６】
2017161654.tif 000008
【図７】
2017161654.tif 000009
【図８】
2017161654.tif 000010
【図９】
2017161654.tif 000011
【図１０】
2017161654.tif 000012
【図１１】
2017161654.tif 000013