光源装置及びプロジェクター
【課題】蛍光体を有する基板の回転バランスが調整され、且つ小型化を図った光源装置及びプロジェクターを提供する。
【解決手段】蛍光体を有する基板と、前記基板の第１の面側に設けられ、前記基板を所定の回転軸の周りに回転駆動する駆動装置と、前記基板のバランスを調整するバランス調整部材と、前記蛍光体から射出される蛍光光が入射する光学系と、を備えた光源装置において、前記光学系は、前記第１の面と対向する前記基板の第２の面に対向するように設けられ、前記バランス調整部材は、前記第１の面に設けられる。
【解決手段】蛍光体を有する基板と、前記基板の第１の面側に設けられ、前記基板を所定の回転軸の周りに回転駆動する駆動装置と、前記基板のバランスを調整するバランス調整部材と、前記蛍光体から射出される蛍光光が入射する光学系と、を備えた光源装置において、前記光学系は、前記第１の面と対向する前記基板の第２の面に対向するように設けられ、前記バランス調整部材は、前記第１の面に設けられる。
【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ーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクターの高性能化に関して、広色域かつ高効率な光源装置として、レーザー光によって励起されて蛍光を発する蛍光体層が設けられ、モーター等の駆動装置によって回転駆動される蛍光回転板を備えたものが知られている。蛍光体層から射出された蛍光光は、蛍光回転板における駆動装置と反対側に近接して配置された光学系により所望の位置に集光されるようになっている。
【０００３】
ところで、このような蛍光回転板は、良好な回転特性を得るべく、偏芯等を考慮した回転バランスの調整を行うことが望ましい。
例えば、下記の特許文献１には、カラーホイールを用いたプロジェクターにおいて、駆動装置により回転駆動するカラーホイールに対して回転バランスを取るための部材を設けることが開示されている。この技術においては、例えば、組み立て性の観点からカラーホイールにおける駆動装置と反対側の面にバランス取り部材が設けられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２５７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、上述したような蛍光体層を備える蛍光回転板に上記技術を組み合わせることで蛍光回転板の回転バランスを調整することも考えられる。しかしながら、このような組み合わせに係る構成においては、バランス調整部材と光学系とが干渉しないように蛍光回転板と光学系との間に空間を開ける必要があり、結果的に光源装置を十分に小型化することができなくなる可能がある。
【０００６】
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、蛍光体を有する基板の回転バランスが調整され、且つ小型化を図った光源装置及び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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の光源装置は、蛍光体を有する基板と、前記基板の第１の面側に設けられ、前記基板を所定の回転軸の周りに回転駆動する駆動装置と、前記基板のバランスを調整するバランス調整部材と、前記蛍光体から射出される蛍光光が入射する光学系と、を備えた光源装置において、前記光学系は、前記第１の面と対向する前記基板の第２の面に対向するように設けられ、前記バランス調整部材は、前記第１の面に設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光源装置によれば、基板における駆動装置が設けられた第１の面にバランス調整部材が配置されるので、バランス調整部材と光学系とが接触するのを防止できる。よって、基板と光学系とを近接した状態に配置することができるため、蛍光光の利用効率が高く、かつ小型化を実現した光源装置を提供できる。
【０００９】
また、上記光源装置においては、前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、前記励起光は前記第１の面側から前記蛍光体に照射され、前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は、前記基板のうち前記励起光が照射される領域とは異なる領域に設けられていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、励起光が基板を透過する透過方式の光源装置において、励起光がバランス調整部材に照射されて蛍光体には照射されない、といった不具合の発生を防止することができる。そのため、励起光を蛍光体に対して効率的に照射することができる。
【００１１】
また、上記光源装置においては、前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、前記励起光は前記第２の面側から前記蛍光体に照射され、前記蛍光光を反射する反射面が前記バランス調整部材と前記蛍光体との間に設けられていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、バランス調整部材の配置の自由度が高い。つまり、バランス調整部材の配置に関わらず、励起光を効率的に蛍光体層に照射することができる。そのため、バランス調整部材が駆動装置と接触しない限り、励起光入射領域とは無関係に、基板の第１の面の任意の場所にバランス調整部材を設けることができる。したがって、基板の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００１３】
また、上記光源装置においては、前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は前記蛍光体と重なる領域に設けられていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、基板の小型化を図りつつ、基板の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００１５】
また、上記光源装置においては、前記バランス調整部材は、前記基板と前記駆動装置との間に設けられていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、バランス調整部材が基板と駆動装置との間に設けられるので、励起光の光軸方向から視てバランス調整部材と駆動装置とを重なった状態に配置することができる。そのため、小型の基板を採用した場合でもバランス調整部材によってバランスを容易に調整することができる。
【００１７】
本発明のプロジェクターは、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のプロジェクターによれば、上述したように光学系と基板とが近接した状態に配置されることで小型化が図られた光源装置を備えるので、該光源装置自体を備えるプロジェクター自体も小型なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態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】第１実施形態に係る回転蛍光板の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る回転蛍光板の要部構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る回転蛍光板について基板の裏面側から視た構成を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は第２実施形態に係る回転蛍光板の要部構成を示す図である。
【図７】変形例に係る回転蛍光板の要部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の光源装置が適用された光源装置を含むプロジェクター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１００は、光源装置１０Ａと、色分離導光光学系２０と、光変調装置としての液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５０及び投写光学系６０と、を備えている。
【００２２】
光源装置１０Ａは、光源１０、第１集光レンズ５５、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、及び平行化レンズ７０を備えている。すなわち、光源装置１０から射出される励起光ＥＬの光路上には、第１集光レンズ５５、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、平行化レンズ７０がこの順に配置されている。コリメート光学系８５は、本発明において蛍光体層から射出される蛍光光が入射する光学系を構成するものである。
【００２３】
光源１０は、例えば基台上に複数のレーザー光源（発光素子）が行方向及び列方向に沿って２次元配列されたレーザー光源アレイから構成されるものである。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ＥＬとして、青色（発光強度のピーク：４５０ｎｍ付近）のレーザー光を射出する。なお、光源１０から射出される励起光ＥＬ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、４５０ｎｍ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。
【００２４】
図２は回転蛍光板３０の構成を示す図である。
回転蛍光板３０はいわゆる透過型の回転蛍光板であって、図２に示すように円板状の基板３１と、該基板３１を回転駆動するモーター３３とを備えている。モーター３３は本発明における駆動装置を構成するものである。基板３１の表面３４には、回転方向に沿って蛍光体層３２が形成されている。なお、以下の説明においては、便宜上、基板３１におけるモーター３３が設けられている側の面を裏面３５と称し、裏面３５と対向する基板３１の面を表面３４と称する。ここで、基板３１における表面３４とは本発明の第２の面を構成するものであり、基板３１における裏面３５とは本発明の第１の面を構成するものである。
【００２５】
蛍光体層３２が形成されている領域は、励起光ＥＬが入射する領域Ｓ（以下、励起光入射領域Ｓと称す場合もある）を含む。励起光ＥＬは、基板３１の裏面３５側から基板３１を介して蛍光体層３２に入射する。基板３１がモーター３３によって、後述する回転軸３３ｂの周りに回転駆動されることにより、励起光入射領域Ｓは、回転軸３３ｂの周りを基板３１に対して相対的に移動する。
【００２６】
基板３１は、励起光ＥＬを透過する材料よりなる。基板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。図示していないが、基板３１の蛍光体層３２が設けられている面とは反対側の面には、誘電体多層膜が設けられている。誘電体多層膜はダイクロイックミラーとして機能するものであり、励起光ＥＬである４５０ｎｍ付近の光は透過し、蛍光体層３２から射出される蛍光の波長範囲（４９０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を含む４９０ｎｍ以上の光は反射するようになっている。なお、基板３１の形状は、円板状に限るものではない。
【００２７】
基板３１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、基板３１の直径は５０ｍｍであり、基板３１に入射する励起光ＥＬの光軸が基板３１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、基板３１は、励起光ＥＬの集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体層３２上を移動するような回転速度で回転する。
【００２８】
このような基板３１では、蛍光体層３２に励起光ＥＬが入射されると、蛍光体層３２の励起光入射領域Ｓに対応する部分が発熱する。そして、この発熱した部分（発熱部分）は、基板３１が回転することにより、回転軸３３ｂの周りを円を描いて移動し、再び、励起光入射領域Ｓに戻るというサイクルを繰り返す。これにより、発熱部分が移動の過程で冷却されるようにしている。
【００２９】
光源装置１０から射出されたレーザー光（青色光）は、励起光ＥＬとして前記誘電体多層膜を介して裏面３５側から蛍光体層３２に入射し、蛍光体層３２は励起光ＥＬが入射する側とは反対側である表面３４側に向けて蛍光（赤色光及び緑色光）を射出する。
【００３０】
蛍光体層３２は、蛍光を発する蛍光体からなる蛍光体粒子を有しており、励起光ＥＬ（青色光）を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍの蛍光に変換する機能を有する。この蛍光には、緑色光（波長５３０ｎｍ付近）及び赤色光（波長６３０ｎｍ付近）が含まれる。
【００３１】
蛍光体粒子は、光源装置１０から射出される励起光ＥＬ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４５０ｎｍ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ＥＬの一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域まで含む光（黄色光）に変換して射出する。なお、励起光ＥＬの一部は、上記黄色光に変換されない。すなわち、光源装置１０からは赤色、緑色、青色を含む白色の蛍光光が射出されるようになっている。
【００３２】
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。
【００３３】
コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０と第２集光レンズ９０との間の光（励起光ＥＬ及び蛍光）の光路上に配置されている。コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０からの光の広がり抑える第１レンズ８１と、第１レンズ８１から入射される光を平行化する第２レンズ８２と、各レンズ同士を固定するベース部８３を含んで構成されている。第１レンズ８１は、例えば凸のメニスカスレンズからなり、第２レンズ８２は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系８５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９０に入射させる。
【００３４】
第２集光レンズ９０は、例えば凸レンズからなる。第２集光レンズ９０は、コリメート光学系８５（第２レンズ８２）を透過する光の光線軸上に配置され、コリメート光学系８５を透過した光を集光する。
【００３５】
第２集光レンズ９０を透過した光は、ロッドインテグレーター８０の一端側に入射する。ロッドインテグレーター８０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９０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８０の光路方向に直交する断面形状は、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。ロッドインテグレーター８０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１０Ａから射出される。
【００３６】
色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２、反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５及びリレーレンズ２６を備えている。色分離導光光学系２０は、光源装置１０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４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂに導光する機能を有する。
【００３７】
ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２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２１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２２は、緑色光成分を反射して、赤色光成分を透過させる。
【００３８】
反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５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２３は、ダイクロイックミラー２１を透過した青色光成分を反射する。反射ミラー２４、反射ミラー２５は、ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光成分を反射する。
【００３９】
ダイクロイックミラー２１を透過した青色光は、反射ミラー２３で反射され、青色光用の液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２でさらに反射され、緑色光用の液晶光変調装置４０Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光は、入射側の反射ミラー２４、リレーレンズ２６、射出側の反射ミラー２５を経て赤色光用の液晶光変調装置４０Ｒの画像形成領域に入射する。
【００４０】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ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４１と液晶素子４１を挟持する偏光素子４２、偏光素子４３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４２、偏光素子４３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。
【００４１】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ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１０Ａの照明対象となる。これら液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ及び液晶光変調装置４０Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００４２】
例えば、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ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、与えられた画像情報に応じて、入射側の偏光素子４２から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００４３】
クロスダイクロイックプリズム５０は、偏光素子４３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５０は、４つの直角プリズムを貼り合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、緑色光の進行方向が揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００４４】
クロスダイクロイックプリズム５０から射出されたカラー画像は、投写光学系６０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。
【００４５】
図３は回転蛍光板３０の、基板３１の回転中心を含む面で切断した断面図である。また、図４は回転蛍光板３０について基板３１の裏面側（蛍光体層３２が設けられていない面側）から視た構成を示す図である。
図３に示すように、モーター３３は、本体部３３ａと回転軸３３ｂとを有している。また、基板３１の裏面３５にはハブ３５ａを有し、該ハブ３５ａに設けられた開口を介してモーター３３の回転軸３３ｂが基板３１に取り付けられている。ハブ３５ａは基板３１の裏面３５の一部を構成するものである。モーター３３は、本体部３３ａがハブ３５ａに当接した状態で基板３１に対して取り付けられている。これにより、基板３１の回転時にモーター３３と基板３１との間にガタツキが生じるのを防止している。
【００４６】
回転蛍光板３０においては、コリメート光学系８５に対して多くの蛍光光を入射させるべく、基板３１の偏芯等を考慮した回転バランスの調整を行っている。具体的に本実施形態に係る回転蛍光板３０は、基板３１の裏面３５にバランス調整部材１１０を配置している。バランス調整部材１１０は、例えば接着剤等の樹脂材料から構成されており、基板３１の裏面３５に直接設けられている。なお、バランス調整部材１１０としては、樹脂材料に限定されることはなく、例えば金属部材を接着剤によって貼着したものを用いても構わない。また、バランス調整部材１１０の形状は任意である。
【００４７】
図３、４に示すように基板３１の裏面３５を、バランス調整部材１１０を配置するための配置領域Ａ１と、励起光ＥＬが照射される照射領域Ａ２とに仮想的に区分けすることができる。。配置領域Ａ１は、基板３１を裏面３５側から視た際、モーター３３の本体部３３ａの外周部を同心円状に囲んでいる。すなわち、配置領域Ａ１は基板３１の裏面３５（ハブ３５ａを含む）における一部の領域である。バランス調整部材１１０は、配置領域Ａ１内に配置され、本実施形態では例えば基板３１の裏面３５に対して２個配置している。なお、バランス調整部材１１０の数は、これに限定されることは無く、基板３１の回転バランスに応じて適宜、１個或いは３個以上配置することができる。また、バランス調整部材１１０はハブ３５ａ上に直接配置するようにしてもよい。
【００４８】
また、照射領域Ａ２は、上記配置領域Ａ１の外周部を同心円状に囲んでいる。前述したように、励起光入射領域Ｓは、回転軸３３ｂの周りを基板３１に対して相対的に移動する。基板３１を励起光ＥＬの光軸方向から視た際、照射領域Ａ２は基板３１上での励起光入射領域Ｓの軌跡を含む。すなわち、配置領域Ａ１に配置されたバランス調整部材１１０は、励起光ＥＬの光軸方向から視て励起光ＥＬが照射される領域とは異なる領域である。これにより、励起光ＥＬがバランス調整部材１１０に照射されて蛍光体層３２には照射されない、といった不具合の発生を防止することができ、励起光ＥＬを蛍光体層３２に対して効率的に照射することができる。
【００４９】
ところで、蛍光体層３２から射出される蛍光光はランバート発光するため、コリメート光学系８５（第１レンズ８１）によって蛍光光を効率的に取り込むためには、コリメート光学系８５を蛍光体層３２に近接した状態で対向するように配置する必要がある。本実施形態に係る光源装置１０Ａによれば、バランス調整部材１１０が基板３１の表面３４ではなく裏面３５に設けられているため、コリメート光学系８５を蛍光体層３２（基板３１の表面３４）に近接した状態で対向するように配置することができる。具体的に本実施形態では、蛍光体層３２とコリメート光学系８５との間隔ｄは、例えば１ｍｍ程度に設定されている。これにより、光源装置１０Ａの小型化を実現できる。
【００５０】
また、本実施形態に係るプロジェクター１００によれば、コリメート光学系８５と回転蛍光板３０の基板３１とが近接した状態に配置されることで小型化が図られた光源装置１０Ａを備えるので、該光源装置１０Ａ自体を備えるプロジェクター１００自体も小型化することができる。
以上のように、プロジェクター１００は、バランス調整部材１１０を備えることで回転蛍光板３０の回転バランスが調整され、且つ小型化が図られた信頼性の高いものとなる。
【００５１】
（第２実施形態）
続いて、本発明のプロジェクターの第２実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは、光源装置の構成であり、それ以外の構成については同一である。そのため、以下の説明では、第１実施形態と同一の部材及び構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。
【００５２】
図５は本実施形態に係るプロジェクター２００の光学系を示す模式図である。本実施形態におけるプロジェクター２００は、図５に示されるように、光源装置１１０Ａと、色分離導光光学系２０と、光変調装置としての液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５０及び投写光学系６０と、を備えている。
【００５３】
光源装置１１０Ａは、光源１０、第１集光レンズ５５、コリメートレンズ５６と、回転蛍光板３０と、モーター３３と、ピックアップ光学系９４と、ダイクロイックミラー９１と、第２集光レンズ９０と、ロッドインテグレーター８０と、平行化レンズ７０と、を備えている。
【００５４】
ピックアップ光学系９４は、単一または複数のレンズ、例えば、第１レンズ９３と第２レンズ９２とを備えている。ピックアップ光学系９４は、光源１０から射出された励起光ＥＬを蛍光体層３２上に集光する。さらに、蛍光体層３２から射出された蛍光光がピックアップ光学系９４に入射し、入射した蛍光光を略平行化する。なお、ピックアップ光学系９４は、本発明において蛍光体層から射出される蛍光光が入射する光学系を構成するものである。
【００５５】
光源１０から射出された励起光ＥＬは、第１集光レンズ５５とコリメートレンズ５６で一旦光束が細められる。その後、ダイクロイックミラー９１にて９０度光路が折り曲げられ、ピックアップ光学系９４で回転蛍光板３０の蛍光体層３２上に集光される。本実施形態に係る光源装置１１０Ａでは、基板３１の第２の面側から励起光ＥＬが蛍光体層３２に入射し、蛍光体層３２から発せられた蛍光光は基板３１の第２の面側に設けられたピックアップ光学系９４に向けて射出される。
【００５６】
図６（ａ）は本実施形態における回転蛍光板３０の、基板３１の回転中心を含む面で切断した断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）における蛍光体層３２の構成を示す拡大図である。本実施形態においても、基板３１におけるモーター３３が設けられている側の面を裏面３５と称し、裏面３５と対向する基板３１の面を表面３４と称する。表面３４は本発明の第２の面を構成し、裏面３５は本発明の第１の面を構成する。
【００５７】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る基板３１は、蛍光体層３２のピックアップ光学系９４とは反対側に蛍光光を反射する反射面３６を備えている。具体的に本実施形態では、反射面３６が基板３１の表面３４に設けられ、蛍光体層３２が反射面３６の上に設けられている。
【００５８】
反射面３６は、例えばアルミ等の金属膜から構成されるものである。なお、第１実施形態と異なり、本実施形態においては、励起光ＥＬは基板３１を透過する必要が無いことから、基板３１自体を光透過性を有する透明部材で構成する必要はない。本実施形態に係る基板３１としては、例えばアルミ等の金属部材を用いて形成することができる。このように基板３１自体を光反射性を備えた金属部材で構成し、基板３１により上記反射面３６を構成するようにしても構わない。
【００５９】
本実施形態においても、ピックアップ光学系９４に対して多くの蛍光光を入射させるべく、基板３１の偏芯等を考慮した回転バランスの調整を行っている。具体的に本実施形態に係る回転蛍光板３０は、基板３１の裏面３５にバランス調整部材１１０を配置している。
【００６０】
本実施形態に係る光源装置１１０Ａでは、基板３１の第２の面側から励起光ＥＬが蛍光体層３２に入射するため、バランス調整部材１１０の配置の自由度が高い。つまり、バランス調整部材の配置に関わらず、励起光を効率的に蛍光体層に照射することができる。例えば、図６（ａ）に示したように、励起光ＥＬの光軸方向から視て、バランス調整部材１１０を蛍光体層３２と重なる領域に配置することができる。このように、バランス調整部材１１０がモーター３３と接触しない限り、励起光入射領域Ｓとは無関係に、基板３１の裏面３５の任意の場所にバランス調整部材１１０を設けることができる。したがって、基板の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００６１】
また、バランス調整部材１１０を図６（ａ）に示したように配置することによって、基板３１の小型化を図りつつ、基板３１の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００６２】
前述したように、蛍光体層３２から射出される蛍光光はランバート発光するため、ピックアップ光学系９４（第１レンズ９３）によって蛍光光を効率的に取り込むためには、ピックアップ光学系９４を蛍光体層３２に近接した状態で対向するように配置する必要がある。本実施形態に係る光源装置１０Ａによれば、バランス調整部材１１０が基板３１の表面３４ではなく裏面３５に設けられているため、ピックアップ光学系９４を蛍光体層３２（基板３１の表面３４）に近接した状態で対向するように配置することができる。具体的に本実施形態では、蛍光体層３２とピックアップ光学系９４との間隔ｄは、例えば１ｍｍ程度に設定されている。これにより、蛍光光を効率的に利用することができるだけでなく、光源装置１０Ａの小型化を実現できる。
【００６３】
また、本実施形態に係るプロジェクター２００によれば、上記のように小型化が図られた光源装置１１０Ａを備えるので、該光源装置１１０Ａ自体を備えるプロジェクター２００自体も小型化することができる。
以上のように、プロジェクター２００は、バランス調整部材１１０を備えることで回転蛍光板３０の回転バランスが調整され、且つ小型化が図られた信頼性の高いものとなる。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
【００６５】
例えば、第１実施形態および第２実施形態においては、モーター３３が基板３１のハブ３５ａに当接した状態で取り付けられた場合を例に説明したが、モーター３３とハブ３５ａ（基板３１の裏面３５）との間に隙間を設けるようにしても構わない。そして、このようにして設けた隙間において、図７に示すようにバランス調整部材１１０をハブ３５ａに配置した構成を採用しても構わない。この構成によれば、励起光ＥＬの光軸方向から視て、バランス調整部材１１０とモーター３３とを互いに重なった状態に配置できる。そのため、小型の基板３１を採用した場合であっても、バランスを良好に調整できるようにバランス調整部材１１０を配置するスペースを確保できる。さらに、第２実施形態で説明したように、励起光ＥＬの光軸方向から視て、バランス調整部材１１０と蛍光体層３２とが互いに重なるように配置してもよい。
【００６６】
また、第１実施形態では、蛍光体層３２を基板３１の表面３４に設けた場合を例に説明したが、蛍光体層３２を基板３１の裏面３５に設けてもよい。
【００６７】
また、第１実施形態および第２実施形態において、蛍光体粒子を含む蛍光体層３２を基板３１の上に設けていたが、蛍光体粒子が分散された基板を基板３１として用いてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…光源、１０Ａ…光源装置、３０…回転蛍光板、３１…基板、３２…蛍光体層、３３…モーター、３４…表面、３５…裏面、３５ａ…ハブ、３６…反射面、８５…コリメート光学系、９４…ピックアップ光学系、１００，２００…プロジェクター、１１０…バランス調整部材、１１０Ａ…光源装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
近年、プロジェクターの高性能化に関して、広色域かつ高効率な光源装置として、レーザー光によって励起されて蛍光を発する蛍光体層が設けられ、モーター等の駆動装置によって回転駆動される蛍光回転板を備えたものが知られている。蛍光体層から射出された蛍光光は、蛍光回転板における駆動装置と反対側に近接して配置された光学系により所望の位置に集光されるようになっている。
【０００３】
ところで、このような蛍光回転板は、良好な回転特性を得るべく、偏芯等を考慮した回転バランスの調整を行うことが望ましい。
例えば、下記の特許文献１には、カラーホイールを用いたプロジェクターにおいて、駆動装置により回転駆動するカラーホイールに対して回転バランスを取るための部材を設けることが開示されている。この技術においては、例えば、組み立て性の観点からカラーホイールにおける駆動装置と反対側の面にバランス取り部材が設けられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２５７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、上述したような蛍光体層を備える蛍光回転板に上記技術を組み合わせることで蛍光回転板の回転バランスを調整することも考えられる。しかしながら、このような組み合わせに係る構成においては、バランス調整部材と光学系とが干渉しないように蛍光回転板と光学系との間に空間を開ける必要があり、結果的に光源装置を十分に小型化することができなくなる可能がある。
【０００６】
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、蛍光体を有する基板の回転バランスが調整され、且つ小型化を図った光源装置及び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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の光源装置は、蛍光体を有する基板と、前記基板の第１の面側に設けられ、前記基板を所定の回転軸の周りに回転駆動する駆動装置と、前記基板のバランスを調整するバランス調整部材と、前記蛍光体から射出される蛍光光が入射する光学系と、を備えた光源装置において、前記光学系は、前記第１の面と対向する前記基板の第２の面に対向するように設けられ、前記バランス調整部材は、前記第１の面に設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光源装置によれば、基板における駆動装置が設けられた第１の面にバランス調整部材が配置されるので、バランス調整部材と光学系とが接触するのを防止できる。よって、基板と光学系とを近接した状態に配置することができるため、蛍光光の利用効率が高く、かつ小型化を実現した光源装置を提供できる。
【０００９】
また、上記光源装置においては、前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、前記励起光は前記第１の面側から前記蛍光体に照射され、前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は、前記基板のうち前記励起光が照射される領域とは異なる領域に設けられていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、励起光が基板を透過する透過方式の光源装置において、励起光がバランス調整部材に照射されて蛍光体には照射されない、といった不具合の発生を防止することができる。そのため、励起光を蛍光体に対して効率的に照射することができる。
【００１１】
また、上記光源装置においては、前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、前記励起光は前記第２の面側から前記蛍光体に照射され、前記蛍光光を反射する反射面が前記バランス調整部材と前記蛍光体との間に設けられていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、バランス調整部材の配置の自由度が高い。つまり、バランス調整部材の配置に関わらず、励起光を効率的に蛍光体層に照射することができる。そのため、バランス調整部材が駆動装置と接触しない限り、励起光入射領域とは無関係に、基板の第１の面の任意の場所にバランス調整部材を設けることができる。したがって、基板の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００１３】
また、上記光源装置においては、前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は前記蛍光体と重なる領域に設けられていることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、基板の小型化を図りつつ、基板の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００１５】
また、上記光源装置においては、前記バランス調整部材は、前記基板と前記駆動装置との間に設けられていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、バランス調整部材が基板と駆動装置との間に設けられるので、励起光の光軸方向から視てバランス調整部材と駆動装置とを重なった状態に配置することができる。そのため、小型の基板を採用した場合でもバランス調整部材によってバランスを容易に調整することができる。
【００１７】
本発明のプロジェクターは、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明のプロジェクターによれば、上述したように光学系と基板とが近接した状態に配置されることで小型化が図られた光源装置を備えるので、該光源装置自体を備えるプロジェクター自体も小型なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態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】第１実施形態に係る回転蛍光板の構成を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る回転蛍光板の要部構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る回転蛍光板について基板の裏面側から視た構成を示す図である。
【図５】第２実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は第２実施形態に係る回転蛍光板の要部構成を示す図である。
【図７】変形例に係る回転蛍光板の要部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の光源装置が適用された光源装置を含むプロジェクター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１００は、光源装置１０Ａと、色分離導光光学系２０と、光変調装置としての液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５０及び投写光学系６０と、を備えている。
【００２２】
光源装置１０Ａは、光源１０、第１集光レンズ５５、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、及び平行化レンズ７０を備えている。すなわち、光源装置１０から射出される励起光ＥＬの光路上には、第１集光レンズ５５、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、平行化レンズ７０がこの順に配置されている。コリメート光学系８５は、本発明において蛍光体層から射出される蛍光光が入射する光学系を構成するものである。
【００２３】
光源１０は、例えば基台上に複数のレーザー光源（発光素子）が行方向及び列方向に沿って２次元配列されたレーザー光源アレイから構成されるものである。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ＥＬとして、青色（発光強度のピーク：４５０ｎｍ付近）のレーザー光を射出する。なお、光源１０から射出される励起光ＥＬ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、４５０ｎｍ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。
【００２４】
図２は回転蛍光板３０の構成を示す図である。
回転蛍光板３０はいわゆる透過型の回転蛍光板であって、図２に示すように円板状の基板３１と、該基板３１を回転駆動するモーター３３とを備えている。モーター３３は本発明における駆動装置を構成するものである。基板３１の表面３４には、回転方向に沿って蛍光体層３２が形成されている。なお、以下の説明においては、便宜上、基板３１におけるモーター３３が設けられている側の面を裏面３５と称し、裏面３５と対向する基板３１の面を表面３４と称する。ここで、基板３１における表面３４とは本発明の第２の面を構成するものであり、基板３１における裏面３５とは本発明の第１の面を構成するものである。
【００２５】
蛍光体層３２が形成されている領域は、励起光ＥＬが入射する領域Ｓ（以下、励起光入射領域Ｓと称す場合もある）を含む。励起光ＥＬは、基板３１の裏面３５側から基板３１を介して蛍光体層３２に入射する。基板３１がモーター３３によって、後述する回転軸３３ｂの周りに回転駆動されることにより、励起光入射領域Ｓは、回転軸３３ｂの周りを基板３１に対して相対的に移動する。
【００２６】
基板３１は、励起光ＥＬを透過する材料よりなる。基板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。図示していないが、基板３１の蛍光体層３２が設けられている面とは反対側の面には、誘電体多層膜が設けられている。誘電体多層膜はダイクロイックミラーとして機能するものであり、励起光ＥＬである４５０ｎｍ付近の光は透過し、蛍光体層３２から射出される蛍光の波長範囲（４９０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を含む４９０ｎｍ以上の光は反射するようになっている。なお、基板３１の形状は、円板状に限るものではない。
【００２７】
基板３１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、基板３１の直径は５０ｍｍであり、基板３１に入射する励起光ＥＬの光軸が基板３１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、基板３１は、励起光ＥＬの集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体層３２上を移動するような回転速度で回転する。
【００２８】
このような基板３１では、蛍光体層３２に励起光ＥＬが入射されると、蛍光体層３２の励起光入射領域Ｓに対応する部分が発熱する。そして、この発熱した部分（発熱部分）は、基板３１が回転することにより、回転軸３３ｂの周りを円を描いて移動し、再び、励起光入射領域Ｓに戻るというサイクルを繰り返す。これにより、発熱部分が移動の過程で冷却されるようにしている。
【００２９】
光源装置１０から射出されたレーザー光（青色光）は、励起光ＥＬとして前記誘電体多層膜を介して裏面３５側から蛍光体層３２に入射し、蛍光体層３２は励起光ＥＬが入射する側とは反対側である表面３４側に向けて蛍光（赤色光及び緑色光）を射出する。
【００３０】
蛍光体層３２は、蛍光を発する蛍光体からなる蛍光体粒子を有しており、励起光ＥＬ（青色光）を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍの蛍光に変換する機能を有する。この蛍光には、緑色光（波長５３０ｎｍ付近）及び赤色光（波長６３０ｎｍ付近）が含まれる。
【００３１】
蛍光体粒子は、光源装置１０から射出される励起光ＥＬ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４５０ｎｍ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ＥＬの一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域まで含む光（黄色光）に変換して射出する。なお、励起光ＥＬの一部は、上記黄色光に変換されない。すなわち、光源装置１０からは赤色、緑色、青色を含む白色の蛍光光が射出されるようになっている。
【００３２】
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。
【００３３】
コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０と第２集光レンズ９０との間の光（励起光ＥＬ及び蛍光）の光路上に配置されている。コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０からの光の広がり抑える第１レンズ８１と、第１レンズ８１から入射される光を平行化する第２レンズ８２と、各レンズ同士を固定するベース部８３を含んで構成されている。第１レンズ８１は、例えば凸のメニスカスレンズからなり、第２レンズ８２は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系８５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９０に入射させる。
【００３４】
第２集光レンズ９０は、例えば凸レンズからなる。第２集光レンズ９０は、コリメート光学系８５（第２レンズ８２）を透過する光の光線軸上に配置され、コリメート光学系８５を透過した光を集光する。
【００３５】
第２集光レンズ９０を透過した光は、ロッドインテグレーター８０の一端側に入射する。ロッドインテグレーター８０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９０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８０の光路方向に直交する断面形状は、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。ロッドインテグレーター８０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１０Ａから射出される。
【００３６】
色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２、反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５及びリレーレンズ２６を備えている。色分離導光光学系２０は、光源装置１０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４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂに導光する機能を有する。
【００３７】
ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２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２１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２２は、緑色光成分を反射して、赤色光成分を透過させる。
【００３８】
反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５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２３は、ダイクロイックミラー２１を透過した青色光成分を反射する。反射ミラー２４、反射ミラー２５は、ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光成分を反射する。
【００３９】
ダイクロイックミラー２１を透過した青色光は、反射ミラー２３で反射され、青色光用の液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２でさらに反射され、緑色光用の液晶光変調装置４０Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光は、入射側の反射ミラー２４、リレーレンズ２６、射出側の反射ミラー２５を経て赤色光用の液晶光変調装置４０Ｒの画像形成領域に入射する。
【００４０】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ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４１と液晶素子４１を挟持する偏光素子４２、偏光素子４３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４２、偏光素子４３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。
【００４１】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ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１０Ａの照明対象となる。これら液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ及び液晶光変調装置４０Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００４２】
例えば、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ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、与えられた画像情報に応じて、入射側の偏光素子４２から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００４３】
クロスダイクロイックプリズム５０は、偏光素子４３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５０は、４つの直角プリズムを貼り合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、緑色光の進行方向が揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００４４】
クロスダイクロイックプリズム５０から射出されたカラー画像は、投写光学系６０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。
【００４５】
図３は回転蛍光板３０の、基板３１の回転中心を含む面で切断した断面図である。また、図４は回転蛍光板３０について基板３１の裏面側（蛍光体層３２が設けられていない面側）から視た構成を示す図である。
図３に示すように、モーター３３は、本体部３３ａと回転軸３３ｂとを有している。また、基板３１の裏面３５にはハブ３５ａを有し、該ハブ３５ａに設けられた開口を介してモーター３３の回転軸３３ｂが基板３１に取り付けられている。ハブ３５ａは基板３１の裏面３５の一部を構成するものである。モーター３３は、本体部３３ａがハブ３５ａに当接した状態で基板３１に対して取り付けられている。これにより、基板３１の回転時にモーター３３と基板３１との間にガタツキが生じるのを防止している。
【００４６】
回転蛍光板３０においては、コリメート光学系８５に対して多くの蛍光光を入射させるべく、基板３１の偏芯等を考慮した回転バランスの調整を行っている。具体的に本実施形態に係る回転蛍光板３０は、基板３１の裏面３５にバランス調整部材１１０を配置している。バランス調整部材１１０は、例えば接着剤等の樹脂材料から構成されており、基板３１の裏面３５に直接設けられている。なお、バランス調整部材１１０としては、樹脂材料に限定されることはなく、例えば金属部材を接着剤によって貼着したものを用いても構わない。また、バランス調整部材１１０の形状は任意である。
【００４７】
図３、４に示すように基板３１の裏面３５を、バランス調整部材１１０を配置するための配置領域Ａ１と、励起光ＥＬが照射される照射領域Ａ２とに仮想的に区分けすることができる。。配置領域Ａ１は、基板３１を裏面３５側から視た際、モーター３３の本体部３３ａの外周部を同心円状に囲んでいる。すなわち、配置領域Ａ１は基板３１の裏面３５（ハブ３５ａを含む）における一部の領域である。バランス調整部材１１０は、配置領域Ａ１内に配置され、本実施形態では例えば基板３１の裏面３５に対して２個配置している。なお、バランス調整部材１１０の数は、これに限定されることは無く、基板３１の回転バランスに応じて適宜、１個或いは３個以上配置することができる。また、バランス調整部材１１０はハブ３５ａ上に直接配置するようにしてもよい。
【００４８】
また、照射領域Ａ２は、上記配置領域Ａ１の外周部を同心円状に囲んでいる。前述したように、励起光入射領域Ｓは、回転軸３３ｂの周りを基板３１に対して相対的に移動する。基板３１を励起光ＥＬの光軸方向から視た際、照射領域Ａ２は基板３１上での励起光入射領域Ｓの軌跡を含む。すなわち、配置領域Ａ１に配置されたバランス調整部材１１０は、励起光ＥＬの光軸方向から視て励起光ＥＬが照射される領域とは異なる領域である。これにより、励起光ＥＬがバランス調整部材１１０に照射されて蛍光体層３２には照射されない、といった不具合の発生を防止することができ、励起光ＥＬを蛍光体層３２に対して効率的に照射することができる。
【００４９】
ところで、蛍光体層３２から射出される蛍光光はランバート発光するため、コリメート光学系８５（第１レンズ８１）によって蛍光光を効率的に取り込むためには、コリメート光学系８５を蛍光体層３２に近接した状態で対向するように配置する必要がある。本実施形態に係る光源装置１０Ａによれば、バランス調整部材１１０が基板３１の表面３４ではなく裏面３５に設けられているため、コリメート光学系８５を蛍光体層３２（基板３１の表面３４）に近接した状態で対向するように配置することができる。具体的に本実施形態では、蛍光体層３２とコリメート光学系８５との間隔ｄは、例えば１ｍｍ程度に設定されている。これにより、光源装置１０Ａの小型化を実現できる。
【００５０】
また、本実施形態に係るプロジェクター１００によれば、コリメート光学系８５と回転蛍光板３０の基板３１とが近接した状態に配置されることで小型化が図られた光源装置１０Ａを備えるので、該光源装置１０Ａ自体を備えるプロジェクター１００自体も小型化することができる。
以上のように、プロジェクター１００は、バランス調整部材１１０を備えることで回転蛍光板３０の回転バランスが調整され、且つ小型化が図られた信頼性の高いものとなる。
【００５１】
（第２実施形態）
続いて、本発明のプロジェクターの第２実施形態に係る構成について説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは、光源装置の構成であり、それ以外の構成については同一である。そのため、以下の説明では、第１実施形態と同一の部材及び構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。
【００５２】
図５は本実施形態に係るプロジェクター２００の光学系を示す模式図である。本実施形態におけるプロジェクター２００は、図５に示されるように、光源装置１１０Ａと、色分離導光光学系２０と、光変調装置としての液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５０及び投写光学系６０と、を備えている。
【００５３】
光源装置１１０Ａは、光源１０、第１集光レンズ５５、コリメートレンズ５６と、回転蛍光板３０と、モーター３３と、ピックアップ光学系９４と、ダイクロイックミラー９１と、第２集光レンズ９０と、ロッドインテグレーター８０と、平行化レンズ７０と、を備えている。
【００５４】
ピックアップ光学系９４は、単一または複数のレンズ、例えば、第１レンズ９３と第２レンズ９２とを備えている。ピックアップ光学系９４は、光源１０から射出された励起光ＥＬを蛍光体層３２上に集光する。さらに、蛍光体層３２から射出された蛍光光がピックアップ光学系９４に入射し、入射した蛍光光を略平行化する。なお、ピックアップ光学系９４は、本発明において蛍光体層から射出される蛍光光が入射する光学系を構成するものである。
【００５５】
光源１０から射出された励起光ＥＬは、第１集光レンズ５５とコリメートレンズ５６で一旦光束が細められる。その後、ダイクロイックミラー９１にて９０度光路が折り曲げられ、ピックアップ光学系９４で回転蛍光板３０の蛍光体層３２上に集光される。本実施形態に係る光源装置１１０Ａでは、基板３１の第２の面側から励起光ＥＬが蛍光体層３２に入射し、蛍光体層３２から発せられた蛍光光は基板３１の第２の面側に設けられたピックアップ光学系９４に向けて射出される。
【００５６】
図６（ａ）は本実施形態における回転蛍光板３０の、基板３１の回転中心を含む面で切断した断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）における蛍光体層３２の構成を示す拡大図である。本実施形態においても、基板３１におけるモーター３３が設けられている側の面を裏面３５と称し、裏面３５と対向する基板３１の面を表面３４と称する。表面３４は本発明の第２の面を構成し、裏面３５は本発明の第１の面を構成する。
【００５７】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係る基板３１は、蛍光体層３２のピックアップ光学系９４とは反対側に蛍光光を反射する反射面３６を備えている。具体的に本実施形態では、反射面３６が基板３１の表面３４に設けられ、蛍光体層３２が反射面３６の上に設けられている。
【００５８】
反射面３６は、例えばアルミ等の金属膜から構成されるものである。なお、第１実施形態と異なり、本実施形態においては、励起光ＥＬは基板３１を透過する必要が無いことから、基板３１自体を光透過性を有する透明部材で構成する必要はない。本実施形態に係る基板３１としては、例えばアルミ等の金属部材を用いて形成することができる。このように基板３１自体を光反射性を備えた金属部材で構成し、基板３１により上記反射面３６を構成するようにしても構わない。
【００５９】
本実施形態においても、ピックアップ光学系９４に対して多くの蛍光光を入射させるべく、基板３１の偏芯等を考慮した回転バランスの調整を行っている。具体的に本実施形態に係る回転蛍光板３０は、基板３１の裏面３５にバランス調整部材１１０を配置している。
【００６０】
本実施形態に係る光源装置１１０Ａでは、基板３１の第２の面側から励起光ＥＬが蛍光体層３２に入射するため、バランス調整部材１１０の配置の自由度が高い。つまり、バランス調整部材の配置に関わらず、励起光を効率的に蛍光体層に照射することができる。例えば、図６（ａ）に示したように、励起光ＥＬの光軸方向から視て、バランス調整部材１１０を蛍光体層３２と重なる領域に配置することができる。このように、バランス調整部材１１０がモーター３３と接触しない限り、励起光入射領域Ｓとは無関係に、基板３１の裏面３５の任意の場所にバランス調整部材１１０を設けることができる。したがって、基板の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００６１】
また、バランス調整部材１１０を図６（ａ）に示したように配置することによって、基板３１の小型化を図りつつ、基板３１の回転バランスを高い精度で調整することができる。
【００６２】
前述したように、蛍光体層３２から射出される蛍光光はランバート発光するため、ピックアップ光学系９４（第１レンズ９３）によって蛍光光を効率的に取り込むためには、ピックアップ光学系９４を蛍光体層３２に近接した状態で対向するように配置する必要がある。本実施形態に係る光源装置１０Ａによれば、バランス調整部材１１０が基板３１の表面３４ではなく裏面３５に設けられているため、ピックアップ光学系９４を蛍光体層３２（基板３１の表面３４）に近接した状態で対向するように配置することができる。具体的に本実施形態では、蛍光体層３２とピックアップ光学系９４との間隔ｄは、例えば１ｍｍ程度に設定されている。これにより、蛍光光を効率的に利用することができるだけでなく、光源装置１０Ａの小型化を実現できる。
【００６３】
また、本実施形態に係るプロジェクター２００によれば、上記のように小型化が図られた光源装置１１０Ａを備えるので、該光源装置１１０Ａ自体を備えるプロジェクター２００自体も小型化することができる。
以上のように、プロジェクター２００は、バランス調整部材１１０を備えることで回転蛍光板３０の回転バランスが調整され、且つ小型化が図られた信頼性の高いものとなる。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
【００６５】
例えば、第１実施形態および第２実施形態においては、モーター３３が基板３１のハブ３５ａに当接した状態で取り付けられた場合を例に説明したが、モーター３３とハブ３５ａ（基板３１の裏面３５）との間に隙間を設けるようにしても構わない。そして、このようにして設けた隙間において、図７に示すようにバランス調整部材１１０をハブ３５ａに配置した構成を採用しても構わない。この構成によれば、励起光ＥＬの光軸方向から視て、バランス調整部材１１０とモーター３３とを互いに重なった状態に配置できる。そのため、小型の基板３１を採用した場合であっても、バランスを良好に調整できるようにバランス調整部材１１０を配置するスペースを確保できる。さらに、第２実施形態で説明したように、励起光ＥＬの光軸方向から視て、バランス調整部材１１０と蛍光体層３２とが互いに重なるように配置してもよい。
【００６６】
また、第１実施形態では、蛍光体層３２を基板３１の表面３４に設けた場合を例に説明したが、蛍光体層３２を基板３１の裏面３５に設けてもよい。
【００６７】
また、第１実施形態および第２実施形態において、蛍光体粒子を含む蛍光体層３２を基板３１の上に設けていたが、蛍光体粒子が分散された基板を基板３１として用いてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…光源、１０Ａ…光源装置、３０…回転蛍光板、３１…基板、３２…蛍光体層、３３…モーター、３４…表面、３５…裏面、３５ａ…ハブ、３６…反射面、８５…コリメート光学系、９４…ピックアップ光学系、１００，２００…プロジェクター、１１０…バランス調整部材、１１０Ａ…光源装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体を有する基板と、
前記基板の第１の面側に設けられ、前記基板を所定の回転軸の周りに回転駆動する駆動装置と、
前記基板のバランスを調整するバランス調整部材と、
前記蛍光体から射出される蛍光光が入射する光学系と、を備えた光源装置において、
前記光学系は、前記第１の面と対向する前記基板の第２の面に対向するように設けられ、
前記バランス調整部材は、前記第１の面に設けられることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、
前記励起光は前記第１の面側から前記蛍光体に照射され、
前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は、前記基板のうち前記励起光が照射される領域とは異なる領域に設けられてい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】
前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、
前記励起光は前記第２の面側から前記蛍光体に照射され、
前記蛍光光を反射する反射面が前記バランス調整部材と前記蛍光体との間に設けられてい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】
前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は前記蛍光体と重なる領域に設けられてい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】
前記バランス調整部材は、前記基板と前記駆動装置との間に設けられてい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。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項１】
蛍光体を有する基板と、
前記基板の第１の面側に設けられ、前記基板を所定の回転軸の周りに回転駆動する駆動装置と、
前記基板のバランスを調整するバランス調整部材と、
前記蛍光体から射出される蛍光光が入射する光学系と、を備えた光源装置において、
前記光学系は、前記第１の面と対向する前記基板の第２の面に対向するように設けられ、
前記バランス調整部材は、前記第１の面に設けられることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、
前記励起光は前記第１の面側から前記蛍光体に照射され、
前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は、前記基板のうち前記励起光が照射される領域とは異なる領域に設けられてい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】
前記蛍光体を励起する励起光を発する励起光源を更に備え、
前記励起光は前記第２の面側から前記蛍光体に照射され、
前記蛍光光を反射する反射面が前記バランス調整部材と前記蛍光体との間に設けられてい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】
前記励起光の光軸方向から視て、前記バランス調整部材は前記蛍光体と重なる領域に設けられてい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】
前記バランス調整部材は、前記基板と前記駆動装置との間に設けられてい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。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０９２８３（Ｐ２０１３−１０９２８３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６１５８（Ｐ２０１１−２５６１５８）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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