JP6844220B2

JP6844220B2 - 光源装置およびプロジェクター

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Publication number: JP6844220B2
Application number: JP2016229801A
Authority: JP
Inventors: 秋山　光一; 光一秋山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: CN108121140A; JP2018087839A; CN108121140B; US9946143B1

Description

本発明の一つの態様は、光源装置およびプロジェクターに関する。

プロジェクターに用いられる光源装置として、半導体レーザー等の固体光源から射出さ
れた励起光を蛍光体に照射し、蛍光体から得られる蛍光光を利用する光源装置が提案され
ている。

例えば特許文献１には、光源と、光源からの光により励起されて蛍光を発する蛍光体ホ
イールと、蛍光の一部の波長帯域を除去し、光源からの光を透過する波長選択性ホイール
と、を備えた光源装置が開示されている。また、特許文献１には、半導体レーザーから射
出された青色光を透過させる青色光透過領域と、青色光により励起されて黄色光を発する
黄色蛍光体領域と、青色光により励起されて緑色光を発する緑色蛍光体領域と、を備えた
蛍光体ホイールの例が記載されている。

特開２０１４−１８６０８１号公報

従来の蛍光体材料は、黄色域の蛍光光に含まれる赤色光成分が不足していた。そのため
、この種の蛍光体を採用した光源装置を備えたプロジェクターにおいては、画像の色域が
狭く、色再現性が十分に得られない、という問題があった。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、蛍光体を
用いた光源装置であって、出力光における赤色光成分の割合を高めることが可能な光源装
置を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の光源装置を備え、
色再現性に優れたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の光源装置は、励起光を射出する第
１固体光源を有する第１光源部と、赤色光を射出する第２固体光源と青色光を射出する第
３固体光源とを有し、前記赤色光と前記青色光とを含む色光を射出する第２光源部と、前
記励起光および前記色光が照射される回転体と、を備える。前記回転体には、前記励起光
の照射により蛍光光を射出する蛍光体部と、前記色光を拡散させて射出する拡散部と、が
回転方向に沿って設けられている。

本発明の一つの態様の光源装置は、赤色光を射出する第２固体光源と青色光を射出する
第３固体光源とを有し、赤色光と青色光とを含む色光を射出する第２光源部を備えている
。そのため、蛍光光に含まれる赤色光成分が少なかったとしても、第２光源部の第２固体
光源から射出される赤色光によって補うことができる。したがって、出力光における赤色
光成分の割合を高めることができる。また、青色域の光が用いられる励起光は蛍光体部に
吸収されるが、出力光には第２光源部の第３固体光源から射出される青色光が含まれる。
以上の効果により、光源装置からの出力光の色域を広げることができる。また、赤色光と
青色光とを含む色光は拡散部により拡散されるため、これらの光に起因するスペックルを
改善することができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光源部は、前記励起光を前記回転体
の第１面側から前記蛍光体部に入射させ、前記第２光源部は、前記色光を前記回転体の第
２面側から前記拡散部に入射させてもよい。

この構成によれば、第１光源部と第２光源部とを回転体の両側に配置することができ、
第１光源部と第２光源部とが干渉することがない。これにより、光源装置の小型化を図る
ことができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記蛍光体部は、前記回転体の前記第１面側
に設けられた蛍光体層と、前記蛍光体層と前記回転体との間に設けられた反射層と、を備
えていてもよく、前記拡散部は、前記色光を前記回転体の前記第２面側から前記第１面側
に拡散透過させる拡散透過部を備えていてもよい。

この構成によれば、蛍光体層の内部で生成された蛍光光は反射層で反射し、回転体の第
１面側に射出される。また、第２光源部からの色光は拡散透過部を拡散透過し、回転体の
第１面側に射出される。このように、第１光源部と第２光源部とを回転体の両側に配置し
た場合であっても、光源装置の出力光となる蛍光光と色光とを同じ方向に射出させること
ができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記蛍光体部は、前記蛍光体層の前記反射層
とは反対側の面に設けられた反射防止層をさらに備えていてもよい。

この構成によれば、蛍光体層表面での励起光の反射が抑制されるため、励起光の損失を
少なくすることができる。

本発明の一つの態様の光源装置は、前記第１光源部から前記回転体に向かう前記励起光
の光路上、かつ、前記回転体から射出される前記蛍光光および前記色光の光路上に設けら
れ、青色域の光に対する偏光分離機能を有する偏光分離素子をさらに備えていてもよい。
この場合、前記偏光分離素子に入射する前記励起光はＳ偏光であり、前記偏光分離素子に
入射する前記青色光はＰ偏光であることが望ましい。

この構成によれば、拡散透過部を拡散透過して回転体から射出される青色光はＰ偏光と
して偏光分離素子を透過し、励起光はＳ偏光として偏光分離素子で反射して蛍光体部に向
かう。これにより、第１光源部が回転体の第１面側から射出される青色光の光路と干渉す
ることなく、第１光源部を回転体の第１面側に配置することができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記拡散透過部は、前記赤色光を拡散透過さ
せる赤色光用拡散透過部と、前記青色光を拡散透過させる青色光用拡散透過部と、を含み
、前記赤色光用拡散透過部と前記青色光用拡散透過部とは、前記回転体の回転方向に沿っ
て設けられていてもよい。

この構成によれば、赤色光用拡散透過部と青色光用拡散透過部とで拡散機能を独立して
制御することができ、赤色光と青色光との拡散の程度を個々に調整することができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記赤色光用拡散透過部の拡散機能は、前記
青色光用拡散透過部の拡散機能よりも高くてもよい。

この構成によれば、特にスペックルが視認されやすい赤色光に対するスペックル改善効
果を高めることができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記蛍光体部は、緑色光を射出する緑色蛍光
体部と、黄色光を射出する黄色蛍光体部と、の少なくとも一方を含んでいてもよい。

この構成によれば、明るさを調整することができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記蛍光体部は、前記緑色蛍光体部と、前記
黄色蛍光体部と、を含み、前記緑色蛍光体部と前記黄色蛍光体部とは、前記回転体の回転
方向に沿って設けられていてもよい。

この構成によれば、蛍光体部が黄色蛍光体部を含むことにより明るさを改善することが
できる。また、黄色蛍光体部から発せられる黄色光に赤色光成分が含まれるため、第２固
体光源から発せられる赤色光の光量を減らすことができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記励起光の波長は、前記青色光の波長以下
であってもよい。

この構成によれば、励起光の機能を発揮しやすくなる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記励起光の波長は、４４５ｎｍ±１５ｎｍ
であってもよい。

この構成によれば、蛍光体部における発光効率を充分に高めることができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記青色光の波長は、４６５ｎｍ±１５ｎｍ
であってもよい。

この構成によれば、色域を広げることができる。

本発明の一つの態様の光源装置は、前記第１固体光源、前記第２固体光源および前記第
３固体光源の点灯／消灯を制御する点灯制御部をさらに備えてもよい。その場合、前記点
灯制御部は、前記回転体が、前記励起光が前記蛍光体部に入射可能な回転角にあるときに
前記第１固体光源を点灯させてもよい。

この構成によれば、励起光が蛍光体部に入射しない期間は第１固体光源を消灯すること
ができるため、第１固体光源の消費電力を低減することができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記点灯制御部は、前記回転体が、前記色光
が前記拡散部に入射可能な回転角にあるときに前記第２固体光源および前記第３固体光源
を点灯させてもよい。

この構成によれば、赤色光および青色光が拡散部に入射しない期間は第２固体光源およ
び第３固体光源を消灯することができるため、第２固体光源および第３固体光源の消費電
力を低減することができる。

本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１固体光源、前記第２固体光源および
前記第３固体光源は、半導体レーザーで構成されていてもよい。

この構成によれば、小型で高出力の光源装置を実現することができる。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源
装置からの光を画像情報に応じて変調して画像光を生成する光変調装置と、前記光変調装
置からの前記画像光を投射する投射光学系と、を備える。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置を備えている
ため、画像の色域が広く、色再現性に優れたプロジェクターを提供することができる。

本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記光変調装置は、デジタルマイクロ
ミラーデバイスで構成されていてもよい。

この構成によれば、簡易な構成のプロジェクターを提供することができる。

第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。回転ユニットの正面図である。第２実施形態の回転ユニットの正面図である。第３実施形態の回転ユニットの正面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
図１は、第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図２は、光源装置に用いられる回転ユニットを回転板の第１面側から見た正面図である
。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法
の縮尺を異ならせて示すことがある。

図１に示すように、プロジェクター１０は、光源装置１１と、均一照明光学系１２と、
反射ミラー１３と、光変調装置１４と、投射光学系１５と、を備えている。本実施形態の
プロジェクター１０は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いたプロジェク
ターである。

光源装置１１は、第１光源部１７と、第２光源部１８と、回転ユニット１９と、集光光
学系２０と、ピックアップ光学系２１と、偏光分離素子２２と、点灯制御部２３と、を備
えている。第１光源部１７は、第１レーザーダイオード（ＬＤ）アレイ２５と、第１コリ
メート光学系２６と、を備えている。第２光源部１８は、第２ＬＤアレイ２７と、第２コ
リメート光学系２８と、第３ＬＤアレイ２９と、第３コリメート光学系３０と、光合成素
子３１と、を備えている。

第２ＬＤアレイ２７、第２コリメート光学系２８、光合成素子３１、集光光学系２０、
回転ユニット１９、ピックアップ光学系２１、および偏光分離素子２２は、光軸ＡＸ０上
に配置されている。第３ＬＤアレイ２９、第３コリメート光学系３０、および光合成素子
３１は、光軸ＡＸ０と直交する光軸ＡＸ１上に配置されている。第１ＬＤアレイ２５、第
１コリメート光学系２６、および偏光分離素子２２は、光軸ＡＸ０と直交する光軸ＡＸ２
上に配置されている。

第１ＬＤアレイ２５は、複数の第１半導体レーザー３３（第１固体光源）が２次元アレ
イ状に配列された構成を有する。第１半導体レーザー３３の個数や配列は、特に限定され
ない。第１半導体レーザー３３は、後述する回転板４１の蛍光体層４８を励起するための
励起光ＬＡを射出する。励起光ＬＡには青色域の光が用いられ、波長は例えば４４５ｎｍ
である。励起光ＬＡの波長は、後述する第３半導体レーザー３５から射出される青色光Ｌ
Ｂの波長と同じでもよいが、青色光ＬＢの波長よりも短いことが好ましく、例えば４４５
ｎｍ±１５ｎｍであることが好ましい。

第１半導体レーザー３３は、偏光分離素子２２に対するＳ偏光を射出するように配置さ
れている。もしくは、第１半導体レーザー３３は、偏光分離素子２２に対するＰ偏光を射
出するように配置されていてもよいが、その場合には第１半導体レーザー３３と偏光分離
素子２２との間に例えば１／２波長板を配置することによって偏光方向を変換し、偏光分
離素子２２に入射する時点で励起光ＬＡがＳ偏光となっていればよい。

第１コリメート光学系２６は、第１ＬＤアレイ２５の光射出側に設けられている。第１
コリメート光学系２６は、第１ＬＤアレイ２５の複数の第１半導体レーザー３３の配列に
対応して２次元アレイ状に配列された複数のコリメートレンズ３７を含む。第１ＬＤアレ
イ２５の第１半導体レーザー３３から射出された励起光ＬＡは、コリメートレンズ３７を
透過することによって平行化される。

偏光分離素子２２は、黄色域の光を透過し、青色域の光に対する偏光分離機能を有する
偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）で構成されている。青色域の光に対し、偏光分離素子
２２は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。偏光分離素子２２は、光軸ＡＸ０および光
軸ＡＸ２の各々に対して４５°の角度をなすように配置されている。第１ＬＤアレイ２５
から射出された複数の励起光ＬＡは、偏光分離素子２２に入射する時点でＳ偏光であるた
め、偏光分離素子２２で反射し、ピックアップ光学系２１を経て回転板４１の第１面４１
ａに向かって進む。このようにして、第１光源部１７は、励起光ＬＡを回転板４１の第１
面４１ａ側から蛍光体部４５に入射させる。

ピックアップ光学系２１は、第１ピックアップレンズ２１１と、第２ピックアップレン
ズ２１２と、を備えている。第１ピックアップレンズ２１１および第２ピックアップレン
ズ２１２は、ともに凸レンズで構成されている。ピックアップ光学系２１は、回転板４１
から射出された色光ＬＭを平行化するとともに、第１ＬＤアレイ２５から射出された励起
光ＬＡを回転板４１の蛍光体部４５上に集光する。

第２ＬＤアレイ２７は、複数の第２半導体レーザー３４（第２固体光源）が２次元アレ
イ状に配列された構成を有している。第２半導体レーザー３４の個数や配列は、特に限定
されない。第２半導体レーザー３４は、光源装置１１からの出力光の一部を構成する赤色
光ＬＲを射出する。赤色光ＬＲの波長は、例えば６３５ｎｍである。

第２コリメート光学系２８は、第２ＬＤアレイ２７の光射出側に設けられている。第２
コリメート光学系２８は、第２ＬＤアレイ２７の複数の第２半導体レーザー３４の配列に
対応して２次元アレイ状に配列された複数のコリメートレンズ３８を含む。第２ＬＤアレ
イ２７の第２半導体レーザー３４から射出された赤色光ＬＲは、コリメートレンズ３８を
透過することによって平行化される。

第３ＬＤアレイ２９は、複数の第３半導体レーザー３５（第３固体光源）が２次元アレ
イ状に配列された構成を有する。第３半導体レーザー３５の個数や配列は、特に限定され
ない。第３半導体レーザー３５は、光源装置１１からの出力光の一部を構成する青色光Ｌ
Ｂを射出する。青色光ＬＢの波長は、例えば４６５ｎｍである。青色光ＬＢの波長は、第
１半導体レーザー３３から射出される励起光ＬＡの波長と同じであってもよいが、励起光
ＬＡの波長（４４５ｎｍ）よりも長いことが好ましく、例えば４６５ｎｍ±１５ｎｍであ
ることが好ましい。

第３半導体レーザー３５は、偏光分離素子２２に対するＰ偏光を射出するように配置さ
れている。もしくは、第３半導体レーザー３５は、偏光分離素子２２に対するＳ偏光を射
出するように配置されていてもよいが、その場合には第３半導体レーザー３５と偏光分離
素子２２との間に例えば１／２波長板を配置することによって偏光方向を変換し、偏光分
離素子２２に入射する時点で青色光ＬＢがＰ偏光となっていればよい。

第３コリメート光学系３０は、第３ＬＤアレイ２９の光射出側に設けられている。第３
コリメート光学系３０は、第３ＬＤアレイ２９の複数の第３半導体レーザー３５の配列に
対応して２次元アレイ状に配列された複数のコリメートレンズ３９を含む。第３ＬＤアレ
イ２９の第３半導体レーザー３５から射出された青色光ＬＢは、コリメートレンズ３９を
透過することによって平行化される。

光合成素子３１は、赤色域の光を透過し、青色域の光を反射する特性を有するダイクロ
イックミラーで構成されている。光合成素子３１は、光軸ＡＸ０および光軸ＡＸ１のそれ
ぞれに対して４５°の角度をなすように配置されている。第２ＬＤアレイ２７から射出さ
れた複数の赤色光ＬＲは、光合成素子３１を透過し、第３ＬＤアレイ２９から射出された
複数の青色光ＬＢは、光合成素子３１で反射する。これにより、複数の赤色光ＬＲと複数
の青色光ＬＢとが合成されたマゼンタの色光ＬＭとなり、色光ＬＭは集光光学系２０を経
て回転板４１の第２面４１ｂに向かって進む。このようにして、第２光源部１８は、色光
ＬＭを回転板４１の第２面４１ｂ側から拡散透過部４６に入射させる。

集光光学系２０は、集光レンズを備えている。集光レンズは、凸レンズで構成されてい
る。もしくは、集光光学系２０は、複数の集光レンズで構成されていてもよい。集光光学
系２０は、光合成素子３１から射出された色光ＬＭを回転板４１の拡散透過部４６上に集
光する。

回転ユニット１９は、回転板４１（回転体）と、回転板４１を回転させるためのモータ
ー４２と、を備えている。回転板４１の第１面４１ａ側には励起光ＬＡが照射され、回転
板４１の第２面４１ｂ側には色光ＬＭが照射される。回転板４１は、例えば熱伝導率の高
い金属により構成されている。回転板４１の構成材料は、特に限定されないが、熱伝導率
の高い金属を用いた場合、蛍光体部４５で発生した熱を放出しやすい。モーター４２の回
転軸４３は、光軸ＡＸ０と略平行に配置されている。これにより、回転板４１は、回転板
４１に入射する励起光ＬＡおよび色光ＬＭの光軸に略直交する面内で回転する。

図２に示すように、回転板４１は、回転軸４３の方向から見て円形に形成されている。
ただし、回転板４１の外形は円形に限定されず、例えば多角形であってもよい。回転板４
１には、蛍光体部４５と拡散透過部４６（拡散部）とが、回転方向Ｒに沿って設けられて
いる。蛍光体部４５と拡散透過部４６とは連続して設けられ、全体で一つの円環形状をな
している。

図１に示すように、蛍光体部４５は、回転板４１の第１面４１ａ側から順に反射層４７
、蛍光体層４８、および反射防止層４９が積層された構成を有する、いわゆる反射型の蛍
光体部である。言い換えると、蛍光体層４８は、回転板４１の第１面４１ａ側に設けられ
ている。反射層４７は、蛍光体層４８と回転板４１との間に設けられている。反射防止層
４９は、蛍光体層４８の反射層４７とは反対側の面に設けられている。

蛍光体層４８は、励起光ＬＡによって励起され、緑色の蛍光光ＬＧを射出する。すなわ
ち、蛍光体層４８は、励起光ＬＡを吸収し、緑色の蛍光光ＬＧに変換して射出する蛍光体
粒子（図示略）を含む。蛍光体粒子としては、例えばβサイアロン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種であってもよく、２種以上の材料を用い
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てもよい。

反射層４７は、例えばアルミニウム、銀等の反射率が高い金属膜から形成されている。
反射層４７は、蛍光体層４８の内部で等方発光した蛍光光ＬＧのうち、回転板４１側に向
かって進む蛍光光ＬＧを反射させて回転板４１の第１面４１ａ側の空間に射出させる。反
射層４７の存在により、蛍光体部４５からの蛍光光ＬＧの取り出し効率を高めることがで
きる。

反射防止層４９は、例えば誘電体多層膜から構成されている。反射防止層４９の存在に
より、蛍光体層４８の表面での励起光ＬＡの反射が抑制され、励起光ＬＡの利用効率を高
めることができる。

拡散透過部４６は、例えば回転板４１に設けられた開口部４１ｈと、開口部４１ｈを塞
ぐように設けられた拡散板４４と、を備えている。拡散板４４は、透明板と、透明板の内
部に分散された透明板の屈折率とは異なる屈折率を有する複数の拡散粒子と、を備えてい
る。なお、拡散板４４は必ずしも拡散粒子を含んでいなくてもよく、例えば透明板の一面
に微細な凹凸を形成する等の手法により拡散性を付与してもよい。拡散透過部４６は、色
光ＬＭを回転板４１の第２面４１ｂ側から第１面４１ａ側に向けて透過させつつ拡散させ
る。

図１に示すように、点灯制御部２３は、第１半導体レーザー３３、第２半導体レーザー
３４および第３半導体レーザー３５の点灯／消灯を制御する。

回転板４１を回転させている期間において、点灯制御部２３は、回転板４１が、励起光
ＬＡが蛍光体部４５に入射可能な回転角にあるときに第１半導体レーザー３３を点灯させ
、回転板４１が、励起光ＬＡが蛍光体部４５に入射できない回転角にあるときには第１半
導体レーザー３３を消灯させる。また、点灯制御部２３は、回転板４１が、色光ＬＭが拡
散透過部４６に入射可能な回転角にあるときに第２半導体レーザー３４および第３半導体
レーザー３５を点灯させ、回転板４１が、色光ＬＭが拡散透過部４６に入射できない回転
角にあるときに第２半導体レーザー３４および第３半導体レーザー３５を消灯させる。

回転板４１から射出された蛍光光ＬＧおよび色光ＬＭは、ピックアップ光学系２１によ
り平行化された後、偏光分離素子２２に入射する。

回転板４１を一定の速度で回転させた場合、蛍光体部４５の面積と拡散透過部４６の面
積との比は、回転板４１の１回転に要する時間内での蛍光光ＬＧの射出時間と色光ＬＭの
射出時間との比に対応する。例えば蛍光体部４５の面積と拡散透過部４６の面積との比が
２：１であれば、回転板４１の１回転に要する時間内での蛍光光ＬＧの射出時間と色光Ｌ
Ｍの射出時間との比は２：１である。また、緑色の蛍光光ＬＧの射出時間と赤色光ＬＲお
よび青色光ＬＢを含む色光ＬＭの射出時間との比を変えることにより、光源装置１１から
の出力光の色味を調整することができる。したがって、蛍光体部４５の面積と拡散透過部
４６の面積との比は、光源装置１１からの出力光の色味を調整しながら適切に設定されれ
ばよい。

上述したように、偏光分離素子２２は、黄色域の光を透過し、青色域の光に対する偏光
分離機能を有している。したがって、ピックアップ光学系２１から射出された緑色の蛍光
光ＬＧと色光ＬＭ中の赤色光ＬＲとは、偏光分離素子２２を透過し、光源装置１１から射
出される。また、色光ＬＭ中の青色光ＬＢは、偏光分離素子２２に入射する時点でＰ偏光
となるように偏光状態が調整されている。そのため、青色光ＬＢは、偏光分離素子２２を
透過し、光源装置１１から射出される。

光源装置１１から射出された光は、均一照明光学系１２に入射する。均一照明光学系１
２は、入射側レンズ１２１と、ロッドインテグレーター１２２と、射出側レンズ１２３と
、を備えている。入射側レンズ１２１により集光された状態でロッドインテグレーター１
２２に入射した光Ｌは、ロッドインテグレーター１２２の内部で全反射しつつ進行するこ
とで、ロッドインテグレーター１２２の射出面において強度分布が均一化される。ロッド
インテグレーター１２２から射出された光Ｌは、射出側レンズ１２３を経て反射ミラー１
３に向かって進む。

均一照明光学系１２から射出された光Ｌは、反射ミラー１３で反射し、光変調装置１４
に向かって進む。反射ミラー１３の設置角度は、光源装置１１からの光Ｌ（赤色光、青色
光、および緑色光）を光変調装置１４に向けて全反射するように、設定されている。

光変調装置１４は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）から構成されている。ＤＭ
Ｄは、複数のマイクロミラーがマトリクス状に配列された構成を有する。ＤＭＤは、複数
のマイクロミラーの傾き方向を切り替えることにより、入射光の反射方向を、投射光学系
１５に入射する方向と投射光学系１５に入射しない方向との間で切り替える。このように
、光変調装置１４は、光源装置１１から射出された赤色光、緑色光（蛍光光）および青色
光を順次変調して、緑色画像、赤色画像、および青色画像を生成する。投射光学系１５は
、緑色画像、赤色画像、および青色画像をスクリーン（図示略）上に投射する。

上述したように、本実施形態の光源装置１１は、赤色光ＬＲを射出する第２半導体レー
ザー３４と青色光ＬＢを射出する第３半導体レーザー３５とを有し、赤色光ＬＲと青色光
ＬＢとを含む色光ＬＭを射出する第２光源部１８を備えている。そのため、黄色蛍光体を
用いた従来の光源装置のように、蛍光光由来の赤色光成分が不足していたとしても、第２
光源部１８の第２半導体レーザー３４から射出される赤色光ＬＲで補うことができる。こ
れにより、光源装置１１からの出力光における赤色光成分の割合を従来よりも高めること
ができる。

本実施形態の光源装置１１では、赤色光ＬＲが第２半導体レーザー３４から供給される
ため、蛍光光中に赤色光成分を含まなくて済む。そのため、蛍光体部４５の蛍光体材料に
、黄色蛍光体ではなく、緑色蛍光体を用いることができ、緑色光成分の光量も充分確保す
ることができる。また、青色域の励起光ＬＡの大部分が蛍光体部４５に吸収されたとして
も、第２光源部１８の第３半導体レーザー３５から青色光ＬＢが供給される。このように
して、赤色光、緑色光、青色光のそれぞれの光量が充分確保されるため、色域が広く、色
再現性に優れたプロジェクター１０を実現することができる。

光源装置１１で用いるレーザー光は干渉性が高いため、スペックルが発生しやすい。こ
の問題に対し、本実施形態の光源装置１１において、赤色光ＬＲと青色光ＬＢとを含む色
光ＬＭは回転板４１に設けられた拡散透過部４６により拡散される。これにより、互いに
異なる複数のスペックルパターンがスクリーン上で空間的にも時間的にも重畳されるため
、観察者にスペックルが視認されにくい。

光源装置１１は、励起光ＬＡを回転板４１の第１面４１ａ側から蛍光体部４５に入射さ
せ、色光ＬＭを回転板４１の第２面４１ｂ側から拡散透過部４６に入射させる構成を有し
ている。この構成によれば、第１光源部１７と第２光源部１８とを回転板４１の両側に配
置することが可能となり、第１光源部１７と第２光源部１８とが干渉することがない。こ
れにより、光源装置１１の小型化を図ることができる。

光源装置１１において、蛍光体部４５は反射層４７を備え、励起光ＬＡの入射側と同じ
側に蛍光光ＬＧを射出させる蛍光体部４５、いわゆる反射型の蛍光体部である。一方、拡
散透過部４６は、色光ＬＭを回転板４１の第２面４１ｂ側から第１面４１ａ側に拡散透過
させる構成である。この構成によれば、蛍光光ＬＧと色光ＬＭとがともに回転板４１の第
１面４１ａ側に射出され、同じ方向に向かって進む。これにより、第１光源部１７と第２
光源部１８とを回転板４１の両側に配置する構成であっても、いずれか一方の光の光路を
引き回す必要がなく、光源装置１１の小型化を図ることができる。

また、蛍光体部４５が反射防止層４９を備えているため、励起光ＬＡの反射が反射防止
層４９により低減され、励起光ＬＡを効率良く蛍光体層４８に入射させることができる。

光源装置１１は、青色域の光に対する偏光分離機能を有する偏光分離素子２２を備え、
偏光分離素子２２に入射する励起光ＬＡはＳ偏光に設定され、偏光分離素子２２に入射す
る青色光ＬＢはＰ偏光に設定されている。この構成によれば、第１光源部１７を、回転板
４１の第１面４１ａ側から射出される青色光ＬＢの光路と干渉することなく、回転板４１
の第１面４１ａ側に配置することができる。これにより、青色光ＬＢの光路を引き回す必
要がなく、光源装置１１の小型化を図ることができる。

また、光源装置１１において、励起光ＬＡの波長λは、青色光ＬＢの波長以下であり、
λ＝４４５ｎｍ±１５ｎｍである。すなわち、励起光ＬＡを射出する第１半導体レーザー
３３として、４４５ｎｍ±１５ｎｍの波長を有する光を射出可能な半導体レーザーが用い
られる。これにより、４６５ｎｍの波長を有する第３半導体レーザー３５と同じ半導体レ
ーザーを第１光源部１７に用いた場合と比べて、蛍光体部４５における発光効率を充分に
高めることができる。

また、点灯制御部２３は、回転板４１が、励起光ＬＡが蛍光体部４５に入射可能な回転
角にあるときに第１半導体レーザー３３を点灯させ、回転板４１が、色光ＬＭが拡散透過
部４６に入射可能な回転角にあるときに第２半導体レーザー３４および第３半導体レーザ
ー３５を点灯させる。すなわち、励起光ＬＡが蛍光体部４５に入射しない期間は第１半導
体レーザー３３を消灯させ、色光ＬＭが拡散透過部４６に入射しない期間は第２半導体レ
ーザー３４および第３半導体レーザー３５を消灯させる。これにより、各半導体レーザー
３３，３４，３５の消費電力を低減することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置、さ
らには回転ユニットの構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光
源装置の説明は省略し、回転ユニットについてのみ説明する。
図３は、第２実施形態の回転ユニットの正面図である。
図３において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説
明を省略する。

図３に示すように、第２実施形態の回転ユニット５９は、回転板４１（回転体）と、モ
ーター４２と、を備えている。回転板４１には、蛍光体部４５と拡散透過部６０（拡散部
）とが、回転方向Ｒに沿って設けられている。

拡散透過部６０は、赤色光を拡散透過させる赤色光用拡散透過部６１と、青色光を拡散
透過させる青色光用拡散透過部６２と、を含んでいる。赤色光用拡散透過部６１と青色光
用拡散透過部６２とは、回転板４１の回転方向Ｒに沿って設けられている。したがって、
蛍光体部４５と赤色光用拡散透過部６１と青色光用拡散透過部６２とは連続して設けられ
、全体で一つの円環形状をなしている。蛍光体部４５の構成は、第１実施形態と同様であ
る。

赤色光用拡散透過部６１の拡散機能と青色光用拡散透過部６２の拡散機能とは同じであ
ってもよいが、赤色光用拡散透過部６１の拡散機能は、青色光用拡散透過部６２の拡散機
能よりも高いことが好ましい。具体的には、例えば赤色光用拡散透過部６１における拡散
粒子の密度を青色光用拡散透過部６２における拡散粒子の密度よりも高くすることにより
、赤色光用拡散透過部６１の拡散機能を青色光用拡散透過部６２の拡散機能よりも高くす
ることができる。

本実施形態においても、光源装置からの出力光における赤色光の割合を高めることがで
きる、色再現性に優れたプロジェクターを実現することができる、といった第１実施形態
と同様の効果が得られる。

また、本実施形態の光源装置において、赤色光用拡散透過部６１の拡散機能を青色光用
拡散透過部６２の拡散機能よりも高くした場合、特にスペックルが視認されやすい赤色光
に対するスペックル改善効果を高めることができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図４を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、光源装置、さ
らには回転ユニットの構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターおよび光
源装置の説明は省略し、回転ユニットについてのみ説明する。
図４は、第３実施形態の回転ユニットの正面図である。
図４において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説
明を省略する。

図４に示すように、第３実施形態の回転ユニット７９は、回転板４１（回転体）と、モ
ーター４２と、を備えている。回転板４１には、蛍光体部８０と拡散透過部６０（拡散部
）とが、回転方向Ｒに沿って設けられている。

蛍光体部８０は、緑色光を射出する緑色蛍光体部４５と、黄色光を射出する黄色蛍光体
部８１と、を含んでいる。緑色蛍光体部４５と黄色蛍光体部８１とは、回転板４１の回転
方向Ｒに沿って設けられている。黄色蛍光体部８１を構成する蛍光体粒子として、例えば
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。

拡散透過部６０は、赤色光を拡散透過させる赤色光用拡散透過部６１と、青色光を拡散
透過させる青色光用拡散透過部６２と、を含んでいる。赤色光用拡散透過部６１と青色光
用拡散透過部６２とは、回転板４１の回転方向Ｒに沿って設けられている。本実施形態に
おいても、赤色光用拡散透過部６１の拡散機能を青色光用拡散透過部６２の拡散機能より
も高くすることが好ましい。緑色蛍光体部４５と黄色蛍光体部８１と赤色光用拡散透過部
６１と青色光用拡散透過部６２とは連続して設けられ、全体で一つの円環形状をなしてい
る。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

本実施形態においても、光源装置からの出力光における赤色光の割合を高めることがで
きる、色再現性に優れたプロジェクターを実現することができる、といった第１、第２実
施形態と同様の効果が得られる。

また、本実施形態の光源装置においても、赤色光用拡散透過部６１の拡散機能を青色光
用拡散透過部６２の拡散機能よりも高くした場合、特にスペックルが視認されやすい赤色
光に対してのスペックル改善効果を高めることができる。

さらに、本実施形態の光源装置においては、蛍光体部８０が黄色蛍光体部８１を備え、
蛍光体部８０から緑色光とともに黄色光が射出されるため、第３実施形態に比べて画像の
明るさを改善することができる。また、黄色光に赤色光成分が含まれるため、第２半導体
レーザー３４から発せられる赤色光の光量を減らすことができる。なお、黄色蛍光体を用
いた場合、黄色光から赤色光と緑色光とを分離する必要がある。その場合、例えばロッド
インテグレーターの入射面もしくは射出面の近傍に、赤色光・緑色光分離用のカラーホイ
ールを配置すればよい。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、反射型の蛍光体部と透過型の拡散部とを回転体に設けた例を
挙げたが、その他、透過型の蛍光体部や反射型の拡散部を用いることもでき、蛍光体部と
拡散部との組合せは上記実施形態に限定されることはない。また、第２発光部は、必ずし
も赤色光を射出する第２ＬＤアレイと青色光を射出する第３ＬＤアレイとを光合成素子で
合成する構成としなくてもよい。例えば赤色光を射出する第２半導体レーザーと青色光を
射出する第３半導体レーザーとをアレイ状に配置して一つのＬＤアレイとしてもよい。

その他、光源装置およびプロジェクターの各種構成要素の形状、数、配置、材料等につ
いては、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
また、上記実施形態では本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示した
が、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等に
も適用することができる。

１０…プロジェクター、１１…光源装置、１４…光変調装置、１５…投射光学系、１７
…第１光源部、１８…第２光源部、２２…偏光分離素子、２３…点灯制御部、３３…第１
半導体レーザー（第１固体光源）、３４…第２半導体レーザー（第２固体光源）、３５…
第３半導体レーザー（第３固体光源）、４１…回転板（回転体）、４１ａ…第１面、４１
ｂ…第２面、４５，８０…蛍光体部、４６，６０…拡散透過部（拡散部）、４７…反射層
、４８…蛍光体層、４９…反射防止層、６１…赤色光用拡散透過部、６２…青色光用拡散
透過部、８１…黄色蛍光体部。

Claims

励起光を射出する第１固体光源と、
赤色光を射出する第２固体光源と、
青色光を射出する第３固体光源と、
第１面と前記第１面とは反対側の第２面とを有し、前記第１固体光源からの光と前記第
２固体光源からの光と前記第３固体光源からの光が照射される回転体と、を備え、
前記回転体には、前記第１固体光源からの前記励起光の照射により蛍光光を射出する蛍
光体部と、前記第２固体光源からの光と前記第３固体光源からの光を拡散させて射出する
拡散部と、が回転方向に沿って設けられ、
前記第１固体光源からの前記励起光は、前記回転体の第１面側から前記蛍光体部に入射
し、
前記第２固体光源からの光と前記第３固体光源からの光は、前記回転体の第２面側から
前記拡散部に入射する、光源装置。
前記蛍光体部は、前記回転体の前記第１面側に設けられた蛍光体層と、前記蛍光体層と
前記回転体との間に設けられた反射層と、を備え、
前記拡散部は、前記第２固体光源からの光と前記第３固体光源からの光を前記回転体の
前記第２面側から前記第１面側に拡散透過させる拡散透過部を備えた、請求項１に記載の
光源装置。
前記蛍光体部は、前記蛍光体層の前記反射層とは反対側の面に設けられた反射防止層を
さらに備えた、請求項２に記載の光源装置。
前記第１固体光源から前記回転体に向かう前記励起光の光路上、かつ、前記回転体から
射出される前記蛍光光および前記第２固体光源からの光と前記第３固体光源からの光の光
路上に設けられ、青色域の光に対する偏光分離機能を有する偏光分離素子をさらに備え、
前記偏光分離素子に入射する前記励起光はＳ偏光であり、前記偏光分離素子に入射する
前記青色光はＰ偏光である、請求項２または請求項３に記載の光源装置。
前記拡散透過部は、前記赤色光を拡散透過させる赤色光用拡散透過部と、前記青色光を
拡散透過させる青色光用拡散透過部と、を含み、
前記赤色光用拡散透過部と前記青色光用拡散透過部とは、前記回転体の前記回転方向に
沿って設けられた、請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置。
前記赤色光用拡散透過部の拡散機能は、前記青色光用拡散透過部の拡散機能よりも高い
、請求項５に記載の光源装置。
前記第２固体光源からの光と前記第３固体光源からの光を合成し、合成した光を前記拡
散部に入射する光合成素子を備える、請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の
光源装置。
前記第１固体光源、前記第２固体光源および前記第３固体光源の点灯／消灯を制御する
点灯制御部をさらに備え、
前記点灯制御部は、前記回転体が、前記励起光が前記蛍光体部に入射可能な回転角にあ
るときに前記第１固体光源を点灯させる、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記
載の光源装置。
前記点灯制御部は、前記回転体が、前記第２固体光源からの光と前記第３固体光源から
の光が前記拡散部に入射可能な回転角にあるときに前記第２固体光源および前記第３固体
光源を点灯させる、請求項８に記載の光源装置。
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調して画像光を生成する光変調装置と、
前記光変調装置からの前記画像光を投射する投射光学系と、を備えた、プロジェクター
。
前記光変調装置は、デジタルマイクロミラーデバイスで構成されている、請求項１０に
記載のプロジェクター。