JP2011215531A - プロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで光を効率良く利用可能なプロジェクターを提供すること。
【解決手段】レーザー光を射出する光源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂと、画像信号に応じて前
記レーザー光を変調する空間光変調器である液晶表示装置１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂと、空
間光変調器での変調を経た光を投写する投写光学系１６と、励起光の照射によって励起さ
れて所定の波長領域の蛍光を発生させる蛍光体１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂと、を有し、蛍光
体１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、空間光変調器と投写光学系１６との間の光路中に配置され
、空間光変調器を経た光が励起光として入射することによって励起される。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクター、特に、固体光源を備えるプロジェクターに関する。

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としてレーザーが
注目されている。例えば、特許文献１には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各レ
ーザーを光源とするプロジェクターが提案されている。従来、レーザーを光源とするプロ
ジェクターの多くは、特にＧ光については、非線形光学結晶を用いる波長変換によって十
分な出力を得ることとしている。波長変換には、一般に、高価な非線形光学結晶が使用さ
れている。また、高い効率での波長変換を実現するには位相整合条件を満足する必要があ
ることから、非線形光学結晶の精密な温度制御を要することとなる。このため、非線形光
学結晶による波長変換をプロジェクターに適用する場合、コストが高くなる点が課題とな
っている。

また、例えば特許文献２には、Ｂ光用のレーザーと、レーザー光によって蛍光体を励起
させることでＧ光及びＲ光を発生させるカラーホイールとにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの照明光を
得る技術が提案されている。蛍光体の適用により、非線形光学結晶による波長変換を不要
にできることで、コスト面における課題の解決を図り得る。

国際公開第０５／０６２１１６号 特開２００９−２７７５１６号公報

プロジェクターの空間光変調器として広く使用されている液晶表示装置は、通常、特定
の直線偏光成分しか取り扱えないことから、液晶表示装置が扱い得る直線偏光を効率良く
供給可能であることが望まれる。蛍光体の励起によって発生する光の偏光状態はランダム
であることから、蛍光体からの光を照明光とする場合は、特定の直線偏光を得るための偏
光変換を要することとなる。このことから、偏光変換光学系を要するためにコストが増大
すること、光利用効率が低下することが課題となっている。また、エネルギー密度の高い
レーザー光を蛍光体へ入射させることで、熱による蛍光体の劣化が顕著になるという問題
も生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、低コストで光を効率良く
利用可能なプロジェクターを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプロジェクターは、レー
ザー光を射出する光源と、画像信号に応じて前記レーザー光を変調する空間光変調器と、
前記空間光変調器での変調を経た光を投写する投写光学系と、励起光の照射によって励起
されて所定の波長領域の蛍光を発生させる蛍光体と、を有し、前記蛍光体は、前記空間光
変調器と前記投写光学系との間の光路中に配置され、前記空間光変調器からの光が前記励
起光として入射することによって励起されることを特徴とする。

偏光方向が揃えられた直線偏光であるレーザー光を空間光変調器で変調する構成とする
ことで、偏光変換光学系が不要となる。このことから、コストを低減可能とし、光の利用
効率低下も低減可能となる。さらに、空間光変調器の変調面に合わせてレーザー光の照射
領域が整形されることで、エネルギー密度が十分に分散されたレーザー光が蛍光体へ入射
する。このため、蛍光体の温度上昇を抑制できるとともに、空間光変調器の冷却構造をそ
のまま利用できるため、コストアップさせずに蛍光体の劣化を低減させることが可能とな
る。これにより、低コストで光を効率良く利用可能なプロジェクターを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記空間光変調器である液晶表示装置と、前記
液晶表示装置の射出側に設けられ、前記液晶表示装置から入射した光のうち所定の偏光方
向の偏光を射出する射出側偏光板と、を備え、前記蛍光体は、前記射出側偏光板と前記投
写光学系との間の光路中に配置され、前記射出側偏光板から射出した光が前記励起光とし
て入射することによって励起されることが望ましい。これにより、射出側偏光板から蛍光
体への励起光の照射によって、光を発生させる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記空間光変調器と前記蛍光体との間の光路中
に設けられたマイクロレンズアレイを有することが望ましい。これにより、空間光変調器
からの拡散光を蛍光体において収束させ、画素間のクロストークを低減させるとともに投
写光学系から効率良く光を投写させる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記蛍光体から射出した光の光路中に設けられ
たマイクロレンズアレイを有することが望ましい。蛍光体は、励起光を照射させることに
より拡散光を生じさせる。蛍光体からマイクロレンズへ入射した光を収束させることで、
画素間のクロストークを低減させるとともに投写光学系から効率良く光を投写させる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記蛍光体の射出側に設けられた射出側波長選
択膜を有し、前記射出側波長選択膜は、前記蛍光体を透過した前記励起光を反射させ、前
記蛍光体で発生させた前記蛍光を透過させる波長選択特性を備えることが望ましい。励起
光のまま蛍光体から射出する方向へ進行した光は、射出側波長選択膜での反射により蛍光
体内を逆向きに進行し、再び蛍光体の励起に利用される。これにより、蛍光体の発光効率
を向上させるとともに、蛍光体で発生した光を、射出側波長選択膜を通じて射出させる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記蛍光体の入射側に設けられた入射側波長選
択膜を有し、前記入射側波長選択膜は、前記蛍光体へ入射する前記励起光を透過させ、前
記蛍光体で発生させた前記蛍光を反射させる波長選択特性を備えることが望ましい。蛍光
体は、励起光を照射させることにより拡散光を生じさせる。蛍光体から空間光変調器に向
かう光を投写光学系へ向かわせるように入射側波長選択膜で反射させることで、蛍光体で
生じた光を効率良く投写光学系へ進行させる。空間光変調器からの光は、入射側波長選択
膜を通過させて蛍光体へ入射させる。

また、本発明の好ましい態様としては、少なくとも前記蛍光体を挟持する防塵ガラスを
有することが望ましい。これにより、投写光学系の焦点面付近に存在する蛍光体への異物
の付着を防止し、異物の混入による画像への悪影響を軽減させる。

また、本発明の好ましい態様としては、少なくとも前記射出側偏光板と前記蛍光体とを
備えて一体化された蛍光体ユニットが、前記液晶表示装置に貼り合わせられることが望ま
しい。本態様により、蛍光体は、液晶表示装置の射出面に近い位置に配置されることとな
る。これにより、空間光変調器から拡散する前に蛍光体へ光を入射させ、画素間のクロス
トークを低減させるとともに投写光学系から効率良く光を投写させる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記光源及び前記空間光変調器は、色光ごとに
設けられ、前記蛍光体は、各色光のうちの少なくとも一つについて設けられることが望ま
しい。これにより、変調光である各色光を合成させてカラー画像を得る。

また、本発明の好ましい態様としては、前記空間光変調器は、互いに異なる波長領域の
二以上の色光についての画像信号に応じて光を変調させ、前記蛍光体は、前記二以上の色
光である前記蛍光を発生させることが望ましい。これにより、蛍光体から射出される各色
光によってカラー画像を得る。変調光である各色光の合成のための色合成光学系が不要と
なり、小型でさらに低コストなプロジェクターを得られる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記蛍光体は、互いに異なる波長領域の色光を
発生させる複数の蛍光領域を備え、前記蛍光領域は、前記空間光変調器の画素に対応させ
て配置されることが望ましい。これにより、各蛍光領域から射出される各色光によって、
画像信号に応じたカラー画像を得る。

また、本発明の好ましい態様としては、前記蛍光体は、所定の色光である前記励起光を
透過させるブランク領域を備えることが望ましい。ブランク領域を透過させる色光につい
ては蛍光物質が不要であるため低コストにでき、かつ変調された励起光をそのまま投写光
とすることで光利用効率の向上を図れる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記空間光変調器と前記投写光学系との間の光
路中に中間像を形成するリレー光学系を有し、前記蛍光体は、前記中間像が形成される位
置に配置されることが望ましい。これにより、蛍光体で発生させた蛍光を用いて画像を表
示することができる。

また、本発明の好ましい態様としては、前記蛍光体は、揺動あるいは回転可能に構成さ
れることが望ましい。これにより、蛍光体での光の拡散によって生じる場合があるスペッ
クルノイズの低減や、蛍光体の冷却の促進が可能となる。

本発明の実施例１に係るプロジェクターの概略構成図。 液晶表示装置、射出側偏光板及び蛍光体の断面模式図。 実施例１の変形例１の要部断面模式図。 実施例１の変形例２の要部断面模式図。 実施例１の変形例３の要部断面模式図。 実施例１の変形例４の要部断面模式図。 本発明の実施例２に係るプロジェクターの要部断面模式図。 実施例２に係るプロジェクターの概略構成図。 本発明の実施例３に係るプロジェクターの概略構成図。

以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るプロジェクター１の概略構成図である。光源１０Ｒ、
１０Ｇ、１０Ｂは、偏光方向が揃えられた直線偏光であるレーザー光を射出する。光源１
０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂが射出するレーザー光は、後述の蛍光体を励起可能な波長領域の光
であって、例えば紫外光である。均一化光学系１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは、照明領域の整
形及び光量分布の均一化を行う。空間光変調器である液晶表示装置１２Ｒ、１２Ｇ、１２
Ｂは、画像信号に応じてレーザー光を変調する透過型の液晶表示装置である。

射出側偏光板１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、液晶表示装置１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂの射出
側に配置されている。射出側偏光板１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂは、液晶表示装置１２Ｒ、１
２Ｇ、１２Ｂから入射した光のうちの所定の偏光方向の直線偏光を透過させる。光源１０
Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ、均一化光学系１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ、液晶表示装置１２Ｒ、１２
Ｇ、１２Ｂ、射出側偏光板１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、蛍光体１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、
色光ごとにそれぞれ設けられている。

蛍光体１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、励起光の照射によって励起されて所定の波長領域の
蛍光を発生させる。Ｒ光用に設けられた蛍光体１４Ｒは、Ｒ光用の射出側偏光板１３Ｒと
クロスダイクロイックプリズム１５の間の光路中に配置されている。射出側偏光板１３Ｒ
から射出した光は、励起光として蛍光体１４Ｒへ入射する。蛍光体１４Ｒは、励起光によ
って励起され、蛍光であるＲ光を発生させる。蛍光体１４Ｒで発生したＲ光は、クロスダ
イクロイックプリズム１５へ進行する。

Ｇ光用に設けられた蛍光体１４Ｇは、Ｇ光用の射出側偏光板１３Ｇとクロスダイクロイ
ックプリズム１５との間の光路中に配置されている。射出側偏光板１３Ｇから射出した光
は、励起光として蛍光体１４Ｇへ入射する。蛍光体１４Ｇは、励起光によって励起され、
蛍光であるＧ光を発生させる。蛍光体１４Ｇで発生したＧ光は、クロスダイクロイックプ
リズム１５へ進行する。

Ｂ光用に設けられた蛍光体１４Ｂは、Ｂ光用の射出側偏光板１３Ｂとクロスダイクロイ
ックプリズム１５の間の光路中に配置されている。射出側偏光板１３Ｂから射出した光は
、励起光として蛍光体１４Ｂへ入射する。蛍光体１４Ｂは、励起光によって励起され、蛍
光であるＢ光を発生させる。蛍光体１４Ｂで発生したＢ光は、クロスダイクロイックプリ
ズム１５へ進行する。

色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１５は、蛍光体１４Ｒ、１４Ｇ、１
４Ｂからの各色光を合成する。投写光学系１６は、クロスダイクロイックプリズム１５で
合成された光をスクリーン（図示省略）へ投写させる。画像信号に応じた像は、蛍光体１
４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの射出面に形成されている。投写光学系１６の焦点面は、蛍光体１
４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの射出面に略一致している。

図２は、液晶表示装置１２（１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ）、射出側偏光板１３（１３Ｒ、
１３Ｇ、１３Ｂ）及び蛍光体１４（１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ）の断面模式図である。蛍光
体１４は、射出側偏光板１３の射出面に当接させて配置されている。なお、蛍光体１４は
、射出側偏光板１３とクロスダイクロイックプリズム１５との間の光路中に設けられてい
れば良く、射出側偏光板１３と間隔を設けて配置することとしても良い。射出側偏光板１
３のできるだけ近い位置に蛍光体１４を配置することで、射出側偏光板１３から射出した
光を効率良く蛍光体１４へ入射させることができる。

プロジェクター１は、偏光方向が揃えられた直線偏光であるレーザー光を空間光変調器
１２で変調する構成とすることで、空間光変調器１２の手前における偏光変換のための構
成が不要となる。このことから、偏光変換光学系のためのコストを不要とし、光の利用効
率低下を少なくできる。さらに、均一化光学系１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ（図１参照）によ
ってエネルギー密度が十分に分散されたレーザー光が蛍光体１４へ入射する。

レーザー光のエネルギー密度を分散させて蛍光体１４へ入射させることで、蛍光体１４
は、温度上昇が抑制される。また、蛍光体１４は、空間光変調器１２の冷却構造をそのま
ま利用しての冷却も可能となる。このため、蛍光体１４は、冷却構造を増設しなくても、
温度上昇による劣化を十分に抑制することが可能となる。これにより、プロジェクター１
を低コストとし、光を効率良く利用可能にできるという効果を奏する。

プロジェクター１は、各色光について蛍光体１４が設けられる構成に限られない。プロ
ジェクター１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの少なくとも一色について、空間光変調器からの光を励起光
とする蛍光体１４を有するものであれば良い。例えば、プロジェクター１は、Ｒ光及びＢ
光については蛍光体１４を用いず光源から射出されたＲ光、Ｂ光を変調させ、Ｇ光のみを
蛍光体１４から発生させる構成としても良い。この場合、Ｒ光を射出する光源、Ｂ光を射
出する光源は、レーザー以外の固体光源、例えば、ＬＥＤ等であっても良い。

プロジェクター１は、空間光変調器として透過型の液晶表示装置１２を使用するものに
限られない。空間光変調器は、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌ
ｉｃｏｎ）、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＧＬ
Ｖ（Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ）等であっても良い。

図３は、本実施例の変形例１の要部断面模式図である。本変形例は、マイクロレンズア
レイ２１と蛍光体ユニット２０とを有することを特徴とする。マイクロレンズアレイ２１
は、画素に対応してアレイ状に並列された複数のマイクロレンズを備える。マイクロレン
ズアレイ２１は、液晶表示装置１２の射出面に設けられている。

蛍光体ユニット２０は、射出側偏光板１３、入射側防塵ガラス２４、入射側波長選択膜
２２、蛍光体１４、射出側波長選択膜２３、及び射出側防塵ガラス２５を貼り合わせて一
体化したものである。蛍光体１４は、入射側波長選択膜２２及び射出側波長選択膜２３に
よって挟み込まれている。

入射側波長選択膜２２は、蛍光体１４の入射側に設けられている。入射側波長選択膜２
２は、蛍光体１４へ入射する励起光を透過させ、蛍光体１４で発生させた蛍光を反射させ
る波長選択特性を備える。射出側波長選択膜２３は、蛍光体１４の射出側に設けられてい
る。射出側波長選択膜２３は、蛍光体１４を透過した励起光を反射させ、蛍光体１４で発
生させた蛍光を透過させる波長選択特性を備える。

入射側防塵ガラス２４は、射出側偏光板１３と入射側波長選択膜２２との間に設けられ
ている。射出側防塵ガラス２５は、射出側波長選択膜２３の射出側に設けられている。入
射側波長選択膜２２、蛍光体１４及び射出側波長選択膜２３は、入射側防塵ガラス２４及
び射出側防塵ガラス２５によって挟み込まれている。入射側防塵ガラス２４及び射出側防
塵ガラス２５は、投写光学系１６の焦点面付近に存在する蛍光体１４及びその周辺への異
物の付着を防止し、異物の混入による画像への悪影響を軽減させる機能を果たす。

液晶表示装置１２からマイクロレンズアレイ２１へ入射した光は、各マイクロレンズに
よって集光され、蛍光体ユニット２０へ入射する。プロジェクター１は、マイクロレンズ
アレイ２１を設けることで、液晶表示装置１２からの拡散光を蛍光体１４において収束さ
せる。これにより、画素間のクロストークを低減させるとともに、拡散によって投写光学
系１６（図１参照）で取り込まれなくなる光を少なくさせ、効率良く光を投写させる。

射出側偏光板１３及び入射側防塵ガラス２４を透過した光は、入射側波長選択膜２２の
波長選択特性に従い、入射側波長選択膜２２を透過する。蛍光体１４は、励起光の入射に
よって励起され、蛍光を拡散させる。拡散した蛍光のうち、射出側波長選択膜２３の方向
へ進行した成分は、射出側波長選択膜２３の波長選択特性に従い、射出側波長選択膜２３
を透過する。射出側波長選択膜２３及び射出側防塵ガラス２５を透過した蛍光成分は、蛍
光体ユニット２０から射出する。

励起光のまま蛍光体１４の射出側へ進行した光は、射出側波長選択膜２３の波長選択特
性に従い、射出側波長選択膜２３で反射する。射出側波長選択膜２３での反射により進行
方向が変換された励起光は、再び蛍光体１４の励起に利用される。射出側波長選択膜２３
は、蛍光体１４の蛍光発生効率を向上させる役割を果たす。また、射出側波長選択膜２３
は、蛍光体１４で発生した蛍光を通過させて、投写光学系１６へ向けて射出させる。

蛍光体１４の励起によって発生した蛍光のうち、入射側波長選択膜２２の方向へ進行し
た成分は、入射側波長選択膜２２の波長選択特性に従い、入射側波長選択膜２２で反射す
る。入射側波長選択膜２２での反射により進行方向が変換された蛍光成分は、射出側波長
選択膜２３の方向へ進行する。入射側波長選択膜２２は、蛍光体１４から液晶表示装置１
２へ向かう蛍光成分を投写光学系１６へ向かうように反射させることで、蛍光体１４で発
生させた蛍光を効率良く投写光学系１６へ進行させる機能を果たす。

なお、マイクロレンズアレイ２１は、空間光変調器と蛍光体１４との間の光路中に設け
られていれば良く、空間光変調器とは間隔を設けて配置することとしても良い。空間光変
調器にできるだけ近い位置にマイクロレンズアレイ２１を配置することで、空間光変調器
の各画素から拡散光となって射出する光を効率良く各マイクロレンズへ入射させることが
できる。

図４は、本実施例の変形例２の要部断面模式図である。本変形例は、蛍光体１４の射出
側に設けられたマイクロレンズアレイ３１を有することを特徴とする。マイクロレンズア
レイ３１は、画素に対応してアレイ状に並列された複数のマイクロレンズを備える。本変
形例の蛍光体ユニット３０は、蛍光体１４と射出側波長選択膜２３との間にマイクロレン
ズアレイ３１が設けられている。

蛍光体１４で拡散した蛍光のうち、マイクロレンズアレイ３１へ入射した成分は、各マ
イクロレンズによって集光され、蛍光体ユニット３０から射出する。蛍光体１４で発生し
た蛍光は、マイクロレンズでの集光により拡散度合いが軽減され、ある程度の指向性が与
えられた状態で投写光学系１６へ進行する。これにより、画素間のクロストークを低減さ
せるとともに、拡散によって投写光学系１６で取り込まれなくなる光を少なくさせ、効率
良く光を投写させる。

なお、マイクロレンズアレイ３１は、蛍光体１４から射出した光の光路中に設けられて
いれば良く、蛍光体１４とは間隔を設けて配置することとしても良い。蛍光体１４にでき
るだけ近い位置にマイクロレンズアレイ３１を配置することで、蛍光体１４から拡散する
蛍光を効率良く各マイクロレンズへ入射させることができる。

図５は、本実施例の変形例３の要部断面模式図である。本変形例は、蛍光体ユニット４
０が液晶表示装置１２に貼り合わせられていることを特徴とする。蛍光体ユニット４０は
、射出側偏光板１３、入射側波長選択膜２２、蛍光体１４、射出側波長選択膜２３、及び
射出側防塵ガラス２５を貼り合わせて一体化したものである。液晶表示装置１２のうち、
例えば対向基板やＴＦＴ基板が、変形例１における入射側防塵ガラス２４と同様の機能を
果たしている。

本変形例では、液晶表示装置１２に蛍光体ユニット４０が貼り合せられることで、蛍光
体１４は、液晶表示装置１２の射出面に近い位置に配置されることとなる。液晶表示装置
１２の各画素からの光が広く拡散する前に蛍光体１４へ入射することで、画素間のクロス
トークを低減させるとともに、拡散によって投写光学系１６で取り込まれなくなる光を少
なくさせ、効率良く光を投写させる。蛍光体１４のための防塵機能を液晶表示装置１２に
持たせることで、プロジェクター１を簡易な構成にすることもできる。

図６は、本実施例の変形例４の要部断面模式図である。本変形例は、マイクロレンズア
レイ２１が設けられた液晶表示装置１２と、マイクロレンズアレイ３１が設けられた蛍光
体ユニット５０とが貼り合わせられていることを特徴とする。液晶表示装置１２からマイ
クロレンズアレイ２１へ入射した光は、各マイクロレンズによって集光され、蛍光体ユニ
ット５０へ入射する。プロジェクター１は、マイクロレンズアレイ２１を設けることで、
液晶表示装置１２から拡散した光を蛍光体１４において収束させる。

蛍光体１４から拡散した蛍光のうち、マイクロレンズアレイ３１へ入射した成分は、各
マイクロレンズによって集光され、蛍光体ユニット５０から射出する。蛍光体１４で発生
した蛍光は、マイクロレンズでの集光により拡散度合いが軽減され、ある程度の指向性が
与えられた状態で投写光学系１６へ進行する。マイクロレンズアレイ２１、３１を設ける
ことで、画素間のクロストークを低減させるとともに、拡散によって投写光学系１６で取
り込まれなくなる光を少なくさせ、効率良く光を投写させる。なお、本変形例では、液晶
表示装置１２に設けられるマイクロレンズアレイ２１を省略しても良い。この場合、変形
例３と同様に、蛍光体ユニット５０と液晶表示装置１２とは互いに貼り合わせることとし
ても良い。

図７は、本発明の実施例２に係るプロジェクターの要部断面模式図である。本実施例に
係るプロジェクターは、蛍光としてＲ光、Ｇ光、Ｂ光を発生させる蛍光体６１を有するこ
とを特徴とする。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する
。

液晶表示装置６２は、Ｒ光用の画像信号に応じてレーザー光を変調するＲ用画素と、Ｇ
光用の画像信号に応じてレーザー光を変調するＧ用画素と、Ｂ光用の画像信号に応じてレ
ーザー光を変調するＧ用画素と、を備える。マイクロレンズアレイ２１は、液晶表示装置
６２の射出面に設けられている。

蛍光体ユニット６０は、射出側偏光板１３、入射側波長選択膜２２、蛍光体６１、マイ
クロレンズアレイ３１、射出側波長選択膜２３、及び射出側防塵ガラス２５を貼り合わせ
て一体化したものである。蛍光体ユニット６０は、マイクロレンズアレイ２１が設けられ
た液晶表示装置６２に貼り合わせられている。

蛍光体６１は、Ｒ用蛍光領域と、Ｇ用蛍光領域と、Ｂ用蛍光領域と、を備える。Ｒ用蛍
光領域は、励起光の照射によってＲ光を発生させる蛍光物質が塗布された領域である。Ｒ
用蛍光領域は、液晶表示装置６２のＲ用画素に対応させて配置されている。Ｇ用蛍光領域
は、励起光の照射によってＧ光を発生させる蛍光物質が塗布された領域である。Ｇ用蛍光
領域は、液晶表示装置６２のＧ用画素に対応させて配置されている。Ｂ用蛍光領域は、励
起光の照射によってＢ光を発生させる蛍光物質が塗布された領域である。Ｂ用蛍光領域は
、液晶表示装置６２のＢ用画素に対応させて配置されている。

Ｒ用の画像信号に応じてＲ用画素で変調されたレーザー光は、励起光としてＲ用蛍光領
域へ入射する。Ｒ用蛍光領域は、励起光によって励起され、蛍光であるＲ光を発生させる
。Ｇ用の画像信号に応じてＧ用画素で変調されたレーザー光は、励起光としてＧ用蛍光領
域へ入射する。Ｇ用蛍光領域は、励起光によって励起され、蛍光であるＧ光を発生させる
。Ｂ用の画像信号に応じてＢ用画素で変調されたレーザー光は、励起光としてＢ用蛍光領
域へ入射する。Ｂ用蛍光領域は、励起光によって励起され、蛍光であるＢ光を発生させる
。なお、ここでは、実施例１の変形例４の構成を応用して採用しているが、これに限られ
ず、実施例１で説明するいずれの構成を採用することとしても良い。

図８は、本実施例に係るプロジェクター７０の概略構成図である。プロジェクター７０
は、一つの空間光変調器を備える、いわゆる単板式のプロジェクターである。光源７１は
、偏光方向が揃えられた直線偏光であるレーザー光を射出する。均一化光学系７２は、照
明領域の整形及び光量分布の均一化を行う。空間光変調器である液晶表示装置６２は、画
像信号に応じてレーザー光を変調する透過型の液晶表示装置である。

プロジェクター７０は、蛍光体６１の各蛍光領域から射出される各色光によって、画像
信号に応じたカラー画像を得る。本実施例によると、プロジェクター７０は、変調光であ
る各色光の合成のための色合成光学系が不要となり、小型かつ低コストにできる。また、
色合成光学系が不要となる分、投写光学系１６へ入射する光の光路が短くなることで、投
写光学系１６を小型にすることも可能となる。なお、プロジェクター７０は、一つの光源
７１からのレーザー光によってＲ、Ｇ、Ｂの各色光を発生させる場合に限られない。各蛍
光領域へ入射させる励起光の波長に合わせて、複数の光源を用意することとしても良い。

蛍光体６１は、各色光について、蛍光物質が塗布された蛍光領域を備える場合に限られ
ない。蛍光体６１は、所定の色光についての画素に対応する領域は、励起光をそのまま透
過させるブランク領域としても良い。例えば、光源７１からのＢ光を励起光とする場合に
、Ｒ、Ｇについてはそれぞれ蛍光物質が塗布された蛍光領域を設けることとし、Ｂについ
てはＢ用画素で変調されたＢ光をブランク領域にて透過させる。この場合、ブランク領域
を透過させる色光については蛍光物質が不要であるため低コストにでき、かつ変調された
励起光をそのまま投写光とすることで光利用効率の向上を図れる。ブランク領域は、光を
散乱させる散乱体を設けることとしても良い。これにより、プロジェクター７０は、ブラ
ンク領域を透過させる色光を、他の色光と同様に拡散させることが可能となる。

図９は、本発明の実施例３に係るプロジェクター８０の概略構成図である。本実施例は
、中間像が形成される位置に蛍光体６１が配置されることを特徴とする。実施例１及び２
と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。リレー光学系８１は、液
晶表示装置６２と投写光学系１６との間の光路中に配置されている。リレー光学系８１は
、液晶表示装置６２と投写光学系１６との間の光路中に中間像を結像させる。蛍光体６１
は、中間像の結像位置に配置されている。

本実施例に係るプロジェクター８０は、実施例２と同様、単板式のプロジェクターであ
る。プロジェクター８０は、液晶表示装置６２からの光を励起光として蛍光体６１で発生
させた光によって画像を得ることができる。本実施例の場合も、変調光である各色光の合
成のための色合成光学系が不要となり、小型かつ低コストにできる。中間像が形成される
位置に蛍光体６１が配置される構成は、色光ごとの空間光変調器を備えるプロジェクター
に適用しても良い。

プロジェクター８０は、他の要素とは離れた位置に蛍光体６１を配置可能であることか
ら、蛍光体６１を振動あるいは回転させることとしても良い。蛍光体６１での光の拡散に
よって生じる場合があるスペックルパターンは、蛍光体６１を振動あるいは回転させるこ
とで変化させることができる。蛍光体６１を動かすことで生じさせた複数のスペックルパ
ターンが観察者の目で積分されることで、特定のスペックルパターンの認識をさせにくく
し、スペックルノイズの低減を図り得る。また、蛍光体６１は、振動あるいは回転の動作
によって、冷却を促進させることも可能となる。

蛍光体６１を振動させるには、例えば、振動を付与するための振動装置を用いる。蛍光
体６１は、カラーホイールに蛍光物質を塗布したものとして、回転させる構成としても良
い。単板式のプロジェクター８０の場合、蛍光体６１を回転させても液晶表示装置６２か
らの各色光が各色用蛍光領域へそれぞれ入射するように、液晶表示装置６２における各色
用画素の配置と、蛍光体６１における各色用蛍光領域の配置とが設定される。スペックル
ノイズの低減のための構成は、例えば、蛍光体６１にブランク領域を形成する場合に、ブ
ランク領域を透過させるレーザー光に対するコヒーレンス性の低減が求められる場合に特
に有用である。

以上のように、本発明に係るプロジェクターは、光源としてレーザーを使用する場合に
適している。

１ プロジェクター、１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ 光源、１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂ 均一
化光学系、１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、１２ 液晶表示装置、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ、１
３ 射出側偏光板、１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ、１４ 蛍光体、１５ クロスダイクロイッ
クプリズム、１６ 投写光学系、２０ 蛍光体ユニット、２１ マイクロレンズアレイ、
２２ 入射側波長選択膜、２３ 射出側波長選択膜、２４ 入射側防塵ガラス、２５ 射
出側防塵ガラス、３０ 蛍光体ユニット、３１ マイクロレンズアレイ、４０、５０、６
０ 蛍光体ユニット、６１ 蛍光体、６２ 液晶表示装置、７０ プロジェクター、７１
光源、７２ 均一化光学系、８０ プロジェクター、８１ リレー光学系

Claims (14)

1. レーザー光を射出する光源と、
   画像信号に応じて前記レーザー光を変調する空間光変調器と、
   前記空間光変調器での変調を経た光を投写する投写光学系と、
   励起光の照射によって励起されて所定の波長領域の蛍光を発生させる蛍光体と、を有し
   、
   前記蛍光体は、前記空間光変調器と前記投写光学系との間の光路中に配置され、前記空
   間光変調器を経た光が前記励起光として入射することによって励起されることを特徴とす
   るプロジェクター。
2. 前記空間光変調器である液晶表示装置と、
   前記液晶表示装置の射出側に設けられ、前記液晶表示装置から入射した光のうち所定の
   偏光方向の偏光を射出する射出側偏光板と、を備え、
   前記蛍光体は、前記射出側偏光板と前記投写光学系との間の光路中に配置され、前記射
   出側偏光板から射出した光が前記励起光として入射することによって励起されることを特
   徴とする請求項１に記載のプロジェクター。
3. 前記空間光変調器と前記蛍光体との間の光路中に設けられたマイクロレンズアレイを有
   することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクター。
4. 前記蛍光体から射出した光の光路中に設けられたマイクロレンズアレイを有することを
   特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプロジェクター。
5. 前記蛍光体の射出側に設けられた射出側波長選択膜を有し、
   前記射出側波長選択膜は、前記蛍光体を透過した前記励起光を反射させ、前記蛍光体で
   発生させた前記蛍光を透過させる波長選択特性を備えることを特徴とする請求項１から４
   のいずれか一項に記載のプロジェクター。
6. 前記蛍光体の入射側に設けられた入射側波長選択膜を有し、
   前記入射側波長選択膜は、前記蛍光体へ入射する前記励起光を透過させ、前記蛍光体で
   発生させた前記蛍光を反射させる波長選択特性を備えることを特徴とする請求項１から５
   のいずれか一項に記載のプロジェクター。
7. 少なくとも前記蛍光体を挟持する防塵ガラスを有することを特徴とする請求項１から６
   のいずれか一項に記載のプロジェクター。
8. 少なくとも前記射出側偏光板と前記蛍光体とを備えて一体化された蛍光体ユニットが、
   前記液晶表示装置に貼り合わせられることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に
   記載のプロジェクター。
9. 前記光源及び前記空間光変調器は、色光ごとに設けられ、
   前記蛍光体は、各色光のうちの少なくとも一つについて設けられることを特徴とする請
   求項１から８のいずれか一項に記載のプロジェクター。
10. 前記空間光変調器は、互いに異なる波長領域の二以上の色光についての画像信号に応じ
    て光を変調させ、
    前記蛍光体は、前記二以上の色光である前記蛍光を発生させることを特徴とする請求項
    １から８のいずれか一項に記載のプロジェクター。
11. 前記蛍光体は、互いに異なる波長領域の色光を発生させる複数の蛍光領域を備え、
    前記蛍光領域は、前記空間光変調器の画素に対応させて配置されることを特徴とする請
    求項１０に記載のプロジェクター。
12. 前記蛍光体は、所定の色光である前記励起光を透過させるブランク領域を備えることを
    特徴とする請求項１０又は１１に記載のプロジェクター。
13. 前記空間光変調器と前記投写光学系との間の光路中に中間像を結像させるリレー光学系
    を有し、
    前記蛍光体は、前記中間像の結像位置に配置されることを特徴とする請求項１から１２
    のいずれか一項に記載のプロジェクター。
14. 前記蛍光体は、揺動あるいは回転可能に構成されることを特徴とする請求項１３に記載
    のプロジェクター。

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