JP2011221502A - 投写型映像表示装置および光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源ランプからの大幅なシステム変更を伴なうことなく、照明光の色バランスおよび光量を確保できる光源装置およびこれを備える投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】光源装置１０は、固体光源５０である励起用レーザ光源と、該励起用レーザ光源が出射した紫外光を含むレーザ光により励起され、可視域の光を発光する蛍光体６０と、蛍光体６０が発光した光を反射して所定の方向へ出射するためのリフレクタ５６と、リフレクタ５６の焦点位置に蛍光体６０を設置する蛍光体設置部６２とを備える。蛍光体設置部６０は、蛍光体６０の発光した光を効率良くリフレクタ５６の反射面に導くための反射ミラー６１を有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、投写型映像表示装置および光源装置に関する。

プロジェクタ等の投写型映像表示装置においては、光源装置として、熱発光型のハロゲンランプや、放電型の超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどの光源ランプが広く用いられている。たとえば超高圧水銀ランプにおいては、被照射面に効率良く光を進行させるために、発光管と、発光管から出射した光を反射させるリフレクタとを組合わせた形状が採用されている。

このような光源ランプの発光特性としては、一般的に、可視波長域の色バランスが良く、光強度が大きいことが望まれる。しかしながら、超高圧水銀ランプは、光強度は比較的大きいものの、その発光特性が水銀固有の発光スペクトルを有しており、赤（以下、Ｒと称す）、緑（以下、Ｇと称す）、青（以下、Ｂと称す）の色光の波長域のうち、Ｒ光の波長域の光強度が不足する傾向にある。このため、可視波長域での色バランスが良い照明光を得ることができないという問題がある。

そこで、Ｒ光の増強対策として、たとえば特開２００７−１５６２７０号公報（特許文献１）には、可視光および紫外光を含む光を出射する光源と、該光源から出射した光を反射させるリフレクタと、赤色を含む複数色の光を各別に透過させる複数のフィルタを周方向に併設し、その回転軸を光軸からずらした状態で配置され、回転させられて光源から出射した光が逐次的に照射されるカラーホイールとを備える光源装置が開示されている。この特許文献１の光源装置において、カラーホイールは、少なくとも、各フィルタの光が照射される部分の一部に、紫外光を各色の光に蛍光発光させる蛍光体層を備えており、光源から出射された各色の可視光に該蛍光体層が紫外光から変換したＲ光を重畳させることによって、色バランスを調整する。

特開２００７−１５６２７０号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載される光源装置は、光源ランプとしての超高圧水銀ランプが出射した光に、紫外光から波長変換した各色の可視光を重畳させることにより、各色の成分を増量させているため、超高圧水銀ランプを駆動するための高電圧電源が必要となる。また、光源装置は、長寿命であること、点灯までの時間が短いこと等が望まれている。

これらの課題に対しては、発光ダイオードなどの固体光源を光源として用いることが検討されるが、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの色光を発光する光源を用意しなければならず、光源ランプを利用したプロジェクタからの大幅なシステム変更が必要となってしまう。

また、上記の特許文献１に記載される光源装置は、光源の光軸に平行な回転軸を中心として円板状のカラーホイールを回転させるため、カラーホイールを収容するために、光軸に垂直な方向に一定の高さを確保する必要があり、装置全体の小型化に制約が生じていた。

さらに、蛍光体の励起効率（＝蛍光体への励起スペクトルが波長変換されて蛍光スペクトルとして放射される変換効率）は、蛍光体の励起光の波長と、蛍光体の発光光の波長との差が小さいほど高くなるところ、上記の特許文献１に記載される光源装置では、励起光である紫外光と蛍光体層の発光光であるＲ光との波長差が、紫外光とＧ光やＢ光との波長差と比べて大きくなってしまうため、高い効率を得ることが困難であった。

それゆえ、この発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、光源ランプからの大幅なシステム変更を伴なうことなく、照明光の色バランスおよび光量を確保できる光源装置およびこれを備える投写型映像表示装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、小型化を図りつつ、高効率および高輝度の光源装置およびこれを備える投写型映像表示装置を提供することである。

この発明のある局面に従えば、投写型映像表示装置は、光源装置と、入力された映像信号に基づき、光源装置から出射された光を変調する光変調部と、光変調部により変調された光を投写する投写部とを備える。光源装置は、固体光源と、固体光源が出射した光により励起され、可視域の光を発光する蛍光体と、蛍光体が発光した光を反射して所定の方向へ出射するためのリフレクタと、リフレクタの焦点位置に蛍光体を設置する蛍光体設置部とを含む。蛍光体設置部は、蛍光体の発光した光をリフレクタの反射面に導くための反射部を有する。

好ましくは、光源装置は、固体光源が出射した光の蛍光体への照射位置を連続的に移動させるための照射位置移動機構をさらに含む。

好ましくは、照射位置移動機構は、蛍光体設置部に取付けられ、リフレクタの光軸に平行な回転軸と、回転軸を中心として蛍光体設置部を回転させることにより、固体光源が出射した光の蛍光体への照射位置を、回転軸を中心とする円周上において移動させるための回転機構とを含む。蛍光体は、発光する色光が互いに異なる複数の発光部が回転軸を中心とする円周方向に沿って順に配列された光入射面を有する。

好ましくは、固体光源は、少なくとも１個の光源からなる。少なくとも１個の光源は、リフレクタの頂点部側またはリフレクタの開口部側に配され、リフレクタの内部に向けて光を出射する。

好ましくは、光源装置は、固体光源が出射した光を、蛍光体に集光させるための集光部材をさらに含む。

この発明の別の局面に従えば、光源装置は、固体光源と、固体光源が出射した光により励起され、可視域の光を発光する蛍光体と、蛍光体が発光した光を反射して所定の方向へ出射するためのリフレクタと、リフレクタの焦点位置に蛍光体を設置する蛍光体設置部とを備える。蛍光体設置部は、蛍光体の発光した光をリフレクタの反射面に導くための反射部を有する。

この発明の別の局面に従えば、投写型映像表示装置は、光源装置と、入力された映像信号に基づき、光源装置から出射された光を変調する光変調部と、光変調部により変調された光を投写する投写部とを備える。光源装置は、固体光源と、固体光源の光軸と直交する軸を回転軸とする回転体と、回転体の外周面上に設けられ、固体光源が出射した光により励起されて可視域の光を発光する蛍光体とを含む。

好ましくは、回転体は、回転軸を中心として回転駆動される円筒状の透光性基材を含む。蛍光体は、透光性基材の外周面上に、円周方向に所定の角度範囲を有して配置される。光源装置は、透光性基材の内周面上に蛍光体と対向する位置に配置され、蛍光体が発光した光を回転体の径方向の外側に向けて反射して固体光源が出射した光を透過するダイクロイック膜をさらに含む。

好ましくは、蛍光体は、回転軸方向に沿って並設され、固体光源が出射した光を受けて複数の色光をそれぞれ発光する複数の蛍光部を含む。複数の蛍光部は、透光性基材の外周面上に、回転軸方向から見たときに円周方向に互いに異なる角度範囲を有するように配置される。

好ましくは、回転体は、回転軸を中心として回転駆動される円筒状の透光性基材を含む。蛍光体は、透光性基材の外周面の全面にわたって配置される。光源装置は、透光性基材の内周面の全面にわたって配置され、蛍光体が発光した光を回転体の径方向の外側に向けて反射する反射膜をさらに含む。

好ましくは、蛍光体は、円周方向に沿って並設され、固体光源が出射した光を受けて複数の色光をそれぞれ発光する複数の蛍光部を含む。複数の蛍光部は、透光性基材の外周面上に、円周方向に互いに異なる角度範囲を有するように配置される。

この発明の別の局面に従えば、光源装置は、固体光源と、固体光源の光軸と直交する軸を回転軸とする回転体と、回転体の外周面上に設けられ、固体光源が出射した光により励起されて可視域の光を発光する蛍光体とを備える。

この発明によれば、光源装置は、発光部およびリフレクタの組合せからなる光源ランプの形状はそのままに、発光部としての蛍光体が固体光源からの光を可視光に波長変換する構成としたことにより、光源ランプを搭載した投写型映像表示装置の筐体およびシステムを共用することができる。そのため、光源ランプを搭載した投写型映像表示装置からの大幅なシステム変更が不要となる。

また、蛍光体の励起により所望の発光色を得ることができるため、光源装置は、容易に色バランスのよい照明光を出射することができる。さらに、蛍光体が発光した光を効率良くリフレクタの反射面に導くことができるため、光源装置の光利用効率を高めることができる。

また、この発明によれば、小型化を図りつつ、高効率および高輝度の光源装置およびこれを備える投写型映像表示装置を実現することができる。

この発明の実施の形態１に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。 図１における光源装置の構成を説明する図である。 一般的な光源ランプの構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態２の変更例１に係る光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態２の変更例２に係る光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態３に係る光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態３の変更例１に係る光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態３の変更例２に係る光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態４に係る光源装置の構成を説明する図である。 光軸方向から見た蛍光体の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態５に係る光源装置を搭載したプロジェクタの構成を説明する図である。 この発明の実施の形態６に係る光源装置の構成を説明する図である。 光軸方向から見た蛍光体の構成を説明する図である。 本発明の実施の形態７に従う光源装置および当該光源装置を搭載したプロジェクタの光学エンジンの構成を説明する図である。 この発明の実施の形態７の変更例に係る光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態８に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。 図１７における光源装置の構成を説明する図である。 図１８における回転体の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態９に係る光学エンジンの構成を説明する図である。 図２０における光源装置の構成を説明する図である。 回転リングの配列方向と垂直となる面を切り口とした回転リングごとの断面図である。 回転リングごとの断面図である。 回転リングごとの断面図である。 この発明の実施の形態９の変更例に係る光学エンジンの構成を説明する図である。 図２５における光源装置の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態１０に係る光学エンジンの構成を説明する図である。 図２７における回転体の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態１０の変更例に係る光源装置が備える回転体の構成を説明する図である。 この発明の実施の形態１１に係る光源装置を光源系に用いた、プロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。 回転リングの配列方向と垂直となる面を切り口とした回転リングごとの断面図である。 この発明の実施の形態１１の変更例に係る光源装置が備える回転体の構成を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当する部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に係る投写型映像表示装置（以下、「プロジェクタ」ともいう）の主要部の構成を模式的に示す図である。

図１を参照して、プロジェクタは、液晶デバイスを利用して映像を投影する液晶プロジェクタであって、光学エンジン２と、投写レンズ３とを備え、その外郭をキャビティ（図示せず）で覆われている。なお、プロジェクタは、スピーカ等の音声を出力するための構成要素や、光学エンジン２の構成要素および音声出力手段を電気的に制御するための回路基板なども搭載されているが、図１では、これらを含む一部の構成要素の図示は省略されている。

光学エンジン２は、光源装置１０を含む。光源装置１０は、固体光源５０と、固体光源５０からの光により励起されて発光する蛍光体６０と、蛍光体６０から発光した光を反射させるリフレクタ５６とを含む。光源装置１０は、キャビティに対して着脱自在な状態で装着されている。蛍光体６０から発光した光は、リフレクタ５６の作用により、ほぼ平行光となって所定の方向へ出射される。

光源装置１０からの光は、フライアイインテグレータ１１を介して、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）アレイ１２およびコンデンサレンズ１３に入射される。フライアイインテグレータ１１は、蝿の目状のレンズ群からなるフライアイレンズを備え、液晶パネル１８，２４，３３に入射する光の光量分布が均一となるよう、光源装置１０から入射される光に光学作用を付与する。

ＰＢＳアレイ１２は、複数のＰＢＳと１／２波長板がアレイ状に配列されたものであり、フライアイインテグレータ１１から入射された光の偏光方向を１方向に揃える。コンデンサレンズ１３は、ＰＢＳアレイ１２から入射された光に集光作用を付与する。コンデンサレンズ１３を透過した光は、ダイクロイックミラー１４に入射する。

ダイクロイックミラー１４は、コンデンサレンズ１３から入射された光のうち、青色波長域の光（以下、「Ｂ光」という）のみを透過し、赤色波長域の光（以下、「Ｒ光」という）および緑色波長域の光（以下、「Ｇ光」という）を反射する。ダイクロイックミラー１４を透過したＢ光は、ミラー１５に導かれ、そこで反射され、コンデンサレンズ１６に入射される。

コンデンサレンズ１６は、Ｂ光がほぼ平行光で液晶パネル１８に入射するよう、Ｂ光に光学作用を付与する。コンデンサレンズ１６を透過したＢ光は、入射側偏光板１７を介して液晶パネル１８に入射される。液晶パネル１８は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。液晶パネル１８によって変調されたＢ光は、出射側偏光板１９を介して、ダイクロイックプリズム２０に入射される。

ダイクロイックミラー１４によって反射された光のうちＧ光は、ダイクロイックミラー２１によって反射され、コンデンサレンズ２２に入射される。コンデンサレンズ２２は、Ｇ光がほぼ平行光で液晶パネル２４に入射するよう、Ｇ光に光学作用を付与する。コンデンサレンズ２２を透過したＧ光は、入射側偏光板２３を介して液晶パネル２４に入射される。液晶パネル２４は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。液晶パネル２４によって変調されたＧ光は、出射側偏光板２５を介して、ダイクロイックプリズム２０に入射される。

ダイクロイックミラー２１を透過したＲ光は、コンデンサレンズ２６に入射される。コンデンサレンズ２６は、Ｒ光がほぼ平行光で液晶パネル３３に入射するよう、Ｒ光に光学作用を付与する。コンデンサレンズ２６を透過したＲ光は、光路長調整用のリレーレンズ２７，２９，３１と２つのミラー２８，３０とからなる光路を進み、入射側偏光板３２を介して液晶パネル３３に入射される。液晶パネル３３は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動情報に応じてＲ光を変調する。液晶パネル３３によって変調されたＲ光は、出射側偏光板３４を介して、ダイクロイックプリズム２０に入射される。

ダイクロイックプリズム２０は、液晶パネル１８，２４，３３によって変調されたＢ光、Ｇ光およびＲ光を色合成し、投写レンズ３へと入射させる。投写レンズ３は、投写光を被投写面（スクリーン）上に結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズーム状態およびフォーカス状態を調整するためのアクチュエータを備えている。ダイクロイックプリズム２０によって色合成された光は、投写レンズ３によって、スクリーン上に拡大投写される。

（光源装置の構成）
図２は、図１における光源装置１０の構成を説明する図である。図３は、図２の光源装置との比較のために、一般的な光源ランプの構成を示した図である。

図２を参照して、光源装置１０は、固体光源５０と、透光性ロッド５２と、集光レンズ５４と、ダイクロイックミラー５５と、リフレクタ５６と、支持部５８と、蛍光体６０と、蛍光体６０が設置される蛍光体設置部６２とを備える。

固体光源５０は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの固体光源からなり、所定の波長帯域の光を出射する。本発明の実施の形態１では、固体光源５０は、たとえば、発光部である蛍光体６０に向けて紫外光を含むレーザ光を出射する励起用レーザ光源からなる。固体光源５０から出射された光は、透光性ロッド５２の一方の端部に入射されると、透光性ロッド５２の内部を伝搬して透光性ロッド５２の他方の端部から出射される。透光性ロッド５２は、固体光源５０からの出射光の広がりを抑えるものである。

透光性ロッド５２の他方の端部は、リフレクタ５６の頂点部と光学的に接続されている。このリフレクタ５６の頂点部には貫通孔が設けられており、この貫通孔には集光レンズ５４が取付けられている。集光レンズ５４は、透光性ロッド５２の他方の端部に導かれた光を集光してリフレクタ５６の内部に入射する。

リフレクタ５６は、光軸ＡＸの周囲に設けられている。リフレクタ５６は、光軸ＡＸ上に設けられた発光部から出射した光を反射させる反射面を有する。この反射面は、光軸ＡＸを中心として放物線の一部を回転させることにより得られる回転放物面と略同じ形状を有している。リフレクタ５６は、反射面を形成する側の表面に高反射性部材、たとえば誘電体多層膜や金属部材を蒸着させることにより得られる。リフレクタ５６を構成する基材としては、たとえば、耐熱性ガラスが用いられる。

蛍光体６０は、回転放物面と略同じ形状をなすリフレクタ５６の焦点位置に設置される。具体的には、蛍光体６０が設置される蛍光体設置部６２を支持部５８によって支持することにより、蛍光体６０をリフレクタ５６の焦点位置に設置させることができる。

集光レンズ５４は、固体光源５０からの光を、その屈折作用により、リフレクタ５６の焦点位置に集光させる。リフレクタ５６の焦点位置に配された蛍光体６０は、集光レンズ５４により集光された光により励起され、可視波長域の光を発光する。蛍光体６０から出射された光は、リフレクタ５６の反射面に入射する。リフレクタ５６の反射面に入射した光は、ほぼ平行光となって、所定の方向へ出射される。

このように、蛍光体６０は、本発明の実施の形態１に係る光源装置の「発光部」を構成する。本発明の実施の形態１では、蛍光体６０に集光レンズ５４により集光された光を入射することにより、蛍光体６０での励起（波長変換）に有効に利用できる光が増えるため、点光源に近い高効率な発光部を実現することができる。

蛍光体６０は、たとえば、固体光源５０が出射した光のうち、特定の波長域の光（たとえば、紫外光とする）により励起されてＲ光、Ｇ光およびＢ光を発光する蛍光物質を用いて構成される。蛍光物質は、蛍光活性元素イオンとして機能する希土類元素イオンを含有する。希土類元素イオンとしては、ユウロピウム（Ｅｕ）やテルビウム（Ｔｂ）を利用することができる。希土類元素イオンとしてユウロピウムＥｕ^３＋を含む蛍光物質は、２００ｎｍ〜４３０ｎｍの光を吸収して、５７０ｎｍ〜６３０ｎｍ付近の光を発光するので、紫外光または近紫外光を吸収してＲ光を発光することができる。また、ユウロピウムＥｕ^２＋を含む蛍光物質は、２００ｎｍ〜４００ｎｍの光を吸収して、５４０ｎｍ〜５６０ｎｍ付近の光を発光するので、紫外光または近紫外光を吸収してＧ光を発光することができる。また、テルビウムＴｂ^３＋を含む蛍光物質は、３００ｎｍ〜４００ｎｍの光を吸収して、３８０ｎｍ〜４６０ｎｍ付近の光を発光するので、紫外光または近紫外光を吸収してＢ光を発光することができる。

これらの複数の蛍光物質を混合させて蛍光体６０を形成することにより、蛍光体６０は固体光源５０から発せられる紫外光を吸収してＲ光、Ｇ光およびＢ光を発光する。蛍光体６０により発光されたＲ光、Ｇ光およびＢ光が混合されて白色光が生成される。なお、希土類元素イオンの種類や含有量等は、発光したい光の波長域やそのための励起光の波長域に応じて調整することができる。

ここで、蛍光体６０の発光光は、等方性を有する放射光である。そのため、蛍光体設置部６２は、耐熱性ガラスなどの透光性材料からなる基板と、当該基板のリフレクタ５６の頂点部側に配された反射ミラー６１とを有している。蛍光体設置部６２は、リフレクタ５６の開口部に向かって放射される蛍光体６０の発光光を、反射ミラー６１による反射によってリフレクタ５６の頂点部側に導く。なお、反射ミラー６１での反射の後、リフレクタ５６の反射面で発光光の指向性が効率良く被照射面の方向に変換されるように、反射ミラー６１は、平面形状もしくは曲面形状に形成されている。

これにより、蛍光体６０の等方性の発光光を、効率良くリフレクタ５６の反射面に入射させることができる。この結果、光源装置１０の光利用効率を高めることができる。なお、光源装置１０の光利用効率とは、固体光源５０から出射される総光量に対する、リフレクタ５６の開口部から照明光として放射される総光量の比率を示すものである。

また、リフレクタ５６の頂点部に向かって放射される蛍光体６０の発光光が、集光レンズ５４および透光性ロッド５２を通じて固体光源５０に入射するのを抑制するために、集光レンズ５４には、ダイクロイックミラー５５が設けられる。このダイクロイックミラー５５は、蛍光体６０から出射された所定の波長域の光を反射し、他の波長領域の光（紫外光）を透過する。これにより、蛍光体６０の発光光を受けて固体光源５０が熱的に損傷するのを防止することができる。

ここで、プロジェクタに用いられる一般的な光源ランプは、図３に示すように、リフレクタ１１００と、リフレクタ１１００の焦点位置に発光中心を有する発光管１０００とを組合せて構成される。発光管１０００は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する。管球部は、球状に形成されており、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガスおよび少量のハロゲンとを有している。発光管１０００としては、たとえば、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ等が採用されており、リフレクタ１１００は、発光管１０００から放射された光を被照射面側に向けて反射する。

このような光源ランプの発光特性としては、一般的に、可視波長域の色バランスが良く、光強度が大きいことが望まれる。しかしながら、超高圧水銀ランプは、光強度は比較的大きいものの、その発光特性が水銀固有の発光スペクトルを有しており、Ｒ、Ｇ、Ｂの色光の波長域のうち、Ｒ光の波長域の光強度が不足する傾向にある。このため、可視波長域での色バランスが良い照明光を得ることができないという問題があった。

また、光源ランプでは、発光管１０００を高電圧かつ高温に保って使用するため、大きなバラストや冷却装置が必要となり、プロジェクタのシステムが大型化してしまうという問題がある。また、光源ランプの点灯始動時には、まず、高電圧パルスを管球部内に配置された電極に印加し、電極をある程度温めることによってアーク放電に移行させるため、点灯までに時間がかかるという不具合がある。

さらに、光源ランプでは、発光管１０００の発光に伴なう発熱で発光管１０００内の温度が上昇して熱対流が生じ、発光管１０００における重力に対して上方側と下方側とに温度差が生じてしまう。このような温度差が発生した場合には、発光管１０００の内壁に白化または黒化が生じるため、光源ランプの明るさが低下するとともに、光源ランプの寿命が短くなってしまう。このような白化や黒化の現象を発生させないためには、プロジェクタが正置き姿勢、天吊り姿勢の両方の姿勢でも、発光管１０００の上方側と下方側との温度分布が一様となるように冷却風を送風することが必要となり、結果として、プロジェクタの内部に収容する光源ランプの位置が制限されていた。

これに対して、本発明の実施の形態１に係る光源装置１０は、図３の光源ランプの発光管１０００に代えて、蛍光体６０を発光部として用いるとともに、この蛍光体６０の励起光源に固体光源５０を用いる構成としたことにより、光源ランプの形状はそのままに、瞬時点灯を可能とするとともに、低消費電力化および長寿命化を実現することができる。

また、光源装置は光源ランプと略同じ形状であることから、光源ランプを搭載したプロジェクタとの間で筐体やシステムを共用することができる。その結果、光源ランプを搭載したプロジェクタから大きなシステム変更が不要となる。

また、本発明の実施の形態１に係る光源装置は、固体光源５０から出射される励起光を透光性ロッド５２および集光レンズ５４によって蛍光体６０に集光させるため、励起光を蛍光体６０で効率良く可視波長域の光に変換することができる。これにより、高い光利用効率で、容易に色バランスがよい照明光を得ることができる。

また、図２で説明したように、励起光源として低消費電力の励起用レーザ光源を用いるとともに、励起光を透光性ロッド５２などの導光手段を用いてリフレクタ５６の内部に導くことによって励起光源をリフレクタ５６の外部に備える構成としたことにより、発光部を冷却するための大型な冷却装置が不要となり、光源装置を小型化することができる。

さらに、図３に示す光源ランプと比較して、本発明の実施の形態１に係る光源装置は、プロジェクタ内部に収容する際に、発光管内部の温度差に起因した配置位置の制限がなくなるため、光源装置の配置の自由度を高めることができる。この結果、プロジェクタのさらなる小型化を図ることができる。

［実施の形態２］
図４は、この発明の実施の形態２に係る光源装置の構成を説明する図である。

図４を参照して、本発明の実施の形態２に係る光源装置１０ａは、図２に示す光源装置１０と比較して、複数（たとえば、２個とする）の固体光源５０ａ，５０ｂを備える点でのみ異なる。

固体光源５０ａ，５０ｂは、ともに励起用レーザ光源からなり、出射するレーザ光の波長域が互いに異なっている。固体光源５０ａから出射された第１の波長域のレーザ光と、固体光源５０ｂから出射された第２の波長域のレーザ光とは、ともに透光性ロッド５２の一方の端部に入射されると、透光性ロッド５２の内部を伝搬し、透光性ロッド５２の他方の端部に設けられた集光レンズ５４を通じて蛍光体６０に向けて出射される。

蛍光体６０は、第１の波長域の光により励起されてＲ光、Ｇ光およびＢ光のうちの２つ（たとえば、Ｒ光およびＧ光とする）を発光する第１の蛍光物質と、第２の波長域の光により励起されてＲ光、Ｇ光およびＢ光のうちの残りの１つ（たとえばＢ光とする）を発光する第２の蛍光物質とを含む。第１の蛍光物質により発光されたＲ光およびＧ光と、第２の蛍光物質により発光されたＢ光とが混合されることにより、白色光が生成される。

このように、本発明の実施の形態２に係る光源装置１０ａは、波長域が異なる複数のレーザ光を蛍光体６０の励起光として用いることにより、単一の波長域からなるレーザ光を蛍光体励起光として用いる光源装置１０（図２）と比較して、蛍光体６０の励起効率（＝蛍光体６０への励起スペクトルが波長変換されて蛍光スペクトルとして放射される変換効率）を高めることができる。

これは、蛍光体の励起光（たとえば、紫外光）の波長と、蛍光体の発光光の波長との差が小さいほど、蛍光体励起光率が高くなることに基づくものである。すなわち、図４の例では、固体光源５０ａに、Ｒ光およびＧ光の波長域に近い第１の波長域を有するレーザ光を出射する励起用レーザ光源を適用し、かつ、固体光源５０ｂに、Ｂ光の波長域に近い第２の波長域を有するレーザ光を出射する励起用レーザ光源を適用することにより、蛍光体全体としての励起光率を高めることができる。この結果、光源装置１０ａの光利用効率を高めることができる。

なお、図４の光源装置１０ａでは、２種類の固体光源５０ａ，５０ｂの出射光を蛍光体の励起光に使用して、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を得る構成を例示したが、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光のそれぞれに対応して３種類の固体光源を設けるとともに、固体光源ごとに、対応する色光に波長が近くなるように出射するレーザ光の波長を設定する構成とすれば、蛍光体励起光率をより一層高めることができる。

（変更例１）
上述のように、複数の固体光源５０ａ，５０ｂを備える光源装置は、図４に示す光源装置１０ａに代えて、図５に示す光源装置１０ｂによっても実現することができる。

図５は、この発明の実施の形態２の変更例１に係る光源装置の構成を説明する図である。

図５を参照して、本変更例１に係る光源装置１０ｂは、図４に示す光源装置１０ａと比較して、複数（たとえば、２個とする）の固体光源５０ａ，５０ｂが、リフレクタ５６の開口部側に設けられる点で異なっている。

固体光源５０ａおよび５０ｂは、リフレクタ５６の光軸ＡＸに対して対称となる位置に設けられている。固体光源５０ａは、光軸ＡＸに対して垂直な方向に、第１の波長域を持つレーザ光を出射する。固体光源５０ｂは、光軸ＡＸに対して垂直な方向に、第２の波長域を持つレーザ光を出射する。

リフレクタ５６の開口部には、反射ミラー５０ｃが設けられている。反射ミラー５０ｃは、蛍光体６０の発光光が直接的に通過することのない光軸ＡＸ上に配置されている。

固体光源５０ａから出射されたレーザ光は、反射ミラー５０ｃによって光路が略９０°折り曲げられ、蛍光体設置部６２に入射する。同様に、固体光源５０ｂから出射されたレーザ光は、反射ミラー５０ｃによって光路が略９０°折り曲げられ、蛍光体設置部６２に入射する。

蛍光体設置部６２は、リフレクタ５６の頂点部側にダイクロイックミラー６１ｂを有する。ダイクロイックミラー６１ｂは、蛍光体設置部６２に入射されるレーザ光（蛍光体励起光）を透過する一方で、リフレクタ５６の開口部に向かって放射される蛍光体６０の発光光を反射させることによりリフレクタ５６の頂点部側に導くものである。

このような構成としたことにより、本変更例１に係る光源装置１０ｂでは、リフレクタ５６の開口部の外縁に複数個の固体光源を設置することができる。その結果、より高出力の励起光を蛍光体６０に照射することにより、蛍光体６０の発光量を増やすことができる。

なお、本変更例１に係る光源装置１０ｂにおいて、複数の固体光源５０ａ，５０ｂは、図４で述べたような、波長域が互いに異なる複数の励起用レーザ光源で構成してもよく、波長域が同じである複数の励起用レーザ光源で構成してもよい。

また、反射ミラー５０ｃは、図５のようにリフレクタ５６の外部に設ける構成に限らず、リフレクタ５６の内部に設ける構成としてもよい。また、反射ミラー５０ｃは、各固体光源からの光を９０°以外の反射角で反射させて蛍光体６０に導くことも可能である。

（変更例２）
図６は、この発明の実施の形態２の変更例２に係る光源装置の構成を説明する図である。

図６を参照して、本変更例２に係る光源装置１０ｃは、図５に示す光源装置１０ｂにおける反射ミラー５０ｃに代えて、反射ミラー５０ｄおよび５０ｅを備える点でのみ異なる。

反射ミラー５０ｄ，５０ｅは、リフレクタ５６の開口部の外縁に設置される。固体光源５０ａから出射されたレーザ光は、反射ミラー５０ｄによって光路が略９０°折り曲げられ、リフレクタ５６の反射面に入射する。リフレクタ５６の反射面に入射したレーザ光は、さらに光路が折り曲げられて、蛍光体設置部６２へ入射する。同様に、固体光源５０ｂから出射されたレーザ光は、反射ミラー５０ｅによって光路が略９０°折り曲げられ、リフレクタ５６の反射面に入射する。リフレクタ５６の反射面に入射したレーザ光は、さらに光路が折り曲げられて、蛍光体設置部６２へ入射する。

蛍光体設置部６２は、リフレクタ５６の頂点部側にダイクロイックミラー６１ｃを有する。ダイクロイックミラー６１ｃは、蛍光体設置部６２に入射されるレーザ光（蛍光体励起光）を透過する一方で、リフレクタ５６の開口部に向かって放射される蛍光体６０の発光光を反射させることによりリフレクタ５６の頂点部側に導く。

なお、図５に示す本変更例１に係る光源装置１０ｂと、図６に示す本変更例２に係る光源装置１０ｃとを対比して、光源装置１０ｂは、リフレクタ５６の光軸ＡＸ付近に光学部品が配置されることから、リフレクタ５６が回転放物面とほぼ同じ形状の反射面を有していることが望ましい。一方、光源装置１０ｃは、リフレクタ５６の開口部の外縁付近に光学部品が配置されることから、リフレクタ５６が回転楕円面とほぼ同じ形状の反射面を有していることが望ましい。

［実施の形態３］
図７は、この発明の実施の形態３に係る光源装置の構成を説明する図である。

図７を参照して、本発明の実施の形態３に係る光源装置１０ｄは、図２に示す光源装置１０と比較して、固体光源５０が、リフレクタ５６の光軸ＡＸを中心に回転可能に配置されている点で異なる。

具体的には、固体光源５０は、その光軸がリフレクタ５６の光軸ＡＸに略平行となるように配設されている。固体光源５０の光軸は、リフレクタ５６の光軸ＡＸから所定の距離だけ隔てられている。固体光源５０は、リフレクタ５６の光軸ＡＸと一致するように設けられた回転軸５１を有している。この回転軸５１は図示しないモータに接続されており、当該モータが回転軸に対して回転駆動を行なうと、固体光源５０は回転軸５１を中心にして回転する。そして、固体光源５０が回転軸５１を中心にして回転することにより、固体光源５０の光軸は、リフレクタ５６の光軸ＡＸのまわりを回転する。

このように固体光源５０を回転させることにより、固体光源５０から出射され、透光性ロッド５２および集光レンズ５４を通じて蛍光体６０に入射する光の照射位置は、リフレクタ５６の光軸ＡＸを中心とする所定半径の円周上を時間的に移動することとなる。これにより、蛍光体６０の特定の位置に集中的に光が入射されることによって、当該特定の位置が過熱されて蛍光体６０の発光性能が劣化するのを抑制することができる。この結果、光源装置１０ｄを長寿命化することができる。

（変更例１）
図８は、この発明の実施の形態３の変更例１に係る光源装置の構成を説明する図である。

図８を参照して、本変更例１に係る光源装置１０ｅは、図７に示す光源装置１０ｄと比較して、固体光源５０を回転させる回転機構に代えて、偏心レンズ５３を回転させる回転機構を備える点で異なる。

偏心レンズ５３は、透光性ロッド５２と集光レンズ５４との間に設けられる。偏心レンズ５３は、透光性ロッド５２からの入射光を所定角度曲げた方向に出射する光学素子である。偏心レンズ５３の中心には、リフレクタ５６の光軸ＡＸに略平行な回転軸５７が固定されている。この回転軸５７は、偏心レンズ５３の偏心位置に光が入射されるように、リフレクタ５６の光軸ＡＸから所定の距離だけ隔てられている。

回転軸５７は図示しないモータに接続されており、当該モータが回転軸に対して回転駆動を行なうと、偏心レンズ５３は、回転軸５７を中心にして回転する。そして、偏心レンズ５３が回転軸を中心にして回転することにより、偏心レンズ５３からの出射光は、リフレクタ５６の光軸ＡＸのまわりを回転する。この偏心レンズ５３の出射光は、集光レンズ５４を通じて蛍光体６０に入射される。

このように偏心レンズ５３を回転させることにより、固体光源５０から出射され、透光性ロッド５２、偏心レンズ５３および集光レンズ５４を通じて蛍光体６０に入射する光の照射位置は、リフレクタ５６の光軸ＡＸを中心とする所定半径の円周上を時間的に移動する。これにより、蛍光体６０の特定の位置に集中的に光が入射されることによって蛍光体６０が過熱するのを抑制することができるため、光源装置１０ｅを長寿命化することができる。

（変更例２）
図９は、この発明の実施の形態３の変更例２に係る光源装置の構成を説明する図である。

図９を参照して、本変更例２に係る光源装置１０ｆは、図７に示す光源装置１０ｄと比較して、固体光源５０を回転させる回転機構に代えて、蛍光体６０を回転させる回転機構を備える点で異なる。

具体的には、蛍光体６０を設置する蛍光体設置部６２の中心には、リフレクタ５６の光軸ＡＸに略平行な回転軸６３が固定されている。回転軸６３は、リフレクタ５６の光軸ＡＸから所定の距離だけ隔てられている。回転軸６３は図示しないモータに接続されており、当該モータが回転軸６３に対して回転駆動を行なうと、蛍光体設置部６２および蛍光体６０は、回転軸６３を中心にして回転する。

このように蛍光体６０を回転させることにより、固体光源５０から出射され、透光性ロッド５２および集光レンズ５４を通じて蛍光体６０に入射する光の照射位置は、リフレクタ５６の光軸ＡＸを中心とする所定半径の円周上を時間的に移動する。これにより、蛍光体６０の特定の位置に集中的に光が入射されることによって蛍光体６０が過熱するのを抑制できるため、光源装置１０ｆを長寿命化することができる。

［実施の形態４］
図１０は、この発明の実施の形態４に係る光源装置の構成を説明する図である。

図１０を参照して、本発明の実施の形態４に係る光源装置１０ｇは、図９に示す光源装置１０ｆと比較して、固体光源５０および蛍光体６０に代えて、固体光源５０ｇおよび蛍光体６０ｇを備える点で異なる。

固体光源５０ｇは、３つの波長のレーザ光を出射する３波長レーザ光源からなる。具体的には、固体光源５０ｇは、たとえば、単一のパッケージに単波長のレーザ光源を３個搭載して構成される。パッケージに搭載される３つのレーザ光源は所定の距離だけ離れて配置されており、固体光源５０ｇは、３つの異なる波長の平行光を出射する。固体光源５０ｇから出射された３つのレーザ光は、同一の光路を伝搬して蛍光体６０ｇに入射する。このとき、集光レンズ５４は、３つのレーザ光を互いに分離させた状態で蛍光体６０ｇに入射させる。

光源装置１０ｇは、図９に示す光源装置１０ｆと同様に、蛍光体６０ｇを回転させる回転機構を備える。具体的には、蛍光体６０ｇを設置する蛍光体設置部６２の中心には、リフレクタ５６の光軸ＡＸに略平行な回転軸６３が固定されている。回転軸６３は図示しないモータに接続されており、当該モータが回転軸６３に対して回転駆動を行なうと、蛍光体設置部６２および蛍光体６０ｇは、回転軸６３を中心にして回転する。

蛍光体６０ｇを回転させることにより、固体光源５０ｇである３波長レーザ光源から出射され、透光性ロッド５２および集光レンズ５４を通じて蛍光体６０ｇに入射する３つのレーザ光の照射位置は、それぞれ、リフレクタ５６の光軸ＡＸを中心として半径が互いに異なる３つの同心円の円周上を時間的に移動する。これにより、３つのレーザ光がそれぞれ蛍光体６０ｇの特定の位置に集中的に入射されるのを抑制できる。

ここで、本発明の実施の形態４に係る蛍光体６０ｇは、３つの波長が異なるレーザ光を励起光として吸収して、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光をそれぞれ発光する３つの蛍光体から構成されている。図１１は、図１０のＡ方向（光軸方向）から見た蛍光体６０ｇの構成を説明する図である。

図１１を参照して、蛍光体６０ｇは、Ｒ光を発光するＲ光蛍光体６００Ｒと、Ｇ光を発光するＧ光蛍光体６００Ｇと、Ｂ光を発光するＢ光蛍光体６００Ｂとを含む。

Ｒ光蛍光体６００Ｒ、Ｇ光蛍光体６００ＧおよびＢ光蛍光体６００Ｂは、蛍光体設置部６２に設けられた反射ミラー６１の主面上に、図１１に示す配列で並べられている。具体的には、回転軸６３側からＢ光蛍光体６００Ｂ、Ｒ光蛍光体６００Ｒ、Ｇ光蛍光体６００Ｇの順に径方向に隣り合わせとなるように、同心円状に配置される。

上記の構成において、蛍光体６０ｇに入射する３つの異なる波長のレーザ光のうち、第１のレーザ光はＢ光蛍光体６００Ｂに入射し、第２のレーザ光はＲ光蛍光体６００Ｒに入射し、第３のレーザ光はＧ光蛍光体６００Ｇに入射する。

Ｂ光蛍光体６００Ｂは、第１のレーザ光により励起されてＢ光を発光する。Ｒ光蛍光体６００Ｒは、第２のレーザ光により励起されてＲ光を発光する。Ｇ光蛍光体６００Ｇは、第３のレーザ光により励起されてＧ光を発光する。蛍光体６００Ｂ，６００Ｒ，６００Ｇからそれぞれ放射されるＢ光、Ｒ光、Ｇ光は、直接的に、もしくは反射ミラー６１で反射されることにより間接的に、リフレクタ５６の反射面に入射される。リフレクタ５６の反射面に入射した光は、ほぼ平行光となって、所定の方向へ出射される。このとき、Ｒ光、Ｂ光およびＧ光が混色されるため、白色光を得ることができる。

ここで、３波長レーザ光源から出射される３つのレーザ光において、第１のレーザ光は、Ｂ光の波長域に近い波長のレーザ光であり、第２のレーザ光は、Ｒ光の波長域に近い波長のレーザ光であり、第３のレーザ光は、Ｇ光の波長域に近い波長のレーザ光である。このように、蛍光体ごとに、蛍光体が発光する光の波長とそのための励起光の波長との差が小さくなるように、対応するレーザ光の波長を設定することにより、各色蛍光体の励起効率を高めることができる。この結果、光源装置１０ｇの光利用効率を向上できる。

また、図１１に示す蛍光体６０ｇにおいて、Ｒ光蛍光体６００Ｒ、Ｇ光蛍光体６００Ｇ、Ｂ光蛍光体６００Ｂの形状および配列は、各色蛍光体が発光する光の強さ（蛍光発光量）に応じて設定される。これにより、以下に述べるように、色バランスの良い照明光を得るとともに、各色蛍光体の温度上昇による発光性能の劣化を抑制することが可能となる。

光源装置１０ｇは、照明光として、蛍光体６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂがそれぞれ発光するＲ光、Ｇ光、Ｂ光を混色して生成した白色光を出射する。プロジェクタ（図１）から投写される映像の色バランスは、光源装置１０ｇの照明光の色バランスに依存する。

ここで、光源装置１０ｇの照明光の色バランスは、Ｒ、Ｂ、Ｇの蛍光発光量の比率で決まる。なお、蛍光発光量は、各色蛍光体の励起効率などに応じて変化する。たとえば、白色光の照明光を得るためにＲ光、Ｇ光、Ｂ光を混合する比率を３：６：１と想定した場合、Ｒ光蛍光体６００Ｒ、Ｇ光蛍光体６００Ｇ、Ｂ光蛍光体６００Ｂの蛍光発光量の比率を３：６：１に調整することによって、色バランスのよい照明光を照射することができる。

一方、蛍光体の発光光量は、蛍光体が受ける励起光が強くなるに従って、すなわち、レーザ光源の出力光量が大きくなるに従って大きくなる。そのため、上述した比率（３：６：１）を実現するためには、Ｇ光励起用のレーザ光源の出力光量を、Ｒ光およびＢ光励起用のレーザ光源の出力光量よりも大きくする必要がある。そのため、蛍光体６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂの間では発熱量に不均一が生じ、上述した場合ではＧ光蛍光体６００Ｇの発熱量が最大となる。したがって、Ｇ光蛍光体６００Ｇは、Ｒ光蛍光体６００ＲおよびＢ光蛍光体６００Ｂと比べて、性能が劣化しやすくなる。

このような不具合を解消するため、蛍光体６０ｇでは、発熱量が最も大きいＧ光蛍光体６００Ｇを外周側に配置するとともに、Ｒ光蛍光体６００ＲおよびＢ光蛍光体６００Ｂを内周側に配置している。これにより、蛍光体６０ｇを所定の回転速度で回転させたとき、Ｇ光励起用のレーザ光の照射位置の単位時間あたりの移動量は、Ｒ光励起用のレーザ光およびＢ光励起用のレーザ光の単位時間あたりの移動量よりも大きくなる。したがって、各色蛍光体の発熱量を単位面積あたりの発熱量に換算したときに、蛍光体６００Ｒ，６００Ｂ，６００Ｇの間で単位面積あたりの発熱量のばらつきをなくすことができる。この結果、各色蛍光体の温度上昇を抑えながら、色バランスの良い照明光を得ることができる。

［実施の形態５］
図１２は、この発明の実施の形態５に係る光源装置を搭載したプロジェクタの構成を説明する図である。

図１２を参照して、本発明の実施の形態５に係るプロジェクタは、図１に示すプロジェクタと比較して、複数（たとえば、４個とする）の光源装置１０を搭載した多灯式プロジェクタである点で異なる。なお、４個の光源装置１０は、いずれも図２で説明した光源装置１０と同一の構造を有している。

図１２において、４個の光源装置１０は、図中のＸ方向に２個ずつ対向して配置されている。対向する２個の光源装置１０の間には、反射ミラー８が設置されている。反射ミラー８は、各光源装置１０から出射される光を、フライアイインテグレータ１１へ導く。

上述したように、光源装置１０は、超高圧水銀ランプなどの光源ランプ（図３）と略同じ形状であるため、図１に示した単灯式のプロジェクタのみならず、図１２に示すような多灯式のプロジェクタにおいても、光源ランプを搭載したプロジェクタとの間で、筐体およびシステムを共用することができる。したがって、高輝度のプロジェクタを低コストに構築することができる。

また、プロジェクタ内部に収容される光源装置１０の位置に制限がないことから、図１２に示すような配置以外の配置とすることも可能である。

［実施の形態６］
図１３は、この発明の実施の形態６に係る光源装置の構成を説明する図である。

図１３を参照して、本発明の実施の形態６に係る光源装置１０ｈは、図９に示す光源装置１０ｆと比較して、蛍光体６０に代えて、蛍光体６０ｈを備える点でのみ異なる。

光源装置１０ｈは、図９に示す光源装置１０ｆと同様に、蛍光体６０ｈを回転させる回転機構を備える。具体的には、蛍光体６０ｈを設置する蛍光体設置部６２の中心には、リフレクタ５６の光軸ＡＸに平行な回転軸６３が固定されている。回転軸６３は、リフレクタ５６の光軸ＡＸから所定の距離だけ隔てられている。回転軸６３は図示しないモータに接続されており、当該モータが回転軸６３に対して回転駆動を行なうと、蛍光体設置部６２および蛍光体６０ｈは、回転軸６３を中心にして回転する。

蛍光体６０ｈを回転させることにより、固体光源５０である励起用レーザ光源から出射され、透光性ロッド５２および集光レンズ５４を通じて蛍光体６０ｈに入射するレーザ光の照射位置は、それぞれ、リフレクタ５６の光軸ＡＸを中心とする所定の半径の円周上を時間的に移動する。

本発明の実施の形態６に係る蛍光体６０ｈは、レーザ光を励起光として吸収して、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を時分割に発光する３つの蛍光体から構成されている。

図１４は、光軸方向（図１３のＡ方向）から見た蛍光体６０ｈの構成を説明する図である。

図１４を参照して、蛍光体６０ｈは、Ｒ光蛍光体６２０Ｒと、Ｇ光蛍光体６２０Ｇと、Ｂ光蛍光体６２０Ｂとを含む。

Ｒ光蛍光体６２０Ｒ、Ｇ光蛍光体６２０ＧおよびＢ光蛍光体６２０Ｂは、蛍光体設置部６２の反射ミラー６１の主面上に、図１４に示す配列で並べられる。具体的には、扇形形状のＲ光蛍光体６２０Ｒ、Ｇ光蛍光体６２０ＧおよびＢ光蛍光体６２０Ｂが回転軸６３を中心とする円周方向に並べて配置される。

上記の構成において、蛍光体６０ｈが回転軸６３を中心にして回転することにより、蛍光体６０ｈに入射するレーザ光の照射位置は、Ｒ光蛍光体６２０Ｒ、Ｇ光蛍光体６２０Ｇ、Ｂ光蛍光体６２０Ｂの順に周期的に変化する。この結果、蛍光体６０ｈは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に周期的に発光・放射する。蛍光体６０ｈから周期的に放射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、直接的に、もしくは反射ミラー６１により反射されて間接的に、リフレクタ５６の反射面に入射される。リフレクタ５６の反射面に入射した光は、ほぼ平行光となって、所定の方向へ出射される。このとき、リフレクタ５６の開口部からは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光がその順に周期的に出射される。

以上のように、本発明の実施の形態６によれば、蛍光体６０ｈを回転軸６３を中心として回転可能とし、かつ、蛍光体６０ｈの回転方向に、Ｒ光蛍光体６２０Ｒ、Ｇ光蛍光体６２０ＧおよびＢ光蛍光体６２０Ｂを順に配列することにより、光源ランプ（図３）の形状はそのままに、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に時分割に出射することが可能な光源装置を実現することができる。したがって、本発明の実施の形態６に係る光源装置を利用することにより、時分割方式のプロジェクタを簡易かつ小型に構築することができる。また、このようなプロジェクタにおいても、光源装置は光源ランプと略同じ形状であることから、光源ランプを搭載したプロジェクタとの間で筐体やシステムを共用することができるため、当該プロジェクタからの大幅なシステム変更が不要となる。

なお、蛍光体６０ｈにおいて、３色の色光の出射の順番は、蛍光体６０ｈの構成に応じて任意である。また、出射する色光はＲ，Ｇ，Ｂの３色に限定されるものではなく、４色以上の色光を周期的に出射することも可能である。たとえば、図１４に示す蛍光体６０ｈにおいて、回転方向に黄色波長帯域の光（以下、「Ｙｅ光」という）を蛍光発光するＹｅ蛍光体をさらに配列する構成とすることにより、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光を順に周期的に出射することができる。あるいは、シアン（Ｃｙ）やマゼンタ（Ｍｇ）の色光を発光する蛍光体を配列すれば、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃｙ，Ｍｇの色光を順に出射することができる。

また、蛍光体６０ｈにおいて、Ｒ光蛍光体６２０Ｒ、Ｇ光蛍光体６２０Ｇ、Ｂ光蛍光体６２０Ｂの形状は、各色蛍光体が発光する光の強さ（蛍光光束）に応じて設定される。具体的には、白色光の照明光を得るためにＲ光、Ｇ光、Ｂ光を混合する比率を３：６：１と想定した場合、Ｒ光蛍光体６００Ｒ、Ｇ光蛍光体６００Ｇ、Ｂ光蛍光体６００Ｂが有する角度範囲の比率を３：６：１に調整することによって、白色光の照明光を照射することができる。この結果、色バランスのよい映像を表示することができる。

［実施の形態７］
図１５は、本発明の実施の形態７に係る光源装置および当該光源装置を搭載したプロジェクタの光学エンジンの構成を説明する図である。

図１５を参照して、本発明の実施の形態７に従う光学エンジン２ｉは、光源装置１０ｉと、透光性ロッド８０と、リレー光学系８２と、光変調素子８４と、投写レンズ３とを備える。光源装置１０ｉ、透光性ロッド８０と、リレー光学系８２とは、光軸ＡＸに沿って順に配置されている。

光源装置１０ｉは、図１３に示す光源装置１０ｈと比較して、リフレクタ５６に代えて、リフレクタ５６ｉを有する点でのみ異なる。

リフレクタ５６ｉは、光軸ＡＸを中心として楕円を回転させることにより得られる回転楕円面とほぼ同じ形状の反射面を有する。蛍光体６０ｈは、回転楕円面状をなすリフレクタ５６Ｉの楕円を定義する焦点の一つである第１焦点に設置される。具体的には、蛍光体設置部６２を支持部（図示せず）によって支持することにより、蛍光体６０ｈをリフレクタ５６ｉの第１焦点に設置させることができる。

蛍光体６０ｈを設置する蛍光体設置部６２の中心には、リフレクタ５６ｉの光軸ＡＸに平行な回転軸６３が固定されている。回転軸６３は、リフレクタ５６の光軸ＡＸから所定の距離だけ隔てられている。回転軸６３は図示しないモータに接続されており、当該モータが回転軸６３に対して回転駆動を行なうと、蛍光体設置部６２および蛍光体６０ｈは、回転軸６３を中心にして回転する。

蛍光体６０ｈは、図１４で説明したように、レーザ光を励起光として吸収して、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光を時分割に発光する３つの蛍光体６２０Ｒ，６２０Ｇ，６２０Ｂから構成される。具体的には、扇形形状のＲ光蛍光体６２０Ｒ、Ｇ光蛍光体６２０ＧおよびＢ光蛍光体６２０Ｂが回転方向に並べて配置される。蛍光体６０ｈが回転軸６３を中心にして回転することにより、蛍光体６０ｈに入射するレーザ光の照射位置は、Ｒ光蛍光体６２０Ｒ、Ｇ光蛍光体６２０Ｇ、Ｂ光蛍光体６２０Ｂの順に周期的に変化する。これにより、蛍光体６０ｈは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に周期的に発光・放射する。

蛍光体６０ｈから周期的に放射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、直接的に、もしくは反射ミラー６１により反射されて間接的に、リフレクタ５６ｉの反射面に入射される。リフレクタ５６ｉの反射面に入射した光は、反射面により反射されて楕円の第２焦点へ向けて新興する。反射面を回転楕円面とほぼ同じ形状とすることにより、第１焦点上の発光点から反射面へ入射した光を、第２焦点へ向かう方向へ効率良く進行させることができる。

反射面の第２焦点へ進行した光は、透光性ロッド８０の一方の端部に入射されると、透光性ロッド８０の内部を伝搬して透光性ロッド８０の他方の端部から出射される。

リレー光学系８２は、入射側レンズと、リレーレンズと、出射側レンズとを含む。透光性ロッド８０から出射された光は、入射側レンズ、リレーレンズおよび出射側レンズを介して、光変調素子８４の光入射面に導かれる。なお、リレー光学系８２の構成は、これに限定されるものではない。

光変調素子８４は、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）（ＴＩ社の登録商標）であり、複数の微小ミラーによって構成されている。複数の微小ミラーは可動式であり、各微小ミラーが基本的に１画素に相当する。光変調素子８４は、図示しない制御部に制御されて各微小ミラーの角度を変更することによって、リレー光学系８２から受けた光を投写レンズ３側に反射するか否かを切替える。このように各微小ミラーを駆動して反射角度を変更することによって出射光の輝度を変調する。

光変調素子８４は、蛍光体６０ｈが回転することによってＲ光、Ｇ光、Ｂ光が順に出射されるタイミングに同期して、各微小ミラーを制御する。すなわち、蛍光体６０ｈによる色光の発生タイミングと同期して、画像に基づく光に付す強弱の変化（模様）を切替える。

光変調素子８４で反射された色光は、投写レンズ３を経てスクリーン（図示せず）に投写される。スクリーンには、蛍光体６０ｈの回転に応じて、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光による画像が順に投写される。スクリーン上に順に投写される各色の色光による画像は、人間の目には、それらの色光による画像が重ね合わされて生成されるカラー画像として認識される。

以上のように、この発明の実施の形態７によれば、光源装置１０ｉは、光源ランプの形状はそのままに、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に時分割に出射可能となることから、時分割方式のプロジェクタを簡易かつ小型に構築することができる。また、このようなプロジェクタにおいても、光源装置は光源ランプと略同じ形状であることから、光源ランプを搭載したプロジェクタとの間で筐体やシステムを共用することができるため、当該プロジェクタからの大幅なシステム変更が不要となる。

（変更例）
図１６は、この発明の実施の形態７の変更例に係る光源装置の構成を説明する図である。本変更例に係る光源装置１０ｊは、以下に述べるように、Ｒ，Ｇ，Ｂ光を時分割に出射可能な光源装置である。したがって、上述した光源装置１０ｉに代えて、図１５に示すプロジェクタの光学エンジンに適用することができる。

図１６を参照して、本変更例に係る光源装置１０ｊは、図２に示す光源装置１０と比較して、３個の固体光源５０ｊ，５０ｋ，５０ｌを備える点でのみ異なる。

固体光源５０ｊ，５０ｋ，５０ｌは、ともに励起用レーザ光源からなり、出射するレーザ光の波長域が互いに異なっている。固体光源５０ｊから出射された第１の波長域のレーザ光と、固体光源５０ｋから出射された第２の波長域のレーザ光と、固体光源５０ｌから出射された第３の波長域のレーザ光とは、ともに透光性ロッド５２の一方の端部に入射されると、透光性ロッド５２の内部を伝搬し、透光性ロッド５２の他方の端部に設けられた集光レンズ５４を通じて蛍光体６０に向けて出射される。

蛍光体６０は、第１の波長域の光により励起されてＲ光を発光する第１の蛍光物質と、第２の波長域の光により励起されてＧ光を発光する第２の蛍光物質と、第３の波長域の光により励起されてＢ光を発光する第３の蛍光物質とを含む。

以上のような構成において、３個の固体光源５０ｊ，５０ｋ，５０ｌは、図示しない点灯制御部により、時分割で点灯させるように制御される。具体的には、点灯制御部は、固体光源５０ｊを第１の期間点灯させた後、固体光源５０ｋを第２の期間点灯させる。そして、固体光源５０ｋを第２の期間点灯させた後、固体光源５０ｌを第３の期間点灯させる。すなわち、点灯制御部は、固体光源５０ｊ、固体光源５０ｋ、固体光源５０ｌの順に周期的に点灯させる。これにより、蛍光体６０には、第１の波長域の光、第２の波長域の光、第３の波長域の光が、その順に周期的に入射される。

蛍光体６０では、第１の蛍光物質、第２の蛍光物質、第３の蛍光物質が、第１の波長域の光、第２の波長域の光、第３の波長域の光をそれぞれ吸収して、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に周期的に発光・放射する。蛍光体６０から周期的に放射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、直接的に、もしくは反射ミラー６１により反射されて間接的に、リフレクタ５６の反射面に入射される。よって、リフレクタ５６の開口部からは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光がその順に周期的に出射される。

以上に述べたように、本変更例によれば、波長域が異なる３個の励起用レーザ光源を、時分割で点灯制御することにより、光源ランプの形状はそのままに、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を時分割に出射することが可能な光源装置を実現することができる。

また、本変更例によれば、上記の蛍光体６０に含まれる第１の蛍光物質、第２の蛍光物質、第３の蛍光物質は時分割で切換えられて発光することから、蛍光体６０にかかる熱的負荷が分散される。これにより、蛍光体６０への励起光の照射位置を移動させるための回転機構が不要となる。

また、本変更例に係る光源装置１０ｊにおいては、点灯制御において固体光源５０ｊ，５０ｋ，５０ｌを点灯させる期間の比率を変えることによって、複数の色の照明光を自在に照射することが可能となる。

たとえば、固体光源５０ｊを点灯させる第１の期間、固体光源５０ｋを点灯させる第２の期間、固体光源５０ｌを点灯させる第３の期間の比率を３：６：１とすることにより、白色光の照明光を得ることができる。これに対して、上記期間の比率を５：３：２にすれば、赤みがかった照明光を生成することができる。したがって、表示する画像が要求する色再現性に応じて上記期間の比率を調整する構成とすることにより、色の階調表現が重視される画像を表示する場合においても、それぞれの画像に適した色の再現を行なうことが可能となる。

［実施の形態８］
図１７は、この発明の実施の形態８に係るプロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。

図１７を参照して、プロジェクタは、光源から入射した照明光を反射型の光変調素子を用いて反射光として変調するタイプのプロジェクタであって、光学エンジン２ｋと、投写レンズ３とを備え、その外郭を筐体（図示せず）で覆われている。なお、プロジェクタは、スピーカ等の音声を出力するための構成要素や、光学エンジン２ｋの構成要素および音声出力手段を電気的に制御するための回路基板なども搭載されているが、図１７では、これらを含む一部の構成要素の図示は省略されている。

光学エンジン２ｋは、Ｂ光を発光する第１ＬＥＤ１０４と、Ｒ光を発光する第２ＬＥＤ１０６と、光源装置１０ｋとを備える。

第１ＬＥＤ１０４は、たとえばＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系または酸化亜鉛系等の材料を用いて構成され、Ｂ光（波長はたとえば４３０〜４７０ｎｍ）を発光する。

第２ＬＥＤ１０６は、たとえばＧａＰ系、ＡｌＧａＡｓ混色系等の材料を用いて構成され、のＲ光（波長はたとえば５８０〜７８０ｎｍ）を発光する。

光源装置１０ｋは、蛍光体励起用光源として紫外光を含むレーザ光を出射する励起用レーザ光源１０２と、集光レンズ１０８と、蛍光体回転ドラム１１０ｋとを含む。光源装置１０ｋにおいて、蛍光体回転ドラム１１０ｋには、後述するように、紫外光を吸収してＧ光を発光する蛍光体が塗布されている。蛍光体回転ドラム１１０ｋから放射されるＧ光は、集光レンズ１１２に入射される。

第１ＬＥＤ１０４からのＢ光は、集光レンズ１１６を介して、ダイクロイックプリズム１１４に入射される。第２ＬＥＤ１０６からのＲ光は、集光レンズ１１８を介して、ダイクロイックプリズム１１４に入射される。光源装置１０ｋからのＧ光は、集光レンズ１１２を介して、ダイクロイックプリズム１１４に入射される。

なお、第１ＬＥＤ１０４、第２ＬＥＤ１０６および光源装置１０ｋは、図示しない制御部の制御により、時分割で切替えて駆動される。これにより、ダイクロイックプリズム１１４には、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が時分割で入射される。

ダイクロイックプリズム１１４は、集光レンズ１１６，１１８，１１２を介して時分割で入射されたＢ光、Ｒ光およびＧ光を、透光性ロッド８０の一方の端部へと入射させる。Ｂ光、Ｒ光およびＧ光は、透光性ロッド８０の内部を伝搬して透光性ロッド８０の他方の端部から出射される。透光性ロッド８０は、不均一な強度分布を有する光束を略均一な強度分布を有する光束に変換するインテグレータ光学系の機能を有している。

リレー光学系８２は、入射側レンズと、リレーレンズと、出射側レンズとを含む。透光性ロッド８０から出射された光束は、リレー光学系８２およびミラー１２６を介して、ＤＭＤ１２４に導かれる。なお、リレー光学系８２およびミラー１２６の構成は、これに限定されるものではない。すなわち、リレー光学系８２およびミラー１２６は、透光性ロッド８０から出射された略均一な光束をＤＭＤ１２４に結像させる機能を有する構成であればよい。

ＤＭＤ１２４は、複数の微小ミラーによって構成されている。複数の微小ミラーは可動式であり、各微小ミラーが基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ１２４は、図示しない制御部に制御されて、各微小ミラーの角度を変更することによって、リレー光学系８２からミラー１２６を介して受けた光を投写レンズ３側に反射するか否かを切替える。このように各微小ミラーを駆動して反射角度を変更することによって出射光の輝度を変調する。

ＤＭＤ１２４は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が順に照射されるタイミングに同期して、各微小ミラーの傾斜角度が制御される。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光の発光タイミングと、それぞれの色光に対応するＤＭＤ駆動信号がＤＭＤ１２４へ出力されるタイミングとは、同期している。

ＤＭＤ１２４で反射された色光は、投写レンズ３を経てスクリーン（図示せず）に投写される。スクリーンには、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光による画像が順に投写される。スクリーン上に順に投写される各色の色光による画像は、人間の目には、それらの色光による画像が重ね合わされて生成されるカラー画像として認識される。

（光源装置の構成）
以下に、図面を参照して、本実施の形態に係る光学エンジン２ｋに搭載される光源装置１０ｋの構成について説明する。図１８は、図１７における光源装置１０ｋの構成を説明する図である。

図１７において、光源装置１０ｋは、励起用レーザ光源１０２と、集光レンズ１０８と、蛍光体回転ドラム１１０ｋとを備える。

励起用レーザ光源１０２は、紫外光を含むレーザ光を出射する。集光レンズ１０８は、励起用レーザ光源１０２から出射した光を集光させる。具体的には、励起用レーザ光源１０２から出射した光は、集光レンズ１０８での屈折作用により、蛍光体回転ドラム１１０ｋの外周面にて集光する。これにより、蛍光体回転ドラム１１０ｋにおける蛍光体の励起に有効利用できる光を効率良く供給することができる。

図１８を参照して、蛍光体回転ドラム１１０ｋは、励起用レーザ光源１０２の光軸と直交する回転軸３００と、回転軸３００を中心に回転自在な回転体２００ｋとを含む。

回転軸３００は、図示しないモータに接続される。当該モータを回転駆動することにより、回転体２００ｋが回転軸３００を中心として回転する。回転体２００ｋは、耐熱性ガラス等を基材として中空円筒状に形成されており、その外周面に、励起用レーザ光源１０２から出射された光を受ける。

このように回転体２００ｋを回転させることにより、回転体２００ｋの外周面上に配された蛍光体（図中の斜線部分に相当）に入射する光の照射位置は回転軸３００を中心とする円周上を時間的に移動することとなる。これにより、蛍光体の特定の位置に集中的に光が入射されることによって、当該特定の位置が過熱されて損傷するのを抑制することができる。この結果、光源装置１０ｋを長寿命化することができる。

図１９は、図１８における回転体２００ｋの構成を説明する図である。図１９（ａ）は、回転軸３００に垂直な方向の断面図であり、図１９（ｂ）は、回転体２００ｋの外周部の拡大図である。

図１９（ａ）を参照して、回転体２００ｋは、円筒状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上に、円周方向に所定の角度範囲を有して配置される蛍光体２２０と、ダイクロイック膜２３０とを含む。

蛍光体２２０は、励起用レーザ光源１０２が出射した特定の波長域の光（たとえば、紫外光とする）により励起された可視光を発光する。紫外励起の蛍光体は、紫外発光素子（励起用レーザ光源１０２に相当）から出射される２００〜４００ｎｍの紫外光／近紫外光を吸収して励起され、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のスペクトル、もしくはそれらのスペクトルが混在した白色光の可視光を発光・放射する。

蛍光体は、蛍光活性元素イオンとして機能する希土類元素イオンを含有する。希土類元素イオンとしては、ユウロピウム（Ｅｕ）やテルビウム（Ｔｂ）を利用することができる。希土類元素イオンとしてユウロピウムＥｕ^３＋を含む蛍光体は、２００ｎｍ〜４３０ｎｍの光を吸収して、５７０ｎｍ〜６３０ｎｍ付近の光を発光するので、紫外光または近紫外光を吸収してＲ光を発光することができる。また、ユウロピウムＥｕ^２＋を含む蛍光体は、２００ｎｍ〜４００ｎｍの光を吸収して、５４０ｎｍ〜５６０ｎｍ付近の光を発光するので、紫外光または近紫外光を吸収してＧ光を発光することができる。また、テルビウムＴｂ^３＋を含む蛍光体は、３００ｎｍ〜４００ｎｍの光を吸収して、３８０ｎｍ〜４６０ｎｍ付近の光を発光するので、紫外光または近紫外光を吸収してＢ光を発光することができる。図１７のように、Ｇ光の単色光を得る場合には、上記の蛍光体を用いることにより、色純度の高い発光スペクトルを得ることができる。

ダイクロイック膜２３０は、透光性基材２１０の内周面上に蛍光体２２０と対向する位置に配置される。ダイクロイック膜２３０は、励起用レーザ光源１０２から出射される励起光（紫外光）を透過する一方で、蛍光体２２０が発光する可視光を反射する可視光反射部材である。

図１９（ｂ）には、図１８（ａ）中に破線で囲んだ領域ＲＧＮ１の拡大図を示す。図１９（ｂ）に示すように、蛍光体２２０には、ダイクロイック膜２３０および透光性基材２１０を透過した励起光（紫外光）が入射される。蛍光体２２０は、この紫外光を吸収してＧ光を発光する。このとき、蛍光体２２０の発光光は、等方性を有する放射光であるため、回転体２００ｋの径方向の外側に向かう光以外に、径方向の内側に向かう光も発生する。ダイクロイック膜２３０は、この径方向の内側に向かう光を反射するように形成されている。そのため、蛍光体２２０の発光光を、効率良く集光レンズ１１２（図１８）に入射させることができ、光源装置１０ｋの光利用効率を高めることができる。なお、光源装置１０ｋの光利用効率とは、励起用レーザ光源１０２から出射される総光量に対する、蛍光体２２０から照明光として放射される総光量の比率を示すものである。

また、図１７で示したように、集光レンズ１０８で集光した励起光を蛍光体２２０に入射する構成としたことにより、蛍光体２２０での励起（波長変換）に有効に利用できる光が増えるため、点光源に近い発光部を実現することができる。その結果、光利用効率が向上する。

一般に、光源装置の光源系と、光変調素子等の表示装置の表示系とを含めた光学エンジンにおいては、光源系や表示系で有効に利用できる光束範囲の空間的な広がりを表す指標として、面積と立体角との積で表現したエテンデュー（Etendue）が知られている。光源系のエテンデューは、その値が小さいほど、光源からの放射光束が狭い放射立体角の中に収束することになるため、表示系で有効利用できる光線角度範囲の中に光源系からの放射光が収まる率が高くなり、その結果、光学エンジン全体での光利用効率が向上する。

光源系のエテンデューは、発光部の面積に比例することから、光源系の光利用効率を高めるためには、光源系の発光面積をできるだけ小さくすることが必要となる。本発明の実施の形態８に係る光源装置では、集光レンズ１０８が励起光を蛍光体２２０に集光するため、蛍光体２２０における発光面積を小さくすることができる。これにより、エテンデューの値を小さく抑えることができるため、光利用効率が向上する。

なお、励起光としてのレーザ光には、蛍光体２２０の発光する光よりも波長の短いものが適用される。これは、励起光の波長が蛍光体の発光光の波長よりも短いときと比較して、光の取り出し効率が高くなることに基づいている。本実施の形態８では、紫外光を蛍光体の励起光として用いているが、発光させたい色光よりも波長が短い限りにおいて、励起光はこれに限定されるものではない。

本実施の形態８において、蛍光体２２０は、図１９（ａ）に示すように、透光性基材２１０の外周面上に、円周方向に所定の角度範囲（たとえば１８０°とする）を有して配置される。したがって、回転体２００ｋを回転させたとき、蛍光体２２０は、その角度範囲に応じた発生タイミングでＧ光を発光する。図１９（ａ）の例では、蛍光体２２０は、回転体２００ｋの回転周波数の略２倍の周波数でＧ光を発光する。したがって、たとえばプロジェクタのフレーム周波数を６０Ｈｚとしたとき、Ｒ，Ｇ，Ｂの色光による画像を順に投写して１フレーム分の画像を表示するためには、回転体２００ｋの回転周波数を１２０Ｈｚ以上に設定することが望ましい。

再び図１８を参照して、蛍光体２２０から出射されたＧ光は、集光レンズ１１２で再度集光された後に、ダイクロイックプリズム１１４（図１）を介して透光性ロッド８０に入射される。透光性ロッド８０から出射した、第１ＬＥＤ１０４からのＢ光、第２ＬＥＤ１０６からのＲ光および蛍光体２２０からのＧ光は、ＤＭＤ１２４（図１７）に照射される。

以上のように、この発明の実施の形態８によれば、固体光源から出射される励起光を蛍光体に集光させることにより、蛍光体で効率良く波長変換することができるとともに、蛍光体で発光した光を効率良く出射側に向かわせることができる。したがって、光利用効率を高めることができ、照明光の輝度が向上する。この結果、高輝度かつ高効率な光源装置を実現することができる。

また、回転体を回転させることにより、回転体の外周面上に配された蛍光体に入射する光の照射位置が時間的に移動するため、蛍光体の熱的損傷が抑えられるため、光源装置を長寿命化することができる。

さらに、励起光の光軸と直交する回転軸を中心として蛍光体回転ドラムを回転させるため、カラーホイールと比較して回転軸方向が異なるため、蛍光体のサイズを、光軸に垂直な方向に小さくすることができる。よって、光源装置の小型化を図ることができる。

なお、上述した実施の形態８では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のうちＧ光のみを蛍光発光する構成を例示したが、これは、白色光を得るためのＲ光、Ｇ光、Ｂ光の混合比率は、たとえば１：２：１のように、Ｇ光の輝度を他の色光よりも高くする必要があることに基づいている。すなわち、本実施の形態８に係る光源装置では、Ｇ光を蛍光発光することにより効率良くＧ光で高輝度を得ている。なお、実施の形態８の構成に代えて、Ｇ光とＢ光およびＲ光のうちの一方とを蛍光発光し、Ｂ光およびＲ光のうちの他方をＬＥＤにより発光させる構成としてもよい。

［実施の形態９］
図２０は、この発明の実施の形態９に係る光学エンジン２ｌの構成を説明する図である。

図２０を参照して、本発明の実施の形態９に係る光学エンジン２ｌは、図１７に示す光学エンジン２ｋと比較して、第１ＬＥＤ１０４、第２１０６および光源装置１０ｋの組合せに代えて、単一の光源装置１０ｌを備える点で異なる。

光源装置１０ｌは、複数の励起用レーザ光源１０２と、集光レンズ１０８と、蛍光体回転ドラム１１０ｌとを備える。

複数（たとえば６個とする）の励起用レーザ光源１０２は、所定の距離だけ離れて配置されており、各々が紫外光を含むレーザ光を出射する。

集光レンズ１０８は、各励起用レーザ光源１０２に対応して設けられている。集光レンズ１０８は、対応する励起用レーザ光源１０２から出射した光を集光して蛍光体回転ドラム１１０ｌに入射させる。

蛍光体回転ドラム１１０ｌは、複数の励起用レーザ光源１０２から出射された光を受けてＲ光、Ｇ光、Ｂ光のいずれかをそれぞれ発光する複数（たとえば６個）の蛍光部を含む。複数の蛍光部は、後述するように、各々の外周面上に蛍光体が塗布された複数の回転リングを、回転軸方向に配列させることにより形成される。

このような構成において、励起用レーザ光源１０２から出射した光は、集光レンズ１０８での屈折作用により、対応する回転リング（蛍光部）の外周面にて集光する。これにより、蛍光部ごとに蛍光体の励起に有効利用できる光を効率良く供給することができる。

複数の回転リングから放射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、集光レンズ１１２に入射される。集光レンズ１１２は、入射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光を集光して透光性ロッド８０の一方の端部へと入射させる。

（光源装置の構成）
以下に、図面を参照して、本実施の形態９に係る光学エンジン２ｌに搭載される光源装置１０ｌの構成について説明する。図２１は、図２０における光源装置１０ｌの構成を説明する図である。

図２１を参照して、蛍光体回転ドラム１１０ｌは、複数の励起用レーザ光源１０２の光軸と直交する回転軸３００と、回転軸３００を中心に回転自在な回転体２００ｌとを含む。

回転軸３００は、図示しないモータに接続される。当該モータを回転駆動することにより、回転体２００ｌが回転軸３００を中心として回転する。回転体２００ｌは、耐熱性ガラス等を基材として中空円筒状に形成されており、その外周面に、複数の励起用レーザ光源１０２から出射された光を受ける。

このように回転体２００ｌを回転させることにより、回転体２００ｌの外周面上に配された蛍光体（図中の斜線部分に相当）に入射する光の照射位置は回転軸３００を中心とする円周上を時間的に移動することとなる。これにより、蛍光体の特定の位置に集中的に光が入射されることによって、当該特定の位置が過熱されて損傷するのを抑制することができる。この結果、光源装置１０ｌを長寿命化することができる。

（回転体の構成）
以下に、図面を参照して、図２１における回転体２００ｌの構成について説明する。

本実施の形態９において、回転体２００ｌは、各々の外周面上に蛍光体が塗布された複数の回転リングを含む。複数の回転リングは、回転軸方向に並設される。図２２に示すように、複数の回転リングは、Ｒ光蛍光部としてのＲ光回転リング２１０Ｒと、Ｇ光蛍光部としてのＧ光回転リング２１０Ｇと、Ｂ光蛍光部としてのＢ光回転リング２１０Ｂとからなる。

Ｒ光回転リング２１０Ｒ、Ｇ光回転リング２１０Ｇ、Ｂ光回転リング２１０Ｂは、その順で回転軸方向に並設されている。本実施の形態９では、Ｒ光回転リング２１０Ｒ、Ｇ光回転リング２１０Ｇ、Ｂ光回転リング２１０Ｂはその順に、各２個ずつ配列されている。

図２２は、回転リングの配列方向と垂直となる面を切り口とした回転リングごとの断面図である。

図２２を参照して、Ｒ光回転リング２１０Ｒは、円環状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上に、円周方向に所定の角度範囲を有して配置されるＲ光蛍光体２２０Ｒと、ダイクロイック膜２３０とを含む。

Ｒ光蛍光体２２０Ｒは、紫外光を吸収してＲ光を発光する。ダイクロイック膜２３０は、透光性基材２１０の内周面上にＲ光蛍光体２２０Ｒと対向する位置に配置される。ダイクロイック膜２３０は、Ｒ光回転リング２１０Ｒに対応する励起用レーザ光源１０２から出射される紫外光を透過する一方で、Ｒ光蛍光体２２０Ｒが発光するＲ光を反射する。

Ｇ光回転リング２１０Ｇは、円環状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上に、円周方向に所定の角度範囲を有して配置されるＧ光蛍光体２２０Ｇと、ダイクロイック膜２３０とを含む。

Ｇ光蛍光体２２０Ｇは、紫外光を吸収してＧ光を発光する。ダイクロイック膜２３０は、透光性基材２１０の内周面上にＧ光蛍光体２２０Ｇと対向する位置に配置される。ダイクロイック膜２３０は、Ｇ光回転リング２１０Ｇに対応する励起用レーザ光源１０２から出射される紫外光を透過する一方で、Ｇ光蛍光体２２０Ｇが発光するＧ光を反射する。

Ｂ光回転リング２１０Ｂは、円環状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上に、円周方向に所定の角度範囲を有して配置されるＢ光蛍光体２２０Ｂと、ダイクロイック膜２３０とを含む。

Ｂ光蛍光体２２０Ｂは、紫外光を吸収してＢ光を発光する。ダイクロイック膜２３０は、透光性基材２１０の内周面上にＢ光蛍光体２２０Ｂと対向する位置に配置される。ダイクロイック膜２３０は、Ｂ光回転リング２１０Ｂに対応する励起用レーザ光源１０２から出射される紫外光を透過する一方で、Ｂ光蛍光体２２０Ｂが発光するＢ光を反射する。

Ｒ光蛍光体２２０Ｒ，Ｇ光蛍光体２２０Ｇ，Ｂ光蛍光体２２０Ｂは、回転軸方向から見たときに、円周方向に互いに異なる角度範囲を有するように配置される。すなわち、回転リング２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂの各断面図を仮想的に重ね合わせたときに、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂは、Ｒ，Ｇ，Ｂの順に円周方向に隣り合わせとなるように配置される。

なお、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ，Ｇ光蛍光体２２０Ｇ，Ｂ光蛍光体２２０Ｂの占有する角度範囲の比率は、白色光を得るためのＲ光、Ｇ光、Ｂ光の混合比率に応じて設定することができる。たとえばＲ光，Ｇ光，Ｂ光の混合比率が１：２：１である場合には、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの角度範囲の比率を１：２：１とすればよい。この角度範囲の比率は、各色光の混合比率に併せて各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの発光特性を考慮して設定することが可能である。

以上の構成において、回転体２００ｌを回転させたときには、Ｒ光回転リング２１０Ｒ，Ｇ光回転リング２１０Ｇ，Ｂ光回転リング２１０Ｂにはそれぞれ対応する励起用レーザ光源１０２からの励起光（紫外光）が入射される。励起光は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ，Ｇ光蛍光体２２０Ｇ，Ｂ光蛍光体２２０Ｂの順に周期的に吸収される。

具体的には、図２２は、励起光がＧ光蛍光体２２０Ｇに吸収されている状態を示し、図２３は、励起光がＲ光蛍光体２２０Ｒに吸収されている状態を示し、図２４は、励起光がＢ光蛍光体２２０Ｂに吸収されている状態を示す。回転体２００ｌは、これら３つの状態をその順に周期的に遷移する。この結果、回転体２００ｌからは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光がその順に周期的に出射される。

再び図２１を参照して、回転体２００ｌから出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、集光レンズ１１２で集光された後、ダイクロイックプリズム１１４（図１）を介して透光性ロッド８０に時分割に入射される。透光性ロッド８０から出射した、第１ＬＥＤ１０４からのＢ光、第２ＬＥＤ１０６からのＲ光および蛍光体２２０からのＧ光は、ＤＭＤ１２４（図１７）に照射される。ＤＭＤ１２４は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光が照射されるタイミングに同期して、各微小ミラーを制御する。ＤＭＤ１２４で反射された色光は、投写レンズ３を経てスクリーンに投写される。

なお、本実施の形態９において、蛍光体回転ドラム１１０ｌの回転周波数は、プロジェクタのフレーム周波数（たとえば、１２０Ｈｚ）と同じ周波数に設定される。

以上のように、この発明の実施の形態９によれば、蛍光体回転ドラムの外周面上に複数の色光をそれぞれ発光する複数の蛍光体を並設することにより、蛍光体回転ドラムは、励起用レーザ光源から出射した光を吸収して、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順に時分割に出射することができる。

また、高輝度化の観点から励起用レーザ光源の個数を増やした場合であっても、励起用レーザ光源ごとに光束を集約し、蛍光体に集光させて照射させることにより、蛍光体ごとの発光面積を一定とすることができる。この結果、照明光の光量を増加させても、エテンデューの値は上がらず、高輝度化と光利用効率の向上とを両立させることが可能となる。

なお、複数の励起用レーザ光源は、同一の波長のレーザ光を出射する構成としてもよく、互いに異なる波長のレーザ光を出射する構成としてもよい。たとえば、励起用レーザ光源ごとに、対応する蛍光体が発光する色光の波長に応じて、色光への変換効率が高くなるようにレーザ光の波長を設定する構成としてもよい。この場合、光利用効率をさらに高めることが可能となる。

（変更例）
図２５は、この発明の実施の形態９の変更例に係る光学エンジン２ｍの構成を説明する図である。

図２５を参照して、本変更例に係る光学エンジン２ｍは、図２０に示す光学エンジン２ｌと比較して、光源装置１０ｌに代えて、光源装置１０ｍを備える点で異なる。

光源装置１０ｍは、複数（たとえば３個とする）の励起用レーザ光源１０２１と、集光レンズ１０８と、蛍光体回転ドラム１１０ｍとを備える。

励起用レーザ光源１０２１は、図２０に示す励起用レーザ光源１０２と比べて、高出力のレーザ光を出射することができる。本変更例では、３個の励起用レーザ光源１０２１が所定の距離だけ離れて配置されており、各々が紫外光を含むレーザ光を出射する。

集光レンズ１０８は、各励起用レーザ光源１０２１に対応して設けられている。集光レンズ１０８は、対応する励起用レーザ光源１０２１から出射した光を集光して蛍光体回転ドラム１１０ｍに入射させる。

蛍光体回転ドラム１１０ｍは、３個の励起用レーザ光源１０２１から出射された光を受けてＲ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ発光する３個の蛍光部を含む。この３個の蛍光部は、後述するように、各々の外周面上に蛍光体が塗布された複数の回転リングを、回転軸方向に配列させることにより形成されている。

このような構成において、励起用レーザ光源１０２１から出射した光は、集光レンズ１０８での屈折作用により、対応する回転リング（蛍光部）の外周面にて集光する。これにより、蛍光部ごとに蛍光体の励起に有効利用できる光を効率良く供給することができる。

３個の回転リングからそれぞれ放射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、コリメーションレンズ１１２ｍにより略平行光に変換された後、ダイクロイックキューブ１１５に入射される。ミラー１１３は、コリメーションレンズ１１２ｍから出射した光を、ダイクロイックキューブ１１５に導く。ダイクロイックキューブ１１５は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を合成し、その合成した光を集光レンズ１１７に向けて出射する。集光レンズ１１７は、入射された光を集光して透光性ロッド８０の一方の端部へと入射させる。

（光源装置の構成）
以下に、図面を参照して、本実施の形態９の変更例に係る光学エンジン２ｍに搭載される光源装置１０ｍの構成について説明する。図２６は、図２５における光源装置１０ｍの構成を説明する図である。

図２６を参照して、蛍光体回転ドラム１１０ｍは、図２１に示す蛍光体回転ドラム１１０ｌと比較して、回転体２００ｌに代えて、回転体２００ｍを含む点でのみ異なる。

回転体２００ｍは、耐熱性ガラス等を基材として中空円筒状に形成されており、その外周面に、３個の励起用レーザ光源１０２１から出射された光を受ける。具体的には、回転体２００ｍは、Ｒ光蛍光部としてのＲ光回転リング、Ｇ光蛍光部としてのＧ光回転リング、およびＢ光蛍光部としてのＢ光回転リングを、回転軸方向に並設されて構成されている。Ｒ光回転リング、Ｇ光回転リングおよびＢ光回転リングは、図２２に示したＲ光回転リング２１０Ｒ、Ｇ光回転リング２１０ＧおよびＢ光回転リング２１０Ｂとそれぞれ同一の構造を有している。ただし、本変更例に係る回転リングは、回転軸方向の幅が、図２２に示す回転リングと比べて広くなっている。

以上の構成において、回転体２００ｍを回転させたときには、Ｒ光回転リング、Ｇ光回転リング、Ｂ光回転リングにはそれぞれ対応する励起用レーザ光源１０２１からの励起光（紫外光）が入射される。励起光は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂ（図２２〜図２４参照）の順に周期的に吸収される。

このとき、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂに入射する光の照射位置は回転軸３００を中心とする円周上を時間的に移動する。励起用レーザ光源１０２１は高出力の励起光を出射するため、集光レンズ１０８が励起光を各色蛍光体に集光することにより、蛍光体の発光面積を小さくできる一方で、熱負荷が増大して損傷するおそれがある。そのため、本変更例に係る光源装置１０ｍでは、高出力の励起光の集光点の面積を大きくすることによって熱的損傷を抑えている。また、励起光の集光点の面積を大きくすることに伴ない、回転リングの回転軸方向の幅を広げている。これにより高輝度化を図りつつ、光源装置１０ｍを長寿命化することができる。

［実施の形態１０］
図２７は、この発明の実施の形態１０に係る光学エンジン２ｎの構成を説明する図である。

図２７を参照して、光学エンジン２ｎは、図２０に示す光学エンジン２ｌと比較して、光源装置１０ｌに代えて、光源装置１０ｎを備える点で異なる。より具体的には、光源装置１０ｎは、光源装置１０ｌと比較して、励起光が透過する際に波長変換される透過型の蛍光体回転ドラム１１０ｌに代えて、励起光が反射する際に波長変換する反射型の蛍光体回転ドラム１１０ｎを含む点で異なる。

光源装置１０ｎは、励起用レーザ光源１０２と、蛍光体回転ドラム１１０ｎと、集光レンズ１１１と、ダイクロイックミラー１１９とを備える。

励起用レーザ光源１０２は、励起光（紫外光）を出射する。ダイクロイックミラー１１９は、励起用レーザ光源１０２から出射される励起光が４５°で入射される角度に配設されており、紫外光を反射させる一方、可視光を透過させるという光学的特性を有している。ダイクロイックミラー１１９によって反射された励起光は、集光レンズ１１１での屈折作用により、蛍光体回転ドラム１１０ｎの外周面にて集光する。これにより、蛍光体回転ドラム１１０ｎにおける蛍光体の励起に有効利用できる光を効率良く供給することができる。

蛍光体回転ドラム１１０ｎは、励起光の光軸と直交（図の紙面に垂直な方向に相当）する回転軸３００ｎと、回転軸３００ｎを中心に回転自在な回転体２００ｎとを含む。

回転体２００ｎは、図示しないモータに接続される。当該モータを回転駆動することにより、回転体２００ｎが回転軸３００ｎを中心として回転する。回転体２００ｎは、耐熱性ガラス等を基材として中空円筒状に形成されており、その外周面に、励起用レーザ光源１０２から出射された光を受ける。

このように回転体２００ｎを回転させることにより、回転体２００ｎの外周面上に配された蛍光体（図示せず）に入射する光の照射位置は回転軸３００ｎを中心とする円周上を時間的に移動することとなる。これにより、蛍光体の特定の位置に集中的に光が入射されることによって、当該特定の位置が過熱されて損傷するのを抑制することができる。

図２８は、図２７における回転体２００ｎの構成を説明する図である。図２８（ａ）は、回転軸３００ｎに垂直な方向（図の紙面に水平な方向に相当）の断面図である、図２８（ｂ）は、回転体２００ｎの外周部の拡大図である。

図２８（ａ）を参照して、回転体２００ｎは、回転軸方向に延びる円筒状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上に全面にわたって配置される蛍光体と、ミラー膜２３２とを含む。

蛍光体は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒと、Ｇ光蛍光体２２０Ｇと、Ｂ光蛍光体２２０Ｂとを含む。Ｒ光蛍光体２２０Ｒは、紫外光により励起されてＲ光を発光する。Ｇ光蛍光体２２０Ｇは、紫外光により励起されてＧ光を発光する。Ｂ光蛍光体２２０Ｂは、紫外光により励起されてＢ光を発光する。

Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０ＧおよびＢ光蛍光体２２０Ｂは、透光性基材２１０の外周面上に、図２８（ａ）に示す配列で並べられている。具体的には、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂは、その順に、円周方向に隣り合わせとなるように配置されており、それぞれ異なる角度範囲を有している。

なお、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ，Ｇ光蛍光体２２０Ｇ，Ｂ光蛍光体２２０Ｂの占有する角度範囲の比率は、白色光を得るためのＲ光、Ｇ光、Ｂ光の混合比率に応じて設定することができる。たとえばＲ光，Ｇ光，Ｂ光の混合比率が１：２：１である場合には、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの角度範囲の比率を１：２：１とすればよい。この角度範囲の比率は、各色光の混合比率に併せて各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂの発光特性を考慮して設定することが可能である。

ミラー膜２３２は、透光性基材２１０の内周面上に全面にわたって配置される。ミラー膜２３２は、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂが発光する可視光を反射する可視光反射部材である。

図２８（ｂ）には、図２８（ａ）中に破線で囲んだ領域ＲＧＮ２の拡大図を示す。図２８（ｂ）に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの蛍光体（たとえば、Ｇ光蛍光体２２０Ｇとする）には、集光レンズ１１１により集光された励起光が入射される。Ｇ光蛍光体２２０Ｇは、この励起光を吸収してＧ光を発光する。このとき、Ｇ光蛍光体２２０Ｇの発光光は、等方性を有する放射光であるため、回転体２００ｎの径方向の外側に向かう光以外に、径方向内方に向かう光も発生する。ミラー膜２３２は、この径方向の内側に向かう光を反射するように形成されている。そのため、Ｇ光蛍光体２２０Ｇの発光光を、効率良く集光レンズ１１１に入射させることができ、光源装置１０ｎの光利用効率を高めることができる。

また、集光レンズ１１１で集光した励起光を各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂに入射する構成としたことにより、蛍光体２２０での励起（波長変換）に有効に利用できる光が増えるため、点光源に近い発光部を実現することができる。その結果、光利用効率が向上する。

上記の構成において、回転体２００ｎが回転軸３００ｎを中心にして回転することにより、蛍光体に入射する励起光の入射位置は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂの順に周期的に変化する。この結果、回転体２００ｎは、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に周期的に発光する。回転体２００ｎから周期的に放射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、集光レンズ１１１により集光される。集光レンズ１１１により集光された各色光は、ダイクロイックミラー１１９を透過して透光性ロッド８０（図２８）の一方の端部に入射する。

以上のように、この発明の実施の形態１０によれば、蛍光体回転ドラムの外周面上に、円周方向に複数の色光をそれぞれ発光する複数の蛍光体を並設することにより、励起用レーザ光源から出射した光を、蛍光体回転ドラムを用いて時分割により、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光からなる照明光に変換することができる。したがって、単一の励起用レーザ光源のみから光源装置を構成することができ、光源装置を小型化することができる。

また、本実施の形態１０においても、励起用レーザ光源から出射される励起光を蛍光体に集光させることにより、蛍光体で効率良く波長変換することができるとともに、蛍光体で発光した光を効率良く出射側に向かわせることができるため、光利用効率を高めることができ、照明光の輝度が向上する。この結果、小型で高輝度かつ高効率な光源装置を実現することができる。

（変更例）
図２９は、この発明の実施の形態１０の変更例に係る光源装置が備える回転体２００ｐの構成を説明する図である。図２９（ａ）は、回転軸（図示せず）に垂直な方向（図の紙面に水平な方向に相当）の断面図である、図２９（ｂ）は、回転体２００ｐの外周部の拡大図である。

図２９（ａ）を参照して、回転体２００ｐは、回転軸方向に延びる円筒状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上に全面にわたって配置される蛍光体と、ミラー膜２３２とを含む。

蛍光体は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒと、Ｇ光蛍光体２２０Ｇと、Ｂ光蛍光体２２０Ｂと、紫外光により励起されてＹｅ光を発光するＹｅ光蛍光体２２０Ｙｅとを含む。

Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０ＢおよびＹｅ光蛍光体２２０Ｙｅは、透光性基材２１０の外周面上に、図２９（ａ）に示す配列で並べられている。具体的には、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂは、その順に、円周方向に隣り合わせとなるように配置されており、それぞれ異なる角度範囲を有している。

なお、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂ、Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅの占有する角度範囲の比率は、白色光を得るためのＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光の混合比率に応じて設定することができる。たとえばＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光の混合比率が１：１：１：１である場合には、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２００Ｂ，２２０Ｙｅの角度範囲の比率を１：１：１：１とすればよい。この角度範囲の比率は、各色光の混合比率に併せて各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂ，２２０Ｙｅの発光特性を考慮して設定することが可能である。

ミラー膜２３２は、透光性基材２１０の内周面上に全面にわたって配置されており、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂ，２２０Ｙｅが発光する可視光を反射する。

図２９（ｂ）には、図２９（ａ）中に破線で囲んだ領域ＲＧＮ３の拡大図を示す。図２９（ｂ）に示すように、Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅには、集光レンズ１１７により集光された励起光が入射される。Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅは、この励起光を吸収してＹｅ光を発光する。ミラー膜２３２は、Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅが発光するＹｅ光のうち、回転体２００ｐの径方向内方に向かう光を反射する。

上記の構成において、回転体２００ｐが図示しない回転軸を中心にして回転することにより、蛍光体に入射する励起光の照射位置は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂの順に周期的に変化する。この結果、回転体２００ｐは、Ｒ光、Ｙｅ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に周期的に発光する。回転体２００ｐから周期的に放射されるＲ光、Ｙｅ光、Ｇ光、Ｂ光は、集光レンズ１１７により集光される。集光レンズ１１７により集光された各色光は、ダイクロイックミラー１１９を透過して透光性ロッド８０（図２７）の一方の端部に入射する。

以上のように、本変更例によれば、励起用レーザ光から出射した光を、蛍光体回転ドラムを用いて時分割により、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光からなる照明光に変換することができる。このうちのＹｅ光は、色度図上でＲ光、Ｇ光およびＢ光が再現可能な色範囲外の色を再現可能な光である。したがって、本変更例に係る光源装置によれば、色度図上で再現できる色の範囲が広がることにより、表示される画像の色再現性が向上する。また、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光にＹｅ光が追加されたことにより、表示される画像の輝度が向上する。

［実施の形態１１］
図３０は、この発明の実施の形態１１に係る光源装置を光源系に用いた、プロジェクタの主要部の構成を模式的に示す図である。本発明に実施の形態１１に係るプロジェクタは、先の実施の形態８〜１０に係るプロジェクタと対比して、単一の光変調素子をＲ，Ｇ，Ｂ各色を時分割で切替えて共通使用する単板方式に代えて、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色専用の光変調素子を備える３板方式に変更した点で異なる。

図３０を参照して、本発明の実施の形態１１に係るプロジェクタは、液晶デバイスを利用して映像を投写するプロジェクタであって、光学エンジン２ｑと、投写レンズ３とを備え、その外郭を筐体（図示せず）で覆われている。なお、プロジェクタは、スピーカ等の音声を出力するための構成要素や、光学エンジン２ｑの構成要素および音声出力手段を電気的に制御するための回路基板なども搭載されているが、図３０では、これらを含む一部の構成要素の図示は省略されている。

光学エンジン２ｑは、光源装置１０ｑを含む。光源装置１０ｑは、図２７で説明した光源装置１０ｎと基本的な構成が同じであり、励起光が反射する際に波長変換する反射型の蛍光体回転ドラム１１０ｑを含んでいる。

光源装置１０ｑは、励起用レーザ光源１０２と、蛍光体回転ドラム１１０ｑと、集光レンズ１１１と、ダイクロイックミラー１１９とを備える。

励起用レーザ光源１０２は、励起光（紫外光）を出射する。ダイクロイックミラー１１９は、励起用レーザ光源１０２から出射される励起光を反射させる一方、当該励起光から波長変換した可視光を透過させる。ダイクロイックミラー１１９によって反射された励起光は、集光レンズ１１１での屈折作用により、蛍光体回転ドラム１１０ｑの外周面にて集光する。これにより、蛍光体回転ドラム１１０ｑにおける蛍光体の励起に有効利用できる光を効率良く供給することができる。

蛍光体回転ドラム１１０ｑは、励起光の光軸と直交（図の紙面に垂直な方向に相当）する回転軸３００ｑと、回転軸３００ｑを中心に回転自在な回転体２００ｑとを含む。

回転体２００ｑは、図示しないモータに接続される。当該モータを回転駆動することにより、回転体２００ｑが回転軸３００ｑを中心として回転する。回転体２００ｑは、耐熱性ガラス等を基材として中空円筒状に形成されており、その外周面に、励起用レーザ光源１０２から出射された光を受ける。

本実施の形態１１において、回転体２００ｑは、励起用レーザ光源１０２から出射された光を吸収してＲ光、Ｇ光、Ｂ光を発光する。回転体２００ｑから発光した各色光は、集光レンズ１１１により集光される。集光レンズ１１１により集光された各色光は、ダイクロイックミラー１１９を透過してフライアイインテグレータ１１に入射される。

光源装置１０ｑからの光は、フライアイインテグレータ１１を介して、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）アレイ１２およびコンデンサレンズ１３に入射される。フライアイインテグレータ１１は、蝿の目状のレンズ群からなるフライアイレンズを備え、液晶パネル１８，２４，３３に入射する光の照度分布が均一となるよう、光源装置１０ｑから入射される光に光学作用を付与する。

ＰＢＳアレイ１２は、複数のＰＢＳと１／２波長板がアレイ状に配列されたものであり、フライアイインテグレータ１１から入射された光の偏光方向を１方向に揃える。コンデンサレンズ１３は、ＰＢＳアレイ１２から入射された光に集光作用を付与する。コンデンサレンズ１３を透過した光は、ダイクロイックミラー１４に入射する。

ダイクロイックミラー１４は、コンデンサレンズ１３から入射された光のうち、Ｂ光のみを透過し、Ｒ光およびＧ光を反射する。ダイクロイックミラー１４を透過したＢ光は、ミラー１５に導かれ、そこで反射され、コンデンサレンズ１６に入射される。

コンデンサレンズ１６は、Ｂ光がほぼ平行光で液晶パネル１８に入射するよう、Ｂ光に光学作用を付与する。コンデンサレンズ１６を透過したＢ光は、入射側偏光板１７を介して液晶パネル１８に入射される。液晶パネル１８は、青色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＢ光を変調する。液晶パネル１８によって変調されたＢ光は、出射側偏光板１９を介して、ダイクロイックプリズム２０に入射される。

ダイクロイックミラー１４によって反射された光のうちＧ光は、ダイクロイックミラー２１によって反射され、コンデンサレンズ２２に入射される。コンデンサレンズ２２は、Ｇ光がほぼ平行光で液晶パネル２４に入射するよう、Ｇ光に光学作用を付与する。コンデンサレンズ２２を透過したＧ光は、入射側偏光板２３を介して液晶パネル２４に入射される。液晶パネル２４は、緑色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動状態に応じてＧ光を変調する。液晶パネル２４によって変調されたＧ光は、出射側偏光板２５を介して、ダイクロイックプリズム２０に入射される。

ダイクロイックミラー２１を透過したＲ光は、コンデンサレンズ２６に入射される。コンデンサレンズ２６は、Ｒ光がほぼ平行光で液晶パネル３３に入射するよう、Ｒ光に光学作用を付与する。コンデンサレンズ２６を透過したＲ光は、光路長調整用のリレーレンズ２７，２９，３１と２つのミラー２８，３０とからなる光路を進み、入射側偏光板３２を介して液晶パネル３３に入射される。液晶パネル３３は、赤色用の映像信号に応じて駆動され、その駆動情報に応じてＲ光を変調する。液晶パネル３３によって変調されたＲ光は、出射側偏光板３４を介して、ダイクロイックプリズム２０に入射される。

ダイクロイックプリズム２０は、液晶パネル１８，２４，３３によって変調されたＢ光、Ｇ光およびＲ光を色合成し、投写レンズ３へと入射させる。投写レンズ３は、投写光を被投写面（スクリーン）上に結像させるためのレンズ群と、これらレンズ群の一部を光軸方向に変位させて投写画像のズーム状態およびフォーカス状態を調整するためのアクチュエータを備えている。ダイクロイックプリズム２０によって色合成された光は、投写レンズ３によって、スクリーン上に拡大投写される。

（光源装置の構成）
以下、図面を用いて、図３０における光源装置１０ｑに用いられる蛍光体回転ドラム１１０ｑの構成を説明する。

図３０において、回転体２００ｑは、各々が、励起用レーザ光源１０２から出射された光を受けてＲ光、Ｇ光、Ｂ光を発光する、複数の蛍光部を含む。この複数の蛍光部は、図３１に示すように、各々の外周面上に蛍光体が塗布された複数の回転リングを、回転軸方向に配列させることにより形成されている。

図３１は、回転リングの配列方向と垂直となる面を切り口とした回転リングごとの断面図である。

図３１を参照して、回転体２００ｑは、複数（たとえば、３個とする）の回転リング２１２＿１，２１２＿２，２１２＿３を含む。同図では、理解を容易にするために、回転リング２１２＿１，２１２＿２，２１２＿３を回転軸に平行にずらして表示しているが、実際には、これらの回転リングは、回転軸方向に並設されるものである。

回転リング２１２＿１，２１２＿２，２１２＿３は、同一の形状を有している。以下では、回転リング２１２＿１，２１２＿２，２１２＿３を総称する場合には、符号２１２を用いる。

回転リング２１２は、円環状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上の全面にわたって配置される蛍光体と、ミラー膜２３２とを含む。

蛍光体は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒと、Ｇ光蛍光体２２０Ｇと、Ｂ光蛍光体２２０Ｂとを含む。Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０ＧおよびＢ光蛍光体２２０Ｂは、透光性基材２１０の外周面上に、図３１に示す配列で並べられている。具体的には、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂは、その順に、円周方向に隣り合わせとなるように配置されており、それぞれ異なる角度範囲を有している。

ミラー膜２３２は、透光性基材２１０の内周面上に全面にわたって配置される。ミラー膜２３２は、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂが発光する可視光を反射する。

回転リング２１２が回転軸３００ｑを中心にして回転することにより、蛍光体に入射する励起光の照射位置は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂの順に周期的に変化する。この結果、回転リング２１２は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をその順に周期的に発光する。

本実施の形態１１において、複数の回転リング２１２＿１，２１２＿２，２１２＿３は、回転軸方向に、異なる色光の蛍光体が隣り合わせとなるように配列される。具体的には、回転リング２１２＿１のＲ光蛍光体２２０Ｒ、回転リング２１２＿２のＧ光蛍光体２２０Ｇ、回転リング２１２＿３のＢ光蛍光体２２０Ｂが、回転軸方向に隣り合わせとなるように配列される。

したがって、回転体２００ｑが回転軸３００ｑを中心にして回転することにより、回転リング２１２＿１，２１２＿２，２１２＿３は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光をそれぞれ発光する。そして、回転リング２１２＿１，２１２＿２，２１２＿３は、各々が、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の順に周期的に発光することから、回転体２００ｑ全体としては、常時、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を出射することとなる。

回転体２００ｑから出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、集光レンズ１１１により集光される。集光レンズ１１７により集光された各色光は、ダイクロイックミラー１１９を透過してフライアイインテグレータ１１（図３０）に入射される。

光源装置１０ｑからの光は、フライアイインテグレータ１１を介して、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）アレイ１２およびコンデンサレンズ１３に入射される。

以上のように、この発明の実施の形態１１によれば、円周方向に複数の色光をそれぞれ発光する複数の蛍光体が配列された回転リングを、回転軸方向に、異なる色光の蛍光体が隣り合わせとなるように並設することにより、励起用レーザ光源から出射した光を、蛍光体回転ドラムを用いて、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の合成光からなる照明光に変換することができる。

また、本実施の形態１１においても、励起用レーザ光源から出射される励起光を蛍光体に集光させることにより、蛍光体で効率良く波長変換することができるとともに、蛍光体で発光した光を効率良く出射側に向かわせることができるため、光利用効率を高めることができ、照明光の輝度が向上する。この結果、高輝度かつ高効率な光源装置を実現することができる。

（変更例）
図３２は、この発明の実施の形態１１の変更例に係る光源装置が備える回転体２００ｒの構成を説明する図である。

図３２を参照して、本変更例に係る回転体２００ｒは、図３１に示す回転体２００ｑと比較して、３個の回転リング２１２＿１〜２１２＿３に代えて、４個の回転リング２１４＿１〜２１４＿４により構成される点で異なる。

図３２は、回転リングの配列方向と垂直となる面を切り口とした回転リングごとの断面図である。同図では、理解を容易にするために、回転リング２１４＿１〜２１４＿４を回転軸に平行にずらして表示しているが、実際には、これらの回転リングは、回転軸方向に並設されるものである。

回転リング２１４＿１〜２１４＿４は、同一の形状を有している。以下では、回転リング２１４＿１〜２１４＿４を総称する場合には、符号２１４を用いる。

回転リング２１４は、円環状の透光性基材２１０と、透光性基材２１０の外周面上の全面にわたって配置される蛍光体と、ミラー膜２３２とを含む。

蛍光体は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒと、Ｇ光蛍光体２２０Ｇと、Ｂ光蛍光体２２０Ｂ、Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅとを含む。Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０ＢおよびＹｅ蛍光体２２０Ｙｅは、透光性基材２１０の外周面上に、図１６に示す配列で並べられている。具体的には、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂ、Ｙｅ蛍光体２２０Ｙｅは、その順に、円周方向に隣り合わせとなるように配置されており、それぞれ異なる角度範囲を有している。

ミラー膜２３２は、透光性基材２１０の内周面上に全面にわたって配置される。ミラー膜２３２は、各色蛍光体２２０Ｒ，２２０Ｇ，２２０Ｂ，２２０Ｙｅが発光する可視光を反射する。

回転リング２１４が回転軸（図示せず）を中心にして回転することにより、蛍光体に入射する励起光の照射位置は、Ｒ光蛍光体２２０Ｒ、Ｇ光蛍光体２２０Ｇ、Ｂ光蛍光体２２０Ｂ、Ｙｅ光蛍光体２２０Ｙｅの順に周期的に変化する。この結果、回転リング２１４は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光をその順に周期的に発光する。

本変更例おいて、複数の回転リング２１４＿１〜２１４＿４は、回転軸方向に、異なる色光の蛍光体が隣り合わせとなるように配列される。具体的には、回転リング２１４＿１のＲ光蛍光体２２０Ｒ、回転リング２１４＿４のＧ光蛍光体２２０Ｇ、回転リング２１４＿３のＢ光蛍光体２２０Ｂ、回転リング２１４＿４のＹｅ蛍光体２２０Ｙｅが、回転軸方向に隣り合わせとなるように配列される。

したがって、回転体２００ｒが回転軸を中心にして回転することにより、回転リング２１４＿１〜２１４＿４は、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光をそれぞれ発光する。そして、回転リング２１４＿１〜２１４＿４は、各々が、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光の順に周期的に発光することから、回転体２００ｒ全体としては、常時、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光を出射することとなる。

回転体２００ｒから出射されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光は、集光レンズ１１１により集光される。集光レンズ１１７により集光された各色光は、ダイクロイックミラー１１９を透過してフライアイインテグレータ１１（図３０）に入射される。

光源装置１０ｒからの光は、フライアイインテグレータ１１を介して、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）アレイ１２およびコンデンサレンズ１３に入射される。

以上のように、本変更例によれば、励起用レーザ光から出射した光を、蛍光体回転ドラムを用いて、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光、Ｙｅ光の合成光からなる照明光に変換することができる。これにより、本変更例に係る光源装置によれば、色度図上で再現できる色の範囲が広がることにより、表示される画像の色再現性が向上する。また、Ｒ光、Ｇ光およびＢ光にＹｅ光が追加されたことにより、表示される画像の輝度が向上する。

なお、本変更例では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光に加えてＹｅ光を第４色光として利用する構成を例示したが、第４色光はこれに限定されるものではない。たとえば、第４色光は、シアン光、マゼンタ光であってもよい。あるいは、単一の色光とする以外にも、複数の色光であってもよい。

上記の実施の形態８〜１１においては、本発明に係る光源装置を投写型映像表示装置としてのプロジェクタに適用した例について説明したが、これに限定されるものではない。また、プロジェクタの構成についても上記の実施の形態において説明した構成に限定されるものではない。

また、上記の実施の形態８〜１１においては、励起光を出射する固体光源を、紫外光を出射するレーザ光源とした例について説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、固体光源を青色レーザ光を出射するレーザ光源で構成してもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２，２ｋ〜２ｑ 光学エンジン、３ 投写レンズ、８ 反射ミラー、１０，１０ａ〜１０ｒ 光源装置、１１ フライアイインテグレータ、１２ ＰＢＳアレイ、１３，１６，２２，２６ コンデンサレンズ、１４，２１，５５，６１ｂ，６１ｃ，１１９ ダイクロイックミラー、１５，２８，３０，１１３，１２６ ミラー、１８，２４，３３ 液晶パネル、１９，２５，３４ 出射側偏光板、２０，１１４ ダイクロイックプリズム、１７，２３，３２ 入射側偏光板、２７，２９，３１ リレーレンズ、５０ｃ〜５０ｅ，６１ 反射ミラー、５０，５０ａ，５０ｂ，５０ｇ，５０ｊ〜５０ｌ 固体光源、５１，５７，６３，３００，３００ｎ，３００ｑ 回転軸、５２，８０ 透光性ロッド、５３ 偏心レンズ、５４，１０８，１１１，１１２，１１６，１１７，１１８ 集光レンズ、、５６，５６ｉ，１１００ リフレクタ、５８ 支持部、６０，６０ｇ，６０ｈ，２２０，２２０Ｒ，２２０Ｇ，２００Ｂ，２２０Ｙｅ，６００Ｒ，６００Ｇ，６００Ｂ，６２０Ｒ，６２０Ｇ，６２０Ｂ 蛍光体、６２ 蛍光体設置部、８２ リレー光学系、８４ 光変調素子、１０２，１０２１ 励起用レーザ光源、１１０ｋ〜１１０ｑ 蛍光体回転ドラム、１１２ｍ コリメーションレンズ、１１５ ダイクロイックキューブ、２００ｋ〜２００ｒ 回転体、２１０Ｒ，２１０Ｇ，２１０Ｂ，２１２，２１４ 回転リング、２１０ 透光性基材、２３０ ダイクロイック膜、２３２ ミラー膜、１０００ 発光管。

Claims (12)

1. 光源装置と、
   入力された映像信号に基づき、前記光源装置から出射された光を変調する光変調部と、
   前記光変調部により変調された光を投写する投写部とを備え、
   前記光源装置は、
   固体光源と、
   前記固体光源が出射した光により励起され、可視域の光を発光する蛍光体と、
   前記蛍光体が発光した光を反射して所定の方向へ出射するためのリフレクタと、
   前記リフレクタの焦点位置に前記蛍光体を設置する蛍光体設置部とを含み、
   前記蛍光体設置部は、前記蛍光体の発光した光を前記リフレクタの反射面に導くための反射部を有する、投写型映像表示装置。
2. 前記光源装置は、前記固体光源が出射した光の前記蛍光体への照射位置を連続的に移動させるための照射位置移動機構をさらに含む、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記照射位置移動機構は、
   前記蛍光体設置部に取付けられ、前記リフレクタの光軸に平行な回転軸と、
   前記回転軸を中心として前記蛍光体設置部を回転させることにより、前記固体光源が出射した光の前記蛍光体への照射位置を、前記回転軸を中心とする円周上に移動させるための回転機構とを含み、
   前記蛍光体は、発光する色光が互いに異なる複数の発光部が前記回転軸を中心とする円周方向に沿って順に配列された光入射面を有する、請求項２に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記固体光源は、少なくとも１個の光源からなり、
   前記少なくとも１個の光源は、前記リフレクタの頂点部側または前記リフレクタの開口部側に配され、前記リフレクタの内部に向けて光を出射する、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記光源装置は、前記固体光源が出射した光を、前記蛍光体に集光させるための集光部材をさらに含む、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
6. 固体光源と、
   前記固体光源が出射した光により励起され、可視域の光を発光する蛍光体と、
   前記蛍光体が発光した光を反射して所定の方向へ出射するためのリフレクタと、
   前記リフレクタの焦点位置に前記蛍光体を設置する蛍光体設置部とを備え、
   前記蛍光体設置部は、前記蛍光体の発光した光を前記リフレクタの反射面に導くための反射部を有する、光源装置。
7. 光源装置と、
   入力された映像信号に基づき、前記光源装置から出射された光を変調する光変調部と、
   前記光変調部により変調された光を投写する投写部とを備え、
   前記光源装置は、
   固体光源と、
   前記固体光源の光軸と直交する軸を回転軸とする回転体と、
   前記回転体の外周面上に設けられ、前記固体光源が出射した光により励起されて可視域の光を発光する蛍光体とを含む、投写型映像表示装置。
8. 前記回転体は、前記回転軸を中心として回転駆動される円筒状の透光性基材を含み、
   前記蛍光体は、前記透光性基材の外周面上に、円周方向に所定の角度範囲を有して配置され、
   前記光源装置は、
   前記透光性基材の内周面上に前記蛍光体と対向する位置に配置され、前記蛍光体が発光した光を前記回転体の径方向の外側に向けて反射して前記固体光源が出射した光を透過するダイクロイック膜をさらに含む、請求項７に記載の投写型映像表示装置。
9. 前記蛍光体は、回転軸方向に沿って並設され、前記固体光源が出射した光を受けて複数の色光をそれぞれ発光する複数の蛍光部を含み、
   前記複数の蛍光部は、前記透光性基材の外周面上に、回転軸方向から見たときに円周方向に互いに異なる角度範囲を有するように配置される、請求項８に記載の投写型映像表示装置。
10. 前記回転体は、前記回転軸を中心として回転駆動される円筒状の透光性基材を含み、
    前記蛍光体は、前記透光性基材の外周面の全面にわたって配置され、
    前記光源装置は、
    前記透光性基材の内周面の全面にわたって配置され、前記蛍光体が発光した光を前記回転体の径方向の外側に向けて反射する反射膜をさらに含む、請求項７に記載の投写型映像表示装置。
11. 前記蛍光体は、円周方向に沿って並設され、前記固体光源が出射した光を受けて複数の色光をそれぞれ発光する複数の蛍光部を含み、
    前記複数の蛍光部は、前記透光性基材の外周面上に、円周方向に互いに異なる角度範囲を有するように配置される、請求項１０に記載の投写型映像表示装置。
12. 固体光源と、
    前記固体光源の光軸と直交する軸を回転軸とする回転体と、
    前記回転体の外周面上に設けられ、前記固体光源が出射した光により励起されて可視域の光を発光する蛍光体とを備える、光源装置。