JP2014123014A

JP2014123014A - 光源装置、プロジェクタ

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Publication number: JP2014123014A
Application number: JP2012279031A
Authority: JP
Inventors: Kyo Yamamoto; 協山本
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-07-03
Also published as: US20140176915A1; CN103885275B; US9377622B2; CN103885275A

Abstract

【課題】蛍光体プレートを接着保持した板金と、励起光及び蛍光光を集光させるレンズと、を密着して配置させることにより、蛍光体プレートを周囲から密閉して防塵対策を施した蛍光体プレート密閉構造を備える光源装置と、当該光源装置を有するプロジェクタを提供する。
【解決手段】光源装置は、励起光を出射する励起光源部と蛍光発光部とを有し、前記蛍光発光部は、前記励起光源部から出射される励起光が照射されて、前記励起光とは異なる波長の蛍光光を出射させる蛍光体プレート101と、蛍光体プレート101を載置させる基板102と、蛍光体プレート101を覆う集光レンズ103と、集光レンズ103を保持するレンズホルダー104と、を備え、蛍光体プレート101が少なくとも基板102と集光レンズ103とによって密閉される。
【選択図】図５

Description

本発明は、蛍光体プレートを周囲から密閉した蛍光体プレート密閉構造を備える光源装置と、当該光源装置を有するプロジェクタに関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

そして、プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源としてレーザーダイオード等の半導体発光素子を用いる開発や提案が多々なされている。

例えば、下記に示す特許文献１には、レーザーダイオードによる青色の波長帯域光を射出する励起光源と、この励起光源から射出された光を吸収して可視光に変換する蛍光体の層を有しモータによって回転駆動される蛍光ホイール（回転板）と、を備えた光源装置及びこの光源装置を備えたプロジェクタが開示されている。

そして、蛍光体は、例えば、透明なシリコーン又はエポキシ樹脂等を樹脂性バインダとし、この樹脂性バインダ中に複数散在させることにより発光層を形成している。

この樹脂性バインダは、半導体光源からの励起光によって劣化、或いは特に励起光の強度が高い場合にダメージが加わる。又、蛍光体を散在するシリコーン又はエポキシ樹脂等の樹脂は、熱伝導率が低いので、蛍光体の温度上昇が起こり、この温度上昇によって蛍光体から発光される発光波長にシフトが生たり或いは発光強度が低下する温度消光等の現象が発生する。このため、光源装置としての輝度が低下してしまう。

また、比較的に熱に強い蛍光体として、特許文献２のように、セラミック焼結体を用いたものも知られている。

そして、上記の蛍光ホイールを用いたプロジェクタは、光源装置の小型化が困難であり、セラミックス製蛍光体を用いると、蛍光体の回転駆動を行わなくても使用できる場合があり、蛍光発光部及びプロジェクタの小型化が容易となる。

特開２０１１−０１３３１６号公報特開２００６−２８２４４７号公報

しかしながら、特許文献２のような蛍光体であっても、蛍光体に塵等が付着すると、温度上昇によって、蛍光体に付着した塵等が炭化することにより、蛍光体の破壊や蛍光光の輝度低下をおこす虞があった。

本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、防塵対策を施した蛍光体プレートを備える光源装置と、当該光源装置を有するプロジェクタを提供することを目的としている。

本発明に係る光源装置は、励起光を出射する励起光源部と蛍光発光部とを有し、前記蛍光発光部は、前記励起光源部から出射される励起光が照射されて、前記励起光とは異なる波長の蛍光光を出射させる蛍光体プレートと、当該蛍光体プレートを載置させる基板と、前記蛍光体プレートを覆う集光レンズと、前記集光レンズを保持するレンズホルダーと、を備え、前記蛍光体プレートが少なくとも前記基板と前記集光レンズとによって密閉されることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタは、光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、前記光源装置が、上述の光源装置であることを特徴とする。

本発明によれば、蛍光体プレートを接着保持した基板を集光レンズにより覆うようにして、蛍光体プレートを密閉する防塵対策を施すことにより長期間安定した発光が可能な光源装置と、当該光源装置を有するプロジェクタを提供することができる。

本発明の実施形態に係るプロジェクタの斜視図である。本発明の実施形態に係るプロジェクタの上面パネルを取り除いた平面図である。本発明の実施形態に係るプロジェクタの機能ブロック図である。本発明の実施形態に係る蛍光発光部の外観斜視図である。本発明の実施形態に係る蛍光発光部の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る蛍光発光部の断面図である。本発明の実施形態に係る蛍光発光部の分解斜視図である。本発明の実施形態に係る蛍光発光部の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。図１は、プロジェクタ10の外観斜視図である。なお、本実施形態において、プロジェクタ10における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とはプロジェクタ10のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

そして、プロジェクタ10は、図１に示すように、略直方体形状であって、プロジェクタ筐体の前方の側板とされる正面パネル12の側方に投影口を覆うレンズカバー19を有するとともに、この正面パネル12には複数の吸気孔18を設けている。さらに、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

また、筐体の上面パネル11にはキー／インジケータ部37が設けられ、このキー／インジケータ部37には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源ユニットや表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子20が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル15には、各々複数の排気孔17が形成されている。また、左側パネル15の背面パネル近傍の隅部には、吸気孔18も形成されている。

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図２は、プロジェクタ10の内部構造を示す平面模式図である。プロジェクタ10は、図２に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板241を備えている。この制御回路基板241は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。また、プロジェクタ10は、制御回路基板241の側方、つまり、プロジェクタ筐体の略中央部分に光源ユニット60を備えている。さらに、プロジェクタ10は、光源ユニット60と左側パネル15との間に光学系ユニット160を備えている。

光源ユニット60は、プロジェクタ筐体の左右方向における略中央部分であって背面パネル13近傍に配置される励起光源部70及びこの励起光源部70から射出される光線束の光軸上であって正面パネル12の近傍に配置される蛍光発光部100と、励起光源部70からの励起光の光路上であって、励起光源部70と蛍光発光部100との内に配置される第一ダイクロイックミラー141とによる緑色光源装置80と、この蛍光発光部100から射出される光線束と平行となるように正面パネル12の近傍に配置される青色光源装置300と、励起光源部70と蛍光発光部100との間に配置される赤色光源装置120と、蛍光発光部100からの射出光や赤色光源装置120からの射出光、青色光源装置300からの射出光の光軸が夫々同一の光軸となるように変換して各色光を所定の一面であるライトトンネル175の入射口に集光する導光光学系140と、を備える。

緑色光源装置80における励起光源部70は、背面パネル13と光軸が平行になるよう配置された半導体発光素子による励起光源71と、励起光源71からの射出光の光軸を正面パネル12方向に９０度変換する反射ミラー群75と、反射ミラー群75で反射した励起光源71からの射出光を集光する集光レンズ78と、励起光源71と右側パネル14との間に配置されたヒートシンク81と、を備える。

励起光源71は、３行８列の計２４個の半導体発光素子である青色レーザーダイオードがマトリクス状に配列されており、各青色レーザーダイオードの光軸上には、各青色レーザーダイオードからの射出光を平行光に変換する集光レンズであるコリメータレンズ73が夫々配置されている。また、反射ミラー群75は、複数の反射ミラーが階段状に配列されてなり、励起光源71から射出される光線束の断面積を一方向に縮小して集光レンズ78に射出する。

ヒートシンク81と背面パネル13との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261とヒートシンク81とによって励起光源71が冷却される。さらに、反射ミラー群75と背面パネル13との間にも冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって反射ミラー群75や集光レンズ78が冷却される。

緑色光源装置80における蛍光発光部100は、正面パネル12と平行となるように、つまり、励起光源部70からの射出光の光軸と直交するように配置されている。なお、本発明の蛍光発光部100については、後に詳細に説明する。

そして、蛍光発光部100の緑色蛍光体層に照射された励起光源部70からの射出光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起し、緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接励起光源71側へ射出される。

なお、蛍光発光部100の反射面で蛍光体層側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光源71側に射出された励起光は、後述する緑色光源装置80の一部でもある第一ダイクロイックミラー141を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー141により反射されるため、励起光が外部に射出されることはない。

赤色光源装置120は、励起光源71と光軸が平行となるように配置された赤色光源121と、赤色光源121からの射出光を集光する集光レンズ群125と、を備える。そして、この赤色光源装置120は、励起光源部70からの射出光及び蛍光発光部100から射出される緑色波長帯域光と光軸が交差するように配置されている。また、赤色光源121は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。さらに、赤色光源装置120は、赤色光源121の右側パネル14側に配置されるヒートシンク130を備える。そして、ヒートシンク130と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって赤色光源121が冷却される。

青色光源装置300は、蛍光発光部100からの射出光の光軸と平行となるように配置された青色光源301と、青色光源301からの射出光を集光する集光レンズ群305と、を備える。そして、この青色光源装置300は、赤色光源装置120からの射出光と光軸が交差するように配置されている。また、青色光源301は、青色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての青色発光ダイオードである。さらに、青色光源装置300は、青色光源301の正面パネル12側に配置されるヒートシンク310を備える。そして、ヒートシンク310と正面パネル12との間には冷却ファン261が配置されており、この冷却ファン261によって青色光源301及び蛍光発光部100が冷却される。

そして、導光光学系140は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせるダイクロイックミラー等からなる。具体的には、励起光源部70から射出される青色波長帯域光及び蛍光発光部100から射出される緑色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、励起光である青色波長帯域光と赤色波長帯域光とを透過し、蛍光発光光である緑色波長帯域光を反射してこの緑色光の光軸を左側パネル15方向に９０度変換する緑色光源装置80の一部でもある第一ダイクロイックミラー141が配置されている。

この第一ダイクロイックミラー141は、導光光学系140として機能するとともに、緑色光源装置80における励起光と蛍光光との分離ミラーとしても機能する。

なお、第一ダイクロイックミラー141は、励起光源から蛍光体プレートへの励起光光路上で励起光を透過して、蛍光光を反射する構成に限定されず、導光光学系140の構成によっては、励起光を反射して蛍光光を透過するダイクロイックミラーとすることもある。

また、青色光源装置300から射出される青色波長帯域光の光軸と、赤色光源装置120から射出される赤色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に、青色波長帯域光を透過し、緑色及び赤色波長帯域光を反射してこの緑色及び赤色光の光軸を背面パネル13方向に９０度変換する第二ダイクロイックミラー148が配置されている。そして、第一ダイクロイックミラー141と第二ダイクロイックミラー148との間には、集光レンズが配置されている。さらに、ライトトンネル175の近傍には、ライトトンネル175の入射口に光源光を集光する集光レンズ173が配置されている。

光学系ユニット160は、励起光源部70の左側方に位置する照明側ブロック161と、背面パネル13と左側パネル15とが交差する位置の近傍に位置する画像生成ブロック165と、導光光学系140と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック168と、の３つのブロックによって略コの字状に構成されている。

この照明側ブロック161は、光源ユニット60から射出された光源光を画像生成ブロック165が備える表示素子51に導光する光源側光学系170の一部を備えている。この照明側ブロック161が有する光源側光学系170としては、光源ユニット60から射出された光線束を均一な強度分布の光束とするライトトンネル175、ライトトンネル175から射出された光を集光する集光レンズ178、ライトトンネル175から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック165方向に変換する光軸変換ミラー181等がある。

画像生成ブロック165は、光源側光学系170として、光軸変換ミラー181で反射した光源光を表示素子51に集光させる集光レンズ183と、この集光レンズ183を透過した光線束を表示素子51に所定の角度で照射する照射ミラー185と、を有している。さらに、画像生成ブロック165は、表示素子51とするＤＭＤを備え、この表示素子51と背面パネル13との間には表示素子51を冷却するためのヒートシンク190が配置されて、このヒートシンク190によって表示素子51が冷却される。また、表示素子51の正面近傍には、投影側光学系220としてのコンデンサレンズ195が配置されている。

投影側ブロック168は、表示素子51で反射されたオン光をスクリーンに放出する投影側光学系220のレンズ群を有している。この投影側光学系220としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群225と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群235とを備えてズーム機能を備えた可変焦点型レンズとされ、レンズモータにより可動レンズ群235を移動させることによりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

次に、プロジェクタ10のプロジェクタ制御手段について図３の機能ブロック図を用いて述べる。プロジェクタ制御手段は、制御部38、入出力インターフェース22、画像変換部23、表示エンコーダ24、表示駆動部26等から構成される。この制御部38は、プロジェクタ10内の各回路の動作制御を司るものであって、マイクロプロセッサー等のＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

そして、このプロジェクタ制御手段により、入出力コネクタ部21から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース22、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部23で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ24に出力される。

また、表示エンコーダ24は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ25に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ25の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部26に出力する。

表示駆動部26は、表示素子制御部として機能するものであり、表示エンコーダ24から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子51の各ミラーをオン又はオフさせて光源からの照射光を反射又は未反射させるように駆動するものであり、光源ユニット60から射出された光線束を先述の光源側光学系170を介して表示素子51に照射することにより、表示素子51の反射光で光像を形成し、先述の投影側光学系220を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系220の可動レンズ群235は、レンズモータ45によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

また、画像圧縮伸長部31は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード32に順次書き込む記録処理を行う。さらに、画像圧縮伸長部31は、再生モード時にメモリカード32に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部23を介して表示エンコーダ24に出力し、メモリカード32に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

そして、筐体の上面パネル11に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部37の操作信号は、直接に制御部38に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部35で受信され、Ｉｒ処理部36で復調されたコード信号が制御部38に出力される。

なお、制御部38にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部47が接続されている。この音声処理部47は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ48を駆動して拡声放音させる。

また、制御部38は、光源制御部としての光源制御回路41を制御しており、この光源制御回路41は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源ユニット60から射出されるように、光源ユニット60の赤色光源装置120、緑色光源装置80及び青色光源装置300の発光タイミングを個別に制御する。

［密閉形態１］
次に、蛍光体プレート101を周囲から密閉して防塵対策を施した蛍光体プレート密閉構造の蛍光発光部100について、図を用いて詳細に説明する。図４は、蛍光発光部100の外観斜視図である。図５は、蛍光発光部100の分解斜視図である。図６は、蛍光発光部100の断面図である。

蛍光発光部100は、図４に示すように、略直方体形状であって、内蔵する蛍光体プレート101を密閉構造とするものである。

蛍光発光部100は、図５に示すように、励起光の入射側から第一レンズクランプ板金106、第一集光レンズ105、レンズホルダー104、第二集光レンズ103、第二集光レンズ103を付勢させる第二レンズクランプ板金108、蛍光体プレート101、蛍光体保持板金102、及び、光エネルギーによる発熱を発散させるヒートシンク115を備え、前方及び後方から螺子111,113,114によりレンズホルダー104に固定されて、各部材が一体とされている。

第一レンズクランプ板金106は、略正方形の薄板金属製の板金であって、中央に円形の窓穴を設けており、前方から螺子111でレンズホルダー104に螺着させることにより、第一集光レンズ105をレンズホルダー104内に保持させるクランプ部材である。

第一集光レンズ105は、図６に示すように硝子材の平凸レンズであって、入射する励起光を集光させる集光レンズ群の第一のレンズである。

第二レンズクランプ板金108は、略三角形の薄板金属製の板金であって、中央に円形の窓穴を設けており、前方から螺子113でレンズホルダー104に螺着させることにより、第二集光レンズ103をレンズホルダー104内に保持させるクランプ部材である。

レンズホルダー104は、硬質樹脂製であって中央に円形のレンズ格納部用の孔を形成して略直方体形状をなし、第一集光レンズ105及び第二集光レンズ103からなる集光レンズ群を内蔵させる保持部材である。そして、レンズホルダー104は、後面が後述する蛍光体保持板金102の前面に密着するように接合されて、蛍光体プレート101を密閉させるものである。

第二集光レンズ103は、図６に示したように硝子材の凸メニスカスレンズであって、入射する励起光を集光させる集光レンズ群の第二のレンズである。

蛍光体プレート101は、励起光源71からの射出光を励起光として緑色波長帯域の蛍光発光光を射出する四方形状のプレートであって、励起光を受けて蛍光発光する蛍光板として機能する。

具体的には、蛍光体プレート101は、Ａｌ203等の透光性無機材料と、ＹＡＧ：Ｃｅ等の複数の蛍光体とを焼結して形成されており、複数の蛍光体は、透光性無機材料中に例えば一様な間隔で散在している。これらの蛍光体は、例えば、青色（波長４５５〜４９２ｎｍ内の波長値）の励起光の照射により緑色（波長４９２〜５７７ｎｍ内の波長値）の発光光を発光させるものである。なお、蛍光体プレート101は、光エネルギーの大きい励起光が照射されることから、耐熱性にすぐれた材料により構成されている。

また、蛍光体プレート101には、蛍光体保持板金102に配置させる側の面を銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面を形成し、蛍光体から基板である蛍光体保持板金102側に発せられる蛍光光や、蛍光体プレート101を透過した励起光を反射させて蛍光体プレート内に戻し、蛍光体プレート101から励起光源側に射出させるようにして発光効率を高めている。

蛍光体保持板金102は、略正方形の金属製の基板であって、中央に蛍光体プレート101を接着等により固定している。そして、蛍光体プレート101は、この蛍光体保持板金102とレンズホルダー104を介して第二集光レンズ103により、挟むように配置されて密閉されることにより、外気から遮断させて防塵対策の構造とされている。

ヒートシンク115は、金属製の放熱部材として、後部に冷却フィンを兼ね備え、光エネルギーによる発熱を発散させるものである。

なお、第二集光レンズ103は、凸メニスカスレンズに限定するものでなく、平凸レンズ両凸レンズであっても良く、レンズ後面の最突出部分がレンズホルダー104により基板である蛍光体保持板金102から離れた状態に保持されるようになっているものであり、第一集光レンズ105も平凸レンズに限るものではない。

［密閉形態２］
そして、レンズホルダー104の形状としては、図６に示した第一集光レンズ105や第二集光レンズ103の周縁後端をレンズホルダー104により保持する場合のみでなく、第一集光レンズ105の周縁後端を保持し、第二集光レンズ103は周縁前面をレンズホルダー104により保持するようにしてもよい。

このレンズホルダー104による蛍光発光部100について図を用いて説明する。図７は、第二レンズ係止部107をレンズホルダー104に一体成形して形成した蛍光発光部の分解斜視図である。図８は、この蛍光発光部の断面図である。

この蛍光発光部100は、図７及び図８に示すように、先ず励起光の入射側から、励起光の入射側から第一集光レンズ105をレンズホルダー104内に格納して、第一レンズクランプ板金106で保持するように四箇所の螺子111を止めて固定させる。

そして、蛍光発光部100は、第一集光レンズ105を固定したレンズホルダー104の後方から、弾性力を備える第二レンズ係止部107に係止させるようにして第二集光レンズ103を格納し、続いて、予め蛍光体プレート101を接着固定した蛍光体保持板金102とヒートシンク115とをレンズホルダー104後面の所定位置に配置して、後方から四箇所の螺子112を止めることによりレンズホルダー104と一体とされる。

蛍光発光部100は、図７に示したように、レンズホルダー104に第二集光レンズ103を後方に付勢させる第二レンズ係止部107を設けることにより、専用部品であった、第二レンズクランプ板金108及び螺子止めを不要として部品数を削減するとともに、組み立て性を改善することができる。

さらに、蛍光発光部100は、図８に示したように、第二集光レンズ103が凸メニスカスレンズであって、後端周縁が平面とされて、基板である蛍光体保持板金102に密着されている。

これにより、蛍光発光部100は、第二集光レンズ103がレンズホルダー104の第二レンズ係止部107により蛍光体保持板金102側に付勢され、第二集光レンズ103の後端周縁の平面部分と蛍光体保持板金102の前面を密着するようにして接合させることにより、蛍光体プレート101を密閉させることができる。

なお、第二集光レンズ103をレンズホルダー104の後面に保持する場合においても、第二レンズ係止部107をレンズホルダー104と一体に形成して、第二集光レンズ103を後方に付勢する場合のみでなく、第二レンズクランプ板金108をレンズホルダー104に取り付けて第二集光レンズ103を後方に付勢することようにしてもよい。

以上のように本実施形態によれば、蛍光体プレート101を接着保持した蛍光体保持板金102を第二集光レンズ103により覆うようにして蛍光体プレート101を密閉する防塵対策を施した光源装置と、当該光源装置を有するプロジェクタ10を提供することができる。

そして、本実施形態によれば、小型の緑色光源装置80における蛍光発光部100の構成を、密閉性を高めた蛍光体プレート密閉構造とすることが容易にでき、安定した発光を行う寿命の長い蛍光発光が可能な光源装置とすることができる。

また、本実施形態によれば、集光レンズ後面と基板の前面を直接密着させることにより、単純な構成で蛍光体プレート101を密封しての組み立てを容易とし、集光レンズの密着面を平坦とすることにより高い気密性を容易に得ることができる。

そして、本実施形態によれば、弾性体により密閉性を保持することができる蛍光体プレート密閉構造とすることができる。

また、本実施形態によれば、弾性体を一体成形したレンズホルダー104を適用することにより、部品数を削減しながら密閉性を保持することができる蛍光体プレート密閉構造とすることができる。さらに、集光レンズと蛍光体保持板金102との間に間隙を設けて集光レンズを保持することにより、集光レンズの蛍光体プレート側の曲面に自由度を持たせることができる。

また、本実施形態によれば、励起光である青色波長帯域光と、赤色波長帯域光と、を透過し、蛍光光である緑色波長帯域光を反射させる第一ダイクロイックミラー141を備えることにより、励起光の光軸と蛍光光の光軸との容易且つ確実に行い、励起光源部70と蛍光発光部100との組み合わせ配置の変更が容易となる。

なお、蛍光発光部100の構成としては、励起光を蛍光発光部100の第一集光レンズ105に斜めに入射させ、励起光と、反射光としての蛍光光の光軸とを分離するようにして、第一ダイクロイックミラー141を省略するようにしてもよい。

さらに、本実施形態によれば、蛍光体プレート101の後方にヒートシンク115を設けて放熱効果を有することから、信頼性の高い蛍光発光部100とすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 励起光を出射する励起光源部と蛍光発光部とを有し、
前記蛍光発光部は、
前記励起光源部から出射される励起光が照射されて、前記励起光とは異なる波長の蛍光光を出射させる蛍光体プレートと、
当該蛍光体プレートを載置させる基板と、
前記蛍光体プレートを覆う集光レンズと、
前記集光レンズを保持するレンズホルダーと、
を備え、
前記蛍光体プレートが少なくとも前記基板と前記集光レンズとによって密閉されることを特徴とする光源装置。
[２] 前記基板に前記レンズホルダーの励起光入射側に対する反対面が密着されて、前記基板の励起光入射側面に配置された前記蛍光体プレートが密閉されることを特徴とする上記[１]に記載の光源装置。
[３] 前記集光レンズは凸メニスカスレンズであり、当該集光レンズの凹面側周縁を前記基板の蛍光体プレート側面に密着させていることを特徴とする上記[１]又は上記[２]に記載の光源装置。
[４] 前記凸メニスカスレンズとされた集光レンズは、凹面側周縁の基板密着面が平坦面であることを特徴とする上記[３]に記載の光源装置。
[５] 前記集光レンズは、弾性体により前記基板側に付勢されていることを特徴とする上記[１]乃至上記[４]の何れかに記載の光源装置。
[６] 前記弾性体は、前記レンズホルダーと一体に成形されていることを特徴とする上記[５]に記載の光源装置。
[７] 前記集光レンズは、前記基板との間に間隙を設けて前記レンズホルダーに保持されることを特徴とする上記[１]又は上記[２]に記載の光源装置。
[８] 前記励起光源から前記蛍光体プレートへの励起光光路上に励起光を透過して、蛍光光を反射する、又は、励起光を反射して蛍光光を透過するダイクロイックミラーを備えることを特徴とする上記[１]乃至上記[７]の何れかに記載の光源装置。
[９] 前記基板の裏面には、ヒートシンクを備えることを特徴とする上記[１]乃至上記[８]の何れかに記載の光源装置。
[１０] 光源装置と、
表示素子と、
前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、
前記光源装置が、上記[１]乃至上記[９]の何れかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。

１０プロジェクタ１１上面パネル
１２正面パネル
１３背面パネル１４右側パネル
１５左側パネル１６採光窓
１７排気孔
１８吸気孔１９レンズカバー
２０各種端子２１入出力コネクタ部
２２入出力インターフェース２３画像変換部
２４表示エンコーダ２５ビデオＲＡＭ
２６表示駆動部３１画像圧縮伸長部
３２メモリカード３５Ｉｒ受信部
３６Ｉｒ処理部３７キー／インジケータ部
３８制御部
４１光源制御回路
４３冷却ファン駆動制御回路４５レンズモータ
４７音声処理部４８スピーカ
５１表示素子６０光源ユニット
６２ＡＤコンバータ
７０励起光源部７１励起光源
７３コリメータレンズ７５反射ミラー群
７８集光レンズ８０緑色光源装置
８１ヒートシンク
１００蛍光発光部１０１蛍光体プレート
１０２蛍光体保持板金１０３第二集光レンズ
１０４レンズホルダー１０５第一集光レンズ
１０６第一レンズクランプ板金１０７第二レンズ係止部
１０８第二レンズクランプ板金１０９ヒートシンク
１１１螺子１１２螺子
１１３螺子１１５ヒートシンク
１２０赤色光源装置１２１赤色光源
１２５集光レンズ群１３０ヒートシンク
１４０導光光学系１４１第一ダイクロイックミラー
１４８第二ダイクロイックミラー
１６０光学系ユニット１６１照明側ブロック
１６５画像生成ブロック１６８投影側ブロック
１７０光源側光学系１７３集光レンズ
１７５ライトトンネル１７８集光レンズ
１８１光軸変換ミラー１８３集光レンズ
１８５照射ミラー１９０ヒートシンク
１９５コンデンサレンズ２２０投影側光学系
２２５固定レンズ群２３５可動レンズ群
２４１制御回路基板２６１冷却ファン
３００青色光源装置３０１青色光源
３０５集光レンズ群３１０ヒートシンク

Claims

励起光を出射する励起光源部と蛍光発光部とを有し、
前記蛍光発光部は、
前記励起光源部から出射される励起光が照射されて、前記励起光とは異なる波長の蛍光光を出射させる蛍光体プレートと、
当該蛍光体プレートを載置させる基板と、
前記蛍光体プレートを覆う集光レンズと、
前記集光レンズを保持するレンズホルダーと、
を備え、
前記蛍光体プレートが少なくとも前記基板と前記集光レンズとによって密閉されることを特徴とする光源装置。
前記基板に前記レンズホルダーの励起光入射側に対する反対面が密着されて、前記基板の励起光入射側面に配置された前記蛍光体プレートが密閉されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記集光レンズは凸メニスカスレンズであり、当該集光レンズの凹面側周縁を前記基板の蛍光体プレート側面に密着させていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
前記凸メニスカスレンズとされた集光レンズは、凹面側周縁の基板密着面が平坦面であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
前記集光レンズは、弾性体により前記基板側に付勢されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
前記弾性体は、前記レンズホルダーと一体に成形されていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
前記集光レンズは、前記基板との間に間隙を設けて前記レンズホルダーに保持されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
前記励起光源から前記蛍光体プレートへの励起光光路上に励起光を透過して、蛍光光を反射する、又は、励起光を反射して蛍光光を透過するダイクロイックミラーを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光源装置。
前記基板の裏面には、ヒートシンクを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の光源装置。
光源装置と、
表示素子と、
前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、
前記表示素子から射出された画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記光源装置や表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備え、
前記光源装置が、請求項１乃至請求項９の何れかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。