JP5445854B2

JP5445854B2 - Light emitting unit and projector

Info

Publication number: JP5445854B2
Application number: JP2010074436A
Authority: JP
Inventors: 治馬峰
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: JP2011209366A

Description

本発明は、発光ユニットと、この発光ユニットを内蔵するプロジェクタに関する。 The present invention relates to a light emitting unit and a projector incorporating the light emitting unit.

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更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、発光ユニット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。 2. Description of the Related Art Today, data projectors are widely used as image projection apparatuses that project a screen of a personal computer, a video image, an image based on image data stored in a memory card or the like onto a screen. This projector focuses light emitted from the light emitting unit on a micromirror display element called a DMD (digital micromirror device) or a liquid crystal plate, and displays a color image on a screen.

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利用するものが主流であったが、近年、発光ダイオードや有機ＥＬを有する発光ユニットを用いたプロジェクタ、あるいは蛍光体を励起させることにより発せられる蛍光光を光源光として利用するプロジェクタの開発がなされている。 Conventionally, projectors that use high-intensity discharge lamps have been the mainstream of such projectors. However, in recent years, projectors that use light-emitting diodes or light-emitting units having organic EL, or phosphors that are emitted are excited. Projectors that use fluorescent light as light source light have been developed.

例えば、特開２００４−３４１１０５号公報（特許文献１）では、励起光源としての発光ダイオードと、この励起光源から射出する紫外光を可視光に変換する蛍光体の層を透明基材に形成させた蛍光ホイールと、を有する発光ユニットについての提案がなされている。 For example, in JP-A-2004-341105 (Patent Document 1), a light emitting diode as an excitation light source and a phosphor layer that converts ultraviolet light emitted from the excitation light source into visible light are formed on a transparent substrate. There have been proposals for light emitting units having a fluorescent wheel.

特開２００４−３４１１０５号公報JP 2004-341105 A

上記特許文献１に記載の発明は、蛍光ホイール（カラーホイール）における蛍光体の層の入射側に励起光を透過し、可視光を反射する可視光反射膜を設けることで、蛍光体から入射側（光源側）に発せられる光を反射して光源光として利用することができる。しかしながら、蛍光体に吸収されずに散乱反射するなどして蛍光体の層から入射側（光源側）あるいは射出側に射出された励起光が存在するため、励起光の利用効率の向上が要望されていた。 In the invention described in Patent Document 1, a visible light reflecting film that transmits excitation light and reflects visible light is provided on the incident side of the phosphor layer in the fluorescent wheel (color wheel). Light emitted to the light source side can be reflected and used as light source light. However, since there is excitation light emitted from the phosphor layer to the incident side (light source side) or emission side by being scattered and reflected without being absorbed by the phosphor, improvement in the utilization efficiency of the excitation light is desired. It was.

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、励起光の利用効率を向上させた発光ユニットと、この発光ユニットを備えることで明るい画像を投影することのできるプロジェクタと、を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and a light emitting unit with improved excitation light utilization efficiency and a projector capable of projecting a bright image by including the light emitting unit. And is intended to provide.

本発明の発光ユニットは、基材に蛍光発光部を有する蛍光板と、励起光を前記蛍光板の蛍光発光部に照射する光源と、を備え、前記蛍光発光部には前記光源からの励起光を受けて所定の波長帯域光を射出する蛍光体の層が形成され、該蛍光体の層における励起光入射側にはロングパスフィルタが設けられており、該ロングパスフィルタは、所定の角度未満の入射角で入射する励起光を反射するものであり、前記光源は、当該光源からの光が前記ロングパスフィルタの表面における法線に対して前記所定の角度以上をなして入射し、更に前記ロングパスフィルタを透過して蛍光発光部の蛍光体に照射されるように配置されていることを特徴とする。 The light emitting unit of the present invention includes a fluorescent plate having a fluorescent light emitting portion on a base material, and a light source that irradiates excitation light to the fluorescent light emitting portion of the fluorescent plate, and the fluorescent light emitting portion receives excitation light from the light source. A phosphor layer that emits light in a predetermined wavelength band is formed, and a long pass filter is provided on the excitation light incident side of the phosphor layer, and the long pass filter has an incident angle less than a predetermined angle. Incident excitation light is reflected, and the light source is incident on the light from the light source at an angle greater than or equal to the normal to the surface of the long pass filter, and further passes through the long pass filter. It is arranged so that it may irradiate the phosphor of the fluorescent light emitting part.

そして、本発明の発光ユニットは、前記ロングパスフィルタの入射側に反射防止膜を形成することが好ましい。 In the light emitting unit of the present invention, it is preferable to form an antireflection film on the incident side of the long pass filter.

また、本発明の発光ユニットにおいて、前記蛍光発光部における基材の表面には反射面が形成され、この反射面上に蛍光体の層が形成されていることもある。 In the light emitting unit of the present invention, a reflective surface may be formed on the surface of the base material in the fluorescent light emitting unit, and a phosphor layer may be formed on the reflective surface.

さらに、本発明の発光ユニットにおいて、前記基材は、円板形状であり、該基材には環状の前記蛍光発光部が形成され、前記基材を周方向に回転させる駆動装置を有していることがより好ましい。 Furthermore, in the light emitting unit of the present invention, the base material has a disk shape, and the base material is provided with the annular fluorescent light emitting unit, and has a driving device that rotates the base material in the circumferential direction. More preferably.

そして、本発明のプロジェクタは、前記発光ユニットと、前記発光ユニットから射出される光を所定の一面に集光する光源側光学系と、表示素子と、前記光源側光学系により所定の一面に集光された光を前記表示素子に導光する導光光学系と、前記表示素子から射出される画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を備えることを特徴とする。 The projector of the present invention collects the light emitting unit, a light source side optical system that collects light emitted from the light emitting unit on a predetermined surface, a display element, and the light source side optical system. A light guide optical system that guides the emitted light to the display element; a projection-side optical system that projects an image emitted from the display element onto a screen; and a projector control unit that controls the display element. It is characterized by that.

本発明によれば、励起光の利用効率を向上させた発光ユニットと、この発光ユニットを備えることで明るい画像を投影することのできるプロジェクタと、を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light emission unit which improved the utilization efficiency of excitation light, and the projector which can project a bright image by providing this light emission unit can be provided.

本発明の実施例に係るプロジェクタを示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing a projector according to an embodiment of the invention. 本発明の実施例に係るプロジェクタの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the projector which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るプロジェクタの内部構造を示す平面模式図である。1 is a schematic plan view showing an internal structure of a projector according to an embodiment of the invention. 本発明の実施例に係るプロジェクタの光源ユニットのレイアウトを示す平面模式図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing a layout of a light source unit of the projector according to the embodiment of the invention. 本発明の実施例に係る蛍光ホイールの正面模式図及び一部断面を示す平面模式図である。It is the front schematic diagram of the fluorescent wheel which concerns on the Example of this invention, and the plane schematic diagram which shows a partial cross section. 本発明の実施例に係る光源から発せられる光の強度分布を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows intensity distribution of the light emitted from the light source which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る蛍光ホイールに設けられるロングパスフィルタの性質を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the property of the long pass filter provided in the fluorescent wheel which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る蛍光ホイールに設けられるロングパスフィルタを透過する光、及びロングパスフィルタにより反射する光を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the light which permeate | transmits the long pass filter provided in the fluorescent wheel which concerns on the Example of this invention, and the light reflected by a long pass filter.

以下、本発明を実施するための形態について述べる。プロジェクタ10は、光源ユニット63と、表示素子51と、導光光学系62と、投影側光学系70と、プロジェクタ制御手段と、を備える。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. The projector 10 includes a light source unit 63, a display element 51, a light guide optical system 62, a projection side optical system 70, and projector control means.

導光光学系62は、光源ユニット63からの光を表示素子51に導光する。投影側光学系70は、表示素子51から射出される画像をスクリーンに投影する。プロジェクタ制御手段は、光源ユニット63や表示素子51を制御する。この光源ユニット63は、赤色の波長帯域光を発する赤色発光ユニット64Rと、緑色の波長帯域光を発する緑色発光ユニット64Gと、青色の波長帯域光を発する青色発光ユニット64Bと、光源側光学系61と、を備える。 The light guide optical system 62 guides light from the light source unit 63 to the display element 51. The projection side optical system 70 projects an image emitted from the display element 51 onto the screen. The projector control means controls the light source unit 63 and the display element 51. The light source unit 63 includes a red light emitting unit 64R that emits red wavelength band light, a green light emitting unit 64G that emits green wavelength band light, a blue light emitting unit 64B that emits blue wavelength band light, and a light source side optical system 61. And comprising.

各発光ユニット64R,64G,64Bは、光源72と、蛍光発光装置100と、から構成される。光源72は、紫外領域の光（紫外線）あるいは青色波長帯域の光を射出するレーザー発光器である。 Each of the light emitting units 64R, 64G, and 64B includes a light source 72 and a fluorescent light emitting device 100. The light source 72 is a laser emitter that emits light in the ultraviolet region (ultraviolet light) or light in the blue wavelength band.

蛍光発光装置100は、円板形状の蛍光ホイール71と、ホイールモータ73と、を備える。そして、蛍光ホイール71は、光源72から射出される光の光軸上であって、光源72からの光が蛍光ホイール71に４５度の入射角で入射するように配置される。つまり、光源72は、光を蛍光ホイール71の一方の面に斜めから照射する。 The fluorescent light emitting device 100 includes a disk-shaped fluorescent wheel 71 and a wheel motor 73. The fluorescent wheel 71 is arranged on the optical axis of the light emitted from the light source 72 so that the light from the light source 72 is incident on the fluorescent wheel 71 at an incident angle of 45 degrees. That is, the light source 72 irradiates light on one surface of the fluorescent wheel 71 from an oblique direction.

蛍光ホイール71は、円板形状の金属基材であって、この基材の一方の面（光源72から射出される光の入射側の面）には環状の蛍光発光部が設けられている。この蛍光発光部は基材に設けられる環状の凹部であって、この凹部内に蛍光体の層131が敷設されている。また、この凹部には反射面が形成され、この反射面上に蛍光体の層131が形成されている。蛍光体の層131は、光源72からの光（紫外光）を励起光として受けて所定の波長帯域光を射出する蛍光体とバインダとにより形成されるものである。 The fluorescent wheel 71 is a disk-shaped metal base material, and an annular fluorescent light emitting portion is provided on one surface of the base material (the surface on the incident side of light emitted from the light source 72). The fluorescent light emitting portion is an annular recess provided in the base material, and a phosphor layer 131 is laid in the recess. In addition, a reflective surface is formed in the recess, and a phosphor layer 131 is formed on the reflective surface. The phosphor layer 131 is formed of a phosphor and a binder that receive light (ultraviolet light) from the light source 72 as excitation light and emit light in a predetermined wavelength band.

したがって、蛍光ホイール71は、蛍光発光部に光源72からの励起光を受けることで所定の波長帯域の蛍光光を発する蛍光板として機能する。 Therefore, the fluorescent wheel 71 functions as a fluorescent plate that emits fluorescent light in a predetermined wavelength band by receiving excitation light from the light source 72 in the fluorescent light emitting unit.

そして、赤色発光ユニット64Rの蛍光ホイール71には、赤色の波長帯域光を射出する蛍光体の層131が設けられ、緑色発光ユニット64Gの蛍光ホイール71には、緑色の波長帯域光を射出する蛍光体の層131が設けられ、青色発光ユニット64Bの蛍光ホイール71には、青色の波長帯域光を射出する蛍光体の層131が設けられている。 The fluorescent wheel 71 of the red light emitting unit 64R is provided with a phosphor layer 131 that emits red wavelength band light, and the fluorescent wheel 71 of the green light emitting unit 64G is fluorescent that emits green wavelength band light. The phosphor layer 131 that emits blue wavelength band light is provided on the fluorescent wheel 71 of the blue light emitting unit 64B.

さらに、蛍光体の層131における励起光入射側には、ロングパスフィルタ132が設けられている。このロングパスフィルタ132は、蛍光体から発せられる長波長帯域光を透過し、短波長帯域光を反射する短波長カットフィルタである。また、このロングパスフィルタ132は、入射角が大きくなるにつれて透過波長帯域が短波長側へシフトする性質を有し、所定の角度未満の入射角で入射する励起光を反射するものである。例えば、このロングパスフィルタ132は、３５度未満で入射する励起光の多くを反射し、３５度から入射角が大きくなるにつれて入射する励起光の透過率が上がって、４５度以上の入射角でほとんどの励起光を透過させる性質を有するものを採用することができる。 Further, a long pass filter 132 is provided on the excitation light incident side of the phosphor layer 131. The long pass filter 132 is a short wavelength cut filter that transmits long wavelength band light emitted from a phosphor and reflects short wavelength band light. The long pass filter 132 has a property that the transmission wavelength band shifts to the short wavelength side as the incident angle increases, and reflects the excitation light incident at an incident angle less than a predetermined angle. For example, the long-pass filter 132 reflects most of the excitation light incident at less than 35 degrees, and the transmittance of the incident excitation light increases as the incident angle increases from 35 degrees, and almost at an incident angle of 45 degrees or more. Those having the property of transmitting the excitation light can be employed.

そして、蛍光ホイール71の蛍光発光部に励起光を照射する一対の光源72は、当該光源72からの光がロングパスフィルタ132の表面における法線（即ち、蛍光ホイール71の回転軸）に対して４５度の角度以上をなして入射し、更にロングパスフィルタ132を透過して蛍光発光部の蛍光体に照射されるように配置されている。 The pair of light sources 72 that irradiate the fluorescent light emitting part of the fluorescent wheel 71 with the excitation light is 45 with respect to the normal line on the surface of the long pass filter 132 (that is, the rotation axis of the fluorescent wheel 71). It is arranged so as to be incident at an angle of at least an angle, and to be further transmitted through the long pass filter 132 to be irradiated to the phosphor of the fluorescent light emitting unit.

また、ロングパスフィルタ132の入射側には反射防止膜が形成されている。したがって、ロングパスフィルタ132に斜めから入射する励起光は、光源72側にほとんど反射されることなく透過して蛍光体の層131に入射する。 Further, an antireflection film is formed on the incident side of the long pass filter 132. Therefore, the excitation light incident on the long-pass filter 132 from an oblique direction is transmitted through the phosphor layer 131 with almost no reflection on the light source 72 side.

ホイールモータ73は、蛍光ホイール71を円周方向に回転させる駆動装置である。つまり、この蛍光発光装置100は、光源72からの光が回転する蛍光ホイール71の一方の面に照射されると、照射領域が環状の蛍光発光部内を移動することになるため、熱の集中を避けて蛍光体の温度上昇を抑制させることができるようになっている。 The wheel motor 73 is a drive device that rotates the fluorescent wheel 71 in the circumferential direction. That is, when the light from the light source 72 irradiates one surface of the rotating fluorescent wheel 71, the fluorescent light emitting device 100 moves within the annular fluorescent light emitting portion, and thus concentrates heat. By avoiding this, the temperature rise of the phosphor can be suppressed.

また、光源側光学系61は、各発光ユニット64R,64G,64Bから射出される赤色、緑色及び青色波長帯域の光を所定の一面であるライトトンネル75の入射口に集光する集光レンズ163,164やダイクロイックミラー141等から構成される。つまり、蛍光ホイール71から射出される赤色、緑色及び青色光は、光源側光学系61により光軸を一致させてライトトンネル75の入射口に集光され、集光された各色光は、更に導光光学系62により表示素子51に導光されることとなる。 The light source side optical system 61 condenses the light of the red, green, and blue wavelength bands emitted from the light emitting units 64R, 64G, and 64B at the entrance of the light tunnel 75 that is a predetermined surface. And a dichroic mirror 141. That is, the red, green, and blue light emitted from the fluorescent wheel 71 is condensed by the light source side optical system 61 at the entrance of the light tunnel 75 with the optical axes aligned, and each condensed color light is further guided. The light is guided to the display element 51 by the optical optical system 62.

したがって、光源ユニット63は、プロジェクタ制御手段が、蛍光ホイール71を円周方向に回転させるホイールモータ73を動作させる制御を実行するとともに、各発光ユニット64R,64G,64Bが備える光源72の発光を個別に制御することで、当該光源ユニット63から順次赤色、緑色、青色の波長帯域光を射出させることができる。そして、プロジェクタ10の表示素子51であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、投影側光学系70を介してスクリーンにカラー画像を投影することができる。 Therefore, in the light source unit 63, the projector control unit performs control to operate the wheel motor 73 that rotates the fluorescent wheel 71 in the circumferential direction, and individually emits light from the light source 72 included in each light emitting unit 64R, 64G, 64B. By controlling to, red, green, and blue wavelength band light can be sequentially emitted from the light source unit 63. The DMD that is the display element 51 of the projector 10 displays the light of each color in a time-sharing manner according to the data, so that a color image can be projected onto the screen via the projection-side optical system 70.

以下、本発明の実施例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、本実施例において、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view of the projector 10. In this embodiment, left and right in the projector 10 indicate the left and right direction with respect to the projection direction, and front and rear indicate the screen side direction of the projector 10 and the front and rear direction with respect to the traveling direction of the light beam.

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には複数の排気孔17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。 As shown in FIG. 1, the projector 10 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a lens cover 19 that covers the projection port on the side of the front panel 12 that is a front side plate of the projector housing. The panel 12 is provided with a plurality of exhaust holes 17. Further, although not shown, an Ir receiver for receiving a control signal from the remote controller is provided.

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。 In addition, a key / indicator unit 37 is provided on the top panel 11 of the housing. The key / indicator unit 37 switches a power switch key, a power indicator for notifying power on / off, and switching on / off of projection. Keys and indicators such as an overheat indicator for notifying when a projection switch key, a light source unit, a display element, a control circuit, etc. are overheated are arranged.

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ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。なお、この背面パネル、及び、図示しない右側パネル、並びに、図１に示した左側パネル15の下部近傍には、各々複数の吸気孔18が形成されている。 In addition, on the rear surface of the housing, there are provided various terminals 20 such as an input / output connector section and a power adapter plug that provide a USB terminal, a D-SUB terminal for image signal input, an S terminal, an RCA terminal, etc. on the rear panel. Yes. A plurality of intake holes 18 are formed in the vicinity of the lower portion of the rear panel, the right panel (not shown), and the left panel 15 shown in FIG.

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２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、ＣＰＵや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。 Next, projector control means of the projector 10 will be described with reference to the functional block diagram of FIG. The projector control means includes a control unit 38, an input / output interface 22, an image conversion unit 23, a display encoder 24, a display drive unit 26, and the like. The control unit 38 controls the operation of each circuit in the projector 10, and is composed of a ROM in which operation programs such as a CPU and various settings are fixedly stored, a RAM used as a work memory, and the like. Yes.

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。 Then, the image signal of various standards input from the input / output connector unit 21 by the projector control means is in a predetermined format suitable for display by the image conversion unit 23 via the input / output interface 22 and the system bus (SB). After being converted so as to be unified into an image signal, it is output to the display encoder 24.

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。 The display encoder 24 develops and stores the input image signal in the video RAM 25, generates a video signal from the stored contents of the video RAM 25, and outputs the video signal to the display drive unit 26.

表示駆動部26は、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を駆動するものであり、光源ユニット63から射出された光線束、即ち光源ユニット63の光源側光学系により所定の一面に集光された光線束を導光光学系を介して表示素子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、後述する投影側光学系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、この投影側光学系の可動レンズ群97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。 The display driving unit 26 drives the display element 51, which is a spatial light modulation element (SOM), at an appropriate frame rate corresponding to the image signal output from the display encoder 24, and is emitted from the light source unit 63. By irradiating the display element 51 with a light bundle, that is, a light bundle condensed on a predetermined surface by the light source side optical system of the light source unit 63, through the light guide optical system, an optical image is reflected by the reflected light of the display element 51. Then, the image is projected and displayed on a screen (not shown) via a projection side optical system described later. The movable lens group 97 of the projection side optical system is driven by the lens motor 45 for zoom adjustment and focus adjustment.

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なう。 The image compression / decompression unit 31 performs a recording process in which the luminance signal and the color difference signal of the image signal are data-compressed by a process such as ADCT and Huffman coding, and sequentially written in a memory card 32 that is a detachable recording medium. Further, the image compression / decompression unit 31 reads the image data recorded on the memory card 32 in the reproduction mode, decompresses individual image data constituting a series of moving images in units of one frame, and converts the image data into the image conversion unit 23. Is output to the display encoder 24 and the processing for enabling the display of a moving image or the like based on the image data stored in the memory card 32 is performed.

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。 Then, an operation signal of a key / indicator unit 37 composed of a main key and an indicator provided on the top panel 11 of the housing is directly sent to the control unit 38, and a key operation signal from the remote controller is received by Ir. The code signal received by the unit 35 and demodulated by the Ir processing unit 36 is output to the control unit 38.

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。 Note that an audio processing unit 47 is connected to the control unit 38 via a system bus (SB). The sound processing unit 47 includes a sound source circuit such as a PCM sound source, converts the sound data into analog in the projection mode and the playback mode, and drives the speaker 48 to emit loud sounds.

また、制御部38は、光源制御回路41を介して、画像生成時に要求される所定波長帯域の光源光が光源ユニット63から射出されるように、光源ユニット63を構成する各発光ユニットの光源の発光を個別に制御する。また、制御部38は、ホイールモータを制御して蛍光発光装置の蛍光ホイールを回転駆動させる。 In addition, the control unit 38, through the light source control circuit 41, emits light source light of a predetermined wavelength band required at the time of image generation from the light source unit 63. Control light emission individually. The control unit 38 controls the wheel motor to rotate the fluorescent wheel of the fluorescent light emitting device.

さらに、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43を介して、光源ユニット63等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行い、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を個別に制御する。また、制御部38は、冷却ファン駆動制御回路43にタイマー等によりプロジェクタ本体の電源ＯＦＦ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によってはプロジェクタ本体の電源をＯＦＦにする等の制御も行う。 Further, the control unit 38 performs temperature detection by a plurality of temperature sensors provided in the light source unit 63 and the like via the cooling fan drive control circuit 43, and individually controls the rotation speed of the cooling fan from the result of the temperature detection. . Further, the control unit 38 causes the cooling fan drive control circuit 43 to keep the cooling fan rotating even after the projector body is turned off by a timer or the like, or to turn off the projector body depending on the result of temperature detection by the temperature sensor. Control is also performed.

次に、このプロジェクタ10の内部構造について述べる。図３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３に示すように、右側パネル14の近傍に制御回路基板102を備えている。この制御回路基板102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、筐体内を区画用隔壁120により背面パネル13側の吸気側空間室121と正面パネル12側の排気側空間室122とを気密に形成し、プロジェクタ10の中央近傍にシロッコファンタイプのブロア110を冷却ファンとして配置し、吸気側空間室121にブロア110の吸込み口111を排気側空間室122にブロア110の吐出口113を位置させている。 Next, the internal structure of the projector 10 will be described. FIG. 3 is a schematic plan view showing the internal structure of the projector 10. As shown in FIG. 3, the projector 10 includes a control circuit board 102 in the vicinity of the right panel 14. The control circuit board 102 includes a power circuit block, a light source control block, and the like. In addition, the projector 10 has an airtight space chamber 121 on the rear panel 13 side and an exhaust side space chamber 122 on the front panel 12 side formed in an airtight manner by a partition wall 120 inside the housing, and a sirocco fan is located near the center of the projector 10. A type blower 110 is arranged as a cooling fan, and a suction port 111 of the blower 110 is positioned in the intake side space chamber 121 and a discharge port 113 of the blower 110 is positioned in the exhaust side space chamber 122.

さらに、このプロジェクタ10は、排気側空間室122内に光源ユニット63を配置し、左側パネル15に沿って照明側ブロック78及び画像生成ブロック79並びに投影側ブロック80で構成する光学系ユニット77を配置し、光学系ユニット77の照明側ブロック78を排気側空間室122に開口連通させて照明側ブロック78に設ける照明用ユニットの一部が排気側空間室122に位置するように配置し、排気側空間室122の正面パネル12に沿って排気温低減装置114を配置している。 Further, in the projector 10, a light source unit 63 is disposed in the exhaust side space chamber 122, and an optical system unit 77 including an illumination side block 78, an image generation block 79, and a projection side block 80 is disposed along the left panel 15. The illumination-side block 78 of the optical system unit 77 is communicated with the exhaust-side space chamber 122 so that a part of the illumination unit provided in the illumination-side block 78 is located in the exhaust-side space chamber 122. An exhaust temperature reducing device 114 is arranged along the front panel 12 of the space chamber 122.

そして、光源ユニット63等を冷却する冷却ファンとしてのブロア110は、中心部に吸込み口111を有し、吐出口113は略正方形断面であって、区画用隔壁120に接続され、区画用隔壁120によって区画された排気側空間室122にブロア110からの排風を排出するものである。 The blower 110 as a cooling fan for cooling the light source unit 63 and the like has a suction port 111 at the center, and the discharge port 113 has a substantially square cross section, and is connected to the partition partition 120. The exhaust air from the blower 110 is discharged into the exhaust-side space chamber 122 partitioned by.

この光源ユニット63は、光源72からの励起光を受けて各々波長帯域の異なる光を射出する３個の発光ユニット64と、各発光ユニット64から射出される光を集光する光源側光学系61と、から構成され、赤色の波長帯域光を射出する赤色発光ユニット64Rと、緑色の波長帯域光を射出する緑色発光ユニット64Gと、青色の波長帯域光を射出する青色発光ユニット64Bと、を備えている。 The light source unit 63 includes three light emitting units 64 that receive excitation light from the light source 72 and emit light having different wavelength bands, and a light source side optical system 61 that condenses the light emitted from each light emitting unit 64. A red light emitting unit 64R that emits red wavelength band light, a green light emitting unit 64G that emits green wavelength band light, and a blue light emitting unit 64B that emits blue wavelength band light. ing.

赤色発光ユニット64Rは、ブロア110の吐出口113の近傍において当該赤色発光ユニット64Rから射出される赤色光の光軸がライトトンネル75の光軸と直交するように配置される。また、緑色発光ユニット64Gは、当該緑色発光ユニット64Gから射出される緑色光の光軸が赤色発光ユニット64Rの光軸と平行となるように赤色発光ユニット64Rよりも正面パネル12側に配置される。そして、青色発光ユニット64Bは、正面パネル12の近傍において当該青色発光ユニット64Bから射出される青色光の光軸がライトトンネル75の光軸と一致するように配置されている。各発光ユニット64の具体的な構成については後述する。 The red light emitting unit 64R is arranged in the vicinity of the discharge port 113 of the blower 110 so that the optical axis of the red light emitted from the red light emitting unit 64R is orthogonal to the optical axis of the light tunnel 75. The green light emitting unit 64G is disposed closer to the front panel 12 than the red light emitting unit 64R so that the optical axis of the green light emitted from the green light emitting unit 64G is parallel to the optical axis of the red light emitting unit 64R. . The blue light emitting unit 64B is arranged in the vicinity of the front panel 12 so that the optical axis of the blue light emitted from the blue light emitting unit 64B coincides with the optical axis of the light tunnel 75. A specific configuration of each light emitting unit 64 will be described later.

光源側光学系61は、図４に示すように、所定の波長帯域光を反射又は透過させて各発光ユニット64から射出される各色可視光の光軸を同一の光軸となるように変換するダイクロイックミラー141、及び、各発光ユニット64から射出されてライトトンネル75へ入射する光線束を集光する集光レンズ163,164等を有する。 As shown in FIG. 4, the light source side optical system 61 reflects or transmits light in a predetermined wavelength band and converts the optical axes of the visible light of each color emitted from the light emitting units 64 so as to be the same optical axis. It has a dichroic mirror 141, condensing lenses 163, 164 and the like for condensing a light beam emitted from each light emitting unit 64 and incident on the light tunnel 75.

具体的には、この光源側光学系61は、第一ダイクロイックミラー141aと、第ニダイクロイックミラー141bと、集光レンズ群148と、を備える。第一ダイクロイックミラー141aは、赤色発光ユニット64Rの光軸とライトトンネル75の中心軸とが交差する位置において赤色発光ユニット64Rの光軸とのなす角が４５度となるように配置されている。そして、この第一ダイクロイックミラー141aは、赤色発光ユニット64Rから射出される赤色の波長帯域光の光軸をライトトンネル75の中心軸と一致させるように反射し、緑色発光ユニット64G及び青色発光ユニット64Bから射出される緑色及び青色の波長帯域光を透過する。 Specifically, the light source side optical system 61 includes a first dichroic mirror 141a, a second dichroic mirror 141b, and a condenser lens group 148. The first dichroic mirror 141a is arranged such that an angle formed by the optical axis of the red light emitting unit 64R is 45 degrees at a position where the optical axis of the red light emitting unit 64R intersects with the central axis of the light tunnel 75. The first dichroic mirror 141a reflects the optical axis of the red wavelength band light emitted from the red light emitting unit 64R so as to coincide with the central axis of the light tunnel 75, and the green light emitting unit 64G and the blue light emitting unit 64B. The green and blue wavelength band lights emitted from the light are transmitted.

第二ダイクロイックミラー141bは、緑色発光ユニット64Gの光軸とライトトンネル75の中心軸とが交差する位置において緑色発光ユニット64Gの光軸とのなす角が４５度となるように配置されており、緑色発光ユニット64Gから射出される緑色の波長帯域光の光軸をライトトンネル75の中心軸と一致させるように反射し、青色発光ユニット64Bから射出される青色の波長帯域光を透過する。各発光ユニット64における蛍光ホイール71の近傍に配置される集光レンズ群148は、蛍光ホイール71から射出される光を集光する。 The second dichroic mirror 141b is arranged so that an angle formed by the optical axis of the green light emitting unit 64G is 45 degrees at a position where the optical axis of the green light emitting unit 64G and the central axis of the light tunnel 75 intersect. The green wavelength band light emitted from the green light emitting unit 64G is reflected so as to coincide with the center axis of the light tunnel 75, and the blue wavelength band light emitted from the blue light emitting unit 64B is transmitted. The condensing lens group 148 disposed in the vicinity of the fluorescent wheel 71 in each light emitting unit 64 condenses the light emitted from the fluorescent wheel 71.

そして、光源側光学系61は、集光レンズ群148を介して第一ダイクロイックミラー141aに入射する光を集光する集光レンズ163として、赤色発光ユニット64Rと第一ダイクロイックミラー141aとの間に配置される第一集光レンズ163aと、第一ダイクロイックミラー141aと第二ダイクロイックミラー141bとの間に配置される第二集光レンズ163bと、を備え、更に、ライトトンネル75の近傍に配置されて、第一ダイクロイックミラー141aを介してライトトンネル75に入射する光を集光する集光レンズ164を備える。 Then, the light source side optical system 61 is disposed between the red light emitting unit 64R and the first dichroic mirror 141a as a condenser lens 163 that condenses the light incident on the first dichroic mirror 141a via the condenser lens group 148. A first condenser lens 163a disposed, and a second condenser lens 163b disposed between the first dichroic mirror 141a and the second dichroic mirror 141b, and further disposed in the vicinity of the light tunnel 75. And a condensing lens 164 that condenses light incident on the light tunnel 75 via the first dichroic mirror 141a.

そして、光学系ユニット77は、図３に示したように、光源ユニット63の近傍に位置する照明側ブロック78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79と、光源側光学系61と左側パネル15との間に位置する投影側ブロック80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。 As shown in FIG. 3, the optical system unit 77 includes an illumination side block 78 positioned in the vicinity of the light source unit 63 and an image generation block positioned in the vicinity of the position where the rear panel 13 and the left panel 15 intersect. 79 and a projection side block 80 positioned between the light source side optical system 61 and the left panel 15 are configured in a substantially U shape.

照明側ブロック78は、光源ユニット63から射出される光源光を画像生成ブロック79が備える表示素子51に導光する導光光学系62の一部を備えている。この照明側ブロック78が有する導光光学系62としては、光源ユニット63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75や、ライトトンネル75から射出された光を集光する集光レンズ、ライトトンネル75から射出された光線束の光軸を画像生成ブロック79方向に変換する光軸変換ミラー74等がある。 The illumination side block 78 includes a part of the light guide optical system 62 that guides the light source light emitted from the light source unit 63 to the display element 51 included in the image generation block 79. As the light guide optical system 62 included in the illumination side block 78, the light tunnel 75 that uses the light flux emitted from the light source unit 63 as a light flux having a uniform intensity distribution, and the light emitted from the light tunnel 75 are condensed. There are a condensing lens, an optical axis conversion mirror 74 that converts the optical axis of the light beam emitted from the light tunnel 75 in the direction of the image generation block 79, and the like.

画像生成ブロック79は、導光光学系62として、光軸変換ミラー74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81と、この集光レンズ81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84と、を有している。さらに、画像生成ブロック79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53が配置されて、このヒートシンク53によって表示素子51が冷却される。 The image generation block 79, as the light guide optical system 62, collects the light source light reflected by the optical axis conversion mirror 74 on the display element 51, and the light beam transmitted through the condensing lens 81 as a display element. And an irradiation mirror 84 for irradiating 51 at a predetermined angle. Further, the image generation block 79 includes a DMD serving as a display element 51, and a heat sink 53 for cooling the display element 51 is disposed between the display element 51 and the rear panel 13. Element 51 is cooled.

投影側ブロック80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70のレンズ群を有している。この投影側光学系70としては、固定鏡筒に内蔵する固定レンズ群93と可動鏡筒に内蔵する可動レンズ群97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97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。 The projection-side block 80 has a lens group of the projection-side optical system 70 that emits ON light reflected by the display element 51 to the screen. The projection-side optical system 70 is a variable focus type lens having a zoom function with a fixed lens group 93 built in a fixed barrel and a movable lens group 97 built in a movable barrel, and is movable by a lens motor. Zoom adjustment and focus adjustment are enabled by moving the lens group 97.

このようにプロジェクタ10を構成することで、各発光ユニット64R,64G,64Bから異なるタイミングで光を射出すると、赤色、緑色及び青色の波長帯域光が光源側光学系61を介してライトトンネル75に順次入射され、更に導光光学系62を介して表示素子51に入射される。そして、プロジェクタ10の表示素子51であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、投影側光学系70を介してスクリーンにカラー画像を投影することができる。 By configuring the projector 10 in this way, when light is emitted from each of the light emitting units 64R, 64G, and 64B at different timings, red, green, and blue wavelength band lights are transmitted to the light tunnel 75 via the light source side optical system 61. The light enters sequentially, and further enters the display element 51 through the light guide optical system 62. The DMD that is the display element 51 of the projector 10 displays the light of each color in a time-sharing manner according to the data, so that a color image can be projected onto the screen via the projection-side optical system 70.

次に、発光ユニット64の具体的な構成について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、蛍光ホイール71の正面模式図であり、図５（ｂ）は、蛍光ホイール71の一部断面を示す平面模式図である。発光ユニット64は、光源72と、蛍光発光装置100と、を備えており、蛍光発光装置100は、蛍光ホイール71と、ホイールモータ73と、を有している。蛍光ホイール71は、円板形状の銅やアルミニウム等から成る金属基材であって、基材に環状の凹部が蛍光発光部として設けられているものである。 Next, a specific configuration of the light emitting unit 64 will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a schematic front view of the fluorescent wheel 71, and FIG. 5B is a schematic plan view showing a partial cross section of the fluorescent wheel 71. The light emitting unit 64 includes a light source 72 and a fluorescent light emitting device 100, and the fluorescent light emitting device 100 includes a fluorescent wheel 71 and a wheel motor 73. The fluorescent wheel 71 is a metal base material made of disk-shaped copper, aluminum, or the like, and an annular concave portion is provided on the base material as a fluorescent light emitting part.

この凹部である蛍光発光部は、光源72が配置される側の面である基材の一方の面に設けられている。そして、凹部内には蛍光体の層131が敷設されている。この蛍光体の層131は、光源72からの光を励起光として受けて所定波長帯域の蛍光光を射出する蛍光体が、耐熱性を有し且つ透光性の高いシリコン樹脂等のバインダに均一に混合されることで形成されるものである。また、蛍光発光部における基材の表面には、銀蒸着等のミラー加工により反射面が形成されており、この反射面上に蛍光体の層131が敷設されている。 The fluorescent light emitting portion which is the concave portion is provided on one surface of the base material which is the surface on the side where the light source 72 is disposed. A phosphor layer 131 is laid in the recess. This phosphor layer 131 is made of a phosphor that receives light from the light source 72 as excitation light and emits fluorescent light in a predetermined wavelength band, and is uniformly applied to a heat-resistant and highly translucent binder such as silicon resin. It is formed by mixing. Further, a reflective surface is formed on the surface of the base material in the fluorescent light emitting part by mirror processing such as silver vapor deposition, and a phosphor layer 131 is laid on the reflective surface.

したがって、蛍光ホイール71は、光源72からの光が照射されて、蛍光発光部に励起光を受けることで所定の波長帯域の蛍光光を発する蛍光板として機能する。 Accordingly, the fluorescent wheel 71 functions as a fluorescent plate that emits fluorescent light in a predetermined wavelength band when irradiated with light from the light source 72 and receives excitation light in the fluorescent light emitting unit.

ここで、各発光ユニット64R,64G,64Bにおける光源72は、蛍光ホイール71に設けられる蛍光体を励起させるために、レーザー光を励起光として蛍光ホイール71の蛍光発光部に照射するレーザー発光器である。そして、図４に示したように、赤色発光ユニット64R及び緑色発光ユニット64Gには、青色波長帯域のレーザー光を発する青色光源72Bが配設され、青色発光ユニット64Bには、紫外波長帯域のレーザー光を発する紫外光源72Uが配設されている。 Here, the light source 72 in each light emitting unit 64R, 64G, 64B is a laser light emitter that irradiates the fluorescent light emitting portion of the fluorescent wheel 71 with the laser light as excitation light in order to excite the phosphor provided in the fluorescent wheel 71. is there. As shown in FIG. 4, the red light emitting unit 64R and the green light emitting unit 64G are provided with a blue light source 72B that emits laser light in the blue wavelength band, and the blue light emitting unit 64B includes a laser in the ultraviolet wavelength band. An ultraviolet light source 72U that emits light is disposed.

なお、図５に示したように、ホイールモータ73は、蛍光ホイール71を円周方向に回転させる駆動装置である。つまり、蛍光発光装置100は、光源72からの光が回転する蛍光ホイール71の一方の面に照射されると、照射領域が環状の蛍光発光部内を移動することになるため、熱の集中を避けて蛍光体の温度上昇を抑制させることができるようになっている。 As shown in FIG. 5, the wheel motor 73 is a drive device that rotates the fluorescent wheel 71 in the circumferential direction. That is, when the light from the light source 72 is applied to one surface of the rotating fluorescent wheel 71, the fluorescent light emitting device 100 moves within the annular fluorescent light emitting portion, thus avoiding concentration of heat. Thus, the temperature rise of the phosphor can be suppressed.

そして、本実施例に係る各発光ユニット64R,64G,64Bにおいて、蛍光体の層131における励起光入射側には、ロングパスフィルタ（短波長カットフィルタ）132が設けられている。このロングパスフィルタ132は、蛍光体から発せられる長波長帯域光を透過し、短波長帯域光を反射するフィルタである。また、このロングパスフィルタ132は、入射光の入射角が大きくなるにつれて透過波長帯域が短波長側へシフトする性質を有し、所定の角度未満の入射角で入射する励起光を反射するものである。一例として、緑色発光ユニット64Gの蛍光ホイール71に設けられるロングパスフィルタ132について説明する。 In each of the light emitting units 64R, 64G, and 64B according to the present embodiment, a long pass filter (short wavelength cut filter) 132 is provided on the excitation light incident side of the phosphor layer 131. The long pass filter 132 is a filter that transmits the long wavelength band light emitted from the phosphor and reflects the short wavelength band light. The long-pass filter 132 has a property that the transmission wavelength band shifts to the short wavelength side as the incident angle of incident light increases, and reflects excitation light incident at an incident angle less than a predetermined angle. . As an example, a long pass filter 132 provided on the fluorescent wheel 71 of the green light emitting unit 64G will be described.

緑色発光ユニット64Gが備える青色光源72Bは、図６に示すように、４８０〜４９０ｎｍの波長帯域にピークを有する青色波長帯域のレーザー光を励起光として射出するレーザー発光器である。そして、緑色発光ユニット64Gの蛍光ホイール71に設けられるロングパスフィルタ132は、図７に示すように、３５度未満で入射する青色波長帯域の励起光の多くを反射し、３５度から入射角が大きくなるにつれて入射する励起光の透過率が上がって、４５度以上の入射角でほとんどの青色波長帯域の励起光を透過させる性質を有するものを採用している。 As shown in FIG. 6, the blue light source 72B included in the green light emitting unit 64G is a laser light emitter that emits laser light in a blue wavelength band having a peak in a wavelength band of 480 to 490 nm as excitation light. Then, as shown in FIG. 7, the long pass filter 132 provided on the fluorescent wheel 71 of the green light emitting unit 64G reflects most of the excitation light in the blue wavelength band incident at less than 35 degrees, and the incident angle is increased from 35 degrees. The transmittance of the excitation light that enters is increased, and the light having the property of transmitting most of the excitation light in the blue wavelength band at an incident angle of 45 degrees or more is adopted.

そして、蛍光ホイール71の蛍光発光部に励起光を照射する一対の光源72は、当該光源72からの光がロングパスフィルタ132の表面における法線（即ち、蛍光ホイール71の回転軸）に対してθ＝４５度の角度をなして入射し、更にロングパスフィルタ132を透過して蛍光発光部の蛍光体に照射されるように配置されている。 Then, the pair of light sources 72 that irradiate the fluorescent light emitting part of the fluorescent wheel 71 with the excitation light is such that the light from the light source 72 is θ with respect to the normal on the surface of the long pass filter 132 (that is, the rotation axis of the fluorescent wheel 71) = 45 degrees of incident light, further passing through the long-pass filter 132, and irradiating the fluorescent material of the fluorescent light emitting unit.

また、ロングパスフィルタ132の入射側には反射防止膜が形成されている。この反射防止膜は、モスアイフィルムを貼設したり、フッ化マグネシウムなどを真空蒸着したりすることで形成されるものである。したがって、ロングパスフィルタ132に入射する励起光は、光源72側にほとんど反射されることなく透過して蛍光体の層131に入射する。 Further, an antireflection film is formed on the incident side of the long pass filter 132. This antireflection film is formed by attaching a moth-eye film or vacuum depositing magnesium fluoride or the like. Accordingly, the excitation light incident on the long pass filter 132 is transmitted through the phosphor layer 131 with almost no reflection on the light source 72 side.

このように、蛍光体の層131の励起光入射側にロングパスフィルタ132を配置することで、図８に示すように、入射角θ＝４５度でロングパスフィルタ132に入射する励起光Ｅは、ロングパスフィルタ132を透過して、蛍光体層131の蛍光体に照射される。励起光の多くは蛍光体に吸収されるも、蛍光体に吸収されることなく散乱反射する反射励起光ＲＥも存在する。この反射励起光ＲＥは、様々な入射角でロングパスフィルタ132に照射される。 In this way, by arranging the long pass filter 132 on the excitation light incident side of the phosphor layer 131, as shown in FIG. 8, the excitation light E incident on the long pass filter 132 at the incident angle θ = 45 degrees is long pass. The light passes through the filter 132 and is irradiated to the phosphor of the phosphor layer 131. Although most of the excitation light is absorbed by the phosphor, there is also reflected excitation light RE that is scattered and reflected without being absorbed by the phosphor. The reflected excitation light RE is applied to the long pass filter 132 at various incident angles.

ここで、ロングパスフィルタ132の表面における法線に対して４５度以上の角度をなして、蛍光体層131側からロングパスフィルタ132に入射する反射励起光ＲＥは、ロングパスフィルタ132を透過して光源72側に射出されることになるが、３５度未満の角度をなして入射する反射励起光ＲＥはロングパスフィルタ132でほとんどが蛍光体層131側に反射する。また、３５度以上４５度未満の角度をなして入射する反射励起光ＲＥは、４５度よりも入射角が小さくなるにつれて透過率が低下するため、一部がロングパスフィルタ132により蛍光体層131側に反射することになる。 Here, the reflected excitation light RE that enters the long pass filter 132 from the phosphor layer 131 side at an angle of 45 degrees or more with respect to the normal line on the surface of the long pass filter 132 passes through the long pass filter 132 and passes through the light source 72. The reflected excitation light RE incident at an angle of less than 35 degrees is mostly reflected by the long pass filter 132 toward the phosphor layer 131. Further, the reflected excitation light RE incident at an angle of 35 degrees or more and less than 45 degrees has a reduced transmittance as the incident angle becomes smaller than 45 degrees. Will be reflected.

これにより、蛍光体によって散乱反射する励起光の一部を有効的に利用することができるため、ロングパスフィルタ132を設置しない場合に比べて、蛍光体を明るく発光させることができる。 As a result, part of the excitation light scattered and reflected by the phosphor can be used effectively, so that the phosphor can emit light brighter than when the long pass filter 132 is not installed.

また、図５に示したように、蛍光体が励起されて、蛍光体から全方位に蛍光発光された光は、直接光源72側へ、あるいは、基材表面の反射面で反射した後に光源72側へ射出されて、集光レンズ群148に入射する。また、蛍光体に吸収されることなく基材表面の反射面に照射される励起光も、反射面で蛍光体層131側に反射されるため、再び蛍光体の励起に利用されることになる。 Further, as shown in FIG. 5, the light emitted from the fluorescent material in all directions when the fluorescent material is excited directly to the light source 72 side or after being reflected by the reflecting surface of the base material surface. Is incident on the condenser lens group 148. In addition, since the excitation light irradiated on the reflecting surface of the substrate surface without being absorbed by the phosphor is also reflected on the phosphor layer 131 side by the reflecting surface, it is used again for exciting the phosphor. .

つまり、この光源ユニット63は、各発光ユニット64R,64G,64Bの光源72を順次発光させることで、光の三原色を順次に射出することができる。そして、このプロジェクタ10は、上記したように表示素子51（ＤＭＤ）がデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を生成することができる。 That is, the light source unit 63 can sequentially emit the three primary colors of light by sequentially causing the light sources 72 of the light emitting units 64R, 64G, and 64B to emit light. The projector 10 can generate a color image on the screen by causing the display element 51 (DMD) to display the light of each color in a time-sharing manner according to the data as described above.

したがって、本発明によれば、励起光の利用効率を向上させた発光ユニット64と、この発光ユニット64を備えることで明るい画像を投影することのできるプロジェクタ10と、を提供することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to provide the light emitting unit 64 that improves the utilization efficiency of the excitation light, and the projector 10 that can project a bright image by including the light emitting unit 64.

また、ロングパスフィルタ132の入射面に反射防止膜を形成する場合は、光源72から照射される励起光の利用効率を向上させることができる。 When an antireflection film is formed on the incident surface of the long pass filter 132, the utilization efficiency of the excitation light emitted from the light source 72 can be improved.

そして、蛍光発光部における基材の表面に反射面を形成する場合は、蛍光体から基材側に発せられた蛍光光を光源72側に反射して光源光として利用することができるとともに、蛍光体に吸収されることなく基材に照射された励起光を反射して蛍光体の励起に利用することができるため、反射面を形成しない場合に比べて蛍光ホイール71を明るく発光させることができる。 When a reflective surface is formed on the surface of the base material in the fluorescent light emitting part, the fluorescent light emitted from the fluorescent material to the base material side can be reflected to the light source 72 side and used as light source light, Since the excitation light applied to the base material without being absorbed by the body can be reflected and used for excitation of the phosphor, the fluorescent wheel 71 can emit light brighter than when no reflecting surface is formed. .

また、本実施例における発光ユニット64は、基材を円板形状の蛍光ホイール71として形成し、この蛍光ホイール71を回転させる構成としている。よって、シンプルな発光ユニット64であって、照射面積を拡張して熱の集中を避けることができる発光ユニット64を提供することができる。 Further, the light emitting unit 64 in the present embodiment is configured such that the base material is formed as a disc-shaped fluorescent wheel 71 and the fluorescent wheel 71 is rotated. Therefore, it is possible to provide a simple light emitting unit 64 that can expand the irradiation area and avoid the concentration of heat.

また、本発明は、以上の実施例に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。例えば、ロングパスフィルタ132は、上記したように、４５度以上の入射角で入射する励起光を反射する性質を有しているものに限定されることなく、４０度以上、あるいは、３５度以上など所定の角度で入射する励起光を反射する性質を有するものを採用することもできる。この場合、光源72は、採用するロングパスフィルタ132の性質に合わせて、励起光の多くがロングパスフィルタ132に入射するような位置に設置される。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be freely changed and improved without departing from the gist of the invention. For example, as described above, the long pass filter 132 is not limited to the one having the property of reflecting the excitation light incident at an incident angle of 45 degrees or more, but 40 degrees or more, or 35 degrees or more. Those having the property of reflecting excitation light incident at a predetermined angle can also be adopted. In this case, the light source 72 is installed at a position where most of the excitation light is incident on the long pass filter 132 in accordance with the properties of the long pass filter 132 to be employed.

また、上記した赤色発光ユニット64R及び緑色発光ユニット64Gが有する青色レーザー光を射出する青色光源72Bに代えて、紫外波長帯域のレーザー光を射出する紫外光源72Uを配設してもよい。また、光源72は、レーザー発光器に代えて発光ダイオードを採用することもできる。 Further, instead of the blue light source 72B that emits the blue laser light included in the red light emitting unit 64R and the green light emitting unit 64G, an ultraviolet light source 72U that emits laser light in the ultraviolet wavelength band may be provided. The light source 72 may employ a light emitting diode instead of the laser light emitter.

そして、光源ユニット63を構成する複数の発光ユニット64のうちの何れかを発光ダイオードなどの発光装置に置き換えることもできる。即ち、上記した青色発光ユニット64Bに代えて、青色波長帯域光を射出する発光ダイオードやレーザー発光器などの発光源を備えた青色発光装置を配設することとしてもよい。さらに、上記した赤色発光ユニット64Rに代えて、赤色波長帯域光を射出する発光ダイオードやレーザー発光器などの発光源を備えた赤色発光装置を配設することとしてもよい。そして、上記した緑色発光ユニット64Gに代えて、緑色波長帯域光を射出する発光ダイオードやレーザー発光器などの発光源を備えた緑色発光装置を配設することもできる。また、各光学部品のレイアウトも、上述した構成（図３、図４参照）に限ることなく様々なレイアウトを採用することができる。 Any one of the plurality of light emitting units 64 constituting the light source unit 63 can be replaced with a light emitting device such as a light emitting diode. That is, instead of the blue light emitting unit 64B described above, a blue light emitting device including a light emitting source such as a light emitting diode or a laser light emitter that emits blue wavelength band light may be provided. Furthermore, instead of the above-described red light emitting unit 64R, a red light emitting device including a light emitting source such as a light emitting diode or a laser light emitting device that emits red wavelength band light may be provided. In place of the above-described green light emitting unit 64G, a green light emitting device including a light emitting source such as a light emitting diode or a laser light emitting element that emits light in the green wavelength band may be provided. Further, the layout of each optical component is not limited to the above-described configuration (see FIGS. 3 and 4), and various layouts can be adopted.

さらに、図４及び図５に示したように、発光ユニット64の蛍光ホイール71に設けられる蛍光体の層131の種類は夫々１種類に限られるものでもない。即ち、赤色発光ユニット64R、緑色発光ユニット64G、青色発光ユニット64Bの３種類の発光ユニット64に代えて、蛍光ホイール71の蛍光発光部に、励起光を受けて赤色、緑色及び青色の波長帯域の蛍光光を発する３種類の蛍光体の層131を周方向に並設した発光ユニット64を配設することとしてもよい。この場合、蛍光ホイール71の回転数は、プロジェクタ制御手段により制御されて、順次発光ユニット64から赤色、緑色及び青色の光源光を射出する構成とすることで、表示素子51（ＤＭＤ）がデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を生成することができる。 Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the type of the phosphor layer 131 provided on the fluorescent wheel 71 of the light emitting unit 64 is not limited to one type. That is, instead of the three types of light emitting units 64 of the red light emitting unit 64R, the green light emitting unit 64G, and the blue light emitting unit 64B, the fluorescent light emitting portion of the fluorescent wheel 71 receives excitation light and has red, green, and blue wavelength bands. A light emitting unit 64 in which three types of phosphor layers 131 that emit fluorescent light are arranged in the circumferential direction may be provided. In this case, the rotation speed of the fluorescent wheel 71 is controlled by the projector control means, and the red, green and blue light source lights are sequentially emitted from the light emitting unit 64, so that the display element 51 (DMD) is converted into data. Accordingly, a color image can be generated on the screen by displaying each color light in a time-sharing manner.

そして、蛍光ホイール71は、上記のように円板形状として駆動装置により回転させる構成とする場合に限ることなく、矩形状に形成した蛍光板を固定することとしてもよい。なお、固定する蛍光板に各色の蛍光体の層131を並設する場合、光源72と蛍光板との間に、光源72からの光の照射方向を変化させる調整装置を配設する、あるいは、光源72の位置及び／又は照射方向を変化させるように駆動する光源駆動装置を設けて、光源72からの光の照射スポット位置を移動させることで、各色の蛍光光を蛍光板から射出することができる。なお、調整装置としては、例えば、ＫＴＮ結晶、音響光学素子、ＭＥＭＳミラー等を用いた光偏光器を採用することができる。 The fluorescent wheel 71 is not limited to the configuration in which the fluorescent wheel 71 is rotated by the drive device as a disc shape as described above, and a fluorescent plate formed in a rectangular shape may be fixed. When the phosphor layers 131 of the respective colors are arranged side by side on the fluorescent plate to be fixed, an adjusting device for changing the irradiation direction of light from the light source 72 is disposed between the light source 72 and the fluorescent plate, or the light source 72 By providing a light source driving device that drives to change the position and / or irradiation direction of the light source and moving the irradiation spot position of the light from the light source 72, fluorescent light of each color can be emitted from the fluorescent plate. In addition, as an adjustment apparatus, the optical polarizer using a KTN crystal | crystallization, an acoustooptic element, a MEMS mirror etc. is employable, for example.

また、上記した発光ユニット64は、プロジェクタ10に搭載する場合に限定されることなく、様々な電子機器に搭載する発光ユニット64として利用することができる。 Further, the light emitting unit 64 described above is not limited to being mounted on the projector 10, and can be used as the light emitting unit 64 mounted on various electronic devices.

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
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
35 Ｉｒ受信部 36 Ｉｒ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
53 ヒートシンク 61 光源側光学系
62 導光光学系 63 光源ユニット
64 発光ユニット 64R 赤色発光ユニット
64G 緑色発光ユニット 64B 青色発光ユニット
70 投影側光学系 71 蛍光ホイール
72 光源 72B 青色光源
72U 紫外光源 73 ホイールモータ
74 光軸変換ミラー 75 ライトトンネル
77 光学系ユニット 78 照明側ブロック
79 画像生成ブロック 80 投影側ブロック
81 集光レンズ 84 照射ミラー
93 固定レンズ群 97 可動レンズ群
100 蛍光発光装置 102 制御回路基板
110 ブロア 111 吸込み口
113 吐出口 114 排気温低減装置
120 区画用隔壁 121 吸気側空間室
122 排気側空間室 131 蛍光体の層
132 ロングパスフィルタ 141 ダイクロイックミラー
141a 第一ダイクロイックミラー 141b 第二ダイクロイックミラー
148 集光レンズ群 163 集光レンズ
163a 第一集光レンズ 163b 第二集光レンズ
164 集光レンズ
10 Projector 11 Top panel
12 Front panel 13 Back panel
14 Right panel 15 Left panel
17 Exhaust hole 18 Intake hole
19 Lens cover 20 Various terminals
21 I / O connector 22 I / O interface
23 Image converter 24 Display encoder
25 Video RAM 26 Display driver
31 Image compression / decompression unit 32 Memory card
35 Ir receiver 36 Ir processor
37 Key / Indicator section 38 Control section
41 Light source control circuit 43 Cooling fan drive control circuit
45 Lens motor 47 Audio processor
48 Speaker 51 Display element
53 Heat sink 61 Light source side optical system
62 Light guiding optical system 63 Light source unit
64 Light emitting unit 64R Red light emitting unit
64G Green light emitting unit 64B Blue light emitting unit
70 Projection-side optical system 71 Fluorescent wheel
72 Light source 72B Blue light source
72U UV light source 73 Wheel motor
74 Optical axis conversion mirror 75 Light tunnel
77 Optical system unit 78 Illumination side block
79 Image generation block 80 Projection side block
81 Condenser lens 84 Irradiation mirror
93 Fixed lens group 97 Movable lens group
100 Fluorescent light emitting device 102 Control circuit board
110 Blower 111 Air inlet
113 Discharge port 114 Exhaust temperature reduction device
120 Partition wall 121 Inlet side space
122 Exhaust side chamber 131 Phosphor layer
132 Long pass filter 141 Dichroic mirror
141a 1st dichroic mirror 141b 2nd dichroic mirror
148 Condensing lens group 163 Condensing lens
163a First condenser lens 163b Second condenser lens
164 Condensing lens

Claims

基材に蛍光発光部を有する蛍光板と、
励起光を前記蛍光板の蛍光発光部に照射する光源と、を備え、
前記蛍光発光部には前記光源からの励起光を受けて所定の波長帯域光を射出する蛍光体の層が形成され、該蛍光体の層における励起光入射側にはロングパスフィルタが設けられており、
該ロングパスフィルタは、所定の角度未満の入射角で入射する励起光を反射するものであり、
前記光源は、当該光源からの光が前記ロングパスフィルタの表面における法線に対して前記所定の角度以上をなして入射し、更に前記ロングパスフィルタを透過して蛍光発光部の蛍光体に照射されるように配置されていることを特徴とする発光ユニット。 A fluorescent plate having a fluorescent light emitting part on the substrate;
A light source for irradiating the fluorescent light emitting part of the fluorescent plate with excitation light,
The fluorescent light emitting unit is formed with a phosphor layer that receives excitation light from the light source and emits light of a predetermined wavelength band, and a long pass filter is provided on the excitation light incident side of the phosphor layer. ,
The long pass filter reflects excitation light incident at an incident angle less than a predetermined angle,
In the light source, light from the light source is incident on the normal line on the surface of the long pass filter at an angle equal to or greater than the predetermined angle, and further passes through the long pass filter and is irradiated on the phosphor of the fluorescent light emitting unit. The light emitting unit is arranged as described above.

前記ロングパスフィルタの入射側に反射防止膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光ユニット。 The light emitting unit according to claim 1, wherein an antireflection film is formed on an incident side of the long pass filter.

前記蛍光発光部における基材の表面には反射面が形成され、この反射面上に蛍光体の層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光ユニット。 3. The light emitting unit according to claim 1, wherein a reflective surface is formed on a surface of the base material in the fluorescent light emitting unit, and a phosphor layer is formed on the reflective surface.

前記基材は、円板形状であり、該基材には環状の前記蛍光発光部が形成され、前記基材を周方向に回転させる駆動装置を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の発光ユニット。 2. The base material according to claim 1, wherein the base material has a disk shape, and the base material is provided with an annular fluorescent light emitting portion, and has a driving device that rotates the base material in a circumferential direction. The light emitting unit according to any one of claims 3 to 4.

請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の発光ユニットと、
前記発光ユニットから射出される光を所定の一面に集光する光源側光学系と、
表示素子と、
前記光源側光学系により所定の一面に集光された光を前記表示素子に導光する導光光学系と、
前記表示素子から射出される画像をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、
を備えることを特徴とするプロジェクタ。
The light emitting unit according to any one of claims 1 to 4,
A light source side optical system for condensing light emitted from the light emitting unit on a predetermined surface;
A display element;
A light guide optical system for guiding the light condensed on a predetermined surface by the light source side optical system to the display element;
A projection-side optical system that projects an image emitted from the display element onto a screen;
Projector control means for controlling the display element;
A projector comprising: