光源装置及びプロジェクター
【課題】反射ミラーを高精度で保持することで光利用効率及び信頼性の高い光源装置及びプロジェクターを提供する。
【解決手段】本体部５と、光源１２と、光源１２の各々から射出された光を反射する反射ミラー３ａと、反射ミラー３ａの端部を保持する保持部材と、を備えた光源装置１０に関する。反射ミラー３ａは、本体部５に接着された保持部材を介して本体部５に保持される。
【解決手段】本体部５と、光源１２と、光源１２の各々から射出された光を反射する反射ミラー３ａと、反射ミラー３ａの端部を保持する保持部材と、を備えた光源装置１０に関する。反射ミラー３ａは、本体部５に接着された保持部材を介して本体部５に保持される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばプロジェクターのような、光源系と表示系よりなる光学系統では、光源からの射出光が表示系で有効に利用されることが求められる。
このような光学系統において、光源光の表示系での利用効率を示す指標としてエテンデュ（Etendue）が知られている。エテンデュは、光源の発光面積と、光源から射出される光の放射立体角との積であり、光源から射出された光の空間的な広がりを表す。したがって、このエテンデュが小さい程、光源からの射出光が狭い放射立体角の中に収束し、表示系で有効利用される角度範囲の中に収まる率（光利用効率）が高くなることを意味する。
【０００３】
一方、プロジェクター等に用いられる光源装置として、発光量を増やすために複数の発光ダイオードを平面アレイ状に配置したものが知られている。しかし、このような光源装置は、発光面積が広いため、エテンデュが大きく、光利用効率が低いという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、複数の発光素子を、その励起光が一点に集光するように配設するとともに、その励起光の集光位置に蛍光体を配設することで、光利用効率を高めた光源装置が提案されている。この光源装置は、各発光素子に対応する複数の反射ミラーを保持するミラー保持部材を用いて発光素子から出射された励起光が上記反射ミラーで反射されることで蛍光体に導かれるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、反射ミラーがミラー保持部材に対して裏面で接着された構造となっているため、反射ミラーとミラー保持部材との間に塗布された接着剤の厚みにバラつきが生じているおそれがある。このような厚みのバラつきが生じていると、接着剤の硬化収縮、或いは熱膨張によって反射ミラーの位置が変化するため、ミラーの位置姿勢精度が低下し、信頼性及び光利用効率が得られないおそれがあった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、反射ミラーを高精度で保持することで光利用効率及び信頼性の高い光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の光源装置は、本体部と、光源と、前記光源の各々から射出された光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーの端部を保持する保持部材と、を備えた光源装置であって、前記反射ミラーは、前記本体部に接着された前記保持部材を介して当該本体部に保持されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源装置によれば、反射ミラーが保持部材を介して本体部に間接的に取り付けられるので、反射ミラーに接着剤が直接塗布されることがない。よって、保持部材を本体部に接着する接着剤の熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラーの反射面を回転させる方向への姿勢ズレが生じるのを抑えることができる。したがって、反射ミラーが高精度で保持されるので、光源から出射された光を所望の点に集光させることができ、光利用効率及び信頼性の高いものを提供できる。
【００１０】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、短冊状からなる前記反射ミラーの長手方向における端部を保持するのが好ましい。
この構成によれば、保持部材により反射ミラーの両端部が保持されるので、反射ミラーの組み立て時の取付角度の精度を出しやすくなる。よって、反射ミラーが本体部に対して高精度で組み込まれたものとなる。
【００１１】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、当該保持部材のミラー保持部の外側に張り出した張出部を有し、該張出部に形成された開口に設けられた接着剤を介して前記本体部に接着されるのが好ましい。
この構成によれば、ミラー保持部の外側に張り出した張出部に形成された開口に接着剤が塗布されるので、接着剤の塗布位置と反射ミラーとを離間させた構造を実現できる。これにより、接着剤に硬化収縮或いは熱膨張が生じた場合における反射ミラーの姿勢ズレへの影響を抑えることができる。
【００１２】
また、上記光源装置においては、前記本体部は、複数の前記保持部材間を架け渡されるように設けられた溝部を有し、前記保持部材及び前記本体部を接着する接着剤の一部は前記溝部に入り込んだ状態とされているのが好ましい。
この構成によれば、本体部に保持部材を組み込んだ後、本体部の溝部に接着剤を流すことで保持部材と本体部との接着作業を効率的に行うことができ、装置の組み立て性を向上させることができる。
【００１３】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、前記反射ミラーに押圧力を付与するバネ部を含むのが好ましい。
この構成によれば、例えば装置駆動時の熱によって反射ミラーが熱膨張した場合であっても、熱膨張による反射ミラーの変形量をバネ部が吸収するので、反射ミラーに応力集中する若しくは、その応力集中により反射ミラーの姿勢が変化するのを防止することができる。また、保持部材のバネ部によって反射ミラーに押圧力を付与した状態とされるので、反射ミラーが保持部材に良好に保持される。
【００１４】
また、上記光源装置においては、前記保持部材のミラー保持面には、前記バネ部との間で前記反射ミラーを挟持するボスが設けられるのが好ましい。
この構成によれば、バネ部とボスとで挟持することで反射ミラーを良好に保持することができる。
【００１５】
また、上記光源装置においては、前記バネ部は、複数の前記ボスの内側を押さえるように配置されているのが好ましい。
この構成によれば、バネ部が複数のボスの内側を押さえるので、反射ミラーを安定的に保持することができる。
【００１６】
また、上記光源装置においては、前記バネ部の先端は、前記反射ミラーから離間する方向に折り曲げられているのが好ましい。
この構成によれば、バネ部の先端が反射ミラーから離間する方向に折り曲げられているので、保持部材に反射ミラーを挿入し易くすることができる。よって、保持部材に対する反射ミラーの組み立て性を向上させることができる。
【００１７】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、前記反射ミラーの両端部を保持するのが好ましい。
この構成によれば、保持部材が反射ミラーの両端部が保持されるので、反射ミラーを本体部に対して高精度且つ強固に保持することができる。
【００１８】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、前記反射ミラーとの間に隙間を有するのが好ましい。
この構成によれば、保持部材が隙間を有した状態で反射ミラーを保持するので、保持部材或いは反射ミラーに熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラーと保持部材とが干渉することが防止されて反射ミラーの姿勢ズレの発生を防止できる。
【００１９】
また、上記光源装置においては、前記本体部は、隙間を生じさせた状態で複数の前記ミラーを保持するのが好ましい。
この構成によれば、複数の反射ミラー間に隙間が生じているので、反射ミラーの両面が空気に接した状態となる。よって、反射ミラー間の風通りが向上することで反射ミラー或いは本体部における放熱性を高めることができる。
【００２０】
本発明のプロジェクターは、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明のプロジェクターによれば、光利用効率及び信頼性の高い光源装置を備えるので、良好な画像を表示する信頼性の高いプロジェクターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】プロジェクターの光学系を示す模式図。
【図２】光源装置の概略構成を示す断面図。
【図３】反射ミラーユニットの概略構成を示す図。
【図４】回転蛍光板の構成を示す斜視図。
【図５】取付ステーの詳細な構成を示す斜視図。
【図６】反射ミラーを保持した際の取付ステーの断面構成を示す図。
【図７】変形例に係る本体部の側面の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００２４】
図１は、本発明の光源装置が適用された照明装置を含むプロジェクターの光学系を示す模式図である。図１に示すように、プロジェクター１００は、照明装置１０Ａと、色分離導光光学系２０と、光変調装置としての液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５０及び投写光学系６０と、を備えている。照明装置１０Ａは、光源装置１０、第１集光レンズ１９、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、及び平行化レンズ７０を備えている。すなわち、光源装置１０から射出される励起光ＥＬの光路上には、第１集光レンズ１９、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、平行化レンズ７０がこの順に配置されている。
【００２５】
図２は光源装置１０の概略構成を示す断面図である。図２に示されるように、光源装置１０は、励起光源ユニット１と、コリメートレンズユニット２と、反射ミラーユニット３とを含んでいる。励起光源ユニット１は、基台１１上に複数のレーザー光源（光源）１２が行方向及び列方向に沿って２次元配列されたレーザー光源アレイである。ここで、列方向とは図２の正面視上下方向を指し、行方向とはレーザー光源１２が配列された平面における列方向と直交する方向（紙面貫通方向）を指す。
【００２６】
レーザー光源１２は、後述する回転蛍光板３０が備える蛍光物質を励起させる励起光ＥＬとして、青色（発光強度のピーク：４５０ｎｍ付近）のレーザー光を射出する。なお、レーザー光源１２は、後述する蛍光物質を励起させることができる波長の光であれば、４５０ｎｍ以外のピーク波長を有する色光を射出する励起光源であっても構わない。
【００２７】
コリメートレンズユニット２は、励起光源ユニット１のレーザー光源１２の各々に対応するように設けられた複数のコリメートレンズ２ａを備えている。コリメートレンズ２ａは各レーザー光源１２から射出された励起光ＥＬを指向性の高い平行光に変換するためのものである。
【００２８】
反射ミラーユニット３は、コリメートレンズユニット２で平行化された励起光の光軸上に励起光源ユニット１の列数と同数の反射ミラー３ａと、これら複数の反射ミラー３ａが取り付けられる本体部５とを備えている。反射ミラー３ａは、後述のように短冊状のミラーから構成されるものである。すなわち、励起光源ユニット１における同列のレーザー光源１２から射出された励起光ＥＬは、同一の反射ミラー３ａによって反射されるようになっている。
【００２９】
色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２、反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５及びリレーレンズ２６を備えている。色分離導光光学系２０は、光源装置１０からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂに導光する機能を有する。
【００３０】
ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１は、青色光成分を透過させ、赤色光成分及び緑色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２は、緑色光成分を反射して、赤色光成分を透過させる。
【００３１】
反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５は、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー２３は、ダイクロイックミラー２１を透過した青色光成分を反射する。反射ミラー２４、反射ミラー２５は、ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光成分を反射する。
【００３２】
ダイクロイックミラー２１を透過した青色光は、反射ミラー２３で反射され、青色光用の液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２でさらに反射され、緑色光用の液晶光変調装置４０Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光は、入射側の反射ミラー２４、リレーレンズ２６、射出側の反射ミラー２５を経て赤色光用の液晶光変調装置４０Ｒの画像形成領域に入射する。
【００３３】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂは、通常知られたものを用いることができ、例えば、液晶素子４１と液晶素子４１を挟持する偏光素子４２、偏光素子４３とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。偏光素子４２、偏光素子４３は、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。
【００３４】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置１０Ａの照明対象となる。これら液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ及び液晶光変調装置４０Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００３５】
例えば、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側偏光板８２から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００３６】
クロスダイクロイックプリズム５０は、偏光素子４３から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５０は、４つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合せた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向が揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００３７】
クロスダイクロイックプリズム５０から射出されたカラー画像は、投写光学系６０によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００３８】
図３は反射ミラーユニット３の概略構成を示す図である。図３に示されるように、反射ミラーユニット３の各反射ミラー３ａは、取付ステー（保持部材）８を介して本体部５に階段状に取り付けられている。具体的に、各反射ミラー３ａは、励起光源ユニット１から射出される励起光ＥＬの光軸に対して４５度の角度をなして階段状に配置されることにより構成されている（図２参照）。また、各反射ミラー３ａは、当該反射ミラー３ａからの反射光相互の間隔を小さくするように、すなわち励起光源ユニット１から射出される励起光ＥＬの光軸方向に各反射ミラー３ａの相互間隔を詰めて配置されている。
【００３９】
このような構成に基づき、反射ミラーユニット３は、励起光源ユニット１の各レーザー光源１２から射出された励起光ＥＬの列方向における励起光ＥＬ間のピッチを狭めることで光線束の断面積を縮小するようになっている。また、光源装置１０は、励起光ＥＬの光線束の断面積を縮小することができるため、大きなレンズを配置することなく高密度な光線束を射出可能となっている。したがって、励起光ＥＬを高出力で照射することができ、光源装置１０のエテンデュを小さくすることができる。
【００４０】
反射ミラー３ａを保持する取付ステー８は接着剤２８を介して本体部５に接着されている。なお、接着剤２８としては、紫外線硬化型のものが用いられる。
本実施形態においては、取付ステー８を介して反射ミラー３ａの両端部が本体部５に取り付けられている。これにより、反射ミラー３ａが本体部５に確実に保持されたものとなっている。このように本実施形態では、取付ステー８を介して反射ミラー３ａが本体部５に間接的に保持されたものとなっている。
【００４１】
本体部５は板金部材から構成されるものであって、側面に取付ステー８に対応した大きさを有する複数の開口５ａが形成されている。取付ステー８は、外側から開口５ａに挿入されることで反射ミラー３ａを本体部５の内部の所定位置に保持している。また、本体部５は、上述のようにして光線束の断面積を縮小した励起光ＥＬを第１集光レンズ１９に向けて射出する射出用開口部５ｂが形成されている。
【００４２】
第１集光レンズ１９は、例えば凸レンズからなる。第１集光レンズ１９は、光源装置１０から射出されるレーザー光の光線軸上に配置され、光源装置１０から射出された励起光ＥＬ（複数のレーザー光）を、集光スポット径が１ｍｍ以下となるように集光する。
【００４３】
回転蛍光板３０はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板３０は、図４に示すように、モーター３３により回転駆動される円板状の基板３１の回転方向に沿って、蛍光体３２が形成されてなる。基板３１の回転軸はＺ軸と平行な方向である。蛍光体３２が形成されている領域は、励起光ＥＬが入射する領域Ｓ（以下、励起光入射領域Ｓと称す場合もある）を含む。基板３１を回転駆動することにより、蛍光体３２の励起光入射領域Ｓが時間的に変動される。
【００４４】
基板３１は、励起光ＥＬを透過する材料よりなる。基板３１の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。図示していないが、基板３１の蛍光体３２が設けられている面とは反対側の面には、誘電体多層膜が設けられている。誘電体多層膜はダイクロイックミラーとして機能するものであり、励起光ＥＬである４５０ｎｍ付近の光は透過し、蛍光体３２から射出される蛍光の波長範囲（４９０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を含む４９０ｎｍ以上の光は反射するようになっている。なお、基板３１の形状は、円板状に限るものではない。
【００４５】
回転蛍光板３０は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３０の直径は５０ｍｍであり、回転蛍光板３０に入射する励起光ＥＬの光軸が回転蛍光板３０の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板３０は、励起光ＥＬの集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体３２上を移動するような回転速度で回転する。
【００４６】
このような回転蛍光板３０では、蛍光体３２に励起光ＥＬが入射されると、蛍光体３２の励起光入射領域Ｓに対応する部分が発熱する。そして、この発熱した部分（発熱部分）は、基板３１が回転することにより、円周を描いて移動し、再び、励起光入射領域に戻るというサイクルを繰り返す。これにより、発熱部分が移動の過程で冷却されるようにしている。
【００４７】
光源装置１０から射出されたレーザー光（青色光）は、励起光ＥＬとして前記誘電体多層膜を介して蛍光体３２に入射し、蛍光体３２は励起光ＥＬが入射する側とは反対側に向けて蛍光（赤色光及び緑色光）を射出する。
【００４８】
蛍光体３２は、蛍光を発する蛍光体粒子を有しており、励起光ＥＬ（青色光）を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍの蛍光に変換する機能を有する。この蛍光には、緑色光（波長５３０ｎｍ付近）及び赤色光（波長６３０ｎｍ付近）が含まれる。
【００４９】
蛍光体粒子は、光源装置１０から射出される励起光ＥＬを吸収し、蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子には、波長が約４５０ｎｍの青色光によって励起されて蛍光を発する物質が含まれており、励起光ＥＬの一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域まで含む光（黄色光）に変換して射出する。なお、励起光ＥＬの一部は、上記黄色光に変換されないこともある。すなわち、光源装置１０からは赤色、緑色、青色を含む白色光が射出されるようになっている。
【００５０】
蛍光体粒子としては、通常知られたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が１０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで示される組成のＹＡＧ系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であっても良く、２種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いることとしても良い。
【００５１】
コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０と第２集光レンズ９０との間の光（励起光ＥＬ及び蛍光）の光路上に配置されている。コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０からの光の広がり抑える第１レンズ８１と、第１レンズ８１から入射される光を平行化する第２レンズ８２と、各レンズ同士を固定するベース部８３を含んで構成されている。第１レンズ８１は、例えば凸のメニスカスレンズからなり、第２レンズ８２は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０からの光を略平行化した状態で第２集光レンズ９０に入射させる。
【００５２】
第２集光レンズ９０は、例えば凸レンズからなる。第２集光レンズ９０は、コリメート光学系８５（第２レンズ８２）を透過する光の光線軸上（Ｚ軸上）に配置され、コリメート光学系８５を透過した光を集光する。
【００５３】
第２集光レンズ９０を透過した光は、ロッドインテグレーター８０の一端側に入射する。ロッドインテグレーター８０は、光路方向に延在する角柱状の光学部材であり、内部を透過する光に多重反射を生じさせることにより、第２集光レンズ９０を透過した光を混合し、輝度分布を均一化するものである。ロッドインテグレーター８０の光路方向に直交する断面形状は、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。
【００５４】
ロッドインテグレーター８０の他端側から射出された光は、平行化レンズ７０により平行化され、照明装置１０Ａから射出される。
【００５５】
続いて、反射ミラーユニット３の詳細な構成について説明する。
図５は取付ステー８の詳細な構成を示す斜視図であり、図６は反射ミラー３ａを保持した際の取付ステー８の断面構成を示す図である。図５に示されるように、取付ステー８は、短冊状の反射ミラー３ａを保持する保持部１３と、該保持部１３の外側に張り出した張出部１４とを有している。
【００５６】
保持部１３は、反射ミラー３ａに対して押圧力を付与する板バネ構造からなるバネ部１５と、該バネ部１５との間で反射ミラー３ａを挟持する複数（本実施形態では３個）のボス２７とを備えている。保持部１３は、バネ部１５によって反射ミラー３ａに押圧力を付与することで反射ミラー３ａを良好に保持している。
【００５７】
このように、保持部１３はバネ部１５及びボス２７によって反射ミラー３ａを挟持することで当該反射ミラー３ａを良好に保持している。本実施形態においては、バネ部１５が反射ミラー３ａを挟持した状態で複数のボス２７の内側、具体的には中心に位置するように形成されている。これにより、取付ステー８は、バネ部１５及び複数のボス２７により挟持する反射ミラー３ａを安定的に保持するようになっている。
【００５８】
ところで、プロジェクター１００の駆動時の熱によって反射ミラー３ａが熱膨張するおそれがある。この場合においても、バネ部１５が熱膨張による反射ミラー３ａの変形を吸収するので、反射ミラー３ａに応力集中若しくは、その応力集中により反射ミラー３ａの保持姿勢が変化するといった不具合の発生が防止されたものとなる。
【００５９】
また、バネ部１５の先端には、反射ミラー３ａから離間する方向に折り曲げられた折曲部１５ａが形成されている。これにより、取付ステー８に反射ミラー３ａを挿入する際にバネ部１５の先端が反射ミラー３ａに引っ掛かるといった不具合の発生が防止され、反射ミラー３ａの組み立て性を向上させることが可能となっている。
【００６０】
また、図６に示すように、保持部１３における反射ミラー３ａの短手方向（同図左右方向）における幅は、反射ミラー３ａよりも大きく設定されている。すなわち、取付ステー８（保持部１３）は、反射ミラー３ａとの間に隙間を生じさせるようにして保持している。これによれば、反射ミラー３ａ或いは取付ステー８に熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラー３ａと取付ステー８とが干渉することが防止されて反射ミラー３ａの姿勢ズレの発生を防止できる。
【００６１】
また、本体部５は、隙間を生じさせた状態で複数の反射ミラー３ａを保持している。そのため、反射ミラー３ａの両面（表面或いは裏面）が空気に接した状態となっている。これによれば、反射ミラー３ａ間の風通りが向上するので、反射ミラー３ａ或いは本体部５における放熱性を高めることができる。
【００６２】
上記張出部１４には開口１４ａが形成されており、この開口１４ａに塗布された接着剤２８を介して取付ステー８が本体部５の側面に接着されている。具体的に、取付ステー８は、本体部５に形成された開口５ａの外側から保持部１３が挿入されることで張出部１４が本体部５の側面に当接することで反射ミラー３ａを本体部５の内部の所定位置に配置している。
【００６３】
接着剤２８は、本体部５の側面を露出する開口１４ａに塗布されている。そのため、この接着剤２８に対しては後述の組み立て工程時に紫外線を良好に照射することが可能である。したがって、接着剤２８は良好に硬化されており、接着剤２８の未硬化による取付ステー８の接着不良といった問題の発生が防止されたものとなっている。
【００６４】
また、張出部１４には開口１４ａが２つ形成されているため、１箇所に塗布される接着剤２８の量が抑えられており、上述の接着剤２８の未硬化による不具合の発生が防止される。
【００６５】
ここで、光源装置１０の組み立て工程について説明する。本説明では、反射ミラーユニット３の組み立て方法を主体に述べる。
まず、反射ミラー３ａを組み立て治具に仮止めする。この治具は複数の反射ミラー３ａが夫々同一の傾きを有し、階段状となるように保持するものである。複数の反射ミラー３ａは治具にセットされた状態において励起光源ユニット１の各レーザー光源１２から射出される励起光ＥＬの光軸と位置合わせがされた状態となっている。
【００６６】
続いて、治具に仮止めした状態の反射ミラー３ａを取付ステー８を用いて本体部５に取り付ける。具体的には、開口５ａ内に反射ミラー３ａの両端部を臨ませるように治具と本体部５とを位置合わせし、取付ステー８の保持部１３を本体部５の側面の外側から開口５ａ内に挿入する。これにより、保持部１３のバネ部１５及びボス２７間に反射ミラー３ａの端部が挿入される。
【００６７】
ここで、バネ部１５は、先端に折曲部１５ａが形成されているので、バネ部１５の先端が反射ミラー３ａに引っ掛かることがなく保持部１３内に反射ミラー３ａがスムーズに挿入させることができる。これにより、取付ステー８の張出部１４が本体部５の側面に当接した状態となる。
【００６８】
続いて、張出部１４に形成された開口１４ａに接着剤２８を塗布し、紫外線を照射することで接着剤２８を硬化させる。このとき、開口１４ａは本体部５の側面に位置しているため、紫外線を良好に照射することができる。本実施形態では、治具に仮止めした状態で反射ミラー３ａを保持する取付ステー８を本体部５に接着するので、接着剤２８の硬化収縮によって反射ミラー３ａの保持姿勢が変化することがない。よって、複数の反射ミラー３ａを本体部５に対して所定の位置に精度良く取り付けることができる。
【００６９】
上述のようにして、光源装置１０を製造した後、第１集光レンズ１９、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、及び平行化レンズ７０を組み立てることで照明装置１０Ａが得られる。また、この照明装置１０Ａ、色分離導光光学系２０、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５０、及び投写光学系６０を組み合わせることでプロジェクター１００を製造できる。
【００７０】
なお、取付ステー８間を架け渡されるように本体部５の側面に溝（溝部）１０５を設けた構成を採用することもできる。図７は本体部５の側面の構成を示す図である。図７に示されるように、本体部５の側面には、側面に取り付けられた取付ステー８の張出部１４の開口１４ａ間を連続させる溝１０５が形成されている。また、接着剤２８は開口１４ａ及び溝１０５内に入り込んだ状態に配置されている。
【００７１】
この構成によれば、本体部５に取付ステー８を取り付けた状態で溝１０５の一端側から接着剤２８を流し込むことで溝１０５を伝って全ての開口１４ａに接着剤を配置することができる。よって、接着剤２８を塗布する作業を簡略化することができる。
【００７２】
本実施形態に係る光源装置１０によれば、反射ミラー３ａが取付ステー８を介して本体部５に間接的に取り付けられるので、反射ミラー３ａに接着剤２８が直接塗布されることがない。また、取付ステー８が本体部５の側面に設けられた開口５ａを介して取り付けられているので、仮に接着剤２８に熱膨張や経時的な変化が生じた場合であっても、取付ステー８は本体部５に対する挿入方向、すなわち反射ミラー３ａの長手方向のみにしか移動しない。よって、反射ミラー３ａの回転方向における姿勢ズレを抑えることができる。
【００７３】
よって、光源装置１０は反射ミラー３ａを高精度に保持できるので、第１集光レンズ１９に対して励起光ＥＬを高出力で射出することができるので、本光源装置１０を含んだ照明装置１０Ａは蛍光体３２を効率よく且つ明るく発光させて蛍光光を射出できる光利用効率の高い装置となる。
【００７４】
また、取付ステー８は反射ミラー３ａの長手方向における端部を保持するので、反射ミラー３ａの短手方向における端部を保持する場合に比べて、本体部５に反射ミラー３ａを組み込む際の位置ズレ量の管理が容易となる。よって、反射ミラー３ａの組み込み時の取付角度の精度が出しやすくなり、反射ミラー３ａを高精度で本体部５に組み込むことができる。
【００７５】
本実施形態では、保持部１３の外側に張り出した張出部１４の開口１４ａに接着剤２８を塗布する構造を採用している。これにより、接着剤２８の塗布位置と保持部１３に保持される反射ミラー３ａとをできるだけ離間させることができる。したがって、接着剤２８に熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラー３ａの姿勢ズレへの影響を抑えることができる。
【００７６】
上記実施形態に係る光源装置１０によれば、反射ミラー３ａが高精度で保持されるので、高出力な励起光ＥＬを回転蛍光板３０の蛍光体３２に照射することができ、蛍光体３２を効率よく且つ明るく発光させて蛍光光を射出することができる。よって、プロジェクター１００における照明装置として好適に利用することができる。
また、本実施形態に係るプロジェクター１００によれば、上記光源装置１０を含む照明装置１０Ａを備えるので、輝度及び照度の高い画像の投影を行うことができる。
【００７７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７８】
３ａ…反射ミラー、５…本体部、８…取付ステー（保持部材）、１０…光源装置、１２…レーザー光源（光源）１４…張出部、１４ａ…開口、１５…バネ部、１５ａ…折曲部、２７…ボス、２８…接着剤、４０Ｂ…液晶光変調装置、４０Ｇ…液晶光変調装置、４０Ｒ…液晶光変調装置、６０…投写光学系、１００…プロジェクター、１０５…溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばプロジェクターのような、光源系と表示系よりなる光学系統では、光源からの射出光が表示系で有効に利用されることが求められる。
このような光学系統において、光源光の表示系での利用効率を示す指標としてエテンデュ（Etendue）が知られている。エテンデュは、光源の発光面積と、光源から射出される光の放射立体角との積であり、光源から射出された光の空間的な広がりを表す。したがって、このエテンデュが小さい程、光源からの射出光が狭い放射立体角の中に収束し、表示系で有効利用される角度範囲の中に収まる率（光利用効率）が高くなることを意味する。
【０００３】
一方、プロジェクター等に用いられる光源装置として、発光量を増やすために複数の発光ダイオードを平面アレイ状に配置したものが知られている。しかし、このような光源装置は、発光面積が広いため、エテンデュが大きく、光利用効率が低いという問題がある。
【０００４】
そこで、特許文献１には、複数の発光素子を、その励起光が一点に集光するように配設するとともに、その励起光の集光位置に蛍光体を配設することで、光利用効率を高めた光源装置が提案されている。この光源装置は、各発光素子に対応する複数の反射ミラーを保持するミラー保持部材を用いて発光素子から出射された励起光が上記反射ミラーで反射されることで蛍光体に導かれるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術では、反射ミラーがミラー保持部材に対して裏面で接着された構造となっているため、反射ミラーとミラー保持部材との間に塗布された接着剤の厚みにバラつきが生じているおそれがある。このような厚みのバラつきが生じていると、接着剤の硬化収縮、或いは熱膨張によって反射ミラーの位置が変化するため、ミラーの位置姿勢精度が低下し、信頼性及び光利用効率が得られないおそれがあった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、反射ミラーを高精度で保持することで光利用効率及び信頼性の高い光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の光源装置は、本体部と、光源と、前記光源の各々から射出された光を反射する反射ミラーと、前記反射ミラーの端部を保持する保持部材と、を備えた光源装置であって、前記反射ミラーは、前記本体部に接着された前記保持部材を介して当該本体部に保持されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の光源装置によれば、反射ミラーが保持部材を介して本体部に間接的に取り付けられるので、反射ミラーに接着剤が直接塗布されることがない。よって、保持部材を本体部に接着する接着剤の熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラーの反射面を回転させる方向への姿勢ズレが生じるのを抑えることができる。したがって、反射ミラーが高精度で保持されるので、光源から出射された光を所望の点に集光させることができ、光利用効率及び信頼性の高いものを提供できる。
【００１０】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、短冊状からなる前記反射ミラーの長手方向における端部を保持するのが好ましい。
この構成によれば、保持部材により反射ミラーの両端部が保持されるので、反射ミラーの組み立て時の取付角度の精度を出しやすくなる。よって、反射ミラーが本体部に対して高精度で組み込まれたものとなる。
【００１１】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、当該保持部材のミラー保持部の外側に張り出した張出部を有し、該張出部に形成された開口に設けられた接着剤を介して前記本体部に接着されるのが好ましい。
この構成によれば、ミラー保持部の外側に張り出した張出部に形成された開口に接着剤が塗布されるので、接着剤の塗布位置と反射ミラーとを離間させた構造を実現できる。これにより、接着剤に硬化収縮或いは熱膨張が生じた場合における反射ミラーの姿勢ズレへの影響を抑えることができる。
【００１２】
また、上記光源装置においては、前記本体部は、複数の前記保持部材間を架け渡されるように設けられた溝部を有し、前記保持部材及び前記本体部を接着する接着剤の一部は前記溝部に入り込んだ状態とされているのが好ましい。
この構成によれば、本体部に保持部材を組み込んだ後、本体部の溝部に接着剤を流すことで保持部材と本体部との接着作業を効率的に行うことができ、装置の組み立て性を向上させることができる。
【００１３】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、前記反射ミラーに押圧力を付与するバネ部を含むのが好ましい。
この構成によれば、例えば装置駆動時の熱によって反射ミラーが熱膨張した場合であっても、熱膨張による反射ミラーの変形量をバネ部が吸収するので、反射ミラーに応力集中する若しくは、その応力集中により反射ミラーの姿勢が変化するのを防止することができる。また、保持部材のバネ部によって反射ミラーに押圧力を付与した状態とされるので、反射ミラーが保持部材に良好に保持される。
【００１４】
また、上記光源装置においては、前記保持部材のミラー保持面には、前記バネ部との間で前記反射ミラーを挟持するボスが設けられるのが好ましい。
この構成によれば、バネ部とボスとで挟持することで反射ミラーを良好に保持することができる。
【００１５】
また、上記光源装置においては、前記バネ部は、複数の前記ボスの内側を押さえるように配置されているのが好ましい。
この構成によれば、バネ部が複数のボスの内側を押さえるので、反射ミラーを安定的に保持することができる。
【００１６】
また、上記光源装置においては、前記バネ部の先端は、前記反射ミラーから離間する方向に折り曲げられているのが好ましい。
この構成によれば、バネ部の先端が反射ミラーから離間する方向に折り曲げられているので、保持部材に反射ミラーを挿入し易くすることができる。よって、保持部材に対する反射ミラーの組み立て性を向上させることができる。
【００１７】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、前記反射ミラーの両端部を保持するのが好ましい。
この構成によれば、保持部材が反射ミラーの両端部が保持されるので、反射ミラーを本体部に対して高精度且つ強固に保持することができる。
【００１８】
また、上記光源装置においては、前記保持部材は、前記反射ミラーとの間に隙間を有するのが好ましい。
この構成によれば、保持部材が隙間を有した状態で反射ミラーを保持するので、保持部材或いは反射ミラーに熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラーと保持部材とが干渉することが防止されて反射ミラーの姿勢ズレの発生を防止できる。
【００１９】
また、上記光源装置においては、前記本体部は、隙間を生じさせた状態で複数の前記ミラーを保持するのが好ましい。
この構成によれば、複数の反射ミラー間に隙間が生じているので、反射ミラーの両面が空気に接した状態となる。よって、反射ミラー間の風通りが向上することで反射ミラー或いは本体部における放熱性を高めることができる。
【００２０】
本発明のプロジェクターは、上記の光源装置と、前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明のプロジェクターによれば、光利用効率及び信頼性の高い光源装置を備えるので、良好な画像を表示する信頼性の高いプロジェクターを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】プロジェクターの光学系を示す模式図。
【図２】光源装置の概略構成を示す断面図。
【図３】反射ミラーユニットの概略構成を示す図。
【図４】回転蛍光板の構成を示す斜視図。
【図５】取付ステーの詳細な構成を示す斜視図。
【図６】反射ミラーを保持した際の取付ステーの断面構成を示す図。
【図７】変形例に係る本体部の側面の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造における縮尺や数等が異なっている。
【００２４】
図１は、本発明の光源装置が適用された照明装置を含むプロジェクターの光学系を示す模式図である。図１に示すように、プロジェクター１００は、照明装置１０Ａと、色分離導光光学系２０と、光変調装置としての液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５０及び投写光学系６０と、を備えている。照明装置１０Ａは、光源装置１０、第１集光レンズ１９、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、及び平行化レンズ７０を備えている。すなわち、光源装置１０から射出される励起光ＥＬの光路上には、第１集光レンズ１９、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、平行化レンズ７０がこの順に配置されている。
【００２５】
図２は光源装置１０の概略構成を示す断面図である。図２に示されるように、光源装置１０は、励起光源ユニット１と、コリメートレンズユニット２と、反射ミラーユニット３とを含んでいる。励起光源ユニット１は、基台１１上に複数のレーザー光源（光源）１２が行方向及び列方向に沿って２次元配列されたレーザー光源アレイである。ここで、列方向とは図２の正面視上下方向を指し、行方向とはレーザー光源１２が配列された平面における列方向と直交する方向（紙面貫通方向）を指す。
【００２６】
レーザー光源１２は、後述する回転蛍光板３０が備える蛍光物質を励起させる励起光ＥＬとして、青色（発光強度のピーク：４５０ｎｍ付近）のレーザー光を射出する。なお、レーザー光源１２は、後述する蛍光物質を励起させることができる波長の光であれば、４５０ｎｍ以外のピーク波長を有する色光を射出する励起光源であっても構わない。
【００２７】
コリメートレンズユニット２は、励起光源ユニット１のレーザー光源１２の各々に対応するように設けられた複数のコリメートレンズ２ａを備えている。コリメートレンズ２ａは各レーザー光源１２から射出された励起光ＥＬを指向性の高い平行光に変換するためのものである。
【００２８】
反射ミラーユニット３は、コリメートレンズユニット２で平行化された励起光の光軸上に励起光源ユニット１の列数と同数の反射ミラー３ａと、これら複数の反射ミラー３ａが取り付けられる本体部５とを備えている。反射ミラー３ａは、後述のように短冊状のミラーから構成されるものである。すなわち、励起光源ユニット１における同列のレーザー光源１２から射出された励起光ＥＬは、同一の反射ミラー３ａによって反射されるようになっている。
【００２９】
色分離導光光学系２０は、ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２、反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５及びリレーレンズ２６を備えている。色分離導光光学系２０は、光源装置１０からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂに導光する機能を有する。
【００３０】
ダイクロイックミラー２１、ダイクロイックミラー２２は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１は、青色光成分を透過させ、赤色光成分及び緑色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２は、緑色光成分を反射して、赤色光成分を透過させる。
【００３１】
反射ミラー２３、反射ミラー２４、反射ミラー２５は、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー２３は、ダイクロイックミラー２１を透過した青色光成分を反射する。反射ミラー２４、反射ミラー２５は、ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光成分を反射する。
【００３２】
ダイクロイックミラー２１を透過した青色光は、反射ミラー２３で反射され、青色光用の液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２でさらに反射され、緑色光用の液晶光変調装置４０Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２を透過した赤色光は、入射側の反射ミラー２４、リレーレンズ２６、射出側の反射ミラー２５を経て赤色光用の液晶光変調装置４０Ｒの画像形成領域に入射する。
【００３３】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂは、通常知られたものを用いることができ、例えば、液晶素子４１と液晶素子４１を挟持する偏光素子４２、偏光素子４３とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。偏光素子４２、偏光素子４３は、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。
【００３４】
液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、照明装置１０Ａの照明対象となる。これら液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ及び液晶光変調装置４０Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００３５】
例えば、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側偏光板８２から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００３６】
クロスダイクロイックプリズム５０は、偏光素子４３から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５０は、４つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合せた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向が揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００３７】
クロスダイクロイックプリズム５０から射出されたカラー画像は、投写光学系６０によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００３８】
図３は反射ミラーユニット３の概略構成を示す図である。図３に示されるように、反射ミラーユニット３の各反射ミラー３ａは、取付ステー（保持部材）８を介して本体部５に階段状に取り付けられている。具体的に、各反射ミラー３ａは、励起光源ユニット１から射出される励起光ＥＬの光軸に対して４５度の角度をなして階段状に配置されることにより構成されている（図２参照）。また、各反射ミラー３ａは、当該反射ミラー３ａからの反射光相互の間隔を小さくするように、すなわち励起光源ユニット１から射出される励起光ＥＬの光軸方向に各反射ミラー３ａの相互間隔を詰めて配置されている。
【００３９】
このような構成に基づき、反射ミラーユニット３は、励起光源ユニット１の各レーザー光源１２から射出された励起光ＥＬの列方向における励起光ＥＬ間のピッチを狭めることで光線束の断面積を縮小するようになっている。また、光源装置１０は、励起光ＥＬの光線束の断面積を縮小することができるため、大きなレンズを配置することなく高密度な光線束を射出可能となっている。したがって、励起光ＥＬを高出力で照射することができ、光源装置１０のエテンデュを小さくすることができる。
【００４０】
反射ミラー３ａを保持する取付ステー８は接着剤２８を介して本体部５に接着されている。なお、接着剤２８としては、紫外線硬化型のものが用いられる。
本実施形態においては、取付ステー８を介して反射ミラー３ａの両端部が本体部５に取り付けられている。これにより、反射ミラー３ａが本体部５に確実に保持されたものとなっている。このように本実施形態では、取付ステー８を介して反射ミラー３ａが本体部５に間接的に保持されたものとなっている。
【００４１】
本体部５は板金部材から構成されるものであって、側面に取付ステー８に対応した大きさを有する複数の開口５ａが形成されている。取付ステー８は、外側から開口５ａに挿入されることで反射ミラー３ａを本体部５の内部の所定位置に保持している。また、本体部５は、上述のようにして光線束の断面積を縮小した励起光ＥＬを第１集光レンズ１９に向けて射出する射出用開口部５ｂが形成されている。
【００４２】
第１集光レンズ１９は、例えば凸レンズからなる。第１集光レンズ１９は、光源装置１０から射出されるレーザー光の光線軸上に配置され、光源装置１０から射出された励起光ＥＬ（複数のレーザー光）を、集光スポット径が１ｍｍ以下となるように集光する。
【００４３】
回転蛍光板３０はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板３０は、図４に示すように、モーター３３により回転駆動される円板状の基板３１の回転方向に沿って、蛍光体３２が形成されてなる。基板３１の回転軸はＺ軸と平行な方向である。蛍光体３２が形成されている領域は、励起光ＥＬが入射する領域Ｓ（以下、励起光入射領域Ｓと称す場合もある）を含む。基板３１を回転駆動することにより、蛍光体３２の励起光入射領域Ｓが時間的に変動される。
【００４４】
基板３１は、励起光ＥＬを透過する材料よりなる。基板３１の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。図示していないが、基板３１の蛍光体３２が設けられている面とは反対側の面には、誘電体多層膜が設けられている。誘電体多層膜はダイクロイックミラーとして機能するものであり、励起光ＥＬである４５０ｎｍ付近の光は透過し、蛍光体３２から射出される蛍光の波長範囲（４９０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を含む４９０ｎｍ以上の光は反射するようになっている。なお、基板３１の形状は、円板状に限るものではない。
【００４５】
回転蛍光板３０は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３０の直径は５０ｍｍであり、回転蛍光板３０に入射する励起光ＥＬの光軸が回転蛍光板３０の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板３０は、励起光ＥＬの集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体３２上を移動するような回転速度で回転する。
【００４６】
このような回転蛍光板３０では、蛍光体３２に励起光ＥＬが入射されると、蛍光体３２の励起光入射領域Ｓに対応する部分が発熱する。そして、この発熱した部分（発熱部分）は、基板３１が回転することにより、円周を描いて移動し、再び、励起光入射領域に戻るというサイクルを繰り返す。これにより、発熱部分が移動の過程で冷却されるようにしている。
【００４７】
光源装置１０から射出されたレーザー光（青色光）は、励起光ＥＬとして前記誘電体多層膜を介して蛍光体３２に入射し、蛍光体３２は励起光ＥＬが入射する側とは反対側に向けて蛍光（赤色光及び緑色光）を射出する。
【００４８】
蛍光体３２は、蛍光を発する蛍光体粒子を有しており、励起光ＥＬ（青色光）を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍの蛍光に変換する機能を有する。この蛍光には、緑色光（波長５３０ｎｍ付近）及び赤色光（波長６３０ｎｍ付近）が含まれる。
【００４９】
蛍光体粒子は、光源装置１０から射出される励起光ＥＬを吸収し、蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子には、波長が約４５０ｎｍの青色光によって励起されて蛍光を発する物質が含まれており、励起光ＥＬの一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域まで含む光（黄色光）に変換して射出する。なお、励起光ＥＬの一部は、上記黄色光に変換されないこともある。すなわち、光源装置１０からは赤色、緑色、青色を含む白色光が射出されるようになっている。
【００５０】
蛍光体粒子としては、通常知られたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が１０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで示される組成のＹＡＧ系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であっても良く、２種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いることとしても良い。
【００５１】
コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０と第２集光レンズ９０との間の光（励起光ＥＬ及び蛍光）の光路上に配置されている。コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０からの光の広がり抑える第１レンズ８１と、第１レンズ８１から入射される光を平行化する第２レンズ８２と、各レンズ同士を固定するベース部８３を含んで構成されている。第１レンズ８１は、例えば凸のメニスカスレンズからなり、第２レンズ８２は、例えば凸レンズからなる。コリメート光学系８５は、回転蛍光板３０からの光を略平行化した状態で第２集光レンズ９０に入射させる。
【００５２】
第２集光レンズ９０は、例えば凸レンズからなる。第２集光レンズ９０は、コリメート光学系８５（第２レンズ８２）を透過する光の光線軸上（Ｚ軸上）に配置され、コリメート光学系８５を透過した光を集光する。
【００５３】
第２集光レンズ９０を透過した光は、ロッドインテグレーター８０の一端側に入射する。ロッドインテグレーター８０は、光路方向に延在する角柱状の光学部材であり、内部を透過する光に多重反射を生じさせることにより、第２集光レンズ９０を透過した光を混合し、輝度分布を均一化するものである。ロッドインテグレーター８０の光路方向に直交する断面形状は、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。
【００５４】
ロッドインテグレーター８０の他端側から射出された光は、平行化レンズ７０により平行化され、照明装置１０Ａから射出される。
【００５５】
続いて、反射ミラーユニット３の詳細な構成について説明する。
図５は取付ステー８の詳細な構成を示す斜視図であり、図６は反射ミラー３ａを保持した際の取付ステー８の断面構成を示す図である。図５に示されるように、取付ステー８は、短冊状の反射ミラー３ａを保持する保持部１３と、該保持部１３の外側に張り出した張出部１４とを有している。
【００５６】
保持部１３は、反射ミラー３ａに対して押圧力を付与する板バネ構造からなるバネ部１５と、該バネ部１５との間で反射ミラー３ａを挟持する複数（本実施形態では３個）のボス２７とを備えている。保持部１３は、バネ部１５によって反射ミラー３ａに押圧力を付与することで反射ミラー３ａを良好に保持している。
【００５７】
このように、保持部１３はバネ部１５及びボス２７によって反射ミラー３ａを挟持することで当該反射ミラー３ａを良好に保持している。本実施形態においては、バネ部１５が反射ミラー３ａを挟持した状態で複数のボス２７の内側、具体的には中心に位置するように形成されている。これにより、取付ステー８は、バネ部１５及び複数のボス２７により挟持する反射ミラー３ａを安定的に保持するようになっている。
【００５８】
ところで、プロジェクター１００の駆動時の熱によって反射ミラー３ａが熱膨張するおそれがある。この場合においても、バネ部１５が熱膨張による反射ミラー３ａの変形を吸収するので、反射ミラー３ａに応力集中若しくは、その応力集中により反射ミラー３ａの保持姿勢が変化するといった不具合の発生が防止されたものとなる。
【００５９】
また、バネ部１５の先端には、反射ミラー３ａから離間する方向に折り曲げられた折曲部１５ａが形成されている。これにより、取付ステー８に反射ミラー３ａを挿入する際にバネ部１５の先端が反射ミラー３ａに引っ掛かるといった不具合の発生が防止され、反射ミラー３ａの組み立て性を向上させることが可能となっている。
【００６０】
また、図６に示すように、保持部１３における反射ミラー３ａの短手方向（同図左右方向）における幅は、反射ミラー３ａよりも大きく設定されている。すなわち、取付ステー８（保持部１３）は、反射ミラー３ａとの間に隙間を生じさせるようにして保持している。これによれば、反射ミラー３ａ或いは取付ステー８に熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラー３ａと取付ステー８とが干渉することが防止されて反射ミラー３ａの姿勢ズレの発生を防止できる。
【００６１】
また、本体部５は、隙間を生じさせた状態で複数の反射ミラー３ａを保持している。そのため、反射ミラー３ａの両面（表面或いは裏面）が空気に接した状態となっている。これによれば、反射ミラー３ａ間の風通りが向上するので、反射ミラー３ａ或いは本体部５における放熱性を高めることができる。
【００６２】
上記張出部１４には開口１４ａが形成されており、この開口１４ａに塗布された接着剤２８を介して取付ステー８が本体部５の側面に接着されている。具体的に、取付ステー８は、本体部５に形成された開口５ａの外側から保持部１３が挿入されることで張出部１４が本体部５の側面に当接することで反射ミラー３ａを本体部５の内部の所定位置に配置している。
【００６３】
接着剤２８は、本体部５の側面を露出する開口１４ａに塗布されている。そのため、この接着剤２８に対しては後述の組み立て工程時に紫外線を良好に照射することが可能である。したがって、接着剤２８は良好に硬化されており、接着剤２８の未硬化による取付ステー８の接着不良といった問題の発生が防止されたものとなっている。
【００６４】
また、張出部１４には開口１４ａが２つ形成されているため、１箇所に塗布される接着剤２８の量が抑えられており、上述の接着剤２８の未硬化による不具合の発生が防止される。
【００６５】
ここで、光源装置１０の組み立て工程について説明する。本説明では、反射ミラーユニット３の組み立て方法を主体に述べる。
まず、反射ミラー３ａを組み立て治具に仮止めする。この治具は複数の反射ミラー３ａが夫々同一の傾きを有し、階段状となるように保持するものである。複数の反射ミラー３ａは治具にセットされた状態において励起光源ユニット１の各レーザー光源１２から射出される励起光ＥＬの光軸と位置合わせがされた状態となっている。
【００６６】
続いて、治具に仮止めした状態の反射ミラー３ａを取付ステー８を用いて本体部５に取り付ける。具体的には、開口５ａ内に反射ミラー３ａの両端部を臨ませるように治具と本体部５とを位置合わせし、取付ステー８の保持部１３を本体部５の側面の外側から開口５ａ内に挿入する。これにより、保持部１３のバネ部１５及びボス２７間に反射ミラー３ａの端部が挿入される。
【００６７】
ここで、バネ部１５は、先端に折曲部１５ａが形成されているので、バネ部１５の先端が反射ミラー３ａに引っ掛かることがなく保持部１３内に反射ミラー３ａがスムーズに挿入させることができる。これにより、取付ステー８の張出部１４が本体部５の側面に当接した状態となる。
【００６８】
続いて、張出部１４に形成された開口１４ａに接着剤２８を塗布し、紫外線を照射することで接着剤２８を硬化させる。このとき、開口１４ａは本体部５の側面に位置しているため、紫外線を良好に照射することができる。本実施形態では、治具に仮止めした状態で反射ミラー３ａを保持する取付ステー８を本体部５に接着するので、接着剤２８の硬化収縮によって反射ミラー３ａの保持姿勢が変化することがない。よって、複数の反射ミラー３ａを本体部５に対して所定の位置に精度良く取り付けることができる。
【００６９】
上述のようにして、光源装置１０を製造した後、第１集光レンズ１９、回転蛍光板３０、コリメート光学系８５、第２集光レンズ９０、ロッドインテグレーター８０、及び平行化レンズ７０を組み立てることで照明装置１０Ａが得られる。また、この照明装置１０Ａ、色分離導光光学系２０、液晶光変調装置４０Ｒ、液晶光変調装置４０Ｇ、液晶光変調装置４０Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５０、及び投写光学系６０を組み合わせることでプロジェクター１００を製造できる。
【００７０】
なお、取付ステー８間を架け渡されるように本体部５の側面に溝（溝部）１０５を設けた構成を採用することもできる。図７は本体部５の側面の構成を示す図である。図７に示されるように、本体部５の側面には、側面に取り付けられた取付ステー８の張出部１４の開口１４ａ間を連続させる溝１０５が形成されている。また、接着剤２８は開口１４ａ及び溝１０５内に入り込んだ状態に配置されている。
【００７１】
この構成によれば、本体部５に取付ステー８を取り付けた状態で溝１０５の一端側から接着剤２８を流し込むことで溝１０５を伝って全ての開口１４ａに接着剤を配置することができる。よって、接着剤２８を塗布する作業を簡略化することができる。
【００７２】
本実施形態に係る光源装置１０によれば、反射ミラー３ａが取付ステー８を介して本体部５に間接的に取り付けられるので、反射ミラー３ａに接着剤２８が直接塗布されることがない。また、取付ステー８が本体部５の側面に設けられた開口５ａを介して取り付けられているので、仮に接着剤２８に熱膨張や経時的な変化が生じた場合であっても、取付ステー８は本体部５に対する挿入方向、すなわち反射ミラー３ａの長手方向のみにしか移動しない。よって、反射ミラー３ａの回転方向における姿勢ズレを抑えることができる。
【００７３】
よって、光源装置１０は反射ミラー３ａを高精度に保持できるので、第１集光レンズ１９に対して励起光ＥＬを高出力で射出することができるので、本光源装置１０を含んだ照明装置１０Ａは蛍光体３２を効率よく且つ明るく発光させて蛍光光を射出できる光利用効率の高い装置となる。
【００７４】
また、取付ステー８は反射ミラー３ａの長手方向における端部を保持するので、反射ミラー３ａの短手方向における端部を保持する場合に比べて、本体部５に反射ミラー３ａを組み込む際の位置ズレ量の管理が容易となる。よって、反射ミラー３ａの組み込み時の取付角度の精度が出しやすくなり、反射ミラー３ａを高精度で本体部５に組み込むことができる。
【００７５】
本実施形態では、保持部１３の外側に張り出した張出部１４の開口１４ａに接着剤２８を塗布する構造を採用している。これにより、接着剤２８の塗布位置と保持部１３に保持される反射ミラー３ａとをできるだけ離間させることができる。したがって、接着剤２８に熱膨張が生じた場合であっても、反射ミラー３ａの姿勢ズレへの影響を抑えることができる。
【００７６】
上記実施形態に係る光源装置１０によれば、反射ミラー３ａが高精度で保持されるので、高出力な励起光ＥＬを回転蛍光板３０の蛍光体３２に照射することができ、蛍光体３２を効率よく且つ明るく発光させて蛍光光を射出することができる。よって、プロジェクター１００における照明装置として好適に利用することができる。
また、本実施形態に係るプロジェクター１００によれば、上記光源装置１０を含む照明装置１０Ａを備えるので、輝度及び照度の高い画像の投影を行うことができる。
【００７７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７８】
３ａ…反射ミラー、５…本体部、８…取付ステー（保持部材）、１０…光源装置、１２…レーザー光源（光源）１４…張出部、１４ａ…開口、１５…バネ部、１５ａ…折曲部、２７…ボス、２８…接着剤、４０Ｂ…液晶光変調装置、４０Ｇ…液晶光変調装置、４０Ｒ…液晶光変調装置、６０…投写光学系、１００…プロジェクター、１０５…溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
光源と、
前記光源から射出された光を反射する反射ミラーと、
前記反射ミラーの端部を保持する保持部材と、を備えた光源装置であって、
前記反射ミラーは、前記本体部に接着された前記保持部材を介して当該本体部に取り付けられることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記保持部材は、短冊状からなる前記反射ミラーの長手方向における端部を保持することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記保持部材は、当該保持部材のミラー保持部の外側に張り出した張出部を有し、該張出部に形成された開口に設けられた接着剤を介して前記本体部に接着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記本体部は、複数の前記保持部材間を架け渡されるように設けられた溝部を有し、
前記保持部材及び前記本体部を接着する接着剤の一部は前記溝部に入り込んだ状態とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記保持部材は、前記反射ミラーに押圧力を付与するバネ部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記保持部材は、前記バネ部との間で前記反射ミラーを挟持するボスが設けられることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記バネ部は、複数の前記ボスの内側を押さえるように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記バネ部の先端は、前記反射ミラーから離間する方向に折り曲げられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記保持部材は、前記反射ミラーの両端部を保持することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記保持部材は、前記反射ミラーとの間に隙間を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記本体部は、隙間を生じさせた状態で複数の前記ミラーを保持することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項１】
本体部と、
光源と、
前記光源から射出された光を反射する反射ミラーと、
前記反射ミラーの端部を保持する保持部材と、を備えた光源装置であって、
前記反射ミラーは、前記本体部に接着された前記保持部材を介して当該本体部に取り付けられることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記保持部材は、短冊状からなる前記反射ミラーの長手方向における端部を保持することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記保持部材は、当該保持部材のミラー保持部の外側に張り出した張出部を有し、該張出部に形成された開口に設けられた接着剤を介して前記本体部に接着されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記本体部は、複数の前記保持部材間を架け渡されるように設けられた溝部を有し、
前記保持部材及び前記本体部を接着する接着剤の一部は前記溝部に入り込んだ状態とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記保持部材は、前記反射ミラーに押圧力を付与するバネ部を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記保持部材は、前記バネ部との間で前記反射ミラーを挟持するボスが設けられることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記バネ部は、複数の前記ボスの内側を押さえるように配置されていることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記バネ部の先端は、前記反射ミラーから離間する方向に折り曲げられていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記保持部材は、前記反射ミラーの両端部を保持することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記保持部材は、前記反射ミラーとの間に隙間を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記本体部は、隙間を生じさせた状態で複数の前記ミラーを保持することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された前記蛍光を画像信号で変調する光変調素子と、
前記光変調素子により変調された前記蛍光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７２９４２（Ｐ２０１３−７２９４２Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０６９５（Ｐ２０１１−２１０６９５）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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