JP2019003096A - 蛍光体ホイール、光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】モーターの回転負荷の増大や冷却ファンの送風量の増大を抑制することができ、蛍光体を効率的に冷却することができる蛍光体ホイールを提供する。【解決手段】蛍光体ホイールは、円盤状の基板１０ａと、基板１０ａ上に円周方向に沿って円環状に形成された、蛍光体を含む蛍光体領域４と、基板１０ａの蛍光体領域４以外の部分に形成された、基板１０ａを貫通する複数の貫通孔１ａ、２ａ、３ａと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光体ホイール、光源装置及びプロジェクタに関する。

最近のプロジェクタの中には、光源に蛍光体を用いたものがある。以下に、蛍光体を用いた光源装置を簡単に説明する。
光源装置は、励起光源と、蛍光体ホイールと、蛍光体ホイールを回転させるモーターと、を有する。蛍光体ホイールは、円盤状の基板と、基板上に円周方向に沿って形成された、蛍光体を含む蛍光体領域と、を有する。励起光源から出力された励起光は、集光レンズを介して蛍光体領域に照射される。蛍光体領域では、蛍光体が、励起光によって励起されて蛍光を発する。
上記光源装置では、基板を回転させた状態で、励起光を蛍光体領域に照射する。励起光の照射中に基板が回転することで、励起光が常に蛍光体領域の同一箇所に照射されることを防止することができる。

ところで、蛍光体は、温度の上昇に伴って、励起光を蛍光に変換する効率（量子効率）が低下する性質（温度消光特性）を有する。上記光源装置において、蛍光体領域の励起光が照射された部位では、蛍光体の温度が上昇するため、量子効率が低下して、光量（蛍光）が低下する。このため、蛍光体ホイールを冷却する必要がある。
また、励起光照射部位で発生した熱がモーターまで伝わると、モーターが加熱されて、モーターの温度が上昇する場合がある。モーターの温度上昇は、モーターの寿命を短くする原因となることから、モーターへの熱伝導を抑制するためにも、蛍光体ホイールを冷却する必要がある。

一般に、蛍光体ホイールを冷却する手段として、冷却ファンやヒートシンクなどが知られている。
ヒートシンクを備えた蛍光体ホイールの例として、例えば、特許文献１に、回転蛍光板が記載されている。この回転蛍光板は、円板と、円板の一方の面に設けられた蛍光体層と、円板の他方の面に固定されたヒートシンクと、円板を回転するモーターと、を有する。ヒートシンクには、複数の冷却フィンが設けられる。冷却フィン付のヒートシンクにより、蛍光体ホイールの放熱面積を拡大することができる。
冷却ファンを用いて蛍光体ホイールを冷却する構成においては、冷却ファンは、蛍光体ホイールの基板面に送風する。通常、蛍光体ホイールを十分に冷却するために、ファンの回転数を上げたり、冷却ファンの台数を増やしたりすることで、送風量を増大させている。

特開２０１７−７２６６９号公報

しかし、特許文献１に記載された回転蛍光板においては、ヒートシンクを円板に固定するため、円板の重さが増し、その結果、モーターの回転負荷が増大する。このため、容量（又はトルク）の大きなモーターを使用する必要がある。容量の大きなモーターを用いると、装置の大型化や消費電力の増大を招くという問題がある。

一方、冷却ファンを用いて蛍光体ホイールを冷却する構成には、以下のような問題がある。
ファンの回転数を上げて送風量を増大すると、それに伴って、冷却ファンの動作音が増大する。また、冷却ファンの台数を増大すると、コストが増大し、装置も大型化する。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、モーターの回転負荷の増大や冷却ファンの送風量の増大を抑制することができ、蛍光体を効率的に冷却することができる、蛍光体ホイール、光源装置及びプロジェクタを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一態様による蛍光体ホイールは、円盤状の基板と、前記基板上に円周方向に沿って円環状に形成された、蛍光体を含む蛍光体領域と、前記基板の前記蛍光体領域以外の部分に形成された、前記基板を貫通する複数の貫通孔と、を有する。

本発明の一態様による光源装置は、上記蛍光体ホイールと、前記蛍光体ホイールの基板の中心部を支持し、前記基板を回転させるモーターと、前記蛍光体ホイールの蛍光体領域に励起光を照射する励起光源と、を有する。

本発明の一態様によるプロジェクタは、上記光源装置と、前記光源装置からの光束を変調して画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成された画像を投写する投写部と、を有する。

本発明によれば、モーターの回転負荷の増大や冷却ファンの送風量の増大を抑制することができ、蛍光体を効率的に冷却することができる。

本発明の第１の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。 図１に示す蛍光体ホイールの熱伝導経路の一例を示す模式図である。 図１に示す蛍光体ホイールと冷却ファンの配置形態を模式的に示す斜視図である。 図１に示す蛍光体ホイールと冷却ファンの別の角度から見た配置形態を模式的に示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。 本発明の第４の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。 本発明の別の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。 本発明の別の実施形態によるプロジェクタの構成を示す模式図である。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。
図１を参照すると、蛍光体ホイール１０は、円盤状の基板１０ａを有する。基板１０ａは、例えばアルミニューム等の熱伝導性の高い材料で形成されても良い。基板１０ａは、その基板面に直交する回転軸まわりに回転自在にモーター２０に支持される。基板１０ａの中心部には、モーター２０の駆動軸部を嵌め込むための開口５が設けられている。基板１０ａの裏面側から、モーター２０の駆動軸部を開口５に嵌め込む。モーター２０として、例えば、アウターロータモータを用いることができ、その場合、駆動軸部は、ロータコアからなる。

基板１０ａの表面上には、蛍光体を含む蛍光体領域４が円周方向に沿って帯状に形成されている。蛍光体領域４は、円環形状であっても良い。この場合、円環の一部が、可視光を透過する透過領域又は可視光を反射する反射領域であっても良い。蛍光体領域４は、一つの蛍光色を発するように構成されても良く、また、円周方向に並べて配置された、互いに異なる色の蛍光を発する複数の蛍光体領域から構成されても良い。
基板１０ａは、蛍光体領域４の内側の部分に開口部１を有し、蛍光体領域４の外側の部分に開口部２、３を有する。

開口部１には、基板１０ａを貫通する複数の貫通孔１ａが円周方向に沿って形成されている。複数の貫通孔１ａは、同心円状に形成された複数の貫通孔列を構成する。各列において、貫通孔１ａは円周方向に等間隔で配置されている。図１の例では、２つの貫通孔列が示されている。各列の貫通孔１ａは、基板１０ａの外周部から中心部に向かう方向（径方向）に少なくとも一つ存在するように互い違いに配置されている。各貫通孔１ａの形状は同じである。ここでは、貫通孔１ａは円周方向に長い長孔形状である。なお、同心円状に形成する貫通孔列の数は２に限定されない。３つ以上の貫通孔列が形成されても良い。

開口部２は、蛍光体領域４の外周に隣接しており、基板１０ａを貫通する複数の貫通孔２ａが円周方向に沿って形成されている。複数の貫通孔２ａは、同心円状に形成された複数の貫通孔列を構成する。各列において、貫通孔２ａは円周方向に等間隔で配置されている。図１では、３つの貫通孔列が示されている。貫通孔列全体において、貫通孔２ａは半径方向に一列に並ぶように配置されている。換言すると、貫通孔２ａは、開口５を中心として放射状に配置されている。各貫通孔２ａは円形形状であり、同じ大きさである。なお、同心円状に形成する貫通孔列の数は３に限定されない。２つ、又は４つ以上の貫通孔列が構成されても良い。

開口部３は、基板１０ａの外周側に位置し、基板１０ａを貫通する複数の貫通孔３ａが円周方向に沿って形成されている。複数の貫通孔３ａは、同心円状に形成された複数の貫通孔列を構成する。各列において、貫通孔３ａは円周方向に等間隔で配置されている。図１では、４つの貫通孔列が示されている。貫通孔列全体において、貫通孔３ａは半径方向に一列に並ぶように配置されている。換言すると、貫通孔３ａは、開口５を中心として放射状に配置されている。各貫通孔３ａは円形形状であり、同じ大きさである。貫通孔３ａは、貫通孔２ａと同じ大きさで、同じ形状であっても良い。なお、同心円状に形成する貫通孔列の数は４に限定されない。２つ、又は３つ、もしくは５つ以上の貫通孔列が形成されても良い。

次に、蛍光体ホイール１０の貫通孔１ａ、２ａ、３ａによる冷却作用について説明する。
基板１０ａを回転させた状態で、励起光が蛍光体領域４に局所的に照射される。励起光の照射中に基板１０ａが回転することで、励起光が常に蛍光体領域４の同一部位に照射されることを防止することができる。蛍光体領域４では、蛍光体が、励起されて蛍光を発する。蛍光体領域４の励起光照射部位が発熱し、当該部位から温度が低い部分に向かって熱が伝わる。

図２に、熱伝導経路を模式的に示す。図２に示すように、励起光照射部位４１が発熱した場合、２つの熱伝導経路４２、４３が形成される。なお、図２の例では、便宜上、熱伝導経路は２つしか示されていないが、通常、熱は、高温側から低温側へ貫通孔１ａ、２ａ、３ａの間を縫うように伝わるため、３つ以上の熱伝導経路が形成され得る。
熱伝導経路４２は、熱が励起光照射部位４１から開口部１を介して開口５に向かって伝導する場合の開口部１内の熱伝導経路である。開口部１では、複数の貫通孔１ａが設けられている。貫通孔１ａの開口面は、基板１０ａの表面側と裏面側の両方にあり、ともに同じ面積とされている。貫通孔１ａの内壁の面積を、貫通孔１ａの表裏の開口の面積の合計よりも大きくすることで、放熱面積を拡大することができる。このように放熱面積の拡大が可能であるため、効率良く放熱することができ、その結果、蛍光体領域４での蛍光体の温度上昇を抑制することができる。

また、開口部１では、貫通孔１ａは互い違いに配置されているため、熱伝導経路４２はジグザク状に形成されている。このように熱伝導経路４２をジグザク状に形成することで、熱伝導距離が増大し、その結果、開口５に達する熱量（熱エネルギー量）を低減することができる。これにより、以下のような効果を得られる。
開口５にはモーター２０の駆動軸部（ロータコア）が嵌め込まれているため、開口５に到達する熱量が多い場合には、モーター２０が加熱されて、モーターの温度が上昇する場合がある。通常、モーター２０の温度上昇は、モーター２０の寿命を短くする原因となる。上記のように、熱伝導経路４２をジグザク状に形成することで、開口５に達する熱量を低減することができるので、モーター２０の温度上昇を抑制することができる。

一方、熱伝導経路４３は、熱が励起光照射部位４１から開口部２、３を介して基板１０ａの外周部に向かって伝導する場合の開口部２、３内の熱伝導経路である。開口部２には、複数の貫通孔２ａが設けられ、開口部３には、複数の貫通孔３ａが設けられている。貫通孔２ａの開口面は、基板１０ａの表面側と裏面側の両方にあり、ともに同じ面積とされている。貫通孔２ａの内壁の面積を、貫通孔２ａの表裏の開口の面積の合計よりも大きくすることで、放熱面積を拡大することができる。同様に、貫通孔３ａの内壁の面積を、貫通孔３ａの表裏の開口の面積の合計よりも大きくすることで、放熱面積を拡大することができる。このように放熱面積の拡大が可能であるため、効率良く放熱することができ、その結果、蛍光体の温度上昇を抑制することができる。

また、開口部２の単位面積当たりの貫通孔数は、開口部３の単位面積当たりの貫通孔数よりも少ない。このため、貫通孔領域２では、熱伝導経路を容易に確保することができ、励起光照射部位４１からの熱を速やかに貫通孔領域３に伝導させることができる。一方、貫通孔領域３では、貫通孔３ａを高密度に形成しているために、開口部２よりも放熱面積を拡大することができ、より効率良く放熱することができる。よって、蛍光体の温度上昇を抑制することができる。
また、基板１０ａにヒートシンク等を設ける必要がないため、モーター２０の回転負荷の増大を抑制することができる。加えて、貫通孔１ａ、２ａ、３ａを設けることで基板１０ａの軽量化が可能であり、これにより、モーター２０の回転負荷の低減が可能である。よって、モーター２０として、より低容量のモーターを使用することができる。

また、冷却ファンを用いて蛍光体ホイール１０を冷却する場合に、放熱面積の拡大による放熱効果の増大のために、より少ない送風量で、蛍光体ホイール１０を冷却することができる。
図３Ａ及び図３Ｂに、モーター２０に支持された蛍光体ホイール１０と、冷却ファン３０とを示す。図３Ａは、蛍光体ホイール１０の表面側から見た配置状態を示し、図３Ｂは、蛍光体ホイール１０の裏面側から見た配置状態を示す。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、冷却ファン３０は、基板１０ａの表面及び裏面の両面を送風するように配置される。冷却ファン３０の送風方向は、基板１０ａの面に略平行である。冷却ファン３０からの空気流の略半分は、基板１０ａの表面を外周部からモーター２０の方向に流れ、残りは、基板１０ａの裏面を外周部からモーター２０の方向に流れる。基板１０ａの表面では、励起光照射部位４１からの熱の一部は、冷却ファン３０からの空気流による熱交換を介して放熱される。同様に、基板１０ａの裏面では、励起光照射部位４１からの熱の一部が、冷却ファン３０からの空気流による熱交換を介して放熱される。表面及び裏面の両面で放熱することで、蛍光体ホイール１０を効率良く冷却することができる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。
図４に示す蛍光体ホイール１１は、開口部１の構成が異なる以外は、第１の実施形態と同様のものである。ここでは、同じ構成の説明は省略し、異なる構成のみを説明する。

開口部１には、基板１０ａを貫通する複数の貫通孔１ｂが円周方向に沿って形成されている。複数の貫通孔１ｂは、同心円状に形成された複数の貫通孔列を構成する。各列において、貫通孔１ｂは円周方向に等間隔で配置されている。図４では、２つの貫通孔列が示されている。貫通孔列全体で、貫通孔１ｂは半径方向に一列に並ぶように配置されている。換言すると、貫通孔１ｂは、開口５を中心として放射状に配置されている。各貫通孔１ｂは円形形状であり、同じ大きさである。なお、同心円状に形成する貫通孔列の数は２に限定されない。３つ以上の貫通孔列が形成されても良い。
貫通孔１ｂは、貫通孔２ａ、３ａと同じ大きさで、同じ形状である。開口部１〜３全体で、貫通孔１ｂ、２ａ、３ａは、開口５を中心として放射状に配置されている。

本実施形態の蛍光体ホイール１１においても、放熱面積の拡大が可能であるため、効率良く放熱することができ、蛍光体の温度上昇を抑制することができる。
また、貫通孔１ｂ、２ａ、３ａを、同じ大きさで、同じ形状としたことで、第１の実施形態よりも、基板１０ａに貫通孔を形成するための加工が容易になる。
さらに、第１の実施形態と同様、基板１０ａの軽量化が可能であるため、より低容量のモーターを使用することができる。
また、第１の実施形態と同様、冷却ファンを用いて蛍光体ホイール１１を冷却する場合に、より少ない送風量で、蛍光体ホイール１１を冷却することができる。冷却ファンは、図３Ａ及び図３Ｂに示したような配置とすることが望ましい。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。
図５に示す蛍光体ホイール１２は、開口部２、３に代えて開口部６を設けた以外は、第２の実施形態と同様のものである。ここでは、第２の実施形態と同じ構成の説明は省略し、異なる構成のみを説明する。

開口部６は、蛍光体領域４の外側に位置しており、基板１０ａを貫通する複数の貫通孔６ａを有する。各貫通孔６ａは、同じ大きさで、同じ形状である。また、貫通孔６ａは、貫通孔１ｂと同じ大きさで、同じ形状である。
複数の貫通孔６ａは、等間隔に配置されている。例えば、第１の方向（図５上の横方向）に複数の貫通孔６ａを等間隔で一列に並べた貫通孔列を、第１の方向と直交する第２の方向（図５上の縦方向）に等間隔で複数配置する。各列間で、貫通孔６ａが互い違いに並ぶように構成する。これにより、開口部６全体で、貫通孔６ａを等間隔で配置することができる。

本実施形態の蛍光体ホイール１２においても、第１及び第２の実施形態と同様、放熱面積の拡大が可能であるため、効率良く放熱することができ、蛍光体の温度上昇を抑制することができる。
また、第２の実施形態と同様、基板１０ａに貫通孔を形成するための加工が容易になる。
さらに、第１及び第２の実施形態と同様、基板１０ａの軽量化が可能であるため、より低容量のモーターを使用することができる。
また、第１及び第２の実施形態と同様、冷却ファンを用いて蛍光体ホイール１２を冷却する場合に、より少ない送風量で、蛍光体ホイール１２を冷却することができる。冷却ファンは、図３Ａ及び図３Ｂに示したような配置とすることが望ましい。

（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態による蛍光体ホイールの構成を示す模式図である。
図６に示す蛍光体ホイール１３は、蛍光体領域４に代えて蛍光体領域４ａを備え、さらに、開口部１〜３に代えて開口部７を備える以外は、第１の実施形態と同様のものである。ここでは、第１の実施形態と同じ構成の説明は省略し、異なる構成のみを説明する。
基板１０ａの外周部に隣接する領域に、蛍光体を含む蛍光体領域４ａが円周方向に沿って帯状に形成されている。蛍光体領域４ａは、円環形状であっても良い。この場合、円環の一部が、可視光を透過する透過領域又は可視光を反射する反射領域であっても良い。蛍光体領域４ａは、一つの蛍光色を発するように構成されても良く、また、円周方向に並べて配置された、互いに異なる色の蛍光を発する複数の蛍光体領域から構成されても良い。

基板１０ａは、蛍光体領域４ａの内側の部分に開口部７を有する。開口部７には、基板１０ａを貫通する複数の貫通孔７ａが形成されている。各貫通孔７ａは、同じ大きさで、同じ形状である。
複数の貫通孔７ａは、等間隔に配置されている。例えば、第１の方向（図６上の横方向）に複数の貫通孔７ａを等間隔で一列に並べた貫通孔列を、第１の方向と直交する第２の方向（図６上の縦方向）に等間隔で複数配置する。各列間で、貫通孔７ａが互い違いに並ぶように構成する。これにより、開口部７全体で、貫通孔７ａを等間隔で配置することができる。

本実施形態の蛍光体ホイール１３においても、第１乃至第３の実施形態と同様、放熱面積の拡大が可能であるため、効率良く放熱することができ、蛍光体の温度上昇を抑制することができる。
また、第２及び第３の実施形態と同様、基板１０ａに貫通孔を形成するための加工が容易になる。
さらに、第１乃至第３の実施形態と比較して、蛍光体領域４ａの面積を増大することができるので、蛍光体領域４ａの熱密度を低下させることができる。
さらに、第１乃至第３の実施形態と同様、基板１０ａの軽量化が可能であるため、より低容量のモーターを使用することができる。
また、第１乃至第３の実施形態と同様、冷却ファンを用いて蛍光体ホイール１３を冷却する場合に、より少ない送風量で、蛍光体ホイール１３を冷却することができる。冷却ファンは、図３Ａ及び図３Ｂに示したような配置とすることが望ましい。

以上説明した第１乃至第４の実施形態のいずれかの蛍光体ホイールにおいて、各実施形態で説明した貫通孔の配置形態を組み合わせることもできる。また、貫通孔は、蛍光体領域の内周側または外周側の基板部分にのみ設けられても良い。

（光源装置の実施形態）
本発明の一実施形態による光源装置は、上述した第１乃至第４の実施形態のいずれかの蛍光体ホイールと、蛍光体ホイールを回転させるモーターと、蛍光体ホイールの蛍光体領域に励起光を照射する励起光源と、を有する。

図７は、本発明の別の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
図７を参照すると、光源装置は、光源部７１、蛍光体ホイール７２、レンズ７０１、７０２、７０５、７０６、７０７、クロスダイクロイックプリズム７０３および位相差板７０４を有する。蛍光体ホイール７２として、上述した第１乃至第４の実施形態のいずれかで説明した蛍光体ホイールを用いることができる。ここでは、第１の実施形態で説明した蛍光体ホイールが用いられている。
蛍光体領域４は、円周方向に赤セグメント、緑セグメントおよび青セグメントに区画されている。赤セグメントは、赤色蛍光を発する赤色蛍光体を含む。緑セグメントは、緑色蛍光を発する緑色蛍光体を含む。青セグメントには、蛍光体は形成されておらず、青色レーザー光を反射するミラーが形成されている。

光源部７１は、複数のレーザー光源と複数のコリメートレンズを備える。レンズ７０１、７０２を通過した青色レーザー光の進行方向には、クロスダイクロイックプリズム７０３、位相差板７０４、レンズ７０５、レンズ７０６がこの順番で配置されている。
クロスダイクロイックプリズム７０３は、可視光のうち、青色の波長域以外の波長域の光を反射し、かつ、青色の波長域において、Ｐ偏光光を透過し、Ｓ偏光光を反射する特性を有する。クロスダイクロイックプリズム７０３も周知のものであるので、その詳細な説明は省略する。

光源部７１は、クロスダイクロイックプリズム７０３に対してＰ偏光の青色レーザー光が入射するように配置されている。レンズ７０１、７０２を通過した青色レーザー光（Ｐ偏光）は、クロスダイクロイックプリズム７０３を透過し、位相差板７０４に入射する。
位相差板７０４は、入射した光と射出した光の間に９０°の位相差を与えるものであって、直線偏光を円偏光に変換することでき、また逆に円偏光を直線偏光に変換することができる。位相差板７０４は、クロスダイクロイックプリズム７０３からのＰ偏光の青色レーザー光を円偏光に変換する。
レンズ７０５、７０６は、位相差板７０４より射出した円偏光の青色レーザー光を所定の集光サイズで蛍光体ホイール７２の蛍光体領域表面の近傍に集光結像する。位相差板７０４より射出した円偏光の青色レーザー光は、レンズ７０５、７０６を介して、蛍光体ホイール７２の赤セグメント、緑セグメントおよび青セグメントに順次照射される。

赤セグメントでは、赤色蛍光がレンズ７０６に向けて射出される。赤セグメントからの赤色蛍光は、レンズ７０６、７０５および位相差板７０４を順次通過した後、クロスダイクロイックプリズム７０３にてレンズ７０７に向けて反射される。クロスダイクロイックプリズム７０３で反射された赤色蛍光は、レンズ７０７を通過する。
緑セグメントでは、緑色蛍光がレンズ７０６に向けて射出される。緑セグメントからの緑色蛍光は、レンズ７０６、７０５および位相差板７０４を順次通過した後、クロスダイクロイックプリズム７０３にてレンズ７０７に向けて反射される。クロスダイクロイックプリズム７０３で反射された緑色蛍光は、レンズ７０７を通過する。
青セグメントでは、青色レーザー光（円偏光）はミラーにてレンズ７０６に向けて反射される。青セグメントからの青色レーザー光（円偏光）は、レンズ７０６、７０５を通過して位相差板７０４に入射する。青色レーザー光（円偏光）は、位相差板７０４にて直線偏光に変換される。位相差板７０４は、Ｓ偏光の青色レーザー光を射出する。位相差板７０４より射出したＳ偏光の青色レーザー光はクロスダイクロイックプリズム７０３に入射する。クロスダイクロイックプリズム７０３は、位相差板７０４からのＳ偏光の青色レーザー光をレンズ７０７に向けて反射する。

クロスダイクロイックプリズム７０３は、蛍光体ホイール７２からの赤色蛍光、緑色蛍光および青色レーザー光を順次、レンズ７０７に向けて射出する。よって、レンズ７０７からは、赤色蛍光、緑色蛍光および青色レーザー光が順次射出される。このレンズ７０７より時分割で射出した赤色蛍光、緑色蛍光および青色レーザー光が、光源装置の出力光である。
なお、レンズ７０７は、必ずしも必要ではないが、光源装置の出力光を集光してライトトンネルなどに入射させたい場合には有効である。
また、Ｐ偏光とＳ偏光の対応関係を逆にしてもよい。この場合、クロスダイクロイックプリズム７０３は、可視光のうち、青色の波長域以外の波長域の光を反射し、かつ、青色の波長域において、Ｓ偏光光を透過し、Ｐ偏光光を反射する特性を有する。

（プロジェクタ）
本発明のプロジェクタは、上述した第１乃至第４の実施形態のいずれかの蛍光体ホイールを備えた光源装置と、光源装置からの光束を変調して画像を形成する画像形成部と、画像形成部で形成された画像を投写する投写部と、を有する。
図８は、本発明の別の実施形態によるプロジェクタの構成を示す模式図である。
図８を参照すると、プロジェクタは、単板型のプロジェクタであって、光源装置６１を有する。図８において、光源装置６１は、図７に示した構成を有するが、便宜上、光源装置６１の各部は図示されていない。ここでは、光源装置６１は、赤色光、緑色光および青色光を順次出力するように構成されているものとする。

光源装置６１の出力光は、ライトトンネル６０２に入射する。ライトトンネル６０２では、入射光が内部で多重反射し、その結果、輝度が均一な光が射出される。ライトトンネル６０２は、赤色光、緑色光および青色光を順次出力する。ライトトンネル６０１より射出した光（赤色光、緑色光および青色光）は、レンズ６０３、６０４および反射ミラー６０５を介してＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズム６０６に入射する。
ＴＩＲプリズム６０６は、内部に全反射面を備えた全反射プリズムアセンブリであって、２個の三角プリズムを含む。一方の三角プリズムは、直角プリズムであって、直角をなす辺を構成する第１及び第２の面と斜辺を構成する第３の面とを有する。他方の三角プリズムは、三角形の各線分を構成する第１乃至第３の面を有する。直角プリズムの第３の面は、他方の三角プリズムの第１の面と対向するように配置されている。直角プリズムの第１の面がＴＩＲプリズム６０６の入射面であり、表示パネル６０７が、直角プリズムの第２の面と対向するように配置されている。他方の三角プリズムの第２の面は、ＴＩＲプリズム６０６の出射面であり、直角プリズムの第２の面と平行である。この出射面側に、投射レンズ６０８が配置されている。表示パネル６０７として、ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）や液晶表示パネルを用いてもよい。ここでは、表示パネル６０７はＤＭＤより構成されているものとする。

表示パネル６０７は、マトリクス状に配置された複数の微小ミラーからなる画像形成領域を有する。微小ミラーは、駆動電圧に応じて角度が変化するように構成されており、オン状態を示す駆動電圧が供給された場合とオフ状態を示す駆動電圧が供給された場合とで反射角度が異なる。映像信号に応じて各微小ミラーをオンオフ制御することで、入射光束を空間的に変調して画像を形成する。
ライトトンネル６０１より射出した赤色光、緑色光および青色光が順にＴＩＲプリズム６０６を介して表示パネル６０７に照射される。表示パネル６０７は、赤色光に基づく赤色画像、緑色光に基づく緑色画像、および青色光に基づく青色画像を順に形成する。表示パネル６０７上に時分割で形成された赤色画像、緑色画像および青色画像は、ＴＩＲプリズム６０６を介して投射レンズ６０８によりスクリーン上に投射される。投射レンズ６０８は、複数のレンズからなる拡大投射光学系である。

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１、２、３ 開口部
１ａ、２ａ、３ａ 貫通孔
４ 蛍光体領域
５ 開口
１０ 蛍光体ホイール
１０ａ 基板
２０ モーター

Claims (10)

1. 円盤状の基板と、
   前記基板上に円周方向に沿って円環状に形成された、蛍光体を含む蛍光体領域と、
   前記基板の前記蛍光体領域以外の部分に形成された、前記基板を貫通する複数の貫通孔と、を有する、蛍光体ホイール。
2. 請求項１に記載の蛍光体ホイールにおいて、
   前記複数の貫通孔は、前記蛍光体領域の内周側の基板部分に、同心円状の複数の列を形成するように設けられた複数の第１の貫通孔を含み、各列の第１の貫通孔は、径方向に少なくとも一つ存在するように配置されている、蛍光体ホイール。
3. 請求項２に記載の蛍光体ホイールにおいて、
   前記各列の第１の貫通孔は、円周方向に長い形状である、蛍光体ホイール。
4. 請求項２または３に記載の蛍光体ホイールにおいて、
   前記蛍光体領域の外周側の基板部分は、前記蛍光体領域の外周を囲む第１の基板部分と、該第１の基板部分の外周を囲む第２の基板部分とに区画され、
   前記複数の貫通孔は、
   前記第１の基板部分に円周方向に沿って形成された複数の第２の貫通孔と、
   前記第２の基板部分に円周方向に沿って形成された複数の第３の貫通孔と、を含み、
   前記第２の貫通孔の円周方向の間隔が、前記第３の貫通孔の円周方向のよりも大きい、蛍光体ホイール。
5. 請求項４に記載の蛍光体ホイールにおいて、
   前記複数の第２の貫通孔と前記複数の第３の貫通孔はそれぞれ、同一点を中心として放射状に延びる複数の列を形成するように設けられ、前記第２の貫通孔の列が、前記第３の貫通孔の列に対して一つ置きに配置されている、蛍光体ホイール。
6. 請求項１に記載の蛍光体ホイールにおいて、
   前記複数の貫通孔は、前記蛍光体領域の内側または外側もしくは両側の基板部分に一定の間隔で形成されており、各貫通孔の形状および大きさが同じである、蛍光体ホイール。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の蛍光体ホイールにおいて、
   前記複数の貫通孔はそれぞれ、該貫通孔の内壁の面積が、該貫通孔の両側の開口の面積の合計よりも大きい、蛍光体ホイール。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の蛍光体ホイールと、
   前記蛍光体ホイールの基板の中心部を支持し、前記基板を回転させるモーターと、
   前記蛍光体ホイールの蛍光体領域に励起光を照射する励起光源と、を有する、光源装置。
9. 請求項８に記載の光源装置において、
   前記蛍光体ホイールの基板に送風する冷却ファンを、さらに有する、光源装置。
10. 請求項８または９に記載の光源装置と、
    前記光源装置からの光束を変調して画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部で形成された画像を投写する投写部と、を有するプロジェクタ。

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