JP2019066674A - 蛍光板、光源装置及び投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光板の反射層の黒化を防止する蛍光板、光源装置及び投影装置を提供すること。【解決手段】蛍光板３１０は、基材３１１上に、銀を含む反射層３１２、透光性を有する絶縁層３１３、反射層３１２と同電位の透光性を有する導体層３１４、及び励起光の照射により蛍光光を出射する蛍光体層３１５を、順に積層した蛍光発光領域Ａ１を有する。また、導体層３１４は、蛍光板３１０を収容するケースに接地され又はケースを介して大地に接地される。【選択図】 図４

Description

本発明は、蛍光板並びにこの蛍光板を備える光源装置及び投影装置に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、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、データプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光を、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

プロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として複数のレーザダイオード等の半導体発光素子を用いるとともに、この半導体発光素子を励起光源とする蛍光板を利用した投影装置が種々開発されている。

特許文献１に開示される投影装置は、励起光源と、光源制御手段と、蛍光板とを有する。蛍光板には、蛍光体層が設けられた蛍光発光領域と、拡散角度が異なる複数の拡散板が隣接して形成される拡散透過領域とが設けられる。蛍光発光領域には、励起光源からの出射光が励起光として照射される。拡散透過領域は、励起光源からの出射光を拡散透過させる。

特開２０１５−２３２６７７号公報

蛍光板と青色波長帯域光を用いる反射型プロジェクタシステムでは、蛍光板上の蛍光体層の裏に、励起光を反射させるための銀の反射層が設けられる。しかしながら、プロジェクタを長時間駆動させていると、蛍光体層に含まれるシリコンが光電効果によって電子を放出することで正孔を発生させ、蛍光体層と銀の反射層との間に電位差を生じさせる。そのため、反射層では銀の凝集やイオンマイグレーションが発生することがある。この凝集やイオンマイグレーションを起こした箇所は硫化等により黒く変色するいわゆる黒化を起こすため、励起光が照射された反射層の部分は、反射率の低下によって蛍光光の輝度が低下したり、発熱量が増加するという課題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、蛍光板の反射層の黒化を防止する蛍光板、光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。

本発明に係る蛍光板は、基材上に、銀を含む反射層、透光性を有する絶縁層、前記反射層と同電位の透光性を有する導体層、及び励起光の照射により蛍光光を出射する蛍光体層を、順に積層した蛍光発光領域を有することを特徴とする。

本発明に係る光源装置は、上記の蛍光板と、前記蛍光体層を励起して蛍光光を出射させる励起光照射装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る投影装置は、上記の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と前記光源装置を制御する投影装置制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、蛍光板の反射層の黒化を防止する蛍光板、光源装置及び投影装置を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る投影装置を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態１に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施形態１に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る固定蛍光板を示す図であり、（ａ）は平面模式図を示し、（ｂ）は図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ断面の中央部を拡大して示す拡大図である。 本発明の実施形態２に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施形態２に係る蛍光ホイールを示す図であり、（ａ）は平面模式図を示し、（ｂ）は図６（ａ）のＶＩｂ−ＶＩｂ断面図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１を図に基づいて説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置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、前後とは投影装置１０の投影方向に対しての前後方向を示す。

投影装置１０は、図１に示すように、略直方体形状をしており、上ケース５と下ケース６により内部を覆うように構成される。上ケース５と下ケース６とが嵌合されて形成される正面パネル１２には、略中央に投影側光学系２２０の出射口が配置され、右側パネル１４近傍に吸気孔１８が形成されている。

上ケース５の上面板１１には、キー／インジケータ部３７が設けられる。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、投影のオン又はオフを切りかえる投影スイッチキー、及び、光源ユニット、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。

また、図示はしないが、投影装置１０の後方や側方に位置する上ケース５と下ケース６とが嵌合されて形成される背面パネル１３や右側パネル１４には、ＵＳＢ端子や電源アダプタプラグ、メモリカードの挿入口等の各種端子が設けられている。

次に、投影装置１０の投影装置制御部について図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、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、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、演算装置としての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。

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、表示エンコーダ２４に出力される。

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

表示駆動部２６は、表示素子制御手段として機能する。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の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。

そして、光源装置６０から出射された光線束が光源側光学系１７０を介して表示素子５１に照射されることにより、表示素子５１の反射光で光像が形成され、投影側光学系２２０を介して図示しないスクリーンに画像が投影表示される。

なお、この投影側光学系２２０の可動レンズ群は、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。

画像圧縮／伸長部３１は、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。画像圧縮／伸長部３１は、再生時にメモリカード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に出力する。

キー／インジケータ部３７からの操作信号は、直接に制御部３８に送出される。制御部３８は、システムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７と接続される。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。

制御部３８は、光源制御回路４１を制御している。光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定の波長帯域の光源光が光源装置６０から出射されるように、後述する励起光照射装置７０、赤色光源装置１２０及び青色光源装置１３０の発光を個別に制御する。

制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させる。

次に、この投影装置１０の内部構造について述べる。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、中央部分に光源装置６０を備える。なお、図示しないが、光源装置６０はケースに収容される。投影装置１０は、光源装置６０の左側方に投影側光学系２２０が収容されるレンズ鏡筒を備える。投影側光学系２２０の左側パネル１５側には電源５５が設けられる。電源５５としては、２次電池を使用することができる。

投影装置１０は、電源５５の近傍に、表示素子５１を備える。本実施形態の表示素子５１はＤＭＤである。また、投影装置１０は、光源装置６０の下方に主制御回路基板２４１を備え、投影側光学系２２０と電源５５との間に電源制御回路基板２４２を備える。

また、光源装置６０と右側パネル１４との間には、背面パネル１３側から順に、ヒートシンク１９０、青色レーザダイオード７１及び青色光源１３１で発生する熱をヒートシンク１９０へ伝達するヒートパイプ１９２、並びに冷却ファン１９１を備える。

光源装置６０は、緑色光源装置としての励起光照射装置７０及び蛍光発光装置３００と、赤色光源装置１２０と、青色光源装置１３０と、導光光学系１４０とを備える。

励起光照射装置７０は、正面パネル１２の近傍に配置される。蛍光発光装置３００は、背面パネル１３の近傍に配置される。赤色光源装置１２０は、励起光照射装置７０と蛍光発光装置３００との間に配置される。また、青色光源装置１３０は、励起光照射装置７０と投影側光学系２２０との間に配置される。

導光光学系１４０は、励起光照射装置７０及び青色光源装置１３０の後方に配置され、蛍光発光装置３００、赤色光源装置１２０、及び、青色光源装置１３０から出射される緑色波長帯域光、赤色波長帯域光及び青色波長帯域光を光源側光学系１７０まで導光する。

励起光照射装置７０は、光軸が左側パネル１５と略平行な２個の青色レーザダイオード７１と、各青色レーザダイオード７１の光軸上に配置された２個のコリメータレンズ７３とを備える。

青色レーザダイオード７１は、蛍光板３１０に向けて青色波長帯域のレーザ光を出射する。また、青色レーザダイオード７１は、青色レーザダイオード７１用の基板と接続されるヒートパイプ１９２と接触しており、このヒートパイプ１９２を介してヒートシンク１９０により冷却される。

蛍光発光装置３００の蛍光板３１０は、青色レーザダイオード７１から出射されたレーザ光を励起光として受けて、緑色の蛍光光を出射する。蛍光発光装置３００から出射された緑色波長帯域光は、集光レンズ群１１７で集光されて、第一ダイクロイックミラー１４１に入射する。蛍光発光装置３００の詳細については後述する。

赤色光源装置１２０は、光軸が正面パネル１２と平行な赤色光源１２１と、この赤色光源１２１の前方に配置される集光レンズ群１２５とを備える。赤色光源１２１は、赤色発光ダイオードであり、ヒートシンク１９０によって冷却される。

また、青色光源装置１３０は、光軸が青色レーザダイオード７１と平行な青色光源１３１と、この青色光源１３１の前方に配置される集光レンズ１３５とを備える。青色光源１３１は、青色発光ダイオードであり、ヒートパイプ１９２を介してヒートシンク１９０によって冷却される。

導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１と第二ダイクロイックミラー１４２を備える。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０の光軸と赤色光源装置１２０の光軸とが交差する位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０からの出射光を透過し、蛍光板３１０から出射された蛍光光を反射する。第二ダイクロイックミラー１４２は、赤色光源装置１２０の光軸と青色光源装置１３０の光軸とが交差する位置に配置される。第二ダイクロイックミラー１４２は、赤色光源装置１２０からの赤色波長帯域光、及び、蛍光板３１０から出射される緑色波長帯域光を反射し、青色光源装置１３０からの青色波長帯域光を透過する。

投影装置１０は、光源側光学系１７０を備える。光源側光学系１７０は、光源装置６０からの出射光を表示素子５１に導光する。光源側光学系１７０は、マイクロレンズアレイ１７１と、マイクロレンズアレイ１７１から出射された光を集光する集光レンズ１７２と、集光レンズ１７２からの出射光の光軸を表示素子５１に向かって変換する光軸変換ミラー１８１と、光軸変換ミラー１８１で変換された光軸上に位置する集光レンズ１７４と、プリズム１９４と、を備える。

マイクロレンズアレイ１７１は、光源装置６０から出射された光源光を、表示素子５１の形状に合わせた複数の長方形断面の光線束に変換する。また、マイクロレンズアレイ１７１及び集光レンズ１７２は、表示素子５１上で各色の光線束の中心位置が重なるように集光することで、光源光をミキシングし、均一な強度分布の光線束に変換する。集光レンズ１７２で集光された光は、光軸変換ミラー１８１で反射され、集光レンズ１７４を介してプリズム１９４に入射する。

プリズム１９４は、表示素子５１に光源光を照射するコンデンサレンズとして機能する。また、プリズム１９４は、表示素子５１で生成された投影光を、投影側光学系２２０の光軸と一致させるように、光軸を変換する。

投影側光学系２２０は、固定レンズ群や可動レンズ群により構成されており、図２に示したレンズモータ４５を制御することにより、可動レンズ群のレンズを光軸方向に稼働させることで、ズーム機能やフォーカス機能を実現している。

このように投影装置１０を構成することで、励起光照射装置７０、赤色光源装置１２０及び青色光源装置１３０から異なるタイミングで光を出射させると、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光が導光光学系１４０及び光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。そのため、投影装置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、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

次に、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して蛍光発光装置３００について説明する。図４（ａ）は蛍光発光装置３００の平面模式図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の蛍光発光装置３００のＩＶｂ−ＩＶｂ断面の中央部を拡大して示す拡大図である。

本実施形態の蛍光発光装置３００は、固定された蛍光板３１０により形成される。蛍光板３１０は、基材３１１の上に、反射層３１２、絶縁層３１３、導体層３１４、及び蛍光体層３１５を、順に積層させた蛍光発光領域Ａ１を有する。

基材３１１は、アルミニウム（Ａｌ）を含み、略矩形状に形成される。基材３１１は、蛍光板３１０を収容する光源装置６０のケースに固定するための固定孔３１１ａを有する。なお、ケースは、図示から省略している。反射層３１２は、銀（Ａｇ）を含み、基材３１１の上に形成される。絶縁層３１３は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含み、反射層３１２の上に形成される。絶縁層３１３は透光性を有する。導体層３１４は、絶縁層３１３の上に形成される。導体層３１４は、金属、樹脂等により形成され、導電性及び透光性を有する。透光性を有する導体層３１４として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ、Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ），二酸化スズ（ＳｎＯ_２）等を使用することができる。このように、導体層３１４は、反射層３１２と異なる材料により形成することができる。蛍光体層３１５は、導体層３１４の上に形成される。蛍光体層３１５には、バインダとしてシリコン（Ｓｉ）が含まれる。

反射層３１２と基材３１１とは、それぞれ導電性を有し、互いに接している。蛍光板３１０の基材３１１は、図３及び図４には示していないが、光源装置６０のケースの内部に設けられた支持部に対し、固定孔３１１ａを介して金属螺子等により固定支持される。そのため、基材３１１と光源装置６０のケースとは、電気的に接続される。

導体層３１４は、図４（ｂ）に示すように、その端部３１４ａにおいて基材３１１まで延設される短絡経路Ｃ１により、反射層３１２と電気的に接続される。そのため、導体層３１４、反射層３１２及び基材３１１は略同電位となり、光源装置６０のケースに対し接地される。

以上、実施形態１では、導体層３１４と反射層３１２を蛍光板３１０上で短絡経路Ｃ１により接続することで、略同電位とし、導体層３１４を接地する構成とした。青色レーザダイオード７１からの励起光が蛍光体層３１５に照射されると、蛍光体層３１５のシリコンは光電効果により正孔が発生して正の極性に傾く。短絡された導体層３１４を設けない構成の場合では、蛍光体層３１５と反射層３１２との間に電位差が生じる。すると、反射層３１２に含まれる銀は、イオン化して、蛍光体層３１５側へ向かうようにイオンマイグレーションや凝集を進行させる。これにより、反射層３１２の平滑度が失われて反射特性を低下させることがある。また、イオン化した銀は、容易に他の元素と結びつくことができる。例えば、正の銀イオンは、空気中に微量に含まれる硫黄と反応して硫化銀が生じ、反射層３１２を黒く変色させる。硫黄の発生源としては、元々空気中に微量に含まれる二酸化硫黄（ＳＯ_２）または硫化水素（Ｈ_２Ｓ）等がある。更には、筐体内の部品で使用されるエンジニアリングプラスチックとして、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ、Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂を用いていることが理由として挙げられる。ＰＰＳ樹脂は、分子式（Ｃ_６Ｈ_４Ｓ）_ｎで表される通り、ベンゼン環と硫黄原子が交互に結合した直鎖状の化学構造を持つポリマー（重合体）の合成樹脂である。従って、投影装置１０の電源がオンされ投影している間は、筐体内部の温度が可也上昇するため、ＰＰＳ樹脂も高温になり、ポリマー自身の分解により発生したガスの硫黄成分が銀イオンと結合することが考えられる。これにより、反射層３１２では、反射特性が低下したり、励起光の吸収熱量が増加する。

しかし、本実施形態の蛍光体層３１５は、導体層３１４と接しており、導体層３１４はさらに光源装置６０のケースに接地されている。そのため、蛍光体層３１５は、電子の供給を受けて光源装置６０のケースと略同電位となる。よって、蛍光体層３１５の極性変動を防止することができる。なお、図示しないが、蛍光体層３１５と反射層３１２とは、一部が接することにより電気的に接続される構成であっても良い。この場合においても、蛍光体層３１５と反射層３１２とは略同電位となり、反射層３１２に含まれる銀のイオン化を防止し、電位差に起因する銀の凝集やイオンマイグレーションによる黒化の発生を防ぐことができる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。図５は、本実施形態の投影装置１０Ａの内部構造を示す平面模式図である。なお、制御に関する機能ブロックについては、図２と同様の構成を用い、光源装置６０の代わりに光源装置６０Ａが、投影側光学系２２０の代わりに投影側光学系２２０Ａが、適用される。また、投影装置１０Ａの説明において、実施形態１０に示した投影装置１０の内部構造と同様の構成については、その説明を省略し又は簡略化する。

投影装置１０Ａは、右側パネル１４の近傍に主制御回路基板２４１を備える。この主制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備える。また、投影装置１０Ａは、投影装置１０Ａの略中央部分に光源装置６０Ａを備える。光源装置６０Ａと左側パネル１５との間には、光源側光学系１７０Ａや投影側光学系２２０Ａが配置される。

光源装置６０Ａは、赤色光源装置１２０Ａ、緑色光源装置８０及び励起光照射装置７０Ａを備える。赤色光源装置１２０Ａは赤色波長帯域光の光源である。緑色光源装置８０は緑色波長帯域光の光源である。励起光照射装置７０Ａは青色波長帯域光の光源であると共に励起光源でもある。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０Ａと、蛍光発光装置３００Ａとにより構成される。そして、光源装置６０Ａは、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光の光線束に赤色波長帯域光の光線束を合わせて各色波長帯域の光線束を同一光路上に導光して同一方向に向かわせる導光光学系１４０Ａを備える。

励起光照射装置７０Ａは、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された複数の半導体発光素子を備える。本実施形態の半導体発光素子は、青色波長帯域光を出射する青色レーザダイオード７１である。各青色レーザダイオード７１の光軸上には、コリメータレンズ７３が配置されている。コリメータレンズ７３は、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めて各々平行光に変換する。青色レーザダイオード７１及びコリメータレンズ７３は、固定ホルダ７５に固定される。

また、励起光照射装置７０Ａは、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を正面パネル１２方向に９０度変換する反射ミラー７６と、反射ミラー７６で反射した各青色レーザダイオード７１からの出射光を集光するコリメータレンズ７３と、ヒートシンク８１とを備える。青色レーザダイオード７１は、冷却ファン２６１とヒートシンク８１とによって冷却される。

赤色光源装置１２０Ａは、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。この赤色光源１２１は、赤色波長帯域の光を出射する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。赤色光源装置１２０Ａは、赤色光源装置１２０Ａが出射する赤色波長帯域光の光軸が、蛍光板３２０から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように配置される。また、赤色光源装置１２０Ａは、ヒートシンク１２２を備える。赤色光源１２１は、冷却ファン２６１及びヒートシンク１２２によって冷却される。

緑色光源装置８０を構成する蛍光発光装置３００Ａは、蛍光板３２０、モータ１１０、集光レンズ群１１７、集光レンズ１１５を備える。蛍光板３２０は、励起光照射装置７０Ａからの出射光の光軸と直交するように配置される。モータ１１０は、蛍光板３２０を回転駆動させる。集光レンズ群１１７は、励起光照射装置７０Ａから出射される励起光の光線束を蛍光板３２０に集光する。集光レンズ１１５は、蛍光板３２０から正面パネル１２方向に出射される光線束を集光する。蛍光発光装置３００Ａは、この冷却ファン２６１によって冷却される。

導光光学系１４０Ａは、第一ダイクロイックミラー１４１、集光レンズ１４９、第二ダイクロイックミラー１４８、第一反射ミラー１４３、集光レンズ１４６、第二反射ミラー１４５、集光レンズ１４７を有する。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０Ａから出射される青色波長帯域光及び蛍光板３２０から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０Ａから出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。よって、蛍光板３２０から出射された緑色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により左側パネル１５方向に９０度変換される。

第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側には、集光レンズ１４９が配置される。さらに、集光レンズ１４９の左側パネル１５側であって、集光レンズ１４７の背面パネル１３側には、第二ダイクロイックミラー１４８が配置される。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光を透過させる。第二ダイクロイックミラー１４８の背面パネル１３側には、集光レンズ１７３が配置されている。

第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸と一致する。第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光及び第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光は、集光レンズ１４９に入射する。集光レンズ１４９を透過した赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、集光レンズ１７３に入射する。

また、第一反射ミラー１４３は、蛍光板３２０を透過した青色波長帯域光の光軸上であって、集光レンズ１１５と正面パネル１２との間に配置される。第一反射ミラー１４３は、青色波長帯域光を反射して、この青色波長帯域光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する。第一反射ミラー１４３の左側パネル１５側には、集光レンズ１４６が配置される。さらに、この集光レンズ１４６の左側パネル１５側には、第二反射ミラー１４５が配置される。

集光レンズ１４７は、第二反射ミラー１４５の背面パネル１３側に配置される。第二反射ミラー１４５は、第一反射ミラー１４３により反射され、集光レンズ１４６を介して入射される青色波長帯域光の光軸を、背面パネル１３側に９０度変換する。第二反射ミラー１４５により反射された青色波長帯域光は、集光レンズ１４７を介して第二ダイクロイックミラー１４８を透過し、集光レンズ１７３に入射する。

このように、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光の光線束は、導光光学系１４０により同一光路上に導光される。導光光学系１４０により導光された各色波長帯域光は、光源側光学系１７０に入射する。

光源側光学系１７０Ａは、集光レンズ１７３、ライトトンネル１７５、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１８１、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５及びコンデンサレンズ１９５を備える。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影側光学系２２０Ａに向けて出射するので、投影側光学系２２０Ａの一部ともされている。

各波長帯域の光線束は、ライトトンネル１７５の入射口に入射される。ライトトンネル１７５に入射された光線束は、均一な強度分布の光線束となる。

光軸変換ミラー１８１は、ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上に配置される。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に光軸を変換される。

光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光され、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、背面パネル１３側にはヒートシンク１５０が設けられており、ＤＭＤである表示素子５１はこのヒートシンク１５０により冷却される。

光源側光学系１７０Ａにより表示素子５１の画像形成面に照射された光源光は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０Ａを介してスクリーンに投影される。投影側光学系２２０Ａは、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５を備える。固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。可動レンズ群２３５は、可動鏡筒に内蔵され、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

このように投影装置１０Ａを構成することで、蛍光板３２０を回転させるとともに励起光照射装置７０Ａ及び赤色光源装置１２０Ａから異なるタイミングで光を出射させると、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光が導光光学系１４０Ａ及び光源側光学系１７０Ａを介して表示素子５１に入射される。そのため、投影装置１０Ａ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、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

ここで、蛍光板３２０について説明する。図６（ａ）は、蛍光板３２０の平面模式図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の蛍光板３２０のＶＩｂ−ＶＩｂ断面図である。蛍光板３２０は、円盤状に形成された蛍光ホイールである。蛍光板３２０は、回転軸３２６により回転可能に支持され、回転軸３２６を中心としてモータ１１０の駆動により回転することができる。蛍光板３２０には、蛍光発光領域Ｂ１と拡散透過領域Ｂ２とが周方向に並設される。蛍光発光領域Ｂ１及び拡散透過領域Ｂ２は、径方向に略一定の幅で形成される。蛍光発光領域Ｂ１は、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光を励起光として受けて、緑色波長帯域の蛍光光を出射する。

蛍光板３２０の蛍光発光領域Ｂ１は、基材３２１の上に、反射層３２２、絶縁層３２３、導体層３２４、及び蛍光体層３２５を、順に積層させることにより形成される。

実施形態１の蛍光発光装置３００と同様に、基材３２１は、アルミニウム（Ａｌ）を含み、略円盤状に形成される。基材３２１は、中央に回転軸３２６を挿通させるための貫通孔３２０ａを有する。反射層３２２は、銀（Ａｇ）を含み、基材３２１の上に形成される。反射層３２２は、図６（ｂ）においては、基材３２１上に設けられた溝の内部に形成されているが、基材３２１を平坦状に形成してその表面に積層させるように形成してもよい。絶縁層３２３は、酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含み、反射層３２２の上に形成される。また、絶縁層３２３は透光性を有する。導体層３２４は、絶縁層３２３の上に形成される。導体層３２４は、金属、樹脂等により形成され、導電性及び透光性を有する。導体層３２４は、反射層３２２と異なる材料により形成することができる。蛍光体層３２５は、導体層３２４の上に形成される。蛍光体層３２５には、バインダとしてシリコン（Ｓｉ）が含まれる。

導体層３２４は、図６（ｂ）に示すように、蛍光板３２０の内縁側の端部３２４ａにおいて基材３２１まで延設される短絡経路Ｃ２により、基材３２１と電気的に接続される。反射層３２２と基材３２１とは、それぞれ導電性を有し、互いに接している。そのため、導体層３２４、反射層３２２及び基材３２１は、略同電位である。また、基材３２１は、モータ１１０の回転軸３２６と電気的に接続される。基材３２１は、図示はしないが、回転軸３２６がブラシ、ベアリング又は導電性樹脂スリーブ等を介してモータの筐体と接続される。

モータ１１０は、図５及び図６には示していないが、光源装置６０Ａのケースの内部に設けられた支持部により、光源装置６０Ａに固定支持される。そのため、導体層３２４は光源装置６０Ａのケースに対し、電気的に接続されて接地される。

拡散透過領域Ｂ２は、青色レーザダイオード７１からの出射光を拡散透過する。拡散透過した出射光は、図５の集光レンズ１１５側へ出射され、その後、光源装置６０の青色波長帯域光として出射される。

以上、実施形態２では、導体層３２４と反射層３２２を蛍光板３２０上で短絡経路Ｃ２により接続することで、略同電位とし、導体層３２４を接地する構成とした。そのため、蛍光体層３２５と反射層３２２とを略同電位とすることができ、電位差に起因する銀の凝集やイオンマイグレーションを防ぐことができる。

なお、実施形態１及び実施形態２で示した光源装置６０，６０Ａ又は投影装置１０，１０Ａのケースは、アースされる場合があり、導体層３１４，３２４は大地に対し接地される構成としてもよい。

また、蛍光板３１０，３２０は、蛍光体層３１５，３２５と導体層３１４，３２４との電位差を小さくするか略同電位とする構成とすればよい。例えば、導体層３１４は反射層３１２と同じ場所に接地させれば良い。或いは、導体層３１４，３２４と反射層３１２，３２２とを蛍光板３１０，３２０上で短絡せずに、導体層３１４，３２４と反射層３１２，３２２とは異なる経路を介して、個別に光源装置６０，６０Ａ又は投影装置１０，１０Ａのケースに接地させてもよい。

以上、各実施形態で説明したように、蛍光板３１０，３２０は、基材３１１，３２１上に、銀を含む反射層３１２，３２２、透光性のある絶縁層３１３，３２３、反射層３１２，３２２と同電位の導体層３１４，３２４、及び励起光の照射により蛍光光を出射する蛍光体層３１５，３２５を、順に積層した蛍光発光領域Ａ１，Ｂ１を有する。そのため、蛍光体層３１５，３２５と反射層３１２，３２２の電位差を無くすことができ、反射層３１２，３２２に含まれる銀の凝集やイオンマイグレーションに起因する反射層３１２，３２２の黒化を防ぐことができる。よって、蛍光板３１０，３２０の蛍光光の輝度の低下や発熱量の増加を低減することができる。

また、導体層３１４，３２４が接地される蛍光板３１０，３２０は、励起光の照射により蛍光体層３１５，３２５に発生する反射層３１２，３２２との電位差の発生を低減することができる。

また、導体層３１４，３２４が蛍光板３１０，３２０を収容するケースに接地され又はそのケースを介して大地に接地される光源装置６０，６０Ａは、導体層３１４，３２４を介することにより、蛍光体層３１５，３２５及び反射層３１２，３２２と、光源装置６０，６０Ａのケース又は大地とを、略同電位とすることができる。そのため、反射層３１２，３２２は、周囲の部材に対する電位差が生じにくい構成とすることができる。

また、蛍光板３１０がケースの支持部により固定支持されることにより、導体層３１４がケースと電気的に接続される光源装置６０は、蛍光光を光源光として出射させるための蛍光板３１０の構成を簡易にすることができる。

また、蛍光板３２０がモータ１１０の回転軸３２６により回転可能に支持され、モータ１１０がケースの支持部により固定支持され、回転軸３２６がモータ１１０と接続されることにより、導体層３２４がケースと電気的に接続される光源装置６０Ａは、蛍光光を光源光として出射させるために回転駆動する蛍光板３２０を利用した場合であっても、蛍光体層３２５及び反射層３２２を同電位としながら、光源装置６０Ａのケース又は大地を同電位とすることができる。

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

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 基材上に、銀を含む反射層、透光性を有する絶縁層、前記反射層と同電位の透光性を有する導体層、及び励起光の照射により蛍光光を出射する蛍光体層を、順に積層した蛍光発光領域を有することを特徴とする蛍光板。
［２］ 前記導体層は、接地されることを特徴とする上記［１］に記載の蛍光板。
［３］ 前記導体層は、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、二酸化スズの何れかを含むことを特徴とする上記［１］又は上記［２］に記載の蛍光板。
［４］ 上記［１］乃至上記［３］の何れかに記載の蛍光板と、
前記蛍光体層を励起して蛍光光を出射させる励起光照射装置と、
を備えることを特徴とする光源装置。
［５］ 前記導体層は、前記蛍光板を収容するケースに接地される、又は前記ケースを介して大地に接地されることを特徴とする上記［４］に記載の光源装置。
［６］ 前記導体層は、前記蛍光板が前記ケースの支持部により固定支持されることにより、前記ケースと電気的に接続されることを特徴とする上記［５］に記載の光源装置。
［７］ 前記蛍光板は、モータの回転軸により回転可能に支持され、
前記モータは、前記ケースの支持部により固定支持され、
前記導体層は、前記回転軸が前記モータと接続されることにより、前記ケースと電気的に接続される、
ことを特徴とする上記［５］に記載の光源装置。
［８］ 上記［４］乃至上記［７］の何れかに記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

５ 上ケース ６ 下ケース
１０ 投影装置 １０Ａ 投影装置
１１ 上面板 １２ 正面パネル
１３ 背面パネル １４ 右側パネル
１５ 左側パネル １８ 吸気孔
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
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
５５ 電源 ６０ 光源装置
６０Ａ 光源装置 ７０ 励起光照射装置
７０Ａ 励起光照射装置 ７１ 青色レーザダイオード
７３ コリメータレンズ ７５ 固定ホルダ
７６ 反射ミラー ８０ 緑色光源装置
８１ ヒートシンク
１１０ モータ １１５ 集光レンズ
１１７ 集光レンズ群 １２０ 赤色光源装置
１２０Ａ 赤色光源装置 １２１ 赤色光源
１２２ ヒートシンク １２５ 集光レンズ群
１３０ 青色光源装置 １３１ 青色光源
１３５ 集光レンズ １４０ 導光光学系
１４０Ａ 導光光学系 １４１ 第一ダイクロイックミラー
１４２ 第二ダイクロイックミラー １４３ 第一反射ミラー
１４５ 第二反射ミラー １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 集光レンズ １５０ ヒートシンク
１７０ 光源側光学系 １７０Ａ 光源側光学系
１７１ マイクロレンズアレイ １７２ 集光レンズ
１７３ 集光レンズ １７４ 集光レンズ
１７５ ライトトンネル １７８ 集光レンズ
１８１ 光軸変換ミラー １８３ 集光レンズ
１８５ 照射ミラー １９０ ヒートシンク
１９１ 冷却ファン １９２ ヒートパイプ
１９４ プリズム １９５ コンデンサレンズ
２２０ 投影側光学系 ２２０Ａ 投影側光学系
２２５ 固定レンズ群 ２３５ 可動レンズ群
２４１ 主制御回路基板 ２４２ 電源制御回路基板
２６１ 冷却ファン ３００ 蛍光発光装置
３００Ａ 蛍光発光装置 ３１０ 蛍光板
３１１ 基材 ３１１ａ 固定孔
３１２ 反射層 ３１３ 絶縁層
３１４ 導体層 ３１４ａ 端部
３１５ 蛍光体層 ３２０ 蛍光板
３２０ａ 貫通孔 ３２１ 基材
３２２ 反射層 ３２３ 絶縁層
３２４ 導体層 ３２４ａ 端部
３２５ 蛍光体層 ３２６ 回転軸
Ａ１ 蛍光発光領域 Ｂ１ 蛍光発光領域
Ｂ２ 拡散透過領域 Ｃ１ 短絡経路
Ｃ２ 短絡経路

Claims (8)

1. 基材上に、銀を含む反射層、透光性を有する絶縁層、前記反射層と同電位の透光性を有する導体層、及び励起光の照射により蛍光光を出射する蛍光体層を、順に積層した蛍光発光領域を有することを特徴とする蛍光板。
2. 前記導体層は、接地されることを特徴とする請求項１に記載の蛍光板。
3. 前記導体層は、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、二酸化スズの何れかを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蛍光板。
4. 請求項１乃至請求項３の何れかに記載の蛍光板と、
   前記蛍光体層を励起して蛍光光を出射させる励起光照射装置と、
   を備えることを特徴とする光源装置。
5. 前記導体層は、前記蛍光板を収容するケースに接地される、又は前記ケースを介して大地に接地されることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記導体層は、前記蛍光板が前記ケースの支持部により固定支持されることにより、前記ケースと電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
7. 前記蛍光板は、モータの回転軸により回転可能に支持され、
   前記モータは、前記ケースの支持部により固定支持され、
   前記導体層は、前記回転軸が前記モータと接続されることにより、前記ケースと電気的に接続される、
   ことを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
8. 請求項４乃至請求項７の何れかに記載の光源装置と、
   前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
   前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
   前記表示素子と前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
   を有することを特徴とする投影装置。

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