JPWO2017169114A1 - 光源装置、画像表示装置、及び光学ユニット - Google Patents

Abstract

本技術の一形態に係る光源装置は、ホイールと、回転駆動部と、第１の接着材料とを具備する。前記ホイールは、励起により可視光を発する発光体を有する。前記回転駆動部は、前記ホイールに接触する基準面と前記ホイールから離間した非接触面とを有する支持面を有し、前記支持面に支持された前記ホイールを回転させる。前記第１の接着材料は、前記非接触面と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される。

Description

本技術は、プロジェクタ等の画像表示装置、これに適用可能な光源装置、及び光学ユニットに関する。

従来からプロジェクタ等の画像表示装置が広く用いられている。例えば光源からの光が液晶素子等の光変調素子により変調され、その変調光がスクリーン等に投影されることで画像が表示される。光源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等が用いられる。このうちＬＥＤやＬＤ等の固体光源は寿命が長く従来のようなランプ交換が不要であり、また電源を入れて即時に点灯するといった利点を有する。

例えば特許文献１には、複数のレーザ光源を用いた光源装置、及びこれを用いた画像表示装置について記載されている。特許文献１に記載の光源装置では、その図３に示すように、光源部から出射された青色レーザ光が、蛍光体ホイールに設けられた蛍光体上の所定のポイントに集められる。蛍光体は、青色レーザ光により励起されて黄色の蛍光を発生させる。また蛍光体は、青色レーザ光の一部を透過させる。これにより蛍光体ホイールから、青色レーザ光と黄色光とが合成された白色光が出射される（特許文献１の段落［００３５］−［００３９］等）。

特開２０１４−０８５６２３号公報

特許文献１に記載のような画像表示装置では、蛍光体ホイールの変形を十分に抑制し破損等を防止することが重要となる。近年では、プロジェクタの高輝度化が求められており、高い出力のレーザ光等が蛍光体に照射される。そのため蛍光体からの発熱量が増大し、蛍光体ホイールの信頼性が低下してしまう可能性がある。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、ホイールの信頼性を高く維持することが可能な光源装置、画像表示装置、及び光学ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る光源装置は、ホイールと、回転駆動部と、第１の接着材料とを具備する。
前記ホイールは、励起により可視光を発する発光体を有する。
前記回転駆動部は、前記ホイールに接触する基準面と前記ホイールから離間した非接触面とを有する支持面を有し、前記支持面に支持された前記ホイールを回転させる。
前記第１の接着材料は、前記非接触面と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される。

この光源装置では、ホイールが基準面と非接触面とを有する支持面に支持される。また非接触面とホイールとの間に接着材料が充填されることで、ホイールと支持面とが接続される。このように接着材料が充填されるスペースを設けることで、ホイールに接触する部分を小さくすることが可能となる。これにより例えば熱膨張等が発生した場合にホイールに作用する応力を抑制することが可能となる。この結果ホイールの信頼性を高く維持することが可能となる。

前記ホイールは、前記支持面に支持される第１の面と前記第１の面の反対側の第２の面とを有してもよい。この場合、前記回転駆動部は、前記第２の面から離間して配置された回転部材を有してもよい。また前記光源装置は、さらに、前記回転部材と前記第２の面との間の少なくとも一部に充填される第２の接着材料を具備してもよい。
この光学装置では、ホイールの両方の面に間隙が設けられ、そこに接着材料が充填される。これによりホイールを高い精度でバランスよく保持することが可能となる。

前記ホイールは、前記発光体を支持する基体部を有してもよい。この場合、前記支持面は、前記基体部を支持してもよい。
これにより基体部に作用する応力を十分に抑制することが可能となる。

前記ホイールは、前記基体部に接続された放熱部を有してもよい。この場合、前記支持面は、前記放熱部を支持してもよい。
これにより放熱部を伝達する熱を、回転駆動部を介して拡散することが可能となり、ホイールを効果的に冷却することが可能となる。

前記回転駆動部は、前記支持面を有するモータを含んでもよい。
モータに支持面を形成することで、ホイールの信頼性を容易に向上させることができる。

前記回転部材は、前記モータに接続されたロータハブであってもよい。
ロータハブを第２の面に離間して配置することで、容易に回転部材を実現することができる。

前記回転駆動部は、回転力を生成するモータと、前記支持面を有し前記モータの回転力を前記ホイールに伝達する伝達部材とを有してもよい。
支持面が形成された伝達部材をモータに接続することで、回転駆動部を容易に構成させることが可能となる。

前記伝達部材は、前記支持面を有し前記モータに接続されたロータハブであってもよい。
ロータハブに支持面を形成することで、部品の数を抑えることができる。

前記モータは、前記回転部材となるロータを有してもよい。
モータのロータを第２の面から離間して配置し、間に接着材料を充填することで、ホイールを高い精度でバランスよく保持することが可能となる。

前記基準面は、前記接着材料が塗布されない面であってもよい。
これによりホイールの取付精度を向上させることができる。

前記支持面は、前記非接触面を含む主面と、前記主面に形成され各々が前記基準面を有する１以上の凸部とを有してもよい。
ホイールの主面に凸部を形成することで、簡単に基準面及び非接触面を実現することができる。また基準面及び非接触面の位置や大きさ等の設計等も容易となる。

前記接着材料は、前記凸部の周囲を含む所定の凸部領域を除く領域と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填されてもよい。
これにより基準面に接着材料が塗布されてしまうことを十分に防止することができる。

前記基準面の面積は、前記非接触面の面積よりも小さくてもよい。
これによりホイールに作用する応力を十分に抑制することが可能となり、ホイールの信頼性を向上させることが可能となる。

本技術の一形態に係る画像表示装置は、光源装置と、画像生成システムと、投射システムとを具備する。
前記光源装置は、前記ホイールと、前記回転駆動部と、前記第１の接着材料と、前記発光体からの可視光を含む光を出射する出射面とを有する。
前記画像生成システムは、照射された光をもとに画像を生成する画像生成素子と、前記画像生成素子に前記光源装置からの光を照射する照明光学系とを有する。
前記投射システムは、前記画像生成素子により生成された画像を投射する。

本技術の一形態に係る光学ユニットは、前記ホイールと、前記回転駆動部と、前記第１の接着材料とを具備する。

以上のように、本技術によれば、ホイールの信頼性を高く維持することが可能となる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。

本技術の一実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。 図１に示す光源装置の構成例を模式的に示す図である。 蛍光体ユニットの具体的な構成例を示す斜視図である。 ホイール部の具体的な構成例を示す概略図である。 ホイール部の具体的な構成例を示す斜視図である。 モータのロータに形成された支持面の構成例を示す斜視図である。 図４及び図５ＡのＡ−Ａ線における断面図である。 第１及び第２の接着材料の充填例を説明するための図である。 支持面に形成される凸部の他の構成例を示す概略図である。 支持面に形成される凸部の他の構成例を示す概略図である。 ホイール部の他の構成例を示す部分的な拡大図である。 第１の接着材料を塗布する領域の設定例を説明するための図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

［画像表示装置］
図１は、本技術の一実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。画像表示装置５００は、例えばプレゼンテーション用、もしくはデジタルシネマ用のプロジェクタとして用いられる。その他の用途に用いられる画像表示装置にも、以下に説明する本技術は適用可能である。

画像表示装置５００は、白色光Ｗを出射可能な光源装置１００と、光源装置１００から出射された白色光Ｗをもとに画像を生成する画像生成システム２００と、画像生成システム２００により生成された画像を図示しないスクリーン等に投射する投射システム４００とを有する。

画像生成システム２００は、照射された光をもとに画像を生成する画像生成素子２１０と、画像生成素子２１０に光源装置１００からの出射光を照射する照明光学系２２０とを有する。また画像生成システム２００は、インテグレータ素子２３０と、偏光変換素子２４０と、集光レンズ２５０とを有する。

インテグレータ素子２３０は、二次元に配列された複数のマイクロレンズを有する第１のフライアイレンズ２３１、及び、その各マイクロレンズに１つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第２のフライアイレンズ２３２を含んでいる。

光源装置１００からインテグレータ素子２３０に入射する白色光Ｗは、第１のフライアイレンズ２３１のマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第２のフライアイレンズ２３２における対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。第２のフライアイレンズ２３２のマイクロレンズのそれぞれが、二次光源として機能し、輝度が揃った複数の平行光を、偏光変換素子２４０に入射光として照射する。

インテグレータ素子２３０は、全体として、光源装置１００から偏光変換素子２４０に照射される入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有する。

偏光変換素子２４０は、インテグレータ素子２３０等を介して入射する入射光の、偏光状態を揃える機能を有する。偏光変換素子２４０から集光レンズ２５０等を介して、青色光Ｂ３、緑色光Ｇ３及び赤色光Ｒ３を含む白色光が出射される。

照明光学系２２０は、ダイクロイックミラー２６０及び２７０、ミラー２８０、２９０及び３００、リレーレンズ３１０及び３２０、フィールドレンズ３３０Ｒ、３３０Ｇ及び３３０Ｂ、画像生成素子としての液晶ライトバルブ２１０Ｒ、２１０Ｇ、及び２１０Ｂ、ダイクロイックプリズム３４０を含んでいる。

ダイクロイックミラー２６０及び２７０は、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有する。図１を参照して、例えば、ダイクロイックミラー２６０が、緑色光Ｇ３及び青色光Ｂ３を選択的に反射する。ダイクロイックミラー２７０は、ダイクロイックミラー２６０により反射された緑色光Ｇ３及び青色光Ｂ３のうち、緑色光Ｇ３を選択的に反射する。残る青色光Ｂ３が、ダイクロイックミラー２７０を透過する。これにより、光源装置１００から出射された光が、異なる色の複数の色光に分離される。なお複数の色光に分離するための構成や、用いられるデバイス等は限定されない。

分離された赤色光Ｒ３は、ミラー２８０により反射され、フィールドレンズ３３０Ｒを通ることによって平行化された後、赤色光の変調用の液晶ライトバルブ２１０Ｒに入射する。緑色光Ｇ３は、フィールドレンズ３３０Ｇを通ることによって平行化された後、緑色光の変調用の液晶ライトバルブ２１０Ｇに入射する。青色光Ｂ３は、リレーレンズ３１０を通ってミラー２９０により反射され、さらにリレーレンズ３２０を通ってミラー３００により反射される。ミラー３００により反射された青色光Ｂ３は、フィールドレンズ３３０Ｂを通ることによって平行化された後、青色光の変調用の液晶ライトバルブ２１０Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ２１０Ｒ、２１０Ｇ及び２１０Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えばＰＣ等）と電気的に接続されている。液晶ライトバルブ２１０Ｒ、２１０Ｇ及び２１０Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像及び青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）は、ダイクロイックプリズム３４０に入射して合成される。ダイクロイックプリズム３４０は、３つの方向から入射した各色の光を重ね合わせて合成し、投射システム４００に向けて出射する。

投射システム４００は、画像生成素子２１０により生成された画像を投射する。投射システム４００は、複数のレンズ４１０等を有し、ダイクロイックプリズム３４０によって合成された光を図示しないスクリーン等に照射する。これによりフルカラーの画像が表示される。

［光源装置］
図２は、光源装置１００の構成例を模式的に示す図である。光源装置１００は、光源ユニット１０、集光光学系１５、及び蛍光体ユニット２０を有する。

光源ユニット１０は、複数のレーザ光源（ＬＤ）を有する。本実施形態では、例えば４００ｎｍ−５００ｎｍの波長範囲内に発光強度のピーク波長を有する青色レーザ光Ｂ１を発振可能な青色レーザ光源が用いられる。レーザ光源に代えて、ＬＥＤ等の他の固体光源が用いられてもよい。また固体光源に代えて、水銀ランプ、キセノンランプ等が用いられる場合でも、本技術は適用可能である。

集光光学系１５は、光源ユニット１０から出射された青色レーザ光Ｂ１を蛍光体ユニット２０の所定のポイントに集光させる。集光光学系１５の構成は限定されず、例えば非球面反射面や平面反射面等が適宜用いられる。所定のフレーム等により、光源ユニット１０と集光光学系１５とが１つのユニットとして保持されてもよい。

蛍光体ユニット２０は、蛍光体ホイール２１と、モータ２２とを有する。蛍光体ホイール２１は、青色レーザ光Ｂ１を透過させる円盤形状の基板２３と、その基板２３上に設けられた蛍光体層２４とを有している。基板２３としては、例えば水晶やサファイア等の結晶性部材が用いられる。

蛍光体層２４は、青色レーザ光Ｂ１によって励起されて蛍光を発する蛍光物質を含んでいる。蛍光体層２４により、光源ユニット１０から出射される青色レーザ光Ｂ１の一部が、赤色波長域から緑色波長域までを含む波長域の光（すなわち黄色光）に変換される。また蛍光体層２４は、光源ユニット１０から出射された青色レーザ光Ｂ１の一部をそのまま透過させる。従って蛍光体層２４からは、青色の励起光と黄色の蛍光とを含む光が出射される。

蛍光体層２４に含まれる蛍光物質としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体が用いられる。なお、蛍光物質の種類、励起される光の波長域、及び励起により発生される可視光の波長域は限定されない。

モータ２２は、基板２３の中心に接続される。モータ２２が駆動することで、蛍光体ホイール２１が、回転軸Ｓを中心として回転する。

モータ２２により基板２３が回転されている状態で、光源ユニット１０から青色レーザ光Ｂ１が出射される。青色レーザ光Ｂ１は、基板２３の回転に合わせて、相対的に円を描くように蛍光体層２４に照射される。これにより図２に示すように、蛍光体層２４を透過した青色レーザ光Ｂ２と、蛍光体層２４からの可視光である緑色光Ｇ２及び赤色光Ｒ２とを含む白色光Ｗが出射される。

蛍光体ユニット２０は、本実施形態に係る光学ユニットに相当する。また蛍光体層２４が発光体に相当し、基板２３は基体部に相当する。またモータ２２は、蛍光体ホイール２１を回転させる回転駆動部として機能する。

［蛍光体ユニット］
図３は、蛍光体ユニット２０の具体的な構成例を示す斜視図である。図３Ｂは、図３Ａに示す蛍光体ユニット２０を下方から見た図である。蛍光体ユニット２０は、ホイール部３０と、レンズ部３１と、ホイール部３０及びレンズ部３１を１つのユニットとして保持する保持部材３２とを有する。

ホイール部３０は、蛍光体ホイール２１と、モータ２２と、ロータハブ２５とを有する。蛍光体ホイール２１の後方側の第２の面２１ｂには、放熱板２８が設けられる。放熱板２８は、基板２３に接続される。ロータハブ２５は、第２の面２１ｂの中心に放熱板２８に対向して配置される。

蛍光体ホイール２１の前方側の第１の面２１ａには、基板２３の周縁に沿って蛍光体層２４が形成される（図５Ｂ参照）。また第１の面２１ａの中心には、モータ２２が接続される。ホイール部３０の詳細については後に説明する。

レンズ部３１は、レンズ筐体部３３と、レンズ群（図示省略）と、出射面（図示省略）とを有する。レンズ群は、レンズ筐体部３３に収容され、蛍光体ホイール２１から出射された白色光を集光する。出射面は、集光された白色光を光軸Ｌに沿って出射する。レンズ部３１の具体的な構成は限定されず、任意に設計されてよい。

保持部材３２は、モータ２２と、レンズ筐体部３３とを保持する。保持方法は限定されず、嵌合、接着、ネジ／ビス留め等任意の方法が用いられてよい。また保持部材３２とレンズ筐体部３３とが一体的に構成されてもよい。

光源ユニット１０から出射された青色レーザ光Ｂ１は、蛍光体ホイール２１の第２の面２１ｂから基板２３を透過して、蛍光体層２４の所定のポイントに集光される。蛍光体ホイール２１からレンズ部３１へ白色光が出射される。そしてレンズ部３１により、光軸Ｌに沿って白色光Ｗが出射される。

このように蛍光体ユニット２０が１つのユニットとして構成されるので、レンズ部３１とホイール部３０との位置合わせを、簡単に高い精度で実現することが可能となる。また蛍光体ホイール２１の露出部分を多くすることで、蛍光体層２４から発生する熱を、冷却風等により効果的に冷却することが可能となる。

図４及び図５は、ホイール部３０の具体的な構成例を示す概略図である。図５Ａはホイール部３０の後方側を示す斜視図であり、図５Ｂはホイール部３０の前方側を示す斜視図である。図６は、モータ２２のロータに形成された支持面の構成例を示す斜視図である。

図７は、図４及び図５ＡのＡ−Ａ線における断面図である。図７は、図６に示す支持面５０上の凸部５８を通る線における断面図に相当する（例えば線Ｂでの断面図）。

モータ２２は、アウターロータ型のモータであり、ステータ（固定子）２６と、ステータ２６を覆うように設けられるロータ（回転子）２７とを有する。ステータ２６は、保持部材３２に取付けられるベース部４０と、ベース部４０に支持されるコイル機構４１とを有する。コイル機構４１には、フレキシブル基板４２が接続され、当該フレキシブル基板４２を介して電力が供給される。

ロータ２７は、ヨーク部４３と、先端部４４と、軸部４５とを有する。ヨーク部４３はコイル機構４１を覆う部分であり、コイル機構４１と対向する位置に永久磁石４６が設けられる。先端部４４は、ヨーク部４３に連結され、蛍光体ホイール２１を支持する支持面５０を有する。

軸部４５は、ステータ２６のベース部４０に回転可能に設けられ、先端部４４に接続される。コイル機構４１に電力が供給されると、ヨーク部４３、先端部４４、及び軸部４５が一体的に回転する。これにより回転力が生成される。

ロータハブ２５は、モータ２２のロータ２７と接続され、ロータ２７と一体的に回転する。ロータハブ２５は、本実施形態において、回転部材として機能する。

図５及び図６に示すように、蛍光体ホイール２１は、中央に貫通孔２３ａが形成された基板２３と、基板２３の後方面２３ｂに形成される放熱板２８と、基板２３の前方面２３ｃに形成された蛍光体層２４とを有する。

放熱板２８は、基板２３よりも１回り小さく、中央には貫通孔２８ａが形成されている。互いの貫通孔２３ａ及び２８ａの位置が合わせられて、基板２３と放熱板２８とが接続される。本実施形態において、放熱板２８は放熱部に相当し、例えば銅やアルミニウム等の熱伝導性が高い金属材料が用いられる。放熱板２８により蛍光体層２４から発生する熱を、広範囲に拡散することが可能となる。

図５Ｂ及び図６の破線に示すように、基板２３の前方面２３ｃには蛍光体層２４が形成される。蛍光体層２４は、放熱板２８の裏側の領域よりも外側の領域に、周縁に沿って形成される。

図５Ａ及びＢに示すように、蛍光体層２４が形成される基板２３の前方面２３ｃ、及び蛍光体層２４の表面が、蛍光体ホイール２１の第１の面２１ａとなる。一方、放熱板２８の表面と、その外側の基板２３の後方面２３ｂが蛍光体ホイール２１の第２の面２１ｂとなる。

図６及び図７に示すように蛍光体ホイール２１の第１の面２１ａとなる基板２３の前方面２３ｃが、ロータ２７の支持面５０により支持される。基板２３及び放熱板２８の貫通孔２３ａ及び２８ａを介して、ロータ２７の先端部４４に、ロータハブ２５が接続される。従って蛍光体ホイール２１の第２の面２１ｂとなる放熱板２８の表面側に、ロータハブ２５が配置されることになる。

図６に示すように、先端部４４は、蛍光体ホイール２１を支持する支持面５０と、ロータハブ２５が取付けられる取付部５１とを有する。支持面５０は、リング状の形状を有し、その内部の領域が取付部５１となる。

取付部５１は、支持面５０との境界に形成された３つのリブ５３と、３つのビス孔５４と、中央突起部５５とを有する。３つのリブ５３に、基板２３の貫通孔２３ａが当接される。図５Ａ及び図７に示すように、ロータハブ２５の中央の取付孔２９に中央突起部５５が挿入されるように、ロータハブ２５が取付けられる。ロータハブ２５のビス孔３９と、取付部５１のビス孔５４とが合わせられ、ビス５が装着されることで、ロータハブ２５がロータ２７に接続される。

支持面５０は、主面５７と、主面５７に形成された３つの凸部５８とを有する。各凸部５８は、Ｚ方向からみた平面形状が略円形状となっている。３つの凸部５８は、支持面５０の周方向に沿って、略等しい角度にて等間隔で並ぶように形成される。本実施形態では、取付部５１に形成されたビス孔５４の外側に、３つの凸部５８がそれぞれ形成される。凸部５８の形状、大きさ、位置、数等は限定されず、任意に設計されてよい。

図７に示すように、凸部５８の表面は平面状となっており、本実施形態に係る基準面５９として機能する。当該基準面５９に蛍光体ホイール２１の基板２３の前方面２３ｃが接触する。各凸部５８の主面５７からの高さは揃えられており、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で設定される。もちろんこの範囲に限定される訳ではない。

主面５７の凸部５８が形成されていない領域は、蛍光体ホイール２１から離間した非接触面６０となる。従って蛍光体ホイール２１が支持面５０に支持されると、非接触面６０と基板２３との間にクリアランスＣ１が形成される。

図７に示すように、ロータハブ２５は、取付孔２９が形成された凹部６２と、凹部６２から外側に延在するフランジ部６３とを有する。ロータハブ２５が取付られると、フランジ部６３と放熱板２８とが互いに対向する。この際に、放熱板２８の表面に対して、フランジ部６３が離間するように、ロータハブ２５の取付け位置、又は凹部６２の深さが適宜設計されている。従って、放熱板２８とフランジ部６３との間には、クリアランスＣ２が形成される。クリアランスＣ２の大きさは限定されず、例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍの範囲で構成される。ビス５によりロータハブ２５を取付けることで、クリアランス量を精度よく制御することができる。

非接触面６０と基板２３との間のクリアランスＣ１の少なくとも一部に、第１の接着材料が充填される。また放熱板２８とフランジ部６３との間のクリアランスＣ２の少なくとも一部に、第２の接着材料が充填される。第１及び第２の接着材料としては、典型的には接着剤が用いられ、具体的な材料等は適宜設定されてよい。

図８は、第１及び第２の接着材料の充填例を説明するための図である。例えば図８Ａに示すように、非接触面６０内の所定の位置に、第１の接着剤６５がポッティング等により塗布される。凸部５８の基準面５９に接触するように、蛍光体ホイール２１が取付けられる。これによりクリアランスＣ１の一部に第１の接着剤６５が充填され、モータ２２のロータ２７と蛍光体ホイール２１とが十分に接続される。なお基準面５９には接着材料は塗布されず、基準面５９と基板２３とが直接的に当接される。

図８Ｂに示すように、支持面５０に蛍光体ホイール２１が接続された後、放熱板２８上のロータハブ２５のフランジ部６３と対向する領域６３Ｒ内の所定の位置に、第２の接着剤６６がポッティング等により塗布される。蛍光体ホイール２１の貫通孔２３ａを介して、ロータ２７の取付部５１に、ロータハブ２５が取付けられる。これによりクリアランスＣ２の一部に第２の接着剤６６が充填され、ロータ２７とロータハブ２５とが十分に接続される。

なおロータハブ２５のフランジ部６３の下面に第２の接着剤６６が塗布され、ロータ２７の取付部５１に取付けられてもよい。

このように蛍光体ホイール２１の第１の面２１ａ及び第２の面２１ｂの両方にクリアランスＣ１及びＣ２が形成される。当該クリアランスＣ１及びＣ２に第１及び第２の接着剤６５及び６６が充填され、蛍光体ホイール２１が両面を挟まれて保持される。

第１及び第２の接着剤６５及び６６が塗布される領域の大きさ、位置、数等は限定されず、任意に設計されてよい。例えば非接触面６０の全ての領域や、フランジ部６３に対向する領域６３Ｒの全ての領域に、第１及び第２の接着剤６５及び６６がそれぞれ塗布されてもよい。広い領域に第１及び第２の接着剤６５及び６６を塗布すると、蛍光体ホイール２１を強固に取付けることが可能となり、信頼性が向上する。一方手、塗布領域を選択的に設定すると、接着剤の塗布工程の簡素化や、材料コストを抑えることが可能となる。所望の信頼性が発揮されるように、ユーザごとに適宜設定されてよい。

以上、本実施形態に係る光源装置１００では、蛍光体ホイール２１が基準面５９と非接触面６０とを有する支持面５０に支持される。また非接触面６０と蛍光体ホイール２１とのクリアランスＣ１に第１の接着剤６５が充填されることで、蛍光体ホイール２１と支持面５０とが接続される。

蛍光体ホイール２１を基準面５９に接触させることで、蛍光体ホイール２１の面位置を精度よく定めることが可能となり、蛍光体ホイール２１の取付位置のばらつき等を十分に抑えることができる。また蛍光体ホイール２１の偏芯や面ブレも十分に抑制することができる。基準面５９には第１の接着剤６５が塗布されないので、非常に高い精度で面位置を確保することが可能となる。この結果、白色光Ｗを効率よく生成することが可能となり、高輝度化を図ることができる。

また第１の接着剤６５が充填されるスペースとしてクリアランスＣ１を形成することで、蛍光体ホイール２１とロータ２７との十分な接続を実現させつつ、両部材が直接的に接触する部分を小さくすることが可能となる。これにより蛍光体層２４等から発生する熱等により熱膨張が発生する場合等において、蛍光体ホイール２１の基板２３等に作用する応力を十分に抑制することができる。また第１の接着剤６５を介して、蛍光体ホイール２１に作用する応力を分散することができる。このことは熱膨張の発生時に限定されず、他の理由により基板２３やロータ２７に微小な変形等が生じる場合においても、その影響を十分に抑制することが可能となる。この結果、蛍光体ホイール２１の信頼性を高く維持することが可能となる。

蛍光体ホイール２１の前方側においてもクリアランスＣ２が形成され、第２の接着剤６６が充填される。これにより放熱板２８とロータハブ２５とを十分に接続させつつ、熱膨張等の発生時に蛍光体ホイール２１に作用する応力を十分に抑制することが可能となる。また両面を挟むようにして蛍光体ホイール２１が保持されるので、蛍光体ホイール２１を高い精度でバランスよく保持することが可能となる。

従来、プロジェクタ等に用いられる蛍光体ホイールの締結は、保持部材を両側から当接して挟み込む方式、蛍光体ホイールの片側を接着する方式、又はこれらを併用する方式が用いられていた。接着材料等を用いないで蛍光体ホイールを挟み込む方式では、取付精度を維持するために、ビス等により保持部材と蛍光体ホイールとが強固に接続される。そうすると熱膨張等の発生時に、保持部材と蛍光体ホイールとの接触部分に応力が集中してしまい、ホイールの大きな変形やホイール割れ等の破損が発生してしまう可能性があった。また片側接着方式では、接着剤料が塗布された接着面が面位置の基準となるので、接着ばらつきの影響を受けやすく精度のよい取付が困難であった。

これに対し本技術では、蛍光体ホイール２１の面位置を確保するために基準面５９と蛍光体ホイール２１とが接触される。これにより初期位置精度が出しやすく、高い取付精度を発揮することが可能となる。基準面５９以外の領域は非接触面６０となり、形成されたクリアランスに接着材料が充填される。これにより蛍光体ホイール２１を必要以上に押し付ける部分を十分に小さくすることが可能となり、蛍光体ホイール２１にかかる負荷を十分に抑えることができる。このためホイール割れ等を十分に防止することが可能となり、高い信頼性を発揮することが可能となる。

＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

図９及び図１０は、支持面５０に形成される凸部５８の他の構成例を示す概略図である。図９Ａに示すように、支持面５０に円形状の４つの凸部５８ａが、略９０度の間隔で並ぶように形成されてもよい。また図９Ｂに示すように、矩形状の８つの凸部５８ｂが略４５度の間隔で並ぶように形成されてもよい。その他、複数の凸部が、取付部５１の中心から放射状に形成されてもよい。

図１０Ａに示すように、支持面５０の幅方向における略中央の位置に、リング状の凸部５８ｃが形成されてもよい（斜線部分）。また図１０Ｂに示すように、複数のリング状の凸部５８ｄが、同心円状となるように形成されてもよい。このように凸部５８を形成することで、簡単に基準面５９及び非接触面６０を構成させることができる。また基準面５９及び非接触面６０の形状、大きさ、位置等も、簡単に設計することができる。

基準面５９を大きくすることで、蛍光体ホイール２１の取付精度を向上させることが可能となる。一方、基準面５９を小さくすることで、蛍光体ホイール２１へ作用する応力を軽減させることができる。典型的には、基準面５９の面積は、非接触面６０の面積よりも小さく設計される。これにより高い信頼性を発揮させることができる。もちろんこれに限定される訳ではなく、蛍光体ホイール２１が所望の特性を発揮可能であるように、ユーザごとに適宜設定されてよい。

図１１は、ホイール部の他の構成例を示す部分的な拡大図である。図１１Ａに示すホイール部１３０では、放熱板２８が凸部５８の基準面５９に接触するように、蛍光体ホイール２１が支持面５０に支持される。すなわち蛍光体ホイール２１の表裏を逆にして構成されている。この場合、放熱板２８の表面が蛍光体ホイール２１の第１の面となる。また基板２３の表面が蛍光体ホイール２１の第２の面となる。放熱板２８を基準面５９に接触させることで、放熱板２８に伝わる熱を、ロータ２７を介して放熱することが可能となる。従って蛍光体層から発生する熱を効率的に冷却することが可能となり、熱による影響を十分に抑制することができる。この結果、蛍光体ホイール２１の信頼性を向上させることができる。

基板２３が基準面５９に接触される場合でも、基板２３に伝わる熱をロータ２７を介して拡散させることが可能であり、放熱効果は得られる。放熱板２８を接触させることで、その放熱効果を高めることが可能となる。なお基板２３の両側に放熱板２８が形成されてもよい。これによりさらに熱の拡散効果を向上させることができる。

図１１Ｂに示すホイール部１４０では、ロータハブ１２５のフランジ部１６３に、１以上の凸部１５８を有する支持面１５０が形成される。従ってフランジ部１６３に基準面１５９及び非接触面１６０が形成される。蛍光体ホイール２１のフランジ部１６３と対向する放熱板２８の表面が第１の面となり、基準面１５９と接触される。また放熱板２８と非接触面１６０との間に第１の接着材料が充填される。典型的には、ロータハブ１２５に蛍光体ホイール２１が接着された状態で、当該ロータハブ１２５がロータ１２７に取付けられる。もちろんこれに限定される訳ではない。

蛍光体ホイール２１の第２の面となる基板２３の表面と、ロータ１２７とは離間される。基板２３とロータ１２７との間には、第２の接着材料が充填される。これにより蛍光体ホイール２１が両面側から十分に保持される。このように蛍光体ホイール２１の前面側に、支持面１５０が形成されてもよい。図１１に示す例では、ロータハブ１２５が、モータ１２２の回転力を蛍光体ホイール２１に伝達する伝達部材として機能する。またロータ２７が回転部材として機能する。

蛍光体ホイールに対して、モータが配置される側に、伝達部材が配置されてもよい。すなわちモータのロータ、伝達部材、蛍光体ホイールの順で配置されてもよい。そしてロータ又は伝達部材に、ロータハブ等の回転部材が接続される。これにより蛍光体ホイールを両側から保持することが可能となる。伝達部材を、モータとは別個の部材として形成することで、一般的なモータを利用することができる。また回転駆動部の設計等が容易となる。

本技術に係る伝達部材や回転部材として、モータやロータハブとは異なる部品が用いられてもよい。一方で、ロータやロータハブに支持面を形成することで、部品の数を抑えることができ、部品コストを低減することができる。なおインナーロータ型のモータ等の、任意のモータに対して、本技術は適用可能である。

支持面を有するモータ又は伝達部材により、蛍光体ホイールの第１の面を保持するのみの構成も有り得る。すなわち蛍光体ホイールの第２の面側に回転部材を配置しない構成である。例えば回転速度や使用形態等によっては、第１の面のみを保持する構成でも、十分に使用可能である。

図１２は、第１の接着材料を塗布する領域の設定例を説明するための図である。基準面５９に第１の接着材料が塗布されないように、凸部５８（基準面５９）を基準とした塗布禁止領域が設定されてもよい。例えば、図１２に示すように、凸部５８と、凸部５８の周囲とを含む凸部領域７０が、塗布禁止領域として設定される。第１の接着材料は、凸部領域７０を除く領域と蛍光体ホイールとの間の少なくとも一部に充填される。これにより基準面５９への第１の接着材料の付着等を、十分に防止することが可能となる。なお凸部領域７０の形状や大きさは任意に設定されてよい。

支持面に１以上の凹部が形成されてもよい。この場合、凹部以外の領域が基準面となり、凹部内の面が非接触面となる。また非接触面は、曲面形状であってもよい。接着材料を充填するためのクリアランスが形成されるのであれば、非接触面の形状は限定されない。

以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）励起により可視光を発する発光体を有するホイールと、
前記ホイールに接触する基準面と前記ホイールから離間した非接触面とを有する支持面を有し、前記支持面に支持された前記ホイールを回転させる回転駆動部と、
前記非接触面と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される第１の接着材料と
を具備する光源装置。
（２）（１）に記載の光源装置であって、
前記ホイールは、前記支持面に支持される第１の面と前記第１の面の反対側の第２の面とを有し、
前記回転駆動部は、前記第２の面から離間して配置された回転部材を有し、
前記光源装置は、さらに、前記回転部材と前記第２の面との間の少なくとも一部に充填される第２の接着材料を具備する
光学装置。
（３）（１）又は（２）に記載の光源装置であって、
前記ホイールは、前記発光体を支持する基体部を有し、
前記支持面は、前記基体部を支持する
光学装置。
（４）（１）又は（２）に記載の光源装置であって、
前記ホイールは、前記基体部に接続された放熱部を有し、
前記支持面は、前記放熱部を支持する
光学装置。
（５）（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記回転駆動部は、前記支持面を有するモータを含む
光学装置。
（６）（２）に記載の光源装置であって、
前記回転駆動部は、前記支持面を有するモータを含み、
前記回転部材は、前記モータに接続されたロータハブである
光学装置。
（７）（１）から（４）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記回転駆動部は、回転力を生成するモータと、前記支持面を有し前記モータの回転力を前記ホイールに伝達する伝達部材とを有する
光学装置。
（８）（７）に記載の光源装置であって、
前記伝達部材は、前記支持面を有し前記モータに接続されたロータハブである
光学装置。
（９）（２）に記載の光源装置であって、
前記伝達部材は、前記支持面を有し前記モータに接続されたロータハブであり、
前記モータは、前記回転部材となるロータを有する
光学装置。
（１０）（１）から（９）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記基準面は、前記接着材料が塗布されない面である
光源装置。
（１１）（１）から（１０）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記支持面は、前記非接触面を含む主面と、前記主面に形成され各々が前記基準面を有する１以上の凸部とを有する
光源装置。
（１２）（１１）に記載の光源装置であって、
前記接着材料は、前記凸部の周囲を含む所定の凸部領域を除く領域と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される
光源装置。
（１３）（１）から（１２）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記基準面の面積は、前記非接触面の面積よりも小さい
光源装置。

Ｃ１、Ｃ２…クリアランス
２０…蛍光体ユニット
２１…蛍光体ホイール
２１ａ…第１の面
２１ｂ…第２の面
２２、１２２…モータ
２３…基板
２４…蛍光体層
２５、１２５…ロータハブ
２６…ステータ
２７、１２７…ロータ
２８…放熱板
３０、１３０、１４０…ホイール部
５０、１５０…支持面
５７…主面
５８、５８ａ〜５８ｄ、１５８…凸部
５９、１５９…基準面
６０、１６０…非接触面
６５…第１の接着剤
６６…第２の接着剤
７０…凸部領域
１００…光源装置
２００…画像生成システム
４００…投射システム
５００…画像表示装置

Claims (15)

1. 励起により可視光を発する発光体を有するホイールと、
   前記ホイールに接触する基準面と前記ホイールから離間した非接触面とを有する支持面を有し、前記支持面に支持された前記ホイールを回転させる回転駆動部と、
   前記非接触面と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される第１の接着材料と
   を具備する光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記ホイールは、前記支持面に支持される第１の面と前記第１の面の反対側の第２の面とを有し、
   前記回転駆動部は、前記第２の面から離間して配置された回転部材を有し、
   前記光源装置は、さらに、前記回転部材と前記第２の面との間の少なくとも一部に充填される第２の接着材料を具備する
   光学装置。
3. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記ホイールは、前記発光体を支持する基体部を有し、
   前記支持面は、前記基体部を支持する
   光学装置。
4. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記ホイールは、前記基体部に接続された放熱部を有し、
   前記支持面は、前記放熱部を支持する
   光学装置。
5. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記回転駆動部は、前記支持面を有するモータを含む
   光学装置。
6. 請求項２に記載の光源装置であって、
   前記回転駆動部は、前記支持面を有するモータを含み、
   前記回転部材は、前記モータに接続されたロータハブである
   光学装置。
7. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記回転駆動部は、回転力を生成するモータと、前記支持面を有し前記モータの回転力を前記ホイールに伝達する伝達部材とを有する
   光学装置。
8. 請求項７に記載の光源装置であって、
   前記伝達部材は、前記支持面を有し前記モータに接続されたロータハブである
   光学装置。
9. 請求項２に記載の光源装置であって、
   前記伝達部材は、前記支持面を有し前記モータに接続されたロータハブであり、
   前記モータは、前記回転部材となるロータを有する
   光学装置。
10. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記基準面は、前記接着材料が塗布されない面である
    光源装置。
11. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記支持面は、前記非接触面を含む主面と、前記主面に形成され各々が前記基準面を有する１以上の凸部とを有する
    光源装置。
12. 請求項１１に記載の光源装置であって、
    前記接着材料は、前前記凸部の周囲を含む所定の凸部領域を除く領域と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される
    光源装置。
13. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記基準面の面積は、前記非接触面の面積よりも小さい
    光源装置。
14. （ａ）励起により可視光を発する発光体を有するホイールと、
    前記ホイールに接触する基準面と前記ホイールから離間した非接触面とを有する支持面を有し、前記支持面に支持された前記ホイールを回転させる回転駆動部と、
    前記非接触面と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される第１の接着材料と
    前記発光体からの可視光を含む光を出射する出射面と
    を有する光源装置と、
    （ｂ）照射された光をもとに画像を生成する画像生成素子と、前記画像生成素子に前記光源装置からの光を照射する照明光学系とを有する画像生成システムと、
    （ｃ）前記画像生成素子により生成された画像を投射する投射システムと
    を具備する画像表示装置。
15. 励起により可視光を発する発光体を有するホイールと、
    前記ホイールに接触する基準面と前記ホイールから離間した非接触面とを有する支持面を有し、前記支持面に支持された前記ホイールを回転させる回転駆動部と、
    前記非接触面と前記ホイールとの間の少なくとも一部に充填される第１の接着材料と
    を具備する光学ユニット。