JPWO2017175467A1 - 光源装置、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

本技術の一形態に係る光源装置は、第１のユニットと、第２のユニットとを具備する。前記第１のユニットは、光源部と、前記光源部を覆う第１の防塵構造部とを有する。前記第２のユニットは、前記第１のユニットに接続され、前記光源部から出射された出射光により励起されて可視光を発する発光体と前記発光体を覆う第２の防塵構造部とを有する。

Description

本技術は、プロジェクタ等の画像表示装置、及びこれに適用可能な光源装置に関する。

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、筐体内に光源部、集光光学系、蛍光体ホイール、及び出射レンズが配置される。光源部から出射された青色レーザ光は、集光光学系により蛍光体ホイールに設けられた蛍光体に集光される。蛍光体は、励起により青色レーザ光の一部を黄色の蛍光に変換し、他の一部を透過させる。これにより出射レンズを介して、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

今後もレーザ光源を用いたプロジェクタは普及していくと考えられ、光源装置に関して様々な仕様変更が必要となる場合も起こり得る。また塵埃等による光源や光学系等への影響を防止することも重要となる。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、仕様変更に柔軟に対応可能であり塵埃等の影響も防止可能な光源装置、及び画像表示装置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、第１のユニットと、第２のユニットとを具備する。
前記第１のユニットは、光源部と、前記光源部を覆う第１の防塵構造部とを有する。
前記第２のユニットは、前記第１のユニットに接続され、前記光源部から出射された出射光により励起されて可視光を発する発光体と前記発光体を覆う第２の防塵構造部とを有する。

この光源装置では、光源部を有する第１のユニットと、発光体を有する第２のユニットとが構成され、これらが互いに接続される。これにより光源部に関する仕様変更や、発光体に関する仕様変更等に柔軟に対応することができる。また第１及び第２のユニットは、第１及び第２の防塵構造部をそれぞれ有するので、塵埃等の影響を防止することが可能である。

前記第１の防塵構造部は、前記出射光が出射される第１の出射口を有し前記光源部を含む第１の空間を形成する第１の筐体部を有してもよい。
第１の筐体部により防塵効果を発揮することができる。

前記第２の防塵構造部は、前記第１の出射口から出射された前記出射光が入射する入射口と、前記可視光を含む光が出射される第２の出射口とを有し、前記発光体を含む第２の空間を形成する第２の筐体部を有してもよい。
第２の筐体部により防塵効果を発揮することができる。

前記第１の出射口及び前記入射口のいずれか一方は、開口であってもよい。この場合、前記第１及び前記第２の筐体部は、前記開口が密閉され前記第１及び前記第２の空間の各々が密閉空間又は密閉空間の一部となるように、互いに接続されてもよい。
第１及び第２の筐体部が互いに接続されると、第１及び第２の空間の各々が密閉空間又は密閉空間の一部となる。これにより塵埃等の影響を防止することができる。

前記第１の出射口及び前記入射口の各々は、開口であってもよい。この場合、前記第１及び前記第２の筐体部は、前記第１の出射口及び前記入射口が互いに連通し前記第１及び前記第２の空間を含む密閉空間が形成されるように、互いに接続されてもよい。
第１及び第２の筐体部が互いに接続されると、第１及び第２の空間の全体が密閉空間となる。これにより塵埃等の影響を防止することができる。

前記第１の防塵構造部は、前記第１の出射口の周囲に設けられた封止部材を有してもよい。
封止部材により防塵効果を向上させることができる。

前記第２の防塵構造部は、前記入射口の周囲に設けられた封止部材を有してもよい。
封止部材により防塵効果を向上させることができる。

前記第１及び前記第２の空間の各々は、密閉空間であってもよい。
これにより塵埃等の影響を防止することができる。

前記第１のユニットは、前記光源部を有する光源ユニットを有してもよい。この場合、前記第１の筐体部は、前記出射光が入射する入射口を有し前記光源ユニットに接続されてもよい。
光源ユニットを構成することで、光源部に関する仕様変更に柔軟に対応することができる。

前記第１のユニットは、前記出射光を前記発光体に集光する光学系と、前記光学系を前記第１の空間内に収容する前記第１の筐体部とを含む光学系ユニットを有してもよい。この場合、前記第２のユニットは、前記光学系ユニットに接続されてもよい。
光学系ユニットとは別個に光学系ユニットを構成することで、光学系に関する仕様変更に柔軟に対応することが可能となる。また光学系は第１の空間内に収容されるので、塵埃等の影響を防止することができる。

前記第１の防塵構造部は、前記第１の筐体部の入射口の周囲に設けられた封止部材を有してもよい。
封止部材により防塵効果を向上させることができる。

前記光源装置は、さらに、前記第１及び前記第２のユニットの各々を、所定の位置関係で支持するベース部を具備してもよい。
これにより第１及び第２のユニットの位置合わせ等を容易に行うことが可能となり、光源装置を容易に組み立てることが可能となる。

前記第１のユニットは、前記出射光を第１の光軸に沿って出射してもよい。この場合、前記第２のユニットは、前記可視光を含む光を第２の光軸に沿って出射してもよい。また前記第１及び前記第２のユニットは、前記第１及び前記第２の光軸が同一直線上に配置された状態で、その直線方向に沿って互いに接続されてもよい。
これにより接続時における光軸のずれを防止することができる。

前記光源装置は、さらに、前記第１のユニットに接続され、前記出射光を前記発光体に集光する光学系と前記光学系を覆う第３の防塵構造部とを有する第３のユニットを具備してもよい。この場合、前記第２のユニットは、前記第３のユニットを介して前記第１のユニットに接続されてもよい。
光学系を有する第３のユニットを構成することで、光学系に関する仕様変更に柔軟に対応することが可能となる。また第３の防塵構造部により塵埃等の影響を防止することができる。

前記第３の防塵構造部は、前記第１のユニットから出射された前記出射光が入射する入射口と、前記光学系により集光された光が出射される出射口とを有し、前記光学系を含む光学系空間を形成する光学系筐体部を有してもよい。
光学系筐体部により防塵効果を発揮することができる。

前記光学系空間は、前記光源部を含む光源部空間、及び前記発光体を含む発光体空間の少なくとも一方と連通し、所定の密閉空間の一部となってもよい。
光学系空間を含む密閉空間が構成されるので、塵埃等の影響を防止することができる。

前記光学系空間は、密閉空間であってもよい。
これにより塵埃等の影響を防止することができる。

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、前記第１のユニットと、前記第２のユニットとを有する。
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。

以上のように、本技術によれば、仕様変更に柔軟に対応することが可能となり塵埃等の影響も防止可能となる。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。 光源装置の構成例を示す斜視図である。 光源装置を上方から見た平面図である。 光源装置の内部の構成例を模式的に示す図である。 蛍光体ユニットによる白色光の生成を説明するための図である。 光源ユニットの構成例を示す斜視図である。 光学系ユニットの構成例を示す斜視図である。 蛍光体ユニットの構成例を示す斜視図である。 冷却装置の構成例を示す模式図である。 他の実施形態に係る光源装置の構成例を示す模式図である。

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の構成例を示す斜視図である。図３は、光源装置１００を上方から見た平面図である。図４は、光源装置１００の内部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と、光学系ユニット３０と、蛍光体ユニット５０と、これらを支持するベース部８０とを有する。

白色光Ｗが出射される側を前方側とし、その反対側を後方側とする。光源ユニット１０、光学系ユニット３０、及び蛍光体ユニット５０は、前方側から後方側にかけて、この順で並ぶようにベース部８０に装着される。なお図４では、各ユニットの間を離した状態が図示されており、ベース部８０の図示は省略されている。

ベース部８０は、一方向に延びる細長い形状を有する。ベース部８０の細長く延びる長手方向が光源装置１００の左右方向（Ｘ方向）となり、長手方向に直交する短手方向が前後方向（Ｙ方向）となる。また長手方向及び短手方向のいずれにも直交する方向が、光源装置１００の高さ方向（Ｚ方向）となる。

光源ユニット１０は、Ｘ方向に並ぶ２つの光源ブロック１１と、その後方側に配置されたヒートシンク１２とを有し、これらが１つのユニットとして構成されている。各光源ブロック１１は、複数のレーザ光源（レーザダイオード）１３（図６参照）を有する。複数のレーザ光源１３は、前方側に向けて光を出射可能に配置される。

本実施形態では、複数のレーザ光源１３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である。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。

光学系ユニット３０は、第１の空間Ｓ１を形成する第１の筐体部３１と、第１の空間Ｓ１内に収容される集光光学系３２とを有する。第１の筐体部３１は、光源ユニット１０に接続される後方面３１ａと、蛍光体ユニット に接続される前方面３１ｂとを有する。後方面３１ａの光源ブロック１１に対向する位置には、青色レーザ光Ｂ１が入射する２つの第１の入射口３３が形成される。前方面３１ｂには、集光光学系３２により集光された青色レーザ光Ｂ１が出射される第１の出射口３４が形成される。

集光光学系３２は、２つの非球面ミラー３５（図中では板状に図示されている）と、２つの平面ミラー３６とを有する。非球面ミラー３５は、前後方向に沿って第１の入射口３３に入射する青色レーザ光Ｂ１を折り返すように反射して集光する。平面ミラー３６は、非球面ミラー３５により反射された光を、第１の出射口３４に向けて反射する。集光光学系３２の構成は限定されず、任意の構成が採用されてよい。

蛍光体ユニット５０は、第２の空間Ｓ２を形成する第２の筐体部５１と、第２の空間Ｓ２内に収容されるホイール部５３と、出射レンズ５４とを有する。第２の筐体部５１は、光学系ユニット３０に接続される後方面５１ａと、白色光Ｗが出射される側の前方面５１ｂとを有する。後方面５１ａには、第１の出射口３４から出射された青色レーザ光Ｂ１が入射する第２の入射口５５が形成されている。前方面５１ｂには、白色光Ｗが出射される第２の出射口５６が形成されている。第２の出射口５６は、出射レンズ５４により密閉されている。白色光Ｗは、光軸Ｌに沿って出射される。

ホイール部５３は、蛍光体ホイール５８と、モータ５９とを有する。蛍光体ホイール５８は、第２の入射口５５に入射する青色レーザ光Ｂ１が所定のポイントに集光する位置に配置される。モータ５９は、フレキシブル基板６０を介して供給される電力により駆動し、蛍光体ホイール５８を回転させる。

図５は、蛍光体ユニット５０による白色光Ｗの生成を説明するための図である。蛍光体ホイール５８は、青色レーザ光Ｂ１を透過させる円盤形状の基板６１と、その基板６１上に設けられた蛍光体層６２とを有する。基板６１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６２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６２により、光学系ユニット３０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６２は、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６２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６２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５９は、基板６１の中心に接続される。モータ５９が駆動することで、蛍光体ホイール５８が、回転軸Ｍを中心として回転する。

モータ５９により基板６１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６１の回転に合わせて、相対的に円を描くように蛍光体層６２に照射される。これにより図５に示すように、蛍光体層６２を透過した青色レーザ光Ｂ２と、蛍光体層６２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。

本実施形態では、光源ユニット１０及び光学系ユニット３０により、第１のユニットが実現される。また光源ブロック１１は、光源部に相当する。また蛍光体ユニット５０は、第２のユニットに相当する。蛍光体層６２は、発光体に相当する。

図４等に示すように、光源ユニット１０から出射される青色レーザ光Ｂ１の光軸方向、光学系ユニット３０から出射される青色レーザ光Ｂ１の光軸方向、及び蛍光体ユニット５０から出射される白色光Ｗの光軸方向は、互いに同じ方向に設定される。これにより光源ブロック１１の後方側に、ヒートシンク１２を配置するためのスペースを容易に確保することができ、複数のレーザ光源１３を効率的に冷却することが可能となる。

また光源ユニット１０、光学系ユニット３０、及び蛍光体ユニット５０を、白色光Ｗの光軸方向に沿って組み立てることが可能となる。これにより組立て時における光軸のずれを防止することができる。特に光学系ユニット３０、及び蛍光体ユニット５０は、青色レーザ光Ｂ１の光軸（第１の光軸）及び白色光Ｗの光軸（第２の光軸）が同一直線上に配置された状態で、その直線方向に互いに接続することが可能となる。この結果、光軸のずれを十分に防止することが可能となり、非常に高い組立精度を発揮することが可能となる。

またベース部８０により、各ユニットを所定の位置関係で容易に精度よく支持することが可能となるので、高い組立精度を発揮させつつ、組立工程の簡素化や工程時間の短縮を図ることが可能となる。なお各ユニットのベース部８０への組立方法は限定されず、嵌合、接着、ネジ／ビス留め等、任意の方法が採用されてよい。

［防塵構造部］
光源ユニット１０及び光学系ユニット３０により構成される第１のユニット、及び蛍光体ユニット５０である第２のユニットの各々には、防塵構造部が構成される。防塵構造部とは、光源装置１００が組立てられて使用される際に、レーザ光源１３から出射レンズ５４までの光路に沿って配置される各部材を、外部から密閉するための構成である。

例えば光源装置１００が組立てられて使用される際に、１つの密閉空間により各部材が密閉されてもよい。又は複数の密閉空間が構成され、いずれかの密閉空間に部材がそれぞれ収容されてもよい。光源装置１００の組立て時に、各部材を密閉する１以上の密閉空間を実現するための構成が、防塵構造部に相当する。

第１のユニットに構成される防塵構造部は第１の防塵構造部となり、少なくとも２つの光源ブロック１１を覆うように構成される。第２のユニットに構成される防塵構造部が第２の防塵構造部となり、少なくとも蛍光体層６２を覆うように構成される。以下、第１及び第２の防塵構造部の具体的な構成例について説明する。

図６は、光源ユニット１０の構成例を示す斜視図である。光源ユニット１０は、ベース部１４と、複数のフィン１５及び複数のヒートパイプ１６が一体的に構成されたヒートシンク１２と、２つの光源ブロック１１とを有する。ベース部１４の後方面１４ａにヒートシンク１２が接続される。ベース部１４の前方面１４ｂの所定の位置に、光源ブロック１１が接続される。

例えばレーザ光源１３の出射光の波長、輝度出力、数等に関する仕様変更が必要な場合がある。この場合、所望する特性を有するレーザ光源１３を所望の数だけ備える光源ブロック１１を、ベース部１４に接続することで、容易に仕様変更が可能となる。またヒートシンク１２についても、所望の放熱機能（熱拡散機能）を有するものに適宜変更することが可能である。例えば小型のヒートシンク１２に変更することで、装置全体の小型化を図ることができる。

なおヒートシンク１２は、ベース部１４に対して着脱可能であってもよいし、ベース部１４と一体的に構成されてもよい。一体的に構成される場合には、ベース部１４も含めてヒートシンク１２の仕様が変更され、当該ベース部１４に光源ブロック１１が接続されればよい。なおベース部１４への光源ブロック１１の接続方法は限定されず、接着やネジ／ビス留め等が適宜行われればよい。

図５に示すように、ベース部１４には、各光源ブロック１１の周囲に４つずつ差込孔１７が形成されている。またＺ方向における略中央に２箇所、及び下端部に１箇所、ベース部８０に接続される突起部１８が形成される。各突起部１８には、ネジ孔１９が形成されている。

図７は、光学系ユニット３０の構成例を示す斜視図である。図６Ａが前方側から見た図であり、図６Ｂが後方側から見た図である。光学系ユニット３０は、左右の両端でネジ８１により、ベース部８０に取付けられる。

図７Ｂに示すように、第１の筐体部３１の後方面３１ａには、光源ユニット１０との接続時に、光源ブロック１１が収められる２つの凹部３８が形成される。各凹部３８内の面には、開口となる第１の入射口３３が形成される。第１の入射口３３よりも前方側の空間が、第１の筐体部３１に覆われた第１の空間Ｓ１となる。

第１の入射口３３の周囲には、封止部材３９が形成される。封止部材３９の具体的な構成は限定されず、例えばゴムやフェルト等からなるシール部材、シート部材、クッション部材等、第１の入射口３３を封止可能な任意のものが用いられてよい。

図７Ｂに示す例では、図６に示す光源ブロック１１の、中央４列分のレーザ光源１３に対応する大きさで、第１の入射口３３が形成されている。もちろんこれに限定されず、光源ブロック１１全体の大きさに対応する第１の入射口３３が形成されてもよい。

また第１の筐体部３１の後方面３１ａには、各凹部３８の周囲に４つずつ棒状の突起部材４０が設けられる。これらの突起部材４０が、図６に示す光源ユニット１０の差込孔１７に挿入されるように、光源ユニット１０が光学系ユニット３０に接続される。そして光源ユニット１０の３つの突起部１８が、ベース部８０にネジ留めされることで、光源ユニット１０が固定される（図２参照）。

光源ユニット１０が光学系ユニット３０に接続されると、光源ブロック１１が凹部３８に収められ、第１の入射口３３に対向する位置に中央４列分のレーザ光源１３が配置される。第１の入射口３３の周囲に形成された封止部材３９が、光源ブロック１１の中央部分に十分に当接される。従って第１の入射口３３は、光源ブロック１１により十分に封止（密閉）される。この結果、第１の入射口３３から第１の空間Ｓ１へ塵埃等が侵入することを十分に防止することが可能となる。

図６Ａに示すように、第１の筐体部３１の前方面３１ｂの中央には、第１の出射口３４が形成される。本実施形態では、第１の出射口３４には、ガラス等の透明部材４１により密閉されている。従って光学系ユニット３０と光源ユニット１０とが接続されると、第１の筐体部３１により形成される第１の空間Ｓ１は、密閉空間となる。

光学系ユニット３０の内部に収容される集光光学系３２について、例えば非球面ミラー３５や平面ミラー３６の大きさ、位置、数、焦点距離等の仕様変更が必要な場合がある。この場合、所望の構成を有する集光光学系３２を収容する光学系ユニット３０をベース部８０に取付けることで、容易に仕様変更を実現することが可能となる。

図８は、蛍光体ユニット５０の構成例を示す斜視図である。図８Ａが前方側から見た図であり、図８Ｂが後方側から見た図である。

蛍光体ユニット５０の第２の筐体部５１は、ベース部６３とカバー部６４とを有する。ベース部６３の後方面が、第２の筐体部５１の後方面５１ａとなる。カバー部６４の前方面が、第２の筐体部５１の前方面５１ｂとなる。図８Ａに示す４つのネジ６５によりベース部６３及びカバー部６４が接続されることで、ホイール部５３や出射レンズ５４を収容する第２の空間Ｓ２が形成される。

図８Ｂに示すように、後方面５１ａの略中央には、開口となる第２の入射口５５が形成される。第２の入射口５５の周囲には、封止部材６６が設けられる。また第２の入射口５５の隣には、長方形状の開口６７が形成される。当該開口６７の上下の位置には、円形状の２つの開口６８が形成される。開口６７及び６８の周囲には、封止部材６９がそれぞれ形成される。

また第２の筐体部５１の後方面５１ａには、４つのネジ孔７０が形成される。図７Ａに示す４つのネジ８２の位置にネジ孔７０が合わせられ、ネジ留めされることで、第２の筐体部５１のベース部６３が、ベース部８０に固定される。なお当該ネジ留めは、ホイール部５３が取付けられる前に行われる。

ベース部６３が取付けられると、第２の入射口５５と第１の出射口３４とが接続される。また第２の入射口５５の周囲に形成された封止部材６６が、第１の出射口３４に取付けられた透明部材４１に十分に当接される。これにより第２の入射口５５は、十分に密閉される。

長方形状の開口６７には、図７Ａに示す第１の出射口３４の隣に形成された長方形状の突出部４３が挿入される。開口６７の周囲に形成された封止部材６９が、突出部４３の周囲に十分に当接されるので、開口６７は十分に密閉される。

円形状の開口６８には、突出部４３の上下に位置するネジ４４が挿入される。開口６８の周囲に形成された封止部材６９が、ネジ４４の周囲に十分に当接されるので、開口６８は十分に密閉される。

ホイール部５３及び出射レンズ５４が配置され、カバー部６４がベース部６３に接続される。これにより第２の空間Ｓ２を形成する第２の筐体部５１が構成される。後方面５１ｂに形成された開口は全て密閉されるので、これらの開口から第２の空間Ｓ２に塵埃等が侵入することが十分に防止されている。

図８Ａに示すように、第２の筐体部５１の前方面５１ｂに形成された第２の出射口５６は出射レンズ５４により密閉されるので、第２の空間Ｓ２に塵埃等が侵入することはない。

例えば蛍光体ホイール５８の構成、蛍光体層６２の種類、モータ５９の構成、出射レンズ５４の光学特性等の、蛍光体ユニット５０に関する仕様変更が必要となる場合がある。この場合、例えばカバー部６４を取り外すことで、容易に部品の交換等を行うことが可能となる。

なお本実施形態では、ベース部６３が取付けられた後に、ホイール部５３等が配置され、第２の筐体部５１が構成された。もちろんこれに限定されず、第２の筐体部５１が構成され蛍光体ユニット５０が組立てられた後、当該蛍光体ユニット５０がベース部８０に取付けられてもよい。いずれにせよ、蛍光体ユニット５０が１つのユニットとして構成されるので、種々の仕様変更に柔軟に対応することができる。

図８Ａに示すように、第２の筐体部５１の側面には、開口となる吸入口７２が形成される。また第２の筐体部５１の下面には、開口となる排出口７３が形成される。本実施形態では、光源装置１００が組立てられて使用される際に、吸入口７２及び排出口７３を塞ぐように冷却装置９０が取付けられる。これにより蛍光体ホイール５８から発生する熱を効率よく冷却することができる。

図９は、冷却装置９０の構成例を示す模式図である。冷却装置９０は、冷却空間ＳＣを形成する筐体部９１と、筐体部９１内に構成された図示しない冷却機構とを有する。冷却機構は、例えば吸入口７２を塞ぐように設けられるフィルタと、排出口７３から排出された空気を冷却して、吸入口７２に循環させる冷却循環機構とを有する。冷却装置９０が取付けられると、吸入口７２及び排出口７３を介して、第２の空間Ｓ２と冷却空間ＳＣとが連通し、全体として密閉空間となる。

このように本実施形態では、光源装置１００が組立てられると、第１の筐体部３１により形成される第１の空間Ｓ１が密閉空間となる。また冷却装置９０が取付けられると、第２の空間Ｓ２と冷却空間ＳＣとが全体として密閉空間となる。このことは、第１及び第２の筐体部３１及び５１が接続されると、開口である第２の入射口５５が密閉され、第２の空間Ｓ２が密閉空間の一部となることを意味する。

レーザ光源１３及び集光光学系３２は、密閉空間となる第１の空間Ｓ１内に収容される。蛍光体ホイール５８、モータ５９、及び出射レンズ５４は、密閉空間の一部となる第２の空間Ｓ２内に収容される。これにより防塵等の影響を十分に防止することが可能となる。

本実施形態では、第１の筐体部３１、封止部材３９、及び透明部材４１が、第１の防塵構造部として機能する。また第２の筐体部５１、封止部材６６、６９が第２の防塵構造部として機能する。もちろん上記で説明した構成に限定されず、任意の防塵構造部が構成されてよい。

以上、本実施形態に係る光源装置１００では、第１のユニットとして光源ユニット１０及び光学系ユニット３０が構成され、第２のユニットとして蛍光体ユニット５０が構成される。そしてこれらのユニットが互いに接続されることで、光源装置１００が組立てられる。これにより光源ブロック１１に関する仕様変更、集光光学系３２に関する仕様変更、及び蛍光体ホイール５８等に関する種々の仕様変更に柔軟に対応することができる。例えば仕様変更が必要なユニット（ブロック）のみを簡単に変更することが可能である。なお各ユニットを形成する際には、各ユニット間において、開口とそれを密閉する部分の位置合わせや、連通する開口同士の位置合わせ等が必要となる。典型的には、これらの位置合わせが可能となるように、第１及び第２の筐体部３１及び５１の接続部分の外形が、所定のルールに則って形成される。もちろんこれに限定される訳ではない。

また第１のユニットには第１の防塵構造部が構成され、第２のユニットには第２の防塵構造部が構成される。これにより光源ブロック１１や蛍光体ホイール５８等への塵埃等の影響を十分に防止することが可能となる。これによりレーザ光源１３の輝度の低下や蛍光体ホイール５８から生成される可視光の光量の低下等を防止することができる。

第１及び第２の防塵構造部が構成されることで、光源装置１００が組立てられて使用される際には、光源装置１００内の各部材を密閉する１以上の密閉空間が形成される。これにより光源装置１００の全体を覆う筐体等により防塵を行う場合と比べて、装置の小型化に非常に有利である。例えば第１及び第２の空間Ｓ１及びＳ２に開口が形成される場合にも、他の部材との接続により当該開口が密閉されるので、必要最小限の大きさの密閉空間を形成することができる。これにより最小な密閉光源として実現させることが可能となる。

また光源装置１００の全体を覆うような構成では、特定の部材の仕様変更に対応するためには、他の部品も変更する必要があった。これに対して本技術は、高い防塵効果を発揮させつつ、種々の仕様変更にも柔軟に対応可能である。

＜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７Ａに示す第１の筐体部３１の第１の出射口３４が開口であり、図８Ｂに示す第２の筐体部５１の第２の入射口５５が透明部材等により塞がれていてもよい。そして第１及び第２の筐体部３１及び５１が互いに接続される際に、第１の出射口３４が密閉されてもよい。もちろん封止部材が設けられてもよい。

また第１の出射口３４及び第２の入射口５５がともに開口であり、第１及び第２の筐体部３１及び５１が互いに接続される際に、第１の出射口３４及び第２の入射口５５が互いに連通してもよい。そして第１及び第２の空間Ｓ１及びＳ２を含む密閉空間が形成されてもよい。この際には、第１の出射口３４の周囲及び第２の入射口５５の周囲の少なくとも一方に封止部材が設けられてもよい。

すなわち第１及び第２の筐体部３１及び５１の各々に開口が形成される場合、当該開口自体が密閉されてもよいし、他方の筐体部の開口と連通されてもよい。すなわち開口が外部の空間と連通しなければ、当該開口を密閉する方法は限定されない。

第１の出射口３４及び第２の入射口５５がともに開口ではなく、透明部材等により塞がれてもよい。例えば第１及び第２の空間Ｓ１及びＳ２がともに密閉空間となるように、第１及び第２のユニットがそれぞれ構成される。そしてこれら第１及び第２のユニットが互いに接続されて光源装置１００が組立てられてもよい。なお光路上に透明部材等を配置すると、光の損失が発生する場合がある。従って図８Ｂに示すように、第２の入射口５５を開口とすると、光源装置１００の高輝度化には有利である。

図１０は、他の実施形態に係る光源装置の構成例を示す模式図である。この光源装置６００では、光源ブロック６１１を含む第１の空間Ｓ１を形成する第１の筐体部６１２が、光源ユニット６１０に含まれる。従って光源ユニット６１０のみで第１のユニットが実現される。第１の筐体部６１２には、光源ブロック６１１に対向する位置に、第１の出射口６１３が形成される。

光学系ユニット６３０は、第３のユニットとして構成される。光学系ユニット６３０は、集光光学系６３２を含む光学系空間Ｓ３を形成する光学系筐体部６３１を有する。光学系筐体部６３１は、第１のユニットから出射された青色レーザ光Ｂ１が入射する第３の入射口６３３と、集光光学系６３２により集光された青色レーザ光Ｂ１が出射される第３の出射口６３４とを有する。

蛍光体ユニット６５０は、上記で説明したのと同様に、第２のユニットとして機能する。蛍光体ユニット６５０は、光学系ユニット６３０を介して第１のユニットである光源ユニット６１０に接続される。

光源ユニット６１０、光学系ユニット６３０、及び蛍光体ユニット６５０の各々には、上記した防塵構造部が構成される（第１、第２、及び第３の防塵構造部となる）。

図１０に示す第１の空間Ｓ１（光源部空間）、第２の空間Ｓ２（発光体空間）、及び光学系空間Ｓ３の各々が密閉空間となってもよい。あるいは、隣り合う２つの空間が互いに連通してこれらを含む密閉空間が形成されてもよい。もちろん全ての空間が連通して、全体として密閉空間となる、あるいは所定の密閉空間の一部となってもよい。

なお上記では、光源装置を、光源ブロック、光学系ブロック、及び蛍光体ブロックの３つのブロックに分ける場合を説明した。しかしながら光源装置をどのようなブロックに分けるかは限定されず、任意に設定されてよい。例えば４つ以上のさらに細かいブロックに分けられ、各々のブロックがユニット化されてもよい。各ユニットに防塵構造部が構成され、光源装置が組立てられ使用される場合に、光源装置内の各部材が１以上の密閉空間のいずれかに収容されればよい。

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）光源部と、前記光源部を覆う第１の防塵構造部とを有する第１のユニットと、
前記第１のユニットに接続され、前記光源部から出射された出射光により励起されて可視光を発する発光体と前記発光体を覆う第２の防塵構造部とを有する第２のユニットと
を具備する光源装置。
（２）（１）に記載の光源装置であって、
前記第１の防塵構造部は、前記出射光が出射される第１の出射口を有し前記光源部を含む第１の空間を形成する第１の筐体部を有する
光源装置。
（３）（２）に記載の光源装置であって、
前記第２の防塵構造部は、前記第１の出射口から出射された前記出射光が入射する入射口と、前記可視光を含む光が出射される第２の出射口とを有し、前記発光体を含む第２の空間を形成する第２の筐体部を有する
光源装置。
（４）（３）に記載の光源装置であって、
前記第１の出射口及び前記入射口のいずれか一方は、開口であり、
前記第１及び前記第２の筐体部は、前記開口が密閉され前記第１及び前記第２の空間の各々が密閉空間又は密閉空間の一部となるように、互いに接続される
光源装置。
（５）（３）に記載の光源装置であって、
前記第１の出射口及び前記入射口の各々は、開口であり、
前記第１及び前記第２の筐体部は、前記第１の出射口及び前記入射口が互いに連通し前記第１及び前記第２の空間を含む密閉空間が形成されるように、互いに接続される
光源装置。
（６）（４）又は（５）に記載の光源装置であって、
前記第１の防塵構造部は、前記第１の出射口の周囲に設けられた封止部材を有する
光源装置。
（７）（４）から（６）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記第２の防塵構造部は、前記入射口の周囲に設けられた封止部材を有する
光源装置。
（８）（３）に記載の光源装置であって、
前記第１及び前記第２の空間の各々は、密閉空間である
光源装置。
（９）（２）から（８）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記第１のユニットは、前記光源部を有する光源ユニットを有し、
前記第１の筐体部は、前記出射光が入射する入射口を有し前記光源ユニットに接続される
光源装置。
（１０）（９）に記載の光源装置であって、
前記第１のユニットは、前記出射光を前記発光体に集光する光学系と、前記光学系を前記第１の空間内に収容する前記第１の筐体部とを含む光学系ユニットを有し、
前記第２のユニットは、前記光学系ユニットに接続される
光源装置。
（１１）（９）又は（１０）に記載の光源装置であって、
前記第１の防塵構造部は、前記第１の筐体部の入射口の周囲に設けられた封止部材を有する
光源装置。
（１２）（１）から（１１）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、さらに、
前記第１及び前記第２のユニットの各々を、所定の位置関係で支持するベース部を具備する
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、
前記第１のユニットは、前記出射光を第１の光軸に沿って出射し、
前記第２のユニットは、前記可視光を含む光を第２の光軸に沿って出射し、
前記第１及び前記第２のユニットは、前記第１及び前記第２の光軸が同一直線上に配置された状態で、その直線方向に沿って互いに接続される
光源装置。
（１４）（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、さらに、
前記第１のユニットに接続され、前記出射光を前記発光体に集光する光学系と前記光学系を覆う第３の防塵構造部とを有する第３のユニットを具備し、
前記第２のユニットは、前記第３のユニットを介して前記第１のユニットに接続される
光源装置。
（１５）（１４）に記載の光源装置であって、
前記第３の防塵構造部は、前記第１のユニットから出射された前記出射光が入射する入射口と、前記光学系により集光された光が出射される出射口とを有し、前記光学系を含む光学系空間を形成する光学系筐体部を有する
光源装置。
（１６）（１５）に記載の光源装置であって、
前記光学系空間は、前記光源部を含む光源部空間、及び前記発光体を含む発光体空間の少なくとも一方と連通し、所定の密閉空間の一部となる
光源装置。
（１７）（１５）に記載の光源装置であって、
前記光学系空間は、密閉空間である
光源装置。

Ｂ１、Ｂ２…青色レーザ光
Ｇ２、Ｇ３…緑色光
Ｌ…白色光の光軸
Ｒ２、Ｒ３…赤色光
Ｓ１…第１の空間
Ｓ２…第２の空間
Ｓ３…光学系空間
Ｗ…白色光
１０、６１０…光源ユニット
１１、６１１…光源ブロック
３０、６３０…光学系ユニット
３１、６１２…第１の筐体部
３２、６３２…集光光学系
３３…第１の入射口
３４、６１３…第１の出射口
３９、６６、６９…封止部材
４１…透明部材
５０、６５０…蛍光体ユニット
５１…第２の筐体部
５４…出射レンズ
５５…第２の入射口
５６…第２の出射口
６２…蛍光体層
８０…ベース部
９０…冷却装置
１００、６００…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
６３１…光学系筐体部
６３３…光学系筐体部の入射口
６３４…光学系筐体部の出射口

Claims (18)

1. 光源部と、前記光源部を覆う第１の防塵構造部とを有する第１のユニットと、
   前記第１のユニットに接続され、前記光源部から出射された出射光により励起されて可視光を発する発光体と前記発光体を覆う第２の防塵構造部とを有する第２のユニットと
   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、
   前記第１の防塵構造部は、前記出射光が出射される第１の出射口を有し前記光源部を含む第１の空間を形成する第１の筐体部を有する
   光源装置。
3. 請求項２に記載の光源装置であって、
   前記第２の防塵構造部は、前記第１の出射口から出射された前記出射光が入射する入射口と、前記可視光を含む光が出射される第２の出射口とを有し、前記発光体を含む第２の空間を形成する第２の筐体部を有する
   光源装置。
4. 請求項３に記載の光源装置であって、
   前記第１の出射口及び前記入射口のいずれか一方は、開口であり、
   前記第１及び前記第２の筐体部は、前記開口が密閉され前記第１及び前記第２の空間の各々が密閉空間又は密閉空間の一部となるように、互いに接続される
   光源装置。
5. 請求項３に記載の光源装置であって、
   前記第１の出射口及び前記入射口の各々は、開口であり、
   前記第１及び前記第２の筐体部は、前記第１の出射口及び前記入射口が互いに連通し前記第１及び前記第２の空間を含む密閉空間が形成されるように、互いに接続される
   光源装置。
6. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記第１の防塵構造部は、前記第１の出射口の周囲に設けられた封止部材を有する
   光源装置。
7. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記第２の防塵構造部は、前記入射口の周囲に設けられた封止部材を有する
   光源装置。
8. 請求項３に記載の光源装置であって、
   前記第１及び前記第２の空間の各々は、密閉空間である
   光源装置。
9. 請求項２に記載の光源装置であって、
   前記第１のユニットは、前記光源部を有する光源ユニットを有し、
   前記第１の筐体部は、前記出射光が入射する入射口を有し前記光源ユニットに接続される
   光源装置。
10. 請求項９に記載の光源装置であって、
    前記第１のユニットは、前記出射光を前記発光体に集光する光学系と、前記光学系を前記第１の空間内に収容する前記第１の筐体部とを含む光学系ユニットを有し、
    前記第２のユニットは、前記光学系ユニットに接続される
    光源装置。
11. 請求項９に記載の光源装置であって、
    前記第１の防塵構造部は、前記第１の筐体部の入射口の周囲に設けられた封止部材を有する
    光源装置。
12. 請求項１に記載の光源装置であって、さらに、
    前記第１及び前記第２のユニットの各々を、所定の位置関係で支持するベース部を具備する
    光源装置。
13. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記第１のユニットは、前記出射光を第１の光軸に沿って出射し、
    前記第２のユニットは、前記可視光を含む光を第２の光軸に沿って出射し、
    前記第１及び前記第２のユニットは、前記第１及び前記第２の光軸が同一直線上に配置された状態で、その直線方向に沿って互いに接続される
    光源装置。
14. 請求項１に記載の光源装置であって、さらに、
    前記第１のユニットに接続され、前記出射光を前記発光体に集光する光学系と前記光学系を覆う第３の防塵構造部とを有する第３のユニットを具備し、
    前記第２のユニットは、前記第３のユニットを介して前記第１のユニットに接続される
    光源装置。
15. 請求項１４に記載の光源装置であって、
    前記第３の防塵構造部は、前記第１のユニットから出射された前記出射光が入射する入射口と、前記光学系により集光された光が出射される出射口とを有し、前記光学系を含む光学系空間を形成する光学系筐体部を有する
    光源装置。
16. 請求項１５に記載の光源装置であって、
    前記光学系空間は、前記光源部を含む光源部空間、及び前記発光体を含む発光体空間の少なくとも一方と連通し、所定の密閉空間の一部となる
    光源装置。
17. 請求項１５に記載の光源装置であって、
    前記光学系空間は、密閉空間である
    光源装置。
18. （ａ）光源部と、前記光源部を覆う第１の防塵構造部とを有する第１のユニットと、
    前記第１のユニットに接続され、前記光源部から出射された出射光により励起されて可視光を発する発光体と、前記発光体を覆う第２の防塵構造部と、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第２のユニットと
    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。

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