KR20110001946A

KR20110001946A - 광원 장치 및 프로젝터

Info

Publication number: KR20110001946A
Application number: KR1020100061805A
Authority: KR
Inventors: 다케시 미야자키
Original assignee: 가시오게산키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2010-06-29
Publication date: 2011-01-06
Also published as: EP2270590B1; CN101937127B; HK1152756A1; KR20120105398A; US20130107225A1; US8348432B2; JP4711156B2; TWI438485B; EP2270590A1; TW201109725A; JP2011013320A; CN101937127A; US20100328627A1; KR101202725B1; KR101325001B1; US8662673B2

Abstract

본 발명은, 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 장치와, 이 광원 장치를 구비한 프로젝터를 제공한다. 이 광원 장치는, 회전 제어할 수 있는 베이스재에 복수 개의 세그먼트 영역을 가지고, 베이스재의 세그먼트 영역 중 적어도 1개는 반사부로 되고, 반사부에 여기광(勵起光)을 받아 소정의 파장 대역광(帶域光)을 발하는 형광체층이 형성되고, 형광체층이 형성되지 않는 세그먼트 영역이 광을 투과시키는 투과부로 된 형광휠(luminous wheel)과, 가시광 영역의 여기광을 형광체에 조사(照射)하는 제1 광원과, 형광체층으로부터 사출되는 형광광 및 제1 광원으로부터 사출되는 여기광과는 상이한 파장 대역광을 발하는 제2 광원과, 형광휠로부터 사출(射出)되는 광 및 제2 광원으로부터 사출되는 광을 동일 광로 상에 집광(集光)시키는 집광 광학계와, 제1 광원 및 제2 광원의 발광을 제어하는 광원 제어 수단을 포함하고 있다.

Description

광원 장치 및 프로젝터{LIGHT SOURCE UNIT AND PROJECTOR}

본 발명은, 광원 장치와, 이 광원 장치를 구비한 프로젝터에 관한 것이다.

최근, 퍼스널 컴퓨터의 화면이나 비디오 화상, 또한 메모리 카드 등에 기억되어 있는 화상 데이터에 의한 화상 등을 스크린에 투영하는 화상 투영 장치로서의 데이터 프로젝터가 다용(多用)되고 있다. 이 프로젝터는, 광원으로부터 사출(射出)된 광을 DMD(디지털 마이크로미러 디바이스)라는 마이크로 미러 표시 소자, 또는 수정판에 집광(集光)시켜, 스크린 상에 컬러 화상을 표시하게 하는 것이다.

이와 같은 프로젝터에 있어서, 종래는 고휘도의 방전 램프를 광원으로 하는 것이 주류였지만, 최근, 광원으로서 발광 다이오드나 레이저 다이오드, 또는 유기 EL, 형광체 발광 등을 사용하는 개발이나 제안이 많이 개시되어 있다. 예를 들면, 일본공개특허 2004-341105호 공보에서는, 고체 광원으로부터 사출하는 여기광(勵起光)으로서의 자외광을 받아 가시광으로 변환하는 형광체층이 형성된 원판형의 투명 베이스재로 이루어지는 형광휠(luminous wheel)과, 고체 광원을 가지는 광원 장치에 대하여 제안되어 있다. 그러나, 휠면에 형성된 형광체층에 여기광으로서의 자외광을 조사(照射)하여 적색, 녹색, 청색 파장 대역의 형광광을 발광시키는 것이 가능하지만, 적색 형광체의 발광 효율이 다른 형광체의 발광 효율에 비해 낮기 때문에, 적색의 휘도가 부족하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 발광 효율이 양호한 종류의 형광체를 가지는 형광휠과, 형광체를 여기시키는 광원과, 발광 효율이 비교적 낮은 종류의 형광체에 대응하는 파장 대역광(帶域光)을 사출하는 단색 광원을 구비함으로써, 화면의 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 장치와, 이 광원 장치를 구비한 프로젝터를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 광원 장치 및 프로젝터는, 베이스재에 복수 개의 세그먼트 영역을 가지고, 상기 복수 개의 세그먼트 영역 중 적어도 1개는 반사부로 되고, 상기 반사부에 여기광을 받아 소정의 파장 대역광을 발하는 형광체층이 형성되고, 상기 복수 개의 세그먼트 영역 중 적어도 1개는 광을 투과시키는 투과부로 된 발광판과; 여기광을 상기 형광체에 조사하는 제1 광원과; 상기 형광체층으로부터 사출되는 형광광 및 상기 제1 광원으로부터 사출되는 여기광과는 상이한 파장 대역광을 발하는 제2 광원과; 상기 발광판으로부터 사출되는 광 및 상기 제2 광원으로부터 사출되는 광을, 동일 광로 상에 집광시키는 집광 광학계와; 상기 제1 광원 및 제2 광원의 발광을 제어하는 광원 제어 수단을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 형광체를 여기시키는 광원과, 발광 효율이 양호한 종류의 형광체를 가지는 형광휠과, 발광 효율이 비교적 낮은 종류의 형광체를 형광휠에 형성하지 않고 상기 저발광 효율의 형광체에 대응하는 파장 대역광을 사출하는 단색 광원을 구비함으로써, 화면의 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 장치와, 이 광원 장치를 구비한 프로젝터를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 광원 장치를 구비한 프로젝터를 나타낸 외관 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 관한 광원 장치를 구비한 프로젝터의 기능 회로 블록을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 관한 광원 장치를 구비한 프로젝터의 내부 구조를 나타낸 평면 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 관한 형광휠의 정면 모식도 및 일부 단면을 나타낸 평면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 관한 광원 장치의 평면 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 관한 제1 광원 및 제2 광원의 점등 범위를 나타낸 형광휠의 정면 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 관한 광원 장치에 있어서의 다른 형태의 형광휠의 정면 모식도이다.

본 발명은, 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해, 보다 충분히 이해할 수 있지만, 이들은 오로지 설명을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

이하에, 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 실시예에는, 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직한 각종의 한정이 부여되어 있지만, 발명의 범위를 이하의 실시예 및 도시한 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 프로젝터(10)는, 광원 장치(63)와, 표시 소자(51)와, 냉각팬과, 광원 장치(63)로부터의 광을 표시 소자(51)에 도광(道光)하는 광원측 광학계(62)와, 표시 소자(51)로부터 사출된 화상을 스크린에 투영하는 투영측 광학계(90)와, 광원 장치(63)나 표시 소자(51)를 제어하는 프로젝터 제어 수단과, 광원 장치(63)의 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)의 발광을 제어하는 광원 제어 수단인 광원 제어 회로(41)를 포함하고 있다.

상기 광원 장치(63)는, 발광판인 형광휠(71)을 가진다. 형광휠(71)은, 회전 제어할 수 있는 베이스재에 서로 인접하는 반원 형상의 세그먼트 영역을 2개 가진다. 한쪽의 세그먼트 영역인 제1 영역(1)은 반사부로 되고, 상기 반사부에 여기광을 받아 녹색의 파장 대역광을 발하는 형광체의 층(131)이 형성된다. 다른 쪽의 세그먼트 영역인 제2 영역(2)은 투과부로 되어, 광을 투과시킨다. 광원 장치(63)는, 가시광 영역의 여기광을 형광체에 조사하는 제1 광원(72)과, 형광체층(131)으로부터 사출되는 형광광 및 제1 광원(72)으로부터 사출되는 여기광과는 상이한 파장 대역광을 발하는 제2 광원(82)과, 형광휠(71)로부터 사출되는 광 및 제2 광원(82)으로부터 사출되는 광을 동일 광로 상에 집광시키는 집광 광학계를 포함하고 있다.

그리고, 집광 광학계는, 제1 광축 변환 미러(151a) 및 제2 내지 제4 광축 변환 미러(151b, 151c, 151d)를 가진다. 제1 광축 변환 미러(151a)는, 제1 광원(72)과 형광휠(71)과의 사이에 배치되어 여기광 및 제2 광원(82)으로부터의 광을 투과시키고 또한 형광체로부터의 형광광을 반사시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)이다. 제2 내지 제4 광축 변환 미러(151b, 151c, 151d)는, 형광휠(71)의 투과부를 투과한 여기광과 제1 광축 변환 미러(151a)에서 반사된 형광광과 제2 광원(82)으로부터 사출된 광을 동일 광로 상에 집광하고 또한 동일 방향을 향해 사출 가능하게 하는 복수 개의 반사 미러나 다이크로익 미러이다.

그리고, 제1 영역(1)에 사용되는 베이스재는, 동판(銅版)이나 알루미늄 등의 열전도성 부재로 이루어지는 불투명 베이스재이며, 제2 영역(2)에 사용되는 베이스재는, 유리 베이스재 또는 투명 수지 베이스재로 형성되어 있다. 또한, 반사부로 되는 제1 영역(1)의 베이스재에서의 형광체의 층(131)이 배치되는 측의 표면에는, 은증착 등에 의해 광을 반사하는 반사층이 형성되고, 이 반사층 상에 형광체층(131)이 형성되어 있다.

그리고, 투과부로 되는 제2 영역(2)의 베이스재에는, 투과하는 제1 광원(72)으로부터의 광을 확산시키는 확산층(141)이 형성되어 있다.

또한, 제1 광원(72)은, 레이저 발광기이며, 녹색 형광체의 층(131)이 발하는 녹색의 파장 대역광보다 파장이 짧은 청색의 파장 대역광을 사출한다. 제2 광원(82)은, 적색의 파장 대역광을 사출하는 발광 다이오드이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 프로젝터(10)의 외관 사시도이다. 그리고, 본 실시예에 있어서, 좌우란 투영 방향에 대한 좌우 방향을 나타내고, 전후란 프로젝터(10)로부터 사출되는 광선 다발의 진행 방향에 대한 전후 방향을 나타낸다. 프로젝터(10)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 대략 직육면체 형상으로서, 본체 케이스의 전방의 측판으로 되는 정면 패널(12)의 측방에 투영구를 덮는 렌즈 커버(19)를 가지는 동시에, 이 정면 패널(12)에는 복수 개의 배기공(17)을 형성하고 있다. 또한, 도시하지 않지만 리모트 컨트롤러로부터의 제어 신호를 수신하는 Ir 수신부를 구비하고 있다.

또한, 본체 케이스인 상면 패널(11)에는 키/인디케이터부(37)가 설치되고, 이 키/인디케이터부(37)에는, 전원 스위치 키나 전원의 온 또는 오프를 통지하는 파워 인디케이터, 투영(投影)의 온, 오프를 바꾸는 투영 스위치 키, 광원 장치나 표시 소자 또는 제어 회로 등이 과열되었을 때 통지를 행하는 과열 인디케이터 등의 키나 인디케이터가 배치되어 있다.

또한, 본체 케이스의 배면에는, 배면 패널에 USB 단자나 화상 신호 입력용의 D－SUB 단자, S 단자, RCA 단자 등을 설치하는 입출력 커넥터부 및 전원 어댑터 플러그 등의 각종 단자(20)가 설치되어 있다. 그리고, 도시하지 않은 본체 케이스의 측판인 우측 패널(14), 및 도 1에 나타낸 측판인 좌측 패널(15)의 하부 근방에는, 각각 복수 개의 흡기공(18)이 형성되어 있다.

다음에, 프로젝터(10)의 프로젝터 제어 수단에 대하여 도 2의 블록도를 사용하여 설명한다. 프로젝터 제어 수단은, 제어부(38), 입출력 인터페이스(22), 화상 변환부(23), 표시 인코더(24), 표시 구동부(26) 등으로 구성되며, 입출력 커넥터부(21)로부터 입력된 각종 규격의 화상 신호는, 입출력 인터페이스(22), 시스템 버스(SB)를 통하여 화상 변환부(23)에서 표시에 적합한 소정 포맷의 화상 신호에 통일하도록 변환된 후, 표시 인코더(24)에 출력된다.

또한, 표시 인코더(24)는, 입력된 화상 신호를 비디오 RAM(25)에 전개(展開) 기억시킨 후, 이 비디오 RAM(25)의 기억 내용으로부터 비디오 신호를 생성하여 표시 구동부(26)에 출력한다.

표시 구동부(26)는, 표시 인코더(24)로부터 출력된 화상 신호에 대응하여 적당히 프레임 레이트로 공간적 광변조 소자(SOM)인 표시 소자(51)를 구동하는 것이며, 광원 장치(63)로부터 사출된 광선 다발을 광원측 광학계를 통하여 표시 소자(51)에 입사함으로써, 표시 소자(51)의 반사광으로 광상(光像)을 형성하고, 투영측 광학계로 하는 투영계 렌즈군을 통하여 도시하지 않은 스크린에 화상을 투영 표시한다. 그리고, 이 투영측 광학계의 가동 렌즈군(97)은, 렌즈 모터(45)에 의해 줌 조정이나 포커스 조정을 위한 구동이 행해진다.

또한, 화상 압축 신장부(31)는, 화상 신호의 휘도 신호 및 색차 신호를 ADCT 및 허프만 코딩화(Huffman coding) 등의 처리에 의해 데이터 압축하여 삽입 및 인출 가능한 기록 매체로 되는 메모리 카드(32)에 차례로 기입하는 기록 처리를 행한다. 또한, 화상 압축 신장부(31)는, 재생 모드시에 메모리 카드(32)에 기록된 화상 데이터를 판독하고, 일련의 동영상을 구성하는 각각의 화상 데이터를 1프레임 단위로 신장시키고, 이 화상 데이터를 화상 변환부(23)를 통하여 표시 인코더(24)에 출력하고, 메모리 카드(32)에 기억된 화상 데이터에 기초하여 동영상 등의 표시를 가능하게 하는 처리를 행한다.

제어부(38)는, 프로젝터(10) 내의 각 회로의 동작 제어를 담당하는 것으로서, CPU나 각종 세팅 등의 동작 프로그램을 고정적으로 기억한 ROM 및 공작물 메모리로서 사용되는 RAM 등에 의해 구성되어 있다.

본체 케이스의 상면 패널(11)에 설치되는 메인 키 및 인디케이터 등에 의해 구성되는 키/인디케이터부(37)의 조작 신호는, 직접 제어부(38)에 송출되고, 리모트 컨트롤러로부터의 키 조작 신호는, Ir 수신부(35)에서 수신되고, Ir 처리부(36)에서 복조(複調)된 코드 신호가 제어부(38)에 출력된다.

그리고, 제어부(38)에는 시스템 버스(SB)를 통하여 음성 처리부(47)가 접속되어 있다. 이 음성 처리부(47)는, PCM 음원 등의 음원 회로를 구비하고 있고, 투영 모드 및 재생 모드시에는 음성 데이터를 아날로그화하여, 스피커(48)를 구동하여 확성 방음(放音)시킨다.

또한, 제어부(38)는, 광원 제어 수단인 광원 제어 회로(41)를 제어하고 있고, 이 광원 제어 회로(41)는, 화상 신호에 따라 광원 장치(63)의 제1 광원 및 제2 광원의 발광을 제어한다. 또한, 제어부(38)는, 냉각팬 구동 제어 회로(43)에 광원 장치(63) 등에 설치한 복수 개의 온도 센서에 의한 온도 검출을 행하게 하고, 이 온도 검출의 결과로부터 냉각팬의 회전 속도를 제어시키고 있다. 또한, 제어부(38)는, 냉각팬 구동 제어 회로(43)에 타이머 등에 의해 프로젝터 본체의 전원 OFF 후에도 냉각팬의 회전을 지속시키거나, 또는 온도 센서에 의한 온도 검출의 결과에 따라서는 프로젝터 본체의 전원을 OFF로 하는 등의 제어도 행한다.

다음에, 상기 프로젝터(10)의 내부 구조에 대하여 설명한다. 도 3은 프로젝터(10)의 내부 구조를 나타낸 평면 모식도이다. 프로젝터(10)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 우측 패널(14)의 근방에 전원 회로 블록(101) 등을 장착한 광원 제어 회로 기판(102)이 배치되고, 대략 중앙에는 시로코 팬 타입의 블로어(sirocco fan-type blower)(110)가 배치되고, 이 블로어(110)의 근방에 제어 회로 기판(103)이 배치되고, 정면 패널(12)의 근방에는 광원 장치(63)가 배치되고, 좌측 패널(15)의 근방에는 광학계 유닛(70)이 배치되어 있다. 또한, 프로젝터(10)는, 하우징 내를 구획용 격벽(120)에 의해 배면 패널(13)측의 흡기측 공간실(121)과 정면 패널(12)측의 배기측 공간실(122)로 기밀하게 구획되어 있고, 블로어(110)는, 흡입구(111)가 흡기측 공간실(121)에 위치하고 배기측 공간실(122)과 흡기측 공간실(121)의 경계에 토출구(113)가 위치하도록 배치되어 있다.

광학계 유닛(70)은, 광원 장치(63)의 근방에 위치하는 조명측 블록(78)과, 배면 패널(13)측에 위치하는 화상 생성 블록(79)과, 조명측 블록(78)과 좌측 패널(15)과의 사이에 위치하는 투영측 블록(80)과의 3개의 블록으로 구성된 대략 U자 형상이다.

상기 조명측 블록(78)은, 광원 장치(63)로부터 사출된 광을 화상 생성 블록(79)이 구비하는 표시 소자(51)에 도광(導光)하는 광원측 광학계(62)의 일부를 구비하고 있다. 상기 조명측 블록(78)이 가지는 광원측 광학계(62)로서는, 광원 장치(63)로부터 사출된 광선 다발을 균일한 강도 분포의 광속으로 하는 도광 장치(75)나, 도광 장치(75)를 투과한 광을 집광하는 집광 렌즈 등이 있다.

화상 생성 블록(79)은, 광원측 광학계(62)로서, 도광 장치(75)로부터 사출된 광선 다발의 광축 방향을 변경하는 광축 변경 미러(74)와, 이 광축 변경 미러(74)에 의해 반사된 광을 표시 소자(51)에 집광시키는 복수 개의 집광 렌즈와, 이들 집광 렌즈를 투과한 광선 다발을 표시 소자(51)에 소정 각도로 조사하는 조사 미러(84)를 가지고 있다. 또한, 화상 생성 블록(79)은, 표시 소자(51)로 하는 DMD를 구비하고, 상기 표시 소자(51)의 배면 패널(13)측에는 표시 소자(51)를 냉각시키기 위한 표시 소자 냉각 장치(53)가 배치되어, 표시 소자(51)가 고온으로 되는 것을 방지하고 있다.

투영측 블록(80)은, 표시 소자(51)에서 반사되어 화상을 형성하는 광을 스크린에 방출하는 투영측 광학계(90)의 렌즈군을 가지고 있다. 상기 투영측 광학계(90)로서는, 고정 경통(鏡筒)에 내장되는 고정 렌즈군(93)과 가동 경통에 내장되는 가동 렌즈군(97)을 구비하여 줌 기능을 구비한 가변 초점형 렌즈로 되어 렌즈 모터에 의해 가동 렌즈군(97)을 이동시킴으로써 줌 조정이나 포커스 조정을 가능하게 하고 있다.

또한, 프로젝터(10)의 내부 구조에 있어서, 흡기측 공간실(121) 내에는 광원 장치(63)와 비교하여 저온인 부재가 배치되는 것이며, 구체적으로는, 광원 제어 회로 기판(102)과, 블로어(110)와, 제어 회로 기판(103)과, 광학계 유닛(70)의 화상 생성 블록(79)과, 광학계 유닛(70)의 투영측 블록(80)과, 광학계 유닛(70)의 조명측 블록(78)에서의 집광 렌즈가 배치되어 있다.

한편, 배기측 공간실(122) 내에는, 비교적 고온으로 되는 광원 장치(63)와, 광학계 유닛(70)의 조명측 블록(78)이 구비하는 도광 장치(75)와, 배기 온도 저감 장치(114)가 배치되어 있다.

그리고, 광원 장치(63)는, 광이 조사되는 것에 의해 원색인 녹색 및 청색의 파장 대역광을 사출하는 발광판인 형광휠(71)과, 형광휠(71)을 회전 구동시키는 구동 장치인 휠 모터(73)와, 청색의 파장 대역광을 형광휠(71)에 조사하는 복수 개의 제1 광원(72)과, 원색인 적색의 파장 대역광을 사출하는 제2 광원(82)을 구비하고 있다.

그리고, 복수 개의 제1 광원(72)은, 각 제1 광원(72)의 광축이 도광 장치(75)의 광축에 대하여 대략 평행하게 배치되어 있다. 또한, 제2 광원(82)도, 제2 광원(82)의 광축이 도광 장치(75)의 광축에 대하여 대략 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 형광휠(71)은, 반사 미러군(160)에 의해 90도 방향이 변환된 제1 광원(72)의 광축과 상기 형광휠(71)의 휠면이 대략 직교하도록 배치되어 있다. 즉, 형광휠(71)을 회전시키는 휠 모터(73)의 회전축이, 반사 미러군(160)에 의해 변환된 제1 광원(72)의 광축에 대하여 평행하게 되어 있다.

상기 제1 광원(72)은, 후술하는 형광휠(71)의 외주부 근방에 배치되는 형광체층 및 확산층에 광을 조사하는 것으로서, 형광체층으로부터 발해지는 녹색의 파장 대역광보다 파장이 짧은 가시광인 청색의 파장 대역의 광을 사출하는 레이저 발광기로 되는 것이다. 또한, 제2 광원(82)은, 적색의 파장 대역광을 발하는 적색 발광 다이오드로 되는 것이다.

상기 발광판인 형광휠(71)은, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 형광체의 층(131)을 구비하는 얇은 원판 형상의 베이스재로서, 이 베이스재의 중앙부에는 휠 모터(73)와의 접속부인 원기둥형의 회전축의 형상에 대응한 원형 개구가 형성되고, 상기 원형 개구에 회전축이 삽입 장착되어 모터 허브가 베이스재의 중앙부 근방에 접착됨으로써, 상기 형광휠(71)은 휠 모터(73)의 회전축에 견고하게 접속되어 있다.

따라서, 상기 형광휠(71)은, 휠 모터(73)에 의해 일체적으로 원주 방향으로 회전하게 된다. 휠 모터(73)는, 매초 약 120회 등의 회전 속도로 프로젝터 제어 수단의 제어부(38)에 의해 구동 제어되는 구동 장치이다. 즉, 형광휠(71)은, 회전 제어 가능하게 되는 것이다.

상기 베이스재는, 서로 인접하는 반원 형상의 세그먼트 영역을 2개 가지고 있다. 그리고, 한쪽의 세그먼트 영역인 제1 영역(1)은 반사부로 된다. 이 반사부로서의 제1 영역(1)의 베이스재는, 동판이나 알루미늄 등의 열전도성 부재로 이루어지는 불투명 베이스재로 이루어지고, 형광체층(131)이 형성되는 제1 광원(72)측의 면에 은증착 등에 의해 제1 광원(72)으로부터의 청색 광원광 및 형광체에 의해 생성되는 녹색 파장 대역의 형광광을 반사하는 반사층이 형성되고, 이 반사층 상에 형광체층(131)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 베이스재의 제1 영역(1)에서의 외주부 근방에는, 밴드형의 오목부가 형성되고, 이 오목부 내에 형광체층(131)이 형성되어 있다. 이 형광체층(131)은, 제1 광원(72)으로부터의 광이 조사되는 것에 의해 상기 제1 광원(72)으로부터의 광을 여기광으로서 흡수하고, 여기됨으로써 원색인 녹색의 파장 대역광을 발하는 형광체를 함유하는 층이다. 그리고, 이 형광체층(131)은, 형광체 결정(結晶)과 바인더로 구성되는 것이다.

또한, 형광체층(131)이 배치되지 않은 다른 쪽의 세그먼트 영역인 제2 영역(2)은, 제1 광원(72)의 청색광을 투과시키는 투과부로 된다. 이 투과부인 제2 영역(2)은, 제1 광원(72)측의 면에 확산층(141)을 가지고 있다. 구체적으로는, 이 확산층(141)은, 투명 베이스재의 제2 영역(2)에 대하여 블라스트(blast) 가공 등에 의한 러프(rough)한 처리 등의 광학 처리가 행해지는 것에 의해, 입사한 청색 광원광이 투과할 때 확산 효과를 부여하는 층으로서 형성된다.

그리고, 확산층(141)으로서는, 상기 투명 베이스재의 표면에 광학 처리를 행하는 경우 외에, 광학 물질인 밴드형의 고체물을 고착함으로써 형성해도 된다. 또한, 제1 광원(72)측의 면에 확산층(141)을 형성하지 않고, 제1 광원(72)과는 반대측의 면에 확산층(141)을 형성해도 된다.

이와 같이, 2개의 세그먼트 영역에 형광체층(131) 및 확산층(141)이 주위 방향에 인접하여 배치되어 있으므로, 회전하는 형광휠(71)의 형광체층(131) 및 확산층(141)에 차례로 청색 광원광을 조사함으로써, 제1 광원(72)으로부터 사출된 광원광이 여기광으로서 형광휠(71)의 형광체층(131)에 조사되었을 때는, 형광휠(71)로부터 녹색 파장 대역의 형광광이 제1 광원(72)측으로 사출되고, 제1 광원(72)으로부터 사출된 광원광이 형광휠(71)의 투과부의 확산층(141)에 조사되었을 때는, 제1 광원(72)으로부터의 청색 광원광이 제1 광원(72)과는 반대측으로 확산 투과되게 된다.

즉, 이 광원 장치(63)는, 회전하는 형광휠(71)에 제1 광원(72)으로부터의 광을 조사함으로써, 형광휠(71)의 반사부에 형성되는 형광체층(131)으로부터 사출된 녹색 형광광과, 형광휠(71)의 확산층(141)을 가지는 투과부를 투과한 청색 광원광을 분리하여 사출할 수 있다.

구체적으로는, 상기 형광체층(131)의 형광체는, 청색 광원광을 여기광으로서 흡수하여 녹색 파장 대역의 형광광을 전방위로 사출한다. 이 중, 제1 광원(72)측을 향해 사출되는 녹색 형광광은 후술하는 집광 광학계를 통하여 도광 장치(75)에 입사하고, 베이스재 측으로 사출되는 녹색 형광광은 반사층에 의해 반사되어 상기 반사광의 대부분이 형광휠(71)로부터의 사출광으로서 집광 광학계를 통하여 도광 장치(75)에 입사되게 된다.

또한, 형광체층(131)의 형광체에 흡수되지 않고 반사층에 조사된 청색 광원광도, 반사층에 의해 반사되어, 다시 형광체층(131)측으로 사출되어 형광체를 여기 시킬 수 있으므로, 청색 광원광의 이용 효율을 향상시켜, 밝게 발광시키는 것이 가능하다.

그리고, 반사층에 의해 반사되어 형광체에 흡수되지 않고 형광체층(131)으로부터 제1 광원(72)측으로 되돌아오는 청색 광원광은, 녹색 형광광과 함께 형광체층(131)으로부터 제1 광원(72)측으로 진행하는 것도, 상기 청색 광원광은, 녹색광을 반사시키고 또한 청색광을 투과시키는 다이크로익 미러에 의해 녹색 형광광으로 분리된다. 즉, 형광휠(71)로부터 제1 광원(72)측으로 사출된 광 중 녹색 형광광 만, 다이크로익 미러에 의해 반사되어, 집광 광학계의 다른 미러나 렌즈를 통하여 도광 장치(75)에 입사되게 된다.

그리고, 제1 광원(72)으로부터 청색 파장 대역의 레이저광이 확산층(141)에 조사되면, 확산층(141)이 입사한 청색 광원광에 확산 효과를 부여하기 위하여, 형광체의 층(131)으로부터의 사출광(녹색 형광광)과 같은 확산광으로 된 청색광이 확산층(141)으로부터 사출되고, 상기 청색광은 집광 광학계를 통하여 도광 장치(75)에 입사되게 된다.

여기서, 형광휠(71)의 다른 실시예로서 형광휠(71)의 베이스재 모두를 유리나 투명 수지 등의 투명 베이스재로 형성하고, 또한 형광체층(131)을 제1 광원(72)과는 반대측의 면에 형성하고, 또한 이 투명 베이스재에서의 형광체층(131)과 제1 광원(72)과의 사이에 특정 파장 대역광만을 반사한다, 구체적으로는 여기광 성분을 투과하고 다른 파장 대역 성분의 광을 반사시키는 다이크로익층을 반사부로서 형성한다. 이와 같이 함으로써, 제1 광원(72)으로부터의 여기광을 투과시켜 형광체층(131)에 조사하고, 형광체층(131)으로부터 전방위로 사출되는 광을 상기 다이크로익층에서 반사하여 형광광의 이용 효율을 높이는 구성을 채용할 수도 있다.

그러나, 본 실시예와 같이, 형광휠(71)의 형광체층(131)을 형성하는 베이스부인 베이스재 자체를 반사부로 함으로써, 베이스부를 투명 베이스재로 한 경우에 있어서 필요해지는 특정 파장 대역광만을 반사하는 특수한 반사층을 형광휠(71)의 면에 형성하지 않고, 형광휠(71)로부터 사출되는 청색 광원광과 녹색 형광광과의 사출 광로를 분리시킬 수 있는 동시에, 심플한 구성이며 제조가 용이한 광원 장치(63)로 할 수 있다.

또한, 베이스부를 투명 베이스재로 하여 다이크로익층을 형성한 경우에는, 여기광을 투과시킬 필요가 있으므로, 형광체층(131)의 형광체에 흡수되지 않고 투과한 청색광을 이용할 수 없었지만, 본 실시예와 같이 베이스부를 반사부로 한 경우, 형광체층(131)의 형광체에 흡수되지 않고, 베이스부에 조사된 여기광을 반사시켜 다시 형광체층(131)으로 되돌릴 수가 있기 때문에, 특수한 광학 부품(예를 들면, 형광체층을 가지는 투명 베이스재의 출사측에 형성되는 여기광 반사층을 구비하는 투명 베이스재)을 추가하지 않고, 제1 광원(72)으로부터의 여기광의 이용 효율을 높여, 보다 밝게 발광시키는 것이 가능하다.

그리고, 상기 광원 장치(63)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 광원(72)의 출사측에 배치되어 제1 광원(72)으로부터의 사출광을 평행광으로 변환하는 콜리메이터 렌즈(150)나 제1 광원(72)의 광축 상에 배치되어 제1 광원(72)으로부터의 광을 90도의 각도로 방향을 변화시켜 반사하는 반사 미러군(160)을 구비한다. 또한, 상기 광원 장치(63)는, 형광휠(71) 및 제2 광원(82)으로부터 사출되는 소정의 파장 대역광을 반사 또는 투과시켜, 상기 형광휠(71)로부터의 청색광 및 녹색광과 제2 광원(82)으로부터의 적색광을 동일 광로 상에 집광시키는 다이크로익 미러나 반사 미러와, 형광휠(71)로부터 사출되어 도광 장치(75)에 입사하는 광선 다발을 집광하는 렌즈 등에 의해 구성되는 집광 광학계를 구비하고 있다.

이하, 본 실시예의 집광 광학계에 대하여 설명한다. 이 집광 광학계는, 형광휠(71)로부터 상이한 방향으로 사출되어 분리된 녹색 형광광의 광축 및 청색 광원광의 광축과, 제2 광원(82)으로부터 사출된 적색 광원광의 광축을 변환시킴으로써 일치시켜, 각 색의 광을 동일 광로 상에 집광시키도록 소정의 위치에 배치되는 4개의 광축 변환 미러(151)를 구비하고 있다.

구체적으로는, 상기 집광 광학계는, 제1 광축 변환 미러(151a) 및 제2 내지 제4 광축 변환 미러(151b, 151c, 151d)를 가진다. 제1 광축 변환 미러(151a)는, 제1 광원(72)과 형광휠(71)과의 사이에 배치되어 여기광을 투과시키고 또한 형광체로부터의 형광광을 반사시키는 다이크로익 미러이다. 제2 내지 제4 광축 변환 미러(151b, 151c, 151d)는, 형광휠(71)의 투과부를 투과한 여기광과 제1 광축 변환 미러(151a)에서 반사된 형광광과 제2 광원(82)으로부터 사출된 광을 동일 광로 상에 집광시키고 또한 동일 방향을 향해 사출 가능하게 하는 복수 개의 반사 미러나 다이크로익 미러이다.

그리고, 제1 광축 변환 미러(151a)는, 반사 미러군(160)에 의해 90도의 각도로 방향이 변화된 제1 광원(72)의 광축 상 또한 제2 광원(82)의 광축 상에 있어서, 제1 광원(72)과 형광휠(71)과의 사이에 배치되어 있다. 또한, 제1 광축 변환 미러(151a)는, 반사 미러군(160)에서 반사된 청색 광원광(여기광) 및 제2 광원(82)의 광축을 변화시키지 않고, 또한 형광휠(71)로부터 사출된 녹색 형광광의 광축을 90도 변환시키는 다이크로익 미러이다. 즉, 이 제1 광축 변환 미러(151a)는, 제1 광원(72)으로부터 사출되는 여기광으로서의 청색 광원광 및 제2 광원(82)으로부터의 적색 광원광을 투과시키고, 또한 형광휠(71)의 형광체층(131)의 형광체로부터 사출되는 녹색 파장 대역의 형광광을 90도의 각도로 방향을 변화시켜 반사한다.

제2 광축 변환 미러(151b)는, 반사 미러군(160)에 의해 변환된 제1 광원(72)의 광축 상에 있어서, 형광휠(71)에 대하여 제1 광원(72)과는 반대측의 위치에 배치되어, 형광휠(71)의 투과부에서의 확산층(141)을 투과한 청색 광원광의 광축을 90도 변환시키는 통상의 반사 미러이다. 즉, 이 제2 광축 변환 미러(151b)는, 형광휠(71)로부터 사출된 청색 대역광을 90도의 각도로 방향을 변화시켜 반사한다. 그리고, 제2 광축 변환 미러(151b)를 반사 미러로 하지 않고 청색 대역광을 반사 가능한 다이크로익 미러로 해도 된다.

제3 광축 변환 미러(151c)는, 제1 광축 변환 미러(151a)에 의해 변환되는 녹색 형광광의 광축 상(즉, 제2 광원(82)의 광축 상)에 있어서, 제1 광축 변환 미러(151a)에 대향하도록 배치되어, 제1 광축 변환 미러(151a)에 의해 변환된 형광광 및 제2 광원(82)의 광축을 90도 변환시키는 반사 미러이다. 즉, 제3 광축 변환 미러(151c)는, 제1 광축 변환 미러(151a)에 의해 반사된 녹색 파장 대역의 형광광 및 제2 광원(82)으로부터의 적색 광원광을 90도의 각도 만큼 방향을 변화시켜 반사한다. 그리고, 제3 광축 변환 미러(151c)를 반사 미러로 하지 않고 녹색광 및 적색광을 반사 가능한 다이크로익 미러로 해도 된다.

제4 광축 변환 미러(151d)는, 제2 광축 변환 미러(151b)와 제3 광축 변환 미러(151c)에 대향하여 배치되어, 제2 광축 변환 미러(151b)에 의해 변환된 청색 광원광의 광축을 변화시키지 않고, 또한 제3 광축 변환 미러(151c)에 의해 변환된 적색 및 녹색 형광광의 광축을 다시 90도 변환시키는 다이크로익 미러이다. 즉, 제4 광축 변환 미러(151d)는, 제2 광축 변환 미러(151b)에 의해 반사된 청색 광원광의 광축과 제3 광축 변환 미러(151c)에 의해 반사된 녹색 형광광 및 적색 광원광의 광축이 교차하는 위치에 배치되어, 제2 광축 변환 미러(151b)에 의해 반사된 청색 광원광을 투과시켜 직진시키고, 제3 광축 변환 미러(151c)에 의해 반사된 적색 및 녹색 파장 대역의 광은 90도의 각도 만큼 방향을 변화시키도록 반사한다.

이로써, 제4 광축 변환 미러(151d)를 투과한 청색 광원광과, 제4 광축 변환 미러(151d)에 의해 반사된 적색 광원광 및 녹색 형광광이 동일 광로 상에 집광하게 하는 동시에, 이들 모든 색의 광이 동일 방향으로 사출된다.

이와 같이, 집광 광학계에 4개의 광축 변환 미러(151)를 배치함으로써, 상기 광원 장치(63)는, 형광휠(71)로부터 사출되는 청색광 및 녹색광의 광축과 제2 광원(82)으로부터 사출되는 적색광의 광축을 변환시켜 도광 장치(75)의 광축과 일치시킴으로써, 각 색의 광을 동일 광로 상에 집광시키고 또한 동일 방향을 향해 조사 가능해지므로, 상기 광원 장치(63)로부터 사출되는 각 색의 광을 도광 장치(75)에 차례로 입사시키는 것이 가능하다.

그리고, 상기 집광 광학계는, 상기와 같이 제1 광원(72)과 형광휠(71)과의 사이, 및 형광휠(71)로부터의 형광광이나 형광휠(71)을 투과한 광원광의 경로에, 다이크로익 미러 등의 미러와 합해 광을 집광시키는 복수 개의 렌즈를 배치한 렌즈와 미러에 의해 형성되어 있다. 이로써, 미러에서 진행 방향을 바꾼 광선 다발을 렌즈에 의해 집광시켜 효율적으로 광을 도광 장치(75)에 입사시키는 것이 가능하다.

구체적으로는, 복수 개의 제1 광원(72)으로부터 사출된 청색광은, 콜리메이터 렌즈(150)에 의해 지향성이 증가된 평행광으로 되고, 반사 미러군(160)과 제1 광축 변환 미러(151a)와의 사이에 배치된 제1 볼록 렌즈(153a)에 의해 집광된다. 또한, 형광휠(71)의 표리(表裏) 양면 근방에 각각 집광 렌즈군(155)이 배치됨으로써, 제1 볼록 렌즈(153a)에 의해 집광된 청색 대역광이 집광 렌즈군(155)에 의해 다시 집광된 상태로 형광휠(71)에 조사되는 동시에, 형광휠(71)의 표리 양면으로부터 사출되는 각 광선 다발도 각각 집광된다. 마찬가지로, 제2 광원(82)의 출사면 근방에 집광 렌즈군(155)가 배치됨으로써, 제2 광원(82)으로부터 사출되는 광선 다발이 집광되어 제1 광축 변환 미러(151a)에 조사된다.

또한, 제2 광축 변환 미러(151b)와 제4 광축 변환 미러(151d)와의 사이에 제2 볼록 렌즈(153b)가 배치되고, 제1 광축 변환 미러(151a)와 제3 광축 변환 미러(151c)와의 사이에 제3 볼록 렌즈(153c)가 배치되고, 제3 광축 변환 미러(151c)와 제4 광축 변환 미러(151d)와의 사이에 제4 볼록 렌즈(153d)가 배치되고, 또한 제4 광축 변환 미러(151d)와 도광 장치(75)와의 사이에 도광 장치 입사 렌즈(154)가 배치되어 있으므로, 형광휠(71)로부터의 사출광은, 집광된 광선 다발로서 도광 장치(75)에 입사되게 된다.

따라서, 콜리메이터 렌즈(150)를 통하여 제1 광원(72)으로부터 사출된 청색 광원광은, 제1 볼록 렌즈(153a)에 의해 집광되어, 제1 광축 변환 미러(151a)를 투과하고, 집광 렌즈군(155)에 의해 다시 집광되어 형광휠(71)의 형광체층(131) 또는 확산층(141)에 조사된다.

그리고, 형광휠(71)의 투과부로 되는 제2 영역(2)의 확산층(141)에 광원광이 조사된 경우에는, 확산층(141)을 투과하여 확산광으로 된 청색 광원광이, 형광휠(71)의 제1 광원(72)측과는 역방향으로 배치된 집광 렌즈군(155)에 의해 집광되어 제2 광축 변환 미러(151b)에 조사된다. 또한, 청색 광원광은, 제2 광축 변환 미러(151b)에 의해 반사되어, 제2 볼록 렌즈(153b)에서 집광된 후, 제4 광축 변환 미러(151d)를 투과하여 도광 장치 입사 렌즈(154)에서 집광되어 도광 장치(75)로 입사한다.

그리고, 형광휠(71)의 반사부로 되는 제1 영역(1)의 형광체층(131)에 광원광이 조사된 경우에는, 녹색 파장 대역의 형광광이 제1 광원(72)측으로 사출된다. 그리고, 형광광은, 형광휠(71)의 제1 광원(72)측의 집광 렌즈군(155)에 의해 집광되어 제1 광축 변환 미러(151a)에 조사된다. 여기서, 형광광은, 제1 광축 변환 미러(151a)에 의해 반사되지만, 형광체층(131)의 형광체에 흡수되지 않고 반사된 청색 광원광은 제1 광축 변환 미러(151a)를 투과하게 된다. 이로써, 녹색 형광광과 청색 광원광을 분리하여, 색순도의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 제1 광축 변환 미러(151a)에 의해 반사된 형광광은, 제3 볼록 렌즈(153c)에 의해 집광되어 제3 광축 변환 미러(151c)에 조사된다. 그리고, 형광광은 제3 광축 변환 미러(151c)에 의해 반사되어 제4 볼록 렌즈(153d)에 의해 집광된 후에 제4 광축 변환 미러(151d)에 조사된다. 또한, 형광광은, 또한 제4 광축 변환 미러(151d)에 의해 반사되어 도광 장치 입사 렌즈(154)에 의해 집광되어 도광 장치(75)에 입사한다.

그리고, 제2 광원(82)으로부터 사출되어 집광 렌즈군(155)에 의해 집광되는 적색 광원광은, 제1 광축 변환 미러(151a)를 투과하여, 상기한 녹색 형광광과 마찬가지로, 제3 광축 변환 미러(151c) 및 제4 광축 변환 미러(151d)를 통하여 안내될 때, 제3 볼록 렌즈(153c), 제4 볼록 렌즈(153d), 및 도광 장치 입사 렌즈(154)에 의해 집광되어 도광 장치(75)로 입사한다.

이와 같이 집광 광학계를 구성함으로써, 형광휠(71)로부터 사출된 광에는, 녹색 형광광과 함께, 형광휠(71)로부터 반사된 청색 광원광도 약간 존재하지만, 다이크로익 미러로 되는 제1 광축 변환 미러(151a)를 제1 광원(72)과 형광휠(71)과의 사이에 설치함으로써, 녹색 파장 대역의 형광광에 혼재하는 형광휠(71)에 의해 반사된 청색 광원광을 컷할 수 있기 때문에, 형광광에 광원광이 혼재하는 것이 확실하게 방지되고 색순도가 높은 각 색의 광을 사출할 수 있는 광원 장치(63)와 이 광원 장치(63)를 구비한 프로젝터(10)를 제공할 수 있다.

그리고, 형광휠(71)을 회전시키는 동시에 제1 광원(72)과 제2 광원(82)으로부터 상이한 타이밍에서 광을 사출하면, 적색, 녹색 및 청색의 파장 대역광이 형광휠(71)로부터 집광 광학계를 통하여 도광 장치(75)에 차례로 입사되고, 프로젝터(10)의 표시 소자(51)인 DMD가 데이터에 따라서, 각 색의 광을 시분할로 표시함으로써, 스크린에 컬러 화상을 생성할 수 있다.

그리고, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)의 점멸 동작은, 광원 제어 수단에 의해 시분할로 제어된다. 이 제어 방법은, 다양한 태양을 채용할 수 있지만, 예를 들면, 상기 광원 제어 수단인 광원 제어 회로(41)는, 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 제1 영역(1)과 제2 영역(2)의 경계의 한쪽을 중심으로 한 중심각 120도의 부채형 영역을 제2 광원 점등 범위, 나머지 영역을 제1 광원 점등 범위로 하여 설정되어 있다. 이로써, 광원 제어 수단은, 형광휠(71)이 회전하여 제2 광원 점등 범위 상에 고정 배치되는 제1 광원(72)의 조사 영역(7)의 중심이 위치했을 때는, 제1 광원(72)을 소등하는 동시에 제2 광원(82)을 점등하고, 제1 광원 점등 범위 상에 제1 광원(72)의 조사 영역(7)의 중심이 위치했을 때는, 제2 광원(82)을 소등하는 동시에 제1 광원(72)을 점등하는 제어를 행한다.

이와 같이, 광원 제어 수단이 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)의 점등 동작을 제어함으로써, 제2 광원 점등 범위 상에 조사 영역(7)의 중심이 위치하고 있을 때는, 제2 광원(82)으로부터 발해진 적색광(R)만이, 집광 광학계를 통하여 광원 장치(63)로부터 사출되어 도광 장치(75)에 입사된다.

그리고, 제1 광원 점등 범위에서의 제1 영역(1) 상에 조사 영역(7)의 중심이 위치하고 있을 때는, 제1 광원(72)으로부터 발해진 청색광이 형광체층(131)에 조사되고, 상기 여기광을 받은 형광체로부터 녹색 형광광이 발해지므로 상기 녹색광(G)만이, 집광 광학계를 통하여 광원 장치(63)로부터 사출되어 도광 장치(75)에 입사된다. 그리고, 상기와 같이, 제1 광원(72)측으로 반사하는 근소한 청색광 성분은, 제1 광축 변환 미러(151a)에 의해 녹색광으로 분리된다.

또한, 제1 광원 점등 범위에서의 제2 영역(2) 상에 조사 영역(7)의 중심이 위치하고 있을 때는, 제1 광원(72)으로부터 발해진 청색광이 확산층(141)에 조사되고, 확산층(141)을 확산 투과한 청색광(B)만이, 집광 광학계를 통하여 광원 장치(63)로부터 사출되어 도광 장치(75)에 입사된다.

즉, 광원 제어 수단이 제1 광원(72)과 제2 광원(82)의 점등 시간을 제어함으로써, 광원 장치(63)로부터는, 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 광이 차례로 사출되게 되므로, 프로젝터(10)는, 데이터에 따라서, 입사된 각 색의 광을 표시 소자(51)에 의해 시분할로 표시함으로써, 스크린에 컬러 화상을 생성할 수 있다.

그리고, 도시한 제2 광원 점등 범위는, 2개의 세그먼트 영역의 경계의 한쪽에 있어서, 제1 광원(72)을 소등시켜, 제2 광원(82)을 점등시키는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 2개의 세그먼트 영역의 경계의 양쪽에 있어서, 제1 광원(72)을 소등시키고, 제2 광원(82)을 점등시키는 구성으로 하여, 적색, 녹색, 적색, 청색과 같이 차례로 소정의 파장 대역광을 광원 장치(63)로부터 사출시키는 것으로 해도 된다.

그리고, 상기 광원 제어 수단은, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82) 중 어느 쪽의 광원도 점등되어 있지 않은 상태로 되어 휘도가 저하되는 것을 방지하기 위해, 제1 광원(72)과 제2 광원(82) 중 어느 한쪽을 소등시키기 조금 전에 다른 쪽의 광원을 점등시키도록, 제1 광원(72)과 제2 광원(82)과의 점등 및 소등 타이밍을 제어하고 있다.

그리고, 적색광을 발하는 제2 광원(82)이 단색 광원으로서 설치되어, 제1 광원(72)과 제2 광원(82)이 광원 제어 수단에 의해 개별적으로 제어 가능하게 되어 있으므로, 제1 광원(72)과 제2 광원(82)의 점등 시간을 자유롭게 바꿀 수가 있어 폭넓은 밝기 모드를 가지는 광원 장치(63)으로서 제공할 수 있다.

그리고, 광원 제어 수단은, 제1 광원(72)과 제2 광원(82)의 점등 시간을 각 색의 광의 사출 시간이 짧아지도록 제어하여, 휘도의 조정을 자유롭게 행할 수도 있다. 또한, 소정의 파장 대역광을 사출할 때만 광원 출력을 억제하도록, 광원 제어 수단이 제1 광원(72) 또는 제2 광원(82)을 제어하는 구성으로 하여, 색조를 조정할 수도 있다.

또한, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)을 소정 시간만 동시에 점등시켜 보색(補色)인 마젠타(M)나, 황색(Y)의 파장 대역의 광을 광원 장치(63)로부터 사출시킬 수도 있다. 구체적으로는, 도 6의 (b)에 나타낸 바와 같이, 제1 광원(72)을 점등시켜 청색 광원광을 제1 영역(1)에 조사하면 녹색광(G)이 사출되어 회전에 의해 제2 영역(2)에 광원광이 조사되면 청색광(B)이 사출되지만, 청색광을 소정 시간 사출한 후에, 제2 광원(82)을 점등시키면, 형광휠(71)을 투과한 청색광과 제2 광원(82)으로부터 사출된 적색광을 합성하여, 안정된 마젠타의 파장 대역광(M)을 광원 장치(63)로부터 사출하여 도광 장치(75)에 입사시키는 것이 가능하다.

그리고, 마젠타 광(M)을 소정 시간 사출한 후, 제1 광원(72)만을 소등시키면, 제2 광원(82)으로부터의 적색광(R)이 광원 장치(63)로부터 사출되고, 또한 소정 시간 적색광(R)을 사출한 후, 제2 광원(82)을 소등시키지 않고, 제1 광원(72)을 점등시키면, 제2 광원(82)으로부터의 적색광과 형광휠(71)로부터 사출된 녹색광을 합성하여, 안정된 황색(Y)의 파장 대역광을 광원 장치(63)로부터 사출하여 도광 장치(75)에 입사시키는 것이 가능하다.

이와 같이, 광원 제어 수단이, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)을 개별적으로 점등 제어하는 동시에, 제1 광원(72)으로부터의 광을 받아 형광휠(71)로부터 사출되는 광과, 제2 광원(82)으로부터 사출되는 광이 소정 시간만 합성되도록, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)을 소정의 타이밍에서 소정 시간만 동시에 점등시키는 제어를 행함으로써, 원색의 파장 대역광뿐아니고, 보색의 파장 대역광을 광원 장치(63)로부터 사출할 수 있어, 광원 장치(63)의 휘도를 올려 색재현성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 상기 형광휠(71)은, 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 2개의 세그먼트 영역을 가지도록 형성되는 경우에 한정되지 않고, 다양한 구성을 채용할 수 있다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 형광휠(71)에 3개의 세그먼트 영역을 형성하고, 제1 영역(1)은 반사부로서 녹색광을 사출하는 녹색 형광체의 층(131)을 형성하고, 제2 영역(2)은 청색광을 투과시키는 확산층(141)을 가지는 투과부로서 형성하고, 제3 영역(3)에는, 마스크(145)를 덮어 설치함으로써 제1 광원(72)으로부터의 광원광을 투과시키지 않는 불투과부를 형성할 수도 있다.

이와 같이, 제1 광원(72)으로부터의 광을 투과시키지 않는 불투과부를 소정의 세그먼트 영역에 형성하고, 또한 불투과부에 의해 제1 광원(72)의 광이 컷되어 있을 때 제2 광원(82)을 조사함으로써, 제1 광원(72)을 점등시킨 채, 제2 광원(82)의 적색광(R)을 광원 장치(63)로부터 사출할 수 있다.

그리고, 형광휠(71)에 형성하는 형광체층(131)은, 녹색 대역의 형광광을 발하는 형광체의 층(131)에 한정되지 않고, 다양한 파장 대역광을 발할 수 있는 형광체의 층(131)을 형성해도 된다.

그리고, 광원의 종류도 상기한 태양에 한정되지 않고, 제1 광원(72)에 청색 발광 다이오드를 사용해도 되고, 제2 광원(82)에 적색 대역의 레이저광을 발하는 레이저 발광기를 채용하는 것으로 해도 된다. 그리고, 제1 광원(72)에 청색 레이저 발광기를 채용함으로써, 고출력인 여기광을 사출하여 효율적으로 형광체를 여기 시킬 수 있고, 제2 광원(82)에 적색 발광 다이오드를 채용함으로써, 제품 비용을 낮출 수 있다.

그리고, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)을 레이저 발광기로 하는 경우, 형광휠(71)의 투과부에 확산층(141)을 형성하지 않고 투과부는 통상의 유리판 또는 주위에 프레임을 형성한 투과공으로서의 공간에 의해 형성하고, 확산 효과를 부여하는 광학 부품을 형광휠(71) 바로 근방의 제1 광원(72)측이나, 형광휠(71)의 출사측, 제2 광원(82)의 출사측 근방 등의 레이저광의 광로 상에 고정 배치하는 것도 있다. 또한, 이 광원 장치(63)는, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)을 함께 발광 다이오드로 하는 경우에는, 확산층(141)을 투과부나 광로 상에 형성하지 않는 구성으로 하는 경우도 있다.

이와 같이, 본 발명에 의하면, 형광체를 여기시키는 제1 광원(72)과, 발광 효율이 양호한 종류의 형광체를 가지는 형광휠(71)과, 발광 효율이 비교적 낮은 종류의 형광체로서, 예를 들면, 적색 형광체를 형광휠(71)에 형성하지 않고 상기 저발광 효율의 형광체에 대응하는 적색의 파장 대역광을 사출하는 단색 광원인 제2 광원(82)을 구비함으로써, 화면의 휘도를 향상시킬 수 있는 광원 장치(63)와, 이 광원 장치(63)를 구비한 프로젝터(10)를 제공할 수 있다.

또한, 형광휠(71)에 소정의 타이밍에서 광원광을 조사하는 구성으로 되어 있으므로, 항상 형광휠(71)에 광을 닿게 하는 경우에 비해, 형광휠(71)에 대한 조사 시간을 적게 하여 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 형광체의 온도 상승에 기인하는 발광 효율의 저하를 억제하여, 형광체의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 제1 광원(72)에 청색 대역의 레이저 발광기를 채용함으로써, 형광체를 효율적으로 여기시켜 발광시키는 것이 가능하다. 또한, 형광휠(71)에, 적어도 녹색 대역광을 발하는 형광체를 가지는 형광체층(131)을 형성함으로써, 원색인 녹색의 파장 대역광을 생성할 수 있다. 또한, 투과부에 확산층(141)을 형성함으로써, 지향성이 있는 레이저광을 확산 투과시켜 원색인 청색의 파장 대역광을 형광광과 동일한 확산광으로서 도광 장치(75)에 입사시키는 것이 가능하다.

또한, 집광 광학계는, 도 5에 나타낸 바와 같은 구성에 한정되지 않고, 다양한 광학 레이아웃을 채용할 수 있다. 따라서, 상기 광원 장치(63)는, 제1 광원(72) 및 제2 광원(82)이나, 미러 및 렌즈의 종류나 배치를 변경하여, 다양한 광학 레이아웃을 채용할 수 있기 때문에, 전술한 바와 같이 화면의 휘도를 향상시킬뿐아니라, 이와 같은 광원 장치(63)를 실장(實裝)하는 프로젝터(10) 등의 기기에 대한 배치 자유도를 높일 수 있다.

또한, 본 발명은, 이상의 실시예에 한정되지 않고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 자유롭게 변경, 개량이 가능하다. 예를 들면, 광원 제어 수단은, 프로젝터(10)에 설치하지 않고, 광원 장치(63)에 개별적으로 설치하는 것으로 해도 된다.

또한, 베이스재에 형성되는 세그먼트 영역은, 등분(等分)으로 되도록 형성하는 경우에 한정되지 않고, 부등분(不等分)으로 하여 4개 이상의 영역이 형성되는 경우도 있다.

또한, 전술한 실시예에서는, 제1 광원(72)에 청색 대역의 레이저 발광기를 사용하는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 자외선 대역의 레이저 발광기를 사용해도 된다. 이 경우, 형광휠(71)의 투과부에는, 반사부에 형성되는 형광체층(131)이 발하는 파장 대역광과는 상이한 파장 대역의 광을 발하는 형광체층(131)이 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 전술한 실시예에서는, 광축 방향의 변환이나, 광의 투과나 반사를 파장에 따라 선택하기 위해 다이크로익 미러를 사용하는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 다이크로익 프리즘 등의 다른 대체 수단을 가지고 전술한 다이크로익 미러를 치환하는 것이어도 된다.

또한, 제2 광원(82)로서는, 적색 대역광을 발하는 광원으로 하는 경우에 한정되지 않고, 적색 대역광 이외에, 형광체층(131)으로부터 사출되는 형광광 및 제1 광원(72)으로부터 사출되는 여기광과는 상이한 파장 대역광을 발하는 광원을 사용해도 된다.

그 외에, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 실시 단계에서는 그 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지로 변형시키는 것이 가능하다. 또한, 전술한 실시예에서 실행되는 기능은 가능한 한 적당히 조합하여 실시해도 된다. 전술한 실시예에는 각종의 단계가 포함되어 있고, 개시되는 복수 개의 구성 요건에 의한 적당한 조합에 의해 각종 발명을 도출할 수 있다. 예를 들면, 실시예에 나타낸 전체 구성 요건으로부터 몇 가지 구성 요건이 제외되어도, 효과가 얻어지는 것이면, 이 구성 요건이 제외된 구성이 발명으로서 도출될 수 있다.

Claims

베이스재에 복수 개의 세그먼트 영역을 가지고, 상기 복수 개의 세그먼트 영역 중 적어도 1개는 반사부로 되고, 상기 반사부에 여기광(勵起光)을 받아 소정의 파장 대역광을 발하는 형광체층이 형성되고, 상기 복수 개의 세그먼트 영역 중 적어도 1개는 광을 투과시키는 투과부로 된 발광판과,
상기 여기광을 상기 형광체에 조사(照射)하는 제1 광원과,
상기 형광체층으로부터 사출(射出)되는 형광광 및 상기 제1 광원으로부터 사출되는 여기광과는 상이한 파장 대역광을 발하는 제2 광원과,
상기 발광판으로부터 사출되는 광 및 상기 제2 광원으로부터 사출되는 광을, 동일 광로 상에 집광(集光)시키는 집광 광학계와,
상기 제1 광원 및 상기 제2 광원의 발광을 제어하는 광원 제어 수단
을 포함하는, 광원 장치.
제1항에 있어서,
상기 집광 광학계는,
상기 제1 광원과 상기 발광판과의 사이에 배치되어 여기광을 투과시키고 또한 상기 형광체로부터의 형광광을 반사시키는 다이크로익 미러(dichroic mirror)와,
상기 발광판의 투과부를 투과한 여기광과, 상기 다이크로익 미러에서 반사된 형광광과, 상기 제2 광원으로부터 사출된 광을 동일 광로 상에 집광시키고 또한 동일 방향을 향해 사출 가능하게 하는 복수 개의 반사 미러나 다이크로익 미러를 포함하는, 광원 장치.
제1항에 있어서,
상기 광원 장치의 상기 제1 광원은, 청색 대역의 레이저 발광기인, 광원 장치.
제3항에 있어서,
상기 광원 장치의 상기 형광체는, 적어도 여기광을 받아 녹색의 파장 대역광을 발하는 형광체인, 광원 장치.
제3항에 있어서,
상기 광원 장치의 상기 발광판의 투과부에, 상기 제1 광원으로부터의 광을 확산시키는 확산층이 형성되어 있는, 광원 장치.
제1항에 있어서,
상기 광원 장치의 상기 제2 광원은, 적색 대역의 발광 다이오드인, 광원 장치.
제1항에 있어서,
상기 광원 장치의 상기 발광판은, 원판 형상이며, 상기 발광판을 원주 방향으로 회전시키는 구동 장치를 가지는, 광원 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 광원 장치와,
표시 소자와,
상기 광원 장치로부터의 광을 상기 표시 소자에 도광(導光)하는 광원측 광학계와,
상기 표시 소자로부터 사출된 화상을 스크린에 투영하는 투영측 광학계와,
상기 광원 장치나 표시 소자를 제어하는 프로젝터 제어 수단
을 포함하는, 프로젝터.